内容正文:
质量与密度
质量及其测量(近5年4考)
1.质量
(1)定义:物体所含物质的多少叫做质量,用字母①___表示。
(2)性质:质量是物质的一个基本属性,与物质的②______、③______、④______和所处的空间位置无关。
(3)单位及其换算
a.国际单位制单位:千克,符号kg。b.其他单位:克(g)、毫克(mg)、吨(t)。
c.单位换算:1 g=⑤__________kg,1 mg=⑥__________g=⑦__________kg,1 t=⑧________kg。
知识要点突破
知识点1
m
形状
状态
温度
1×10-3
1×10-3
1×10-6
1×103
2.天平的使用
一看:观察天平的⑨______和⑩________。
二放:把天平放在⑪______台面上。
三移:将游码移动到标尺左端的⑫__________处。
四调:调节⑬__________,使指针指在分度盘的中线处。(左偏右调,右偏左调)
五称:左盘放⑭__________,右盘放⑮______,并增减砝码和移动⑯______,使横梁平衡。(放的原则是左物右码,先大后小)
六读:被测物体的质量=右盘中砝码的质量+游码在标尺上所对的刻度值。
量程
分度值
水平
零刻度线
平衡螺母
被测物体
砝码
游码
1.(沪科教材素材改编题)潮湿的物体和化学药品______(选填“能”或“不能”)直接放到天平的托盘中;______(选填“能”或“不能”)用天平称量超过它测量范围的物体。
2.(沪科教材素材改编题)已调好的天平,搬到另一个工作台上,______(选填“必须”或“无须”)再调节平衡才能使用;天平在称量过程中______(选填“能”或“不能”)再调节平衡螺母。
基础小练
不能
不能
必须
不能
体积及其测量(2020·29题)
1.单位及其换算
a.国际单位制单位:立方米,符号m3。b.其他单位:立方分米(dm3)、升(L)、毫升(mL)。
c.单位换算:1 mL=⑰___cm3=⑱_______m3,1 L=⑲_______m3。
2.量筒的使用与读数
一看:看单位、⑳______和分度值。
二放:放在㉑______台面上。
三读:视线要与液体凹液面的㉒________相平。
四记:记录数据和单位,并注意单位换算。
知识点2
1
10-6
10-3
量程
水平
最低处
小明用量程为0~10 mL的量筒量取某液体,读数时视线如图所示,该量筒的分度值为_____mL,该同学此时读出的液体体积与真实值相比偏____,液体体积应读为_____mL。
基础小练
0.2
大
5.0
密度(近5年必考)
1.定义:由某种物质组成的物体的㉓______与其㉔______的比叫做这种物质的密度,用ρ表示。
2.公式:ρ=㉕__。(ρ表示密度,单位为kg/m3或g/cm3;m表示质量,单位为kg或g;V表示体积,单位为m3或cm3)
知识点3
质量
体积
3.单位及其换算
a.国际单位制单位:千克/立方米,符号kg/m3。
b.其他单位:克/立方厘米(g/cm3)。
c.单位换算:1 g/cm3=㉖________kg/m3。
注:(1)密度是物质的一种特性,与物体的质量、体积无关。
(2)同种物质的质量与体积的比值是一定的,不同物质的密度一般不同。
(3)一般来说,同种物质温度越高,密度越㉗____,但水比较特殊,在4 ℃时密度最大;水结冰后,㉘______不变,体积㉙______,㉚______变小。
4.测量固体和液体的密度(详见核心实验突破)
1×103
小
质量
变大
密度
1.(课标素材改编题)影视剧拍摄中,倒塌的房屋、滚落的石块等道具通常采用泡沫塑料制作,是因为泡沫塑料比砖石的密度小,在相同体积下,泡沫塑料道具比砖石质量____。体育竞赛中的铅球,用密度大的材料制成,这能使相同质量的球体积更____。(均选填“大”或“小”)
2.古代劳动人民巧妙地利用水来开山取石。比如冬季,在白天给石头打一个洞,再往洞里灌满水并封实,待晚上降温,水结冰后石头就胀裂开了。这说明水结冰后,它的质量______,密度______。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
基础小练
小
小
不变
变小
3.我国科学家造出世界上最轻的固体材料——“全碳气凝胶”,这里的“最轻”是指______最小,这种材料密度仅为1.6×10-4 g/cm3,一块体积为100 cm3的“全碳气凝胶”的质量为____________g。
密度
1.6×10-2
测量固体的密度
1.实验原理:______。
2.主要实验器材及其作用
(1)天平:测量固体的质量。
(2)量筒:测量固体的体积。
实验1
3.一般测量步骤(不吸水、不溶于水且密度大于水的固体)
(1)用天平测出固体的质量m。
(2)测量固体的体积。
①用量筒直接测量:在量筒中倒入适量的水,读出水的体积记为V1,再将固体浸没在量筒中,读出此时水和固体的总体积记为V2,则固体的体积V=__________。
②溢水法测量:在溢水杯中装满水,将固体直接浸没在溢水杯内的水中,同时用量筒盛接溢出的水,读出溢出水的体积V溢,则固体的体积V=______。
(3)根据ρ= 计算密度或写出密度的表达式。
V2-V1
V溢
4.实验操作引起的误差分析(量筒中的液体为水)
特殊情况 密度表达式 实验误差
将物块放入量筒中,
操作过程中有水溅出 ρ= V2______,
密度______
偏小
偏大
特殊情况 密度表达式 实验误差
先测体积,再测质量 ρ= 物块表面沾有水,
质量______,
密度______
细线对测量结果的影响 ρ= V2______,
密度______
偏大
偏大
偏大
偏小
5.测量特殊物体的体积
(1)漂浮在水面上的固体(针和细线的体积忽略不计)
①针压法(如图甲所示),固体的体积V=__________;
②助沉法(如图乙所示),小球的体积V=__________。
V3- V1
V3- V2
(2)体积较大的固体(不能放进量筒):排水法,固体的体积V=V排。
(3)吸水性物质
①误差分析:排水法测体积时由于物体吸水,所测物体的体积______。
②改进方法:a.让其吸足水再测量;b.可用一层塑料薄膜将物体密封后再测量;c.排沙法。
偏小
某物理兴趣小组的同学在实验室测量小石块的密度,选用天平、量筒、细线、烧杯和水等,进行如下的实验操作。
针对训练
例1
(1)将托盘天平放在水平工作台上,用镊子将游码拨到标尺左端的__________处,发现指针静止时的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向____(选填“左”或“右”)调节,使天平横梁在水平位置平衡。
基 础 设 问
零刻度线
右
(2)测量小石块质量时,在右盘中依次添加1个50 g和1个10 g的砝码后,指针偏至右侧,接下来正确的操作应该是_________________________,并调节游码;天平重新平衡后,游码的位置如图乙所示,则小石块的质量为____g。
取下10 g砝码,换上5 g砝码
58
(3)用细线拴住小石块,将小石块慢慢浸入装有40 mL水的量筒中,液面静止时量筒内的水面如图丙所示,小石块的体积为____cm3,小石块的密度为__________kg/m3。
20
2.9×103
(4)请你根据上述操作过程,将表格①②处内容补充到横线上:①_______
____________________;②_____________________。
小石块的质量/g 量筒内水的体积/cm3 ① ② 小石块的密度kg·m-3)
小石块
和水的总体积/cm
3
小石块的体积/cm
3
(5)(误差分析)实验中,小明将小石块放入量筒中时,不小心有几滴水溅到量筒壁上,这种情况会导致所测得小石块的密度与真实值相比______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
提 升 设 问
偏大
(6)(缺量筒)小明不小心把量筒摔碎了,老师给小明一个烧杯,请完成以下实验步骤并测出小石块的密度。
①用调节好的天平测出小石块的质量为m1;
②将适量的水倒入烧杯并测出烧杯和水的总质量为m2;
③将小石块轻轻放入烧杯内,标记下此时水面位置;
④将小石块取出后,加水至标记处,测出此时烧杯和水的总质量为m3;
⑤由此可得,小石块的体积为_______ (ρ水已知),得到小石块的密度为
___________;
⑥若此实验中将小石块取出时带出了一部分水,此过程对实验结果____(选填“有”或“无”)影响。
无
(7)(特殊物质)小刚想应用“密度”相关知识来测量花生种子的密度(花生吸水),他找了托盘天平(含砝码)、烧杯、两个相同的量筒、细沙和粗沙进行测量,实验步骤如下:
A.先用天平测量空烧杯的质量为m0,再将一把花生种子放到烧杯中测得总质量为m;
B.在量筒1中加入适量的沙,摇平,记录体积V1;
C.在量筒2中放入这一把花生种子,记录体积V2;
D.把量筒1中的沙全部倒入到量筒2中,充分摇匀、抹平,记录体积V3。
①分析步骤,上述实验应该选择____沙;
②请用实验中测量的物理量符号表示花生种子的密度ρ花生=_______;
③如果步骤D中没有“充分摇匀”,会使花生种子的密度测量值偏____。
细
小
测量液体的密度
1.实验原理:______。
2.主要实验器材及其作用
(1)天平:测量液体的质量。
(2)量筒:测量液体的体积。
实验2
3.测量液体密度的一般方法
(1)用天平测出烧杯和液体的总质量m1。
(2)倒一部分液体于量筒中,测出量筒中液体的体积V。
(3)用天平测出烧杯和剩余液体的质量m2,则量筒中液体的质量m=________。
(4)根据以上步骤测得的物理量得出液体的密度表达式ρ=_________。
m1-m2
4.实验操作引起的误差分析
特殊情况 密度表达式 实验误差
先分别测出空烧杯及烧杯与液体的总质量,再测量液体的体积 ρ= 烧杯内壁沾有液体,导致V偏小,密度______
先测液体体积,再分别测出空烧杯及烧杯与液体的总质量 ρ= 量筒内壁沾有液体,导致m2偏小,密度______
偏大
偏小
小王买了一种果汁,他想在实验室中测量这种果汁的密度,主要实验步骤如下。
针对训练
例2
(1)把天平放在水平台上,将游码移到零刻度线处,指针位置如图甲所示,此时应向____(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,直至横梁平衡。
基 础 设 问
左
(2)用调节好的天平测得烧杯和果汁的总质量为106 g。
(3)将烧杯中的部分果汁倒入量筒中,如图乙所示,量筒中果汁的体积为____cm3。
(4)用天平测量烧杯和杯内剩余果汁的总质量,如图丙所示,测得烧杯和剩余果汁的总质量为____g。
40
62
(5)计算出果汁的密度为_____g/cm3。
(6)小王发现上述第(3)步操作时,有少量果汁附着在量筒内壁上,你觉得测得的果汁密度将会______(选填“偏小”“不变”或“偏大”)。
1.1
偏大
(7)(缺量筒)只用天平也能测出果汁的密度,于是小王想了想,添加了两个完全相同的烧杯和适量的水,设计了如下的实验步骤,请你补充完整。
①用调节好的天平测出______________m0;
②将一个烧杯装满水,用天平测出____________________m1;
③用另一个相同的烧杯装满果汁,用天平测出____________________m2;
提 升 设 问
空烧杯的质量
烧杯和水的总质量
烧杯和果汁的总质量
④果汁体积的表达式V=_______,密度的表达式ρ=____________。(已知水的密度为ρ水)
(8)(生活实践)密度在生产、生活中有广泛的应用,盐水选种就是利用饱满的种子比瘪的种子密度____而沉到盐水底部,达到分离的目的。
提 升 设 问
大
1.(2023·鄂州)生活处处皆物理,下列生活中的数据最接近实际情况的是( )
A.人感觉舒适的环境温度为37 ℃
B.一名中学生的质量约为50 kg
C.汽车在高速公路上正常行驶的速度约为100 m/s
D.普通家用冰箱的功率约为2 000 W
命题点1
B
拓展训练
质量、密度的估测(近5年3考)
对质量、密度的理解(近5年必考)
2.(2022·福建3题2分)国产大飞机C919采用碳纤维材料减轻机身质量,因为碳纤维材料具有较小的( )
A.弹性 B.密度
C.硬度 D.导热性
命题点2
B
【解析】根据ρ= 可知,体积一定的物体,密度越小,质量越小,所以机身采用碳纤维材料是因为碳纤维具有较小的密度。
3.(2022·福建5题2分)“摘星星”的妈妈王亚平从空间站回到地球,把来自太空的纸星星送给女儿。纸星星从太空返回地面后( )
A.质量变小 B.质量不变
C.重力变小 D.重力不变
B
【解析】质量是物质的一种基本属性,与物质的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关,因此纸星星从太空返回地面后质量不变,故A错误、B正确;物体由于地球的吸引而受到的力叫重力,纸星星在太空中处于失重状态,重力为零,因此纸星星从太空返回地面后重力变大,故C、D错误。
测量物质的密度(近5年必考)
4.(2021·福建30题6分)科学选种是提高粮食产量的关键环节。小华想测量稻谷种子的密度,具体做法如图所示。
(1)用调好的天平测量适量稻谷种子的总质量m1,天平平衡时右盘砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示,m1=_____g。
命题点3
153
【解析】由题图甲可知,稻谷种子的总质量m1=100 g+50 g+3 g=153 g。
(2)往量筒中加入适量的水,测得其体积V1为300 mL,将上述种子放入量筒中,种子全部沉入水中,如图乙所示,此时水和种子的总体积V2=_____mL。
400
(3)种子的密度ρ=______g/cm3,与真实值相比ρ偏____,理由是____________________________________________。
1.53
大
稻谷种子浸没水中,由于吸水,测得其体积偏小
(4)小华经过反思后改进了实验方案,将量筒中种子倒出,用纸巾吸干种子表面的水后,再次测得种子总质量为m2,则种子密度
ρ′=______________________。(用ρ水和测得的物理量符号表示)
5.(2023·包头改编)小聪利用注射器、天平(带砝码)测量酒精的密度。
(1)将天平放在水平台上,游码调至标尺左端零刻度线处,指针位置如图甲所示,应将平衡螺母向____移动,使天平横梁平衡。
拓展训练
右
【解析】由题图甲可知,指针向左偏,说明天平左端下沉,右端上翘,所以平衡螺母向右调节,使天平横梁水平平衡。
(2)用注射器抽取适量酒精,体积如图乙所示为____mL。将装有酒精的注射器放到天平上,测得注射器和酒精的总质量为28 g。
10
【解析】由题图乙可知,注射器中酒精的体积V=10 mL=10 cm3。
(3)用注射器继续抽取酒精至20 mL处,再将注射器放到天平上,测得注射器和酒精的总质量为35.8 g,测得酒精的密度为______g/cm3。
0.78
【解析】分析题意可知,注射器中10 mL的酒精质量m=35.8 g-28 g=7.8 g,酒精的密度ρ= =0.78 g/cm3。
ρ=
ρ=
【解析】由题图乙可知,此时水和种子的总体积为400 mL。(3)【解析】种子的密度ρ===1.53 g/cm3,因为稻谷种子会吸水,所以测得其体积偏小,质量准确,根据ρ=可知,密度偏大。(4)【解析】种子吸水质量m3=m2-m1,吸水体积V==,种子密度ρ′===。
=
$$