Question

12．联合国决定3月22日为国际水资源日．某课外兴趣小组的同学对学校的供水系统和水质进行了如下实验．
（一）测自来水的密度
（1）某同学将天平放在水平桌面上，游码移到标尺左侧的零刻度线，然后调节平衡螺母使指针指在分度盘中央．
（2）实验正确操作，测出自来水和杯子总质量为118.8g，将部分水倒入量筒，如图甲所示，测出量筒中水的体积为60cm³．测出剩余自来水和杯子的质量，如图乙所示，为58.2g．
（3）根据上述实验数据，计算出自来水的密度为1.01×10³kg/m³．
（4）在向量筒倒入自来水时，如果不慎有水溅出，则测出的自来水密度会偏大（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（二）在实验条件受限制的情况，创造性地设计实验能解决一些实际问题．
小柯测量食盐水密度，能找到的器材有：两个相同的透明杯子、清水（ρ_水=1克/厘米³）、食盐水、记号笔和托盘天平．因为没有量筒，液体体积无法直接测量，小柯想到借助于V_食盐水=V_水的方法，用天平测得m₁=52.0克、m₂=132.0克、m₃=141.6克，利用三个数据完成了食盐水密度的测量．他的测量过程与方法如下图．
结合实验图解，ρ_食盐水=1.12克/厘米³．

Answer 1

分析 （一）（1）实验前，调节平衡螺母使天平平衡；
（2）根据图甲读出水的体积；根据图乙读出剩余自来水和杯子的总质量；
（3）计算出量筒中自来水的质量，根据ρ=$\frac{m}{V}$计算出自来水的密度；
（4）如量筒内有水溅出，则所测水的体积会偏小，从而可得出密度的大小偏差；
（二）先根据m_水=m₂-m₁计算出水的质量，再根据密度公式的变形计算出水的体积，食盐水的质量m_食盐水=m₃-m₁，水的体积和食盐水的体积是相等的，最后再根据密度公式计算出食盐水的密度．

解答 解：（一）（1）将天平放在水平桌面上，游码移到左侧的零刻度线，然后调节平衡螺母使横梁平衡；
（2）由图甲知，量筒中水的体积：V=60ml=60cm³；
由图乙知，标尺的分度值为0.2g，剩余水和烧杯的总质量：m=50g+5g+3.2g=58.2g；
（3）量筒中自来水的质量m=118.8g-58.2g=60.6g；
自来水的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{60.6g}{60c{m}^{3}}$=1.01g/cm³=1.01×10³kg/m³．
（4）在向量筒倒入自来水时，如果不慎有溅出，则所测自来水的体积偏小，由ρ=$\frac{m}{V}$，测出自来水的密度会偏大；
（二）水的质量m_水=m₂-m₁=132.0g-52.0g=80g，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，水的体积：V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{80g}{1.0g/c{m}^{3}}$=80cm³；
食盐水的质量m_盐水=m₃-m₁=141.6g-52g=89.6g，图中所示V_水=V_盐水，
所以食盐水的密度ρ_盐水=$\frac{{m}_{盐水}}{{V}_{盐水}}$=$\frac{89.6g}{80c{m}^{3}}$=1.12g/cm³．
故答案为：（一）（1）平衡螺母；（2）60；58.2；（3）1.01×10³；（4）偏大；（二）1.12．

点评 本题主要是有关液体密度的测量，主要考查了天平、量筒的使用读数及液体密度的测量方法和密度计算，并能够根据测量状态分析测量误差．