Question

【題目】小明所在的物理興趣小組需要密度為1.15g/cm3的鹽水，為檢驗配制的鹽水是否合格．

（1）小明設計了如下方案：

①將天平放在水平桌面上，將游碼移至標尺左端的“0”刻度線上，發現指針的位置如圖甲所示，則需將平衡螺母向_____調節；

②測量燒杯和鹽水的總質量時，砝碼和游碼的位置如圖乙所示，則燒杯和鹽水的總質量為_____g；

③將燒杯中的部分鹽水倒入量筒中（如圖丙所示）；

④測出燒杯和剩余鹽水的質量為25g；

⑤計算出鹽水的密度為_____g/cm3．

（2）為配制合格的鹽水，需要繼續向鹽水中_____（選填“加鹽”或“加水”），但加多少才能剛好使配制的鹽水合格，很難控制．小明思考后，想用飲料吸管制作一個簡易的密度計來解決這一問題，制作步驟如下：

①他找來一根飲料吸管，測得吸管的長度是15cm，用石蠟將其一端密封起來；

②在吸管上距密封端11.5cm處畫一刻線標上1.0，在吸管上距密封端_____cm處畫一刻線標上1.15；

③在吸管中放入適量的細砂后將其放入清水中，增減細砂直到水面剛好與1.0刻線相平；

④從清水中取出吸管放入配制的鹽水中，向鹽水中加某物質直到液面與1.15刻線相平，鹽水的密度就剛好是1.15g/cm3.

（3）完成實驗后，小明想在這根吸管上再增加些刻線，制成一個測量范圍是0.7g/cm3～1.3g/cm3、分度值是0.05g/cm3的密度計，結果發現不能實現，原因是_____．為了能用這根吸管制成符合要求的密度計，他應_____（填“增加”或“減少”）吸管中的細砂后，并重新標注刻度線．

Answer 1

【答案】右 62.4 1.1 加鹽 10 吸管長度不夠（吸管嫌短） 減少

【解析】

第一空．由圖甲知道，將天平放在水平桌面上，將游碼移至標尺左端的“0”刻度線上，發現指針向左偏，則說明天平的左端下沉，右端上翹，所以，平衡螺母向上翹的右端移動；

第二空．由圖乙知道，燒杯和鹽水的總質量是：
m1 =50g+10g+2.4g=62.4g；
第三空．由圖丙知道，量筒中鹽水的體積是：V=34mL=34cm3，
燒杯和剩余鹽水的質量是m2 =25g，量筒中鹽水的質量是：
m=m1 -m2 =62.4g-25g=37.4g，
則鹽水的密度是：
；

第四空．根據題意知道，需要鹽水的密度是1.15g/cm3，而現在鹽水的密度是1.1g/cm3，所以，需要再加入鹽，才能增大鹽水的密度；

第五空．根據題意知道，吸管在水中和鹽水中都漂浮，受到的浮力相等，即F浮水=F浮鹽水，設吸管的底面積是S，在吸管上距密封端hcm處畫一刻線標上1.15，則，ρ水gV排水=ρ鹽水gV排鹽水，代入數據得：
1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×S×11.5×10-2 m=1.15×103 kg/m3 ×10N/kg×Sh，
解得，h=0.1m=10cm；

第六空．小明不能制成一個測量范圍是0.7g/cm3～1.3g/cm3、分度值是0.05g/cm3的密度計；與第五空同理：
密度計始終漂浮在液體中，受到的浮力相等，所以密度計在水中和密度為0.7g/cm3 的液體中浮力相等，即F浮水 =F浮液，由ρ水gV排水=ρ液gV排液可知，
1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×S×11.5×10-2 m =0.7×103 kg/m3 ×10N/kg×Sh'，
解得，h'≈0.165m=16.5cm＞15cm，
由此可知，小明不能制成密度計的原因是吸管長度不夠；

第七空．根據漂浮條件，減小密度計的重力，可以減小密度計的浮力，當液體密度不變時，密度計排開液體的體積減小，需要的吸管長度可以短一些，所以，需要減小管中的沙子，并重新標注刻度線。