实验1 测量固体的密度
实验原理：。
静止时指针对准分度盘中央刻度线。
测量前：
指针左偏，平衡螺母调，
指针右偏，平衡螺母调。
测量前：游码。
盘放砝码，
盘放物体。
当天平最终平衡时，物体的质量为砝码质量与称量标尺上游码所在位置的示数之和。
量筒中倒入的水要适量，能使固体，且能准确、方便读数。
认清最大测量值和分度值，视线与液面。

【交流讨论】
1.天平使用过程中应避免的错误：未将游码移到称量标尺左端的处就调节平衡螺母；测量质量的过程中调节；用拿砝码。
2.如果被测固体具有吸水性，可用细沙代替量筒中的水，用排细沙法，或用一层塑料薄膜将固体密封，再用排水法测体积，否则测得的固体体积偏。
3.实验步骤的排序、补充或评价：如添加最小的砝码时，指针右偏，应该取下最小的砝码，移动，直到横梁平衡；如果先测体积后测质量，则所测密度值偏，因为物体上沾了水，使所测的物体质量偏大。
4.如果游码没有调零就调节横梁平衡，或使用磨损的砝码，都会导致质量测量值偏，密度偏大。

实验原理 $\rho=\dfrac{m}{V}$
指针左偏平衡螺母 右
指针右偏平衡螺母 左
测量前游码 归零
右盘放砝码
左盘放物体
固体 浸没
视线与液面 相平
1. 零刻度线 平衡螺母 手
2. 小
3. 游码 大
4. 大

【分析】
本题考查测量固体密度的实验相关知识，需掌握密度计算公式、天平的调节与使用、量筒的读数规则及实验注意事项。首先，测量密度的核心原理是密度公式；天平调节平衡时，指针偏转方向对应平衡螺母的调节方向；天平使用需遵循“左物右码”原则；量筒测量固体体积时，水需浸没固体才能准确读数；量筒读数视线要与液面相平。交流讨论部分涉及天平的错误操作、固体吸水性对体积测量的影响、实验步骤顺序带来的误差等，需结合实验原理分析误差来源。
【解析】
1. 实验原理：测量密度的公式为$\rho=\dfrac{m}{V}$；
2. 天平调节：测量前指针左偏，说明左侧偏重，平衡螺母向右调；指针右偏则向左调；
3. 天平准备：测量前游码需移至称量标尺左端的零刻度线处；
4. 天平放置：遵循“左物右码”，右盘放砝码，左盘放物体；
5. 量筒要求：量筒中的水要能使固体完全浸没，才能准确测量固体体积；
6. 量筒读数：读数时视线需与液体凹液面的底部相平；
7. 交流讨论1：天平使用前需将游码移到零刻度线处；测量质量过程中不能调节平衡螺母，需移动游码；应用镊子拿砝码，避免砝码生锈；
8. 交流讨论2：若固体具有吸水性，排水法中部分水被固体吸收，导致测得的固体体积偏小；
9. 交流讨论3：添加最小砝码后指针右偏，说明砝码质量偏大，应取下最小砝码，移动游码至横梁平衡；若先测体积后测质量，固体沾水会使测得的质量偏大，根据$\rho=\dfrac{m}{V}$，体积不变、质量偏大，密度值偏大；
10. 交流讨论4：游码未调零就调平衡，或砝码磨损，都会导致质量测量值偏大，根据$\rho=\dfrac{m}{V}$，体积不变，密度偏大。
【答案】
实验原理：$\rho=\dfrac{m}{V}$；指针左偏，平衡螺母右调；指针右偏，平衡螺母左调；测量前：游码归零；右盘放砝码，左盘放物体；量筒中倒入的水要适量，能使固体浸没；视线与液面相平；
1. 零刻度线；平衡螺母；手；
2. 小；
3. 游码；大；
4. 大
【知识点】
密度的测量；天平的使用；量筒的使用
【点评】
本题为初中物理基础实验题，全面考察测量固体密度的实验原理、仪器操作规范及实验误差分析，知识点均为核心基础内容，需学生熟练掌握实验的每一步操作及注意事项。
【难度系数】
0.7

某物理兴趣小组进行了鹅卵石密度的测量。

基础设施问
(1)小明在调节天平平衡时,将游码移动到称量标尺左端的零刻度线后,发现指针如图(甲)所示,则接下来应向(选填“左”或“右”)调节平衡螺母。
(2)小明用天平称量鹅卵石的质量时,在最小的砝码放入右盘后,指针由分度盘中央刻度线的左侧转至右侧。此时小明取下最小的砝码,下一步操作是(选填“A”或“B”)。
A.调节平衡螺母
B.调节游码
(3)当横梁再次平衡时,砝码质量及游码的位置如图(乙)所示,将鹅卵石放入盛有60 mL水的量筒中,静止时液面位置如图(丙)所示,则鹅卵石的密度是$\mathrm{kg/m}^3$。
(4)小亮的鹅卵石太大放不进量筒,他用烧杯和水也测出了鹅卵石的密度,他的实验如下:
①用天平测出鹅卵石的质量$m_1$;
②向烧杯中加入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量$m_2$;
③如图(丁)所示,烧杯放在水平桌面上,用细线系住鹅卵石轻轻放入烧杯中,使鹅卵石浸没水中,在烧杯壁上标记出水面的位置;
④将鹅卵石从水中取出后,向烧杯内加水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量$m_3$;
⑤鹅卵石密度的表达式$\rho=$(用字母$m_1$、$m_2$、$m_3$和$\rho_{\mathrm{水}}$表示)。
拓展设问
(5)假如测量时细线较粗体积不能忽略,所测鹅卵石的密度比真实值(选填“偏大”或“偏小”)。若鹅卵石有磨损,它的密度(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(6)小明在整理器材时,发现天平右盘中50 g的砝码缺了一个角,则鹅卵石密度的测量结果与真实值相比(选填“偏大”“偏小”或“无偏差”)。
(7)在图(丙)中,把干燥的鹅卵石放入量筒时如有轻微吸水,则密度测量值(选填“偏小”“偏大”或“无偏差”)。

(1) 右
(2) B
(3) $2.7× 10^3$
(4) $\dfrac{m_1\rho_{\mathrm{水}}}{m_3 - m_2}$
(5) 偏小 不变
(6) 偏大
(7) 偏大

【分析】
本题围绕鹅卵石密度测量展开，需结合天平使用规则、密度公式、特殊方法测密度及误差分析解题：
1. 调节天平平衡时，指针偏左遵循“左偏右调”原则调节平衡螺母；
2. 称量质量时，增减砝码后需调游码使天平平衡，不能动平衡螺母；
3. 用天平测质量（砝码+游码）、排水法测体积，结合密度公式计算；
4. 特殊方法用等效替代法，加入水的体积等于鹅卵石体积，推导密度表达式；
5. 误差分析需考虑体积、质量测量偏差对密度的影响，密度是物质特性，与质量体积无关。
【解析】
(1) 调节天平平衡时，游码归零，指针偏向分度盘左侧，说明左盘偏重，应向右调节平衡螺母，使天平平衡。
(2) 称量鹅卵石质量时，放入最小砝码后指针偏右，说明砝码质量偏大，此时应取下最小砝码，调节游码使天平平衡，不能调节平衡螺母，故选B。
(3) 鹅卵石质量：$m=50\ \mathrm{g}+4\ \mathrm{g}=54\ \mathrm{g}$；量筒中水的体积$V_{\mathrm{水}}=60\ \mathrm{mL}$，放入鹅卵石后总体积$V_{\mathrm{总}}=80\ \mathrm{mL}$，则鹅卵石体积$V=V_{\mathrm{总}}-V_{\mathrm{水}}=80\ \mathrm{mL}-60\ \mathrm{mL}=20\ \mathrm{mL}=20\ \mathrm{cm}^3$；鹅卵石密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{54\ \mathrm{g}}{20\ \mathrm{cm}^3}=2.7\ \mathrm{g/cm}^3=2.7×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
(4) 加入水的质量$m_{\mathrm{水}}=m_3-m_2$，加入水的体积等于鹅卵石体积，即$V=\frac{m_3-m_2}{\rho_{\mathrm{水}}}$，则鹅卵石密度$\rho=\frac{m_1}{V}=\frac{m_1\rho_{\mathrm{水}}}{m_3-m_2}$。
(5) 细线体积不能忽略时，测得的体积包含细线体积，体积偏大，根据$\rho=\frac{m}{V}$，密度偏小；密度是物质特性，与质量体积无关，鹅卵石磨损后密度不变。
(6) 砝码缺角，实际质量小于标注质量，测量时需更多砝码/游码平衡，测得质量偏大，体积准确，密度偏大。
(7) 鹅卵石吸水，量筒液面上升体积小于实际体积，测得体积偏小，质量准确，密度偏大。
【答案】
(1) 右
(2) B
(3) $2.7×10^3$
(4) $\dfrac{m_1\rho_{\mathrm{水}}}{m_3 - m_2}$
(5) 偏小；不变
(6) 偏大
(7) 偏大
【知识点】
天平的使用、密度计算、特殊方法测密度
【点评】
本题是密度测量经典实验题，综合考查天平操作、密度公式应用、误差分析，涵盖力学核心知识点，需学生掌握实验原理并分析误差来源，是初中物理重点考查内容。
【难度系数】
0.6