Question

3．小明用天平和量筒测某种合金的密度．

（1）调节天平时，发现指针偏向分度盘的右侧，如图甲所示，则此时应将平衡螺母向左调节．
（2）用托盘天平测量合金块质量的操作情况如图乙所示，请你指出其中的错误：用手拿砝码（物体和砝码的位置放反了）（写出一种即可）．
（3）改正错误后，小明用正确的方法测量合金块的质量，天平平衡时，放在盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图丙所示．当量筒中的水面稳定后，水面所在的位置如图丁所示，由此可知，合金块的密度为3.67×10³kg/m³．
（4）小明在整理实验器材时发现，测量合金块质量所用的砝码上有锈迹，从而使合金块密度的测量值偏小（选填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）据指针的偏转方向判断天平哪端下沉，调节过程中，调节天平平衡时，平衡螺母向上翘的方向移动．
（2）在调节天平平衡时，注意将游码拨到标尺左端的零刻度线处；
在测量过程中，不要把化学药品和潮湿的物体直接放在天平盘上，要用镊子夹取砝码，不能用手拿砝码．
（3）读天平示数时应将砝码质量与游码示数相加，读合金块体积时应用两次的量筒内体积相减，最后用密度的公式进行计算；
（4）生锈会使砝码的质量偏大，进而影响被测物体的质量，再进一步影响被测物体的密度．

解答 解：（1）如图，调节天平平衡时，指针右偏，说明天平右端下沉，平衡螺母向相反的方向移动，平衡螺母向左移动．
（2）经分析图中错误之处：①用手拿砝码，手上的汗渍会腐蚀砝码，影响测量结果．
②物体在天平的右盘，砝码放在天平的左盘，物体和砝码的位置放颠倒了．
（3）图中天平的示数为m=50g+20g+3.4g=73.4g；合金块的体积V=40cm³-20cm³=20cm³；
合金块的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{73.4g}{20c{m}^{3}}$=3.67g/cm³；
（4）砝码生锈是铁与空气中的氧气发生化学反应，铁中增加了氧元素，会使其质量偏大，这样少加砝码就能与物体的质量平衡，因此，质量的测量值会偏小，根据密度的公式，质量偏小会使测出的密度值也偏小．
故答案为：（1）左；（2）用手拿砝码（物体和砝码的位置放反了）；（3）3.67×10³；（4）偏小．

点评 本题在测合金密度的实验中，考查了天平的调节与读图，量筒的读数，密度公式的应用，实验误差的分析，这都是我们应该掌握的基本实验技能，尤其是误差的分析，是我们平时实验中缺乏锻炼的环节，应重点加强训练．