Question

9．（1）①小明在用天平和量筒測量一小塊大理石密度的實驗過程中：

使用托盤天平前要對天平進行調節(jié)，步驟如下：
A．組裝好天平，把天平放在水平工作臺面上；
B．把游碼置于標尺左端的零刻度線處；
C．調節(jié)天平的平衡螺母，使天平橫梁水平平衡．
②實驗過程：
用調好的天平測大理石的質量，當右盤中所加砝碼和游碼位置如圖甲所示時，天平平衡，則此大理石的質量是43.2g．在量筒內裝有一定量的水，該大理石放入前、后的情況如圖乙所示，則大理石的體積是15m³，此大理石的密度是2.88×10³kg/m³．
③大理石放在水中時會吸水，由此判斷，用此測量方法測得的密度值與它的真實值相比偏大（填“偏大”“偏小”或“一樣大”）．
（2）小強用測力計等器材測量另一塊石灰石的密度，請將下面實驗步驟中的數據補充完整，
①如圖甲所示，用測力計測出該石灰石在空氣中的重力G=2.5N；
②將該石灰石浸沒在水中靜止時，如圖乙所示，測力計的示數F=1.5N；
③根據密度公式算出該石灰石的密度ρ=2.5×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）①天平的使用：組裝好天平，把天平放在水平工作臺面上；把游碼置于標尺左端的零刻度線處；調節(jié)天平的平衡螺母，使天平橫梁水平平衡；
②用天平測物體質量時，物體的質量等于砝碼的質量加上游碼所對刻度；根據量筒的讀數方法（視線要與液面的底部相平），讀出小石塊和水的總體積V₂，小石塊的體積V=V₂-V₁，根據密度的計算公式ρ=$\frac{m}{V}$求出大理石的密度．
③因為測量大理石用的是排水法，而大理石放在水中時會吸水，會影響體積的測量值，據此分析．
（2）②弄清楚彈簧測力計的分度值，根據指針指示來讀數；
③根據F_浮=G-F_拉求出浮力，再根據F_浮=ρ_水gV_排求出石灰石的體積；
根據G=mg求出質量，再根據ρ=$\frac{m}{V}$求出石灰石的密度．

解答 解：（1）①天平的使用：
組裝好天平，把天平放在水平工作臺面上；
把游碼置于標尺左端的零刻度線處；
②調節(jié)天平的平衡螺母，使天平橫梁水平平衡；
根據天平的讀數方法，小石塊的質量m=砝碼質量+游碼對應刻度值=20g+20g+3.2g=43.2g；
根據量筒的讀數方法，量筒小石塊和水的總體積V₂=45ml，
小石塊的體積V=V₂-V₁=45ml-30ml=15ml=15cm³．
小石塊（大理石）的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{43.2g}{15c{m}^{3}}$=2.8g∕cm³=2.8×10³kg∕m³；
（2）②圖乙中彈簧測力計的分度值為0.1N，彈簧測力計的拉力F_拉=1.5N；
③石灰石受的浮力：F_浮=G-F_拉=2.5N-1.5N=1N，
根據F_浮=ρ_水gV_排可得，石灰石的體積：
V′=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³；
石灰石的質量：
m′=$\frac{G}{g}$=$\frac{2.5N}{10N/kg}$=0.25kg，
石灰石的密度：
ρ′=$\frac{m′}{V′}$=$\frac{0.25kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.5×10³kg/m³．
③大理石放在水中時會吸水，使得測量時小石塊和水的總體積V₂減小，而小石塊的體積V=V₂-V₁，從而使得小石塊的測量值偏小，根據ρ=$\frac{m}{V}$可知密度測量值偏大．
故答案為：（1）①水平；零刻度線；②43.2；15；2.88×10³；③偏大；（2）②1.5； ③2.5×10³．

點評 （1）測固體密度的基本方法：是①用天平測出固體的質量m；②在量筒中倒入適量水，讀出體積為V₁； ③將固體浸沒在量筒的水中，讀出液面刻度讀數為V₂；所測固體的密度表達式為：ρ=$\frac{m}{{V}_{2}-{V}_{1}}$，學習中必須掌握這一方法．
（2）此題主要考查的是學生對彈簧測力計的讀數、浮力、重力、密度的計算公式的理解和掌握，難度不大．