Question

5．利用一个烧杯、天平和适量的水，小刚同学测出了一小块不规则小石块的密度．
（1）用天平测量小石块的质量，天平平衡时，右盘中的砝码和标尺上的游码如甲图所示，则小石块的质量为52g
（2）如图乙所示：
A．往烧杯中加入适量的水；
B．把小石块浸没，在水面到达的位置做上标记；
C．取出小石块；测出此时烧杯和水的总质量为122g；
D．往烧杯中加水，直到水面与标记相平，再测出此时烧杯和水的总质量为142g；
（3）计算出小石块的体积为20cm³；
（4）计算出小石块的密度为2.6×10³kg/m³；

（5）在一旁观看的小敏同学认为该测量值和真实密度相比明显偏小（偏大/偏小），只利用原有实验器材，改进实验步骤，即可消除这一人为偏差，其方法是将步骤C后面的“测出此时烧杯和水的总质量”，改在步骤A中．

Answer 1

分析 （1）小石块的质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值，注意标尺的分度值；
（2）（3）（4）掌握替代法测体积的方法，石块的体积等于排开水的体积；
计算出排开水的体积，根据ρ=$\frac{m}{V}$计算石块的密度；
（5）分析测量过程中体积或质量的测量误差对密度的影响．

解答 解：（1）由图甲知，标尺的分度值为0.2g，所以石块的质量为m=50g+2g=52g；
（2）D、通过石块排开水的体积得知石块的体积，所以往烧杯中加水，直到水面与标记相平；
（3）由题意知，V=V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{142g-122g}{1g/c{m}^{3}}$=20cm³；
（4）则ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{52g}{20c{m}^{3}}$=2.6g/cm³=2.6×10³kg/m³．
（5）由于将石块取出时沾有水，体积偏大，由公式ρ=$\frac{m}{V}$得，密度偏小．
只利用原有实验器材，改进实验步骤，即可消除这一人为偏差，其方法将步骤C后面的“测出此时烧杯和水的总质量”，改在步骤A中即可．
故答案为：（1）52；（2）水面与标记相平；（3）20；（4）2.6×10³；（5）偏小；将步骤C后面的“测出此时烧杯和水的总质量”，改在步骤A中．

点评 此题是测量石块的密度，考查了天平的天平及读数，同时考查了利用转换法测量石块的体积，并且考查了对实验误差的分析，注意密度的单位．