小明去武汉江夏基地军训时,在后山上捡了一块非常漂亮的大理石,他非常想知道这块石头的密度,于是在老师的带领下去了综合实验室.由于存放不当,天平附带的砝码严重生锈,小明只能利用天平了.老师又帮他找了量筒、两个完全相同的烧杯、细线、滴管等器材.小明稍加思考,决定用以下方法进行实验:
(1)实验过程:
①将天平放在水平台上,游码拨到左端零刻度线处,发现此时指针如图甲所示,则应向________调节平衡螺母使天平平衡.
②在天平左右两盘各放一只相同的烧杯,将大理石放在左盘的烧杯里,在右盘的烧杯中加水,快平衡时用滴管调节水的多少,直到天平平衡(如图乙).
③将烧杯中的水倒入量筒中(液面位置如图丙),读出体积并记录.
④用排水法测得大理石的体积为20cm3.
(2)收集与处理实验数据:请你将实验数据填入下表并计算.
量筒中水的体积V1/cm3 | 量筒中水的质量 m1/g | 大理石的质量 m2/g | 大理石的体积 V2/cm3 | 大理石的密度ρ/ g?cm-3 |
解:(1)根据天平的使用规则:水平放稳,游码归零,左偏右调,右偏左调,左右一样,天平平衡.图中指针向右偏,所以应该向左调螺母.
故答案为:左.
(2)由图示可知:此量筒每一大格是10ml,即10cm3;每一小格是0.2cm3.
根据液面所示的位置可知量筒中水的体积v1=52cm3.
由密度计算公式ρ=,得:m1=ρ水?v1=1g/cm3?52cm3=52g.
∵大理石的质量与水的质量相等,
∴m2=m1=52g.
又∵用排水法测得大理石的体积为20cm3,即v2=20cm3.
∴大理石的密度为:
ρ===2.6g/cm3.
故答案为:52,52,52,20,2.6.
量筒中水的体积V1/cm3 | 量筒中水的质量 m1/g | 大理石的质量 m2/g | 大理石的体积 V2/cm3 | 大理石的密度ρ/ g?cm-3 |
52 | 52 | 52 | 20 | 2.6 |
故答案为:③,小.
(1)天平平衡的标志是:指针指在分度盘的中央或左右摆动幅度相等,指针左偏右调,右偏左调;
(2)刻度尺量筒是初中物理基本的测量工具,读数前要看清它们的量程和分度值,刻度尺要估读到分度值的下一位,读数时视线与末端刻度或凹液面最低处垂直.
根据量筒中水面的位置得出水的体积,由水的密度已知的条件,根据密度公式可以求出水的质量;水的质量与大理石的质量相等,大理石的体积已用排水法测出,据密度公式可求大理石的密度.
(3)将水倒入量筒来测体积,这种做法会因烧杯壁粘液体而使测出的体积偏小,导致算出的水的质量偏小,导致得出的大理石的质量偏小,有密度公式ρ=计算出的大理石密度就偏小.
点评:此题综合了天平和量筒的使用、质量、体积的测量、计算以及密度公式的应用,此类题常以选择、填空、实验题出现,考查学生的综合能力.
玻璃容器中的液体向外倒的过程中,容器壁一定要粘液体,所以不能全部倒出,将会带来实验误差,在做实验时,必须考虑容器壁粘液体的问题.