Question

12．如圖所示，是小儀同學(xué)測(cè)量開(kāi)水瓶軟木塞密度的實(shí)驗(yàn)示意圖．
實(shí)驗(yàn)步驟：
A．調(diào)整天平橫梁平衡            B．用天平測(cè)出軟木塊的質(zhì)量m，如圖乙所示
C．向量筒中裝入適量的水        D．讀出水的體積V₁，如圖丙所示
E．用細(xì)線系住軟木塞和鐵塊，將鐵塊浸沒(méi)在水中，讀出水和鐵塊的總體積V₂，如圖丁所示
F．將軟木塞和鐵塊同時(shí)浸沒(méi)在水中，讀出水、鐵塊和軟木塞的總體積V₃，如圖戊所示

（1）步驟A中發(fā)現(xiàn)天平指針偏向分度盤上的位置如圖甲所示，應(yīng)向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)平衡螺母．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)示意圖和步驟中的標(biāo)注，將表格填寫完整．

測(cè)量值	軟木塞的質(zhì)量m/g	水的體積 V1/cm3	水和鐵塊的體積V2/cm3	水、軟木塞和鐵塊的總體積V3/cm3	軟木的密度ρ木/（kg•m-3）
數(shù)據(jù)	12	40	50	90	0.3×103

（3）軟木塞浸沒(méi)水中時(shí)受到的浮力大小為0.4N（g取10N/kg）；
（4）反思實(shí)驗(yàn)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)有一實(shí)驗(yàn)步驟是多余的，此步驟是D（填字母）．
（5）考慮到軟木塞的吸水性，實(shí)際測(cè)得密度應(yīng)大于（選填“大于“或“小于“）實(shí)際密度．

Answer 1

分析 （1）調(diào)節(jié)天平橫梁平衡時(shí)，平衡螺母向上翹的一端移動(dòng)．左邊放物體，右邊放砝碼；
（2）軟木塞的質(zhì)量可由砝碼質(zhì)量和游碼所對(duì)的刻度值讀出．由于軟木塞是不沉于水的，在測(cè)量其體積時(shí)要使用重物助沉法幫助測(cè)量休積．即先測(cè)出水和重物的體積，再將軟木塞和重物系好共同放入水中，測(cè)量出它們的總體積，最后用總體積減去水和重物的體積，就是軟木塞的體積，最后由質(zhì)量和體積計(jì)算密度．
（3）軟木塞浸沒(méi)在水中，排開(kāi)水的體積等于其自身體積，利用F_浮=ρ_水gV_排計(jì)算軟木塞受到的浮力；
（4）在使用助沉法時(shí)，不需要單獨(dú)測(cè)量出水的體積．
（5）軟木具有吸水性，測(cè)量其體積時(shí)，會(huì)因吸水而使量筒的示數(shù)變小，導(dǎo)致所測(cè)密度值變大．

解答 解：（1）指針偏向分度盤左側(cè)，天平的右端上翹，所以平衡螺母應(yīng)向上翹的右端移動(dòng)．
（2）軟木塞的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加上游碼所對(duì)刻度值，即m=10g+2g=12g．
從圖中讀出水和鐵塊的總體積為50cm³，水、軟木塞和鐵塊的總體積90cm³，
則軟木塞的體積：V=90cm³-50cm³=40cm³，
軟木塞的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{12g}{40c{m}^{3}}$=0.3g/cm³=0.3×10³kg/m³．
（3）軟木塞浸沒(méi)在水中，排開(kāi)水的體積等于其自身體積，浸沒(méi)時(shí)軟木塞受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×40×10^-6m³=0.4N；
（4）實(shí)驗(yàn)步驟中測(cè)軟木塞的體積時(shí)，由于軟木塞漂浮在水面上，要使軟木塞浸入水中可采用重物助沉法來(lái)進(jìn)行測(cè)量．但不需要單獨(dú)測(cè)量水的體積，只需測(cè)出水和鐵塊的體積，再測(cè)出水、鐵塊、軟木塞的總體積，就能算出軟木塞的體積．故多余的步驟是D．
（5）由于軟木塞具有吸水性，在測(cè)量它的體積時(shí)，它會(huì)因吸收水而使其體積測(cè)量值偏��；在質(zhì)量一定時(shí)，體積偏小，則測(cè)得的密度會(huì)偏大．
故答案為：（1）右；（2）12；90；0.3×10³；（3）0.4N；（4）D；（5）大于．

點(diǎn)評(píng) 此題是考查固體密度的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，但考查的是不沉于水的固體的密度測(cè)量以及測(cè)量誤差的分析，關(guān)鍵在于測(cè)物體的體積時(shí)要使用重物助沉法，要對(duì)此方法有所了解，同時(shí)根據(jù)固體材料特點(diǎn)，對(duì)測(cè)量結(jié)果的偏差作出判斷．