Question

牛奶密度是检验牛奶质量的一项重要指标，为了喝上放心奶，同学们准备对某品牌牛奶的密度进行测量，选取的器材有量筒、天平（带砝码）、烧杯等．步骤如下：
（1）把天平放在______上，将游码移至零刻度线，然后调节平衡螺母，使天平横梁平衡．若横梁静止时，指针指在分度盘中央刻度线的左侧，如图甲所示，则应将横梁右端的平衡螺母向______端移动．
（2）甲同学设计了下面的测量方案；
①用调好的天平测出装有适量牛奶的烧杯的总质量m₁；
②将烧杯中的一部分牛奶倒入量筒中，记下量筒中牛奶的体积V；
③测出烧杯和剩余牛奶的总质量m₂；
④计算出牛奶的密度ρ=______．
（3）甲用调好的天平测总质量m₁时，发现加减砝码总不能使天平平衡，这时应移动______使天平平衡，若天平再次平衡时所用砝码和游码的位置如图乙所示，则m₁=______g，甲再测出牛奶的体积V如图丙所示，剩余的总质量m₂为57.4g，则牛奶的密度为______g/cm³
（4）乙同学设计了下面的测量方案：
①用调好的天平测出空烧杯的质量m₁；
②向烧杯中倒入一些牛奶，测出它们的总质量m₂；
③再将烧杯中牛奶倒入量筒中．测出牛奶的体积V；
④计算出牛奶的密度ρ=（m₂-m₁）/V．
则乙同学的方案最终的测量结果偏______．

Answer 1

解：（1）首先把天平放在水平台上；
如甲图所示：调节天平平衡时，指针左偏，说明天平左端下沉，平衡螺母向相反的方向移动，平衡螺母向右移动．
（2）牛奶的质量m=m₁-m₂，牛奶密度的表达式为ρ==；
（3）称量物体质量时，发现加减砝码总不能使天平平衡，这时需要通过移动游码使横梁平衡；
如图乙所示，标尺每一个大格代表1g，每一个小格代表0.2g，游码对应的刻度值是3.4g．
牛奶和烧杯的总质量m₁=砝码的质量+游码对应的刻度值=50g+20g+5g+3.4g=78.4g；
如图丙所示，牛奶的体积V=20cm³，
牛奶的质量m=m₁-m₂=78.4g-57.4g=21g，
牛奶的密度ρ===1.05g/cm³；
（4）乙同学的方案中，将烧杯中的牛奶倒入量筒测量体积的时候，烧杯壁上一定沾有部分牛奶，从而导致所测体积偏小．由公式ρ=知，在质量m一定时，体积V偏小，密度ρ偏大．
故答案为：（1）水平台；右；（2）；（3）游码；78.4；1.05；（4）偏大．
分析：（1）天平使用时要放在水平台上；根据指针的偏转方向判断天平哪端下沉，调节过程中，调节天平平衡时，平衡螺母向下沉的反方向移动．
（2）写实验的表达式要从公式入手，利用测量的结果将最终要求的结果表示出来；
（3）称量中，增加或减少砝码或移动游码；物体的质量=砝码的质量+游码对应的刻度值；读出牛奶的体积，根据公式ρ=求出密度；
（4）测量值偏大或偏小，从质量m的测量和体积V的测量分析．
点评：此题主要考查的是学生对天平和量筒的正确使用以及对实验中出现误差的分析的掌握和理解，实验过程不可避免地存在误差，在能完成实验任务的前提下，要优化实验设计，尽可能减小误差．