实践:用电子秤和矿泉水瓶粗略测量大米的密度
[实验过程]
(1)用电子秤测出空矿泉水瓶的质量$m_0$。
(2)将矿泉水瓶装满大米,用电子秤测出瓶和大米的总质量$m_1$。
(3)倒出米后,将矿泉水瓶装满水,用电子秤测出瓶和水的总质量$m_2$。
(4)计算出大米的密度$\rho_米=$。(水的密度用$\rho_水$表示)
[实验反思]
(1)本实验用到的实验方法是,实验原理是。
(2)测量结果与真实值比较(选填“偏小”“偏大”或“相等”)。

(4)$\frac{m_1-m_0}{m_2-m_0}\rho_水$
(1)等效替代法 $\rho=\frac{m}{V}$
(2)偏小

【分析】
要计算大米的密度，需依据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，分别求出大米的质量和体积：大米质量为瓶和大米总质量减去空瓶质量；大米体积等于瓶子容积，而瓶子容积可通过装满水时水的体积求得，水的体积由水的质量和水的密度计算得到。实验中用大米体积等效替代水的体积，属于等效替代法；误差来源于大米间的空隙，会导致测得的体积偏大，密度结果偏小。
【解析】
1. 大米质量计算：大米的质量$m = m_1 - m_0$；
2. 大米体积计算：瓶子容积等于装满水时水的体积，水的质量$m_水 = m_2 - m_0$，根据$\rho=\frac{m}{V}$，水的体积$V_水=\frac{m_2 - m_0}{\rho_水}$，因此大米体积$V_米=V_水=\frac{m_2 - m_0}{\rho_水}$；
3. 大米密度计算：代入密度公式，$\rho_米=\frac{m}{V_米}=\frac{m_1 - m_0}{\frac{m_2 - m_0}{\rho_水}}=\frac{m_1 - m_0}{m_2 - m_0}\rho_水$；
4. 实验相关：实验用大米体积等效替代水的体积，方法为等效替代法，原理是$\rho=\frac{m}{V}$；因大米间有空隙，测得的大米体积偏大，故密度测量结果偏小。
【答案】
(4)$\frac{m_1-m_0}{m_2-m_0}\rho_水$；(1)等效替代法；$\rho=\frac{m}{V}$；(2)偏小
【知识点】
密度的计算；等效替代法；密度公式
【点评】
本题是利用等效替代法测量固体密度的实验题，结合密度公式完成计算，同时考查实验方法与误差分析，需明确体积替代的逻辑和误差来源，属于中等难度的实验应用题目。
【难度系数】
0.5

学习任务一 量筒的使用
如图所示。

1.用途:量筒是测量体积的仪器。
2.单位
(1)量筒上的标度单位是。
(2)1毫升(mL)=$ \mathrm{cm}^3 $;
1升(L)=$ \mathrm{dm}^3 $=毫升(mL)。
3.量筒的使用方法
(1)选:根据测量要求,选和合适的量筒。
(2)放:使用量筒测量体积时应将量筒放在上。
(3)读:读数时,视线一定要与液体凹液面的底部或凸液面的顶部保持。如图所示:量筒的读数为25.4 mL。

学以致用

1.液体
2.(1)毫升(mL)
(2)1 1 1 000
3.(1)测量范围 分度值
(2)水平桌面
(3)相平

【分析】
本题考查量筒的用途、单位及使用方法，均为初中物理实验仪器使用的基础识记类知识点，只需准确回忆相关规范内容即可完成解答，无复杂推理，属于基础题。
【解析】
1. 量筒的核心用途是测量液体的体积，故第一空填液体；
2. (1) 量筒上的标度单位为毫升（mL）；
(2) 体积单位换算关系：1毫升（mL）=1立方厘米（$\mathrm{cm}^3$），1升（L）=1立方分米（$\mathrm{dm}^3$）=1000毫升（mL）；
3. (1) 选择量筒时，需根据测量要求选取测量范围和分度值合适的量筒；
(2) 使用量筒测量体积时，应将量筒放置在水平桌面上；
(3) 量筒读数时，视线必须与液体凹液面的底部或凸液面的顶部保持相平，这是读数的规范要求。
【答案】
1.液体；2.(1)毫升(mL)；(2)1；1；1000；3.(1)测量范围；分度值；(2)水平桌面；(3)相平
【知识点】
量筒的使用、体积单位换算
【点评】
本题聚焦量筒的基础知识点，属于初中物理实验操作的必备常识，内容简单，侧重识记，是学生必须掌握的基础实验知识。
【难度系数】
0.8

例1 小石块的形状不规则，用刻度尺无法测出其体积。怎样用量筒测量小石块的体积？
(1)用烧杯将的水倒入量筒内，读出水的体积$V_1$(图甲)。

(2)将待测小石块用细线拴住，轻轻地在量筒内的水中。
(3)正确读出水面上升后的总体积$V_2$(图乙)。
(4)计算被测小石块的体积$V=$。
(5)读数时，俯视或仰视读出的结果均不准确，若俯视，读数会偏；若仰视，读数会偏。
【易错警示】若被测量的物体具有吸水的特性，则读数会偏小。

(1)适量
(2)浸没
(4)$V_2-V_1$
(5)大 小

【分析】
要测量不规则小石块的体积，需采用排水法。首先，量筒中加入的水要“适量”，即既能完全浸没小石块，又不会在放入石块后超过量筒的最大刻度；接着将小石块用细线拴住浸没在量筒的水中，此时小石块排开的水的体积等于小石块的体积；最后通过两次量筒的示数差计算石块体积。对于量筒读数，俯视时视线高于凹液面，读数偏大；仰视时视线低于凹液面，读数偏小。
【解析】
(1) 量筒中需加入“适量”的水，保证能浸没石块且放入石块后水不溢出，故填适量；
(2) 需将小石块完全浸入水中，即“浸没”，这样排开的水的体积才等于石块体积；
(4) 小石块体积等于水和石块的总体积减去水的体积，即$V = V_2 - V_1$；
(5) 俯视读数时，视线在凹液面上方，读取的刻度值比实际值大，故读数偏大；仰视读数时，视线在凹液面下方，读取的刻度值比实际值小，故读数偏小。
【答案】
(1)适量；(2)浸没；(4)$V_2 - V_1$；(5)大；小
【知识点】
排水法测体积、量筒的使用、量筒读数误差
【点评】
本题考查排水法测量不规则物体体积的基本实验操作和量筒的读数误差分析，属于基础实验题，注重对实验步骤和基本操作的掌握。
【难度系数】
0.7