Question

3．在探究质量与体积的关系时，小明同学找来大小不同的塑料块和某种液体做实验．

（1）小明把天平放在水平桌面上，将游码拨到零刻度处后，指针静止时出现如图甲的情形，此时应向右（填“左”或“右”）调节平衡螺母；
（2）图乙是小明在水平桌面上使用托盘天平的情景，他的错误时测量时调平衡螺母；
（3）改正错误后，小明正确操作，根据实验数据分别画出了塑料块和液体质量呈随体积变化的图象，如图丙所示；
（4）分析图象可知：同种物质的不同物质，其质量与体积的比值相同（选填“相同”或“不同”），塑料的密度为1.2g/cm³；
（5）往烧杯内倒入15cm³的液体，用天平称出烧杯和液体的总质量，天平平衡时，右盘中砝码的质量及游码的位置如图丁所示，则烧杯和液体的总质量为37.4克，若烧杯内液体的体积为30cm³，则烧杯和液体的总质量应为多少？（要写出具体的计算过程）．

Answer 1

分析 解答此题从以下知识点入手：
（1）（2）天平的正确使用方法：
一放：将托盘天平放置在水平桌面上，将游码拨至标尺左端零刻度线上；
二调：调节横梁左右两端的平衡螺母，使横梁平衡，此时指针恰好指在分度盘的中央或左右摆幅度相等，遵循“左沉右调”的原则；
三称：左物右码，用镊子向右盘中加减砝码，当加减最小砝码横梁还不平衡时，调节游码在标尺上的位置，使天平再次平衡，此时不能调节平衡螺母；
四记：物体的质量等于右盘中砝码的质量与标尺上游码所对应的刻度值之和．
（3）（4）要先找出图象中相等的量，然后在这个等量关系的条件下，去比较其它几个物理量之间有什么关系，即可得出结论；根据ρ=$\frac{m}{V}$计算出密度；
（5）根据图象中液体的质量和体积，利用密度计算公式计算出液体的密度的大小；然后计算15cm³液体的总质量；由此可求得烧杯的质量；
由m=ρV可求得30cm³液体的质量，再加上烧杯的质量即为30cm³烧杯内液体的总质量．

解答 解：（1）天平正确的调节方法是：将托盘天平放置在水平桌面上，将游码拨至标尺左端零刻度线上；调节横梁左右两端的平衡螺母，使横梁平衡，若指针偏左，应向右移动平衡螺母；
（2）小明错误是在称量时调节平衡螺母；
（4）由图象可知，塑料（或液体）的质量和体积成正比，说明同种物质的质量与体积的比值相同；
塑料的质量为30g时，对应的体积为25cm³，其密度ρ_塑料=$\frac{m}{V}$=$\frac{30g}{25c{m}^{3}}$=1.2g/cm³；
（5）烧杯和15cm³液体的总质量m_总=20g+10g+5g+2.4g=37.4g；
由图象可知，液体质量为20g时，体积为25cm³，液体的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{20g}{25c{m}^{3}}$=0.8g/cm³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，15cm³液体的质量为：m_液=ρV₁=0.8g/cm³×15cm³=12g，
则烧杯的质量m_烧杯=m_总-m_液1=37.4g-12g=25.4g，
由ρ=$\frac{m}{V}$可知，同种液体密度相同，30cm³液体的质量m_液2=ρV₂=0.8g/cm³×30cm³=24g，
30cm³液体和烧杯的质量m_总=m_烧杯+m_液2=25.4g+24g=49.4g．
故答案为：（1）右；（2）测量时调平衡螺母；（4）相同；1.2g/cm³；（5）37.4；若烧杯内液体的体积为30cm³，则烧杯和液体的总质量应为49.4（过程见上面的解析）．

点评 本题考查的知识点较多，综合性强；熟练掌握天平的使用方法、密度公式和密度的测量方法是解题的关键．