Question

7．小明在学了密度和浮力知识后发现，可以利用简单的仪器使原来的实验变得简单化：
小明在测量某矿石密度实验过程中：

①小明把矿石放在天平左盘后发现天平出现如图甲现象，小明接下来的操作应为：C
A．平衡螺母向右调节，直到天平平衡    B．平衡螺母向左调节，直到天平平衡C．移动游码，直到天平平衡
②用天平测小矿石的质量，当盘中所加砝码及游码位置如图乙所示时天平平衡，则此小矿石的质量为53g．在量筒内装有一定量的水，该小矿石放入前后情况如图丙所示，矿石的密度为2.65g/cm³．
③小明发现可以利用如图丁所示仪器“探究物体漂浮时候的条件”，并且实验过程更加简单，操作过程如下：
A．在天平左盘放置装满水的溢水杯，向右盘中加减砝码并调至天平平衡；
B．将木块轻轻放入溢水杯中，天平左端下降，同时木块排开的水从溢水杯口流进量筒中，观察天平的状态．
分析论证：上述实验中，将木块放入溢水杯中，在排开的水全部流出后，如果天平出现自动恢复平衡现象，则可以说明G_木=G_排．

Answer 1

分析 （1）指针向左偏，则左盘较低，从而判断出砝码质量和物体质量的大小关系；若最小的砝码不能使天平平衡，则需移动游码使横梁平衡；
（2）天平平衡时物体的质量等于砝码质量加游码在标尺上所对的刻度值；根据图丙读出水的体积、水和矿石的总体积，计算出矿石的体积，根据ρ=$\frac{m}{V}$计算出矿石的密度；
（3）根据漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力进行分析．

解答 解：
①在称量矿石的质量时，指针向左偏，则说明矿石的质量比砝码的质量大一些，所以，接下来的操作是：移动游码，直到天平平衡，故选C；
②由图乙知，矿石的质量m=50g+3g=53g；
由图丙知，水的体积为60ml，水和矿石的体积为80ml，
则矿石的体积V=80ml-60ml=20ml=20cm³；
则矿石的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{53g}{20c{m}^{3}}$=2.65g/cm³；
③如图丁，在该实验中，将木块放入溢水杯中，在排开的水全部流出后，根据阿基米德原理可知G_排=F_浮；木块在水中漂浮，根据漂浮条件可知F_浮=G_木；
所以，G_木=G_排；
对左盘来说，放入木块稳定后，由于增加的木块重力等于减少的溢出水的重力，所以左盘受到压力与不放木块时是相同的，则天平横梁会自动恢复平衡；
综上所述，如果天平横梁能够自动恢复平衡，则可以说明G_木=G_排；
故答案为：①C；②53；2.65；③自动恢复平衡．

点评 根据公式ρ=$\frac{m}{V}$，用天平和量筒测定金属的密度，需要用天平测量物体的质量，用量筒和水测量物体的体积，然后根据密度公式求出密度，所以有关天平和量筒的使用及读数是此实验的重点考查对象．