Question

11．在探究质量与体积的关系时，小明找来大小不同的塑料块和某种液体做实验．
（1）图甲是小明使用托盘天平的情形，他操作的错误是测量过程中，调节了平衡螺母．
（2）改正错误后，小明正确操作，根据实验数据分别画出了塑料块和液体质量随体积变化的图象，如图乙所示．
①分析图象可知：同种物质的不同物体，其质量与体积的比值相同（选填“相同”或“不同”）．物理学中将质量与体积的比值定义为密度．塑料的密度为1.2×10³kg/m³．
②往烧杯内倒入10cm³的液体，用天平称出烧杯和液体的总质量，天平平衡时，右盘中砝码的质量及游码的位置如图丙所示，则烧杯和液体的总质量为37.4g，容器的质量为29.4g．若烧杯内液体的体积为20cm³，则烧杯和液体的总质量应为45.4g．

Answer 1

分析 （1）天平的正确使用方法：
一放：将托盘天平放置在水平桌面上，将游码拨至标尺左端零刻度线上；
二调：调节横梁左右两端的平衡螺母，使横梁平衡，此时指针恰好指在分度盘的中央或左右摆幅度相等；
三称：左物右码，用镊子向右盘中加减砝码，当加减最小砝码横梁还不平衡时，调节游码在标尺上的位置，使天平再次平衡；
四记：物体的质量等于右盘中砝码的质量与标尺上游码所对应的刻度值之和．
（2）①要先找出图象中相等的量，然后在这个等量关系的条件下，去比较其它几个物理量之间有什么关系，即可得出结论；
根据密度计算公式计算出密度的大小；
②根据天平的测量值可知道烧杯和10cm³液体的总质量，根据m=ρV计算计算出10cm³液体的质量和容器的质量；由m=ρV可知，20cm³液体的质量是10cm³液体质量的2倍，可以计算出烧杯和20cm³液体的总质量．

解答 解：（1）天平正确的调节方法是：将托盘天平放置在水平桌面上，将游码拨至标尺左端零刻度线上；调节横梁左右两端的平衡螺母，使横梁平衡；小明错误的在称量时调节平衡螺母；
（2）①由图象可知，塑料（或液体）的质量和体积成正比，说明同种物质的质量与体积的比值相同；物理学中将质量与体积的比值定义为密度；
由塑料的质量为30g时，对应的体积为25cm³，其密度ρ_塑料=$\frac{m}{V}$=$\frac{30g}{25c{m}^{3}}$=1.2g/cm³=1.2×10³kg/m³；
②烧杯和10cm³液体的总质量m_总=20g+10g+5g+2.4g=37.4g．
液体的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{20g}{25c{m}^{3}}$=0.8g/cm³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，10cm³液体的质量为：m_液=ρV=0.8g/cm³×10cm³=8g，
所以容器的质量m_容器=m_总-m_液=37.4g-8g=29.4g；
由ρ=$\frac{m}{V}$可知，同种液体密度相同，20cm³是10cm³液体质量的2倍，故质量为8g×2=16g，
20cm³液体和烧杯的质量m_总=37.4g+8g=45.4g．
故答案为：（1）测量过程中，调节了平衡螺母；
（2）相同；1.2×10³ ；37.4；29.4；45.4．

点评 本题考查的知识点较多，综合性强；熟练掌握天平的使用方法、密度公式和密度的测量方法是解题的关键．