Question

（1）研究小組的同學(xué)為測量牛奶的密度，用天平、量筒和玻璃杯等器材，設(shè)計了如下了實驗步驟：
A．用天平稱出玻璃杯的質(zhì)量m₁
B．將適量的牛奶倒入玻璃杯中
C．用天平稱出玻璃杯和牛奶的總質(zhì)量m₂
D．將玻璃杯中的牛奶倒入量筒中，測出牛奶的體積V
E．計算牛奶的密度ρ=（m₂-m ₁）/V
你認為這個方案有什么缺點？
（2）小亮找到了一些金屬粒，他設(shè)計了以下步驟測量金屬粒的密度．
A、測量空瓶的質(zhì)量是m₁　　　　B、把天平放到________桌面上
C、測量空瓶裝滿水后總質(zhì)量是m₂　　　　 D、測量空瓶與金屬粒的總質(zhì)量為m₃
E、瓶中注滿水，稱出瓶、水和金屬粒的總質(zhì)量為m₄
F、調(diào)節(jié)________螺母，直至________或________，說明天平平衡了
G、把游碼撥到標尺零刻度處
①請你把上述實驗步驟補充完整，并按合理的順序排列：________．
②請你把金屬粒的密度表達式寫在下面的方框中．

________

（3）小云的手邊只有一個量程合適的彈簧測力計、一只小塑料桶和足量的水，他想測量一塊金屬的密度，（金屬塊可以放入小塑料桶中）你認為可以如何測，請寫出實驗的具體步驟及金屬塊密度表達式．
（4）研究小組的同學(xué)將質(zhì)量相同的密度分別為ρ₁和ρ₂的兩種沙子混合在一起，請你求出混合后沙子的密度．（設(shè)混合后總體積不變）
（5）在參加研究性學(xué)習(xí)過程中，物理課外活動小組的同學(xué)利用所學(xué)的知識測量了一件用金銅合金制成的工藝品中含金量的百分比．他們用天平測出工藝品的質(zhì)量是600g，用量筒測出工藝品的體積是50cm³．通過查密度表并進一步分析知道金的密度是19.3g/cm³，銅的密度是8.9g/cm³．設(shè)這兩種金屬在制成合金過程中總體積不變．請你和課外小組的同學(xué)一起用測量出和查出的數(shù)據(jù)，求出這件工藝品中含金量（質(zhì)量數(shù)）的百分比．

Answer 1

解：（1）測量體積時，從玻璃杯倒入量筒時，玻璃杯內(nèi)壁會殘留牛奶，使測得牛奶體積偏小，密度偏大．
（2）測量金屬粒密度的步驟：
①把天平放到水平桌面上，
②把游碼撥到標尺零刻度處，
③調(diào)節(jié)平衡螺母，直至指針指在分度盤中線或左右擺動幅度相等，說明天平平衡了，
④測量空瓶的質(zhì)量是m₁，
⑤測量空瓶與金屬粒的總質(zhì)量為m₃，
⑥測量空瓶裝滿水后總質(zhì)量是m₂，
⑦瓶中注滿水，稱出瓶、水和金屬粒的總質(zhì)量為m₄．
所以測量金屬粒的合理的順序排列為：BFADCE；
金屬粒的密度表達式：ρ==ρ_水．
（3）步驟：①測力計測出減數(shù)塊重力為G，
②將金屬塊浸沒在水中記下測力計示數(shù)為F，
③表達式：ρ=ρ_水．
（4）密度為ρ₁的沙子的體積V₁=，
密度為ρ₂的沙子的體積V₂=，
則混合后沙子的密度：ρ==．
（5）合金中金和銅的體積分別為：
v_金=，v_銅=；
由于合金體積v=v_金+v_銅=+=50cm³；
即：+=50cm³；
m_金=288g．
工藝品中含金量（質(zhì)量數(shù)）的百分比為：×100%=48%．
答：合金工件的含金量48%．
故答案為：（1）玻璃杯內(nèi)壁會殘留牛奶，使測得牛奶體積偏小，密度偏大．
（2）水平；平衡；指針指在分度盤中線；左右擺動幅度相等；
①BGFADCE；
②ρ=ρ_水．
（3）①測力計測出減數(shù)塊重力為G，
②將金屬塊浸沒在水中記下測力計示數(shù)為F，
③表達式：ρ=ρ_水．）
（4）ρ=．
分析：（1）由公式ρ=可知，要測量牛奶的密度，需要得到牛奶的質(zhì)量和體積．利用步驟A和C可測出牛奶的質(zhì)量．步驟D可測量牛奶體積時，有部分牛奶會沾在杯壁水上，導(dǎo)致量筒中牛奶的體積略小于玻璃杯中的體積，由此可以得出該實驗的與不足之處．
（2）天平使用前首先將天平放在水平桌面上，首先把游碼撥到標尺零刻度處，然后調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡；再根據(jù)測量密度的原理，分別測量出質(zhì)量m和體積v，然后分析出正確的順序，并利用所測量的物理量表示出密度．
（3）①彈簧測力計可以測出重力，可求出質(zhì)量；
②利用阿基米德原理，測出浮力，計算出金屬塊的體積；
③根據(jù)密度的計算公式計算金屬塊密度．
（4）根據(jù)各自的密度算出各自的體積；根據(jù)混合沙子的密度等于總質(zhì)量和總體積的比值求出混合沙子的密度．
（5）要求出這件工藝品中含金量（質(zhì)量數(shù)）的百分比．可以利用它質(zhì)量和體積都不變的情況，利用密度公式分別列出體積的表達式，計算得出結(jié)果．
點評：（1）測量過程中誤差是不可避免的，在條件允許的情況下，應(yīng)該優(yōu)化實驗過程減小誤差．
（2）對于用天平測量物體質(zhì)量、用天平和量筒測量固體、液體密度是實驗步驟的排序，無論步驟的繁與簡，抓住基本步驟是關(guān)鍵．
（3）測固體密度的關(guān)鍵是想辦法測出物體的質(zhì)量和體積，在儀器選擇受限時，我們可以運用等效替代法，此題中金屬塊排開水的體積就是它本身的體積．
（4）主要考查學(xué)生對混合物質(zhì)的密度計算，解答此題的關(guān)鍵是用總質(zhì)量除以總體積，而不是三種密度加起來除以3，這是學(xué)生容易出錯的地方，對此要向?qū)W生特別強調(diào)．
（5）本題難度大，要充分利用密度的公式靈活地進行計算，利用體積不變?yōu)榍疤崃谐龅仁绞顷P(guān)鍵．