Question

13．张明和王芳合作，进行“测定盐水的密度”的实验．
实验器材：天平（含砝码）、量筒、烧杯、盐水
实验步骤：步骤一、用天平测出空烧杯的质量m₁
步骤二、将盐水倒进烧杯，用天平测出装有盐水的烧杯总质量m₂
步骤三、将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，读出盐水的体积V
步骤四、计算出盐水的密度：
他们收拾好实验器材后，一起对实验过程进行了评估：
张明说：我们的实验原理正确，实验器材使用恰当，操作过程规范，读数准确，计算无误，得出的盐水密度是准确的．
王芳说：在操作过程中，我发现有一点儿盐水沾在烧杯内壁上，这样，尽管我们操作规范、读数准确、计算无误．但我们测量得到的数据还是有了误差，导致计算的结果也有误差．
张明认真思考后，同意了王芳的意见．然后，他们一起继续探讨如何改进实验方案，尽量减小测量的误差．
根据张明和王芳对实验过程的评估，请你回答：
（1）王芳这里所指的“测量误差”是在上述步骤的第三步骤产生的，导致了盐水体积读数偏小（填“偏大”或“偏小”），从而使得盐水密度的计算结果偏大（填“偏大”或“偏小”）．
（2）为了减小实验的误差，必须从质量和体积两方面的测量进行控制．根据张明和王芳的意见分析，在不增加实验器材的条件下，提出你的实验设计方案，使实验结果的误差达到最小．实验步骤是：步骤一、将适量的盐水倒入量筒中，测出盐水的体积V₁；步骤二、用天平测出盐水和量筒的质量m₁；步骤三、把量筒里的盐水倒出一部分，再测出量筒内剩余盐水的体积V₂、剩余盐水和量筒质量m₂；步骤四、计算出倒出部分盐水的密度
（3）在你的设计方案中，控制误差的思路是：这种方法避免了因盐水沾在烧杯壁所引起的误差：保证m₁、m₂测量准确，V₁读数准确，尽管V₂的读数还是存在着误差，但已经把误差控制到最小．

Answer 1

分析 （1）在将盐水从烧杯中全部到倒出时，烧杯壁易粘液体，会使测量盐水的体积偏小，根据ρ=$\frac{m}{V}$计算得出的盐水密度偏大；
（2）减小误差的办法就是：去掉步骤一，改为测量剩余盐水和烧杯的总质量m₂，这样就防止了残留问题．

解答 解：（1）此实验中，液体从烧杯全部倒入量筒测体积时，烧杯壁粘液体，测得体积偏小，密度偏大；
（2）改进方案：
步骤一、将适量的盐水倒入量筒中，测出盐水的体积V₁；
步骤二、用天平测出盐水和量筒的质量m₁；
步骤三、把量筒里的盐水倒出一部分，再测出量筒内剩余盐水的体积V₂、剩余盐水和量筒质量m₂；
步骤四、计算出倒出部分盐水的密度．
（3）这种方法避免了因盐水沾在烧杯壁所引起的误差：保证m₁、m₂测量准确，V₁读数准确，尽管V₂的读数还是存在着误差，但已经把误差控制到最小．
故答案为：（1）三；偏小；偏大；（2）改进方案如上；（3）这种方法避免了因盐水沾在烧杯壁所引起的误差：保证m₁、m₂测量准确，V₁读数准确，尽管V₂的读数还是存在着误差，但已经把误差控制到最小．

点评 本题考查了学生对液体密度测量实验的掌握，明确本实验中附着在玻璃杯内壁上的盐水对测量结果的影响是改进的突破点，也是这一实验中最容易产生误差的地方，我们应该学会分析并能利用合理的设计来尽量减小误差的产生．