Question

11．小明同學(xué)在“用天平和量筒測礦石的密度”實驗中，選用天平、量筒、小礦石、細(xì)線、燒杯和水，進行了如下的實驗操作：
A．把天平放在水平桌面上
B．把游碼歸零，調(diào)節(jié)橫梁上的螺母，使橫梁平衡
C．將礦石用細(xì)線系好浸沒在量筒內(nèi)水中，液面示數(shù)為V₂
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，測出礦石質(zhì)量m
E．在量筒中倒入適量的水，此時液面的示數(shù)為V₁
（1）為了準(zhǔn)確地測出礦石的密度，你認(rèn)為以上操作的合理順序是ABDEC．（只填字母序號）
（2）用調(diào)節(jié)好的天平稱小礦石的質(zhì)量，天平平衡時，放在右盤中的砝碼和游碼的位置如圖所示，則礦石的質(zhì)量m為62g．
（3）若所測得礦石的體積是20cm³，礦石的密度為3.1×10³kg/m³．
（4）在這個實驗中，礦石的體積是通過礦石排開水的體積體現(xiàn)出來，這種方法在研究許多物理問題時都用到，下列幾個研究實例中也是采用相同研究方法的是B?
A．將發(fā)聲的音叉靠近乒乓球，乒乓球被彈開說明音叉在振動
B．研究兩個阻值為R的電阻串聯(lián)時，可用一個阻值為2R的電阻來代替
C．用鐵屑顯示磁體周圍磁場分布
D．研究電流時，將電流和水流進行類比．
（5）小明想繼續(xù)測鹽水的密度，他取了13g的鹽，又向量筒中倒入20mL的水，將鹽倒入量筒中測得總體積為30ml，則鹽水的密度為1.3×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）要用天平測量物體質(zhì)量，必須做好的幾項準(zhǔn)備工作：
①使用時，首先要放到水平臺上，以保證底座水平；
②將游碼撥到零刻度線，防止測量物體質(zhì)量前已有讀數(shù)值；
③調(diào)節(jié)平衡螺母使橫梁平衡，因為天平是等臂杠桿，放上物體和砝碼后平衡，才有砝碼質(zhì)量等于物體質(zhì)量．
④左盤放物體，右盤放砝碼．物體的質(zhì)量=砝碼的質(zhì)量+游碼對應(yīng)的刻度值．
⑤測量礦石的體積，就應(yīng)先測量出量筒中水的體積V₁，
⑥測量放入礦石時，礦石和水的總體積V₂，礦石的體積V_礦=V₂-V₁
（2）根據(jù)天平的讀數(shù)方法，礦石的質(zhì)量等于右盤砝碼的質(zhì)量和游碼所對應(yīng)標(biāo)尺上刻度值的和；
（3）已知礦石質(zhì)量m，礦石體積，根據(jù)密度的計算公式ρ=$\frac{m}{V}$求出礦石的密度．
（4）小礦石的體積不規(guī)則，不能用刻度尺直接測量出來，可用它排開水的體積來代替，采用了等效替代法．
（5）已知將鹽倒入量筒中測得總體積為30ml可求得鹽水的體積，已知鹽的質(zhì)量，利用密度公式計算．

解答 解：（1）根據(jù)天平使用的方法：首先放在水平桌面上，游碼歸零，調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡，測量物體質(zhì)量時，左盤房屋，右盤放砝碼，物體的質(zhì)量=砝碼質(zhì)量+游碼對應(yīng)的刻度值，礦石的體積通過量筒中兩次液面的體積差進行計算．先測量適量水的體積V₁，再測量礦石和水的總體積V₂，礦石的體積V_礦=V₂-V₁，根據(jù)密度公式就能求出礦石的密度．即合理順序為ABDEC；
（2）根據(jù)天平的讀數(shù)方法，礦石的質(zhì)量=砝碼質(zhì)量+游碼對應(yīng)刻度值即，m=50g+10g+2g=62g．
（3）礦石質(zhì)量m=62g，礦石體積為20cm³，
礦石密度ρ_礦=$\frac{m}{V}$=$\frac{62g}{20c{m}^{3}}$=3.1g/cm³=3.1×10³kg∕m³．
（4）在這個實驗中，礦石的體積是通過礦石排開水的體積體現(xiàn)出來，采用的是等效替代法；
A、音叉發(fā)聲時在振動，但不能直接觀察，但振動的音叉把乒乓球彈開卻可以直接觀察．采用的是轉(zhuǎn)換法．
B、研究兩個阻值為R的電阻串聯(lián)時，可用一個阻值為2R的電阻來代替，采用的是“等效替代法”；
C、將小鐵屑均勻灑在磁體周圍，通過觀察鐵屑的分布情況來認(rèn)識磁場的分布情況，采用的是轉(zhuǎn)換法．
D、研究電流時，將電流和水流進行類比．采用的是類比法．
故只有B符合；
（5）鹽水的體積V_鹽水=30ml-20ml=10ml=10cm³，
鹽水的密度ρ_鹽水=$\frac{{m}_{鹽}}{{V}_{鹽水}}$=$\frac{13g}{10c{m}^{3}}$=1.3g/cm³=1.3×10³kg/m³，
故答案為：（1）ABDEC；（2）62；（3）3.1×10³；（4）B；（5）1.3×10³．

點評 此題中考查了關(guān)于液體密度測量的基本技能，包括天平的讀數(shù)，以及運用密度的公式進行計算等．