Question

19．小明用天平和量筒測量某種礦石的密度：
（1）調(diào)節(jié)天平時(shí)，天平應(yīng)置于水平桌面上，先將游碼移到零刻度線，發(fā)現(xiàn)指針如圖a所示，小明應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)節(jié)（選填“左”或“右”），使天平平衡．
（2）小明將礦石放在天平的左盤，通過加減砝碼和移動游碼使天平再次平衡，所加砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖b所示，則礦石的質(zhì)量是46.8g．
（3）小明用量筒測量礦石的體積，先在量筒中倒入20mL的水，然后將小礦石浸沒在水中，此時(shí)水面如圖c所示眼睛應(yīng)該在B（選填“A”、“B”或“C”）位置再次讀取水的體積，根據(jù)觀測結(jié)果可知該小礦石的體積為20cm³，密度為2.34g/cm³．
（4）另一組同學(xué)小文和小紅想測某一較大石塊的密度，發(fā)現(xiàn)桌上的器材有：天平、砝碼、燒杯、足量的水、膠頭滴管．他們經(jīng)過思考，進(jìn)行下面的操作：
①用調(diào)節(jié)好的天平稱石塊的質(zhì)量為72g．
②為了測石塊體積，他們進(jìn)行了如圖d所示的實(shí)驗(yàn)操作：
a．把燒杯中裝適量水，并在水面的位置做好標(biāo)記，并用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量為103g．
b．將石塊放入裝水的燒杯中，倒出超過標(biāo)記處的水，并用膠頭滴管使水面恰好在標(biāo)記處，測出此時(shí)燒杯、水、石塊部的質(zhì)量為145g．
c．通過計(jì)算，求出石塊的體積為30cm³，石塊的密度為2.4×10³kg/m³．
③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，他們進(jìn)行討論：若b操作中倒出水后，水面低于標(biāo)記處，這樣的情況下測出的密度值將偏�。ㄌ睢捌�大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）天平的使用：
一放：①首先將天平放在水平工作臺上；②將游碼放在標(biāo)尺左端的零刻線上；
二調(diào)：調(diào)節(jié)平衡螺母，使指針指在分度盤的中央；
三測：左物右碼，按從大到小的順序用鑷子依次加減砝碼，若最小的砝碼不能使其平衡時(shí)，則移動游碼使其平衡；
（2）平衡時(shí)物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加游碼在標(biāo)尺上所對的刻度值，在讀數(shù)時(shí)要注意標(biāo)尺的分度值．
（3）量筒讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)與凹形液面的底部相平，量筒前后兩次示數(shù)之差就是礦石的體積，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算出礦石的密度．
（4）根據(jù)石塊的體積等于排開水的體積計(jì)算得出，依據(jù)公式為V=$\frac{m}{ρ}$，根據(jù)公式ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算出石塊的密度．

解答 解：（1）調(diào)節(jié)天平時(shí)，天平應(yīng)置于水平桌面上，將游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度線處，圖中指針指向分度盤的右側(cè)，因此應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)節(jié)．
（2）標(biāo)尺的分度值是0.2g，因此礦石的質(zhì)量m=20g+20g+5g+1.8g=46.8g；
（3）量筒讀數(shù)時(shí)視線與凹形液面的底部相平，因此眼睛應(yīng)該在B位置，礦石的體積V=40mL-20mL=20mL=20cm³；
則礦石密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{46.8g}{20c{m}^{3}}$=2.34g/cm³．
（4）剩余燒杯和水對總質(zhì)量為145g-72g=73g，
倒出水的質(zhì)量為m_水=103g-73g=30g；
由題意知，石塊的體積等于倒出燒杯中水的體積，由ρ=$\frac{m}{V}$得，
V_石塊=V_排=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{30g}{1g/c{m}^{3}}$=30cm³；
物體的密度ρ=$\frac{{m}_{石塊}}{{V}_{石塊}}$=$\frac{72g}{30c{m}^{3}}$=2.4g/cm³=2.4×10³kg/m³；
若b操作中倒出水后，水面低于標(biāo)記處，造成石塊的體積測量偏大，由ρ=$\frac{m}{V}$得，密度偏�。�
故答案為：（1）零刻度線；左；（2）46.8；（3）B；20；2.34；（4）30； 2.4×10³；偏�。�

點(diǎn)評 此題是測量固體物體的密度實(shí)驗(yàn)，考查了等效替代法的應(yīng)用，其中有關(guān)天平的讀數(shù)及密度的計(jì)算是基礎(chǔ)，有關(guān)物體體積的測量是難點(diǎn)．