Question

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

實驗一：按圖甲和圖乙的方法分別測量大米的質量和體積，由此計算出大米的密度。

小明思考：能否用排空氣的方法測量大米的體積呢？他設想將大米與空氣密封在一個注射器內，只要測出注射器內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，一定質量氣體的體積與其壓強的乘積是定值。于是進行了實驗二：稱取5克大米并裝入注射器內（如圖丙），從注射器的刻度上讀出大米和空氣的總體積，通過壓強傳感器測出此時注射器內空氣壓強為P;而后將注射器內的空氣緩慢壓縮，當空氣壓強增大為2P時，再讀出此時的總體積（壓縮過程中大米的體積、空氣的溫度均不變），整理相關數據記錄如表。

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

（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，則會導致測得的體積值偏________

（3）由實驗二測得大米的密度為________ 克／厘米3。（計算結果精確到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）因為下面實驗中用的大米的質量為5g，所以5g的砝碼是不能改變的，故應當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，則會導致測得的體積值偏大；根據ρ＝則測量的密度偏小；（3）根據溫度不變時，一定質量氣體的體積與其壓強的乘積是定值，所以壓縮前注射器內空氣的體積：v＝23mlv大米；壓縮后注射器內空氣的體積：0.5v＝13mlv大米；根據題意可以得到：×（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.