Question

【題目】3月22日為國際水日，為了配合節約用水活動的開展，某校課外興趣小組對我市的供水系統和供水水質的物理參數進行了如下實驗測量。

（一）測自來水的密度

（1）某同學將天平放在水平臺面上，立即調節平衡螺母使指針指在分度盤中央刻度線處，該同學使用天平時操作的錯誤之處是______________________________________。

（2）在老師的指導下，該同學重新正確調節至天平平衡，將盛有適量自來水的杯子放在調節好的天平左盤內，測出總質量為122.6g，再將杯子中的一部分自來水倒入量筒中，如圖甲所示，則量筒中自來水的體積為______cm3。再將盛有剩余自來水的杯子放在天平盤內，天平再次平衡時右盤中砝碼質量和游碼在標尺上的位置如圖乙所示，則杯子及杯內剩余自來水的質量_____g。

（3）根據上述實驗數據，計算自來水的密度為 _________kg/m3。

（二）測量水龍頭打開后的出水速度

（1）首先老師告訴同學們流量Q是表示單位時間內通過某一橫截面的流體的體積，若水流在粗細均勻的水平管道內向右勻速流動，設水流速度為v，管內通道的橫截面積為S。如圖丙所示，取一段管道AB，水從B端流到A端所用時間為t，則AB間水柱的長度l=_____，根據流量的定義，流量Q =_________。（以上兩空要求用S、v、t中的字母表示）。

（2）某同學根據流量的導出公式設計了如下測量水龍頭出水速度的實驗方案：

①測出水龍頭出水口的內壁直徑d 。

②打開水龍頭使水以適當的速度勻速流出，用容器接水并同時開始計時，測出經過一段時間t后容器內水的體積V。

③由流量的導出公式算出自來水龍頭出水速度表達式為__________。（用d、t、π、V表示）

（三）探究冰和水的體積與溫度的關系在一定的環境下將1g的冰加熱，分別記錄其溫度和體積，得到了如圖丁所示的圖象。

（1）冰從－4℃上升到0℃時體積將變_________，密度將變________。

（2）水從0℃上升到4℃時，密度將變_______。

（3）水從4℃上升時，密度將變________，分子間隔變________，蒸發時表面水分子無規則運動比內部水分子運動______________。

Answer 1

【答案】 調節平衡螺母前，未將游碼移到標尺左端的“0”刻度線處 60 62 1.01×103 v t S v 大 小 大 小 大劇烈

【解析】（一）（1）在調節天平平衡時，應先將天平放在水平臺上，并將游碼撥到標尺左端的零刻線處，該同學忘了將游碼撥到標尺左端的“0”刻度線處了；（2）由圖甲知，量筒的分度值為2ml，量筒內水的讀體積60ml，即60cm3；由圖乙知，標尺的分度值為0.2g，杯子及杯內剩余自來水的質量為50g+10g+2g=62g；（3）量筒中水的質量m=122.6g-62g=60.6g；則；（二）（1）AB間水柱的長度l=s=vt；B到A的水柱體積為V=Sl=Svt，則： ；（2）根據流量的定義，則；所以流速為；（三）（1）從平滑的直線可知冰“從-4℃到0℃時”直線呈上升趨勢，則體積在不斷增大，再由可知，m不變，V增大，則ρ減小．（2）從平滑的曲線可以看出“水從0℃上升到4℃時體積”這段溫度內，曲線呈下降趨勢，從而可知體積在不斷減小，再由可知，m不變，V減小，則ρ增大．（3）水從4℃上升時，質量不變，體積變大，則分子間距離變大，由得，密度變小；溫度升高，則分子運動更劇烈．故答案為：（一）（1）未先將游碼移到標尺左端的“0”刻度線處；（2）60；62；（3）1.01×103；（二）（1）vt，Sv；（2）；（三）大；小；小；大；小；大；劇烈．