Question

2．某中學環保小組在唐河邊取適量河水樣品，分別進行了河水密度的測量：

（1）小明把樣品帶回學校，用天平和量筒做了如下實驗：
①將天平放在水平臺上，把游碼移到零刻度線處，發現指針在分度盤的左側，要使橫梁平衡，應將平衡螺母向右（選填“右”或“左”）調，直至天平平衡；
②用天平測出空燒杯的質量為30g，在燒杯中倒入適量的河水樣品，測出燒杯和河水的總質量（如圖乙所示）69.6g，然后再將燒杯中的河水全部倒入量筒中，如圖丙所示，則河水的密度為1.1g/cm³．
③小明用這種方法測出的河水密度比真實值偏大（選填“偏大”或“偏小”）．
（2）小亮把樣品帶回家，用家里的一臺電子秤（如圖丁所示）和沒喝完的半瓶純凈水，做了如下實驗：
①用電子秤測出半瓶純凈水的總質量為m₁，并用筆在瓶身水面位置標記為A；
②把瓶中的水全部用來澆花，然后吹干，用電子秤測出空瓶的質量為m₂；
③把河水慢慢倒入空瓶中，直至液面與標記A相平，再用電子秤測出瓶和河水的總質量為m₃；
④則河水的密度表達式ρ=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{m}_{1}-{m}_{2}}$ρ₀（純凈水的密度用ρ₀表示）；
⑤小亮測算河水的體積使用了下列三種物理方法中的B
A．控制變量法　 B．等量代替法　 C．類比法．

Answer 1

分析 （1）①使用前的調節：放：把天平放到水平桌面上；移；把游碼移到標尺左端零刻線處；調：調節平衡螺母，使指針指在分度盤的中線處．
②將天平右盤中所有砝碼的質量與游碼所對應的示數相加即為待測物體的質量，讀出圖乙中河水的體積，而后據密度的公式計算即可；
③據該過程中，燒杯中的水不能全部倒出，判斷出測量體積的情況，進而分析測量密度是偏大還是偏小即可；
（2）據題意可知，此題是通過計算水的體積而得出河水的體積，即用到了轉換法，即將河水的體積轉換為水的體積；

解答 解：（1）①將天平放在水平桌面上，先將游碼放在標尺左端的零刻度線處，若發現指針在分度盤中央的左側，要使橫梁平衡，應將平衡螺母向右調節；
②在甲圖中，標尺的分度值是0.2g，此時燒杯和河水的總質量m=50g+10g+5g+4.6g=69.6g；
故河水的質量為：69.6g-30g=39.6g；
河水的體積V=36cm³，
河水的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{39.6g}{36c{m}^{3}}$=1.1g/cm³；
③小明用這種方法測量時，河水的質量是準確的，但是測量河水的體積時，由于燒杯中的水不能全部倒出，所以測得河水的體積偏小，根據ρ=$\frac{m}{V}$可知，測得密度偏大；
（2）據上面的分析可知，此題是通過計算純凈水的體積而得出河水的體積，步驟為：
①用電子秤測出半瓶純凈水的總質量為m₁，并用筆在瓶身水面位置標記為A；
②把瓶中的水全部用來澆花，然后吹干，用電子秤測出空瓶的質量為m₂；
故純凈水的質量是：m=m₁-m₂；
則純凈水的體積是：V=$\frac{m}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{ρ}_{0}}$；
③把河水慢慢倒入空瓶中，直至液面與標記A處相平，再用電子秤測出瓶的總質量為m₃；
則此時河水的質量是：m′=m₃-m₂，
④則河水的密度表達式：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{ρ}_{0}}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{m}_{1}-{m}_{2}}$ρ₀；
⑤此方法中，將河水的體積轉換為水的體積，即用到了等量代替法，故選B．
故答案為：
（1）①水平；零刻度；右；②69.6；1.1；③偏大；（2）③標記A；④$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{m}_{1}-{m}_{2}}$ρ₀；⑤B．

點評 此題考查了天平的正確使用、密度的計算及轉換法在測量密度過程中的應用，是一道綜合性的實驗題．