Question

【題目】小明想測量大米的密度，但由于大米容易吸水，導(dǎo)致體積明顯變化，因此用排水的方法測量大米的體積是不合理的。于是小明進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)和思考。

實(shí)驗(yàn)一：按圖甲和圖乙的方法分別測量大米的質(zhì)量和體積，由此計(jì)算出大米的密度。

小明思考：能否用排空氣的方法測量大米的體積呢？他設(shè)想將大米與空氣密封在一個(gè)注射器內(nèi)，只要測出注射器內(nèi)空氣和大米的總體積及空氣的體積，其差值就是大米的體積。但如何測出空氣的體積呢？

查閱資料得知：溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量氣體的體積與其壓強(qiáng)的乘積是定值。于是進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)二：稱取5克大米并裝入注射器內(nèi)（如圖丙），從注射器的刻度上讀出大米和空氣的總體積，通過壓強(qiáng)傳感器測出此時(shí)注射器內(nèi)空氣壓強(qiáng)為P;而后將注射器內(nèi)的空氣緩慢壓縮，當(dāng)空氣壓強(qiáng)增大為2P時(shí)，再讀出此時(shí)的總體積（壓縮過程中大米的體積、空氣的溫度均不變），整理相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如表。

（1）使用托盤天平稱取5克大米。稱量過程中發(fā)現(xiàn)天平指針偏向右邊（如圖甲），接下來小明應(yīng)如何操作？________

（2）由于米粒間存在較大間隙，按圖乙的方式用量簡直接測量大米體積，則會(huì)導(dǎo)致測得的體積值偏________

（3）由實(shí)驗(yàn)二測得大米的密度為________ 克／厘米3。（計(jì)算結(jié)果精確到0.01）

Answer 1

【答案】向左盤中添加大米直至天平平衡大1. 67

【解析】

（1）因?yàn)橄旅鎸?shí)驗(yàn)中用的大米的質(zhì)量為5g，所以5g的砝碼是不能改變的，故應(yīng)當(dāng)向左盤中添加大米直到橫梁平衡為止；（2）由于米粒間存在較大間隙，按圖乙的方式用量筒直接測量大米體積，則會(huì)導(dǎo)致測得的體積值偏大；根據(jù)ρ＝則測量的密度偏小；（3）根據(jù)溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量氣體的體積與其壓強(qiáng)的乘積是定值，所以壓縮前注射器內(nèi)空氣的體積：v＝23mlv大米；壓縮后注射器內(nèi)空氣的體積：0.5v＝13mlv大米；根據(jù)題意可以得到：×（23mlv大米）＝2×（13mlv大米），所以大米的體積V大米＝3ml＝3cm3，所以大米的密度ρ＝＝1.67g/cm3.