Question

12．某同學(xué)家中有一個(gè)如圖1所示的紫砂壺，他特想知道紫砂壺的密度．于是將此壺帶到學(xué)校實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了測量．

（1）用天平測量壺蓋的質(zhì)量
①把托盤天平放在水平桌面上，把游碼放在標(biāo)尺的零刻線處，調(diào)節(jié)橫梁上的平衡螺母時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤的右側(cè)，如圖2甲所示，此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向左端調(diào)節(jié)（選填“左”或“右”），直到指針指向分度盤的中央．
②在稱量過程中，將壺蓋放在左盤中，在右盤中增減砝碼，又出現(xiàn)了如圖2甲情形，此時(shí)應(yīng)取下最小的砝碼，向右撥動(dòng)游碼．當(dāng)天平再次平衡時(shí)，右盤中砝碼的質(zhì)量和游碼的位置如圖2乙，則壺蓋的質(zhì)量是43.4g；
（2）測量壺蓋的體積時(shí)，他發(fā)現(xiàn)壺蓋放不進(jìn)量筒，于是設(shè)計(jì)了如圖3所示的步驟：
a．往燒杯中加入適量的水，把壺蓋浸沒，在水面到達(dá)的位置上作標(biāo)記；
b．然后取出壺蓋；
c．先往量筒裝入40ml的水，然后將量筒的水緩慢倒入燒杯中，使水面到達(dá)標(biāo)記處，量筒里剩余水的體積如圖3所示，則壺蓋的體積為14cm³．
（3）則該紫砂壺密度是3.1×10³kg/m³．
（4）根據(jù)以上步驟，你認(rèn)為這個(gè)同學(xué)測出的紫砂壺密度比真實(shí)值偏�。ㄟx填“偏大”或“偏小”），其原因是取出壺蓋時(shí)，壺蓋上會(huì)沾有水，因此倒入水的體積大于壺蓋的體積．

Answer 1

分析 （1）天平使用前的調(diào)節(jié)：①放：把天平放到水平桌面上；②移；把游碼移到標(biāo)尺左端零刻線處；③調(diào)：調(diào)節(jié)平衡螺母，使指針指在分度盤的中線處．
（2）量筒分度值為1ml，平視液面最低處讀數(shù)；壺蓋的體積等于40ml的水減去量筒里剩下的水的體積；
（3）利用密度公式ρ=$\frac{m}{V}$求出密度；
（4）根據(jù)取出壺蓋時(shí)，壺蓋上會(huì)沾有水，因此倒入水的體積大于壺蓋的體積，再由ρ=$\frac{m}{V}$分析，測量結(jié)果是偏大還是偏�。�

解答 解：
（1）①放在水平桌面上的托盤天平調(diào)節(jié)平衡時(shí)，應(yīng)將游碼放在標(biāo)尺的零刻線處，發(fā)現(xiàn)指針指在分度盤中央的右側(cè)，說明天平右側(cè)質(zhì)量略大，應(yīng)將橫梁右端的平衡螺母向左移；
②在稱量過程中，物體放在天平的左盤，砝碼放在天平的右盤，此時(shí)指針向右偏轉(zhuǎn)，說明砝碼總質(zhì)量略大于壺蓋質(zhì)量，應(yīng)該取下最小的砝碼，向右撥動(dòng)游碼，直到橫梁平衡；
標(biāo)尺的分度值為0.2g，并且以游碼的左側(cè)對準(zhǔn)的刻度為準(zhǔn)，壺蓋的質(zhì)量m=20g+20g+3.4=43.4g；
（2）量筒的分度值為2cm³；量筒內(nèi)剩余水的體積為26ml，
則壺蓋的體積等于量筒中倒出水的體積，即V=40ml-26ml=14ml=14cm³；
（3）壺蓋的密度為ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{43.4g}{14c{m}^{3}}$=3.1g/cm³=3.1×10³kg/m³；
（4）因?yàn)槿〕鰤厣w時(shí)，壺蓋上會(huì)沾有水，因此倒入水的體積大于壺蓋的體積，由ρ=$\frac{m}{V}$可知，測量結(jié)果偏�。�
故答案為：
（1）①零刻線；左；②取下最小的砝碼，向右撥動(dòng)游碼；43.4；
（2）14；
（3）3.1×10³；
（4）偏�。蝗〕鰤厣w時(shí)，壺蓋上會(huì)沾有水，因此倒入水的體積大于壺蓋的體積．

點(diǎn)評 本題目是測定密度的常規(guī)實(shí)驗(yàn)題，主要考查天平、量筒的讀數(shù)及密度的基本計(jì)算，天平和量筒是初中物理中基本的測量工具，放、調(diào)、稱、讀等都是基本的知識要求，必須掌握扎實(shí)牢固．