Question

4．閱讀短文，回答問題．
蘋果是一種智慧之果，它具有傳奇般的色彩，網(wǎng)絡(luò)上曾盛行這樣一種說法：上帝的蘋果樹共結(jié)了三個(gè)蘋果，第一個(gè)蘋果被亞當(dāng)和夏娃偷吃了，第二個(gè)蘋果砸在了牛頓的頭上，第三個(gè)蘋果送給了喬布斯，下面就讓我們來一次有關(guān)蘋果的探索之旅吧！

（一）測量蘋果的密度：
方法一：如圖甲所示，用天平測得蘋果的質(zhì)量為162g；若蘋果的體積為200cm³，則蘋果的密度為0.81g/cm³．
方法二：將蘋果輕放入裝滿水的溢水杯中，靜止時(shí)，蘋果漂浮在水面上，測得從杯中溢出水的體積為V₁；再用細(xì)針緩緩地將蘋果全部壓入水中，從杯中又溢出了體積為V₂的水．已知水的密度為p_水，則蘋果密度的表達(dá)式為ρ_蘋果=$\frac{{V}_{1}}{{V}_{1}+{V}_{2}}$ρ_水．
（二）科學(xué)探究：蘋果電池的電壓大小U與電極插入蘋果的深度h的關(guān)系．
在蘋果中插入銅片和鋅片，就能自制成為一個(gè)蘋果電池，銅片是電池的正電極，鋅片是負(fù)電極．那么，蘋果電池的電壓大小與電極插入蘋果的深度有怎樣的關(guān)系呢？某實(shí)驗(yàn)小組用如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)器材對該問題進(jìn)行探究．
（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線完成實(shí)物連接．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)保持其他條件不變，只改變電極插入蘋果的深度．
（3）小組同學(xué)測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

電極插入的深度h/cm	1	2	3	4	5	6
蘋果電池電壓U/V	0.12	0.18	0.22	0.27	0.3	0.34

（4）分析表格中的數(shù)據(jù)，你能得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是蘋果電池的電壓大小隨電極插入蘋果深度的增加而增大．
（5）科學(xué)猜想：蘋果電池的電壓大小還可能與蘋果的種類有關(guān)．
（6）如果實(shí)驗(yàn)前不知道蘋果電池的正負(fù)極，可以使用龜壓表來判斷，你認(rèn)為還可以使用電流表（填一種實(shí)驗(yàn)器材）來判斷．

Answer 1

分析 （一）（1）砝碼與游碼的示數(shù)之和為蘋果的質(zhì)量，已知蘋果的質(zhì)量與體積，由密度公式可求出蘋果的密度；
（2）蘋果漂浮在水面上時(shí)，對蘋果進(jìn)行受力分析，由平衡條件求出蘋果所受的重力，
然后由浮力公式的變形公式求出蘋果的質(zhì)量，根據(jù)蘋果完全浸入水中時(shí)排出水的總體積求出蘋果的體積，
然后根據(jù)密度公式求出蘋果的密度表達(dá)式．
（二）（1）電壓表要測蘋果電池的電壓，因此電壓表應(yīng)并聯(lián)在蘋果電池的兩端，用開關(guān)控制電壓表與電池的連接與斷開，據(jù)此連接電路圖；
（2）實(shí)驗(yàn)要探究蘋果電池電壓U大小與電極插入蘋果的深度h的關(guān)系，應(yīng)保持其它條件不變，只改變電極插入蘋果的深度h；
（3）分析表中數(shù)據(jù)，找出電池電壓與電極插入深度間的關(guān)系從而得出結(jié)論；
（4）可從蘋果的種類、蘋果大小、兩電極間的距離、電極面積大小、電極材料等方面猜想，影響電池電壓大小的因素；
（5）可根據(jù)電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向、根據(jù)發(fā)光二極管的單向?qū)щ娦�、小磁針靜止在電流磁場中N極的指向等判斷電池的正負(fù)極．

解答 解：
（一）（1）由圖示天平可知，砝碼質(zhì)量為100g+50g+10g=160g，游碼示數(shù)是2g，
則蘋果質(zhì)量為m=160g+2g=162g；
蘋果的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{162g}{200c{m}^{3}}$=0.81g/cm³；
（2）蘋果靜止地漂浮在水面上時(shí)，F(xiàn)_浮=G；
因?yàn)樘O果所受到的浮力F_浮=ρ_水gV₁，所以ρ_水gV₁=mg，
蘋果質(zhì)量m=ρ_水V₁；
蘋果完全浸入水中時(shí)所排開水的體積等于蘋果的體積，
由題意知蘋果體積V=V₁+V₂，
蘋果的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{ρ}_{水}{V}_{1}}{{V}_{1}+{V}_{2}}$=$\frac{{V}_{1}}{{V}_{1}+{V}_{2}}$ρ_水；
（二）（1）電壓表經(jīng)開關(guān)接在電池兩端，電路圖如圖所示：
；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)保持其它條件不變，只改變電極插入蘋果的深度h；
（4）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，隨電極插入深度的增加，電池電壓增加；
（5）蘋果電池的電壓大小還可能與蘋果的種類（或蘋果大小、兩電極間的距離、電極面積大小、電極材料等）有關(guān)；
（6）如果實(shí)驗(yàn)前不知道蘋果電池的正負(fù)極，可以使用電壓表來判斷，還可以使用：電流表（或發(fā)光二極管、小磁針等）來判斷；
故答案為：（一）162.4；0.81；$\frac{{V}_{1}}{{V}_{1}+{V}_{2}}$ρ_水
（二）（1）如圖所示；
（2）電極插入蘋果的深度；
（4）蘋果電池的電壓大小隨電極插入蘋果深度的增加而增大；
（5）蘋果的種類等；
（6）電流表（或發(fā)光二極管、小磁針）．

點(diǎn)評 本題為實(shí)驗(yàn)探究題，考查了天平的讀數(shù)、求蘋果密度等問題；探究了蘋果電池的電壓大小U與電極插入蘋果的深度h的關(guān)系，要知道砝碼質(zhì)量與游碼示數(shù)之和為被測物體的質(zhì)量；對蘋果進(jìn)行受力分析、由平衡條件及浮力公式求出蘋果的質(zhì)量是第二問的難點(diǎn)，也是解題的關(guān)鍵．