Question

【題目】學校創新實驗小組欲測量某礦石的密度，而該礦石形狀不規則，無法放入量筒，故選用水、燒杯、天平（帶砝碼和鑷子）、細線、鐵架臺等器材進行實驗，主要過程如下：

（1）將天平放置在水平桌面上，把游碼撥至標尺的___________處，并調節平衡螺母，使天平平衡。

（2）將裝有適量水的燒杯放入天平的左盤，先估計燒杯和水的質量，然后用________往天平的右盤______（選填“從小到大”或“從大到小”）試加砝碼，并移動游碼，直至天平平衡，這時右盤中的砝碼和游碼所在的位置如圖甲所示，則燒杯和水的總質量為______g。

（3）如圖乙所示，用細線系住礦石，懸掛在鐵架臺上，讓礦石浸沒在水中，細線和礦石都沒有與燒杯接觸，天平重新平衡時，右盤砝碼的總質量及游碼指示的質量值總和為144g，則礦石的體積為_______m3。（ρ水=1.0×103kg/m3）

（4）如圖丙所示，礦石下沉到燒杯底部，天平再次平衡時，右盤中砝碼的總質量及游碼指示的質量值總和為174g，則礦石的密度為____________kg/m3。

Answer 1

【答案】零刻度線 鑷子 從大到小 124 2×10-5 2.5×103

【解析】

（1）使用天平稱量前，應把游碼撥至標尺的零刻度線處；

（2）添加或減少砝碼時，需要用到鑷子而不能直接用手；在試加砝碼時，應遵循先大后小的原則；由圖甲知，此時砝碼的總質量為120g，游碼所指示的質量值剛好為4g，所以得出燒杯和水的總質量為m=120g+4g=124g；

（3）礦石浸沒在水中后，水對礦石有向上的浮力F浮作用，根據力的作用具有相互性，得礦石對水有向下的壓力F壓作用，F壓的大小應等于增加的砝碼的重力G增，即F壓=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壓=0.2N，又由阿基米德原理得:F浮=ρ水gV排=ρ水gV礦，

則礦石的體積；

（4）對比圖甲和圖丙，可以得出礦石的質量為m礦=174g－124g=50g=0.05kg，進而得出礦石的密度。