21. 实验考法创新实验「2025江苏无锡中考，★★☆」(7分)小明和小红利用托盘天平、量筒、量杯(最大测量值500 mL，分度值50 mL)、水等器材测量茶杯的密度，步骤如下：

(1)将天平放在水平台面上，将游码移至标尺的，若此时指针偏向分度盘中央刻度线左侧，应将平衡螺母向调节，使指针对准分度盘中央的刻度线。
(2)天平调好后，将茶杯放在左盘，在右盘中加减砝码，并调节游码使天平再次水平平衡，砝码和游码的位置如图甲所示，则茶杯质量为g。
(3)在测量茶杯体积时，发现无法将茶杯放入量筒。
①小明在量杯中加入350 mL的水，将茶杯轻轻放入水中，在水面位置处做标记，如图乙所示。取出茶杯，用装有50 mL水的量筒往量杯中缓慢加水，直到水面达到标记处，此时量筒内剩余水的体积为17 mL，则小明测出的茶杯体积为cm³。小红发现取出的茶杯沾了水，则小明计算出的茶杯密度值与实际值相比(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
②小红重新在量杯中加入350 mL的水，将茶杯沉入水底，用装有45 mL水的量筒往量杯中缓慢加水，直至水面与量杯上的400 mL刻度线对齐为止(如图丙所示)，此时量筒中剩余水的体积如图丁所示。小红测出的茶杯体积为cm³，密度为g/cm³。

21.答案 (1)零刻度线处 右 (2)72 (3)①33 偏小 ②30 2.4
解析 (1)天平使用前,放在水平台面上,将游码移至标尺的零刻度线处,若此时指针偏向分度盘中央刻度线左侧,应向右调节平衡螺母,使指针对准分度盘中央的刻度线。(2)由图甲知,标尺的分度值为 0.2 g,则茶杯的质量为 m=50 g+20 g+2 g=72 g。(3)①依题意得,茶杯的体积与再次加入水的体积相等,则小明测出的茶杯体积为 V=V水加=50 mL-17 mL=33 cm³;小红发现取出的茶杯沾了水,这会使再次加入水的体积偏大,测得茶杯的体积偏大,而茶杯的质量测量准确,由 ρ=m/V 得,小明计算出的茶杯密度值与实际值相比偏小。②由图丁知,量筒中水的体积为V₁=25 mL,从量筒倒入量杯的水的体积为 V水=V₂-V₁=45 mL-25 mL=20 mL,小红测出的茶杯体积为 V'=V总-V水'-V水=400 mL-350 mL-20 mL=30 mL=30 cm³,则茶杯的密度为 ρ=m/V'=72 g/30 cm³=2.4 g/cm³。

【分析】
本题是测量固体密度的创新实验，需掌握天平的使用、密度公式的应用，以及特殊体积测量的等效替代法。解题思路：(1)天平调平前，游码需归零，根据指针偏向调节平衡螺母；(2)茶杯质量为砝码质量加游码对应刻度值；(3)体积测量利用等效替代法，通过加入水的体积得到茶杯体积，同时分析沾水对体积测量的影响，再结合密度公式计算密度。
【解析】
(1) 天平使用前，需放在水平台面上，将游码移至标尺的零刻度线处；若指针偏向分度盘左侧，说明左侧重，应将平衡螺母向右调节，使天平平衡。
(2) 由图甲可知，砝码总质量为50g+20g=70g，游码对应刻度为2g，故茶杯质量m=70g+2g=72g。
(3) ① 小明的方法：等效替代法，茶杯体积等于加入水的体积，即V=50mL-17mL=33mL=33cm³；茶杯取出时沾水，量杯内减少的水被茶杯带走，导致需要加入更多水才能回到标记处，测得的体积偏大，质量准确，由ρ=m/V可知，密度值偏小。
② 小红的方法：量杯最终需到400mL，初始为350mL，需加入50mL水；量筒初始45mL，剩余25mL，故倒入量杯的水为45mL-25mL=20mL；茶杯体积V'=400mL-350mL-20mL=30mL=30cm³；密度ρ=m/V'=72g/30cm³=2.4g/cm³。
【答案】
(1)零刻度线处；右 (2)72 (3)①33；偏小 ②30；2.4
【知识点】
天平的使用；固体密度的测量；密度的计算
【点评】
本题为创新型密度测量题，针对无法放入量筒的固体，采用等效替代法测量体积，同时考查天平调平、质量计算、密度公式应用及误差分析，需学生灵活运用实验原理，理解特殊测量方法的逻辑。
【难度系数】
0.6