Question

9．在“用天平和量筒测量盐水密度”的实验中：
（1）图甲是某位同学的实验操作情况，他的错误是：称量过程中去调节平衡螺母．
（2）小明同学用最小砝码是5g的天平测出空烧杯的质量为30g，在烧杯中倒入适量的盐水，测出烧杯和盐水的总质量如图乙所示，则盐水的质量是32g．再将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，如图丙所示，盐水的密度为1.07×10³kg/m³．此方案中体积的测得值比真实值偏大（选填“偏大”“偏小”）

（3）小聪同学在实验中先测出空烧杯的质量m₁，倒入盐水后测出其总质量m₂．在将盐水倒入量筒的过程中，发现由于盐水较多，无法全部倒完，他及时停止了操作．同组同学讨论后认为仍可继续完成实验，于是小聪读出此时量筒中盐水的体积V，又加了一个步骤，顺利得出了盐水的密度．你认为增加的步骤是：用天平测出剩余盐水和烧杯总质量m₃，请帮小聪写出计算盐水密度的表达式ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{V}$．
（4）在测量总质量m₂时，用镊子夹取100g、50g砝码各1个放入右盘时，指针向左偏，再夹取5g砝码放入右盘时，发现指针向右偏，接着应取下5g砝码，同时调节游码直至横梁重新水平平衡．

Answer 1

分析 （1）天平在调节时靠移动平衡螺母来使其平衡，在称量过程中则要靠加减砝码和移动游码；
（2）根据图甲读出烧杯和盐水的总质量等于砝码总质量加上游码显示数值，从而得到盐水质量；读出盐水体积，由ρ=$\frac{m}{V}$计算盐水密度；由于烧杯内壁沾有盐水，不能够全部导入量筒，会使测得的盐水体积偏小；
（3）倒入盐水后烧杯和盐水的总质量与剩余盐水和烧杯总质量差就是倒入量筒中盐水质量，由此分析解答；
（4）在加减砝码时，一般要试加到最小的砝码后，如果发现仍不平衡，再去调节游码使其平衡．

解答 解：（1）从图中可以看出，测量正在进行中，而此时天平是不能调节平衡螺母的，平衡螺母只能是在调节天平的环节才能使用；
（2）由图甲，标尺的分度值为0.2g，烧杯和盐水的总质量m_总=60g+2g=62g，
所以烧杯中盐水质量m=m_总-m_杯=62g=30g=32g；
由图乙，量筒的分度值为1ml，盐水体积V=30ml=30cm³，
所以盐水密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{32g}{30c{m}^{3}}$≈1.07g/cm³=1.07×10³kg/m³；
由于烧杯内的盐水不能够全部导入量筒中，测得盐水的体积偏小，由ρ=$\frac{m}{V}$可知，会使测得盐水的密度偏大．
（3）倒入盐水后烧杯和盐水的总质量与剩余盐水和烧杯总质量差就是倒入量筒中盐水质量，
所以增加的步骤为：用天平测出剩余盐水和烧杯总质量m₃；
即倒入量筒中盐水质量m=m₂-m₃，
所以盐水密度的表达式：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{V}$；
（4）5g的砝码是砝码盒中最小的砝码，放入之后指针向右偏，说明右盘中砝码的质量大于物体的质量，但超出的质量小于5g，所以此时应将5g的砝码取下，再向右移动游码，直至横梁重新水平平衡．
故答案为：（1）称量过程中去调节平衡螺母；（2）32；1.07×10³；偏大；（3）用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m₃；$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{V}$；（4）5；游码．

点评 本题考查了液体密度的测量，本实验中由于把盐水从量筒向烧杯里面倒的时候，倒不完，使得质量测量值偏小、从而使得密度的测量值偏小．正确的顺序应该是：先测量盐水和烧杯的总质量，再将盐水倒入量筒中一部分（读出体积），再测量剩余盐水和烧杯的质量，求出量筒内盐水的质量，最后利用密度公式求解．