Question

在“用天平和量筒測(cè)礦石的密度”實(shí)驗(yàn)中，趙鑫同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟是：①在量筒中倒入適量的水，液面示數(shù)為V₁；②把礦石浸沒(méi)在量筒內(nèi)的水中，此時(shí)液面示數(shù)為V₂；③用天平測(cè)出礦石的質(zhì)量為m；④計(jì)算出礦石的密度．
（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

 

．（填數(shù)字代號(hào)）
（2）用已調(diào)好的天平測(cè)礦石的質(zhì)量，當(dāng)天平平衡時(shí)，放在右盤中的砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖所示，則礦石的質(zhì)量

 

g，若所測(cè)得礦石的體積是20cm³，礦石的密度為

 

kg/m³．
（3）實(shí)驗(yàn)中，由于小英同學(xué)不小心把量筒打碎了，但實(shí)驗(yàn)室里已沒(méi)有量筒了，老師就給她增加了一個(gè)溢水杯．現(xiàn)請(qǐng)你幫她想辦法測(cè)出小礦石的體積，寫出簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)步驟．

Answer 1

分析：（1）據(jù)密度公式ρ=

m

V

知，須先測(cè)物體的質(zhì)量和體積后，才能計(jì)算物質(zhì)密度；首先用天平測(cè)出礦石的質(zhì)量；然后在量筒倒入適量水，測(cè)出水的體積V₁，再把礦石浸沒(méi)在水中，測(cè)出水和礦石的總體積V₂，兩次的差就是礦石的體積，最后利用密度公式，求出礦石的密度．
（2）用天平測(cè)物體質(zhì)量時(shí)，物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加上游碼所對(duì)刻度，而要準(zhǔn)確讀出游碼所對(duì)刻度，必須明確標(biāo)尺的分度值及以游碼左端所對(duì)刻度為準(zhǔn)．如圖所示，游碼的分度值是0.2g．
根據(jù)密度公式ρ=

m

v

，已知礦石的質(zhì)量、體積，就能求出礦石的體積．
（3）小礦石的體積等于它浸沒(méi)在水中時(shí)排開(kāi)的水的體積，利用溢水杯和燒杯，收集小礦石浸沒(méi)水中時(shí)溢出的水，并測(cè)出質(zhì)量計(jì)算出溢出水的體積．

解答：解：（1）測(cè)小礦石的密度應(yīng)先將天平放好調(diào)平，測(cè)出小礦石的質(zhì)量m，再在量筒中倒入適量的水，讀出體積為V₁，然后將小礦石放入量筒，讀出液面對(duì)應(yīng)的體積V₂，礦石的體積V=V₂-V₁，然后根據(jù)密度公式，求出礦石的密度；
故答案為：③①②④；
（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)的刻度值，因分度值為0.2g，如圖所示，砝碼的質(zhì)量為50g+20g+10g=80g；游碼對(duì)應(yīng)的刻度值為3.4g，
即m_礦=80g+3.4g=83.4g．
根據(jù)密度公式ρ=

m

v

，已知礦石質(zhì)量m_礦=83.4g，V_礦=20cm³
∴ρ_礦=

83.4g

20cm3

=4.17g∕cm³=4.17×10³kg∕m³；
故答案為：84.4；4.17×10³；
（3）測(cè)出小燒杯的質(zhì)量m₁，將石塊浸沒(méi)在盛滿水的溢水杯中，用燒杯收集溢出的水，測(cè)出燒杯與溢出水的總質(zhì)量m₂，則溢出水的質(zhì)量m_排=m₂-m₁，小礦石的體積V=V_排=

m排

ρ水

=

m2-m1

ρ水

；
故答案為：①用天平測(cè)出小燒杯的質(zhì)量m₁，
②將小礦石慢慢浸沒(méi)盛滿水的溢水杯中，同時(shí)用燒杯收集從溢水杯中溢出的水；
③用天平測(cè)出溢出的水和燒杯的總質(zhì)量m₂，
④利用V_石=V_排=

m2-m1

ρ水

得出小礦石的體積．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了天平的使用、固體密度的測(cè)量的基本方法，屬于基礎(chǔ)題．但要牢記測(cè)固體密度的基本方法：用天平測(cè)固體質(zhì)量m，根據(jù)排水法用量筒測(cè)體積V，用公式ρ=

m

V

計(jì)算密度．注意密度公式的單位容易出錯(cuò)．