【分析】
(1) 对于天平调节,需遵循天平使用规则:使用前将游码移到标尺左端零刻度线处,指针偏左说明左侧偏重,平衡螺母向右调节。计算酱油密度时,先通过天平求出酱油质量,结合量筒中酱油体积,用密度公式计算。由于烧杯内酱油倒不尽,量筒测量体积偏小,导致密度偏大,优化步骤应先测总质量,再倒出酱油到量筒,最后测剩余质量,减小误差。
(2) 小红的方案中,金属块体积为$a^3$,取出金属块后添加的酱油体积等于金属块体积,通过$m_2$和$m_4$可计算补加酱油质量,无需步骤③的数据,结合体积即可求密度。
【解析】
(1) A. 天平使用前,把游码移到标尺左端的零刻度线处;指针偏左,天平左侧偏重,应把平衡螺母向右调节,直到横梁平衡。
C. 由图乙可知,烧杯和酱油的总质量$m_{总}=50g+20g+10g+2g=82g$,酱油的质量$m=82g-37g=45g$;由图丙可知,酱油的体积$V=40mL=40cm^3$,根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,可得酱油的密度$\rho=\frac{45g}{40cm^3}=1.125g/cm^3$。
由于烧杯中酱油无法全部倒入量筒,测量的酱油体积偏小,根据$\rho=\frac{m}{V}$,体积偏小会使计算出的密度偏大。优化实验步骤,应先测烧杯和酱油总质量,再将酱油倒入量筒测体积,最后测剩余烧杯和酱油的质量,减小误差,故步骤顺序为$\boldsymbol{ACDB}$。
(2) 金属块的体积$V_{金}=a^3$,取出金属块后,添加的酱油体积等于金属块的体积。
$m_2$是烧杯、酱油和金属块的总质量,$m_4$是烧杯、原酱油和补加酱油的总质量,补加酱油的质量$\Delta m=m_{4}-(m_{2}-m_{1})=m_{4}-m_{2}+m_{1}$,则酱油的密度$\rho=\frac{\Delta m}{V_{金}}=\boldsymbol{\frac{m_{4}-m_{2}+m_{1}}{a^{3}}}$。
在此过程中,步骤③记录的数据是多余的。
【答案】
(1) 标尺左端的零刻度线;右;$1.125$;偏大;$ACDB$
(2) ③;$\boldsymbol{\frac{m_{4}-m_{2}+m_{1}}{a^{3}}}$
【知识点】
天平的使用;密度的测量;误差分析
【点评】
本题考查液体密度的测量,涵盖天平调节、密度公式应用、实验误差分析与步骤优化,同时涉及特殊方法测密度,需理解实验原理,灵活分析实验过程。
【难度系数】
0.7