Question

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；
③用刻度尺測出水面到杯底的高度h₁；
④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；
⑤

用刻度尺測出酒精液面到杯底高度h₂

；
⑥計算酒精密度的表達式為ρ_酒精=

h1

h2

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，記下彈簧秤示數F₂

；
④計算酒精密度的表達式為ρ_酒精=

G-F2

G-F1

ρ_水

．
（2）實驗評估：從實驗操作的過程分析，你傾向選擇哪種方案？簡述理由：

乙方案，因為乙方案沒有使用天平，操作更簡單

．

Answer 1

分析：（1）根據各自的實驗方案，完善實驗步驟；
（2）實驗操作越簡單、實驗誤差越小，實驗方案越好．

解答：解：（1）甲實驗步驟：
①調節天平使天平平衡；
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；
③用刻度尺測出水面到杯底的高度h₁；
④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；
⑤用刻度尺測出酒精液面到杯底高度h₂；
⑥設燒杯質量為m₀，底面積為S，
∵ρ=

m

V

=

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=

h1

h2

ρ_水．
乙的實驗步驟：
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，記下彈簧秤示數F₂；
④石塊浸沒在水中是，受到的浮力：F_浮=G-F₁=ρ_水gV_石塊，
石塊浸沒在酒精中是，受到的浮力：F_浮=G-F₂=ρ_酒精gV_石塊，
解得：ρ_酒精=

G-F2

G-F1

ρ_水．
（2）由以上實驗步驟可知，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）用刻度尺測出酒精液面到杯底高度h₂；

h1

h2

ρ_水；將石塊浸沒在酒精中，記下彈簧秤示數F₂；

G-F2

G-F1

ρ_水；　（2）乙方案，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．