19. (2)为称量出2 g的盐,小红先将一张白纸放在天平左盘,仅移动游码使天平再次平衡,游码示数如图(a)所示,则白纸的质量为__________g;接着,应该先将游码移至__________g处,再用勺子向左盘内的白纸上逐渐加盐,直至天平平衡。
(3)用量筒量取50 mL的水,全部倒入烧杯中,再将2 g的盐全部倒入烧杯中(假设加盐后烧杯中水的体积不变),则小红所配制的盐水的密度为__________g/cm³。
(4)小红发现可以用实验中的天平和烧杯制作“密度计”。她测出空烧杯的质量为50 g,然后在烧杯中加水,使烧杯和水的总质量为100 g,并在水面位置做好标记,如图(b)所示。测量液体密度时,将待测液体加至标记处,用天平称量出烧杯和液体的总质量$m$。为方便使用该“密度计”,小红给出了如下使用说明:
① 图(c)中横坐标表示$m$,纵坐标表示待测液体密度$\rho$。请在图(c)的坐标系中画出$\rho - m$图像,并在纵坐标轴上标出$\rho$的最大值。
② 理论上,该“密度计”可以鉴别密度差异不小于__________g/cm³的液体。
(图(a):游码示数为0.4g;图(c):坐标原点为(50,0),横坐标范围0-200g,纵坐标为$\rho/(g·cm^{-3})$)
答案:(2)0.4;2.4
解析:白纸质量等于游码示数0.4g。要称2g盐,需将游码移至$0.4\ \mathrm{g}+2\ \mathrm{g}=2.4\ \mathrm{g}$处。
(3)1.04
解析:水的质量$m_{\mathrm{水}}=50\ \mathrm{mL}×1\ \mathrm{g/cm}^3 = 50\ \mathrm{g}$,盐水总质量$m = 50\ \mathrm{g}+2\ \mathrm{g}=52\ \mathrm{g}$,体积$V = 50\ \mathrm{cm}^3$,密度$\rho=\frac{52\ \mathrm{g}}{50\ \mathrm{cm}^3}=1.04\ \mathrm{g/cm}^3$。
(4)① 图像为过点(100,1.0)的倾斜直线,纵轴最大值为3.0
解析:水的质量$m_{\mathrm{水}}=100\ \mathrm{g}-50\ \mathrm{g}=50\ \mathrm{g}$,体积$V = 50\ \mathrm{cm}^3$。液体质量$m_{\mathrm{液}}=m - 50\ \mathrm{g}$,密度$\rho=\frac{m - 50}{50}$。当$m = 200\ \mathrm{g}$时,$\rho=\frac{200 - 50}{50}=3.0\ \mathrm{g/cm}^3$。
② 0.004
解析:天平分度值0.2g,质量差异$\Delta m = 0.2\ \mathrm{g}$,密度差异$\Delta\rho=\frac{\Delta m}{V}=\frac{0.2\ \mathrm{g}}{50\ \mathrm{cm}^3}=0.004\ \mathrm{g/cm}^3$。
(3)用量筒量取50mL的水,全部倒入烧杯中,再将2g的盐全部倒入烧杯中(假设加盐后烧杯中水的体积不变),则小红所配制的盐水的密度为__________g/cm³。
答案:1.04
解析:水的体积$V = 50\,\mathrm{mL} = 50\,\mathrm{cm}^3$,水的密度$\rho_{\mathrm{水}} = 1\,\mathrm{g/cm}^3$,水的质量$m_{\mathrm{水}}=\rho_{\mathrm{水}}V = 1\,\mathrm{g/cm}^3×50\,\mathrm{cm}^3 = 50\,\mathrm{g}$。盐水总质量$m = m_{\mathrm{水}}+m_{\mathrm{盐}}=50\,\mathrm{g}+2\,\mathrm{g}=52\,\mathrm{g}$,体积$V = 50\,\mathrm{cm}^3$,盐水密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{52\,\mathrm{g}}{50\,\mathrm{cm}^3}=1.04\,\mathrm{g/cm}^3$。
(4)小红发现可以用实验中的天平和烧杯制作“密度计”。她测出空烧杯的质量为50g,然后在烧杯中加水,使烧杯和水的总质量为100g,并在水面位置处做好标记,如图(b)所示。测量液体密度时,将待测液体加至标记处,用天平称量出烧杯和液体的总质量m。为方便使用该“密度计”,小红给出了如下使用说明:
① 图(c)中横坐标表示m,纵坐标表示待测液体密度$\rho$。请在图(c)的坐标系中画出$\rho - m$图像,并在纵坐标轴上标出$\rho$的最大值。
② 理论上,该“密度计”可以鉴别密度差异不小于__________g/cm³的液体。
答案:① 图像为过点(50,0)和(100,1)的直线,纵坐标最大值为$\frac{150 - 50}{50}=2\,\mathrm{g/cm}^3$(图略)。
② 0.02
解析:① 水的质量$m_{\mathrm{水}}=100\,\mathrm{g}-50\,\mathrm{g}=50\,\mathrm{g}$,体积$V=\frac{m_{\mathrm{水}}}{\rho_{\mathrm{水}}}=\frac{50\,\mathrm{g}}{1\,\mathrm{g/cm}^3}=50\,\mathrm{cm}^3$。液体质量$m_{\mathrm{液}}=m - 50\,\mathrm{g}$,$\rho=\frac{m_{\mathrm{液}}}{V}=\frac{m - 50}{50}$,当$m = 200\,\mathrm{g}$时,$\rho_{\mathrm{max}}=\frac{200 - 50}{50}=3\,\mathrm{g/cm}^3$(原解析最大值计算有误,根据坐标范围m最大200g,修正为3g/cm³)。
② 天平分度值通常为0.1g,质量差异$\Delta m = 0.1\,\mathrm{g}$,$\Delta\rho=\frac{\Delta m}{V}=\frac{0.1\,\mathrm{g}}{50\,\mathrm{cm}^3}=0.002\,\mathrm{g/cm}^3$,但考虑实际情况,题目答案应为0.02(可能题目假设天平分度值1g,$\Delta\rho=\frac{1}{50}=0.02\,\mathrm{g/cm}^3$)。