Question

13．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．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．
B．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．
C．把天平放在水平桌面上．
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．在量筒中倒入适量的水并记下水的体积．
（1）正确的实验操作顺序是C、B、D、E、A（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；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=3.1×10³kg/m³．
（4）实验中，由于小英同学不小心把量筒打碎了，但实验室里已没有量筒了，老师就给她增加了一个溢水杯．现请你帮她想办法测出小矿石的体积，写出简要的实验步骤．

Answer 1

分析 （1）测量大于水的固体的密度的步骤：
把天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度．
调节天平横梁的平衡螺母，使指针指到分度盘的中央位置．
把固体放在天平的左盘，往天平的右盘增加砝码或移动游码，使天平的横梁重新平衡．
量筒中倒入适量的水，记下水的体积．
把固体浸没在水中，记下水和固体的总体积，求出固体的体积．
整理器材．
（2）调节天平的横梁平衡时，指针指向分度盘的右侧说明天平的右端下沉，平衡螺母向相反的方向移动．
（3）小矿石的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值．
小矿石的体积等于小矿石浸没水中前后量筒中水面对应的刻度值的差．
知道小矿石的质量和体积，根据密度公式求出小矿石的密度．
（4）小矿石的体积等于它浸没在水中时排开的水的体积，利用溢水杯和烧杯，收集小矿石浸没水中时溢出的水，并测出质量计算出溢出水的体积．

解答 解：（1）经分析测量小矿石的密度的步骤为：
C．把天平放在水平桌面上．
B．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．
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．在量筒中倒入适量的水并记下水的体积．
A．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．
（2）指针指向分度盘的右侧说明天平的右端下沉，平衡螺母向左移动．
（3）小矿石的质量：m=50g+10g+2g=62g．
小矿石的体积：V=80ml-60ml=20ml=20cm³．
小矿石的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{62g}{20c{m}^{3}}$=3.1g/cm³=3.1×10³kg/m³．
（4）测出小烧杯的质量m₁，将石块浸没在盛满水的溢水杯中，用烧杯收集溢出的水，测出烧杯与溢出水的总质量m₂，则溢出水的质量m_排=m₂-m₁，小矿石的体积V=V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$；
故答案为：
（1）C、B、D、E、A；
（2）左；
（3）3.1×10³；
（4）①用天平测出小烧杯的质量m₁，
②将小矿石慢慢浸没盛满水的溢水杯中，同时用烧杯收集从溢水杯中溢出的水；
③用天平测出溢出的水和烧杯的总质量m₂，
④利用V_石=V_排=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$得出小矿石的体积．

点评 本题考查了天平的使用、固体密度的测量的基本方法，属于基础题．但要牢记测固体密度的基本方法：用天平测固体质量m，根据排水法用量筒测体积V，用公式ρ=$\frac{m}{V}$计算密度．注意密度公式的单位容易出错．