Question

12．同学们在实验室里测某种小矿石的密度，选用天平、量筒、小矿石、细线、烧杯和水，进行了如下的实验操作：

A．把游码放在标尺的零刻度线处，调节横梁上的螺母，使横梁平衡．
B．将小矿石用细线系好后慢慢地放入量筒中并记下总的体积．
C．在量筒中倒入适量的水并记下水的体积．
D．将小矿石放在左盘中，在右盘中增减砝码并移动游码直至横梁平衡．
E．把天平放在水平桌面上．
（1）正确的实验操作顺序是EADCB （只填字母序号）．
（2）在调节天平时，发现指针位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向左调（选填“左”或“右”）．
（3）用调节好的天平称小矿石的质量，天平平衡时，放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示，小矿石的质量为62.4g；用量筒量出小矿石的体积如图丙所示，由此可知，小矿石的密度ρ=3.12×10³kg/m³．
（4）实验中，由于小英同学不小心把量筒打碎了，但实验室里已经没有量筒了，老师就给她增加了一个溢水杯，小英将溢水杯盛满水，再放入小石块，用质量为m₁的小烧杯收集排出的水，再称得小烧杯和排出水的总质量为m₂，最后得出石块的体积表达式为V_石=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$．（水的密度用ρ_水表示）

Answer 1

分析 （1）测固体的密度是公式ρ=$\frac{m}{V}$的典型应用，需要用天平测出固体的质量，用量筒测出固体的体积；
（2）调节天平的平衡时，指针指向刻度盘中央哪侧，平衡螺母应向相反方向调节；
（3）天平的分度值为0.2g，小矿石质量m等于砝码质量加游码对应的刻度值，
量筒的分度值为1ml，小矿石体积V等于量筒的液面的两次读数之差；
用公式ρ=$\frac{m}{V}$算出小矿石的密度；
（4）根据石块排开水的质量计算出排开水的体积，从而得知小石块的体积．

解答 解：
（1）测固体密度的基本方法是：将天平放到水平桌面上，将游码拨到零刻度线，调节平衡螺母使横梁平衡；用天平测出固体的质量m，根据排水法用量筒测出固体的体积V，代入公式ρ=$\frac{m}{V}$算出固体的密度．所以实验步骤为：EADCB．
（2）由图甲知，在调节天平时，发现指针偏右，所以应将平衡螺母向左调；
（3）由图乙知，标尺分度值为0.2g，小矿石的质量m=50g+10g+2.4g=62.4g，
小矿石的体积V=80ml-60ml=20ml=20cm³，
小矿石的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{62.4g}{20c{m}^{3}}$=3.12g/cm³=3.12×10³kg/m³；
（4）没有量筒测体积时，可利用石块排开水的质量得到排开水的体积．
小烧杯的质量m₁；在溢水杯中装满水，将矿石缓慢浸入溢水杯中，将溢出的水盛入烧杯中，用天平测出烧杯和溢出水的总质量m₂，
所以小矿石的体积V_石=V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$．
故答案为：（1）EADCB；（2）左；（3）62.4；3.12×10³；（4）V_石=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$．

点评 本题是测量固体密度的实验，考查了实验步骤、天平和量筒的读数、密度计算等．测量固体密度，在初中物理中是重要内容，学习中必须掌握！