内容正文:
专题六 特殊方法测密度
类型一 满杯法测液体的密度
1.小明利用天平等器材测量酱油的密度,测量过程如图甲所示。
(1)测小空瓶和酱油的总质量m3时,砝码和游码示数如图乙所示,则m3= g。
(2)酱油密度的表达式ρ= 。(用m1、m2、m3、ρ水表示)
(3)根据测量的数据,可计算出酱油的密度ρ= g/cm3。(ρ水=1.0 g/cm3)
47.6
1.12
类型二 平衡法测固体的密度
2.小明学习了密度知识后和同学们一起到实验室测量一个金属球的密度。物理老师提供了一个滴管、没有砝码的托盘天平、一个量筒、两个相同的烧杯,让他们用以上器材巧妙地测量金属球的密度,请你帮助他们将步骤补充完整。(已知水的密度为ρ水、金属球的体积为V1)
(1)在已调平的天平左右两盘中分别放上相同的烧杯,在左盘烧杯中放金属球, 使天平平衡。
(2)将烧杯中的水全部倒入量筒中,并记下水面对应的刻度
。
(3)金属球密度的表达式ρ球= (用已知量和测量量的字母表示)。
用滴管向右盘的烧杯中加减水
V2
类型三 平衡法测液体的密度
3.为测量某液体的密度,物理老师将体积都为V的水和待测液体倒入相同的两个烧杯中,分别放在已经调平的天平两端,左边是水,现象如图所示。
(1)为了让横梁恢复平衡,应向 盘加砝码;若加上最小砝码后,指针偏右,接下来的操作是
。
(2)天平再次平衡时,所加质量(含游码读数)为m加,则待测液体密度的表达式为: 。(水的密度用ρ水表示)
右
取出最小砝码,并向右移动游码
ρ=
类型四 溢水法测物质的密度
4.小智同学在学校的花坛边捡到了一块小石头(不吸水),下面是他和同学们一起利用所学知识测量小石头密度的实验和分析(不考虑容器侧壁可能有水附着,ρ酒精=0.8 g/cm3,ρ水=1 g/cm3)。
(1)小智同学把天平放置在 桌面上,将游码移至标尺的左端零刻度线后发现指针静止时如图甲所示,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使横梁水平平衡。
右
水平
(2)接下来的测量步骤如下:
①如图乙所示,先用天平称出装满水的溢水杯的总质量为
g;
②如图丙所示,随后用一根体积忽略的细线轻轻将小石头缓慢下沉至溢水杯底部,待液面静止后读出量筒内水的体积为 mL;
20
124
③用天平测量图丙中溢水杯的总质量为154 g;
④缓慢取出小石头(如图丁),测量出剩余水和溢
水杯的总质量为102 g。
(3)测量结束后,小智提出了两种计算小石头质量的方法:①利用乙图和丙图中的数据进行计算;②利用丙图和丁图中的数据进行计算。为了让结果更准确,你同意第
(选填“①”或“②”)种方法;若选用另一种方法,则会使计算得到的小石头质量 (选填“偏大”或“偏小”)。
(4)最终,通过计算得到了小石头的密度为 g/cm3。
①
偏大
2.5
类型五 标记法测液体的密度
5.某环保小组在湘江边取适量江水样品,小亮把样品带回家,用家里的一台电子秤(如图所示)和没喝完的半瓶纯净水,做了如下实验:
(1)用电子秤测出半瓶纯净水的总质量为m1,并用笔在瓶身水面位置做上标记。
(2)把瓶中的水全部用来浇花,然后吹干,用电子秤测出空瓶的质量为m2。
(3)把江水慢慢倒入空瓶中,直至 ,再用电子秤测出瓶的总质量为m3。
(4)则江水的密度表达式ρ= (纯净水的密度用ρ水表示)。
液面与标记处相平
·ρ水
标记法测固体的密度
6.暑期,小伟在科技创新大赛中获奖,他想知道所获奖牌的
材质,为此设计了如下实验方案。
(1)把天平放在 上,把游码放到标尺左端的零刻度线处,横梁静止时,指针指在如图甲所示位置,接下来的操作是 ,直至横梁在水平位置平衡。
水平桌面
将平衡螺母向右调节
(2)测量过程中,当天平重新平衡时,右盘中所加砝码和标尺上游码的位置如图乙所示,则奖牌的质量为 g。
(3)在测量奖牌体积时,由于量筒口径较小,奖牌无法放入。经过思考,小伟采取了以下步骤测出了奖牌的密度。
①向烧杯中加入适量的水,用细线系住奖牌使其浸没在水中,并在烧杯壁上水面到达的位置做标记,如图丙所示。
70.4
②把奖牌从水中取出后,将量筒中的水(体积是40 mL)缓慢加入烧杯中至标记处,量筒中剩余水的体积如图丁所示,则奖牌的体积为 cm3。
③算出奖牌的密度是 kg/m3。小伟将测得的密度和表中数据进行对比,推测奖牌可能是 (答案合理即可)制成的。
8
8.8×103
铜
物质 密度/(kg·m-3)
铜 8.9×103
铁 7.9×103
铝 2.7×103
类型七 利用已知密度的固体和标记法测液体的密度
7.(2024·九龙坡区)小康在爬山时捡到一块形状不规则的特殊小矿石,他想知道小矿石的密度。于是他来到实验室利用托盘天平、量筒、烧杯、水和细线完成如下操作:(小矿石不吸液体,细线体积忽略不计)
(1)将天平放在 上,游码归零后,发现指针位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向 调,才能使天平横梁水平平衡。
(2)天平横梁再次平衡时,测得小矿石的质量如图乙所示,小矿石的质量为 g。
(3)将小矿石缓慢放入盛有30 mL水的量筒中,水面升高至如图丙所示,则小矿石的体积是 cm3。
(4)计算出小矿石的密度ρ石= g/cm3。
水平桌面
左
29
10
2.9
(5)上述操作中,若按(1)(3)(2)顺序进行实验,则所测小矿石的密度会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”),理由是 。
(6)小康将小矿石带回家,突发奇想地想利用家里的电子秤、杯子、记号笔和小矿石等工具测牛奶的密度。
①用电子秤测出装有适量牛奶的杯子总质量m1,如图丁所示;
偏大
小矿石上会有液体残留,所测小矿石质量偏大
②将小矿石缓慢浸没在杯中,测得杯子、牛奶、小矿石的总质量m2,如图戊所示,在牛奶液面位置做标记,然后取出小矿石;
③向杯中缓慢加牛奶,让牛奶液面上升至标记处,测得杯子和牛奶的总质量m3,如图己所示。
根据以上测量,可得牛奶的密度表达式为ρ牛奶=
(用m1、m2、m3和小矿石的密度ρ石表示)。
·ρ石
类型八 易溶于水的固体小颗粒的密度测量
8.某小组测量一种易溶于水且形状不规则的固体小颗粒物质的密度,测量的部分方法和结果如图甲、乙所示。
(1)用已调节好的天平测量适量小颗粒的质量,当天平重新平衡时,砝码质量和游码位置如图甲所示,则称量的颗粒质量是
g。
(2)因颗粒易溶于水,小组同学采用图乙所示的方法测量体积,所称量的颗粒体积是 cm3。
(3)该物质的密度是 g/cm3。(结果保留1位小数)
147.6
70
2.1
(4)在步骤C中,若摇动不够充分,则测出的密度比实际密度值
(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)小明将25 g盐完全溶解在图丙①所示的量筒内的水中,液面升高后的位置如图丙②所示,则盐水的密度为
kg/m3。
偏小
1.25×103
类型九 吸水性物质密度的测量
9.如图1所示是小明测量开水瓶软木塞密度的实验示意图。
(1)根据实验示意图1和步骤中的标注,将表一填写完整。
测量
值 软木
塞的
质量
m/g 水的
体积
V1/cm3 水和铁
块的体
积V2
/cm3 水、软木
塞和铁块
的总体积
V3/cm3 软木塞的
密度ρ木
/(kg·m-3)
数据
12
40
50
90
0.3×103
(2)考虑到软木塞的吸水性,实际测得密度应 (选填“大于”或“小于”)实际密度。
(3)小红用天平、量筒和水等器材测另一个干燥软木塞(具有吸水性)的密度时,进行了下列操作:
①先把天平放在水平桌面上,然后将游码移到标尺的零刻度线位置上,调节天平平衡;
②用调节好的天平测出软木塞的质量m1;
③将适量的水倒入量筒中,读出水面对应的示数V1;
④用细铁丝将软木塞浸没在装有水的量筒中,过段时间后,读出水面对应的示数V2;
大于
⑤将软木塞从量筒中取出,直接用调节好的天平测出其质量m2。
如表二是小红实验中没有填写完整的数据记录表格。请根据图2中天平和量筒的读数将表二中的数据填写完整。
物理量 m1/g V1/cm3 V2/cm3 m2/g 干燥软木
塞的密度
ρ/(g·cm-3)
测量值 6 370
400
16
0.15
$$