Question

13．同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)室利用天平和量筒測(cè)量鹽水和合金塊的密度．

【1】在“測(cè)量鹽水的密度”實(shí)驗(yàn)中
（1）把天平放在水平桌面上，游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度線處后，發(fā)現(xiàn)指針位置如圖甲所示，此時(shí)應(yīng)將左端的平衡螺母向左（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，直到指針對(duì)準(zhǔn)分度盤中央的刻度線．
（2）主要實(shí)驗(yàn)步驟如下
A．測(cè)出小燒杯的質(zhì)量為20g
B．將裝有適量鹽水的小燒杯放在天平的左盤上，天平平衡時(shí)，所用砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖乙所示，測(cè)得總質(zhì)量為86g．（如圖乙）
C．將燒杯中的鹽水全部倒入量筒中，液面到達(dá)的位置如圖丙所示
（3）其實(shí)該組同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟有明顯的瑕疵，由于往量筒中倒鹽水時(shí)不可能倒盡，因此按此設(shè)計(jì)的步驟測(cè)出的鹽水密度值將偏大．（選填“偏大”或“偏小”）
（4）細(xì)心而聰明的你一定已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，只要調(diào)整一下操作順序就可以避免這一瑕疵，說(shuō)說(shuō)你調(diào)整后的操作順序BCA（請(qǐng)重新排列ABC的順序）
【2】另一小組的同學(xué)在測(cè)量合金塊的密度時(shí)，發(fā)現(xiàn)天平?jīng)]有配套的砝碼盒，同組的小華只利用下列器材：一架天平（無(wú)砝碼）、兩只完全相同的小燒杯、一只量筒、水、滴管、細(xì)線也完成了合金塊密度的測(cè)定，現(xiàn)請(qǐng)你幫他完成如下操作：
（1）把天平放在水平臺(tái)面上，調(diào)節(jié)橫梁上的平衡螺母使天平平衡；
（2）將兩只空燒杯分別放在天平的左右兩盤中，把合金塊放入左盤的燒杯中；
（3）向量筒中倒入適量的水，記下液面的示數(shù)為V₁；
（4）用量筒向右盤中的燒杯中加水，最后用膠頭滴管微調(diào)，直至指針指在分度盤的中央，記下液面的示數(shù)為V₂；
（5）用細(xì)線拴好合金塊，使其緩慢浸沒(méi)在量筒內(nèi)的水中，記下液面的示數(shù)為V₃；
（6）合金塊的密度表達(dá)式ρ_合金=$\frac{{（V}_{1}-{V}_{2}）{ρ}_{水}}{{V}_{3}-{V}_{2}}$（用字母ρ_水、V₁、V₂、V₃表示）

Answer 1

分析 【1】（1）天平使用前的調(diào)節(jié)：若指針左偏，向右調(diào)平衡螺母，使指針指在分度盤的中線處；
（2）天平測(cè)物體質(zhì)量時(shí)，物體質(zhì)量等于砝碼質(zhì)量與游碼讀數(shù)之和；
（3）由于燒內(nèi)壁粘有液體所以體積V偏小，由此分析所測(cè)密度變化；
（4）產(chǎn)生誤差的原因主要在于在倒牛奶時(shí)燒杯壁上會(huì)有殘留，因此調(diào)整時(shí)要從這一角度考慮進(jìn)行改進(jìn)．
【2】測(cè)固體密度的原理是ρ=$\frac{m}{V}$，本題無(wú)砝碼，在右盤中加水使其平衡，則水的質(zhì)量等于合金塊質(zhì)量，體積用排水法測(cè)出，從而得到密度，由此分析解答．

解答 解：
【1】在“測(cè)量鹽水的密度”實(shí)驗(yàn)中：
（1）把天平放在水平桌面上，游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度線處后，由圖甲知，指針偏右，此時(shí)應(yīng)將左端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)，直到指針對(duì)準(zhǔn)分度盤中央的刻度線；
（2）由圖乙知，天平標(biāo)尺的分度值為0.2g，將鹽水和燒杯的總質(zhì)量=50g+20g+10g+5g+1g=86g；
（3）把燒杯中的鹽水全部倒入量筒中測(cè)體積時(shí)，由于燒杯內(nèi)壁粘有鹽水，所以測(cè)得體積V偏小，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可知，所測(cè)鹽水密度偏大；
（4）應(yīng)先測(cè)量鹽水和燒杯的總質(zhì)量；然后將杯中的鹽水再倒入量筒中，測(cè)得其體積；再測(cè)出空杯子的質(zhì)量，最后根據(jù)密度公式計(jì)算量筒中鹽水的密度，這樣就減小了實(shí)驗(yàn)誤差，所以調(diào)整后的操作順序?yàn)椋築CA；
【2】（1）把天平放在水平臺(tái)面上，調(diào)節(jié)橫梁上的平衡螺母使天平平衡；
（2）將兩只空燒杯分別放在天平的左右兩盤中，把合金塊放入左盤的燒杯中；
（3）向量筒中倒入適量的水，記下液面的示數(shù)為V₁；
（4）用量筒向右盤中的燒杯中加水，最后用膠頭滴管微調(diào)，直至指針指在分度盤的中央，記下液面的示數(shù)為V₂；
所以合金塊的質(zhì)量：m=m_水=ρ_水（V₁-V₂）；
（5）用細(xì)線拴好合金塊，使其緩慢浸沒(méi)在量筒內(nèi)的水中，記下液面的示數(shù)為V₃；
所以合金塊的體積：V=V₃-V₂，
（6）合金塊的密度表達(dá)式：ρ_合金=$\frac{m}{V}$=$\frac{{（V}_{1}-{V}_{2}）{ρ}_{水}}{{V}_{3}-{V}_{2}}$．
故答案為：【1】（1）左；（2）86； （3）偏大；（4）BCA；
【2】（2）把兩個(gè)燒杯分別放入左右兩盤中；
（4）用量筒向右盤中的燒杯中加水，最后用膠頭滴管微調(diào)，直至指針指在分度盤的中央；
（5）使其緩慢浸沒(méi)在量筒內(nèi)的水中；
（6）ρ_合金=$\frac{{（V}_{1}-{V}_{2}）{ρ}_{水}}{{V}_{3}-{V}_{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了液體和固體密度的測(cè)量．
液體密度的實(shí)驗(yàn)中附著在燒杯內(nèi)壁上的液體對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響是改進(jìn)的突破點(diǎn)，也是這一實(shí)驗(yàn)中最容易產(chǎn)生誤差的地方，我們應(yīng)該學(xué)會(huì)分析并能利用合理的設(shè)計(jì)來(lái)來(lái)進(jìn)盡量減小誤差的產(chǎn)生；
測(cè)固體的密度在初中物理中要求較高，除掌握基本方法外，水是解決問(wèn)題的媒介，比如排開水的體積等于固體體積．