Question

2．某中學(xué)環(huán)保小組在唐河邊取適量河水樣品，分別進行了河水密度的測量：

（1）小明把樣品帶回學(xué)校，用天平和量筒做了如下實驗：
①將天平放在水平臺上，把游碼移到零刻度線處，發(fā)現(xiàn)指針在分度盤的左側(cè)，要使橫梁平衡，應(yīng)將平衡螺母向右（選填“右”或“左”）調(diào)，直至天平平衡；
②用天平測出空燒杯的質(zhì)量為30g，在燒杯中倒入適量的河水樣品，測出燒杯和河水的總質(zhì)量（如圖乙所示）69.6g，然后再將燒杯中的河水全部倒入量筒中，如圖丙所示，則河水的密度為1.1g/cm³．
③小明用這種方法測出的河水密度比真實值偏大（選填“偏大”或“偏小”）．
（2）小亮把樣品帶回家，用家里的一臺電子秤（如圖丁所示）和沒喝完的半瓶純凈水，做了如下實驗：
①用電子秤測出半瓶純凈水的總質(zhì)量為m₁，并用筆在瓶身水面位置標(biāo)記為A；
②把瓶中的水全部用來澆花，然后吹干，用電子秤測出空瓶的質(zhì)量為m₂；
③把河水慢慢倒入空瓶中，直至液面與標(biāo)記A相平，再用電子秤測出瓶和河水的總質(zhì)量為m₃；
④則河水的密度表達式ρ=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{m}_{1}-{m}_{2}}$ρ₀（純凈水的密度用ρ₀表示）；
⑤小亮測算河水的體積使用了下列三種物理方法中的B
A．控制變量法　 B．等量代替法　 C．類比法．

Answer 1

分析 （1）①使用前的調(diào)節(jié)：放：把天平放到水平桌面上；移；把游碼移到標(biāo)尺左端零刻線處；調(diào)：調(diào)節(jié)平衡螺母，使指針指在分度盤的中線處．
②將天平右盤中所有砝碼的質(zhì)量與游碼所對應(yīng)的示數(shù)相加即為待測物體的質(zhì)量，讀出圖乙中河水的體積，而后據(jù)密度的公式計算即可；
③據(jù)該過程中，燒杯中的水不能全部倒出，判斷出測量體積的情況，進而分析測量密度是偏大還是偏小即可；
（2）據(jù)題意可知，此題是通過計算水的體積而得出河水的體積，即用到了轉(zhuǎn)換法，即將河水的體積轉(zhuǎn)換為水的體積；

解答 解：（1）①將天平放在水平桌面上，先將游碼放在標(biāo)尺左端的零刻度線處，若發(fā)現(xiàn)指針在分度盤中央的左側(cè)，要使橫梁平衡，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)；
②在甲圖中，標(biāo)尺的分度值是0.2g，此時燒杯和河水的總質(zhì)量m=50g+10g+5g+4.6g=69.6g；
故河水的質(zhì)量為：69.6g-30g=39.6g；
河水的體積V=36cm³，
河水的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{39.6g}{36c{m}^{3}}$=1.1g/cm³；
③小明用這種方法測量時，河水的質(zhì)量是準(zhǔn)確的，但是測量河水的體積時，由于燒杯中的水不能全部倒出，所以測得河水的體積偏小，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可知，測得密度偏大；
（2）據(jù)上面的分析可知，此題是通過計算純凈水的體積而得出河水的體積，步驟為：
①用電子秤測出半瓶純凈水的總質(zhì)量為m₁，并用筆在瓶身水面位置標(biāo)記為A；
②把瓶中的水全部用來澆花，然后吹干，用電子秤測出空瓶的質(zhì)量為m₂；
故純凈水的質(zhì)量是：m=m₁-m₂；
則純凈水的體積是：V=$\frac{m}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{ρ}_{0}}$；
③把河水慢慢倒入空瓶中，直至液面與標(biāo)記A處相平，再用電子秤測出瓶的總質(zhì)量為m₃；
則此時河水的質(zhì)量是：m′=m₃-m₂，
④則河水的密度表達式：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{ρ}_{0}}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{m}_{1}-{m}_{2}}$ρ₀；
⑤此方法中，將河水的體積轉(zhuǎn)換為水的體積，即用到了等量代替法，故選B．
故答案為：
（1）①水平；零刻度；右；②69.6；1.1；③偏大；（2）③標(biāo)記A；④$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{m}_{1}-{m}_{2}}$ρ₀；⑤B．

點評 此題考查了天平的正確使用、密度的計算及轉(zhuǎn)換法在測量密度過程中的應(yīng)用，是一道綜合性的實驗題．