Question

9．在“用天平和量筒測量鹽水密度”的實驗中：
（1）圖甲是某位同學(xué)的實驗操作情況，他的錯誤是：稱量過程中去調(diào)節(jié)平衡螺母．
（2）小明同學(xué)用最小砝碼是5g的天平測出空燒杯的質(zhì)量為30g，在燒杯中倒入適量的鹽水，測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．此方案中體積的測得值比真實值偏大（選填“偏大”“偏小”）

（3）小聰同學(xué)在實驗中先測出空燒杯的質(zhì)量m₁，倒入鹽水后測出其總質(zhì)量m₂．在將鹽水倒入量筒的過程中，發(fā)現(xiàn)由于鹽水較多，無法全部倒完，他及時停止了操作．同組同學(xué)討論后認為仍可繼續(xù)完成實驗，于是小聰讀出此時量筒中鹽水的體積V，又加了一個步驟，順利得出了鹽水的密度．你認為增加的步驟是：用天平測出剩余鹽水和燒杯總質(zhì)量m₃，請幫小聰寫出計算鹽水密度的表達式ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{V}$．
（4）在測量總質(zhì)量m₂時，用鑷子夾取100g、50g砝碼各1個放入右盤時，指針向左偏，再夾取5g砝碼放入右盤時，發(fā)現(xiàn)指針向右偏，接著應(yīng)取下5g砝碼，同時調(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)時靠移動平衡螺母來使其平衡，在稱量過程中則要靠加減砝碼和移動游碼；
（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，會使測得的鹽水體積偏��；
（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，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，測量正在進行中，而此時天平是不能調(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，測得鹽水的體積偏小，由ρ=$\frac{m}{V}$可知，會使測得鹽水的密度偏大．
（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，說明右盤中砝碼的質(zhì)量大于物體的質(zhì)量，但超出的質(zhì)量小于5g，所以此時應(yīng)將5g的砝碼取下，再向右移動游碼，直至橫梁重新水平平衡．
故答案為：（1）稱量過程中去調(diào)節(jié)平衡螺母；（2）32；1.07×10³；偏大；（3）用天平測出燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量m₃；$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{V}$；（4）5；游碼．

點評 本題考查了液體密度的測量，本實驗中由于把鹽水從量筒向燒杯里面倒的時候，倒不完，使得質(zhì)量測量值偏小、從而使得密度的測量值偏�。�正確的順序應(yīng)該是：先測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．