Question

1．某中學環保小組在錢塘江邊取適量江水樣品，分別進行錢塘江水密度的測量．

（1）小薇把樣品帶回學校，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，發現指針指在分度盤的左側，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江水樣品，測出燒杯和江水的總質量如圖甲所示，再把燒杯中江水倒入量筒中，液面如圖乙所示，她測得江水密度為1.1g/cm³．
（2）小亮把樣品帶回家，用家里的電子秤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把江水慢慢倒入空瓶，直至液面與記為 A 相平，再用電子秤測出瓶的總質量為 m₃．
④計算：江水的質量m′=m₃-m₂，江水的體積$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}$（用字母表示，其中水的密度用ρ_水表示），從而算出江水的密度．

Answer 1

分析 （1）①天平應放在水平臺上，根據天平指針的偏轉方向調平，左偏右調，右偏左調；
②將天平右盤中所有砝碼質量與游碼所對應的示數和等于待測物體的質量；根據空燒杯的質量可算出江水的質量；先判斷量筒的分度值，再讀出江水的體積，從而計算江水密度；
（2）據題意可知，此題是通過計算水的體積而得出江水的體積，即用到了轉換法，即將江水的體積轉換為水的體積．

解答 解：
（1）①將天平放在水平臺上，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，故此時燒杯和江水的總質量是m_總=50g+10g+5g+4.6g=69.6g；
空燒杯的質量是30g，所以江水的質量是：m=69.6g-30g=39.6g；
由乙圖知，量筒的分度值是2mL，所以江水的體積是36mL=36cm³，
江水密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{39.6g}{36c{m}^{3}}$=1.1g/cm³．
③這種方法測量時，江水的質量是準確的，但是測量江水的體積時，由于燒杯中的水不能全部倒出，所以測得江水的體積偏小，故據ρ=$\frac{m}{V}$可知，測得密度偏大；
（2）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；
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；故此時的水的質量是：m=m₁-m₂；
所以水的體積是V=$\frac{m}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}$；
把江水慢慢倒入空瓶中，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；
故此時江水的質量是：m′=m₃-m₂
則江水的密度表達式：ρ=$\frac{m′}{V}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{m}_{1}-{m}_{2}}$•ρ_水；
故答案為：（1）①右； ②1.1； （2）m′=m₃-m₂；$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}$；$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{m}_{1}-{m}_{2}}$•ρ_水．

點評 此題考查了天平和量筒的正確使用、密度的計算、誤差的分析以及等效替代法在測量密度過程中的應用，是一道綜合性的實驗題．