Question

12．小华的妈妈有一块非常漂亮的翡翠挂件，为了知道这个翡翠挂件的密度，小华设计了如下步骤来测量翡翠挂件的密度．
测量步骤：
A．把翡翠挂件放在已经调节好的托盘天平的左盘，测出翡翠挂件的质量为m；
B．把托盘天平放在水平桌面上；
C．在量筒中倒入适量的水，读出量筒中水面所对刻度V₁；
D．把游码拔到标尺的零刻线处；
E．将翡翠挂件用细线拴好轻轻放入并浸没在量筒中的水中，读出这时量筒中水面所对刻度V₂；
F．调节横梁上的平衡螺母，直到天平的横梁平衡．

请回答：
（1）请你将上述实验步骤补充完整，并按合理的顺序排列：BDFACE．
（2）翡翠挂件的密度表达式是ρ=$\frac{m}{{V}_{2}-{V}_{1}}$．（用m、V₁、V₂表达）
（3）在完成上述F步骤时，发现指针偏向分度盘中线的右边一点（如图甲所示），这时应将横梁右端的平衡螺母向左调节．（选填“左”或“右”）在按操作规范完成上述实验A步骤时，通过增、减砝码后指针仍偏在分度盘中线右边一点．这时应该C．
A．向左调平衡螺母      B．往右盘中加砝码      C．从右盘中减砝码        D．向右移动游码
（4）按照合理的操作步骤进行实验，完成A步骤时天平右盘中所加的砝码和游码的位置如图乙所示，则所测翡翠挂件的质量为27.2g；完成C和E步骤时，量筒中水面所对刻度如图丙所示，则翡翠挂件的体积为8mL，翡翠挂件的密度为3.4g/cm³．
（5）如果在实验过程中，小华是先测出翡翠挂件的体积，再用天平测其质量，在这种情况下，他测出的翡翠挂件的密度值与真实值相比偏大（填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 根据天平调平衡的原则补充实验步骤中的缺项：一放（放水平台）、二拨（游码拨0）、三调（左偏右调、右偏左调）．
（1）先用天平测量物体的质量，再用排水法测量物体的体积，据此排出正确的测量顺序；
（2）利用排水法测量物体的体积V=V₂-V₁，利用公式ρ=$\frac{m}{V}$写出密度表达式；
（3）根据天平调平衡的方法（左偏右调、右偏左调）回答；
使用游码的时机：如果添加了最小砝码还大，而取出最小砝码又偏少；
（4）使用天平测质量，物体的质量等于砝码质量加上游码对应刻度值；根据量筒的读数方法，读出量筒水的体积V₁，物体和水的总体积V₂，则物体的体积V=V₂-V₁．再根据密度的计算公式ρ=$\frac{m}{V}$求出密度．
（5）先测出物体的体积，再用天平测其质量，这样物体上会沾有水，使得质量的测量值偏大，再根据密度公式得出密度的测量值偏大还是偏小．

解答 解：
天平调平衡时，先把托盘天平放在水平桌面上，再把游码拔到标尺的零刻线处；
（1）正确的测量步骤：
B．把托盘天平放在水平桌面上；
D．把游码拔到标尺的零刻线处；
F．调节横梁上的平衡螺母，直到天平的横梁平衡．
A．把翡翠挂件放在已经调节好的托盘天平的左盘，测出翡翠挂件的质量为m；
C．在量筒中倒入适量的水，读出量筒中水面所对刻度V₁；
E．将翡翠挂件用细线拴好轻轻放入并浸没在量筒中的水中，读出这时量筒中水面所对刻度V₂；
可见正确顺序为：BDFACE；
（2）翡翠挂件的体积V=V₂-V₁，
翡翠挂件的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{m}{{V}_{2}-{V}_{1}}$；
（3）天平调平衡时，指针偏向分度盘中线的右边一点，即指针右偏，应向左调节平衡螺母；
测量过程中，通过增、减砝码后指针仍偏在分度盘中线右边一点，此时要移动游码，使横梁平衡，故选C；
（4）翡翠挂件的质量m=砝码质量+游码对应刻度值=20g+5g+2.2g=27.2g；
量筒水的体积V₁=30ml，挂件和水的总体积V₂=38ml，挂件的体积V=V₂-V₁=38ml-30ml=8ml=8cm³．
翡翠挂件的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{27.2g}{8c{m}^{3}}$=3.4g∕cm³；
（5）若先测出挂件的体积，再用天平测其质量，这样挂件上会沾有水，使得挂件质量的测量值偏大，由密度公式ρ=$\frac{m}{V}$可知密度的测量值偏大．
故答案为：
（1）水平；零刻线；BDFACE；
（2）$\frac{m}{{V}_{2}-{V}_{1}}$；
（3）左； C；
（4）27.2；8；3.4；
（5）偏大．

点评 测固体密度的基本方法：是①用天平测出固体的质量m；②在量筒中倒入适量水，读出体积为V₁； ③将固体浸没在量筒的水中，读出液面刻度读数为V₂；所测固体的密度表达式为：ρ=$\frac{m}{{V}_{2}-{V}_{1}}$，学习中必须掌握这一方法．