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49
30
偏小
0.8
煤油或酒精
平衡
同种物质的不同物体,质量与体积的比值为定值(质量与体积成正比)
27
10
【分析】
这道题是测量液体密度的实验题,需结合天平、量筒的使用规则和密度公式来逐步解决:
1. 第一问:天平读数为砝码总质量与游码对应刻度值之和,先计算砝码总质量,再加上游码示数就能得到烧杯和液体的总质量。
2. 第二问:量筒读数要平视凹液面的最低处,将烧杯中液体倒入量筒时,烧杯壁会残留部分液体,导致量筒中测得的液体体积比实际值偏小。
3. 第三问:从m-V图像中,体积为0时的质量是烧杯的质量,用总质量减去烧杯质量得到液体质量,结合对应体积,利用密度公式ρ=m/V计算液体密度,最后对照密度表确定液体种类。
【解析】
(1) 天平砝码总质量为20g+20g+5g=45g,游码对应的刻度值为4g,因此烧杯和液体的总质量$m=45\mathrm{g}+4\mathrm{g}=49\mathrm{g}$。
(2) 量筒的分度值为2mL,液面与30mL刻度线对齐,所以液体体积$V=30\mathrm{mL}$;由于烧杯内壁会残留部分液体,无法全部倒入量筒中,因此液体体积的测量值比实际值偏小。
(3) 由图丙可知,当液体体积$V=0$时,对应的质量为20g,即烧杯的质量$m_{\mathrm{杯}}=20\mathrm{g}$;当液体体积$V=25\mathrm{cm^3}$时,总质量$m_{\mathrm{总}}=40\mathrm{g}$,则液体的质量$m_{\mathrm{液}}=40\mathrm{g}-20\mathrm{g}=20\mathrm{g}$。根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,可得液体密度$\rho=\frac{20\mathrm{g}}{25\mathrm{cm^3}}=0.8\mathrm{g/cm^3}$;查阅密度表可知,该密度的液体可能是煤油或酒精。
【答案】
(1) $\boldsymbol{49}$
(2) $\boldsymbol{30}$;$\boldsymbol{偏小}$
(3) $\boldsymbol{0.8}$;$\boldsymbol{煤油或酒精}$
【知识点】
天平的使用;量筒的使用;密度的计算
【点评】
本题综合考查了液体密度测量实验的基本操作、误差分析和数据处理,重点在于理解实验误差产生的原因,以及从m-V图像中提取有效信息计算密度,对实验技能和数据分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
【分析】
1. 天平使用前需调节至平衡,这是准确测量质量的前提;读取天平示数时,物体质量等于砝码总质量与游码对应刻度值之和。
2. 利用量筒测物体体积时,物体体积等于放入物体后量筒的总体积减去原有水的体积。
3. 绘制质量-体积图像后,通过分析图像趋势可知,同种物质的质量与体积比值恒定,图像为过原点的直线,说明二者成正比。
4. 判断是否为同种物质需比较密度,密度相同则可能为同种物质,计算各物体质量与体积的比值,与物体A的密度对比即可得出结论。
5. 已知物质密度和体积,利用密度公式变形$m=\rho V$计算质量,先算出物体D的密度,再代入体积计算即可。
【解析】
(1) 天平使用前的调节:将天平放在水平桌面上,游码移到“0”刻度线处,调节平衡螺母使天平平衡。
物体A的质量:砝码总质量为$20\mathrm{g}+5\mathrm{g}=25\mathrm{g}$,游码对应刻度值为$2\mathrm{g}$,因此$m_A=25\mathrm{g}+2\mathrm{g}=27\mathrm{g}$。
(2) 量筒中水的体积$V_{\mathrm{水}}=70\mathrm{cm^3}$,放入物体A后总体积$V_{\mathrm{总}}=80\mathrm{cm^3}$,则物体A的体积$V_A=V_{\mathrm{总}}-V_{\mathrm{水}}=80\mathrm{cm^3}-70\mathrm{cm^3}=10\mathrm{cm^3}$。
(3) 根据表一中的数据在坐标系描点连线,得到过原点的直线,分析图像可得结论:同种物质的不同物体,质量与体积的比值为定值(或质量与体积成正比)。
(4) 物体A的密度$\rho_A=\frac{m_A}{V_A}=\frac{27\mathrm{g}}{10\mathrm{cm^3}}=2.7\mathrm{g/cm^3}$。计算表二中物体的密度:
$\rho_D=\frac{m_D}{V_D}=1.8\mathrm{g/cm^3}$,$\rho_E=\frac{m_E}{V_E}=\frac{54\mathrm{g}}{20\mathrm{cm^3}}=2.7\mathrm{g/cm^3}$,$\rho_F=\frac{m_F}{V_F}=3.6\mathrm{g/cm^3}$。
由于$\rho_E=\rho_A$,故物体E可能与物体A由同一种物质组成。
(5) 物体D的密度$\rho_D=1.8\mathrm{g/cm^3}$,体积$V=20\mathrm{cm^3}$,根据$\rho=\frac{m}{V}$变形得:$m=\rho_D V=1.8\mathrm{g/cm^3} × 20\mathrm{cm^3}=36\mathrm{g}$。
【答案】
(1) 平衡;27
(2) 10
(3) 同种物质的不同物体,质量与体积的比值为定值(或质量与体积成正比)
(4) 物体E
(5) 36
【知识点】
天平的使用;密度的计算;质量与体积的关系
【点评】
本题围绕探究物质质量与体积关系的实验展开,涵盖天平、量筒的基本使用,密度计算及图像分析,重点考查对密度特性的理解,是力学实验的基础题型,需熟练掌握实验步骤和密度公式的应用。
【难度系数】
0.6