Question

10．对比“探究物质质量与体积关系”和“测定物质密度”两个实验，它们的不同之处是实验目的（ 填“实验仪器”“实验目的”或“测量的物理量）不同．小宇想测一大块矿石的密度，于是他用工具截取了其体积的$\frac{1}{10}$，设计如下实验步骤，请帮他补充完整：

（1）将天平放在水平台面上，将游码移到标尺的零刻线处．天平横梁静止时，指针指在分度盘中央刻度线的左侧，如图丙所示．为使横梁在水平位置平衡，应将横梁右端的平衡螺母向右端移动．在称量过程中，当小宇将最小的砝码放入右盘后，指针向右偏，接下来他应将小砝码取出后，移到游码直到横梁平衡．
（2）用托盘天平测出小矿石的质量m，如图甲所示，为164.4g；
（3）用细线系好小矿石，将其浸没在量筒的水中，记下水面的刻度V₁，由如图乙可知，小矿石的体积为20cm³，则该小矿石的密度为8.22×10³kg/m³，整块大矿石的密度为8.22g/cm³．
（4）若仍然使用这些器材，不能（填“能”或“不能”）直接测出这块大石块的密度，因为大石块的体积超过了量筒的量程，无法直接测出石块的体积．

Answer 1

分析 认真分析两实验可比较出，它们的仪器，测量的量都是相同的，只有实验目的不同；
（1）在天平的调平过程中，指针左偏，说明左盘低，右盘高．哪端的盘较高，平衡力螺母便向哪端调节；
（2）读取天平示数时应将砝码的质量与游码的示数相加；
（3）小矿石的体积要利用量筒中两次的示数之差得出，最后利用密度的公式可求出密度．
（4）现有条件下，测量密度的原理是ρ=$\frac{m}{V}$，需要分别测出大矿石的质量和体积．天平和量筒的量程太小了．

解答 解：
分析对比两实验可知，只有实验目的是不同的；
（1）由图知，指针左偏，说明左盘低右盘高，平衡螺母需向右调节．
在称量过程中，当小宇将最小的砝码放入右盘后，指针向右偏，接下来他应取出小砝码后，移到游码直到横梁平衡；
（2）该天平的分度值是0.2g，故小矿石的质量m=100g+50g+10g+4.4g=164.4g；
（3）读图可知，小矿石的体积V=40cm³-20cm³=20cm³
小矿石的密度是ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{164.4g}{20c{m}^{3}}$=8.22g/cm³=8.22×10³kg/m³．
因为密度是物质的一种特性，所以大矿石与小矿石的密度是相同的．
（4）不能直接测量大矿石的密度，因为天平无法测量整块矿石的质量，量筒无法测量其体积．
故答案为：
实验目的；
（1）平衡螺母；右；小砝码取出后，移到游码直到横梁平衡；
（2）164.4；
（3）20；8.22×10³；8.22；
（4）不能；大石块的体积超过了量筒的量程，无法直接测出石块的体积．

点评 本题中提到了两个相似的实验，值得我们关注．还主要考查了天平、量筒的使用，密度公式的运用等．