Question

11．客机机身采用合金制造，某同学对一块实心合金的密度进行了测量．

（1）将天平放在水平桌面上，游码移至标尺左端的零刻度线，发现指针偏向分度标尺的左边，应将平衡螺母向右（选填“左”或“右”）调节．用调节好的天平测量合金的质量，平衡时砝码质量和游码的位置如图1所示，合金的质量是92g．
（2）量筒中装适量水，读出体积为40cm³．放入合金时，不慎掉入量筒的水中，液面静止时如图2所示，合金体积为50cm³，计算出合金的密度为1.84g∕cm³．
（3）测量合金体积的操作中水可能溅出，引起密度测量值偏大（选填“偏大”或“偏小”）．正确的操作是用细线悬挂合金缓慢浸没在水中，既能防止水溅出，还可以避免损坏量筒
（4）取出合金擦干水．用细线挂在弹簧测力计下，再浸没在不与合金反应的某液体中，测力计的示数为0.5N，合金所受浮力为0.42N．该液体的密度为0.84×10³kg∕m³．

Answer 1

分析 （1）使用天平测量物体质量之前要进行调平，先调节平衡螺母，后调节游码，平衡螺母相对于指针的调节规律是“左偏右调，右偏左调”；
天平平衡时，物体的质量等于砝码质量加游码在标尺上所对的刻度值；
（2）读出合金浸没水后水面到达的刻度，读出只有水时水面到达的刻度，求出合金的体积；然后利用密度公式求出合金的密度；
（3）为了保护器材和防止量筒力的水可能溅出，应该用细线悬挂合金缓慢浸没在水中；
（4）已知合金的质量，可求得其重力，根据F_浮=G-F_拉可求得合金所受浮力，根据F_浮=ρgV_排可求得液体的密度．

解答 解：（1）①指针偏左，平衡螺母向右调节，使横梁平衡；
②游码标尺的分度值是0.2g，合金的质量为m=50g+20g+20g+2g=92g；
（2）合金的体积V=90cm³-40cm³=50cm³；
则合金的密度ρ=$\frac{m}{v}$=$\frac{92g}{50c{m}^{3}}$=1.84g/cm³；
（3）测量合金体积的操作中，放入合金时，不慎掉入量筒的水中，这样引起求得的合金的体积偏小，从而引起密度测量值偏大；正确的操作是用细线悬挂合金缓慢浸没在水中，既能防止水溅出，还可以避免损坏量筒．
（4）G=mg=0.092kg×10N/kg=0.92N，
合金所受浮力F_浮=G-F_拉=0.92N-0.5N=0.42N．
合金全部浸没在液体中，
V_排=V_物=50cm³=5×10^-5m³，
由F_浮=ρgV_排可得，
ρ_液=$\frac{{F}_{浮}}{gV}$=$\frac{0.42N}{10N/kg×5×1{0}^{-5}{m}^{3}}$=0.84×10³kg/m³．

故答案为：（1）右；92；（2）50；1.84； （3）偏大；损坏量筒；（4）0.42； 0.84×10³．

点评 此题考查了有关天平的使用及读数，在调平时应注意二放，将天平放在水平台上，将游码放在标尺左端的零刻线处，游码的放置是在实验操作过程中学生容易忽略的问题．