1. 小九同学利用天平、水和烧杯来测量一个不吸水的小石块的密度,请将他们的实验步骤补充完整。(已知水的密度ρ= 1.0 × 103kg/m3

(1) 把托盘天平放在水平台面上,将标尺上的游码移到处,此时指针指在分度盘中线的左侧,根据原理,应向右调节平衡螺母使天平平衡;如图平所示,则小石块的质量为g;
(2) 如图乙所示,首先往烧杯中加入适量(可淹没石块)的水,测得燧杯和水的总质量为143g;然后,把小石块浸没在水中,在水面到达的位置上作标记;取出小石块,慢慢往烧杯中加水,水面到达标记处时停止加水,再测出此时烧杯和水的总质量为174g;由此,可以推断出小石块的体积为cm3;计算小石块的密度为 kg/m3
(3) 在将石块从烧杯中取出时带出一些水,这将导致所测密度(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【考点】
质量的测量与天平的使用; 固体密度的测量;
【答案】

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1. 近期,我国发现2.5亿年前化石宝库(图甲为其中的一部分),其展现了史上最大生物大灭绝后的新世界。小榜和小高同学对此感到自豪,并对化石的密度产生了浓厚的兴趣,所以网购了一块小化石,并从实验室借来一些仪器进行了以下实验。

(1) 小榜将天平放在桌面上,把游码拨至称量标尺左端零刻度线处,发现横梁稳定时指针偏向分度标尺中线的右侧,此时他应将平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节,使横梁在水平位置平衡;
(2) 将化石放在左盘,向右盘中添加砝码。当他将最小砝码放入右盘中时,指针偏向分度标尺中线右侧,取出最小砝码时指针偏向分度标尺中线左侧,则此时应____(选填字母符号); A. 调节平衡螺母的位置 B. 调节游码的位置
(3) 当横梁再次水平平衡,右盘砝码和游码的位置如图乙所示,则化石的质量m为g:
(4) 因为化石体积较大,不能直接放入量筒中,小榜往一质量为 40g的烧杯中倒入适量的水,并将化石放入杯中:一段时间后,在烧杯壁记下此时水面位置为M,如图丙所示:然后测得装有化石、水烧杯总质量为162.6g,则烧杯中水的体积为cm3
(5) 接着将化石从水中取出后,再往烧杯中缓慢加水,使水面上升至记号M, 如图丁所示,用天平测出杯和水的总质量为 112g, 根据所测数据计算出化石的密度为g/cm3
(6) 小高思考后发现化石会吸水(体积不变),导致密度测量误差较大,于是擦干化石表面的水,接着马上利用弹簧测力计再次对化石的密度进行了测量。
a.用细线将化石系好,悬挂在弹簧测力计的下端,如图戊a所示,记录弹簧测力计稳定后的示数为F1
b.在小桶里倒入适量的水,悬挂在弹簧测力计的下端,如图戊b所示,记录弹簧测力计稳定后的示数为F2
c.再用手提着细线的一端,将化石缓慢地浸没在水中(化石不接触小桶的底部和侧壁),如图戊c所示,记录弹簧测力计稳定后的示数为F3
①考虑到将化石从烧杯中取出时已经吸水,上述a、b、c步骤所测得的石块密度值 (选填“偏大”“偏小”或“准确”),小高再次陷入了沉思……

②请你综合小榜和小高两种方案中的实验数据,写出化石密度最准确的表达式ρ=(用已知物理量的字母表示)。

实验探究题 困难