Question

（7分）地下卤水是我市除石油之外的另一重要矿产资源，主要应用于盐化工和滩涂养殖，对沿海经济发展起来越来越重要的作用．某同学提出地下卤水与海水相比，谁的密度更大的问题，实验室提供了如下器材：天平、量筒或量杯、烧杯、地下卤水、海水、滴管、弹簧测力计、系有细丝线的铝块等（所给器材数量足够）．请你按下述要求，设计比较卤水与海水密度大小的实验方案．

（1）从上述器材中选出实验所需器材；

（2）写出实验步骤及比较密度大小的过程．

 

Answer 1

方法一：（1）需要的实验器材有：烧杯两个、地下卤水、海水、弹簧测力计、系有细丝线的铝块；

（2）实验步骤：①在烧杯中加适量的卤水，然后将带有细线的铝块挂在弹簧测力计下，并将铝块完全浸没在卤水中，记下弹簧测力计的示数为F1；

②将另一烧杯中加适量的海水，然后将带有细线的铝块挂在弹簧测力计下，并将铝块完全浸没在海水中，记下弹簧测力计的示数为F2；

③当F1＞F2时，说明铝块在卤水中受到的浮力小；当F1=F2时，说明铝块在卤水和海水中受到的浮力相等；当F1＜F2时，说明铝块在卤水中受到的浮力大；

④由F浮=ρ液gV排可知：在g和V排相同的情况下，若F1＞F2，则ρ卤水＜ρ海水；若F1=F2，则ρ卤水=ρ海水；若F1＜F2，则ρ卤水＞ρ海水．

方法二：（1）需要的实验器材有：两个相同的烧杯、地下卤水、海水、天平、量筒，滴管；

（2）实验步骤：①在已经调好的天平左右盘分别放置两个完全一样的烧杯，分别向两个烧杯中注入质量相同的卤水和海水，可用滴管滴加，直到天平再次平衡，此时两种液体的质量相等；

②将烧杯中的卤水和海水，分别倒入量筒中测出体积的大小，记作V1，V2；

③由可知，m一定，若V1＞V2，则ρ卤水＜ρ海水；若V1=V2，则ρ卤水=ρ海水；若V1＜V2，则ρ卤水＞ρ海水．

【解析】

试题分析：方法一：根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，在g和V排相同的情况下，浮力的大小与液体的密度成正比。可用弹簧测力计分别测出铝块浸没（保证V排相同）在两种液体中的浮力，从而比较液体密度的大小。

方法二：根据密度的计算公式可知：在m一定时，物体的体积越大，密度越大，在V一定时，物体的质量越大，密度越大。可用天平取相同质量的两种液体，再用量筒比较体积的大小，体积大的密度小；也可用量筒取相同体积的两种液体，再用天平比较质量的大小，质量大的密度大。

考点：测密度的实验设计，阿基米德原理的应用