9. (★★★)在探究质量与体积的关系时,小明找来大小不同的塑料块和某种液体做实验。
(1)图6.2-5甲是小明在水平桌面上使用托盘天平的情景,他的错误是。

(2)改正错误后,小明正确操作,根据实验数据分别画出了塑料块和液体质量随体积变化的图像,如图6.2-5乙所示。
①分析图像可知:同种物质的不同物体,其质量与体积的比(填“相同”或“不同”)。物理学中将质量与体积的比定义为密度,塑料的密度为$kg/m^{3}$。
②往烧杯内倒入$10cm^{3}$的液体,用天平称出烧杯和液体的总质量,天平平衡时,右盘中砝码的质量及游码的位置如图6.2-5丙所示,则烧杯和液体的总质量为g;若烧杯内液体的体积为$20cm^{3}$,则烧杯和液体的总质量应为g。

称量时调节平
衡螺母
相同
1.2×10³
37.4
45.4

为什么水在$4^{\circ}C$时密度最大
水的温度高于$4^{\circ}C或低于4^{\circ}C$时,体积都会膨胀,这种现象被称为“反常膨胀现象”。
在水中除了单分子$H_{2}O$,还有一些简单分子结合而成的较复杂的$(H_{2}O)_n$($n$可以是2、3、4……)分子。$0^{\circ}C$水结成冰时,全部分子缔合在一起,从而形成一个巨大的群体。科学家用X射线研究接近$0^{\circ}C$水的结构时,证实在液态水中存在着非常小的冰晶体,这些微小的冰晶具有像普通冰一样的结晶学上的结构。根据推算,在接近$0^{\circ}C的水中大约有0.6\%$的冰晶体。当温度逐渐升高时,这些冰晶体逐渐被破坏,引起了体积的减小,致使密度增大。
而在温度$4^{\circ}C$上下,水中有两种使密度发生改变的效应:一是由于温度升高,液态水的分子热运动加剧,分子间的平均距离增大,致使水的密度减小;另一种是由于温度升高,水中所含有的冰晶体逐渐熔解,分子间的平均距离减小,致使密度增大。在标准大气压(101.325千帕)下,水温低于$4^{\circ}C$前,后一种效应占优势;而水温高于$4^{\circ}C$后,前一种效应占优势。所以水在$4^{\circ}C$时密度最大。
阅读上文,完成下面题目。
(1)在标准大气压下,水温低于$4^{\circ}C$前,温度升高,水中所含有的冰晶体逐渐熔解,分子间的平均距离减小,水体积,致使密度增大;而水温高于$4^{\circ}C$后,温度升高,液态水的分子热运动加剧,分子间的平均距离增大,水体积,致使水的密度减小,所以水在$4^{\circ}C$时密度最大。
(2)水的“反常膨胀现象”给人们的日常生活造成一些损失,例如。当然,也能给人类带来好处,在寒冷的冬天,湖面封冻了,较深的湖底水温却有可能保持${^{\circ}C}$的水温,保护鱼类和其他水中生物。

减小
增大
水结冰时体积膨胀所
产生的力量足以把水管撑破
4