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相平
50
1
25
$V_{2}-V_{1}$
水要能浸没固体;固体放入水中后,水面不能超过量筒的最大刻度线处
质量
体积
$\rho=\dfrac{m}{V}$
量筒
42.2
15
2.8
​$2.8×10^3$​
【分析】
首先回忆量筒的使用规范:读数时视线需与水凹面的底部相平,这样才能保证读数准确。接着观察量筒的刻度:最大刻度值就是它的最大测量值;通过相邻大刻度间的小格数计算分度值;最后根据凹液面底部对应的刻度读取液体体积,同时注意$1mL=1cm³$的单位换算。具体思考步骤为:先明确读数的视线要求,再确定量筒的量程,接着计算分度值,最后读取液体体积并完成单位换算。
【解析】
1. 根据量筒的正确使用规则,读数时视线要与水凹面的底部相平。
2. 观察量筒刻度可知,其最大刻度为50mL,因此最大测量值是50mL。
3. 量筒上相邻两个大刻度(如10mL与20mL)之间有10个小格,所以分度值为$\frac{20mL - 10mL}{10}=1mL$。
4. 液体凹液面底部对应的刻度为25mL,由于$1mL=1cm³$,所以液体的体积为25cm³。
【答案】
相平;50;1;25
【知识点】
量筒的使用;体积单位换算
【点评】
本题属于基础实验操作题,考查量筒的使用与读数,需牢记量筒的读数规范,能准确识别量程、分度值,同时注意体积单位mL与cm³的等价关系,避免出现读数或单位换算错误。
【难度系数】
0.9
【分析】
要解决这道题,首先回忆排水法测量不规则固体体积的原理:当固体完全浸没在水中时,固体排开的水的体积等于固体自身的体积。量筒两次的示数分别是水的体积和水与固体的总体积,用总体积减去水的体积就能得到固体体积。对于“适量的水”,要从两个角度思考:一是要保证固体能被完全浸没,这样才能通过排水法准确测出体积;二是固体放入后水面不能超过量筒的最大刻度,否则水会溢出,无法准确读取总体积。
【解析】
1. 固体体积的计算:根据排水法原理,固体浸没在水中时,排开水的体积等于固体体积。量筒中仅装水时的示数为$V_1$(水的体积),固体浸没后示数为$V_2$(水和固体的总体积),所以待测固体的体积$V = V_2 - V_1$。
2. “适量的水”的标准:
注入的水要能够完全浸没放入的不规则小固体,确保通过排水法准确反映固体的体积;
当固体浸没在水中后,量筒内的水面不能超过量筒的最大刻度线,避免水溢出量筒,无法准确读取总体积。
【答案】
$V_{2}-V_{1}$;注入的水需满足:① 能完全浸没待测固体;② 固体浸没后,水面不超过量筒的最大刻度线。
【知识点】
排水法测固体体积、量筒的正确使用
【点评】
本题考查量筒测不规则固体体积的基础实验操作,核心是理解排水法的原理,同时明确“适量水”的操作要求,这是保证测量结果准确的关键,属于物理实验基础考点,需熟练掌握。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,首先回忆密度的相关知识:密度是物质的一种特性,其定义为单位体积的某种物质的质量,计算公式为$\rho=\dfrac{m}{V}$,所以测量物质密度时,必须先测出物质的质量和体积,再代入公式计算。对于形状不规则的小固体,无法直接用刻度尺测量体积,我们可以采用排水法,借助量筒和水来测量,具体是先在量筒中加入适量的水,记录水的体积,再将小固体浸没在水中,记录此时的总体积,两者的差值就是小固体的体积。
【解析】
1. 根据密度的计算公式$\rho=\dfrac{m}{V}$可知,要得到物质的密度,必须先测量出物质的质量和体积,再代入公式计算。
2. 对于形状不规则的小固体,由于无法直接测量其体积,通常采用排水法,利用量筒和水配合测量:先在量筒中装入适量水,读取水的体积$V_1$,将小固体完全浸没在水中,读取总体积$V_2$,则小固体的体积$V=V_2-V_1$。
【答案】
质量;体积;$\rho=\dfrac{m}{V}$;量筒;水
【知识点】
密度的测量;密度公式;排水法测体积
【点评】
本题属于密度测量的基础题型,重点考查密度测量的核心原理和不规则固体体积的测量方法,是理解密度测量实验的基础内容,需要牢记相关原理和操作方法。
【难度系数】
0.9
【分析】
(1) 回忆天平的使用规则,测量物体质量时物体应放在左盘;小石块的质量为砝码总质量与游码对应刻度值之和,先计算砝码总质量,再加上游码示数即可。
(2) 小石块的体积等于量筒中液面总体积减去原有水的体积,读取量筒示数时需以凹液面底部为准。
(3) 根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$计算小石块的密度,再利用单位换算关系$1\ \mathrm{g/cm}^3=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$完成单位转换。
【解析】
(1) 根据天平的使用规范,测量物体质量时,物体应放在天平的左盘,砝码放在右盘。
由图(a)可知,砝码总质量为$20\ \mathrm{g}+20\ \mathrm{g}=40\ \mathrm{g}$,游码对应的刻度值为$2.2\ \mathrm{g}$,因此小石块的质量:
$m=40\ \mathrm{g}+2.2\ \mathrm{g}=42.2\ \mathrm{g}$。
(2) 由图(b)可知,量筒中液面总体积为$60\ \mathrm{cm}^3$,已知原有水的体积为$45\ \mathrm{cm}^3$,则小石块的体积:
$V=60\ \mathrm{cm}^3-45\ \mathrm{cm}^3=15\ \mathrm{cm}^3$。
(3) 根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,代入数据得小石块的密度:
$\rho=\frac{42.2\ \mathrm{g}}{15\ \mathrm{cm}^3}\approx2.8\ \mathrm{g/cm}^3$;
因为$1\ \mathrm{g/cm}^3=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,所以$2.8\ \mathrm{g/cm}^3=2.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
【答案】
(1) 左;42.2
(2) 15
(3) 2.8;$2.8×10^3$
【知识点】
天平的使用;量筒的读数;密度的计算
【点评】
本题考查固体密度的测量实验,重点考查天平、量筒的正确使用以及密度公式的应用,属于基础实验题,掌握基本仪器的使用方法和密度公式是解题的关键。
【难度系数】
0.8
【分析】
(1) 解题思路:先通过天平读数求出空烧杯质量和烧杯与植物油的总质量,两者差值即为植物油的质量;再读取量筒中植物油的体积,最后利用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$计算出植物油的密度。
(2) 误差分析思路:分析实验步骤中各测量量的准确性,当将烧杯内植物油倒入量筒时,烧杯内壁会残留植物油,导致测得的体积偏小,结合密度公式,在质量准确的前提下,体积偏小会使密度测量值偏大。
【解析】
(1) 根据天平读数规则,砝码质量与游码示数之和为物体质量:
空烧杯质量$m_1=30g$(由图a可知),烧杯与植物油总质量$m_2=50g+10g+3.4g=63.4g$,则植物油的质量$m=m_2-m_1=63.4g-30g=33.4g$;
由图c可知,植物油的体积$V=36cm^3$;
代入密度公式计算:$\rho=\frac{m}{V}=\frac{33.4g}{36cm^3}\approx0.92g/cm^3$。
(2) 测量值偏大。理由:将烧杯中的植物油倒入量筒时,烧杯内壁会残留部分植物油,导致测得的植物油体积$V$偏小,根据$\rho=\frac{m}{V}$,在质量$m$测量准确的情况下,体积$V$偏小,计算得出的密度$\rho$偏大。
【答案】
(1) 植物油质量为33.4g,密度为$0.92g/cm^3$;
(2) 偏大,因为将烧杯中的植物油倒入量筒时,烧杯内壁会残留部分植物油,导致测得的植物油体积偏小,根据$\rho=\dfrac{m}{V}$,在质量测量准确的情况下,体积偏小,密度的测量值偏大。
【知识点】
液体密度测量;密度公式应用;实验误差分析
【点评】
本题围绕植物油密度测量展开,考查了天平、量筒的正确使用及读数,同时要求学生能准确分析实验误差的来源,加深对密度公式的理解与应用,是密度测量实验的典型题型。
【难度系数】
0.7