Question

9．（1）①小明在用天平和量筒测量一小块大理石密度的实验过程中：

使用托盘天平前要对天平进行调节，步骤如下：
A．组装好天平，把天平放在水平工作台面上；
B．把游码置于标尺左端的零刻度线处；
C．调节天平的平衡螺母，使天平横梁水平平衡．
②实验过程：
用调好的天平测大理石的质量，当右盘中所加砝码和游码位置如图甲所示时，天平平衡，则此大理石的质量是43.2g．在量筒内装有一定量的水，该大理石放入前、后的情况如图乙所示，则大理石的体积是15m³，此大理石的密度是2.88×10³kg/m³．
③大理石放在水中时会吸水，由此判断，用此测量方法测得的密度值与它的真实值相比偏大（填“偏大”“偏小”或“一样大”）．
（2）小强用测力计等器材测量另一块石灰石的密度，请将下面实验步骤中的数据补充完整，
①如图甲所示，用测力计测出该石灰石在空气中的重力G=2.5N；
②将该石灰石浸没在水中静止时，如图乙所示，测力计的示数F=1.5N；
③根据密度公式算出该石灰石的密度ρ=2.5×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）①天平的使用：组装好天平，把天平放在水平工作台面上；把游码置于标尺左端的零刻度线处；调节天平的平衡螺母，使天平横梁水平平衡；
②用天平测物体质量时，物体的质量等于砝码的质量加上游码所对刻度；根据量筒的读数方法（视线要与液面的底部相平），读出小石块和水的总体积V₂，小石块的体积V=V₂-V₁，根据密度的计算公式ρ=$\frac{m}{V}$求出大理石的密度．
③因为测量大理石用的是排水法，而大理石放在水中时会吸水，会影响体积的测量值，据此分析．
（2）②弄清楚弹簧测力计的分度值，根据指针指示来读数；
③根据F_浮=G-F_拉求出浮力，再根据F_浮=ρ_水gV_排求出石灰石的体积；
根据G=mg求出质量，再根据ρ=$\frac{m}{V}$求出石灰石的密度．

解答 解：（1）①天平的使用：
组装好天平，把天平放在水平工作台面上；
把游码置于标尺左端的零刻度线处；
②调节天平的平衡螺母，使天平横梁水平平衡；
根据天平的读数方法，小石块的质量m=砝码质量+游码对应刻度值=20g+20g+3.2g=43.2g；
根据量筒的读数方法，量筒小石块和水的总体积V₂=45ml，
小石块的体积V=V₂-V₁=45ml-30ml=15ml=15cm³．
小石块（大理石）的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{43.2g}{15c{m}^{3}}$=2.8g∕cm³=2.8×10³kg∕m³；
（2）②图乙中弹簧测力计的分度值为0.1N，弹簧测力计的拉力F_拉=1.5N；
③石灰石受的浮力：F_浮=G-F_拉=2.5N-1.5N=1N，
根据F_浮=ρ_水gV_排可得，石灰石的体积：
V′=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³；
石灰石的质量：
m′=$\frac{G}{g}$=$\frac{2.5N}{10N/kg}$=0.25kg，
石灰石的密度：
ρ′=$\frac{m′}{V′}$=$\frac{0.25kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.5×10³kg/m³．
③大理石放在水中时会吸水，使得测量时小石块和水的总体积V₂减小，而小石块的体积V=V₂-V₁，从而使得小石块的测量值偏小，根据ρ=$\frac{m}{V}$可知密度测量值偏大．
故答案为：（1）①水平；零刻度线；②43.2；15；2.88×10³；③偏大；（2）②1.5； ③2.5×10³．

点评 （1）测固体密度的基本方法：是①用天平测出固体的质量m；②在量筒中倒入适量水，读出体积为V₁； ③将固体浸没在量筒的水中，读出液面刻度读数为V₂；所测固体的密度表达式为：ρ=$\frac{m}{{V}_{2}-{V}_{1}}$，学习中必须掌握这一方法．
（2）此题主要考查的是学生对弹簧测力计的读数、浮力、重力、密度的计算公式的理解和掌握，难度不大．