Question

15．同学们想测量开水瓶软木塞的密度，于是切下一块干软木，进行了实验，实验步骤如下：
①调整天平横梁平衡；
②用天平测出软木块的质量m，示数如图甲；
③在量筒中装入适量的水，如图乙；
④读出水的体积V₁；
⑤用细线系住软木块和铁块，将铁块浸没在水中，如图丙，读出水和铁块的总体积V₂；
⑥将软木块和铁块同时浸没在水中，如图丁，读出水、铁块和软木块的总体积V₃；

请回答以下问题：
（1）在步骤①中，发现天平指针偏向分度盘中央刻度线左侧，则应向右（选填“左”或“右”）调节平衡螺母．
（2）请根据上述实验步骤，将下面表格内容填写完整．

物理量	软木块的质量 m/g	水的体积 V1/cm3	水和铁块的 总体积V2/cm3	水、软木块和铁块 的总体积V3/cm3	软木的密度 ρ木/（kg•m-3）
数值	12	40	50	90	0.3×103

（3）小红同学发现在上述步骤中，有一步骤是多余的，这一步骤是④（填序号）．
（4）同学们经过评估交流后，发现干软木具有吸水性，则所测密度应大于（选填“大于”或“小于”）软木的实际密度．

Answer 1

分析 天平指针的偏转方向和平衡螺母的调节方向是相反的．软木块的质量可由砝码质量和游码所对的刻度值读出．由于软木块是不沉于水的，在测量其体积时要使用重物助沉法帮助测量休积．即先测出水和重物的体积，再将软木块和重物系好共同放入水中，测量出它们的总体积，最后用总体积减去水和重物的体积，就是软木块的体积，最后由质量和体积计算密度．
在使用助沉法时，不需要单独测量出水的体积．软木具有吸水性，测量其体积时，会因吸水而使量筒的示数变小，导致所测密度值变大．

解答 解：（1）天平指针偏向分度盘中央刻度线左侧，说明左侧的质量大了．要相使天平平衡，就要将平衡螺母向右调节，相当于增加右盘中的质量．
（2）软木块的质量由砝码的质量加上游码所对刻度值的质量即m=10g+2g=12g．
从图中读出水和铁块的总体积为50cm³，水、软木块和铁块的总体积90cm³，则软木块的体积v=90cm³-50cm³=40cm³，软木块的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{12g}{40c{m}^{3}}$=0.3g/cm³=0.3×10³kg/m ³．
（3）实验步骤中测软件木块的体积时，由于软木块漂浮在水面上，要使软木块浸入水中可采用重物助沉法进行．但不需要单独测量水的体积，只需第一步测出水和重物的体积即可，再测出水、重物、软木块的总体积，就能算出软木块的体积．水的体积不需要测出．
（4）由于干软木具有吸水性，在测量它的体积时，它会因吸收水而使其体积测量值变小．在质量一定时，体积变小，则密度会变大．
故答案为：（1）右．（2）12；50；90；0.3×10³．（3）④；（4）大于．

点评 此题是考查固体密度的测量实验，但考查的是不沉于水的固体的密度测量，关键在于测物体的体积时要使用重物助沉法．要对此方法有所了解，会恰当运用．