Question

3．小美同學(xué)用天平（含砝碼）和量筒測(cè)量金屬塊的密度的步驟是：
（1）在量筒中倒入20mL水，把金屬塊浸沒在量筒的水中，如圖甲所示，則金屬塊的體積為20cm³．
（2）小美同學(xué)測(cè)量金屬塊的質(zhì)量時(shí)，她把天平放在水平桌面上后（如圖乙），如果此時(shí)就開始調(diào)節(jié)橫梁平衡，則她測(cè)出的物體質(zhì)量將比真實(shí)值偏大（選填“偏大”或“偏小”）． 小美發(fā)現(xiàn)這一問題后，應(yīng)先將游碼歸零后再重新調(diào)節(jié)橫梁平衡，然后再在左盤放上金屬塊，向右盤加減砝碼并移動(dòng)游碼使天平重新平衡，如圖丙所示，金屬塊的質(zhì)量m=157.8g．
（3）計(jì)算金屬塊的密度是7.89×10³ kg/m³．該實(shí)驗(yàn)所測(cè)密度與金屬塊實(shí)際的密度相比較偏大．（選填“偏大”或“偏小”）

Answer 1

分析 （1）利用排水法測(cè)量金屬塊的體積；
（2）天平使用前的調(diào)節(jié)要做到放、撥、調(diào)，撥是指將游碼撥到零刻度線；金屬塊的質(zhì)量=砝碼質(zhì)量+游碼對(duì)應(yīng)的刻度值；
（3）利用密度公式求出金屬塊的密度；當(dāng)將金屬塊取出時(shí)，金屬片上會(huì)沾有水，使金屬塊的質(zhì)量測(cè)量值偏大，進(jìn)而得出密度的大小變化．

解答 解：
（1）由圖甲可知，量筒中金屬塊和水的總體積V₂=40mL，而水的體積V₁=20mL，金屬塊的體積：V=40mL-20mL=20mL=20cm³；
（2）由圖乙可知，在天平使用前的調(diào)節(jié)過程中，在調(diào)節(jié)平衡螺母前沒有將游碼歸零，這樣調(diào)節(jié)完再讀數(shù)，游碼已經(jīng)顯示0.2g，測(cè)量值將偏大；
正確的操作是先將游碼歸零后再重新調(diào)節(jié)橫梁平衡；
由圖丙知，標(biāo)尺的分度值為0.2g，金屬塊的質(zhì)量為m=100g+50g+5g+2.8g=157.8g；
（3）金屬塊的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{157.8g}{20c{m}^{3}}$=7.89g/cm³=7.89×10³kg/m³；
（3）本題實(shí)驗(yàn)先測(cè)量金屬塊的體積后測(cè)質(zhì)量，當(dāng)金屬塊拿出時(shí)，上面沾有水，使金屬塊的質(zhì)量測(cè)量值偏大，由ρ=$\frac{m}{V}$知，密度的測(cè)量值偏大．
故答案為：
（1）20．（2）偏大；先將游碼歸零；157.8 （3）7.89×10³；偏大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了：①天平的調(diào)節(jié)，先將天平放到水平桌面上，將游碼撥到零刻度線，調(diào)節(jié)平衡螺母使橫梁平衡；
②測(cè)固體密度的基本方法，先用天平測(cè)出固體的質(zhì)量m，根據(jù)排水法測(cè)出固體的體積V，用公式ρ=$\frac{m}{V}$算出固體的密度．