Question

【題目】動腦學物理，越學越聰明．小武同學看到商販將水量浸泡在某種紅色液體中，他悄悄地取些樣品測量其密度，如圖所示，步驟如下：
①用一根兩端開口的玻璃管，將其一端扎上橡皮薄膜；
②將玻璃管扎有薄膜的一端逐漸放入裝有水的容器中適當位置，并用鐵架臺和試管夾固定；
③往玻璃管內緩慢地加入樣品直到薄膜變平為止；
④對相關的物理量進行測量并計算樣品的密度．
根據上述實驗，請你回答下列問題：
（1）圖中刻度尺的分度值為cm；玻璃管放入水中，沒倒入樣品前橡皮膜向（選填“上”或“下”）凸起；
（2）要測量的物理量是；
（3）樣品密度的表達式是（用ρ水和所測物理量的符號表示）；④計算樣品的密度ρ=kg/m3；
（4）若讀取樣品液面所對的刻度值時沒有觀察液面的最凹處，將導致計算的樣品密度比實際值偏 ．

Answer 1

【答案】
（1）1；上
（2）樣品的深度
（3）ρ= ?ρ水；0.8×103
（4）小
【解析】解：①由圖知，刻度尺上5cm到10cm之間有5個小格，所以一個小格代表的長度是1cm，即此刻度尺的分度值為1cm；
因為橡皮膜受到水向上的壓強，故玻璃管放入水中，沒倒入樣品前橡皮膜向橡皮膜向上凸起；
②往玻璃管內緩慢地加入樣品直到薄膜變平為止，此時，水對橡皮膜的向上壓強等于樣品對橡皮膜向下的壓強，根據p=ρ液gh可知，測量樣品的密度，需要測量的物理量是樣品的深度．
③設樣品的深度為h樣 ， 水的深度為h水 ， 則有：ρgh樣=ρ水gh水 ，
所以，樣品密度的表達式為ρ= = ρ水；
由圖可知，h樣=5cm=0.05m，水的深度為h水=6cm=0.06m，
故樣品的密度ρ= ρ水= ×1.0×103kg/m3≈0.8×103kg/m3；④若讀取樣品液面所對的刻度值時沒有觀察液面的最凹處，會導致樣品的深度偏高，根據ρ= ρ水可知，將導致計算的樣品密度比實際值偏小．所以答案是：（1）1；上；（2）樣品的深度；（3）ρ= ρ水；0.8×103；（4）小．