(1)张丽同学用刻度尺、烧杯、水、两端开口的玻璃管、橡皮膜、细线来测量食用油密度,操作步骤如下:
①如图1甲所示,用细线和橡皮膜把玻璃管一端扎紧,管竖直放置,开口向上,向管内倒入适量的食用油,随着油量的增加,橡皮膜越向下凸起,说明液体压强随着 深度 的增加而增大;
②用刻度尺测出玻璃管中油柱的高度为h1(如图1甲所示);
③在烧杯中装入适量的水,将装有油的玻璃管缓慢浸入水中,直至橡皮膜水平为止,用刻度尺测出管底到水面的深度为h2(如图1乙所示); ④食用油的密度表达式:ρ油=
.(水的密度用ρ水表示)
⑤分析实验过程,张丽同学测得的食用油密度值比真实值偏 小 (选填“大”或“小”).
(2)唐梅同学用托盘天平、烧杯、细线和橡皮擦测量食用油的密度. (a)具体操作步骤如下:
①将托盘天平放在水平台面上,游码移到称量标尺左端“0”刻度线处,观察到指针指在分度标尺上的位置如图2甲所示,此时应将平衡螺母向 左 (选填“左”或“右”)调节,使指针对准分度标尺的中央刻度线;
②将烧杯装入适量水并放在托盘天平上(如图2乙所示),调节天平重新平衡后,所用砝码和游码在称量标尺上的位置如图2丙所示,则这杯水的总质量为 153.2 g;
③将橡皮擦用细线绑好并浸没入水中(未接触烧杯,如图2丁所示),记下天平平衡时的示数为163.2g; 则该橡皮擦体积V= 10 cm3;
④将橡皮擦从水中取出,同时把烧杯中的水倒掉,然后用干毛巾擦干橡皮擦和烧杯;
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⑤将烧杯装入适量食用油并重新放在托盘天平上,记下天平平衡时的示数为142.2g;
⑥用细线将橡皮擦浸没入食用油中(未接触烧杯),记下天平平衡时的示数为151.0g;
(b)则食用油密度为ρ油= 0.88×103 kg/m3.
(c)橡皮擦由橡胶制成,水分和油类都有可能被吸入,假设橡皮擦在实验过程中不吸水,但会吸少量的油(体积不膨胀),则由此方法测得的食用油密度将比真实值偏 小 (选填“大”或“小”).
【分析】(1)液体压强随深度的增加而增大;
张丽的方法是利用水和食用油产生的压强相等,借助液体压强计算公式,求出食用油的密度;
(2)a、①天平使用之前要调平,指针的偏转方向判断天平哪端下沉,调节过程中,平衡螺母向下沉的反方向移动;
②天平在读数时应将砝码质量与游码示数相加;
b、放入橡皮后用线拉着,增加的重量等于重力减拉力也就是浮力,根据V
排
=
算出橡皮的体积;b、放入橡皮后用线拉着,增加的重量等于重力减拉力
也就是浮力,根据ρ油=算出食用油的密度;
c、由于橡皮吸油,排开油的体积偏小,有的质量也偏小,密度也偏小. 【解答】解:(1)①向管内倒入适量的食用油,随着油量的增加,橡皮膜越向下凸起,说明液体压强随着深度的增加而增大;
④因为橡皮水平,说明食用油与水产生的压强相等,即:ρ水gh2=ρ油gh1,得:ρ
油
=;
⑤橡皮膜发生形变,向下凹陷,造成测量的食用油深度即h1变大,故密度的测量值偏小;
(2)a、①天平使用之前先调平,调平的方法是:游码移到标尺的零刻线上,图中指针偏向分度盘右侧,因此要向左移动平衡螺母,直到指针指在分度盘的中间;
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②这杯水的总质量为:m1=153.2g;
③放入橡皮后用线拉着,增加的重量等于重力减拉力也就是浮力:△G=Fm=ρ水V水=163.2g﹣153.2g=10g, 根据V水=
=
=10cm3,V橡=V水=10cm3;
浮
,△
b、放入橡皮后用线拉着,增加的重量等于重力减拉力也就是浮力:△G=F浮, 根据ρ油=
=
=
=
=
=0.88g/cm3=0.88×103kg/m3;
c、由于橡皮吸油,排开油的体积偏小,有的质量也偏小,根据ρ=知,测得的密度偏小.
故答案为:(1)①深度;④0.88×103;(c)小.
【点评】实验过程不可避免地存在误差,我们在设计实验时,应该考虑到导致误差增大的因素,可能的情况下进行优化设计,以达到减小误差的目的.
四、论述计算题(19题6分,20题8分,21题8分,共22分.解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果不给分)
19.(6分)2016年底以来,国内共享单车突然就火爆了起来,由于其符合低碳出行理念,共享单车已经越来越多地引起人们的注意.吴迪同学使用如图所示的共享单车出游,他与共享单车总质量约为70kg,他骑着共享单车在水平地面上匀速直线运动1500m用时5min,单车所受阻力是他们总重力的0.06倍,求: (1)该共享单车这段时间内的速度; (2)该共享单车牵引力做功的功率.
;⑤小;(2)(a)①左;②153.2;③10;(b)
【分析】(1)已知路程和时间,根据v=得出全程的平均速度;
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(2)先根据阻力与重力的关系求出阻力,然后根据阻力和牵引力是一对平衡力求出牵引力,再根据W=Fs求出共享单车牵引力做的功;根据P=求出功率. 【解答】解:(1)已知,s=1500m=1.5km,t=5min=骑行全程的平均速度: v==
=18km/h.
h;
(2)他与共享单车总重力:G=mg=70kg×10N/kg=700N;
因为自行车匀度行驶,所以自行车在行驶过程中受到的牵引力等于阻力, 即F=f=0.06G=0.06×700N=42N, 自行车在行驶过程中做的功: W=Fs=42N×1500m=6.3×104J, 自行车在行驶过程中做功的功率: P==
=210W.
答:(1)该共享单车这段时间内的平均速度是18km/h; (2)该共享单车牵引力做功的功率是210W.
【点评】此题主要考查的是学生对速度、功、功率计算公式的理解和掌握,常见题目.
20.(8分)如图甲所示,是某新型电热水壶,电热水壶的铭牌数据(下表)与电路原理图如图乙所示,R1、R2为电热丝,R2的阻值为1210Ω(阻值均不受温度影响),该电热水壶有加热和保温两种工作状态.S0是一个自动温控开关,当壶内水温度达到100℃时会自动断开,停止加热进入保温状态,求: 单台质量1.7kg 额定电压220V 加热功率920W 额定容积1L 频率50HZ 不锈钢底盘 (1)电热水壶保温时的功率多大; (2)正常工作时电阻R1的阻值多大;
(3)若电热水壶正常工作时的热效率为84%,现将壶里1L,初温为8℃的冷水
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