Question

11．小明同學在海邊撿到了一塊漂亮的鵝卵石，他用天平和量筒測量鵝卵石的密度．
（1）他設計了下列實驗步驟：
①用調節(jié)好的天平測出鵝卵石的質量m；
②向量筒中倒入適量的水，讀出水的體積V₁；
③根據密度公式，算出鵝卵石的密度ρ；
④將鵝卵石浸沒在量筒內的水中，讀出鵝卵石和水的總體積V₂．
他應采用正確的實驗步驟順序為A（選填下列選項前的字母）．
A．①②④③B．①②③④C．②③④①D．②③①④

（2）如圖甲所示，小明在調節(jié)天平橫梁平衡過程中的操作錯誤是游碼沒移到標尺左端的零刻度線上；
（3）小明糾正錯誤后，重新調節(jié)天平平衡并測量鵝卵石的質量，當天平平衡時右盤砝碼和游碼如圖乙所示，鵝卵石的質量為27g，由圖丙和丁可知鵝卵石的體積是10cm³，計算鵝卵石的密度為2.7g/cm³．
（4）用量筒測量水的體積，讀數時視線應與液體凹面的底部相平，若小明在圖丙中讀數正確，在圖丁中讀數時視線仰視，所測得鵝卵石的密度將偏大（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）用天平測量固體密度（大于水的密度）的步驟：
天平放在水平面上，游碼歸零，調節(jié)天平的橫梁平衡；
用天平測量固體的質量；
量筒中倒入適量的水，測量水的體積；
把固體浸沒在水中，測量水和固體的總體積；
根據密度公式，計算固體的密度；
（2）在稱量物體的質量之前，要調節(jié)天平的平衡螺母使橫梁平衡，平衡螺母向上翹的一端移動；在稱量物體的過程中，要增減砝碼或移動游碼來使天平的橫梁平衡；
（3）鵝卵石的質量由砝碼的質量和游碼所對的刻度值之各讀出；鵝卵石的體積由量筒中水的體積和放入鵝卵石后的總體積算出，最后算鵝卵石的密度；
（4）用量筒量取液體時，量筒要放平，讀數時視線應與凹液面的最低處相平；如果仰視液面，讀數比實際偏小，若俯視液面，讀數比實際偏大；據此結合密度公式進行分析解答．

解答 解：（1）經分析得，測量鵝卵石的密度的驟為：
①用調節(jié)好的天平測出礦石的質量m；
②向量筒中倒進適量的水，測出這些水的體積V₁；
④將鵝卵石浸沒在置筒內的水中，測出鵝卵石和水的總體積V₂；
③根據密度的公式，求出鵝卵石的密度ρ；
（2）托盤天平使用時，首先要調節(jié)橫梁平衡，在調節(jié)橫梁平衡前，要用鑷子將游碼移到標尺左端的零刻度線處，而在圖示調節(jié)橫梁平衡的過程中，游碼仍在標尺的中間，沒有移到標尺左端的零刻線處；
（3）由圖知，標尺的分度值為0.2g，砝碼的質量為20g、5g，游砝所對的刻度值為2g，則鵝卵石的質量：m=20g+5g+2g=27g，
量筒中水的體積為10cm³，放入鵝卵石后的總體積為20cm³，則石子的體積：V=25cm³-15cm³=10cm³，
則鵝卵石的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{27g}{10c{m}^{3}}$=2.7g/cm³；
（4）量筒讀數，視線與液面底部相平，若仰視讀數，讀數比實際偏小；根據ρ=$\frac{m}{V}$可知，m不變，V偏小，則所測得鵝卵石的密度將偏大．
故答案為：（1）A；（2）游碼沒移到標尺左端的零刻度線上；（3）27；10；2.7；（4）相平；偏大．

點評 本題考查了天平的調節(jié)、量筒讀數、天平的讀數、固體密度的測量方法等，掌握原理，學習中學會以不變應萬變．