Question

20．如圖所示，課外興趣小組的同學們借來天平、量簡、燒杯，準備測量某種液體的密度．同學們將天平放在水平桌面上，把游碼移至標尺左端的零刻度處，觀察到指針的偏轉情況如圖甲所示，此時卻意外發(fā)現(xiàn)平衡螺母缺失．
（1）聰明的小華取來彈簧測力計、一小石塊和細線進行了如圖乙所示的操作：
a．將小石塊浸沒在待測液體中，記下量筒對應的刻度V₁和彈簧測力計的示數(shù)F₁；
b．讀出量筒中待測液體的體積V₂；
c．將小石塊用細線懸吊在彈簧測力計下，記下測力計的示數(shù)F₂．
①使用彈簧測力計前，應檢査指針是否指在零刻度線．
②為了較準確地測量液體的密度，圖中合操作順序應為cba或bca（填對應的字母代號）
③小石塊浸沒在待測液體中時，排開液體的重力G=F₂-F₁，待測液體的密度為ρ_液=$\frac{{F}_{2}-{F}_{1}}{（{V}_{1}-{V}_{2}）g}$（均用已知物理量或題中已給物理量的符號表示）
（2）小明認為不需要增加其他實驗器材，仍可測出液體的密度，設計的步驟如下：
a．首先將空燒杯放在天平的左盤，在右盤添加砝碼并移動游碼，使天平橫梁平衡．
b．讀出右盤中砝碼的總質量加上游碼對應的刻度值為m₀；
c．左盤燒杯中加入待測液體，在右盤中繼續(xù)添加砝碼并移動游碼，直至天平重新平衡，讀出砝碼總質量加上游碼對應的刻度值為m₁；
d．則待測液體的質量m=m₁-m₀；
e．利用量筒測出對應液體的體積，即可算出待測液體的密度．

Answer 1

分析 解答此題的關鍵應掌握以下幾點：
（1）彈簧測力計使用應注意的事項；為了減小實驗過程中的誤差，應使實驗順序排列盡量合乎情理；
采用阿基米德原理分析；利用稱重法求石塊全浸入液體中受到液體的浮力，石塊浸沒在待測液體中時，V_排=V_石，再利用F_浮=ρ_液gV_排公式變形可求得液體的密度．
（2）根據(jù)天平的正確使用方法和文中所給上下文的內容揣摩其意思補全實驗過程是解題的關鍵．

解答 解：
（1）①使用前必須檢查指針是否指在零刻度線上，如果指針沒有對準零刻度線，需要校零；
②為了較準確地測量液體的密度，減小實驗過程中的誤差，應先測出小石塊在空氣中的彈簧測力計的讀數(shù)，然后把小石塊浸沒在待測液體中，讀出彈簧測力計的讀數(shù)，這樣可減少量筒中液體的損失，圖中合理的操作順序應為：
c、將小石塊用細線懸吊在彈簧測力計下，記下測力計示數(shù)F₂（或b、讀出量筒中待測液體的體積V₂）；
b、讀出量筒中待測液體的體積V₂（或c、將小石塊用細線懸吊在彈簧測力計下，記下測力計示數(shù)F₂）；
a、將小石塊浸沒在待測液體中，記下彈簧測力計示數(shù)F₁和量筒中液面對應的刻度V₁．
所以圖中合理操作順序應為：cba或bca；
③根據(jù)阿基米德原理和利用稱重法求出排開液體的重力G=F_浮=F₂-F₁；
小石塊浸沒在待測液體中時，V_排=V_石=V₁-V₂，
由F_浮=ρ_液gV_排可得待測液體的密度：ρ_液=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$=$\frac{{F}_{2}-{F}_{1}}{（{V}_{1}-{V}_{2}）g}$；
（2）根據(jù)天平的正確使用方法和上下文可知，空格處應填：
a、添加砝碼并移動游碼；
b、讀出右盤中砝碼的總質量加上游碼對應的刻度值為m₀；
c、右；
d、待測液體的質量m等于左盤中燒杯和待測液體的總質量m₁減去空燒杯的質量m₀，即m=m₁-m₀．
故答案為：
 （1）①零刻度線；   ②cba或bca；  ③F₂-F₁；   $\frac{{F}_{2}-{F}_{1}}{（{V}_{1}-{V}_{2}）g}$；
（2）a、添加砝碼并移動游碼；b、讀出右盤中砝碼的總質量加上游碼對應的刻度值為m₀；
       c、右；  d、m₁-m₀．

點評 本題考查了天平和彈簧測力計的使用方法、阿基米德原理、量筒的使用，要求用好稱重法測浮力、排水法測體積．考查了學生的實驗操作能力．本題有一定的難度，既考查了常規(guī)的密度測量方法，又考查了利用阿基米德原理和浮力的知識間接測量密度，重點是利用稱重法求浮力的大�。�