Question

5．在測量學(xué)生奶密度的實驗中：
（1）為了減小實驗誤差，應(yīng)該選擇圖甲（填“甲”或“乙”）中的量筒，
（2）將天平放在水平臺面上，把游碼移到標(biāo)尺左端的0刻度處
（3）小銘進(jìn)行了如下實驗：
A．把天平放在水平桌面上調(diào)節(jié)天平平衡；
B．用天平測出燒杯的質(zhì)量m₁；
C．將適量的學(xué)生奶倒入燒杯，測出燒杯和學(xué)生奶的總質(zhì)量m₂
D．將燒杯中的學(xué)生奶全部倒入量筒，測出體積V，
考慮到學(xué)生奶在從燒杯中倒出時有殘留，密度的測量值偏偏大，為此同組的小浩提出只要調(diào)整實驗順序就可以解決這個問題，這個實驗順序是ACDB（填序號）
（4）按照調(diào)整后的方案進(jìn)行實驗在測量燒杯質(zhì)量時砝碼及游碼情況如圖丙所示．實驗數(shù)據(jù)如下表，其中①和②的數(shù)值分別為36.6、1.04．

燒杯的質(zhì)量m1/g	燒杯和學(xué)生奶的總質(zhì)量m2/g	學(xué)生奶的體積V/cm3	學(xué)生奶的密度ρ/（g•cm-3）
①	78.2	40	②

（5）小華不小心將量筒打碎了，老師說只用天平也能測量出學(xué)生奶的密度，于是小華添加兩個完全相同的燒杯和適量的水，設(shè)計了如下實驗步驟，請你補充完整．
①調(diào)好天平，用天平測出空燒杯質(zhì)量為m₀；
②將一個燒杯裝滿學(xué)生奶用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量為m₁；
③用另一個燒杯裝滿學(xué)生奶，用天平測出燒杯和學(xué)生奶的總質(zhì)量為m₂；
④則學(xué)生奶的密度表達(dá)式ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$•ρ_水（已知水的密度為ρ_水）
（6）小明針對小華的實驗設(shè)計進(jìn)行評估后，認(rèn)為小華設(shè)計的操作過程有不妥之處，你認(rèn)為該不妥之處是：燒杯裝滿水，易灑出，不方便操作，你的改進(jìn)方案是可以在兩燒杯上同一適當(dāng)位置劃線，再把水和學(xué)生奶分別裝到刻度線的位置．．

Answer 1

分析 （1）為了減小實驗誤差，應(yīng)該選擇分度值小的量筒；
（2）測量前調(diào)節(jié)天平平衡時，應(yīng)先調(diào)節(jié)游碼再調(diào)節(jié)平衡螺母；
（3）根據(jù)密度公式和實驗步驟分析解答；
（4）用天平測量物體質(zhì)量時，被測物體的質(zhì)量等于砝碼總質(zhì)量與游碼所對刻度之和；已知燒杯的質(zhì)量、燒杯和學(xué)生奶的總質(zhì)量，兩者之差就是學(xué)生奶的質(zhì)量；根據(jù)密度的計算公式計算學(xué)生奶的密度；
（5）只有天平，沒有量筒，可以利用等體積的水和學(xué)生奶，稱量水和學(xué)生奶的質(zhì)量，根據(jù)體積相等列出等式求出學(xué)生奶的密度．
（6）要考慮整個過程中對學(xué)生奶的質(zhì)量和體積有影響的地方，由此分析解答．

解答 解：
（1）由圖知，甲量筒分度值為1mL，乙量筒分度值為2mL，為了減小實驗誤差，應(yīng)該選擇分度值小甲量筒；
（2）將天平放在水平臺面上，把游碼移到標(biāo)尺左端的0刻度處；
（3）先測空燒杯的質(zhì)量，再測燒杯和學(xué)生奶的總質(zhì)量，再將學(xué)生奶倒入量筒中測體積時，因為燒杯壁會殘留部分學(xué)生奶，所以學(xué)生奶的體積減小了，根據(jù)密度公式ρ=$\frac{m}{ρ}$，質(zhì)量不變，體積減小，密度值就增大了，所以結(jié)果偏大．
為防止容器壁粘液體影響所測結(jié)果，要先測燒杯和學(xué)生奶總質(zhì)量，再將學(xué)生奶倒入量筒中測出倒出的學(xué)生奶的體積，剩余學(xué)生奶和燒杯的總質(zhì)量，則倒出的學(xué)生奶質(zhì)量可求．學(xué)生奶的密度可用倒出的學(xué)生奶質(zhì)量和倒出的學(xué)生奶的體積求出．這樣就可以減小誤差的產(chǎn)生．所以實驗順序應(yīng)是ACDB；
（4）燒杯和學(xué)生奶的總質(zhì)量為m_總=20g+10g+5g+1.6g=36.6g；
學(xué)生奶的質(zhì)量為m=m_總-m₀=78.2g-36.6g=41.6g，
學(xué)生奶的密度為ρ=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{41.6g}{40c{m}^{3}}$=1.04g/cm³；
（5）小華不小心將量筒打碎了，用天平也能測量出學(xué)生奶的密度：
①調(diào)好天平，用天平測出空燒杯質(zhì)量為m₀．
②將一個燒杯裝滿水，用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量為m₁．
則水的質(zhì)量m_水=m₁-m₀，
由ρ=$\frac{m}{V}$可求得，水的體積V=$\frac{{m}_{1}{m}_{0}}{{ρ}_{水}}$，
③用另一個燒杯裝滿學(xué)生奶，用天平測出燒杯和學(xué)生奶的總質(zhì)量為m₂．
則學(xué)生奶的質(zhì)量m_{學(xué)生奶}=m₂-m₀，
燒杯內(nèi)水的體積等于學(xué)生奶的體積；
④則學(xué)生奶的密度表達(dá)式ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{學(xué)生奶}}{V}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$•ρ_水．
（2）燒杯裝滿水，易灑出，不方便操作；
改進(jìn)方案：可以在兩燒杯上同一適當(dāng)位置劃線，再把水和學(xué)生奶分別裝到刻度線的位置．
故答案為：（1）甲；（2）0刻度；（3）楄大；ACDB；（4）36.6；1.04；（5）②裝滿學(xué)生奶；④$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$•ρ_水；（6）燒杯裝滿水，易灑出，不方便操作；可以在兩燒杯上同一適當(dāng)位置劃線，再把水和學(xué)生奶分別裝到刻度線的位置．

點評 本題目是測定液體密度的實驗題，在實驗室中，質(zhì)量用天平來測，體積測量往往需用量筒和量杯，應(yīng)當(dāng)掌握天平和量筒的正確使用和讀數(shù)．同時考查了密度的基本計算、對誤差的分析能力和減小誤差的方法，還考查了利用等體積測密度．