Question

7．如图甲、乙所示，实验小组利用天平和量筒等器材测量酸奶的密度．

（1）将天平放在水平桌面上，把游码移至标尺左端0刻度线处，发现指针指在分度盘的左侧，应将平衡螺母向右调，使天平横梁平衡．
（2）先将酸奶倒入烧杯，用天平测量烧杯和酸奶的总质量，天平平衡时如图甲所示，则烧杯和酸奶的总质量m₁=62g．由于酸奶比较粘稠且不透明，对体积测量影响较大，为解决酸奶容易粘在容器壁上的问题，他们找来如图丙所示的5ml针筒，抽取酸奶至 5mL刻度处，测得烧杯和剰余酸奶的总质量m₂=56.3g．
（3）不用图乙所示量筒，而选用针筒测量酸奶体积的另一个优点是：针筒的分度值比量筒小（或针筒比量筒测量体积精确、或针筒测量体积精度更高）；
（4）同组的同学在实验中发现一个“问题”，5mL针筒刻度线前的尖端还是有一点小“空 隙”，这部分体积并不计入针筒标记的刻度中，这会导致小明测得的酸奶密度比实际值偏大（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
（5）为解决（4）的问题，他们想出了一种正确的测量方法：将实验（2）针筒中的一部分酸奶返回烧杯后，读出针筒的示数为lmL；测得此时烧杯和酸奶的总质量m₃=60.7g，则酸奶密度为1.1×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）测量前调节天平平衡时，把游码移至标尺左端0刻度线处，平衡螺母应向指针偏离的相反方向调节；
（2）根据图甲读出烧杯和酸奶的总质量等于砝码总质量加上游码在标尺上对应的刻度值；用原来的总质量减去抽取后烧杯和剩余酸奶的总质量从而得到抽取酸奶的质量；根据ρ=$\frac{m}{V}$求出酸奶的密度；
（3）合理的实验操作可以减小测量时的误差，并使操作简便，从这一角度分析步骤；
（4）根据操作过程分析测量的物理量，由于针筒的刻度线前的尖端还是有一点小“空隙”，造成所测体积偏小，从而计算出的密度偏大；
（5）增加步骤后，返回烧杯中的酸奶的质量和体积能够对应，分别求出后根据密度公式得酸奶密度．

解答 解：（1）测量前调节天平平衡时，将天平放在水平桌面上，把游码移至标尺左端0刻度线处，发现指针指在分度盘的左侧，应将平衡螺母向右调，使天平横梁平衡．
（2）由图甲可知，标尺的分度值为0.2g，烧杯和酸奶的总质量m₁=60g+2g=62g；
（3）由于针筒的分度值比量筒的分度值小，所以测量的体积更精确；
（4）由于针筒的刻度线前的尖端还是有一点小“空隙”，使得针筒内测量的酸奶体积偏小，由ρ=$\frac{m}{V}$可知，质量不变，体积偏小，密度会偏大；
（5）将实验（2）针筒中的一部分酸奶返回烧杯后，读出针筒的示数为lmL；
针筒内返回烧杯酸奶的质量：m′=60.7g-56.3g=4.4g，
针筒内返回烧杯酸奶的体积：V′=5mL-1ml=4ml=4cm³，
酸奶密度：ρ_酸奶=$\frac{m′}{V′}$=$\frac{4.4g}{4c{m}^{3}}$=1.1g/cm³=1.1×10³kg/m³．
故答案为：（1）水平；右；（2）62；（3）针筒的分度值比量筒小（或针筒比量筒测量体积精确、或针筒测量体积精度更高）；（4）偏大；（5）1.1×10³．

点评 本题考查了液体密度的测量，用天平和量筒来测液体的密度，是实验室中最常用的方法，重点应掌握天平的调节与使用方法、量筒的读数、密度公式的运用、实验步骤的合理安排以及实验误差的分析等．