Question

2．某中学环保小组在长江边取适量江水样品，分别进行了江水密度的 测量：

（1）小薇把样品带回学校，用天平和量筒做了如下实验：
①将天平放在水平台上，把游码移到零刻度线处，发现指针指在分度盘的左侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向右（选填“右”或“左”）调，直至天平平衡；
②用天平测出空烧杯的质量为30g，在烧杯中倒入适量的江水样品，测出烧杯和江水的总质量如图甲所示，则烧杯中江水的密度为1.1g/cm³．
③小薇用这种方法测出的江水密度比真实值偏大（选填“偏大”或“偏小”）．
（2）小亮把样品带回家，用家里的一台电子秤（如图丙所示）和没喝完的半瓶纯净水，做了如下实验：
①用电子秤测出半瓶纯净水的总质量为m₁，并用笔在瓶身水面位置标记为A；
②把瓶中的水全部用来浇花，然后吹干，用电子秤测出空瓶的质量为m₂；
③把江水慢慢倒入空瓶中，直至液面与标记A相平，再用电子秤测出瓶的总质量为m_s；
④则江水的密度表达式ρ=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{m}_{1}-{m}_{2}}$•ρ_水（纯净水的密度用ρ_水表示）．
⑤小亮测算江水的体积使用了下列3种物理方法中的B．
A、控制变量法             B、等量替代法              C、类比法．

Answer 1

分析 （1）①天平应放在水平台上，根据天平指针的偏转方向调平，左偏右调，右偏左调；
②将天平右盘中所有砝码质量与游码所对应的示数和等于待测物体的质量；根据空烧杯的质量可算出江水的质量；先判断量筒的分度值，再读出江水的体积，从而计算江水密度；
③烧杯中的水不能全部倒出，判断出测量体积的情况，进而分析测量密度是偏大还是偏小．
（2）据题意可知，此题是通过计算水的体积而得出江水的体积，即用到了转换法，即将江水的体积转换为水的体积．

解答 解：
（1）①将天平放在水平台上，先将游码放在标尺左端的零刻度线处，若发现指针在分度盘中央的左侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向右调节；
②在甲图中，标尺的分度值是0.2g，故此时烧杯和江水的总质量是m_总=50g+10g+5g+4.6g=69.6g；
空烧杯的质量是30g，所以江水的质量是：m=69.6g-30g=39.6g；
由乙图知，量筒的分度值是2mL，所以江水的体积是36mL=36cm³，
江水密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{39.6g}{36c{m}^{3}}$=1.1g/cm³．
③这种方法测量时，江水的质量是准确的，但是测量江水的体积时，由于烧杯中的水不能全部倒出，所以测得江水的体积偏小，故据ρ=$\frac{m}{V}$可知，测得密度偏大；
（2）①用电子秤测出半瓶纯净水的总质量为m₁，并用笔在瓶身水面位置标记为A；
②把瓶中的水全部用来浇花，然后吹干，用电子秤测出空瓶的质量为m₂；故此时的水的质量是：m=m₁-m₂；
所以水的体积是：v=$\frac{m}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}$；
③把江水慢慢倒入空瓶中，直至液面与标记A处相平，再用电子秤测出瓶的总质量为m₃；
故此时江水的质量是：m′=m₃-m₂
④则江水的密度表达式：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；
⑤小亮测算江水的体积转换为水的体积使用的方法是等效替代法．
故答案为：（1）①水平；右； ②1.1； ③偏大；
（2）③标记A； ④$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{m}_{1}-{m}_{2}}$•ρ_水 ⑤B．

点评 此题考查了天平和量筒的正确使用、密度的计算、误差的分析以及等效替代法在测量密度过程中的应用，是一道综合性的实验题．