Question

在杠桿的兩端分別掛著質量和體積都相同的鐵球和鋁球，這時杠桿平衡．將兩球分別浸泡在質量相同，濃度相同的稀硫酸中（如圖），直至兩個燒杯中均沒有氣泡產生為止．兩球的外形變化不大且無孔洞出現．下列推測中正確的是（ ）

• A．拿掉燒杯后，要使杠桿仍然平衡，支點應向M移動
• B．鐵球一定是空心的
• C．拿掉燒杯后，杠桿仍然平衡（金屬球上附著的液體忽略不計，下同）
• D．拿掉燒杯后，要使杠桿仍然平衡，支點應向N移動

Answer 1

【答案】分析：鐵球和鋁球的質量和體積都相同，而鐵比鋁的密度大很多，所以鐵球一定是空心的．將兩球分別浸泡在質量相同，濃度相同的稀硫酸中，至不在反應，鐵球和鋁球的外形變化不大且無孔洞出現，說明金屬都有剩余，硫酸完全反應，通過化學方程式計算可知相同質量的硫酸消耗鐵的質量要比鋁多，所以反應后鐵球要比鋁球輕，故支點應向N移動．
解答：解：A、通過化學方程式可算出鐵球和鋁球減少在的質量比．解：設消耗的鐵和鋁的質量分別為x、y，硫酸的質量為100g，質量分數為a%則：
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑ 2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑
56 98 54 294
x 100g×a% y 100g×a%
即： 即：
解得：x=  解得：y=
故消耗的鐵和鋁的質量之比為：=28：9
由質量比可見，鐵球減少的質量大，所以支點應向N移動，故此項錯誤．
B、鐵球和鋁球的質量和體積都相同，而鐵比鋁的密度大很多，所以鐵球一定是空心的．故正確．
C、因為鐵球減少的質量大，所以拿掉燒杯后杠桿向鋁球傾斜，故此項錯誤．
D、因為反應后鋁球的質量比鐵球大，所以拿掉燒杯后，要使杠桿仍然平衡，支點應向N移動，此項正確．
故選BD
點評：杠桿或天平平衡問題經常出現在中考題在，解決這類題要根據反應條件準確判斷物質質量的變化．