Question

2．小東在實驗室測量液體密度的實驗中：
（1）用量筒測量液體的體積：如圖甲所示，液體的體積為22cm³；
（2）用天平測量液體的質量，將量筒中的液體倒入燒杯，并將燒杯放在已經調節(jié)好的天平左盤里，天平平衡時，右盤里的砝碼及標尺上游碼的位置如圖乙所示，燒杯質量為30g，則液體的質量為26.4g；
（3）根據測得數據，計算液體的密度為1.2×10³kg/m³；根據小東的實驗操作，他所測出的液體密度值和真實值相比偏�。ㄟx填“偏大”或“偏小”或“相等”）．
（4）回到家后，他準備在家里測量一個不吸水小石塊的密度，但沒有天平和量筒，他想到了實驗課上使用過的滴管．他先自制了一個滴管，滴管中的水能一滴一滴地從滴管滴出，且每一滴水的質量和體積都是相等的．他又找來礦泉水瓶子、小塑料瓶、細線、剪刀、記號筆和足量的水，開始測小石塊的密度．
    他測石塊體積的方法是：把石塊用細線系住，放在被剪開的礦泉水瓶中，倒入一定量的水，使小石塊浸沒于水中，并記下此時水面的位置A處；取出石塊，用滴管將水滴入礦泉水瓶中，使水面到達原來的位置A處，記錄滴入的水滴數為a．
    他測石塊質量的方法是：把石塊放入小塑料瓶中，使小塑料瓶開口朝上漂浮在礦泉水瓶中的水面上，記下水面的位置B處；取出石塊，用滴管將水滴入小塑料瓶中，使水面到達原來的位置處，記錄滴入的水滴數為b．
（5）他測出石塊密度的表達式是：ρ_石=$\frac{b{ρ}_{s}}{a}$（用a、b、ρ_水表示）．
（6）他巧妙地利用了物理實驗的一種研究方法完成了小石塊密度的測量，該方法是等效替代法．

Answer 1

分析 （1）量筒的液體體積應看液面凹面所對應的刻度．
（2）天平測量物體質量時，物體質量等于砝碼質量加上游碼示數．
（3）液體的密度可以根據ρ=$\frac{m}{V}$求出，當將量筒中的液體倒入燒杯中時，量筒壁上會附著著一定量的液體，從而使質量測量的數值偏小．
（4）石塊完全浸沒，石塊的體積等于石塊排開的水的體積；設一滴水的體積為V，則石塊的體積為aV；
石塊漂浮，石塊的重力等于受到的浮力，等于排開的水的重力，則石塊的質量為bVρ_水
（5）根據密度公式ρ=$\frac{m}{V}$可求石塊的密度；
（6）把石塊的體積和質量都轉變?yōu)樗�的體積和質量，來計算，這是物理上最常用的等效替代法．

解答 解：（1）從圖中看，此量筒的分度值為2ml，液體的體積應為22ml，即22cm³．
（2）測盛有液體的燒杯質量時，砝碼質量為50g+5g，游碼示數為1.4g，故液體和燒杯總質量為56.4g，已知燒杯質量為30g，故液體質量為56.4g-30g=26.4g．
（3）該液體的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{26.4g}{22c{m}^{3}}$=1.2g/cm³=1.2×10³kg/m³；
當將量筒中的液體倒入燒杯中時，量筒壁上會附著著一定量的液體，從而使質量測量的數值偏小，這樣得出的密度值就偏小．
（4）測石塊質量的方法是：把石塊放入小塑料瓶中，使小塑料瓶開口朝上漂浮在礦泉水瓶中的水面上，記下水面的位置；取出石塊，用滴管將水滴入小塑料瓶中，使水面到達原來的位置處，記錄滴入的水滴數為b．
（5）石塊的體積為aV；
石塊的質量為bVρ_水
石塊的密度ρ_石=$\frac{m}{V}$=$\frac{bV{ρ}_{水}}{aV}$=$\frac{b{ρ}_{水}}{a}$；
（6）他們巧妙地利用了物理課上所學的研究方法是等效替代法．
故答案為：（1）22；（2）26.4；（3）1.2×10³；偏��；（4）漂�。凰�面到達原來的位置處；$\frac{b{ρ}_{水}}{a}$；等效替代法．

點評 本題綜合考查液體的密度實驗中的一些常見問題．如天平、量筒的讀數是基本要求，同時，合理的設計實驗順序能夠減小實驗過程中產生的誤差．個別學生易出錯的地方還在于第四問中計算液體的密度時，液體的質量要去掉空杯的質量．同時注意單位的換算．