Question

1．小芸想利用一架已经调节好的天平、一只空杯和适量的水测量妈妈刚买回来的大米的密度，她的操作步骤如下，请根据小芸的思路填写出她所要进行的操作并进行评价．
（1）用天平测出空杯的质量m₁；
（2）空杯中装满大米后，压实抹平，用天平测出杯和大米的总质量m₂；
（3）倒掉杯中的大米，在杯中装满水，用天平测出杯子和水的总质量m₃；
（4）大米的密度ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{1}}•{ρ}_{水}$（用测出的物理量和水的密度ρ_水来表示）．
评价：本实验中小芸是采用等量替代法来测大米的密度的，但由于大米不像面粉、细沙等物，采用这种方法进行测量，会使算出的大米密度偏小，原因是大米体积（选填“质量”或“体积”）的测量值比真实值大．
反思：对于像大米、白糖这样的能溶于水或具有吸水性的物质，如何较准确地测出它们的体积呢？请你写出一种方法，你的办法是将吸水性物质放入水中，吸足水后，再放入量筒中测体积．

Answer 1

分析 （1）要测量出大米的密度，需测出大米的质量和体积，质量可通过天平测出，体积可用等量替代法，测出与大米体积相同的水的质量，便可计算出大米的体积，从而计算出大米的密度．
（2）由于米粒间存在较大间隙，采用这种方法测量大米体积，会导致测得的体积值偏大，根据ρ=$\frac{m}{V}$可知，
会使算出的大米密度偏小．
（3）具有吸水性的物质，要准确测得它们的体积可以用排沙法或排油法，或者先让它吸足水，再用量筒测它的体积，或者在具有吸水性的物质的外部包一层薄保鲜膜；能溶于水的物质，要准确测得它们的体积可以用排沙法或饱和溶液法．

解答 解：（1）用天平测出空杯的质量m₁；
（2）空杯中装满大米后，压实抹平，用天平测出杯和大米的总质量m₂；
（3）结合给出的实验步骤可知，本实验采用了等量替代法来测大米的体积，故需要在空杯中装满水，用天平测出杯子和水的总质量m₃；
（4）根据步骤（1）、（2）可得一杯大米的质量m=m₂-m₁；
根据步骤（1）、（3）可得一杯水的质量m_水=m₃-m₁；
所以大米的体积V=V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$；
则大米的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{1}}•{ρ}_{水}$
评价：本实验中小芸是采用等量替代法来测大米的体积，从而测出大米的密度；由于米粒间存在较大间隙，采用这种方法测量大米体积，会导致测得的体积值偏大，根据ρ=$\frac{m}{V}$可知，会使算出的大米密度偏小．
反思：具有吸水性的物质，要准确测得它们的体积可以“先让它吸足水，之后它不再吸水，再用量筒测它的体积”，或者用排沙法、排油法，或者在具有吸水性的物质外部包一层薄保鲜膜；能溶于水的物质，要准确测得它们的体积可以用排沙法或饱和溶液法．
答案：（3）装满水，杯子和水的总质量m₃；（4）$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{1}}•{ρ}_{水}$
评价：等量替代，小，体积，大；
反思：将吸水性物质放入水中，吸足水后，再放入量筒中测体积．（答案不唯一）

点评 本题主要考查了测量大米的密度，考查了对实验原理的掌握，要掌握实验中测量体积的方法-等量替代法；此题难度大，学习中不仅要掌握测固体密度的基本方法，还要灵活解决各种测固体体积的方法．