Question

1．在測量酒精的密度時，甲、乙兩位同學選用了不同的器材設計了不同的方案．
（1）請你將他們的實驗過程補充完整甲選用的器材：天平、燒杯、刻度尺和水．實驗過程如下：
①調節(jié)天平使天平平衡；
②往燒杯中倒入適量的水，用天平稱出燒杯和水的質量為m；用刻度尺測出水面到杯底的高度h₁；
③將水倒出，倒入適量酒精，用天平稱出燒杯和酒精的質量仍為m；用刻度尺測出酒精液面到杯底的高度h₂
④計算酒精密度的表達式為ρ_酒精=$\frac{{h}_{1}}{{h}_{2}}$ρ_水．
乙選用的器材：彈簧秤、燒杯、石塊、細線和水．實驗過程如下：
①用細線系住石塊，用彈簧秤測出石塊重為G；
②將石塊浸沒在水中，記下彈簧秤的讀數F₁；
③將石塊浸沒在酒精中，記下彈簧秤的讀數F₂；
④計算酒精密度的表達式為ρ_酒精=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$ρ_水．
（2）實驗評估：從實驗操作的過程分析，請傾向選擇哪種方案？簡述理由．選擇乙（填“甲”或“乙”），理由是因為乙方案沒有使用天平，操作更簡單．

Answer 1

分析 （1）根據不同的實驗方案中測得的物理量，結合密度公式，推導出表達式；
（2）實驗操作越簡單、實驗誤差越小，實驗方案越好．

解答 解：（1）甲實驗中：
設燒杯質量為m₀，底面積為S，
酒精的密度：ρ_酒精=$\frac{m}{V}$=$\frac{m}{Sh}$，
水的質量m_水=m-m₀=ρ_水Sh₁，
酒精的質量m_酒精=m-m₀=ρ_酒精Sh₂，
解得：ρ_酒精=$\frac{{h}_{1}}{{h}_{2}}$ρ_水．
乙實驗中：
石塊浸沒在水中時，受到的浮力：F_浮=G-F₁=ρ_水gV_石塊，
石塊浸沒在酒精中時，受到的浮力：F_浮′=G-F₂=ρ_酒精gV_石塊，
解得：ρ_酒精=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$ρ_水．
（2）甲實驗中，放入酒精前，燒杯中的水不可能完全倒出，實驗誤差大；乙方案沒有使用天平，操作更簡單，因此應選擇乙方案．
故答案為：（1）$\frac{{h}_{1}}{{h}_{2}}$ρ_水；$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$ρ_水；（2）乙；因為乙方案沒有使用天平，操作更簡單．

點評 本題考查了學生利用所學知識分析探究實際問題的能力，符合新課標的要求，有一定的拔高難度．