20.學(xué)習(xí)了密度的知識之后,小華用天平和量筒測量某種礦石的密度:為此,小華準(zhǔn)備了天平、量筒、燒杯、細(xì)線、以及適量的水和大小不一礦石兩塊.

(1)他把天平放在水平桌面上,游碼撥到零刻度處,發(fā)現(xiàn)刻度盤指針如圖1所示,為了使天平平衡,應(yīng)該向左端調(diào)節(jié)平衡螺母,直到天平平衡.
(2)然后將鐵礦石放在天平的左盤中,在另一盤中增減砝碼,當(dāng)加入最小砝碼時(shí),發(fā)現(xiàn)分度盤指針如圖2所示,接下來正確的操作是取下最小砝碼,向右移動游碼,直到天平平衡,待天平再次平衡時(shí),所加砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖3所示,則礦石的質(zhì)量是62g;
(3)小華想,“礦石”會不會有吸水性,經(jīng)思考后,他先將“礦石”放入盛水的燒杯中足夠長時(shí)間,再取出來擦干表面的水,放入盛有40ml水的量筒中,水面升高至如圖4所示位置,他這樣做的目的是避免因“礦石”吸水而使其密度測量值偏大(選填“偏大”、“偏小”或“準(zhǔn)確”),礦石的密度ρ=3.1g/cm3=3.1×103kg/m3
(4)若換用另一塊礦石,體積較大,放不進(jìn)量筒,他利用燒杯和天平按圖5所示方法測出了礦石的體積.操作如下:
A.往燒杯中加入適量的水,把礦石浸沒,在水面到達(dá)的位置做上標(biāo)記;
B.取出礦石,測得燒杯和水的總質(zhì)量為122g;
C.往燒杯中加水,直到水面與標(biāo)記相平,再測出此時(shí)燒杯和水的總質(zhì)量為179g;
D.計(jì)算出礦石的體積為57cm3

分析 (1)測量前天平平衡調(diào)節(jié):①把天平放在水平臺上,把游碼撥到零刻度;②調(diào)節(jié)天平的橫梁平衡時(shí),向指針相反方向調(diào)節(jié)平衡螺母;
(2)測量時(shí),物體放左盤,向右盤中添加砝碼或移動游碼使天平平衡;物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量與游碼對應(yīng)的刻度值的和.
(3)若礦石吸水,測量的體積偏小,根據(jù)密度公式,密度測量會偏大;
根據(jù)圖示讀出水和礦石的總體積,求出礦石的體積,由密度公式求出礦石的密度;
(4)較大石塊的體積等于石塊排開水的體積,求出石塊排開水的質(zhì)量,求出石塊排開水的體積,即石塊的體積.

解答 解:
(1)他把天平放在水平桌面上,游碼撥到零刻度處,如圖1所示指針偏向分度盤右側(cè),為了使天平平衡,應(yīng)該向左端調(diào)節(jié)平衡螺母,直到天平平衡.
(2)測量時(shí),將鐵礦石放在天平的左盤中,在另一盤中增減砝碼,當(dāng)加入最小砝碼時(shí),如圖2所示指針偏向分度盤右側(cè),接下來正確的操作是:取下最小砝碼,向右移動游碼,直到天平平衡;待天平再次平衡時(shí),由如圖3所示,則礦石的質(zhì)量:m=50g+10+2g=62g;
(3)如果直接放入水中,由于礦石吸水導(dǎo)致水和礦石的總體積變小,所以會使測得礦石的體積偏小,
根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可知,他這樣做的目的可以避免因礦石吸水而使其密度測量值偏大.
量筒中水的體積V=40ml=40cm3,礦石放入量筒中后的總體積V=60ml=60cm3,
則礦石的體積為:V=V-V=60cm3-40cm3=20cm3,
故密度為ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{62g}{20c{m}^{3}}$=3.1g/cm3=3.1×103kg/m3
(4)礦石體積較大,放不進(jìn)量筒,利用燒杯和天平測出了礦石的體積:
A、往燒杯中加入適量的水,把礦石浸沒,在水面到達(dá)的位置做上標(biāo)記;
B、取出礦石,測得燒杯和水的總質(zhì)量為122g;
C、往燒杯中加水,直到水面與標(biāo)記相平,再測出此時(shí)燒杯和水的總質(zhì)量為179g.
D、礦石排開水的體積:V=V═$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{179g-122g}{1.0g/c{m}^{3}}$=57cm3
故答案為:(1)零刻度處;左;(2)左;取下最小砝碼,向右移動游碼,直到天平平衡;62;(3)偏大;3.1;3.1×103;(4)③水面與標(biāo)記相平;④57.

點(diǎn)評 此題考查學(xué)生對于密度測量實(shí)驗(yàn)的理解和掌握,實(shí)驗(yàn)中注意天平的調(diào)節(jié)和讀數(shù),以及實(shí)驗(yàn)誤差的分析,還考查了等效替代的方法測量較大石塊的體積,石塊的體積等于石塊排開水的體積.對誤差要根據(jù)物體有吸水性認(rèn)真分析.

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