Question

9．在“用天平和量筒測(cè)量鹽水密度”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）圖甲是某位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作情況，他的錯(cuò)誤是：稱(chēng)量過(guò)程中去調(diào)節(jié)平衡螺母．
（2）小明同學(xué)用最小砝碼是5g的天平測(cè)出空燒杯的質(zhì)量為30g，在燒杯中倒入適量的鹽水，測(cè)出燒杯和鹽水的總質(zhì)量如圖乙所示，則鹽水的質(zhì)量是32g．再將燒杯中的鹽水全部倒入量筒中，如圖丙所示，鹽水的密度為1.07×10³kg/m³．此方案中體積的測(cè)得值比真實(shí)值偏大（選填“偏大”“偏小”）

（3）小聰同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中先測(cè)出空燒杯的質(zhì)量m₁，倒入鹽水后測(cè)出其總質(zhì)量m₂．在將鹽水倒入量筒的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)由于鹽水較多，無(wú)法全部倒完，他及時(shí)停止了操作．同組同學(xué)討論后認(rèn)為仍可繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)，于是小聰讀出此時(shí)量筒中鹽水的體積V，又加了一個(gè)步驟，順利得出了鹽水的密度．你認(rèn)為增加的步驟是：用天平測(cè)出剩余鹽水和燒杯總質(zhì)量m₃，請(qǐng)幫小聰寫(xiě)出計(jì)算鹽水密度的表達(dá)式ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{V}$．
（4）在測(cè)量總質(zhì)量m₂時(shí)，用鑷子夾取100g、50g砝碼各1個(gè)放入右盤(pán)時(shí)，指針向左偏，再夾取5g砝碼放入右盤(pán)時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針向右偏，接著應(yīng)取下5g砝碼，同時(shí)調(diào)節(jié)游碼直至橫梁重新水平平衡．

Answer 1

分析 （1）天平在調(diào)節(jié)時(shí)靠移動(dòng)平衡螺母來(lái)使其平衡，在稱(chēng)量過(guò)程中則要靠加減砝碼和移動(dòng)游碼；
（2）根據(jù)圖甲讀出燒杯和鹽水的總質(zhì)量等于砝碼總質(zhì)量加上游碼顯示數(shù)值，從而得到鹽水質(zhì)量；讀出鹽水體積，由ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算鹽水密度；由于燒杯內(nèi)壁沾有鹽水，不能夠全部導(dǎo)入量筒，會(huì)使測(cè)得的鹽水體積偏��；
（3）倒入鹽水后燒杯和鹽水的總質(zhì)量與剩余鹽水和燒杯總質(zhì)量差就是倒入量筒中鹽水質(zhì)量，由此分析解答；
（4）在加減砝碼時(shí)，一般要試加到最小的砝碼后，如果發(fā)現(xiàn)仍不平衡，再去調(diào)節(jié)游碼使其平衡．

解答 解：（1）從圖中可以看出，測(cè)量正在進(jìn)行中，而此時(shí)天平是不能調(diào)節(jié)平衡螺母的，平衡螺母只能是在調(diào)節(jié)天平的環(huán)節(jié)才能使用；
（2）由圖甲，標(biāo)尺的分度值為0.2g，燒杯和鹽水的總質(zhì)量m_總=60g+2g=62g，
所以燒杯中鹽水質(zhì)量m=m_總-m_杯=62g=30g=32g；
由圖乙，量筒的分度值為1ml，鹽水體積V=30ml=30cm³，
所以鹽水密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{32g}{30c{m}^{3}}$≈1.07g/cm³=1.07×10³kg/m³；
由于燒杯內(nèi)的鹽水不能夠全部導(dǎo)入量筒中，測(cè)得鹽水的體積偏小，由ρ=$\frac{m}{V}$可知，會(huì)使測(cè)得鹽水的密度偏大．
（3）倒入鹽水后燒杯和鹽水的總質(zhì)量與剩余鹽水和燒杯總質(zhì)量差就是倒入量筒中鹽水質(zhì)量，
所以增加的步驟為：用天平測(cè)出剩余鹽水和燒杯總質(zhì)量m₃；
即倒入量筒中鹽水質(zhì)量m=m₂-m₃，
所以鹽水密度的表達(dá)式：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{V}$；
（4）5g的砝碼是砝碼盒中最小的砝碼，放入之后指針向右偏，說(shuō)明右盤(pán)中砝碼的質(zhì)量大于物體的質(zhì)量，但超出的質(zhì)量小于5g，所以此時(shí)應(yīng)將5g的砝碼取下，再向右移動(dòng)游碼，直至橫梁重新水平平衡．
故答案為：（1）稱(chēng)量過(guò)程中去調(diào)節(jié)平衡螺母；（2）32；1.07×10³；偏大；（3）用天平測(cè)出燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量m₃；$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{V}$；（4）5；游碼．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了液體密度的測(cè)量，本實(shí)驗(yàn)中由于把鹽水從量筒向燒杯里面倒的時(shí)候，倒不完，使得質(zhì)量測(cè)量值偏小、從而使得密度的測(cè)量值偏�。�正確的順序應(yīng)該是：先測(cè)量鹽水和燒杯的總質(zhì)量，再將鹽水倒入量筒中一部分（讀出體積），再測(cè)量剩余鹽水和燒杯的質(zhì)量，求出量筒內(nèi)鹽水的質(zhì)量，最后利用密度公式求解．