《2026年山东省中考试卷精选九年级物理》

22. (8分)镓铟锡合金常温下处于液态且无毒.物理科创小组的同学们认为可以用它代替易挥发、有毒的水银测量大气压强,他们决定先测量镓铟锡合金的密度,再测量大气压强.
(1)测量密度前,为了提高液体体积测量的精确度,应在如图甲所示的三种注射器中选择5mL(填“5 mL”“20 mL”或“30 mL”)的注射器.

(2)同学们先测量了所选用注射器的质量$ m_1 $,随后用注射器抽取适量的镓铟锡合金.他们发现抽取液态合金时,注射器中会有气泡,于是将气泡排出后,读取合金的体积$ V $,并用天平称量它们的总质量$ m_2 $.将测量和计算出的数据填入表格.

第3次实验所测$ m_2 $如图乙所示,为31.4g,计算得合金密度为6.3$ g/cm^3 $.
通过三次实验,得到所测镓铟锡合金的密度为6.3$ g/cm^3 $.
(3)将PU耐压透明软管注满镓铟锡液态合金后,手持软管中部缓慢上提,保持两端管口始终在液态合金液面以下,直至软管中液柱分离,如图丙所示.测得管内外液面高度差$ h $为160 cm,小组测得的大气压强为1.008×10⁵Pa.($ g $取10 N/kg)
(4)交流评估时,小明回想起,测量液态合金体积过程中.注射器零刻度线前端接口处,还有一小部分液体,如图丁所示,这部分液态合金体积未被计入,会导致密度的测量结果偏大(填“偏大”或“偏小”).请你利用现有器材设计实验,消除这一小部分液体带来的影响.测得更准确的密度值.简要说明你的实验思路:可以先吸入适量的液体读出体积并测量总质量，然后排出一部分液体测量剩余的质量，并读出体积再利用两次的差值进行计算。.

答案： 22.
(1)5mL
(2)31.4 6.3 6.3
(3)1.008×10⁵
(4)偏大 见解析
[解析]本题考查液体密度的测量和大气压的测量，考查学生的实验能力.
(1)为了减小实验误差，选择分度值较小的测量工具，故选用5mL的注射器.
(2)由图乙可知，第三次实验中注射器和液体的总质量mₐ=20g+10g+1.4g=31.4g，合金的密度为ρ₃=(31.4g - 6.2g)/4.0cm³=6.3g/cm³，计算三次实验中液体的密度，然后求出其平均值，就是液体的密度.平均密度ρ=(ρ₁+ρ₂+ρ₃)/3=(6.4g/cm³+6.2g/cm³+6.3g/cm³)/3=6.3g/cm³.
(3)由图丙可知，管内外液面高度差h为160cm，对比托里拆利实验，大气压等于液柱的压强，p=ρgh=6.3×10³kg/m³×10N/kg×1.6m=1.008×10⁵Pa.
(4)注射器前端液态合金体积未被计入，所测体积偏小，由公式ρ=m/V可知，密度的测量值偏大.为了消除这一部分液体的影响，可以先吸入适量的液体读出体积并测量总质量，然后排出一部分液体测量剩余的质量，并读出体积再利用两次的差值进行计算.
这与测量液体密度中，“测量烧杯和液体的总质量，再测量烧杯和剩余液体的质量”，有异曲同工的效果.