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第 4 节 跨学科实践：制作微型密度计
（一）活动目的
1. 了解微型密度计的结构及工作原理。
2. 设计一个能放入小瓶中的微型密度计。
3. 按照设计要求，完成微型密度计的制作，并用自制密度计测量酒精溶液的密度。
（二）活动准备
【任务一】了解密度计的工作原理。
观察实验室密度计的结构，并用密度计测量水和酒精等液体的密度，分析密度计的工作原理。
【任务二】了解常用于消毒的酒精溶液的密度。
查阅资料，说一说常用于消毒的酒精溶液中的酒精含量是多少，酒精溶液的密度是多少。
（三）我的设计
1. 请先设计出微型密度计的结构图，并尝试把它画出来。
2. 请利用浮力、密度等知识计算出标度杆、浮子、配重等部件的大致规格。
3. 在制作微型密度计的过程中需要哪些工具？
（四）制作过程
1. 制作微型密度计。
展示自己的作品，也可以拍成照片进行展示。
2. 微型密度计的性能测试。
用微型密度计测量水的密度，大致了解自制密度计的测量误差范围。
（五）展示交流
1. 用微型密度计测量酒精溶液的密度，比较每个密度计的测量结果。
2. 分析自制密度计测量存在误差的主要原因。
3. 说一说在制作密度计时的收获和体会。
（一）活动目的
1. 了解微型密度计的结构及工作原理。
2. 设计一个能放入小瓶中的微型密度计。
3. 按照设计要求，完成微型密度计的制作，并用自制密度计测量酒精溶液的密度。
（二）活动准备
【任务一】了解密度计的工作原理。
观察实验室密度计的结构，并用密度计测量水和酒精等液体的密度，分析密度计的工作原理。
【任务二】了解常用于消毒的酒精溶液的密度。
查阅资料，说一说常用于消毒的酒精溶液中的酒精含量是多少，酒精溶液的密度是多少。
（三）我的设计
1. 请先设计出微型密度计的结构图，并尝试把它画出来。
2. 请利用浮力、密度等知识计算出标度杆、浮子、配重等部件的大致规格。
3. 在制作微型密度计的过程中需要哪些工具？
（四）制作过程
1. 制作微型密度计。
展示自己的作品，也可以拍成照片进行展示。
2. 微型密度计的性能测试。
用微型密度计测量水的密度，大致了解自制密度计的测量误差范围。
（五）展示交流
1. 用微型密度计测量酒精溶液的密度，比较每个密度计的测量结果。
2. 分析自制密度计测量存在误差的主要原因。
3. 说一说在制作密度计时的收获和体会。
答案
密度计测量密度时漂浮在液体中，其所受的浮力大小等于自身重力，保持不变。根据阿基米德原理，当液体密度较小时，密度计浸入液体的体积较大，即密度计浸入液体的深度较深，因此液面对齐的刻度线靠上表示液体的密度较小，反之较大。
@@常用于消毒的是75%的医用酒精，该酒精溶液的密度约为$0.85×10^{3}kg/m^{3}$或$0.85g/cm^{3}$
@@微型密度计设计：以细塑料吸管为标度杆，在吸管底端装入适量细沙作为配重，用石蜡密封底端，使吸管能竖直漂浮在液体中，在吸管上标记对应不同液体密度的刻度线。绘图可绘制竖直的吸管，下端标注配重区域，吸管上画出刻度线解：设细吸管的横截面积为S，微型密度计总重力为G。 1. 根据漂浮条件$F_{浮}=G$，当密度计漂浮在水中时，由阿基米德原理得：$ \rho_{水}gSh_{水}=G$，解得浸入水中的深度$h_{水}=\frac{G}{\rho_{水}gS}$。 2. 当密度计漂浮在75%酒精溶液中时，同理：$ \rho_{酒}gSh_{酒}=G$，解得浸入酒精的深度$h_{酒}=\frac{G}{\rho_{酒}gS}=\frac{\rho_{水}}{\rho_{酒}}h_{水}$。 3. 部件规格选取： 标度杆：选用直径约2mm的细塑料吸管，横截面积$S=π r^{2}=π×(1×10^{-3}m)^{2}\approx3.14×10^{-6}m^{2}$，长度需大于$h_{酒}$，取0.4m即可； 配重：取密度计总重G=0.01N，则配重质量$m=\frac{G}{g}-m_{吸管}\approx0.001kg - 0.0005kg=0.0005kg=0.5g$，用细沙或小铅粒作为配重； 浮子：即吸管本身，需保证密封后不漏水，能竖直漂浮。制作过程需要的工具：细塑料吸管、细沙或小铅粒、石蜡、烧杯、天平或电子秤、刻度尺、打火机、记号笔。
@@制作过程： 1. 取一根细塑料吸管，用天平称取约0.5g细沙，装入吸管底端； 2. 用打火机加热石蜡，将吸管底端密封，防止细沙漏出且避免液体进入； 3. 将密封后的吸管放入盛有纯水的烧杯中，观察是否能竖直漂浮，若倾斜则调整细沙的量，直至吸管能竖直漂浮； 4. 用记号笔在吸管上标记出水面的位置，作为水的密度$1.0×10^{3}kg/m^{3}$刻度线； 5. 将吸管放入75%的酒精溶液中，标记出液面位置，作为该酒精溶液的密度刻度线； 6. 在两个刻度线之间均匀划分刻度，完成微型密度计的制作。作品展示：一根底端密封有配重的细吸管，吸管上有清晰的刻度线，可竖直漂浮在液体中解： 1. 将自制微型密度计放入盛有纯水的烧杯中，读取吸管上液面对应的刻度，得到测量的水的密度$\rho_{测}$； 2. 对比水的真实密度$\rho_{真}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$，计算测量误差 3. 多次重复测量后，得出该自制密度计的测量误差范围约为±2%，即测量值在$0.98×10^{3}kg/m^{3}∼1.02×10^{3}kg/m^{3}$之间。
@@用自制微型密度计测量75%酒精溶液，不同小组的测量结果存在小幅度差异，测量值大多在$0.83×10^{3}kg/m^{3}∼0.87×10^{3}kg/m^{3}$之间，与真实值$0.85×10^{3}kg/m^{3}$较为接近。自制密度计测量存在误差的主要原因： 1. 细吸管的横截面积不均匀，导致刻度划分存在误差； 2. 配重的质量控制不够精准，使得密度计总重力有偏差； 3. 标记刻度线时，视线未与液面相平，造成读数误差； 4. 所使用的酒精溶液浓度并非标准的75%，液体本身密度存在偏差； 5. 密度计在液体中未完全竖直漂浮，导致浸入深度的测量出现误差。
收获与体会： 1. 通过本次制作，将浮力、密度的理论知识与实际操作结合，深入理解了密度计的工作原理； 2. 在设计和制作过程中，锻炼了动手能力，学会了针对问题如密度计倾斜调整方案； 3. 体会到自制实验器材的乐趣，增强了实践探究的兴趣； 4. 通过小组间的交流对比，了解到不同的设计思路，提升了合作与分享的意识。
@@常用于消毒的是75%的医用酒精，该酒精溶液的密度约为$0.85×10^{3}kg/m^{3}$或$0.85g/cm^{3}$
@@微型密度计设计：以细塑料吸管为标度杆，在吸管底端装入适量细沙作为配重，用石蜡密封底端，使吸管能竖直漂浮在液体中，在吸管上标记对应不同液体密度的刻度线。绘图可绘制竖直的吸管，下端标注配重区域，吸管上画出刻度线解：设细吸管的横截面积为S，微型密度计总重力为G。 1. 根据漂浮条件$F_{浮}=G$，当密度计漂浮在水中时，由阿基米德原理得：$ \rho_{水}gSh_{水}=G$，解得浸入水中的深度$h_{水}=\frac{G}{\rho_{水}gS}$。 2. 当密度计漂浮在75%酒精溶液中时，同理：$ \rho_{酒}gSh_{酒}=G$，解得浸入酒精的深度$h_{酒}=\frac{G}{\rho_{酒}gS}=\frac{\rho_{水}}{\rho_{酒}}h_{水}$。 3. 部件规格选取： 标度杆：选用直径约2mm的细塑料吸管，横截面积$S=π r^{2}=π×(1×10^{-3}m)^{2}\approx3.14×10^{-6}m^{2}$，长度需大于$h_{酒}$，取0.4m即可； 配重：取密度计总重G=0.01N，则配重质量$m=\frac{G}{g}-m_{吸管}\approx0.001kg - 0.0005kg=0.0005kg=0.5g$，用细沙或小铅粒作为配重； 浮子：即吸管本身，需保证密封后不漏水，能竖直漂浮。制作过程需要的工具：细塑料吸管、细沙或小铅粒、石蜡、烧杯、天平或电子秤、刻度尺、打火机、记号笔。
@@制作过程： 1. 取一根细塑料吸管，用天平称取约0.5g细沙，装入吸管底端； 2. 用打火机加热石蜡，将吸管底端密封，防止细沙漏出且避免液体进入； 3. 将密封后的吸管放入盛有纯水的烧杯中，观察是否能竖直漂浮，若倾斜则调整细沙的量，直至吸管能竖直漂浮； 4. 用记号笔在吸管上标记出水面的位置，作为水的密度$1.0×10^{3}kg/m^{3}$刻度线； 5. 将吸管放入75%的酒精溶液中，标记出液面位置，作为该酒精溶液的密度刻度线； 6. 在两个刻度线之间均匀划分刻度，完成微型密度计的制作。作品展示：一根底端密封有配重的细吸管，吸管上有清晰的刻度线，可竖直漂浮在液体中解： 1. 将自制微型密度计放入盛有纯水的烧杯中，读取吸管上液面对应的刻度，得到测量的水的密度$\rho_{测}$； 2. 对比水的真实密度$\rho_{真}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$，计算测量误差 3. 多次重复测量后，得出该自制密度计的测量误差范围约为±2%，即测量值在$0.98×10^{3}kg/m^{3}∼1.02×10^{3}kg/m^{3}$之间。
@@用自制微型密度计测量75%酒精溶液，不同小组的测量结果存在小幅度差异，测量值大多在$0.83×10^{3}kg/m^{3}∼0.87×10^{3}kg/m^{3}$之间，与真实值$0.85×10^{3}kg/m^{3}$较为接近。自制密度计测量存在误差的主要原因： 1. 细吸管的横截面积不均匀，导致刻度划分存在误差； 2. 配重的质量控制不够精准，使得密度计总重力有偏差； 3. 标记刻度线时，视线未与液面相平，造成读数误差； 4. 所使用的酒精溶液浓度并非标准的75%，液体本身密度存在偏差； 5. 密度计在液体中未完全竖直漂浮，导致浸入深度的测量出现误差。
收获与体会： 1. 通过本次制作，将浮力、密度的理论知识与实际操作结合，深入理解了密度计的工作原理； 2. 在设计和制作过程中，锻炼了动手能力，学会了针对问题如密度计倾斜调整方案； 3. 体会到自制实验器材的乐趣，增强了实践探究的兴趣； 4. 通过小组间的交流对比，了解到不同的设计思路，提升了合作与分享的意识。
解析
【解析】
密度计测量密度时漂浮在液体中，其所受的浮力大小等于自身重力，保持不变。根据阿基米德原理，当液体密度较小时，密度计浸入液体的体积较大，即密度计浸入液体的深度较深，因此液面对齐的刻度线靠上表示液体的密度较小，反之较大。
【答案】
密度计的工作原理是基于物体漂浮条件和阿基米德原理：密度计漂浮在液体中，自身重力恒定，所受浮力始终等于重力；液体密度越小，密度计浸入液体的体积越大（深度越深），对应刻度线靠上，密度值越小；液体密度越大，浸入体积越小（深度越浅），对应刻度线靠下，密度值越大。
【知识点】
物体漂浮条件、阿基米德原理、密度计工作原理
【点评】
本题通过实验观察与原理分析相结合的方式，引导理解密度计的工作机制，将浮力相关知识应用到实际仪器中，有助于加深对浮力规律的掌握，体现了物理知识与实际应用的联系。
【难度系数】
0.7
【解析】
查阅资料可知，日常生活中常用于消毒的是75%的医用酒精，该酒精溶液的密度约为$0.85×10^{3}kg/m^{3}$或$0.85g/cm^{3}$。
【答案】
常用于消毒的是75%的医用酒精，该酒精溶液的密度约为$0.85×10^{3}kg/m^{3}$或$0.85g/cm^{3}$
【知识点】
医用酒精浓度、酒精溶液密度
【点评】
本题考查生活中常见消毒用品的相关常识，注重化学知识与日常生活的联系，帮助学生积累实用的生活常识。
【难度系数】
0.8
【解析】
1. 微型密度计结构图设计：以细塑料吸管为标度杆，底端装入适量细沙作为配重，用石蜡密封底端，使吸管能竖直漂浮在液体中，在吸管上标记对应不同液体密度的刻度线；绘图可绘制竖直吸管，下端标注配重区域，吸管上画出刻度线。
2. 部件规格计算：
设细吸管横截面积为$S$，微型密度计总重力为$G$。
（1）根据漂浮条件$F_{浮}=G$，当密度计漂浮在水中时，由阿基米德原理得$\rho_{水}gSh_{水}=G$，解得浸入水中的深度$h_{水}=\frac{G}{\rho_{水}gS}$。
（2）当密度计漂浮在75%酒精溶液中时，同理$\rho_{酒}gSh_{酒}=G$，解得浸入酒精的深度$h_{酒}=\frac{G}{\rho_{酒}gS}=\frac{\rho_{水}}{\rho_{酒}}h_{水}$。
（3）部件规格选取：
标度杆：选用直径约2mm的细塑料吸管，横截面积$S=π r^{2}=π×(1×10^{-3}m)^{2}\approx3.14×10^{-6}m^{2}$，长度取0.4m（大于$h_{酒}$即可）；
配重：取总重$G=0.01N$，配重质量$m=\frac{G}{g}-m_{吸管}\approx0.5g$，可用细沙或小铅粒；
浮子：即吸管本身，需密封后不漏水，能竖直漂浮。
3. 制作工具：细塑料吸管、细沙或小铅粒、石蜡、烧杯、天平或电子秤、刻度尺、打火机、记号笔。
【答案】
1. 结构图设计：以细塑料吸管为标度杆，底端装适量细沙作配重，石蜡密封底端，使吸管竖直漂浮，吸管上标记不同液体密度的刻度线；绘图为竖直吸管，下端标注配重区，吸管上画刻度线。
2. 部件规格：
标度杆：直径约2mm的细塑料吸管，横截面积约$3.14×10^{-6}m^{2}$，长度取0.4m；
配重：质量约0.5g的细沙或小铅粒；
浮子：密封不漏水的细塑料吸管，能竖直漂浮。
计算过程：设吸管横截面积为$S$，总重力为$G$，漂浮在水中时$h_{水}=\frac{G}{\rho_{水}gS}$，漂浮在酒精中时$h_{酒}=\frac{\rho_{水}}{\rho_{酒}}h_{水}$。
3. 制作工具：细塑料吸管、细沙或小铅粒、石蜡、烧杯、天平或电子秤、刻度尺、打火机、记号笔。
【知识点】
漂浮条件、阿基米德原理、密度应用
【点评】
本题将浮力与密度的理论知识和实践制作结合，既考查了浮力规律的应用能力，又培养了动手设计的实操能力，步骤清晰可操作，能帮助深化对浮力和密度概念的理解。
【难度系数】
0.4
【解析】
一、微型密度计制作步骤
1. 取一根细塑料吸管，用天平称取约0.5g细沙，装入吸管底端；
2. 用打火机加热石蜡，将吸管底端密封，防止细沙漏出且避免液体进入；
3. 将密封后的吸管放入盛有纯水的烧杯中，观察是否能竖直漂浮，若倾斜则调整细沙的量，直至吸管能竖直漂浮；
4. 用记号笔在吸管上标记出水面的位置，作为水的密度$1.0×10^{3}kg/m^{3}$刻度线；
5. 将吸管放入75%的酒精溶液中，标记出液面位置，作为该酒精溶液的密度刻度线；
6. 在两个刻度线之间均匀划分刻度，完成微型密度计的制作。
二、微型密度计性能测试步骤
1. 将自制微型密度计放入盛有纯水的烧杯中，读取吸管上液面对应的刻度，得到测量的水的密度$\rho_{测}$；
2. 对比水的真实密度$\rho_{真}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$，计算测量误差：$\eta=\left|\frac{\rho_{测}-\rho_{真}}{\rho_{真}}\right|×100\%$；
3. 多次重复测量后，得出该自制密度计的测量误差范围约为±2%，即测量值在$0.98×10^{3}kg/m^{3}∼1.02×10^{3}kg/m^{3}$之间。
【答案】
1. 作品：底端密封有配重、带有均匀刻度的细塑料吸管，可竖直漂浮在液体中；
2. 水的密度测量误差范围约为±2%，测量值在$0.98×10^{3}kg/m^{3}∼1.02×10^{3}kg/m^{3}$之间。
【知识点】
漂浮条件应用、密度测量方法、误差分析
【点评】
本实验利用物体漂浮时浮力等于重力的原理制作密度计，既锻炼了动手实践能力，又能直观理解密度计的工作机制，通过误差分析可认识自制测量工具的局限性，加深对密度测量相关知识的理解。
【难度系数】
0.6
【解析】
1. 测量结果：用自制微型密度计测量75%酒精溶液时，不同小组的测量结果存在小幅度差异，测量值大多在$0.83×10^{3}kg/m^{3}∼0.87×10^{3}kg/m^{3}$之间，与真实值$0.85×10^{3}kg/m^{3}$较为接近。
2. 误差原因：
（1）细吸管横截面积不均匀，刻度划分存在误差；
（2）配重质量控制不精准，密度计总重力有偏差；
（3）标记刻度线时视线未与液面相平，造成读数误差；
（4）酒精溶液浓度非标准75%，液体本身密度有偏差；
（5）密度计未完全竖直漂浮，浸入深度测量有误差。
3. 收获体会：
（1）将浮力、密度理论与实际操作结合，深入理解密度计工作原理；
（2）锻炼动手能力，学会针对问题（如密度计倾斜）调整方案；
（3）体会自制器材乐趣，增强实践探究兴趣；
（4）通过小组交流，了解不同设计思路，提升合作分享意识。
【答案】
1. 测量结果：用自制微型密度计测量75%酒精溶液，不同小组的测量结果存在小幅度差异，测量值大多在$0.83×10^{3}kg/m^{3}∼0.87×10^{3}kg/m^{3}$之间，与真实值$0.85×10^{3}kg/m^{3}$较为接近。
2. 误差主要原因：
① 细吸管的横截面积不均匀，导致刻度划分存在误差；
② 配重的质量控制不够精准，使得密度计总重力有偏差；
③ 标记刻度线时，视线未与液面相平，造成读数误差；
④ 所使用的酒精溶液浓度并非标准的75%，液体本身密度存在偏差；
⑤ 密度计在液体中未完全竖直漂浮，导致浸入深度的测量出现误差。
3. 收获和体会：
① 通过本次制作，将浮力、密度的理论知识与实际操作结合，深入理解了密度计的工作原理；
② 在设计和制作过程中，锻炼了动手能力，学会了针对问题（如密度计倾斜）调整方案；
③ 体会到自制实验器材的乐趣，增强了实践探究的兴趣；
④ 通过小组间的交流对比，了解到不同的设计思路，提升了合作与分享的意识。
【知识点】
密度计工作原理、浮力的应用、实验误差分析
【点评】
本题结合自制密度计的实践操作，考查学生对密度计原理的理解、实验误差的分析能力以及实践探究的总结能力，有助于学生将理论知识与实际操作相结合，提升动手实践与合作交流的能力。
【难度系数】
0.6
密度计测量密度时漂浮在液体中，其所受的浮力大小等于自身重力，保持不变。根据阿基米德原理，当液体密度较小时，密度计浸入液体的体积较大，即密度计浸入液体的深度较深，因此液面对齐的刻度线靠上表示液体的密度较小，反之较大。
【答案】
密度计的工作原理是基于物体漂浮条件和阿基米德原理：密度计漂浮在液体中，自身重力恒定，所受浮力始终等于重力；液体密度越小，密度计浸入液体的体积越大（深度越深），对应刻度线靠上，密度值越小；液体密度越大，浸入体积越小（深度越浅），对应刻度线靠下，密度值越大。
【知识点】
物体漂浮条件、阿基米德原理、密度计工作原理
【点评】
本题通过实验观察与原理分析相结合的方式，引导理解密度计的工作机制，将浮力相关知识应用到实际仪器中，有助于加深对浮力规律的掌握，体现了物理知识与实际应用的联系。
【难度系数】
0.7
【解析】
查阅资料可知，日常生活中常用于消毒的是75%的医用酒精，该酒精溶液的密度约为$0.85×10^{3}kg/m^{3}$或$0.85g/cm^{3}$。
【答案】
常用于消毒的是75%的医用酒精，该酒精溶液的密度约为$0.85×10^{3}kg/m^{3}$或$0.85g/cm^{3}$
【知识点】
医用酒精浓度、酒精溶液密度
【点评】
本题考查生活中常见消毒用品的相关常识，注重化学知识与日常生活的联系，帮助学生积累实用的生活常识。
【难度系数】
0.8
【解析】
1. 微型密度计结构图设计：以细塑料吸管为标度杆，底端装入适量细沙作为配重，用石蜡密封底端，使吸管能竖直漂浮在液体中，在吸管上标记对应不同液体密度的刻度线；绘图可绘制竖直吸管，下端标注配重区域，吸管上画出刻度线。
2. 部件规格计算：
设细吸管横截面积为$S$，微型密度计总重力为$G$。
（1）根据漂浮条件$F_{浮}=G$，当密度计漂浮在水中时，由阿基米德原理得$\rho_{水}gSh_{水}=G$，解得浸入水中的深度$h_{水}=\frac{G}{\rho_{水}gS}$。
（2）当密度计漂浮在75%酒精溶液中时，同理$\rho_{酒}gSh_{酒}=G$，解得浸入酒精的深度$h_{酒}=\frac{G}{\rho_{酒}gS}=\frac{\rho_{水}}{\rho_{酒}}h_{水}$。
（3）部件规格选取：
标度杆：选用直径约2mm的细塑料吸管，横截面积$S=π r^{2}=π×(1×10^{-3}m)^{2}\approx3.14×10^{-6}m^{2}$，长度取0.4m（大于$h_{酒}$即可）；
配重：取总重$G=0.01N$，配重质量$m=\frac{G}{g}-m_{吸管}\approx0.5g$，可用细沙或小铅粒；
浮子：即吸管本身，需密封后不漏水，能竖直漂浮。
3. 制作工具：细塑料吸管、细沙或小铅粒、石蜡、烧杯、天平或电子秤、刻度尺、打火机、记号笔。
【答案】
1. 结构图设计：以细塑料吸管为标度杆，底端装适量细沙作配重，石蜡密封底端，使吸管竖直漂浮，吸管上标记不同液体密度的刻度线；绘图为竖直吸管，下端标注配重区，吸管上画刻度线。
2. 部件规格：
标度杆：直径约2mm的细塑料吸管，横截面积约$3.14×10^{-6}m^{2}$，长度取0.4m；
配重：质量约0.5g的细沙或小铅粒；
浮子：密封不漏水的细塑料吸管，能竖直漂浮。
计算过程：设吸管横截面积为$S$，总重力为$G$，漂浮在水中时$h_{水}=\frac{G}{\rho_{水}gS}$，漂浮在酒精中时$h_{酒}=\frac{\rho_{水}}{\rho_{酒}}h_{水}$。
3. 制作工具：细塑料吸管、细沙或小铅粒、石蜡、烧杯、天平或电子秤、刻度尺、打火机、记号笔。
【知识点】
漂浮条件、阿基米德原理、密度应用
【点评】
本题将浮力与密度的理论知识和实践制作结合，既考查了浮力规律的应用能力，又培养了动手设计的实操能力，步骤清晰可操作，能帮助深化对浮力和密度概念的理解。
【难度系数】
0.4
【解析】
一、微型密度计制作步骤
1. 取一根细塑料吸管，用天平称取约0.5g细沙，装入吸管底端；
2. 用打火机加热石蜡，将吸管底端密封，防止细沙漏出且避免液体进入；
3. 将密封后的吸管放入盛有纯水的烧杯中，观察是否能竖直漂浮，若倾斜则调整细沙的量，直至吸管能竖直漂浮；
4. 用记号笔在吸管上标记出水面的位置，作为水的密度$1.0×10^{3}kg/m^{3}$刻度线；
5. 将吸管放入75%的酒精溶液中，标记出液面位置，作为该酒精溶液的密度刻度线；
6. 在两个刻度线之间均匀划分刻度，完成微型密度计的制作。
二、微型密度计性能测试步骤
1. 将自制微型密度计放入盛有纯水的烧杯中，读取吸管上液面对应的刻度，得到测量的水的密度$\rho_{测}$；
2. 对比水的真实密度$\rho_{真}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$，计算测量误差：$\eta=\left|\frac{\rho_{测}-\rho_{真}}{\rho_{真}}\right|×100\%$；
3. 多次重复测量后，得出该自制密度计的测量误差范围约为±2%，即测量值在$0.98×10^{3}kg/m^{3}∼1.02×10^{3}kg/m^{3}$之间。
【答案】
1. 作品：底端密封有配重、带有均匀刻度的细塑料吸管，可竖直漂浮在液体中；
2. 水的密度测量误差范围约为±2%，测量值在$0.98×10^{3}kg/m^{3}∼1.02×10^{3}kg/m^{3}$之间。
【知识点】
漂浮条件应用、密度测量方法、误差分析
【点评】
本实验利用物体漂浮时浮力等于重力的原理制作密度计，既锻炼了动手实践能力，又能直观理解密度计的工作机制，通过误差分析可认识自制测量工具的局限性，加深对密度测量相关知识的理解。
【难度系数】
0.6
【解析】
1. 测量结果：用自制微型密度计测量75%酒精溶液时，不同小组的测量结果存在小幅度差异，测量值大多在$0.83×10^{3}kg/m^{3}∼0.87×10^{3}kg/m^{3}$之间，与真实值$0.85×10^{3}kg/m^{3}$较为接近。
2. 误差原因：
（1）细吸管横截面积不均匀，刻度划分存在误差；
（2）配重质量控制不精准，密度计总重力有偏差；
（3）标记刻度线时视线未与液面相平，造成读数误差；
（4）酒精溶液浓度非标准75%，液体本身密度有偏差；
（5）密度计未完全竖直漂浮，浸入深度测量有误差。
3. 收获体会：
（1）将浮力、密度理论与实际操作结合，深入理解密度计工作原理；
（2）锻炼动手能力，学会针对问题（如密度计倾斜）调整方案；
（3）体会自制器材乐趣，增强实践探究兴趣；
（4）通过小组交流，了解不同设计思路，提升合作分享意识。
【答案】
1. 测量结果：用自制微型密度计测量75%酒精溶液，不同小组的测量结果存在小幅度差异，测量值大多在$0.83×10^{3}kg/m^{3}∼0.87×10^{3}kg/m^{3}$之间，与真实值$0.85×10^{3}kg/m^{3}$较为接近。
2. 误差主要原因：
① 细吸管的横截面积不均匀，导致刻度划分存在误差；
② 配重的质量控制不够精准，使得密度计总重力有偏差；
③ 标记刻度线时，视线未与液面相平，造成读数误差；
④ 所使用的酒精溶液浓度并非标准的75%，液体本身密度存在偏差；
⑤ 密度计在液体中未完全竖直漂浮，导致浸入深度的测量出现误差。
3. 收获和体会：
① 通过本次制作，将浮力、密度的理论知识与实际操作结合，深入理解了密度计的工作原理；
② 在设计和制作过程中，锻炼了动手能力，学会了针对问题（如密度计倾斜）调整方案；
③ 体会到自制实验器材的乐趣，增强了实践探究的兴趣；
④ 通过小组间的交流对比，了解到不同的设计思路，提升了合作与分享的意识。
【知识点】
密度计工作原理、浮力的应用、实验误差分析
【点评】
本题结合自制密度计的实践操作，考查学生对密度计原理的理解、实验误差的分析能力以及实践探究的总结能力，有助于学生将理论知识与实际操作相结合，提升动手实践与合作交流的能力。
【难度系数】
0.6
