Question

【题目】【2016·长春卷】小红在海边捡到一个精美的小石块，她想测量该石块的密度，于是利用家中的长刻度尺、两个轻质小桶（质量不计）、细线、水杯、水，设计并进行了如下实验：

（1）用细线将刻度尺悬挂在晾衣架上，调整悬挂点的位置，当刻度尺在水平位置平衡时，记下悬挂点在刻度尺上的位置为0。

（2）向水杯内倒入适量的水，在水面处做一标记，如图甲所示。

（3）将石块浸没在水杯内的水中，不取出石块，将杯中的水缓慢倒入一个小桶中，至杯内水面下降到标记处（石块未露出水面），此时小桶中水的体积 （选填“大于”、“小于”或“等于”）石块的体积。

（4）将石块从水杯内取出，放到另一个小桶中，将装有石块和水的两个小桶分别挂在刻度尺的左右两端，移动小桶在刻度尺上悬挂点的位置，直到刻度尺在 位置恢复平衡，如图乙所示，记下这两个悬挂点到O点的距离分别为L1和L2，则石块的密度是 。

（5）实验结束后，小红反思自己的测量过程，由于从杯中内取出的石块沾水，导致最后的测量结果 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

Answer 1

【答案】（3）等于；（4）水平；L2ρ水/L1 （5）偏大

【解析】（3）在如图所示的方法中，不取出石块，将杯中的水缓慢倒入一个小桶中，至杯内水面下降到标记处，这样倒出的水的体积等于石块的体积；（4）已知当刻度尺在水平位置平衡时，记下悬挂点在刻度尺上的位置O。因此将装有石块和水的两个小桶分别挂在刻度尺的左右两端，移动小桶在刻度尺上悬挂点的位置，直到刻度尺在0位置恢复平衡，根据杠杆平衡条件可知，G石L1=G水L2，即m石gL1=m水gL2，

ρ石V石gL1=ρ水V水gL2，ρ石V石L1=ρ水V水L2，因为倒出的水的体积就是石块的体积，即V石=V水，则石块的密度ρ石=L2ρ水/L1；（5）取出石块时，石块上会沾有水，因此倒入水的体积大于石块的体积，体积测量偏大．由ρ=m/V可知，测量结果偏小。