Question

20．某同学家中有一个如图1所示的紫砂壶，他特想知道紫砂壶的密度．于是将此壶带到学校实验室进行了测量．
（1）用天平测量壶盖的质量
①把托盘天平放在水平桌面上，把游码放在标尺的零刻线处，调节横梁上的平衡螺母时，发现指针偏向分度盘的右侧，如图2甲所示，此时应将平衡螺母向左端调节（选填“左”或“右”），直到指针指向分度盘的中央．

②将壶盖放在左盘中，在右盘中用镊子增减砝码并移动游码直至横梁在水平位置平衡．当天平再次平衡时，右盘中砝码的质量和游码的位置如图2乙所示，则壶盖的质量是43.4g；
（2）测量壶盖的体积时，他发现壶盖放不进量筒，于是设计了如图3所示的步骤：
a．往烧杯中加入适量的水，把壶盖浸没，在水面到达的位置上作标记；
b．然后取出壶盖；
c．先往量筒装入40ml的水，然后将量筒的水缓慢倒入烧杯中，使水面到达标记处，量筒里剩余水的体积如图所示，则壶盖的体积为14cm³．

（3）则该紫砂壶密度是3.1×10³kg/m³．
（4）根据以上步骤，你认为这个同学测出的紫砂壶密度比真实值偏小（选填“偏大”或“偏小”）．原因是取出壶盖时，壶盖上会沾有水，因此倒入水的体积大于壶盖的体积．

Answer 1

分析 （1）使用前的调节：①放：把天平放到水平桌面上；②移；把游码移到标尺左端零刻线处；③调：调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处．
（2）量筒分度值为1ml，平视液面最低处读数；壶盖的体积等于40ml的水减去量筒里剩下的水的体积；
（3）利用密度公式ρ=$\frac{m}{v}$求出密度；
（4）根据取出壶盖时，壶盖上会沾有水，因此倒入水的体积大于壶盖的体积，再由ρ=$\frac{m}{v}$分析，测量结果是偏大还是偏小．

解答 解：（1）①放在水平桌面上的托盘天平调节平衡时，发现游码放在标尺的零刻线处，指针指在分度盘中央的右侧，说明天平右侧沉，应将横梁右端的平衡螺母向左移，或将横梁左端的平衡螺母向左移；
②物体放在天平的左盘，砝码放在天平的右盘，要用镊子夹取砝码，不能用手拿砝码；
标尺一个大格1g，每一个小格0.2g，并且以游码的左侧对准的刻度为准，物体的质量m=20g+20g+3.4=43.4g；
（2）在量筒上，10cm³之间有5个小格，一个小格代表2cm³，即量筒的分度值为2cm³；量筒内水的体积为26ml，
则壶盖的体积为V=40ml-26ml=14m=14cm³，
（3）壶盖的密度为ρ=$\frac{m}{v}$=$\frac{43.4g}{14c{m}^{3}}$=3.1g/cm³=3.1×10³kg/m³．
（4）因为取出壶盖时，壶盖上会沾有水，因此倒入水的体积大于壶盖的体积，由ρ=$\frac{m}{v}$可知，测量结果偏小．
故答案为：（1）①零刻线；左；②镊子；43.4；（2）14；（3）3.1×10³；（4）偏小；取出壶盖时，壶盖上会沾有水，因此倒入水的体积大于壶盖的体积．

点评 本题目是测定密度的常规实验题，主要考查天平、量筒的读数及密度的基本计算，天平和量筒是初中物理中基本的测量工具，放、调、称、读等都是基本的知识要求，必须掌握扎实牢固．