Question

20．小红在实验室里测量一块形状不规则、体积较大的矿石的密度．

（1）在调节天平的平衡螺母时，发现指针偏向分度盘的右侧，此时应将横梁右端的平衡螺母向左调节（选填“左”或“右”），直到指针指向分度盘的中央．
（2）用调节好的天平测量矿石的质量的过程中，当天平横梁平衡时，右盘中砝码和游码的位置如图1所示，矿石的质量是175.6g．
（3）因矿石体积较大，放不进量筒，因此他利用一只烧杯，按图2所示方法进行测量，矿石的体积是70cm³，
（4）矿石的密度是2.5×10³kg/m³，从图A到图B的操作引起的密度测量值比真实值偏小（选填“偏大”、“偏小”、“不变”）．
（5）本实验中测矿石体积的方法在初中物理中经常见到，它属于B．
A．类比法      B．等效替代法     C．控制变量法     D．归纳法．

Answer 1

分析 （1）天平使用前必须进行调节，调节原则是：相对于指针，平衡螺母“左偏右调”、“右偏左调”；
（2）被测物体的质量等于砝码的总质量与游码所对刻度之和；
（3）图中量筒内两次的体积之差就是矿石排开的水的体积，因此，读出量筒的体积之差就可得出矿石体积．
（4）利用公式ρ=$\frac{m}{V}$可计算矿石的密度．从图A到图B产生误差的主要因素是将矿石从水中取出时，矿石会带出一定量的水．
（5）本题中利用矿石排开的水的体积等效替代了矿石的体积，称为等效替代法．

解答 解：（1）在调节天平的平衡螺母时，发现指针偏向分度盘的右侧，应将平衡螺母向左调节；
（2）游码在标尺上的分度值是0.2g，石块的质量为m=100g+50g+20g+5g+0.6g=175.6g；
（3）由题意知，量筒中两次的示数之差就是矿石排开水的体积，也就是矿石的体积，V=200cm³-130cm³=70cm³；
（4）矿石的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{175.6g}{70c{m}^{3}}$≈2.5g/cm³=2.5×10³kg/m³；
从图A到图B将矿石从水中取出时，会有一部分水被带出，致使剩余水的体积变小，矿石体积的测量值偏大，矿石密度的测量值偏小；
（5）实验中，利用矿石排开的水的体积来等效替代矿石的体积，这种方法称为等效替代法，故选项B符合题意．
故答案为：（1）左；（2）175.6；（3）70；（4）2.5×10³；偏小；（5）B．

点评 通过本题我们应重点掌握利用等效替代的方法来测量矿石的体积，在矿石体积过大，无法通过量筒直接测量时，这是一种很实用的方法，值得我们学习．本题的易错点是对误差的分析，要根据体积的测量步骤认真分析，依次判断对水的体积、矿石体积、矿石密度的影响．