Question

2．某中学环保小组在唐河边取适量河水样品，分别进行了河水密度的测量：

（1）小明把样品带回学校，用天平和量筒做了如下实验：
①将天平放在水平台上，把游码移到零刻度线处，发现指针在分度盘的左侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向右（选填“右”或“左”）调，直至天平平衡；
②用天平测出空烧杯的质量为30g，在烧杯中倒入适量的河水样品，测出烧杯和河水的总质量（如图乙所示）69.6g，然后再将烧杯中的河水全部倒入量筒中，如图丙所示，则河水的密度为1.1g/cm³．
③小明用这种方法测出的河水密度比真实值偏大（选填“偏大”或“偏小”）．
（2）小亮把样品带回家，用家里的一台电子秤（如图丁所示）和没喝完的半瓶纯净水，做了如下实验：
①用电子秤测出半瓶纯净水的总质量为m₁，并用笔在瓶身水面位置标记为A；
②把瓶中的水全部用来浇花，然后吹干，用电子秤测出空瓶的质量为m₂；
③把河水慢慢倒入空瓶中，直至液面与标记A相平，再用电子秤测出瓶和河水的总质量为m₃；
④则河水的密度表达式ρ=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{m}_{1}-{m}_{2}}$ρ₀（纯净水的密度用ρ₀表示）；
⑤小亮测算河水的体积使用了下列三种物理方法中的B
A．控制变量法　 B．等量代替法　 C．类比法．

Answer 1

分析 （1）①使用前的调节：放：把天平放到水平桌面上；移；把游码移到标尺左端零刻线处；调：调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处．
②将天平右盘中所有砝码的质量与游码所对应的示数相加即为待测物体的质量，读出图乙中河水的体积，而后据密度的公式计算即可；
③据该过程中，烧杯中的水不能全部倒出，判断出测量体积的情况，进而分析测量密度是偏大还是偏小即可；
（2）据题意可知，此题是通过计算水的体积而得出河水的体积，即用到了转换法，即将河水的体积转换为水的体积；

解答 解：（1）①将天平放在水平桌面上，先将游码放在标尺左端的零刻度线处，若发现指针在分度盘中央的左侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向右调节；
②在甲图中，标尺的分度值是0.2g，此时烧杯和河水的总质量m=50g+10g+5g+4.6g=69.6g；
故河水的质量为：69.6g-30g=39.6g；
河水的体积V=36cm³，
河水的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{39.6g}{36c{m}^{3}}$=1.1g/cm³；
③小明用这种方法测量时，河水的质量是准确的，但是测量河水的体积时，由于烧杯中的水不能全部倒出，所以测得河水的体积偏小，根据ρ=$\frac{m}{V}$可知，测得密度偏大；
（2）据上面的分析可知，此题是通过计算纯净水的体积而得出河水的体积，步骤为：
①用电子秤测出半瓶纯净水的总质量为m₁，并用笔在瓶身水面位置标记为A；
②把瓶中的水全部用来浇花，然后吹干，用电子秤测出空瓶的质量为m₂；
故纯净水的质量是：m=m₁-m₂；
则纯净水的体积是：V=$\frac{m}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{ρ}_{0}}$；
③把河水慢慢倒入空瓶中，直至液面与标记A处相平，再用电子秤测出瓶的总质量为m₃；
则此时河水的质量是：m′=m₃-m₂，
④则河水的密度表达式：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{ρ}_{0}}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{m}_{1}-{m}_{2}}$ρ₀；
⑤此方法中，将河水的体积转换为水的体积，即用到了等量代替法，故选B．
故答案为：
（1）①水平；零刻度；右；②69.6；1.1；③偏大；（2）③标记A；④$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{m}_{1}-{m}_{2}}$ρ₀；⑤B．

点评 此题考查了天平的正确使用、密度的计算及转换法在测量密度过程中的应用，是一道综合性的实验题．