Question

3．下面是两个“测量物体的密度”的实验．请按照要求完成相应的填空．

（一）小明同学利用天平、溢水杯、烧杯和适量水测量小石块的密度：
（1）在调节横梁平衡时发现指针偏向分度盘的左侧，此时应将平衡螺母向右（选填：左/右）移动；
（2）测量小石块的质量时，右盘砝码与横梁标尺上的示数如图（一）所示；
（3）把小石块缓慢浸没在装满水的溢水杯中，让溢出的水流入空杯，测得溢出水的质量为8g，通过计算可以求出小石块的密度为4.6g/m³；
（4）整理器材时，小明发现天平的左盘有一个缺角，则小明所测的密度值仍然准确（选填：偏大/偏小/仍然准确）．
（二）小红同学准备用量筒（如图甲所示）和天平在实验室测量酸奶的密度：
（1）她先用已经调好的天平测出空烧杯的质量为m₁，接着将酸奶倒入烧杯，用天平测量烧杯和酸奶的总质量，天平平衡时烧杯和酸奶的总质量为m₂；然后她找算将烧杯中的酸奶倒入量筒中测量体积，由于酸奶比较粘稠且不透明，容易粘在筒壁上，对测量影响较大．于是她找到了 5mL针筒（如图乙所示），用针筒抽取5mL酸奶，测出烧杯和剩余酸奶的总质量m₃，由此可以得出酸奶密度的表达式为：$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{5ml}$．（用题目中出现的字母或数字表达）小红同学仔细对比观察量筒和针筒发现．用针筒测量酸奶体积．还有一个优点是分度值比量筒小，使得测量更准确．
（2）同组的小华同学在实验中发现了一个“问题”．他发现5mL针筒的刻度线前的尖端还是有一点小“空隙”，这会导致测得的酸奶密度比实际值偏大（选填偏大/偏小/不 变）；于是，小华和小红想出了另一种正确的测量方法：将此时抽满酸奶的针筒中的一 部分酸奶返回烧杯，测量烧杯和剩余酸奶的总质量m₄，记下此时针筒内酸奶体积V，则酸奶密度的表达式为：$\frac{{m}_{2}-{m}_{4}}{V}$．（用题目中出现的字母或数字表达）

Answer 1

分析 （一）（1）使用天平测量物体质量之前要进行调平，平衡螺母相对于指针的调节规律是“左偏右调，右偏左调”；被测物体的质量等于砝码的总质量与游码所对刻度之和；
（3）溢出水的体积就是小石块的体积，利用V=$\frac{m}{ρ}$求出小石块的体积，然后根据密度公式计算石块的密度．
（4）天平的左盘有一个缺角，在调节天平平衡时，已解决，故结果依然准确；
（二）（1）天平平衡时烧杯和酸奶的总质量为m₂，减去用针筒抽取5mL酸奶，测出烧杯和剩余酸奶的总质量m₃，就是5ml的质量，利用密度公式得出答案；
针筒的分度值比量筒小，使得测量更准确．
（2）针筒的刻度线前的尖端还是有一点小“空隙”，使得测量的体积偏小了，则密度就偏大了； 将此时抽满酸奶的针筒中的一 部分酸奶返回烧杯，测量烧杯和剩余酸奶的总质量m₄，读出针筒内酸奶体积V 就能正确测出密度了．

解答 解：（一）（1）平衡螺母相对于指针的调节规律是“左偏右调，右偏左调”，故向右调；
（3）由图一可知，m_石=20g+10g+5g+1.8g=36.8g；
石块的体积等于溢出水的体积，V_石=V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{8g}{1g/c{m}^{3}}$=8cm³；
根据密度公式，ρ_石=$\frac{{m}_{石}}{{V}_{石}}$=$\frac{36.8g}{8c{m}^{3}}$=4.6g/cm³；
（4）天平的左盘有一个缺角，在调节天平平衡时，两端已平衡，故结果依然准确；
（二）（1）质量为m₂-m₃，体积为5ml，故ρ_酸奶=$\frac{{m}_{酸奶}}{{V}_{酸奶}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{5ml}$；
针筒的优点是分度值比量筒小，使得测量更准确；
（2）针筒的刻度线前的尖端还是有一点小“空隙”，使得测量的体积偏小了，由于液体质量不变，则密度的测量就偏大了；
将此时抽满酸奶的针筒中的一 部分酸奶返回烧杯，测量烧杯和剩余酸奶的总质量m₄，则酸奶的质量为m₂-m₄，读出针筒内酸奶体积V，
则酸奶密度的表达式为：ρ_酸奶=$\frac{{m}_{2}-{m}_{4}}{V}$．
故答案为：（一）（1）右；（3）4.6；（4）依然准确；（二）（1）$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{5ml}$；分度值比量筒小，使得测量更准确；（2）偏大、读出针筒内酸奶体积V、$\frac{{m}_{2}-{m}_{4}}{V}$．

点评 测固体、液体的密度首先会使用天平，用天平测出固体的质量m，根据排水法利用水的密度求出固体的体积V，再用公式ρ=$\frac{m}{V}$算出固体的密度；测液体密度时要注意空杯的质量，这是一道有难度的试题．