Question

【題目】同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里測(cè)某種小礦石的密度，選用天平、量筒、小礦石、細(xì)線、燒杯和水，進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)操作：

A．將小礦石用細(xì)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(biāo)尺的零刻度線處，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(dòng)游碼直至橫梁平衡．

E．在量筒中倒入適量的水并記下水的體積．

（1）正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是______________（只填字母序號(hào)）。

（2）在調(diào)節(jié)天平時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針位置如圖a所示，此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向___調(diào)（選填“左”或“右”）。

（3）用調(diào)節(jié)好的天平稱小礦石的質(zhì)量．天平平衡時(shí)，放在右盤中的砝碼和游碼的位置如圖b所示；量筒量出小礦石的體積如圖c所示，由此可知，小礦石的密度ρ=　kg/m3。

（4）實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)沒(méi)有使用天平只使用了量筒也測(cè)出了礦石的密度，請(qǐng)你把下面實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：（水的密度用ρ水表示）

A．將小礦石放入小燒杯中，放入盛滿水的大燒杯中（如圖d所示）；在量筒中裝入足夠多的水，記錄示數(shù)V1；

B．________________________，讀出量筒中剩余水的體積，記錄為V2；

C．再將小礦石浸沒(méi)在量筒水中，記錄示數(shù)示數(shù)V3；

D．根據(jù)以上記錄，寫出小礦石密度的表達(dá)式：ρ石=____________。

【擴(kuò)展：】如果小燒杯的質(zhì)量13.2g，底面積為15cm2，則圖d中小燒杯浸沒(méi)在水中的深度為___________cm。

Answer 1

【答案】 CBDEA 左 2.6×103kg/m3 將量筒中的水倒入小燒杯中，直到水重新到達(dá) 4cm

【解析】（1）經(jīng)分析測(cè)量小礦石的密度的步驟為：

C．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；D．將小礦石放在左盤中，在右盤中增減砝碼并移動(dòng)游碼直至橫梁平衡；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(xì)線系好后慢慢地放入量筒中并記下總的體積，正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是CBDEA；

（2）指針指向分度盤的右側(cè)，說(shuō)明天平的右端下沉，此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)；

（3）小礦石的質(zhì)量：m石 =20g+20g+5g+1.8g=46.8g，

小礦石的體積：V石 =38mL-20mL=18mL=18cm3 ，

小礦石的密度：ρ=m/V=46.8g/18cm3=2.6g/cm3 =2.6×103 kg/m3 ；

（4）小明同學(xué)沒(méi)有使用天平要想知道小礦石的質(zhì)量，可以將小礦石放入小燒杯中，放入盛滿水的大燒杯中，根據(jù)漂浮條件和阿基米德原理可求出排開(kāi)水的質(zhì)量即為小礦石的質(zhì)量，再用量筒測(cè)出小礦石的體積，根據(jù)密度公式即可求出小礦石的密度：故實(shí)驗(yàn)步驟B、取出石塊，將大燒杯的水用量筒灌滿（或?qū)⒘客仓械乃�倒入小燒杯中，直至大燒杯水滿）；根據(jù)漂浮條件和阿基米德原理可知，石塊的重力等于石塊排開(kāi)水的重力，G石 =F浮 =G排 ，即：m石 g=m排 g=ρ水 （V1 -V2 ）g，則石塊的質(zhì)量m石 =ρ水 （V1 -V2），水的體積為V2 ，放入石塊后的總體積為V3 ，所以石塊的體積V石 =V3 -V2 ，則小礦石密度的表達(dá)式：ρ=m石/V石=ρ水(V1V2)/V3V2；

擴(kuò)展：因?yàn)樾�燒杯漂浮在水面上，所�?/span>F浮 =G總 =（m杯 +m石 ）g，根據(jù)阿基德原理可知，F浮 =ρ水 gV排 =ρ水 gSh，則有：（m杯 +m石 ）g=ρ水 gSh，則小燒杯浸在水中的深度：h=m石+m杯/ρ水S=(46.8+13.2)×103kg/1.0×103kg/m3×15×104m2=0.04m=4cm。