Question

14．小英同学在实验室里测某种小矿石的密度，选用天平、量筒、小矿石、细线、烧杯和水，进行了如下的实验操作：

（1）首先把天平放在水平的桌面上，然后将游码移至称量标尺左端的零刻度线，若发现指针的偏转情况（如图甲）所示，应将天平的平衡螺母向左调（选填“右”或“左”），直至指针对准分度标尺的中央刻度线．
（2）用已调节好的天平测量小矿石的质量，当天平平衡时，右盘中砝码的质量和游码的位置如图（乙）所示，小矿石的质量m=62g；用量筒测量小矿石的体积如图（丙）所示，小矿石的体积V=20cm³；小矿石的密度ρ=3.1×10³kg/m³．
（3）实验中，由于小英同学不小心把量筒打碎了，但实验室里已没有量筒了，她想再测另一块不规则小石块的密度，老师就给她增加了一个烧杯，她采用如丁图所示的实验方法：
①先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图丁所示．
②如图戊所示，往烧杯中加入适量的水，把小石块浸没，在水面到达的位置做上标记；
③取出小石块，测得烧杯和水的总质量为122g；
④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．
⑤先计算出小石块的体积，再用密度公式计算出小石块的密度为2.6g/cm³．
⑥采用这种方法测出的小石块密度比真实值偏小．（选填“偏大”、“偏小”）

Answer 1

分析 （1）天平调平时遵循指针左盘右调、右偏左调的原则；
（2）天平的读数等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值；根据丙图读出水的体积、水和小矿石的体积，求出小矿石的体积；根据ρ=$\frac{m}{V}$求出小矿石的密度；
（3）掌握替代法测体积的方法，往烧杯中加水，直到水面与标记相平．砝码质量与游码示数之和是天平所测物体的质量．石块的体积等于排开水的体积，由密度公式的变形公式求出物体的体积；根据密度公式：ρ=$\frac{m}{V}$求出石块的密度．分析测量过程中所测质量、体积的误差，根据公式得出结论．

解答 解：（1）由图甲知，指针偏右，所以应将平衡螺母向左调节；
（2）由图乙知，标尺的分度值为0.2g，则小矿石的质量m=50g+10g+2g=62g；
由图丙知，水的体积为60ml，水和小矿石的体积为800ml，则木块的体积V=80m-60ml=20ml=20cm³；
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{62g}{20c{m}^{3}}$=3.1g/cm³=3.1×10³kg/m³；
（3）标尺上的分度值是0.2g，游码左侧与2g刻度线对齐，因此小石块的质量是50g+2g=52g；
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；
由密度公式：ρ=$\frac{m}{V}$可知，石块的体积：V=V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{142g-122g}{1g/c{m}^{3}}$=20cm³；
小石块的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{52g}{20c{m}^{3}}$=2.6g/cm³；
把石块从水中取出时，石块上沾有部分水，测得B烧杯中水的体积偏小，导致所测水的体积偏大，在质量准确的情况下，根据ρ=$\frac{m}{V}$可判断测得的石块密度偏小．
故答案为：（1）左；（2）62；20；3.1×10³；（3）水面与标记相平；2.6；偏小．

点评 此题是“测量小木块的密度”的实验，考查了天平、量筒的使用和读数及密度的计算，注意密度单位的换算，同时考查了测量误差的分析，关键是分析出所测质量、体积的误差大小．