Question

14．在測一礦石密度的實(shí)驗(yàn)中：
（1）小明的方案如圖所示：

①用調(diào)好的天平測礦石質(zhì)量時(shí)，把礦石放左盤，向右盤添加砝碼，當(dāng)在右盤中加上最小砝碼時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針靜止在圖甲所示的位置，則接下來的操作是取出最小砝碼，再移動(dòng)游碼使天平平衡；
②天平平衡時(shí)，如圖乙所示；
③按圖丙中的方法測出礦石的體積為16mL；
④礦石的密度為3.025g/cm³．
⑤下列實(shí)驗(yàn)或研究中所用方法與圖丙中測體積的方法相同的是A
A．探究平面鏡成像時(shí)，使蠟燭B與蠟燭A的像完全重合來研究像與物的大小關(guān)系
B．將發(fā)聲的音叉靠近懸掛的乒乓球，乒乓球被彈開，說明音叉在振動(dòng)
C．探究液體壓強(qiáng)的大小與液體種類的關(guān)系時(shí)，保持深度一定
D．研究磁體周圍的磁場強(qiáng)弱時(shí)，引入磁感線
（2）小剛準(zhǔn)備了天平，卻沒有砝碼，他找來了一個(gè)量筒，用現(xiàn)有器材測出了礦石的密度．
①在調(diào)好的天平兩盤中分別放入兩個(gè)相同燒杯，將礦石放在左燒杯中，在右盤燒杯中注水，直到天平平衡；
②將右盤燒杯中的水倒入量筒，其示數(shù)為V₁；
③將礦石浸沒在量筒內(nèi)的水中，讀出礦石和水的總體積V₂；；
④礦石密度的表達(dá)式為ρ=$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}-{V}_{1}}$•ρ_水．

Answer 1

分析 （1）把礦石放左盤，向右盤添加砝碼，當(dāng)在右盤中加上最小砝碼時(shí)，指針右偏，說明砝碼質(zhì)量偏大，這時(shí)應(yīng)取出最小砝碼，再移動(dòng)游碼使天平平衡；
用天平測物體質(zhì)量時(shí)，物體的質(zhì)量等于砝碼質(zhì)量與游碼示數(shù)之和；根據(jù)礦石的質(zhì)量和體積，利用ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算出礦石的密度．
分析圖乙中采用的物理學(xué)方法，找出符合要求的選項(xiàng)；
（2）由實(shí)驗(yàn)過程知用等效替代法測出了礦石的質(zhì)量，右盤中水的質(zhì)量等于左盤中礦石的質(zhì)量，用量筒測出水的體積，利用密度公式可算出水的質(zhì)量，也就知道了礦石的質(zhì)量，再利用密度公式可求出礦石的密度．

解答 解：
（1）①把礦石放左盤，向右盤添加砝碼，當(dāng)在右盤中加上最小砝碼時(shí)，指針右偏，說明砝碼質(zhì)量偏大，這時(shí)應(yīng)取出最小砝碼，再移動(dòng)游碼使天平平衡；
②由圖乙知，橫梁標(biāo)尺的分度值是0.2g，游碼示數(shù)是3.4g，
則礦石的質(zhì)量m=20g+20g+5g+3.4g=48.4g；
③由圖丙可知，礦石的體積等于注射器中水的體積減少量，
則礦石的體積為V=20mL-4mL=16mL=16cm³；
④礦石的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{48.4g}{16c{m}^{3}}$=3.025g/cm³；
⑤圖乙中測量礦石的體積采用的是等效替代的方法，
A、探究平面鏡成像時(shí)，使蠟燭B與蠟燭A的像完全重合來研究像與物的大小關(guān)系，采用的是等效替代法，符合題意；
B、將發(fā)聲的音叉靠近懸掛的乒乓球，乒乓球被彈開，說明音叉在振動(dòng)，采用的是轉(zhuǎn)換法，不符合題意；
C、探究液體壓強(qiáng)的大小與液體種類的關(guān)系時(shí)，保持深度一定，采用的是控制變量法，不符合題意；
D、研究磁體周圍的磁場強(qiáng)弱時(shí)，引入磁感線，采用的是模型法，不符合題意；
（2）測量礦石的密度，還需要知道礦石的體積，已知量筒內(nèi)水的體積為V₁，利用排水法測量礦石的體積，故增加的步驟為：③將礦石浸沒在量筒內(nèi)的水中，讀出礦石和水的總體積V₂；
由題可知，天平平衡時(shí)，礦石的質(zhì)量與燒杯內(nèi)水的質(zhì)量相等，即：m_礦石=m_水=ρ_水V₁；
礦石的體積V_礦石=V₂-V₁；
礦石的密度ρ=$\frac{{m}_{礦石}}{{V}_{礦石}}$=$\frac{{ρ}_{水}{V}_{1}}{{V}_{2}-{V}_{1}}$=$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}-{V}_{1}}$•ρ_水．
故答案為：（1）①取出最小砝碼，再移動(dòng)游碼使天平平衡；③16；④3.025；⑤A；
（2）③將礦石浸沒在量筒內(nèi)的水中，讀出礦石和水的總體積V₂；④$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}-{V}_{1}}$•ρ_水．

點(diǎn)評 本題考查了固體密度的測量，總體難度不大，特別注意的是礦石體積的測量方法，是中考測量實(shí)驗(yàn)考查的熱點(diǎn)．