Question

15．在“測量液體的密度”實(shí)驗(yàn)中：
（1）小紅的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．將托盤天平放于上，游碼移至標(biāo)尺處，發(fā)現(xiàn)指針靜止時(shí)如圖甲所示，則應(yīng)將平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使橫梁水平平衡．

B．用天平稱出空燒杯的質(zhì)量為20g．
C．往燒杯中倒入適量的液體，將裝液體的燒杯放在左盤，在右盤加減砝碼使天平平衡．天平平衡時(shí)所用砝碼和游碼的位置如圖乙所示，則燒杯和液體的總質(zhì)量為36.4g．
D．將燒杯中的液體全部倒入量筒中，如圖丙所示，量筒內(nèi)液體的體積是20cm³．
（2）由此可計(jì)算出液體的密度為0.82×10³kg/m³．
（3）分析小紅的實(shí)驗(yàn)過程，你認(rèn)為此次實(shí)驗(yàn)操作測得的液體密度值與真實(shí)值相比偏大（選填“偏大”或“偏小”）．原因是燒杯內(nèi)的液體不可能全部倒入量筒內(nèi)，導(dǎo)致測量的液體的體積偏�。�
（4）小紅通過反思后想到：其實(shí)不需要增加器材也不需要添加額外的步驟，只要將上面的實(shí)驗(yàn)步驟順序稍加調(diào)整就會大大減少上述實(shí)驗(yàn)的誤差，她調(diào)整后的實(shí)驗(yàn)步驟是ACDB（只填寫實(shí)驗(yàn)步驟前的代號即可）．
（5）小華認(rèn)為其實(shí)不用量筒也能測量出液體的密度，他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)操作：
①調(diào)好天平，用天平測出空燒杯質(zhì)量為m₀．
②在燒杯中裝滿水，用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量為m₁．
③把燒杯中的水倒盡，再裝滿待測液體，用天平測出燒杯和液體的總質(zhì)量為m₂．
則液體的密度表達(dá)式ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}{ρ}_{水}$（已知水的密度為ρ_水）．

Answer 1

分析 （1）在天平的調(diào)平過程中，指針左偏，說明左盤低，右盤高．哪端的盤較高，平衡力螺母便向哪端調(diào)節(jié)；
天平恢復(fù)平衡后，被測物體質(zhì)量等于右盤中所有砝碼質(zhì)量與游碼在標(biāo)尺上所對刻度值之和；
讀取量筒中液體的體積時(shí)，首先要明確量筒的分度值，讀數(shù)時(shí)視線與液面最凹處相平；
（2）已知燒杯和液體的質(zhì)量，燒杯的質(zhì)量，可以得到燒杯中液體的質(zhì)量；
已知液體的質(zhì)量和體積，利用公式ρ=$\frac{m}{V}$得到液體的密度．
（3）小紅的方案中“把燒杯內(nèi)的液體全部倒入量筒內(nèi)”會使得液體不能全部倒入量筒內(nèi)，從而使密度出現(xiàn)很大的誤差．
（4）為了減小誤差，可先測量燒杯和液體的總質(zhì)量，再將液體全部倒入量筒中，最后測量空燒杯的質(zhì)量；
（5）只有天平，沒有量筒，可以利用等體積的水和液體，稱量水和液體的質(zhì)量，根據(jù)體積相等列出等式求出液體的密度．

解答 解：
（1）A、由圖知，指針左偏，說明左盤低右盤高，平衡螺母需向右調(diào)節(jié)；
C、在天平的標(biāo)尺上，1g之間有5個(gè)小格，一個(gè)小格代表的質(zhì)量是0.2g，即天平的分度值為0.2g；
燒杯和液體的總質(zhì)量是m₁=20g+10g++5g+1.4g=36.4g；
D、量筒的分度值為2cm³，量筒中液體的體積為V=20ml=20cm³；
（2）空燒杯的質(zhì)量為m₂=20g，
燒杯中液體的質(zhì)量為m=m₁-m₂=36.4g-20g=16.4g，
液體的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{16.4g}{20c{m}^{3}}$=0.82g/cm³=0.82×10³kg/m³；
（3）小紅不可能把燒杯內(nèi)的液體全部倒入量筒內(nèi)，導(dǎo)致測量的液體的體積偏小，由公式ρ=$\frac{m}{V}$知：密度測量結(jié)果偏大；
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)只要先測量燒杯和液體的總質(zhì)量，再將液體全部倒入量筒中，最后測量空燒杯的質(zhì)量，即可減小測量時(shí)的誤差，故順序?yàn)锳CDB；
（5）水的質(zhì)量：m_水=m₁-m₀，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，液體的體積：V=V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{ρ}_{水}}$，
液體的質(zhì)量：m=m₂-m₀，
則液體的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}{ρ}_{水}$．
故答案為：（1）A、右；C、36.4；45；（2）0.82×10³；（3）偏大；燒杯內(nèi)的液體不可能全部倒入量筒內(nèi)，導(dǎo)致測量的液體的體積偏��；（4）ACDB；（5）$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}{ρ}_{水}$．

點(diǎn)評 測量液體密度時(shí)，只有量筒沒有天平，可以采用被測液體和水的質(zhì)量相同進(jìn)行測量；只有天平?jīng)]有量筒，可以采用被測液體和水的體積相同進(jìn)行測量．醬油體積的測量是本實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)，巧妙地利用等效替代法，是解決此題的關(guān)鍵．