Question

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、量簡、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
C．將小礦石用細(xì)線系好后浸沒在量筒內(nèi)的水中，此時液面示數(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，測出礦石的質(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）為了更準(zhǔn)確地測出礦石的密度，你認(rèn)為以上操作的合理順序是______．（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______g．
（3）若所測得礦石的體積是20cm³，礦石的密度為______kg/m³．
（4）在這個實驗中，礦石的體積是通過______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______?
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．

Answer 1

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．
（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）小礦石的體積：V=80ml-60ml=20ml=20cm³．
小礦石的密度：ρ===3.1g/cm³=3.1×10³kg/m³．
（4）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．
故答案為：（1）ABDEC；（2）62；（3）3.1×10³；（4）礦石排開水； B．
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=V ₂-V₁，
（2）小礦石的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加游碼對應(yīng)的刻度值．
（3）小礦石的體積等于小礦石浸沒水中前后量筒中水面對應(yīng)的刻度值的差．知道小礦石的質(zhì)量和體積，根據(jù)密度公式求出小礦石的密度．
（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．
點評：（1）本題考查了天平的使用方法，天平是物理學(xué)中最基本的測量工具，在使用天平稱量物質(zhì)質(zhì)量時要嚴(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)鍵是熟悉測量固體密度的基本實驗程序，注意在密度公式的計算時，單位的轉(zhuǎn)化容易出錯．
（3）解決此類物理學(xué)方法問題，要結(jié)合研究對象判斷所用的研究方法．