Question

2．某中學(xué)環(huán)保小組在長(zhǎng)江邊取適量江水樣品，分別進(jìn)行了江水密度的 測(cè)量：

（1）小薇把樣品帶回學(xué)校，用天平和量筒做了如下實(shí)驗(yàn)：
①將天平放在水平臺(tái)上，把游碼移到零刻度線處，發(fā)現(xiàn)指針指在分度盤的左側(cè)，要使橫梁平衡，應(yīng)將平衡螺母向右（選填“右”或“左”）調(diào)，直至天平平衡；
②用天平測(cè)出空燒杯的質(zhì)量為30g，在燒杯中倒入適量的江水樣品，測(cè)出燒杯和江水的總質(zhì)量如圖甲所示，則燒杯中江水的密度為1.1g/cm³．
③小薇用這種方法測(cè)出的江水密度比真實(shí)值偏大（選填“偏大”或“偏小”）．
（2）小亮把樣品帶回家，用家里的一臺(tái)電子秤（如圖丙所示）和沒喝完的半瓶純凈水，做了如下實(shí)驗(yàn)：
①用電子秤測(cè)出半瓶純凈水的總質(zhì)量為m₁，并用筆在瓶身水面位置標(biāo)記為A；
②把瓶中的水全部用來澆花，然后吹干，用電子秤測(cè)出空瓶的質(zhì)量為m₂；
③把江水慢慢倒入空瓶中，直至液面與標(biāo)記A相平，再用電子秤測(cè)出瓶的總質(zhì)量為m_s；
④則江水的密度表達(dá)式ρ=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{m}_{1}-{m}_{2}}$•ρ_水（純凈水的密度用ρ_水表示）．
⑤小亮測(cè)算江水的體積使用了下列3種物理方法中的B．
A、控制變量法             B、等量替代法              C、類比法．

Answer 1

分析 （1）①天平應(yīng)放在水平臺(tái)上，根據(jù)天平指針的偏轉(zhuǎn)方向調(diào)平，左偏右調(diào)，右偏左調(diào)；
②將天平右盤中所有砝碼質(zhì)量與游碼所對(duì)應(yīng)的示數(shù)和等于待測(cè)物體的質(zhì)量；根據(jù)空燒杯的質(zhì)量可算出江水的質(zhì)量；先判斷量筒的分度值，再讀出江水的體積，從而計(jì)算江水密度；
③燒杯中的水不能全部倒出，判斷出測(cè)量體積的情況，進(jìn)而分析測(cè)量密度是偏大還是偏�。�
（2）據(jù)題意可知，此題是通過計(jì)算水的體積而得出江水的體積，即用到了轉(zhuǎn)換法，即將江水的體積轉(zhuǎn)換為水的體積．

解答 解：
（1）①將天平放在水平臺(tái)上，先將游碼放在標(biāo)尺左端的零刻度線處，若發(fā)現(xiàn)指針在分度盤中央的左側(cè)，要使橫梁平衡，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)；
②在甲圖中，標(biāo)尺的分度值是0.2g，故此時(shí)燒杯和江水的總質(zhì)量是m_總=50g+10g+5g+4.6g=69.6g；
空燒杯的質(zhì)量是30g，所以江水的質(zhì)量是：m=69.6g-30g=39.6g；
由乙圖知，量筒的分度值是2mL，所以江水的體積是36mL=36cm³，
江水密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{39.6g}{36c{m}^{3}}$=1.1g/cm³．
③這種方法測(cè)量時(shí)，江水的質(zhì)量是準(zhǔn)確的，但是測(cè)量江水的體積時(shí)，由于燒杯中的水不能全部倒出，所以測(cè)得江水的體積偏小，故據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可知，測(cè)得密度偏大；
（2）①用電子秤測(cè)出半瓶純凈水的總質(zhì)量為m₁，并用筆在瓶身水面位置標(biāo)記為A；
②把瓶中的水全部用來澆花，然后吹干，用電子秤測(cè)出空瓶的質(zhì)量為m₂；故此時(shí)的水的質(zhì)量是：m=m₁-m₂；
所以水的體積是：v=$\frac{m}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}$；
③把江水慢慢倒入空瓶中，直至液面與標(biāo)記A處相平，再用電子秤測(cè)出瓶的總質(zhì)量為m₃；
故此時(shí)江水的質(zhì)量是：m′=m₃-m₂
④則江水的密度表達(dá)式：ρ=$\frac{m′}{V}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{m}_{1}-{m}_{2}}$•ρ_水；
⑤小亮測(cè)算江水的體積轉(zhuǎn)換為水的體積使用的方法是等效替代法．
故答案為：（1）①水平；右； ②1.1； ③偏大；
（2）③標(biāo)記A； ④$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{m}_{1}-{m}_{2}}$•ρ_水 ⑤B．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了天平和量筒的正確使用、密度的計(jì)算、誤差的分析以及等效替代法在測(cè)量密度過程中的應(yīng)用，是一道綜合性的實(shí)驗(yàn)題．