Question

13．同學們在實驗室里測某種小礦石的密度，選用天平、量筒、小礦石、細線、燒杯和水，進行了如下的實驗操作：
A．將小礦石用細線系好后慢慢地放入量筒中并記下總的體積．
B．把游碼放在標尺的零刻度線處，調節橫梁上的螺母，使橫梁平衡．
C．把天平放在水平桌面上．
D．將小礦石放在左盤中，在右盤中增減砝碼并移動游碼直至橫梁平衡．
E．在量筒中倒入適量的水并記下水的體積．
（1）正確的實驗操作順序是C、B、D、E、A（只填字母序號）．
（2）在調節天平時，發現指針位置如圖甲所示，此時應將平衡螺母向左調（選填“左”或“右”）．
（3）用調節好的天平稱小礦石的質量．天平平衡時，放在右盤中的砝碼和游碼的位置如圖乙所示；量筒量出小礦石的體積如圖丙所示，由此可知，小礦石的密度ρ=3.1×10³kg/m³．
（4）實驗中，由于小英同學不小心把量筒打碎了，但實驗室里已沒有量筒了，老師就給她增加了一個溢水杯．現請你幫她想辦法測出小礦石的體積，寫出簡要的實驗步驟．

Answer 1

分析 （1）測量大于水的固體的密度的步驟：
把天平放在水平臺上，游碼移到標尺左端的零刻度．
調節天平橫梁的平衡螺母，使指針指到分度盤的中央位置．
把固體放在天平的左盤，往天平的右盤增加砝碼或移動游碼，使天平的橫梁重新平衡．
量筒中倒入適量的水，記下水的體積．
把固體浸沒在水中，記下水和固體的總體積，求出固體的體積．
整理器材．
（2）調節天平的橫梁平衡時，指針指向分度盤的右側說明天平的右端下沉，平衡螺母向相反的方向移動．
（3）小礦石的質量等于砝碼的質量加游碼對應的刻度值．
小礦石的體積等于小礦石浸沒水中前后量筒中水面對應的刻度值的差．
知道小礦石的質量和體積，根據密度公式求出小礦石的密度．
（4）小礦石的體積等于它浸沒在水中時排開的水的體積，利用溢水杯和燒杯，收集小礦石浸沒水中時溢出的水，并測出質量計算出溢出水的體積．

解答 解：（1）經分析測量小礦石的密度的步驟為：
C．把天平放在水平桌面上．
B．把游碼放在標尺的零刻度線處，調節橫梁上的螺母，使橫梁平衡．
D．將小礦石放在左盤中，在右盤中增減砝碼并移動游碼直至橫梁平衡．
E．在量筒中倒入適量的水并記下水的體積．
A．將小礦石用細線系好后慢慢地放入量筒中并記下總的體積．
（2）指針指向分度盤的右側說明天平的右端下沉，平衡螺母向左移動．
（3）小礦石的質量：m=50g+10g+2g=62g．
小礦石的體積：V=80ml-60ml=20ml=20cm³．
小礦石的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{62g}{20c{m}^{3}}$=3.1g/cm³=3.1×10³kg/m³．
（4）測出小燒杯的質量m₁，將石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中，用燒杯收集溢出的水，測出燒杯與溢出水的總質量m₂，則溢出水的質量m_排=m₂-m₁，小礦石的體積V=V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$；
故答案為：
（1）C、B、D、E、A；
（2）左；
（3）3.1×10³；
（4）①用天平測出小燒杯的質量m₁，
②將小礦石慢慢浸沒盛滿水的溢水杯中，同時用燒杯收集從溢水杯中溢出的水；
③用天平測出溢出的水和燒杯的總質量m₂，
④利用V_石=V_排=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$得出小礦石的體積．

點評 本題考查了天平的使用、固體密度的測量的基本方法，屬于基礎題．但要牢記測固體密度的基本方法：用天平測固體質量m，根據排水法用量筒測體積V，用公式ρ=$\frac{m}{V}$計算密度．注意密度公式的單位容易出錯．