Question

19．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1）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2所示，小矿石的质量m=62g；用量筒测量小矿石的体积如图3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4所示．
②如图5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，直到水面刚好到达标记处，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）天平的调节原则是：左偏右调，右偏左调，先快后慢；
（2）物体的质量等于砝码的质量加上游码所对刻度，
矿石体积V=V₂-V₁，用密度公式ρ=$\frac{m}{V}$，计算出矿石的密度．
（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，根据V=V_水=$\frac{m}{ρ}$计算出小矿石的体积；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）根据天平的调节和使用方法，据图知，指针右偏，平衡螺母应向左移；
（2）①根据天平的读数方法，物体的质量等于砝码的质量加上游码所对刻度，即m=50g+10g+2g=62g；
②用排水法测量小石块的体积，读取石块的体积时，视线与液面（凹液面的底部）相平．
先测量量筒水的体积V₁=60cm³，然后测量石块和水的总体积V₂=80cm³，V_石=V₂-V₁=80cm³-60cm³=20cm³；
③小矿石的密度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）④水面刚好到达标记处；⑤26；⑥偏小．

点评 此题是“测量固体的密度”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．