Question

2．某实验小组为测定某食用油的密度，进行了以下实验操作：
（1）先测出空烧杯的质量：把天平放在水平台上，将游码移至零刻度线处，发现指针向左偏转，为了使天平横梁平衡，应向右（选填“左”或“右”）调节平衡螺母，直至天平平衡．利用调好的天平称量空烧杯的质量，天平平衡时，如图所示，则空烧杯的质量为m₁=152g．
（2）继续完成实验操作步骤时，设计了以下两种实验方案：
【方案一】：向量筒内倒入适量的食用油，读出量筒内食用油的体积为V₁．然后将量筒内的食用油全部倒入空烧杯中，称出烧杯和油的总质量为m₂，则食用油的密度表达式为ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{V}_{1}}$．（均用字母表示）
【方案二】：向量筒内倒入适量的食用油，读出量筒内食用油的体积为V₂，然后将量筒内食用油的一部分倒入空烧杯中，测出烧杯和油的总质量m₃，读出量筒中剩下食用油的体积V₃，则食用油密度的表达式为ρ=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{V}_{2}-{V}_{3}}$．（均用字母表示）
（3）在操作过程正确无误的情况下，两种实验方案中，方案一（选填“方案一”或“方案二”）的误差可能会大一些，用这种方法测出食用油的密度值比真实值偏小（选填“偏大”或“偏小”），引起误差的主要原因是有油粘在量筒内壁上测得的质量比真实值偏小．

Answer 1

分析 （1）在调节天平横梁平衡时，指针偏向左侧，左端下沉，右端上翘，平衡螺母向上翘的方向移动．
天平读数规则：盘中砝码总质量加法游码在标尺上对应的刻度值，注意天平的分度值是0.2g；
（2）根据食用油和烧杯的总质量以及空烧杯的质量求出食用油的质量，利用密度公式即可求出食用油的密度表达式；
根据量筒内前后两次体积可求出倒入烧杯内食用油的体积；利用食用油和烧杯的总质量以及空烧杯的质量求出烧杯内食用油的质量，最后根据密度公式即可表示出食用油的密度表达式；
（3）方案一量筒内的食用油不可能全部倒入烧杯中，会沾在量筒壁上，使质量测量值大于倒入烧杯中食用油的质量．

解答 解：
（1）把天平放在水平台上，将游码移至零刻度线处，发现指针向左偏转，左端下沉，右端上翘，为了使天平横梁平衡，应调节平衡螺母向右移动．
空烧杯的质量m₁=100g+50g+2g=152g；
 （2）方案一：已知烧杯和食用油的总质量m₂，空烧杯的质量m₁，则食用油的质量为m₂-m₁；
又因为量筒内食用油的体积为V₁，所以食用油密度的表达式是：ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{V}_{1}}$；
方案二：已知烧杯和食用油的总质量m₃，空烧杯的质量m₁，则烧杯内油的质量为m₃-m₁；
烧杯内食用油的体积：V=V₂-V₃，故食用油密度的表达式是：ρ=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{V}_{2}-{V}_{3}}$；
（3）方案一中量筒内的食用油不可能全部倒入烧杯中，会粘在量筒壁上，测得食用油的质量比真实值偏小，据密度的计算公式可知，此时测量的密度偏小．
故答案为：（1）右；152；（2）$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{V}_{1}}$；$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{V}_{2}-{V}_{3}}$；（3）方案一；偏小；有油粘在量筒内壁上测得的质量比真实值偏小．

点评 同样测量液体的密度，本题同时给出了两种方案，让学生分析辨别，提高了学生的思考能力，锻炼了学生思维能力，是一道好题．