Question

2．小聰同學(xué)在“測量鹽水密度”的實驗中：

（1）圖甲是小聰在調(diào)節(jié)天平時的情景，小麗指出了他在操作上的錯誤，你認(rèn)為錯誤之處是游碼沒有移到0刻度線處．
（2）天平調(diào)平后，他在燒杯中倒入鹽水，稱出燒杯和鹽水的總質(zhì)量為95g；將燒杯中一部分鹽水倒入量筒中（如圖乙所示），再用天平測量燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量時，天平平衡時所用的砝碼和游碼位置如圖丙所示．請根據(jù)小聰?shù)臏y量填寫下表

燒杯和鹽水的總質(zhì)量 m1/g	燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量 m2/g	量筒中鹽水的質(zhì)量m/g	量筒中鹽水的體積 V/mL	鹽水的密度 ρ/（g/cm3）
95

（3）小聰不小心將量筒打碎了，老師說只用天平也能測量出醬油的密度．于是小聰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將一個燒杯裝滿水，用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量為m₁
③用另一個燒杯裝滿醬油，用天平測出燒杯和醬油的總質(zhì)量為m₂
④則醬油的密度表達(dá)式ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$ρ_水（已知水的密度為ρ_水）
（4）小明針對（3）中小聰?shù)膶嶒炘O(shè)計進(jìn)行評估后，認(rèn)為小聰設(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．

Answer 1

分析 （1）從天平的正確使用和注意事項進(jìn)行判斷：先將游碼移到0刻度線，再調(diào)節(jié)平衡螺母；
（2）根據(jù)量筒中液面的刻度讀出液體的體積；根據(jù)砝碼和游碼的示數(shù)讀出燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量；根據(jù)燒杯和鹽水的總質(zhì)量、燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量求出量筒中鹽水的質(zhì)量，根據(jù)公式ρ=$\frac{m}{V}$求出鹽水的密度；
（3）只有天平，沒有量筒，可以利用等體積的水和醬油，稱量水和醬油的質(zhì)量，根據(jù)體積相等列出等式求出醬油的密度．
（4）要考慮整個過程中對醬油的質(zhì)量和體積有影響的地方．

解答 解：（1）調(diào)節(jié)平衡螺母前，應(yīng)先將游碼移至零刻線處，故錯誤是：游碼沒有移到0刻度線處； 
（2）由乙圖可知，量筒的分度值為2mL，液體的體積為20mL=20cm³；燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量為50g+20g+3.2g=73.2g；則量筒中鹽水的質(zhì)量m=95g-73.2g=21.8g；
鹽水的密度為：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{21.8g}{20c{m}^{3}}$=1.09g/cm³；
（3）小華不小心將量筒打碎了，用天平也能測量出醬油的密度：
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用另一個燒杯裝滿醬油，用天平測出燒杯和醬油的總質(zhì)量為m₂；
則水的質(zhì)量m_醬油=m₂-m₀，燒杯內(nèi)水的體積等于醬油的體積；
④則醬油的密度表達(dá)式ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{醬油}}{V}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$ρ_水．
（4）燒杯裝滿水，易灑出，不方便操作．
故答案為：（1）游碼沒有移到0刻度線處；（2）73.2；21.8；20；1.09；（3）②裝滿水；④$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$ρ_水；（4）燒杯裝滿水，易灑出，不方便操作．

點評 測量液體密度時，只有量筒沒有天平，可以采用被測液體和水的質(zhì)量相同進(jìn)行測量；只有天平?jīng)]有量筒，可以采用被測液體和水的體積相同進(jìn)行測量．醬油體積的測量是本實驗的難點，巧妙地利用等效替代法，是解決此題的關(guān)鍵．