Question

8．测量未知液体的密度

[实验器材]天平、烧杯、量筒、待测液体
[实验原理]ρ=$\frac{m}{V}$（填公式）
[实验步骤]
（1）在调节天平平衡时，先将游码移到称量标尺左端零刻度线处，发现指针偏向分度标尺中央刻度线的右侧，则应将平衡螺母向左（选填“左”或“右”）端调节．
（2）接下来进行了以下操作：
A．用天平测量2烧杯和剩余液体的总质量m₁；
B．将待测液体倒入烧杯中，用天平测出烧杯和液体的质量m₂；
C．将烧杯中的一部分液体倒入量筒，测出这部分液体的体积V；
以上操作的正确顺序是：BCA（填字母代号）．
（3）由图可知，量筒中液体的质量为44g，未知液体的密度是1.1×10³kg/m³．
（4）假如实验器材中少了量筒，在某一量筒的情况下利用天平、小烧杯和水来测量未知液体的密度．请将下列测量步骤补充完整：
A．用天平称出空烧杯的质量m₁；
B．将水装满烧杯，用天平测出烧杯和水的总质量m₂；
C．将待测液体装满烧杯，用天平测出烧杯和液体的总质量m₃；
D．未知液体密度的表达式：ρ_液=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{m}_{2}-{m}_{1}}{ρ}_{水}$．（已知ρ_水）

Answer 1

分析 测量物质密度时，一般使用天平和量筒分别测量出物体的质量和体积，利用公式ρ=$\frac{m}{V}$计算出密度；
（1）天平的正确使用：①放：把天平放到水平桌面上；②移；把游码移到标尺左端零刻线处；③调：调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处．
（2）为避免液体在容器壁上有残留而造成实验误差，应先测出烧杯与液体总质量，然后向量筒中倒入适量液体，测出其体积，再测出烧杯与剩余液体的总质量，两者之差是所测液体的质量，据此合理安排实验步骤．
（3）由图所示求出液体的质量，由量筒读出液体的体积；利用密度公式求出液体的密度；
（4）此过程缺少量筒，所以解决此题关键是解决液体的体积．为使水和液体的体积相同，应在小烧杯中盛满水或液体．

解答 解：测物质密度的实验原理为：ρ=$\frac{m}{V}$；
（1）用托盘天平测量物体质量时，把天平放置在水平桌面上易于操作的地方；游码移到标尺左端的零刻度处，然后调节平衡螺母，平衡螺母向上翘的一端移动，即若发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向左调节；
（2）测量液体密度的实验步骤：用天平测出烧杯和液体的总质量m₂；将烧杯中液体的一部分倒入量筒，测出这部分液体的体积V；再用天平测量烧杯和剩余液体的总质量m₁，故正确的顺序是：BCA；
（3）右图中烧杯和液体的总质量m₂=50g+20g+10g+2.4g=82.4g，
左图中烧杯和剩余液体的总质量m₁=20g+10g+5g+3.4g=38.4g，
量筒中液体的质量m=m₂-m₁=82.4g-37.4g=44g，
图中量筒中液体的体积V=40cm³，
液体的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{44g}{40c{m}^{3}}$=1.1g/cm³=1.1×10³kg/m³；
（4）测量液体的体积的方法：A、用天平称出空烧杯的质量m₁；
B、在烧杯内装满水，用天平测出烧杯和水的总质量m₂；
C、将待测液体装满烧杯，用天平测出烧杯和液体的总质量m₃，
D、液体的质量：m′=m₃-m₁，
液体的体积等于水的体积，即V′=V_水=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$；
则液体的密度为：ρ_液=$\frac{m′}{V′}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{m}_{2}-{m}_{1}}{ρ}_{水}$．
故答案为：[实验原理]：ρ=$\frac{m}{V}$；
[实验步骤]（1）游码；左；（2）BCA；
（3）44；1.1×10³；
（4）将水装满烧杯，用天平测出烧杯和水的总质量；$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{m}_{2}-{m}_{1}}{ρ}_{水}$．

点评 本题主要考查的是学生对天平和量筒的使用、液体密度测量步骤和密度计算公式的理解和掌握，间接测量是常用的方法，灵活处理．