Question

5．蜜蠟近年來隨著文玩熱的升溫價格飆升，小俊同學了解到蜜蠟的密度略大于水，他按照下圖ABC的順序，對-塊蜜蠟的密度進行了測量．請完成下列問題：

（1）小俊在測量質量的過程中，當他向右盤添加最小砝碼時，指針偏向分度盤中線的右側；當拿掉最小砝碼時，指針偏向分度看中線的左側，接下來他應向右調節游碼（選填“平衡螺母“或“游碼”），才能準確測出蜜蠟的質量．
（2）由以上三圖可知，蜜蠟的質量為22g，經計算蜜蠟的密度為1.1×10³kg/m³．
（3）小俊經過以上的實驗過程，測量的密度值會偏大（選填“偏大”、“偏小”或“不偏大也不偏小“）
（4）小紅同學利用了以下步驟也測出了蜜蠟的密度，請你將實驗步驟補充完整：
①用天平測一個空燒杯的質量為m₁；
②在燒杯中注入適量的水，將蜜蠟放入水中，發現蜜蠟下沉至杯底，往燒杯中逐漸加鹽并充分攪拌，直至觀察到蜜蠟處于懸浮狀態．
③將蜜蠟取出后，在燒杯的液面處，作標記，用天平測出此時燒杯和鹽水總質量為m₂
④把燒杯中的鹽水倒掉并擦干，再往燒杯中加入水直至標記處，再用天平測出水和燒杯的總質量為m₃．
⑤蜜蠟密度的表達式為ρ_蜜蠟=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{1}}•{ρ}_{水}$（用字母表示，水的密度為p_水）

Answer 1

分析 （1）調節天平平衡時，指針偏向分度盤左側，應向右調節平衡螺母；指針向右偏，應向左調節平衡螺母．測量過程中指針偏向分度盤中線的左側，不能再調節平衡螺母；
（2）砝碼與游碼示數之和是蜜蠟的質量．蜜蠟的體積等于蜜蠟放入后的總體積與量筒中水的體積之差；
已知蜜蠟的質量與體積，由密度公式可以求出蜜蠟的密度．
（3）根據質量與體積誤差分析密度測量值與真實值間的關系．
（4）當物體的密度與液體密度相等時，物體在液體中懸浮；鹽水的體積等于倒入水的體積；
根據密度公式求出鹽水的密度即為蜜蠟的密度．

解答 解：（1）測量過程中，當拿掉最小砝碼時，指針偏向分度盤中線的左側，不能再調節平衡螺母，接下來他應該向右移動游碼直到天平重新平衡（指針指到分度盤的中線上），才能準確測出蜜蠟的質量．
（2）由圖C可知，蜜蠟的質量m=20g+2g=22g；
由圖AB可知，蜜蠟的體積V_蜜蠟=V_總-V_水=80cm³-60cm³=20cm³；
所以蜜蠟的密度：ρ_蜜蠟=$\frac{m}{V}$=$\frac{22g}{20c{m}^{3}}$=1.1g/cm³=1.1×10³kg/m³
（3）小俊經過以上的實驗過程，即先測量蜜蠟的體積，再測蜜蠟的質量，在測量蜜蠟的質量時，有水殘留在蜜蠟上，蜜蠟質量的測量值大于真實值，因此測量的密度值會偏大．
（4）根據題中實驗步驟可知，本實驗采用等效替代法測蜜蠟的密度，即蜜蠟的密度=蜜蠟懸浮時鹽水的密度，實驗步驟如下：
①用天平測一個空燒杯的質量為m₁；
②當物體的密度與液體密度相等時，物體在液體中懸浮；因此往燒杯中逐漸加鹽并充分攪拌，直至觀察到蜜蠟處于懸浮狀態．
④把燒杯中的鹽水倒掉并擦干，再往燒杯中加入水直至標記處，再用天平測出水和燒杯的總質量為m₃．
由題意知，鹽水的體積等于水的體積，則V_鹽水=V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$；
⑤鹽水的質量m_鹽水=m₂-m₁；
鹽水的密度：ρ_鹽水=$\frac{{m}_{鹽水}}{{V}_{鹽水}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{1}}•{ρ}_{水}$．
因蜜蠟懸浮在鹽水中，所以蜜蠟的密度等于蜜蠟懸浮時鹽水的密度，
則蜜蠟密度的表達式為ρ_蜜蠟=ρ_鹽水=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{1}}•{ρ}_{水}$．
故答案為：（1）游碼；（2）22；1.1×10³；（3）偏大；（4）②懸浮；④標記處；用天平測出水和燒杯的總質量為m₃；⑤$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{1}}•{ρ}_{水}$．

點評 本題考查了天平與量筒的讀數、天平的調節、求密度、實驗誤差分析等，難度不是很大，熟練掌握并靈活應用基礎知識即可正確解題．