Question

15．某同学做测定某石块密度的实验中：

（1）他把天平放在水平桌面上，调节使天平平衡，然后将石块放在左盘中，在右盘中增减砝码，当加入最小砝码时，发现指针静止后的位置如图甲所示，他接下来的操作是取下最小砝码，适当向右移动游码；
（2）天平平衡后，砝码质量和游码对应刻度如图乙所示；因矿石的体积较大，放不进量筒，因此他利用一只烧杯，按图丙所示的方法进行测量，矿石的体积是50m³．
（3）矿石的密度约3.344×10³kg/m³，从图A到图B的操作中会引起密度测量值比真实值偏小 （偏大/偏小/不变）．
（4）本实验中测矿石体积的方法在初中物理中经常见到，它属于探究方法中的B．
A．类比法      B．等效替代法          C．控制变量法    D．归纳法．

Answer 1

分析 （1）在测量过程中，通过加减砝码或移动游码的方法来调节天平平衡；
（2）矿石的体积应等于倒入烧杯中水的体积；
（3）读出矿石的质量，根据密度公式求出密度；
从图A到图B产生误差的主要因素是将矿石从水中取出时，矿石会带出一定量的水．
（4）本题中利用矿石排开的水的体积等效替代了矿石的体积，称为等效替代法．

解答 解：（1）由图甲知，当加入最小砝码时，指针仍偏右，说明砝码质量偏大，此时应取下最小砝码，适当向右移动游码；
（2）由题意知，量筒中两次的示数之差就是矿石排开水的体积，也就是矿石的体积，V=200cm³-150cm³=50cm³；
（3）矿石的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{167.2g}{50c{m}^{3}}$=3.344g/cm³；
读图2可知，从图A到图B将矿石从水中取出时，会有一部分水被带出，致使剩余水的体积变小，矿石体积的测量值偏大，矿石密度的测量值偏小；
（4）实验中，利用矿石排开的水的体积来等效替代矿石的体积，这种方法称为等效替代法，故选项B符合题意．
故答案为：（1）取下最小砝码，适当向右移动游码；（2）50；（3）3.344×10³；偏小；（4）B．

点评 通过本题我们应重点掌握利用等效替代的方法来测量矿石的体积，在矿石体积过大，无法通过量筒直接测量时，这是一种很实用的方法，值得我们学习．本题的易错点是对误差的分析，要根据体积的测量步骤认真分析，依次判断对水的体积、矿石体积、矿石密度的影响．