Question

10．小秋同学准备利用已经调节好的天平及量筒测量“玉堂”酱油的密度．
以下是小秋设计的实验步骤及其操作示意图：
A．测出空烧杯的质量m₁（如图1）；
B．将一部分酱油倒入烧杯中，测得总质量m₂（如图2）；
C．将烧杯中的酱油再倒入量筒中，测得其体积为V（如图3）；
D．计算酱油的密度ρ．

（1）根据图中信息，请你帮助小秋计算出酱油的密度ρ=1.125×10³kg/m³．
（2）在上述某次测量质量的实验中，当小秋向天平右盘中放入砝码盒中最小的砝码时，指针如图4所示；若将这个砝码取出，指针如图5所示．则要测出物体的质量，小秋应采取的正确做法是：取出最小砝码，将处在零刻度位置的游码向右移，直到指针对准分度标尺的中央刻度线．
（3）小夏分析实验后发现：小秋设计的实验步骤有明显的瑕疵，因为往量筒中倒酱油时不可能全部倒尽，这将导致测出的酱油密度值偏大（选填“偏大”或“偏小”）．
（4）小夏认为，只要调整一下操作顺序就可以避免这一瑕疵．调整后的操作顺序应该是BCAD（请重新排列ABCD的顺序）．

Answer 1

分析 （1）根据图1和图2读出空杯子的质量、空杯子和酱油的质量，根据图3读出酱油的体积，利用ρ=$\frac{m}{V}$计算酱油的密度；
（2）当天平的左盘放物体，右盘放砝码时，右盘中再放砝码会下沉，取出砝码会上翘时，需要移动游码．向右移动游码相当于向右盘中增加砝码．
（3）在将酱油从烧杯中倒出时，烧杯壁易粘液体，会使测量的牛奶的体积偏小，根据ρ=$\frac{m}{V}$分析对实验的影响；
（4）产生误差的原因主要在于在倒牛奶时烧杯壁上会有残留，因此，调整时要从这一角度考虑进行改进．

解答 解：（1）由图1和图2可知，m_杯=20g+10g+5g=+2.4g=37.4g，
由图2知，杯子和酱油的总质量m_总=50g+20g+10g+2.4g=82.4g，
则酱油的质量m_酱油=m_总-m_杯=82.4g-37.4g=45g，
由图3可知，酱油的体积V_酱油=40mL=40cm³，
则酱油的密度ρ_酱油=$\frac{{m}_{酱油}}{{V}_{酱油}}$=$\frac{45g}{40c{m}^{3}}$=1.125g/cm³=1.125×10³kg/m³；
（2）由图4和图5可知，当小秋向天平右盘中放入砝码盒中最小的砝码时，指针右偏；若将这个砝码取出，指针左偏．
则要测出物体的质量，小秋应采取的正确做法是：取出最小砝码，将处在零刻度位置的游码向右移，直到指针对准分度标尺的中央刻度线．
（3）小因为往量筒中倒酱油时不可能全部倒尽，导致测量的酱油的体积偏小，由公式ρ=$\frac{m}{V}$知，质量不变，体积偏小，所以测出酱油的密度偏大．
（4）先将酱油倒在空杯中，测量酱油和空杯的总质量；然后将杯中的酱油再倒入量筒中，测得其体积；再测出空杯子的质量，最后根据密度公式计算量筒中酱油的密度，这样就避免了在倒酱油时烧杯壁上会有残留酱油的问题，减小了实验误差，所以调整后的操作顺序为：BCAD．
故答案为：（1）1.125×10³；（2）取出最小砝码，将处在零刻度位置的游码向右移；（3）偏大；（4）BCAD．

点评 明确本实验中附着在烧杯内壁上的牛奶对测量结果的影响是改进的突破点，也是这一实验中最容易产生误差的地方，我们应该学会分析并能利用合理的设计来来进尽量减小误差的产生．