物理
3月22日为国际水日，为了配合节约用水活动的开展，某校课外兴趣小组对我市的供水系统和供水水质的物理参数进行了如下实验测量．（一）测自来水的密度（1）某同学将天平放在水平台面上，立即调节平衡螺母使指针指在分度盘中央刻度线处，该同学使用天平时操作的错误之处是．（2）在老师的指导下，该同学重新正确调节至天平平衡，将盛有适量自来水的杯子放在调节好的天平左盘内，测出总质量为122.6g，再将杯子中的一部分自来水倒入量筒中，如图甲所示，则量筒中自来水的体积为cm3．再将盛有剩余自来水的杯子放在天平盘内，天平再次平衡时

2019-06-21

3月22日为国际水日，为了配合节约用水活动的开展，某校课外兴趣小组对我市的供水系统和供水水质的物理参数进行了如下实验测量．
（一）测自来水的密度
（1）某同学将天平放在水平台面上，立即调节平衡螺母使指针指在分度盘中央刻度线处，该同学使用天平时操作的错误之处是______．
（2）在老师的指导下，该同学重新正确调节至天平平衡，将盛有适量自来水的杯子放在调
节好的天平左盘内，测出总质量为122.6g，再将杯子中的一部分自来水倒入量筒中，如
图甲所示，则量筒中自来水的体积为______cm3．再将盛有剩余自来水的杯子放在天平盘
内，天平再次平衡时右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图乙所示，则杯子及杯内剩余自来水的质量______g．
（3）根据上述实验数据，计算自来水的密度为______kg/m3．

（二）测量水龙头打开后的出水速度
（1）首先老师告诉同学们流量是表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积，若水流在粗细均匀的水平管道内向右匀速流动，设水流速度为v，管内通道的横截面积为S．如图丙所示，取一段管道AB，水从B端流到A端所用时间为t，则AB间水柱的长度l=______，根据流量的定义，Q=______．（以上两空要求用S、v、t中的字母表示）．
（2）某同学根据流量的导出公式设计了如下测量水龙头出水速度的实验方案：
①测出水龙头出水口的内壁直径d．
②打开水龙头使水以适当的速度匀速流出，用容器接水并同时开始计时，测出经过一段时间t后容器内水的体积V．
③由流量的导出公式算出自来水龙头出水速度表达式为
v=
4V
πd2t
v=
4V
πd2t
．（用d、t、π、V表示）
（三）探究冰和水的体积与温度的关系
在一定的环境下将1g的冰加热，分别记录其温度和体积，得到了如图丁所示的图象．根据图象回答：冰从-4℃上升到0℃时体积将变______，密度将变______．水从0℃上升到4℃时体积将变______，密度将变______．水从4℃上升时，密度将变______，分子间隔变______，分子运动越______．
优质解答
（一）（1）在调节天平平衡时，应先将天平放在水平台上，并将游码拨到标尺左端的零刻线处，该同学忘了将游码拨到标尺左端的“0”刻度线处了；
（2）由图甲知，量筒的分度值为2ml，量筒内水的读体积60ml，即60cm3；
由图乙知，标尺的分度值为0.2g，杯子及杯内剩余自来水的质量为50g+10g+2g=62g；
（3）量筒中水的质量m=122.6g-62g=60.6g；
则ρ=
m
V
=
60.6g
60cm3
=1.01g/cm3=1.01×103kg/m3；
（二）（1）AB间水柱的长度l=s=vt；
B到A的水柱体积为V=Sl=Svt，则：
Q=
V
t
=
Svt
t
=Sv；
（2）根据流量的定义，则Q=
V
t
；
所以流速为v=
Q
S
=
V
t
π(
d
2
)2
=
4V
πd2t
；
（三）（1）从平滑的直线可知冰“从-4℃到0℃时”直线呈上升趋势，则体积在不断增大，
再由ρ=
m
V
可知，m不变，V增大，则ρ减小．
（2）从平滑的曲线可以看出“水从0℃上升到4℃时体积”这段温度内，曲线呈下降趋势，从而可知体积在不断减小，
再由ρ=
m
V
可知，m不变，V减小，则ρ增大．
（3）水从4℃上升时，质量不变，体积变大，则分子间距离变大，由ρ=
m
V
得，密度变小；
温度升高，则分子运动更剧烈．
故答案为：（一）（1）未先将游码移到标尺左端的“0”刻度线处；（2）60；62；（3）1.01×103；
（二）（1）vt，Sv；（2）v=
4V
πd2t
；
（三）大；小；小；大；小；大；剧烈． （一）（1）在调节天平平衡时，应先将天平放在水平台上，并将游码拨到标尺左端的零刻线处，该同学忘了将游码拨到标尺左端的“0”刻度线处了；
（2）由图甲知，量筒的分度值为2ml，量筒内水的读体积60ml，即60cm3；
由图乙知，标尺的分度值为0.2g，杯子及杯内剩余自来水的质量为50g+10g+2g=62g；
（3）量筒中水的质量m=122.6g-62g=60.6g；
则ρ=
m
V
=
60.6g
60cm3
=1.01g/cm3=1.01×103kg/m3；
（二）（1）AB间水柱的长度l=s=vt；
B到A的水柱体积为V=Sl=Svt，则：
Q=
V
t
=
Svt
t
=Sv；
（2）根据流量的定义，则Q=
V
t
；
所以流速为v=
Q
S
=
V
t
π(
d
2
)2
=
4V
πd2t
；
（三）（1）从平滑的直线可知冰“从-4℃到0℃时”直线呈上升趋势，则体积在不断增大，
再由ρ=
m
V
可知，m不变，V增大，则ρ减小．
（2）从平滑的曲线可以看出“水从0℃上升到4℃时体积”这段温度内，曲线呈下降趋势，从而可知体积在不断减小，
再由ρ=
m
V
可知，m不变，V减小，则ρ增大．
（3）水从4℃上升时，质量不变，体积变大，则分子间距离变大，由ρ=
m
V
得，密度变小；
温度升高，则分子运动更剧烈．
故答案为：（一）（1）未先将游码移到标尺左端的“0”刻度线处；（2）60；62；（3）1.01×103；
（二）（1）vt，Sv；（2）v=
4V
πd2t
；
（三）大；小；小；大；小；大；剧烈．
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