Question

7．小明同學(xué)在“用天平和量筒測(cè)礦石的密度”實(shí)驗(yàn)中，選用天平、量簡(jiǎn)、小礦石（有吸水性）、細(xì)線、燒杯和水，進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)操作：
A．在量筒中倒人適量的水，此時(shí)液面的示數(shù)為V₁
B．將小礦石放在左盤(pán)中，在右盤(pán)中增減砝碼并移動(dòng)游碼直至橫梁平衡
C．將小礦石用細(xì)線系好后浸沒(méi)在量筒內(nèi)的水中，此時(shí)液面示數(shù)為V₂
D．把天平放在水平桌面上
E．把游碼放在標(biāo)尺的零刻度線處，調(diào)節(jié)橫梁上的螺母，使橫梁平衡
（1）為了更準(zhǔn)確地測(cè)出礦石的密度，你認(rèn)為以上操作的合理順序是DEBAC．（只填字母序號(hào)）
（2）某同學(xué)調(diào)節(jié)托盤(pán)天平平衡時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針停在分度盤(pán)的左側(cè)，如圖甲所示，要使天平平衡，應(yīng)將橫梁右端的平衡螺母向右（選填“左”或“右”）移動(dòng)．當(dāng)他用天平測(cè)物體質(zhì)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針仍偏向分度盤(pán)的左側(cè)（如圖甲所示），這時(shí)應(yīng)該增加（選填“增加”或“減小”）砝碼，當(dāng)他在天平右盤(pán)中放入50g、10g的砝碼各一個(gè)，并將游碼移到如圖乙所示的位置時(shí)，指針恰好指在分度盤(pán)的中央，則被測(cè)物體的質(zhì)量為62g．
（3）如果通過(guò)上述操作所測(cè)得礦石的體積是20cm³，則礦石的密度為3.1×10³kg/m³，實(shí)驗(yàn)中若要考慮礦石的吸水性，則測(cè)量出的礦石密度比真實(shí)值偏大．（選填“偏大”或“偏小”）

Answer 1

分析 （1）要用天平測(cè)量物體質(zhì)量，必須做好的幾項(xiàng)準(zhǔn)備工作：
①使用時(shí)，首先要放到水平臺(tái)上，以保證底座水平；
②將游碼撥到零刻度線，防止測(cè)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?yàn)樘炱绞堑缺鄹軛U，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(pán)放物體，右盤(pán)放砝碼．物體的質(zhì)量=砝碼的質(zhì)量+游碼對(duì)應(yīng)的刻度值．
⑤測(cè)量礦石的體積，就應(yīng)先測(cè)量出量筒中水的體積V₁，
⑥測(cè)量放入礦石時(shí)，礦石和水的總體積V₂，礦石的體積V_礦=V₂-V₁
（2）根據(jù)天平的使用規(guī)范天平稱量前，不平衡時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)平衡螺母，在使用時(shí)應(yīng)先通過(guò)增減砝碼使天平平衡，或移動(dòng)游碼使之平衡，讀數(shù)時(shí)左盤(pán)物體的質(zhì)量=右盤(pán)砝碼的質(zhì)量+游碼所對(duì)的刻度值；
（3）已知礦石質(zhì)量m，礦石體積，根據(jù)密度的計(jì)算公式ρ=$\frac{m}{V}$求出礦石的密度，分析出體積的測(cè)量偏差，得出密度的測(cè)量誤差．

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(cè)量物體質(zhì)量時(shí)，左盤(pán)房屋，右盤(pán)放砝碼，物體的質(zhì)量=砝碼質(zhì)量+游碼對(duì)應(yīng)的刻度值，礦石的體積通過(guò)量筒中兩次液面的體積差進(jìn)行計(jì)算．先測(cè)量適量水的體積V₁，再測(cè)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．
故合理的順序?yàn)椋篋EBAC．
（2）使用前，指針停在分度盤(pán)的左側(cè)應(yīng)向右調(diào)節(jié)平衡螺母；稱量時(shí)，指針偏向左，說(shuō)明右盤(pán)質(zhì)量小，應(yīng)增加砝碼；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(duì)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，
所以礦石密度ρ_礦=$\frac{m}{V}$=$\frac{62g}{20c{m}^{3}}$=3.1g/cm³=3.1×10³kg∕m³．
若礦石具有吸水性，所以在測(cè)量過(guò)程中，質(zhì)量是準(zhǔn)確的；但在測(cè)量體積時(shí)，原來(lái)量筒中水的體積是不變的，當(dāng)放進(jìn)該物體，由于吸水性導(dǎo)致水減少一部分，使得量筒中液面上升的幅度變小，故測(cè)得的體積會(huì)偏小，根據(jù)公式ρ=$\frac{m}{V}$可知，此時(shí)測(cè)得的密度值應(yīng)該是偏大的；
故答案為：（1）DEBAC；（2）右；增加；62；（3）3.1×10³；偏大．

點(diǎn)評(píng) （1）本題考查了天平的使用方法，天平是物理學(xué)中最基本的測(cè)量工具，在使用天平稱量物質(zhì)質(zhì)量時(shí)要嚴(yán)格按照天平的使用規(guī)則，天平平衡的調(diào)節(jié)在稱量物質(zhì)的前后有不同的方法，需要同學(xué)們特別注意．
（2）本題的解題關(guān)鍵是熟悉測(cè)量固體密度的基本實(shí)驗(yàn)程序，注意在密度公式的計(jì)算時(shí)，單位的轉(zhuǎn)化容易出錯(cuò)．