8. 实验考法 创新实验 「2026山东临沂期末改编，★★☆」小明同学外出游玩时，在路上捡到一个形状奇特且不溶于水的物块，他想知道这个物块的密度是多少，于是来到实验室进行了如下操作：

(1)小明先将天平放在水平桌面上，移动游码至标尺处，发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧，则应将平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节，直至天平平衡。用调好的天平测出物块的质量$ m $如图甲所示，为g。
(2)小明测量物块体积的操作步骤如下：
①测出空小烧杯的质量$ m_1 $；
②把装有水的大烧杯倾斜放置，以水刚要溢出为准，如图乙所示，再将小烧杯放在大烧杯口正下方；
③把物块缓缓放入大烧杯中，物块沉底，大烧杯中部分水溢出进入小烧杯；
④测出装有溢出水的小烧杯的总质量$ m_2 $。
根据以上步骤，可得出物块的密度$ \rho = $（用$ m、m_1、m_2、\rho_{水} $表示）。
(3)若小明在将物块放入大烧杯前，大烧杯中的水面没有与杯口相平，测出的密度会（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

(1)零刻度线 左 67 (2)$\frac{m}{m_2 - m_1}\rho_\mathrm{水}$ (3)偏大
解析 (1)调节天平平衡时,应该先将游码移至标尺零刻度线处;指针指在分度盘中央刻度线的右侧,应该向左调节平衡螺母使天平平衡;由图甲可知,物块的质量 $m=50\ \mathrm{g}+10\ \mathrm{g}+5\ \mathrm{g}+2\ \mathrm{g}=67\ \mathrm{g}$;
(2)由题意知,溢出水的质量 $m_\mathrm{溢}=m_2-m_1$,物体的体积等于溢出水的体积,由 $\rho=\frac{m}{V}$ 知, $V_\mathrm{物}=V_\mathrm{溢}=\frac{m_2-m_1}{\rho_\mathrm{水}}$,则物块的密度 $\rho=\frac{m}{V_\mathrm{物}}=\frac{m}{\frac{m_2-m_1}{\rho_\mathrm{水}}}=\frac{m}{m_2-m_1}\rho_\mathrm{水}$;
(3)若大烧杯中的水面没有与杯口相平,导致溢出水的质量偏小,计算出的物块的体积偏小,由密度公式 $\rho=\frac{m}{V}$ 知,测出的密度会偏大。

【分析】
本题是利用天平与溢水法测量不规则物块密度的实验。解题思路：(1) 调节天平平衡时，先将游码移至标尺零刻度线处，根据指针偏转方向调节平衡螺母；物块质量为砝码总质量与游码示数之和。(2) 利用溢水法，物块体积等于溢出水的体积，先求出溢出水的质量，再结合水的密度算出溢出水的体积即物块体积，最后根据密度公式计算物块密度。(3) 分析水面未与杯口相平时溢出水的体积变化，判断体积测量误差，再根据密度公式分析密度测量值的偏差。
【解析】
(1) 调节天平平衡时，需先将游码移至标尺零刻度线处；指针静止在分度盘中央刻度线右侧，说明右侧偏重，应将平衡螺母向左调节，直至天平平衡。由图甲可知，砝码总质量为$50\ \mathrm{g}+10\ \mathrm{g}+5\ \mathrm{g}=65\ \mathrm{g}$，游码示数为$2\ \mathrm{g}$，故物块质量$m=65\ \mathrm{g}+2\ \mathrm{g}=67\ \mathrm{g}$。
(2) 溢出水的质量$m_\mathrm{溢}=m_2 - m_1$，物块沉底时体积等于溢出水的体积，即$V_\mathrm{物}=V_\mathrm{溢}=\frac{m_\mathrm{溢}}{\rho_\mathrm{水}}=\frac{m_2 - m_1}{\rho_\mathrm{水}}$。根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，物块的密度$\rho=\frac{m}{V_\mathrm{物}}=\frac{m}{\frac{m_2 - m_1}{\rho_\mathrm{水}}}=\frac{m}{m_2 - m_1}\rho_\mathrm{水}$。
(3) 若大烧杯中的水面未与杯口相平，物块放入后溢出的水的体积小于物块排开水的体积，导致测得的溢出水的质量偏小，计算出的物块体积偏小；根据$\rho=\frac{m}{V}$，质量$m$准确，体积偏小，故测出的密度会偏大。
【答案】
(1) 零刻度线；左；67 (2) $\frac{m}{m_2 - m_1}\rho_\mathrm{水}$ (3) 偏大
【知识点】
天平的使用；密度的测量；密度的计算
【点评】
本题为创新实验题，结合天平与溢水法测量不规则物体密度，重点考查天平调节读数、体积转换原理及密度的误差分析，需理解溢水法的核心逻辑，难度中等。
【难度系数】
0.3