【分析】
1. 第(1)题:天平调平时,指针偏向分度盘左侧,说明左盘质量偏大,平衡螺母需向指针偏转的反方向(右侧)调节,使天平横梁平衡。
2. 第(2)题:天平测质量时,物体质量等于砝码总质量加游码对应刻度值,先计算砝码总质量,再加上游码刻度即可得到石块质量。
3. 第(3)题:利用等效替代法,石块的体积等于取出石块后加水至标记处的水的体积。通过计算加入水的质量,结合水的密度可求出水的体积,即石块体积,且带出的水会在计算中抵消,不影响结果。
4. 第(4)题:根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,代入石块的质量和体积计算密度,再进行单位换算。
5. 第(5)题:分析带出的水对体积测量的影响,由于带出的水会被后续加入的水补充,最终计算的体积仍等于石块真实体积,结合质量测量准确,判断密度测量结果不变。
【解析】
(1) 天平调平过程中,指针指在分度盘中线左侧,左盘较重,应向右调节平衡螺母使天平平衡。
(2) 小石块的质量:
$ m = 50\,\mathrm{g} + 10\,\mathrm{g} + 2\,\mathrm{g} = 62\,\mathrm{g} $
(3) 取出石块后,加入水的质量:
$ m_{\mathrm{水}} = 174\,\mathrm{g} - (143\,\mathrm{g} - 62\,\mathrm{g}) = 31\,\mathrm{g} $
由$\rho = \frac{m}{V}$得,石块的体积等于加入水的体积:
$ V = V_{\mathrm{水}} = \frac{m_{\mathrm{水}}}{\rho_{\mathrm{水}}} = \frac{31\,\mathrm{g}}{1\,\mathrm{g/cm}^3} = 31\,\mathrm{cm}^3 $
(4) 小石块的密度:
$ \rho = \frac{m}{V} = \frac{62\,\mathrm{g}}{31\,\mathrm{cm}^3} = 2\,\mathrm{g/cm}^3 = 2 × 10^3\,\mathrm{kg/m}^3 $
(5) 取出小石块时带出一些水,后续加水至标记处时,加入的水会补充带出的水和石块排开的水,最终计算出的体积仍等于石块真实体积,且石块质量测量准确,根据$\rho=\frac{m}{V}$,所测密度不变。
【答案】
(1) 右
(2) 62
(3) 31
(4) $ 2 × 10^{3} $
(5) 不变
【知识点】
天平的使用、密度的计算、等效替代法测体积
【点评】
本题通过等效替代法测量固体密度,综合考查天平的使用、密度公式的应用及实验误差分析,需理解实验原理中体积的等效关系,掌握误差分析的逻辑。
【难度系数】
0.7