20. 某次测量活动中,老师要求同学们用一把直尺和一个直角三角形木块测出一个圆柱体的直径和高度。
(1) 四名同学采用下列四种方式对圆柱体的直径进行了测量,其中正确的是(填字母)。

(2) 小科对圆柱体的高度进行了测量,并将五次测量的数据记录如表。下表记录的数据中存在错误的是第(填实验编号)次,小科测量的最终结果为。

20. (1) A (2) 3、4 17.71 cm

【分析】
第(1)问需掌握测量圆柱体直径的平移法：利用直角三角板和刻度尺，将圆柱体直径转化为刻度尺上的长度，操作需保证三角板直角边对齐刻度尺、顶住圆柱体，测量的是直径而非其他长度；第(2)问需区分测量中的错误数据（偏差过大）和有效数据，剔除错误数据后对有效数据求平均值，平均值保留与测量数据一致的有效数字位数。
【解析】
(1) 选项A用直角三角板和刻度尺正确平移，测量的是圆柱体直径，操作规范；选项B三角板放置错误，无法准确测直径；选项C刻度尺零刻度未对齐测量起点；选项D测量的不是圆柱体直径，故正确为A。
(2) 五次测量中，第3、4次数据与其他数据偏差过大，属于错误数据，应剔除；剩余有效数据求平均值，计算得最终结果为17.71 cm。
【答案】
(1) A (2) 3、4 17.71 cm
【知识点】
长度的测量、误差与错误
【点评】
本题考查长度测量的特殊方法和平均值计算，需掌握正确测量操作，区分错误数据与有效数据，是初中物理基础测量题。
【难度系数】
0.5

21. 用量筒测量小石块的体积时,需要先在量筒中加入“适量的水”。“适量”是指测量小石块体积所需水量的范围,其最多水量指的是小石块放入量筒后,使液面上升到量筒最大刻度而倒入的水量;最少水量是指小石块放入量筒后,量筒内最低液面满足时而倒入的水量。
现有一块小石块(体积约为$15\ \mathrm{cm}^3$)、两个100 mL的量筒、胶头滴管、烧杯、细线、水等。请选择上述材料,设计用量筒测量小石块体积所需“最少水量”的实验方案。

21. 小石块恰好被水浸没 方法一:用细线系住小石块,放入量筒1底部,在量筒2内倒入一部分水,读出水的体积$V_0$,把量筒2内的水缓缓倒入量筒1内(水面接近恰好浸没小石块时改用胶头滴管加水),当水恰好浸没小石块时,停止滴水,读出量筒2内剩余水的体积$V_1$,此时量筒1内的水量$V_2$即为最少水量,求出最少水量$V_2=V_0-V_1$。 方法二:用细线系住小石块放入量筒底部,然后将水慢慢倒入量筒中,当量筒中水面恰好浸没小石块时,取出小石块,此时量筒里水的体积就是测量该小石块所需的最少水量。

【分析】
要解决这个问题，需先明确排水法测小石块体积的原理：小石块的体积等于其浸没在水中时排开水的体积，因此“适量的水”需保证小石块放入后能被完全浸没，这样才能准确测量体积。最少水量是指小石块放入后，水面恰好能浸没小石块时的水量，这样既满足浸没要求，又避免水量过多。设计实验时，需利用量筒的读数功能，通过转移或调整水量来确定最少水量，核心是确保小石块完全浸没，同时准确获取水量数值。
【解析】
首先确定最少水量的定义：小石块放入量筒后，量筒内最低液面满足小石块恰好被水浸没时的水量。
实验方案如下：
方法一：
① 用细线系住小石块，放入量筒1的底部；
② 在量筒2内倒入一部分水，读出水的体积为$ V_0 $；
③ 将量筒2内的水缓缓倒入量筒1中，当水面接近恰好浸没小石块时，改用胶头滴管加水，直到水恰好浸没小石块，停止滴水；
④ 读出量筒2内剩余水的体积为$ V_1 $，此时量筒1内的水量$ V_2 = V_0 - V_1 $，即为测量小石块体积所需的最少水量。
方法二：
① 用细线系住小石块放入量筒底部；
② 缓慢向量筒中加水，当量筒中水面恰好浸没小石块时，停止加水；
③ 取出小石块，此时量筒里水的体积就是测量该小石块所需的最少水量。
【答案】
小石块恰好被水浸没；方法一：用细线系住小石块，放入量筒1底部，在量筒2内倒入一部分水，读出水的体积$ V_0 $，把量筒2内的水缓缓倒入量筒1内（水面接近恰好浸没小石块时改用胶头滴管加水），当水恰好浸没小石块时，停止滴水，读出量筒2内剩余水的体积$ V_1 $，此时量筒1内的水量$ V_2 $即为最少水量，求出最少水量$ V_2=V_0-V_1 $。方法二：用细线系住小石块放入量筒底部，然后将水慢慢倒入量筒中，当量筒中水面恰好浸没小石块时，取出小石块，此时量筒里水的体积就是测量该小石块所需的最少水量。
【知识点】
排水法测体积、量筒的使用
【点评】
本题考查排水法测量固体体积的核心知识，明确“适量水”的含义，尤其是最少水量的定义，通过实验设计巩固排水法的原理，培养学生的实验设计能力和对量筒操作的掌握。
【难度系数】
0.6