Question

小明去武漢江夏基地軍訓時，在后山上撿了一塊非常漂亮的大理石，他非常想知道這塊石頭的密度，于是在老師的帶領下去了綜合實驗室．由于存放不當，天平附帶的砝碼嚴重生銹，小明只能利用天平了．老師又幫他找了量筒、兩個完全相同的燒杯、細線、滴管等器材．小明稍加思考，決定用以下方法進行實驗：

（1）實驗過程：
①將天平放在水平臺上，游碼撥到左端零刻度線處，發現此時指針如圖甲所示，則應向______調節平衡螺母使天平平衡．
②在天平左右兩盤各放一只相同的燒杯，將大理石放在左盤的燒杯里，在右盤的燒杯中加水，快平衡時用滴管調節水的多少，直到天平平衡（如圖乙）．
③將燒杯中的水倒入量筒中（液面位置如圖丙），讀出體積并記錄．
④用排水法測得大理石的體積為20cm³．
（2）收集與處理實驗數據：請你將實驗數據填入下表并計算．

量筒中水的體積V1/cm3	量筒中水的質量 m1/g	大理石的質量 m2/g	大理石的體積 V2/cm3	大理石的密度ρ/ g?cm-3

（3）請你分析，實驗中步驟______會存在較大地誤差，會使實驗結果偏______（選填“大”或“小”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）天平平衡的標志是：指針指在分度盤的中央或左右擺動幅度相等，指針左偏右調，右偏左調；
（2）刻度尺量筒是初中物理基本的測量工具，讀數前要看清它們的量程和分度值，刻度尺要估讀到分度值的下一位，讀數時視線與末端刻度或凹液面最低處垂直．
根據量筒中水面的位置得出水的體積，由水的密度已知的條件，根據密度公式可以求出水的質量；水的質量與大理石的質量相等，大理石的體積已用排水法測出，據密度公式可求大理石的密度．
（3）將水倒入量筒來測體積，這種做法會因燒杯壁粘液體而使測出的體積偏小，導致算出的水的質量偏小，導致得出的大理石的質量偏小，有密度公式ρ=計算出的大理石密度就偏小．
解答：解：（1）根據天平的使用規則：水平放穩，游碼歸零，左偏右調，右偏左調，左右一樣，天平平衡．圖中指針向右偏，所以應該向左調螺母．
故答案為：左．
（2）由圖示可知：此量筒每一大格是10ml，即10cm³；每一小格是0.2cm³．
根據液面所示的位置可知量筒中水的體積v₁=52cm³．
由密度計算公式ρ=，得：m₁=ρ_水?v₁=1g/cm³?52cm³=52g．
∵大理石的質量與水的質量相等，
∴m₂=m₁=52g．
又∵用排水法測得大理石的體積為20cm³，即v₂=20cm³．
∴大理石的密度為：
ρ===2.6g/cm³．
故答案為：52，52，52，20，2.6．

量筒中水的體積V1/cm3	量筒中水的質量 m1/g	大理石的質量 m2/g	大理石的體積 V2/cm3	大理石的密度ρ/ g?cm-3
52	52	52	20	2.6

（3）試驗中的③步驟將水從燒杯倒入量筒中，會因燒杯壁粘液體使測得的水的體積偏小，由m=ρv知算出的水的質量偏小，從而得出的大理石的質量偏小，大理石的體積不變，所以由密度公式ρ=，得出的大理石密度就偏小了．
故答案為：③，小．
點評：此題綜合了天平和量筒的使用、質量、體積的測量、計算以及密度公式的應用，此類題常以選擇、填空、實驗題出現，考查學生的綜合能力．
玻璃容器中的液體向外倒的過程中，容器壁一定要粘液體，所以不能全部倒出，將會帶來實驗誤差，在做實驗時，必須考慮容器壁粘液體的問題．