Question

4．小明同学在“用天平和量筒测矿石的密度”实验中，选用天平、量筒、小矿石、细线、烧杯和水，进行了如下的实验操作：
A．把天平放在水平桌面上
B．将小矿石用细线系好后浸没在量筒内的水中，此时液面示数为V₂
C．把游码放在标尺的零刻度线处，凋节横梁上的螺母，使横梁平衡
D．将小矿石放在左盘中，在右盘中增减砝码并移动游码直至横梁平衡
E．在量筒中倒人适量的水，此时液面的示数为V₁
（1）为了更准确地测出矿石的密度，你认为以上操作的合理顺序是ACDEB．（只填字母序号）
（2）用调节好的天平称小矿石的质量，天平平衡时，放在右盘中的砝码和游码的位置如图所示，则矿石的质量为62g．
（3）若所测得矿石的体积是20cm³，矿石的密度为3.1×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）要用天平测量物体质量，必须做好的几项准备工作：
①使用时，首先要放到水平台上，以保证底座水平；
②将游码拨到零刻度线，防止测量物体质量前已有读数值；
③调节平衡螺母使横梁平衡，因为天平是等臂杠杆，放上物体和砝码后平衡，才有砝码质量等于物体质量．
④左盘放物体，右盘放砝码．物体的质量=砝码的质量+游码对应的刻度值．
⑤测量矿石的体积，就应先测量出量筒中水的体积V₁，
⑥测量放入矿石时，矿石和水的总体积V₂，矿石的体积V_矿=V₂-V₁
（2）根据天平的读数方法，矿石的质量等于右盘砝码的质量和游码所对应标尺上刻度值的和；
（3）已知矿石质量m，矿石体积，根据密度的计算公式ρ=$\frac{m}{V}$求出矿石的密度．

解答 解：（1）根据天平使用的方法：首先放在水平桌面上，游码归零，调节平衡螺母使天平平衡，测量物体质量时，左盘房屋，右盘放砝码，物体的质量=砝码质量+游码对应的刻度值，矿石的体积通过量筒中两次液面的体积差进行计算．先测量适量水的体积V₁，再测量矿石和水的总体积V₂，矿石的体积V_矿=V₂-V₁，根据密度公式就能求出矿石的密度．故答案为：ACDEB．
（2）根据天平的读数方法，矿石的质量=砝码质量+游码对应刻度值即，m=50g+10g+2g=62g．
（3）矿石质量m=62g，矿石体积为20cm³，矿石密度ρ_矿=$\frac{m}{V}$=$\frac{62g}{20c{m}^{3}}$=3.1g/cm³=3.1×10³kg∕m³．
故答案为：（1）ACDEB；（2）62；（3）3.1×10³．

点评 （1）本题考查了天平的使用方法，天平是物理学中最基本的测量工具，在使用天平称量物质质量时要严格按照天平的使用规则，天平平衡的调节在称量物质的前后有不同的方法，需要同学们特别注意．
（2）本题的解题关键是熟悉测量固体密度的基本实验程序，注意在密度公式的计算时，单位的转化容易出错．