Question

【题目】学校创新实验小组欲测量某矿石的密度，而该矿石形状不规则，无法放入量筒，故选用水、烧杯、天平（带砝码和镊子）、细线、铁架台等器材进行实验，主要过程如下：

（1）将天平放置在水平桌面上，把游码拨至标尺的___________处，并调节平衡螺母，使天平平衡。

（2）将装有适量水的烧杯放入天平的左盘，先估计烧杯和水的质量，然后用________往天平的右盘______（选填“从小到大”或“从大到小”）试加砝码，并移动游码，直至天平平衡，这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图甲所示，则烧杯和水的总质量为______g。

（3）如图乙所示，用细线系住矿石，悬挂在铁架台上，让矿石浸没在水中，细线和矿石都没有与烧杯接触，天平重新平衡时，右盘砝码的总质量及游码指示的质量值总和为144g，则矿石的体积为_______m3。（ρ水=1.0×103kg/m3）

（4）如图丙所示，矿石下沉到烧杯底部，天平再次平衡时，右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为174g，则矿石的密度为____________kg/m3。

Answer 1

【答案】零刻度线 镊子 从大到小 124 2×10-5 2.5×103

【解析】

（1）使用天平称量前，应把游码拨至标尺的零刻度线处；

（2）添加或减少砝码时，需要用到镊子而不能直接用手；在试加砝码时，应遵循先大后小的原则；由图甲知，此时砝码的总质量为120g，游码所指示的质量值刚好为4g，所以得出烧杯和水的总质量为m=120g+4g=124g；

（3）矿石浸没在水中后，水对矿石有向上的浮力F浮作用，根据力的作用具有相互性，得矿石对水有向下的压力F压作用，F压的大小应等于增加的砝码的重力G增，即F压=G增=m增g=（144－124）×10-3kg×10N/kg=0.2N，而相互作用力的大小相等，得F浮=F压=0.2N，又由阿基米德原理得:F浮=ρ水gV排=ρ水gV矿，

则矿石的体积；

（4）对比图甲和图丙，可以得出矿石的质量为m矿=174g－124g=50g=0.05kg，进而得出矿石的密度。