【分析】
本题是测量固体密度的实验题,解题思路如下:
1. 对于天平使用的问题,首先回忆天平的使用规范:使用前需将天平放在水平桌面上,称量过程中不能调节平衡螺母,指针偏右说明右盘砝码质量偏大,应减少砝码质量。
2. 天平读数时,物体质量等于砝码总质量加上游码对应的刻度值,直接读取砝码和游码数值相加即可。
3. 排水法测体积时,壶盖的体积等于溢出水的体积,读取量筒示数得到体积后,利用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$计算密度;茶壶与壶盖为同种材料,密度相同;误差分析时,考虑溢出水倒入量筒时烧杯残留水,导致测得体积偏小,根据密度公式判断密度测量值的偏差。
【解析】
(1) 使用天平的第一步是将天平放在水平桌面上;在称量过程中,指针偏向分度盘右侧,说明右盘中砝码的质量偏大,此时不能调节平衡螺母(平衡螺母仅在调节天平平衡时使用),应减少右盘中砝码的质量,故选C。
(2) 由图(c)可知,砝码总质量为$20\mathrm{g}+20\mathrm{g}=40\mathrm{g}$,游码对应的刻度值为$2\mathrm{g}$,所以壶盖的质量$m=20\mathrm{g}+20\mathrm{g}+2\mathrm{g}=42\mathrm{g}$。
(3) 由图(e)可知,量筒中溢出水的体积为$14\mathrm{mL}=14\mathrm{cm}^3$,根据排水法原理,壶盖的体积等于溢出水的体积,即$V=14\mathrm{cm}^3$;
根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,壶盖的密度$\rho=\frac{42\mathrm{g}}{14\mathrm{cm}^3}=3\mathrm{g/cm}^3=3×10^3\mathrm{kg/m}^3$;
由于茶壶和壶盖是同种材料制成,所以该茶壶的密度与壶盖相同,为$3×10^3\mathrm{kg/m}^3$;
在将溢出的水倒入量筒时,烧杯内壁会残留部分水,导致测得的壶盖体积偏小,而壶盖的质量测量准确,根据$\rho=\frac{m}{V}$,当$m$不变、$V$偏小时,计算出的密度值会偏大。
【答案】
(1) 水平;C
(2) $\boldsymbol{42\mathrm{g}}$
(3) $\boldsymbol{14}$;$\boldsymbol{3}$;$\boldsymbol{3×10^3}$;偏大
【知识点】
天平的使用;密度的计算;排水法测固体体积
【点评】
本题是典型的固体密度测量实验题,综合考查了天平、量筒的正确使用方法,密度公式的应用以及实验误差分析。需要学生熟练掌握测量工具的读数规则,理解排水法测体积的原理,同时能准确分析实验过程中的误差来源,培养实验探究和分析能力。
【难度系数】
0.6