Question

小芳、小于和小江三位同學(xué)在探究“物體的狀態(tài)對質(zhì)量大小的影響”時提出了多種實驗方案：
小芳的方案：
①將一塊冰放入燒杯中，用天平測出冰和燒杯的總質(zhì)量m₁；
②將放有冰塊的燒杯放在鐵架臺上，用酒精燈加熱，使冰全部熔化成水；
③用天平測出燒杯和其中水的總質(zhì)量為m₂．
小于的方案：
①將盛有適量熱水的燒杯放在天平上測出其質(zhì)量為m₁；
②將冰塊放在天平上，測出其質(zhì)量為m₂；
③將冰塊放入盛有熱水的燒杯中，讓冰熔化成水；
④用天平測出燒杯和其中水的總質(zhì)量為m₃，現(xiàn)在請你將她們兩人的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論寫出來．
（1）小芳通過比較

m₁和m₂

，發(fā)現(xiàn)冰熔化后，其質(zhì)量是

減小的

；小于通過比較

m₁+m₂和m₃

，發(fā)現(xiàn)冰熔化后，其質(zhì)量是

不變的

．
（2）小芳和小于當(dāng)中誰的結(jié)論是正確的？

小于

．另一個得出錯誤結(jié)論的原因是什么？
（3）愛動腦的小江發(fā)現(xiàn)小芳、小于的方案都有缺陷，提出了一種既簡捷又方便的實驗．請你寫出小江是如何進(jìn)行實驗的．

Answer 1

分析：（1）液體在任何溫度下都會蒸發(fā)，溫度越高蒸發(fā)越快；在溫度降低時，空氣中的水蒸氣會液化成水；
（2）質(zhì)量是物體本身的一種屬性，與物體的狀態(tài)無關(guān)，在探究質(zhì)量與狀態(tài)是否有關(guān)時，一定注意狀態(tài)發(fā)生變化時，物質(zhì)總量是否發(fā)生變化．
（3）為避免水由于蒸發(fā)或水蒸氣液化對實驗過程的影響，可以將冰塊密封后熔化，比較質(zhì)量是否變化．

解答：解：
（1）①小芳先測出燒杯和冰的質(zhì)量m₁，熔化測出燒杯和水的質(zhì)量m₂，由于水在加熱過程中會蒸發(fā)，所以發(fā)現(xiàn)m₂小于m₁；
②小于分別測出燒杯和熱水的質(zhì)量m₁、冰的質(zhì)量m₂，再將冰放入熱水并熔化，測出質(zhì)量m₃，由于冰放入熱水，熱水溫度降低，蒸發(fā)減慢，對測量結(jié)果影響較小，所以得到質(zhì)量不變的結(jié)論；
故答案為：m₁和m₂；減小的；m₁+m₂和m₃；不變的；
（2）答：小于的結(jié)論是正確的；原因一是冰放在燒杯中測質(zhì)量的過程中，由于冰溫度太低，導(dǎo)致空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水珠附著在燒杯壁上，導(dǎo)致m₁的測量結(jié)果偏大；原因二是用酒精燈加熱使冰熔化成水的過程中，水不斷蒸發(fā)，所測的m₂偏小；
（3）答：將冰塊放入一個密閉的容器中，稱出其質(zhì)量記作m₁；等冰完全熔化成水后，再稱其質(zhì)量，記作m₂，比較m₁和m₂大小，就能得到物體質(zhì)量與狀態(tài)的關(guān)系了．

點評：此題考查的是不同方案探究質(zhì)量與狀態(tài)的關(guān)系，包括過程和誤差分析及方案的優(yōu)化，考查方式新穎，有深度，是一道鍛煉學(xué)生思維能力和分析能力的好題．