Question

（2013?南開區(qū)二模）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上，調(diào)節(jié)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，并記錄；
E、在量筒中倒入適量的水并記下水的體積．
（1）寫出正確的實驗操作順序

CBDEA

（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甲所示：量筒量出小礦石的體積如圖乙所示，請在答題紙指定位置設計一個實驗數(shù)據(jù)記錄表格，并將測量結(jié)果填入．由此可知，小礦石的密度ρ=

3.1×10³

kg/m³．
（3）實驗中，由于小紅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和一個小燒杯（如圖丙），現(xiàn)請你幫她想辦法測出小礦石的密度，寫出完整的實驗步驟，并寫出小礦石的密度表達式．實驗步驟：
表達式

ρ=

m1ρ水

m3-m2

．

Answer 1

分析：（1）①測量物體密度時，要先測量物體的質(zhì)量，然后再測量物體的體積，最后根據(jù)密度公式求出物體的密度；測量物體質(zhì)量時，要根據(jù)天平的正確使用進行測量．
②天平的正確使用：
把天平放在水平臺上，游碼移到標尺左端的零刻度；
調(diào)節(jié)天平的平衡螺母使天平的橫梁平衡；
物體放在天平的左盤，砝碼放在天平的右盤，使天平的橫梁重新平衡；
物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加游碼對應的刻度值．
（2）實驗中要記錄物體的質(zhì)量、體積、物體浸沒水之前水的體積、物體浸沒水之后水面對應的刻度值、物體的密度，實驗表格中都要有這些物理量．
（3）現(xiàn)在沒有量筒，要使物體的體積等于物體浸沒溢水杯時，物體排開水的體積，測量出物體排開水的質(zhì)量即可．

解答：解：（1）根據(jù)天平的正確使用，先測量質(zhì)量然后測量體積得到正確的操作步驟：
C．把天平放在水平桌面上；
B．把游碼放在標尺的零刻度線上，調(diào)節(jié)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，并記錄；
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）礦石的質(zhì)量m=50g+10g+2g=62g，
礦石的體積：V=80ml-60ml=20ml=20cm³，
礦石的密度：ρ=

m

V

=

62g

20cm3

=3.1g/cm³=3.1×10³kg/m³．

礦石的質(zhì)量m /g	量筒內(nèi)水的體積V1/cm3	量筒內(nèi)水和礦石的體積V2/cm3	礦石的體積V/cm3	礦石的密度ρ/kg/m3
62	60	80	20	3.1×103

（3）實驗步驟：
①調(diào)節(jié)天平，用天平測出礦石的質(zhì)量m₁，
②用天平測量燒杯的質(zhì)量m₂；
③將溢水杯盛滿水，細線系好礦石，浸沒入溢水杯；
④用天平測量燒杯和溢出水的質(zhì)量m₃．
礦石的體積等于礦石浸沒在溢水杯中排開水的體積：
V=V_排水=

m排水

ρ水

=

m3-m2

ρ水

，
礦石的密度：ρ=

m1

V

=

m1

m3-m2 ρ水

=

m1ρ水

m3-m2

．
故答案為：（1）CBDEA；（2）如上表；（3）實驗步驟：①調(diào)節(jié)天平，用天平測出礦石的質(zhì)量m₁，②用天平測量燒杯的質(zhì)量m₂；③將溢水杯盛滿水，細線系好礦石，浸沒入溢水杯；④用天平測量燒杯和溢出水的質(zhì)量m₃．
礦石的密度：ρ=

m1ρ水

m3-m2

．

點評：測量固體的密度想法測量固體的質(zhì)量和體積，測量固體的體積時，可以采用量筒測量，也可以采用固體體積等于固體排開水的體積，通過測量排開水的質(zhì)量來計算固體的體積．