Question

【題目】3月22日為國際水日，為了配合節(jié)約用水活動的開展，某校課外興趣小組對我市的供水系統(tǒng)和供水水質(zhì)的物理參數(shù)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(diào)節(jié)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(diào)節(jié)至天平平衡，將盛有適量自來水的杯子放在調(diào)節(jié)好的天平左盤內(nèi)，測出總質(zhì)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(nèi)，天平再次平衡時右盤中砝碼質(zhì)量和游碼在標尺上的位置如圖乙所示，則杯子及杯內(nèi)剩余自來水的質(zhì)量_____g。

（3）根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，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(nèi)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(nèi)向右勻速流動，設水流速度為v，管內(nèi)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(jù)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(jù)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(nèi)壁直徑d 。

②打開水龍頭使水以適當?shù)乃俣葎蛩倭鞒觯�用容器接水并同時開始計時，測出經(jīng)過一段時間t后容器內(nèi)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(huán)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(fā)時表面水分子無規(guī)則運動比內(nèi)部水分子運動______________。

Answer 1

【答案】 調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)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(nèi)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(nèi)剩余自來水的質(zhì)量為50g+10g+2g=62g；（3）量筒中水的質(zhì)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(jù)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(nèi)，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(zhì)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．