Question

小芳、小于和小江三位同學在探究“物體的狀態對質量大小的影響”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量為m₁；
②將冰塊放在天平上，測出其質量為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量為m₃，現在請你將她們兩人的發現和結論寫出來．
（1）小芳通過比較

m₁和m₂

，發現冰熔化后，其質量是

減小的

；小于通過比較

m₁+m₂和m₃

，發現冰熔化后，其質量是

不變的

．
（2）小芳和小于當中誰的結論是正確的？

小于

．另一個得出錯誤結論的原因是什么？
（3）愛動腦的小江發現小芳、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行實驗的．

Answer 1

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

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

點評：此題考查的是不同方案探究質量與狀態的關系，包括過程和誤差分析及方案的優化，考查方式新穎，有深度，是一道鍛煉學生思維能力和分析能力的好題．