Question

18．实验室有如下器材：天平、砝码．量筒、烧杯（2个）、弹簧测力计、金属块、细线（质量和体积不计）、足量的水（密度已知）、足量的未知液体（密度小于金属块的密度）．

甲组选用上述一些器材测量金属块的密度，步骤是：
①在量筒中倒入20mL水；
②把金属块浸没在量筒的水中，如图甲所示，此时液面示数为40mL；
③把天平放在水平桌面上，如图乙所示，接下来的操作是：
a．将游码移到零刻线处；
b．向右（填“左”或“右”）调节平衡螺母，使天平平衡；
c．在左盘放金属块，向右盘加减砝码并移动游码使天平重新平衡，如图丙所示，金属块的质量m=157.8g．
④计算金属块的密度是7.89×10³kg/m³．
该实验所测密度与金属块实际的密度相比较偏大（填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 ①量筒的读数：确定每一个大格和每一个小格代表的示数，读出液面对应的刻度值；
②a．把天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度；
b．用天平称量物质前要通过调节横梁两端的螺母使横梁平衡；指针左偏右调，右偏左调；
c．物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值；
③物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值；
④物体的体积等于物体浸没水前后水面对应刻度值的差根据密度公式求出物体的密度；
分析质量和体积的测量误差，根据公式进行分析．

解答 解：②量筒每一个大格代表10ml，每一个小格代表1ml，水和金属块的总体积是40ml；
③a． 把天平放在水平桌面上，移动游码到零刻度线上；
b．如图可知，指针偏向左边，横梁右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动，使天平平衡；
c．金属块的质量：m=100g+50g+5g+2.8g=157.8g．
④水的体积是20ml，则金属块的体积：V=40ml-20ml=20ml=20cm³，
金属块的密度是：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{157.8g}{20c{m}^{3}}$=7.89g/cm³=7.89×10³kg/m³．
由于先测量金属块的体积，然后测量金属块的质量，金属块上会沾有一些水，导致质量测量值偏大，由ρ=$\frac{m}{V}$可知，金属块密度测量值偏大．
故答案为：②40；③a、将游码移到零刻线处；b、右；c、157.8；④7.89×10³；偏大．

点评 测量固体密度的实验是初中物理重要的实验，从天平的使用、物体质量的测量、体积的测量、密度的计算等方面进行考查．