在“争当小小实验家的某次活动中.老师给同学们提供了如下器材:一架天平.一个溢水杯.一个小烧杯.一个小石块.适量的水以及细线等．老师要求同学利用以上器材测出小石块的密度．(1)某小组的同学经过讨论后设计了实验方案.以下是主要实验步骤.请根据他们的方案.完成下面的填空:实验步骤:A．将天平放在水平桌面上.先将游码移到标尺左端的零刻度� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

1．

在“争当小小实验家”的某次活动中，老师给同学们提供了如下器材：一架天平（含砝码）、一个溢水杯、一个小烧杯、一个小石块、适量的水以及细线等．老师要求同学利用以上器材测出小石块的密度．
（1）某小组的同学经过讨论后设计了实验方案，以下是主要实验步骤，请根据他们的方案，完成下面的填空：
实验步骤：
A．将天平放在水平桌面上，先将游码移到标尺左端的零刻度线处，再调节平衡螺母，直到横梁平衡；
B．用天平测出空小杯的质量m₁=40g；
C．在溢水杯中装满水后，将小烧杯放在溢水口下，再用细线拴住小石块并将石块慢慢浸没在溢水杯的水中，用小烧杯收集溢出的水；
D．取出小石块，用天平测出小石块的质量m₂，测量小石块质量时，天平平衡后，所用砝码及游码的位置如图所示，则m₂=32.4g
E．用天平测出小烧杯和溢出水的总质量m₃=50.8g．按照该小组的方案，所测出的石块密度ρ_石=3g/cm³．在不考虑其它误差的情况下，测得的石块密度会偏大（选填“大”或“小”），这种偏差主要是步骤D造成的
（2）完成以上测量后，老师收回了天平，另外提供了一个量程合适的量杯和适量的某种液体，要求同学们再测出该液体的密度，聪明的王晶同学经过思考，马上就想出了以下方法，请根据他的方法帮他完成实验：
A．先在溢水杯中装满水，再把小空烧杯轻放入溢水杯中并漂浮在水面，让水溢出；
B．将量杯放在溢水口下，再将适量液体慢慢倒入溢水杯内的小烧杯中，用量杯收集溢出的水，并测出其体积v₁；
C．将量杯中的水倒尽，再将小烧杯中的液体全部倒入量杯中，测出其体积v₂，则所测液体的密度ρ_液=$\frac{{ρ}_{水}{V}_{1}}{{V}_{2}}$（用所测物理量的字母和已知物理量表达，水的密度为ρ_水）

分析（1）天平的正确使用方法：
一放：将托盘天平放置在水平桌面上，将游码拨至标尺左端零刻度线上；
二调：调节横梁左右两端的平衡螺母，使横梁平衡，此时指针恰好指在分度盘的中央或左右摆幅度相等；
三称：左物右码，用镊子向右盘中加减砝码，当加减最小砝码横梁还不平衡时，调节游码在标尺上的位置，使天平再次平衡；
四记：物体的质量等于右盘中砝码的质量与标尺上游码所对应的刻度值之和．
测石块的体积是通过溢水杯来测，因为溢水杯中的水原来是满的，所以石块一放入，水就溢出，石块的体积多大，溢出的水体积也是多大，只要求出溢出水的体积，就知道了石块的体积．根据密度公式得出密度的表达式．由于石块从水中拿出时沾着水，测得的质量偏大所以测得的密度也偏大．
（2）根据漂浮的条件：F_浮=G_排=G，知道了排开水的质量也就知道物体的质量，用量杯量出液体的体积，根据ρ=$\frac{m}{V}$计算出密度．

解答解：（1）当调节天平横梁平衡时，首先要将天平放在水平桌面上，将游码移至横梁标尺左端零刻度线处，再调节平衡螺母使指针指在分度盘的中央；
天平称量物体质量时，物体要放在天平的左盘，砝码要放在天平的右盘．物体的质量=砝码的质量+游码对应的刻度值，则石块的质量m₂=20g+10g+2.4g=32.4g；
溢出水的质量m_水=m₃-m₁=50.8g-40g=10.8g则石块的体积V=V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{10.8g}{1g/c{m}^{3}}$=10.8cm³，石块密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{32.4g}{10.8c{m}^{3}}$=3g/cm³；
由于石块从水中拿出时沾着水，测得的质量偏大所以测得的密度也偏大，是由步骤D造成的；
（2）用一个量程合适的量杯和适量的某种液体，测该液体的密度：
A．先在溢水杯中装满水，再把小空烧杯轻放入溢水杯中并漂浮在水面，让水溢出；
B．将量杯放在溢水口下，再将适量的液体慢慢倒入溢水杯内的小烧杯中，用量杯收集溢出的水，并测出其体积v₁；
C．将量杯中的水倒尽，再将小烧杯中的液体全部倒入量杯中，测出其体积．
因为烧杯和液体在水中处于漂浮状态，所以浮力等于重力：F_浮=G=G_排，即mg=ρ_水gV₁得m=ρ_水V₁，液体的体积为V₂，则所测液体的密度ρ_液=$\frac{m}{V}$=$\frac{{ρ}_{水}{V}_{1}}{{V}_{2}}$
故答案为：（1）将游码移到标尺左端的零刻度线处；32.4；3；大；D（2）液体；小烧杯中的液体，$\frac{{ρ}_{水}{V}_{1}}{{V}_{2}}$．