Question

20．为了测量某油井所产石油的密度，小刚收集了该井所产石油样品进行了如下测量（常温下石油为粘稠的液态）．
（1）将天平放在水平台上，调节好天平平衡，先用天平称出空烧杯的质量为33.5g，然后将石油样品导入烧杯，放在调节好的天平左盘上称量，当天平重新平衡时，右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示，则烧杯和石油样品的质量为81.8g．
（2）将烧杯中的石油倒入量筒，其示数如图乙所示，石油的体积为46mL．
（3）根据测量的数据，求得所测石油的密度为1.05g/cm³．
（4）联想到某起石油泄漏事故中石油漂浮在水面上的情景，小刚发现自己测量的石油密度值偏大，你认为该实验方案造成测量结果偏大的原因是从烧杯向量筒中倒石油时，烧杯中有残留，使所测得的石油体积偏小，从而使密度值偏大．
（5）针对小刚的实验方案，请提出改进办法：先测出石油和烧杯的总质量，将石油倒入量筒后再测出烧杯的质量．

Answer 1

分析 （1）用托盘天平测量物体质量时，物体的质量等于砝码的总质量和游码所对的刻度；
（2）用量筒测量液体的体积时，要明确量筒的分度值，读数时视线与液面最凹处相平；
（3）倒入量筒的石油质量为烧杯和石油的总质量与烧杯的质量之差；利用ρ=$\frac{m}{V}$计算出盐水的密度；
（4）根据测量体积、质量的误差分析密度的误差；
（5）改进过程中，注意量筒中的体积和质量应对应，这样便可减小误差．

解答 解：（1）由图甲可知，标尺分度值为0.2g，示数为1.8g，所以烧杯和石油样品的质量m=50g+20g+10g+1.8g=81.8g；
（2）由乙图知，量杯的分度值为0.2ml，石油的体积为46ml=46cm³；
（3）石油样品的质量为m=81.8g-33.5g=48.3g，
石油的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{48.3g}{46c{m}^{3}}$=1.05g/cm³；
（4）将烧杯内的石油倒入量筒中时，不能倒干净，所以测量的石油体积偏小，根据密度公式，则所测密度偏大；
（5）可先测出石油和烧杯的总质量，将石油倒入量筒后再测出烧杯的质量，这样量筒中的质量和体积便可对应了，减小了测量误差；
故答案为：（1）81.8；（2）46；（3）1.05；（4）从烧杯向量筒中倒石油时，烧杯中有残留，使所测得的石油体积偏小，从而使密度值偏大；（5）先测出石油和烧杯的总质量，将石油倒入量筒后再测出烧杯的质量．

点评 此题是测量石油的密度，考查了天平和量筒的使用及读数，同时考查了有关密度的计算及误差的分析．