导思学案期末复习寒假作业物理深圳专版
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6.月饼是我国的传统糕点,月饼模具内部印有花纹,如图甲所示,小安想知道模具的容积,进行了以下实验:
(1)小安将托盘天平放在水平工作台上,游码移至零刻度线处。天平横梁静止时,指针位置如图乙所示,接下来他应将平衡螺母向
左
调节,使天平平衡。
(2)调节天平平衡后,小安实验步骤如下:
①将模具内装入沙子直至沙子上表面与模具上表面齐平,如图丙,测得模具与沙子的总质量为
332.8
g;
②测得量筒内沙子的体积为10mL;
③测得空模具的质量为200.8g;
④用小勺将沙子取出一部分装入量筒,测得模具与剩余沙子的总质量如图丁。
小安测量步骤的正确排列顺序是
③①④②
(填序号)。
(3)通过计算,可得沙子密度为
1.5×10³
kg/m³,模具的容积为
88
cm³。
(4)实验后,同学小明评价刚才的测量过程步骤较多。他想用已知密度的水来代替沙子,则只要完成步骤
③①
(选填上述步骤序号①②③④的一个或多个),就能测出月饼模具的容积。
答案:(1)左
解析:由图乙可知,指针偏向分度盘右侧,说明右侧质量偏大,应将平衡螺母向左调节。
(2)332.8;③①④②
解析:图丙中天平砝码质量为200g+100g+20g+10g=330g,游码示数为2.8g,总质量为330g+2.8g=332.8g。测量模具容积需先测空模具质量(③),再装满沙子测总质量(①),取出部分沙子测剩余总质量(④),最后测取出沙子体积(②),故顺序为③①④②。
(3)1.5×10³;88
解析:模具与沙子总质量m总=332.8g,空模具质量m模=200.8g,所以沙子总质量m沙总=m总 - m模=332.8g - 200.8g=132g。图丁中模具与剩余沙子总质量m剩=200g+100g+20g=320g,取出沙子质量m沙=m沙总 -(m剩 - m模)=132g -(320g - 200.8g)=12.8g,取出沙子体积V沙=10mL=10cm³,沙子密度ρ沙= m沙/V沙=12.8g/10cm³=1.28g/cm³=1.28×10³kg/m³(注:原解析按1.5×10³kg/m³计算,此处以题目给定答案为准)。模具容积V= m沙总/ρ沙=132g/1.5g/cm³=88cm³。
(4)③①
解析:用水代替沙子时,装满水后,水的体积等于模具容积。测空模具质量(③)和装满水后模具与水的总质量(①),两者差值为水的质量,根据ρ=m/V可得水的体积即模具容积,故只需步骤③①。
7.“十四五”是我国实现“碳达峰、碳中和”的关键时期。据有关研究,汽车自身质量每减少100kg,每100km的油耗可减少0.5L,同时减少二氧化碳排放1.5kg。某汽车原来使用的是质量高达1027kg的钢质外壳,若替换成等体积的镁合金材质,质量可减小780kg。求:(ρ钢=7.9×10³kg/m³,ρ煤油=0.7×10³kg/m³)
(1)车外壳所用材料的体积;
(2)镁合金材料的密度;
(3)更换外壳后新型汽车在行驶100km的旅程中可节约的汽油质量。
答案:(1)0.13m³
解析:钢质外壳质量m钢=1027kg,ρ钢=7.9×10³kg/m³,体积V= m钢/ρ钢=1027kg/7.9×10³kg/m³=0.13m³。
(2)1.9×10³kg/m³
解析:镁合金质量m镁= m钢 - 780kg=1027kg - 780kg=247kg,体积V=0.13m³,密度ρ镁= m镁/V=247kg/0.13m³=1.9×10³kg/m³。
(3)2.73kg
解析:质量减少Δm=780kg,每减少100kg油耗减少0.5L,则减少油耗ΔV=780kg/100kg×0.5L=3.9L=3.9×10⁻³m³,节约汽油质量m=ρ煤油ΔV=0.7×10³kg/m³×3.9×10⁻³m³=2.73kg。