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2.6
$V_{2}-V_{1}$
注入的水要能浸没待测固体,且待测固体浸没在水中后,水面不超过量筒的最大测量值(量程)
零刻度线

【分析】
要计算矿石的密度,根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,需先分别求出矿石的质量和体积:
1. 质量方面:天平测量物体质量时,物体质量等于砝码总质量与游码对应刻度值之和,先计算砝码总质量,再读取游码示数,两者相加得到矿石质量;
2. 体积方面:利用排水法,矿石体积等于量筒放入矿石后的总体积减去放入前水的体积;
3. 最后将质量和体积代入密度公式,计算得出矿石密度。
【解析】
1. 计算矿石的质量:
右盘中砝码总质量为:$20\ \mathrm{g} × 2 + 10\ \mathrm{g} = 50\ \mathrm{g}$,
由图(a)可知,天平标尺的分度值为$0.2\ \mathrm{g}$,游码对应的刻度值为$2.4\ \mathrm{g}$,
根据天平读数规则,矿石的质量:
$m = 50\ \mathrm{g} + 2.4\ \mathrm{g} = 52.4\ \mathrm{g}$。
2. 计算矿石的体积:
由图(b)可知,量筒中水的体积$V_{\mathrm{水}} = 20\ \mathrm{mL}$,
由图(c)可知,放入矿石后量筒的总体积$V_{\mathrm{总}} = 40\ \mathrm{mL}$,
则矿石的体积:
$V = V_{\mathrm{总}} - V_{\mathrm{水}} = 40\ \mathrm{mL} - 20\ \mathrm{mL} = 20\ \mathrm{mL} = 20\ \mathrm{cm^3}$。
3. 计算矿石的密度:
将质量和体积代入密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,可得:
$\rho = \frac{52.4\ \mathrm{g}}{20\ \mathrm{cm^3}} = 2.62\ \mathrm{g/cm^3}$。
【答案】
$52.4$;$20$;$2.62$
【知识点】
天平的使用;量筒的读数;密度的计算
【点评】
本题是测量固体密度的基础实验题,重点考查了天平和量筒的正确读数方法,以及密度公式的应用,需熟练掌握实验流程和计算逻辑。
【难度系数】
0.6
【分析】
对于(1),我们要利用排水法测不规则固体体积的原理:当固体完全浸没在水中时,固体的体积等于它排开的水的体积,也就是浸没后水和固体的总体积与原来水的体积之差,所以用两次的示数相减就能得到固体体积。对于(2),要思考“适量”水的两个核心要求:一是水能完全覆盖固体,这样才能通过体积差准确计算固体体积;二是固体放入后水面不能超出量筒的量程,否则无法正常读数,还可能造成水溢出。
【解析】
(1) 根据排水法测不规则固体体积的原理,固体浸没在水中时,其体积等于排开的水的体积,即待测固体的体积等于浸没后水和固体的总体积$V_{2}$减去量筒中原有水的体积$V_{1}$,所以$V=V_{2}-V_{1}$。
(2) 注入量筒内的水“适量”需满足两个条件:① 注入的水能够完全浸没待测固体,保证排开水的体积等于固体体积;② 待测固体浸没在水中后,水面所对应的示数不超过量筒的最大测量值(量程),避免无法读数或水溢出量筒。
【答案】
(1) $V_{2}-V_{1}$
(2) 注入的水要能浸没待测固体,且待测固体浸没在水中后,水面不超过量筒的最大测量值(量程)
【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和操作细节,属于实验基础考点,帮助学生掌握量筒的基本应用和实验操作的严谨性。
【难度系数】
0.8
【分析】
本题考查天平的使用和密度的计算,解题思路如下:
1. 天平调平前,需将游码移到标尺零刻度线处,根据指针偏转方向调节平衡螺母,指针偏右说明右侧偏重,平衡螺母应向左调;
2. 天平遵循“左物右码”原则,物体质量为砝码质量与游码刻度值之和;
3. 利用排水法,通过量筒两次示数差得到蜡块体积;
4. 根据密度公式计算蜡块密度,并完成单位换算。
【解析】
(1) 使用托盘天平前,应将其放在水平桌面上,移动游码至标尺的零刻度线处。由图(a)可知指针偏右,说明天平右侧较重,应将平衡螺母向左移动使天平平衡。
(2) 根据天平“左物右码”的使用规则,将蜡块放在天平左盘中。由图(b)可知,砝码质量为$5\ \mathrm{g}$,游码对应的刻度值为$3.4\ \mathrm{g}$,则蜡块的质量:
$m = 5\ \mathrm{g} + 3.4\ \mathrm{g} = 8.4\ \mathrm{g}$
(3) 蜡块的体积为量筒两次示数之差:
$V = 60.0\ \mathrm{mL} - 50.0\ \mathrm{mL} = 10.0\ \mathrm{mL} = 10\ \mathrm{cm}^{3}$
(4) 根据密度公式$\rho = \frac{m}{V}$,代入数据得蜡块的密度:
$\rho = \frac{8.4\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{cm}^{3}} = 0.84\ \mathrm{g/cm}^{3} = 0.84×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$
【答案】
(1) 零刻度线;左
(2) 左;8.4
(3) 10
(4) $0.84×10^{3}$
【知识点】
天平的使用;密度的计算;排水法测体积
【点评】
本题是基础的密度测量实验题,重点考查天平的规范操作、排水法测体积的应用以及密度公式的计算,需掌握天平调平、读数的细节和单位换算规则。
【难度系数】
0.7