Question

3．小美同学用天平（含砝码）和量筒测量金属块的密度的步骤是：
（1）在量筒中倒入20mL水，把金属块浸没在量筒的水中，如图甲所示，则金属块的体积为20cm³．
（2）小美同学测量金属块的质量时，她把天平放在水平桌面上后（如图乙），如果此时就开始调节横梁平衡，则她测出的物体质量将比真实值偏大（选填“偏大”或“偏小”）． 小美发现这一问题后，应先将游码归零后再重新调节横梁平衡，然后再在左盘放上金属块，向右盘加减砝码并移动游码使天平重新平衡，如图丙所示，金属块的质量m=157.8g．
（3）计算金属块的密度是7.89×10³ kg/m³．该实验所测密度与金属块实际的密度相比较偏大．（选填“偏大”或“偏小”）

Answer 1

分析 （1）利用排水法测量金属块的体积；
（2）天平使用前的调节要做到放、拨、调，拨是指将游码拨到零刻度线；金属块的质量=砝码质量+游码对应的刻度值；
（3）利用密度公式求出金属块的密度；当将金属块取出时，金属片上会沾有水，使金属块的质量测量值偏大，进而得出密度的大小变化．

解答 解：
（1）由图甲可知，量筒中金属块和水的总体积V₂=40mL，而水的体积V₁=20mL，金属块的体积：V=40mL-20mL=20mL=20cm³；
（2）由图乙可知，在天平使用前的调节过程中，在调节平衡螺母前没有将游码归零，这样调节完再读数，游码已经显示0.2g，测量值将偏大；
正确的操作是先将游码归零后再重新调节横梁平衡；
由图丙知，标尺的分度值为0.2g，金属块的质量为m=100g+50g+5g+2.8g=157.8g；
（3）金属块的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{157.8g}{20c{m}^{3}}$=7.89g/cm³=7.89×10³kg/m³；
（3）本题实验先测量金属块的体积后测质量，当金属块拿出时，上面沾有水，使金属块的质量测量值偏大，由ρ=$\frac{m}{V}$知，密度的测量值偏大．
故答案为：
（1）20．（2）偏大；先将游码归零；157.8 （3）7.89×10³；偏大．

点评 本题考查了：①天平的调节，先将天平放到水平桌面上，将游码拨到零刻度线，调节平衡螺母使横梁平衡；
②测固体密度的基本方法，先用天平测出固体的质量m，根据排水法测出固体的体积V，用公式ρ=$\frac{m}{V}$算出固体的密度．