Question

【题目】小明用天平、大烧杯、小烧杯和水来测量一石块的密度．
（1）在使用托盘天平前要对天平进行调节．请将下列各步骤前的字母按照正确的顺序排列 ．
A.组装好天平，把天平放在水平台面上
B.调节天平的平衡螺母，使天平横梁水平平衡
C.把游码置于标尺的零刻度线处
（2）天平调平后，小明测出了石块的质量，如图甲所示，石块的质量m=g．
（3）因为石块较大，不能直接放入量筒中，小明 用以下方法测量石块体积，操作步骤如下： A、测出空的小烧杯的质量15.0g
B、把装满水的大烧杯和空的小烧杯如图乙放置
C、把石块缓缓浸没入大烧杯中，大烧杯中部分水溢进小烧杯
D、待溢出的水全部滴入小烧杯后测出小烧杯的总质量是34.4g
小明计算出石块的密度ρ石=kg/m3 ．
（4）小南观摩了小明的实验后认为小明测量体积的方法麻烦，他认为可以把小烧杯中溢出的水倒入量筒中，直接读出石块的体积．你认为采用谁的方案可以使测量误差更小？；
（5）小明在实验中找到了乐趣．他用一只有颈的圆柱形塑料饮料瓶和一桶水、一把刻度尺就巧妙地测出了食用油的密度，他的操作步骤如下： A、剪去饮料瓶的上部，保留圆柱部分，测出圆柱直径d
B、瓶中放入几个石块和少量水，使水没过石块，将它放入桶中，使它浮在水面上，测量露出水面的瓶高h1 ．
C、在瓶内注入一些待测的食用油，测量瓶内水面上的油层厚度H
D、再次将瓶子放入桶中，测量露出水面的瓶高h2 ．
①小明为什么要在瓶中放入石块？；
②倒入瓶中的食用油的体积是V=；食用油的密度ρ油=；（用实验中的物理量d、h1、h2、H和水的密度表示）

Answer 1

【答案】
（1）ABC
（2）58.2
（3）3.0×103
（4）小明的方案误差小
（5）使饮料瓶能够竖立在水桶中；② H； ρ水
【解析】解：（1）天平的使用和调节：把天平放在水平台面上，把游码置于标尺的零刻度线处，调节天平的平衡螺母，使天平横梁水平平衡，故正确的顺序为ACB；（2）石块的质量：m=50g+5g+3.2g=58.2g；（3）溢出水的质量：m水=34.4g﹣15.0g=19.4g， 由ρ= 得，
石块的体积：V=V排= = =19.4cm3 ，
石块的密度：ρ石= = =3.0g/cm3=3.0×103kg/m3；（4）小南的方案中将小烧杯中的水倒入量筒中，烧杯壁上会有残留的水，使得测得的石块体积偏小，测量的密度值偏大，所以小明的方案误差小；（5）①在瓶中放入几个小石块，是为了使饮料瓶能够竖立在水桶中．
②设瓶子的横断面积是S，高度是h，
瓶子漂浮在水面上，根据漂浮条件和阿基米德原理得：
F浮=ρ水gS（h﹣h1）=G水+石块﹣﹣﹣﹣﹣①
在瓶内注入一些待测的油，测量瓶内水面上的油层厚度H，则倒入油的体积V=SH= H；
倒入油的重力：G油=ρ油gSH﹣﹣﹣﹣﹣②
再次将瓶放入桶中，测量露出水面的瓶高h2 ．
瓶子再次漂浮在水面上，根据漂浮条件和阿基米德原理得：
F浮′=ρ水gS（h﹣h2）=G油+G水+石块﹣﹣﹣﹣﹣③
由③﹣①得，ρ水gS（h1﹣h2）=G油﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
②式代入④式得：ρ油= ρ水 ．
所以答案是：（1）ACB；（2）58.2；（3）3.0×103；（4）小明的方案误差小；（5）①使饮料瓶能够竖立在水桶中；② H； ρ水 ．