Question

【题目】小明利用弹簧测力计、细线、玻璃杯和水测量石块及木块的密度，他设计了如图所示的实验方案并按顺序完成了甲、乙、丙、丁、戊的实验操作，根据图中内容，完成以下分析：

(1)分析步骤甲中测力计示数，石块受重力为__________N；

(2)对比分析步骤甲和乙的测力计示数，利用所学浮力知识可知石块的体积为__________m3，密度为__________kg／m3；

(3)对比__________两步骤中弹簧测力计的示数可求出木块的质量；

(4)分析丁和戊步骤中弹簧测力计的示数，木块浸没在水中所受到的浮力为___________N ，木块的密度为__________g／cm3（结果保留二位小数）；

(5)小勇却认为小明测量木块密度的方案中有缺陷，实验中只需完成甲、乙、丙、丁的操作就可以了，且得到的结果更准确。

小明与小勇的实验方案相比，测出的密度值偏__________ (“大”或“小”)，原因是：小明实验方案中所测得的木块浮力偏__________ (“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）图甲中弹簧测力计的示数是3.0N，所以石块的重力是3.0N；

（2）由甲、乙两图，石块在水中所受的浮力F浮 =G-F=3.0N-1.8N=1.2N；石块的体积等于石块排开水的体积，即V石 =V排 =F浮/ρ水g=1.2N/1.0×103kg/m3×10N/kg=1.2×10-4 m3，石块质量m=G/g=3.0N/10N/kg=0.3kg，∴石块密度ρ=m/V=0.3kg/1.2×104m3=2.5×103 kg/m3；

（3）比较甲、丙两个步骤可以知道木块的重力，从而知道质量；

（4）分析丁、戊两步骤中弹簧测力计示数，木块浸没在水中所受到的浮力为F浮=3.2N-1.0N=2.2N，木块的体积为：V木 =V排 =F浮/ρ水g=2.2N/1.0×103kg/m3×10N/kg=2.2×10-4 m3，木块质量m=G/g=4.2N3.0N/10Nlkg=0.12kg，木块密度ρ=m/V=0.12kg/2.2×104m3=0.55×103 kg/m3；

（5）小明实验操作过程中，木块会吸入水，导致戊图中示数变大，木块的浮力偏大，根据V木 =V排 =F浮/ρ水g，木块体积变大，木块质量不变，所以密度变小，所以小勇测量木块的密度偏大。