Question

【題目】小明利用彈簧測力計、細線、玻璃杯和水測量石塊及木塊的密度，他設計了如圖所示的實驗方案并按順序完成了甲、乙、丙、丁、戊的實驗操作，根據圖中內容，完成以下分析：

(1)分析步驟甲中測力計示數，石塊受重力為__________N；

(2)對比分析步驟甲和乙的測力計示數，利用所學浮力知識可知石塊的體積為__________m3，密度為__________kg／m3；

(3)對比__________兩步驟中彈簧測力計的示數可求出木塊的質量；

(4)分析丁和戊步驟中彈簧測力計的示數，木塊浸沒在水中所受到的浮力為___________N ，木塊的密度為__________g／cm3（結果保留二位小數）；

(5)小勇卻認為小明測量木塊密度的方案中有缺陷，實驗中只需完成甲、乙、丙、丁的操作就可以了，且得到的結果更準確。

小明與小勇的實驗方案相比，測出的密度值偏__________ (“大”或“小”)，原因是：小明實驗方案中所測得的木塊浮力偏__________ (“大”或“小”)。

Answer 1

【答案】 3 1.2×10-4 2.5×103 甲丙 2.2 0.55 小 大

【解析】（1）圖甲中彈簧測力計的示數是3.0N，所以石塊的重力是3.0N；

（2）由甲、乙兩圖，石塊在水中所受的浮力F浮 =G-F=3.0N-1.8N=1.2N；石塊的體積等于石塊排開水的體積，即V石 =V排 =F浮/ρ水g=1.2N/1.0×103kg/m3×10N/kg=1.2×10-4 m3，石塊質量m=G/g=3.0N/10N/kg=0.3kg，∴石塊密度ρ=m/V=0.3kg/1.2×104m3=2.5×103 kg/m3；

（3）比較甲、丙兩個步驟可以知道木塊的重力，從而知道質量；

（4）分析丁、戊兩步驟中彈簧測力計示數，木塊浸沒在水中所受到的浮力為F浮=3.2N-1.0N=2.2N，木塊的體積為：V木 =V排 =F浮/ρ水g=2.2N/1.0×103kg/m3×10N/kg=2.2×10-4 m3，木塊質量m=G/g=4.2N3.0N/10Nlkg=0.12kg，木塊密度ρ=m/V=0.12kg/2.2×104m3=0.55×103 kg/m3；

（5）小明實驗操作過程中，木塊會吸入水，導致戊圖中示數變大，木塊的浮力偏大，根據V木 =V排 =F浮/ρ水g，木塊體積變大，木塊質量不變，所以密度變小，所以小勇測量木塊的密度偏大。