Question

（2012?玄武區(qū)一模）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、細(xì)線、燒杯和水，進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)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(méi)在量筒內(nèi)的水中，此時(shí)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(dòng)游碼直至橫梁平衡，測(cè)出礦石的質(zhì)量m
E．在量筒中倒入適量的水，此時(shí)液面的示數(shù)為V₁
（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

ABDEC

．（只填字母序號(hào)）
（2）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所示，則礦石的質(zhì)量m為

62

g．
（3）若所測(cè)得礦石的體積是20cm³，礦石的密度為

3.1×10³

kg/m³．
（4）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，礦石的體積是通過(guò)

礦石排開(kāi)水

的體積體現(xiàn)出來(lái)，這種方法在研究許多物理問(wèn)題時(shí)都用到，下列幾個(gè)研究實(shí)例中也是采用相同研究方法的是

B

?
A．將發(fā)聲的音叉靠近乒乓球，乒乓球被彈開(kāi)說(shuō)明音叉在振動(dòng)
B．研究?jī)蓚�(gè)阻值為R的電阻串聯(lián)時(shí)，可用一個(gè)阻值為2R的電阻來(lái)代替
C．用鐵屑顯示磁體周圍磁場(chǎng)分布．

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左盤放物體，右盤放砝碼．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=V ₂-V₁，
（2）小礦石的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加游碼對(duì)應(yīng)的刻度值．
（3）小礦石的體積等于小礦石浸沒(méi)水中前后量筒中水面對(duì)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(cè)量出來(lái)，可用它排開(kāi)水的體積來(lái)代替，采用了等效替代法．

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)，左盤房屋，右盤放砝碼，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．
（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(duì)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=

m

v

=

62g

20cm3

=3.1g/cm³=3.1×10³kg/m³．
（4）A、音叉發(fā)聲時(shí)在振動(dòng)，但不能直接觀察，但振動(dòng)的音叉把乒乓球彈開(kāi)卻可以直接觀察．采用的是轉(zhuǎn)換法．
B、研究?jī)蓚�(gè)阻值為R的電阻串聯(lián)時(shí)，可用一個(gè)阻值為2R的電阻來(lái)代替，采用的是“等效替代法”；
C、將小鐵屑均勻?yàn)⒃诖朋w周圍，通過(guò)觀察鐵屑的分布情況來(lái)認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)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(kāi)水； B．

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)．
（3）解決此類物理學(xué)方法問(wèn)題，要結(jié)合研究對(duì)象判斷所用的研究方法．