内容正文:
专题二十一 密度的测量
十分钟练习
1.用天平与量筒测量固体颗粒的密度。
(1)①将天平放在水平台上,将游码移至零刻度线,发现指针在分度盘的左侧,要使横梁平衡,应将右边平衡螺母向 (选填“右”或“左”)调;
②如图,测得颗粒的质量为 g;
③用量筒测量颗粒体积,会导致密度的测量值偏 ,原因是 ;
(2)工厂配有用于测量颗粒密度的密度秤,如图,使用步骤如下:
①向容器B加入水,让水面升至容器的标记处。将空容器A与容器B一起放置在密度秤上,如图①,按下数据记忆键,记录密度秤上物体的总质量;
②将待测颗粒放入容器A,如图②,记录总质量;
③将容器B中的水倒去部分,将容器A中的待测颗粒全部倒入容器B中,如图③,再用胶头滴管向容器B中加入水,直到 ,记录总质量;
④最后按下数据转换键,密度秤会根据程序设置的公式直接显示出待测颗粒的密度测量值,程序公式为 。(用及记录的物理量表示)
2.【精心操作,精准测量】在“测量固体和液体的密度”实验中,小明想测量一块石子的密度,他先将托盘天平放到水平桌面上,调节天平平衡。
(1)如图甲所示,在测石子的质量操作中,小明有一处错误是: ;
(2)纠正错误后,盘中所加砝码和游码位置如图乙所示时天平平衡,石子的质量为 g;
(3)如图丙所示,用量筒和水测量石子的体积为 cm3,则石子的密度为 kg/m3;
(4)小明取出石子,发现石子吸水,实验所测的密度会 (选填“偏大”或“偏小”)。
3.如图所示,小明和同学练习测量物体的密度。
一、测固体密度
(1)小明和同学首先将天平放在水平桌面上,然后将 归零后,发现指针位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,才能使天平平衡;
(2)将小石块放在天平上称量,天平重新平衡后,砝码及游码位置如图乙所示,体积如图丙所示,则小石块的密度为 kg/m3;
(3)若在天平调平衡前,左盘下沾有一小块橡皮泥,整个实验过程均未掉落,上述方法测出的小石块密度比真实密度 (选填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
二、测液体密度
(1)在天平调节好之后,小明和同学依次进行了如下操作:
①用天平测出空烧杯的质量m1;
②将适量酱油倒入烧杯中,测出烧杯和酱油的总质量m2;
③然后将烧杯中的酱油全部倒入量筒中,测出酱油的体积V;
(2)酱油的密度为ρ= (用已测物理量表示);
(3)用该实验方案得到的测量结果与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。小明认为该实验过程只需要调整先后顺序,就可以减小上述误差,调整后的实验顺序应该是 (填序号)。
4.小明同学在测量固体物体密度的实验中,首先取来托盘天平放在水平桌面上,发现分度盘如图甲所示情况。
(1)他应采取的措施是:将天平的平衡螺母向 移动,使指针指分度盘中央。
(2)天平调节平衡后,小明按图乙所示的方法来称量物体的质量,小华立即对小明说:“你操作时至少犯了两个错误。”小华所说的两个错误是:
① ;② 。
(3)小明虚心地听取了小华的建议,重新进行操作,在称量过程中,又出现了如图甲所示的情况,下一步他应怎么操作?( )
(4)天平再次平衡后,所用砝码和游码位置如图丙所示,那么小明所称量物体的质量是多少克?( )
(5)小明测量物体的体积如上图所示,则该物体的体积是 。
(6)该物体的密度 。
5.小明和小华测量物质的密度,进行了如下实验:
(一)测量鹅卵石的密度:
(1)天平放在 ,将游码移至标尺的零刻度线处,并调节 ,使指针指到分度盘中央刻度线处;
(2)鹅卵石放在左盘内,当天平平衡时,右盘中砝码的质量及游码在标尺上的位置如图甲所示,测出了鹅卵石的质量m,然后将鹅卵石放入盛有20mL水的量筒中,液面位置如图乙所示。则鹅卵石的密度ρ= kg/m3。
(二)测量未知液体的密度:
(1)小明利用天平和量筒来测量未知液体的密度,实验步骤如下:
①用天平测出烧杯的质量为m1;
②往烧杯中倒入适量该液体,用天平测出烧杯和液体的总质量为m2;
③将烧杯中的液体倒入量筒中,读出体积为V。
测量未知液体密度的最佳步骤顺序是 ,液体密度的表达式:ρ液= (用符号表示);
(2)小华利用实验(一)中质量为m、密度为ρ的鹅卵石来测未知液体的密度,方案如下:
①在烧杯中倒入适量的液体将鹅卵石浸没,在液面到达的位置上作标记,用天平称出总质量为m1;
②将鹅卵石从液体中取出,向烧杯中添加液体到标记处,再用天平称出此时液体和烧杯的总质量为m2;
则该液体密度的表达式:ρ液= (用符号表示);
鹅卵石取出时会沾有液体,这会使所测液体密度 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
参考答案:
1. 右 74.2 小 用量筒测量颗粒体积,由于颗粒之间有空隙,会使颗粒的体积偏大 水面升至容器的标记处
【详解】(1)①[1]指针在分度盘的左侧,要使横梁平衡,应将右边平衡螺母向右调。
②如图,测得颗粒的质量为
50g+20g+4.2g=74.2g
③[3][4]用量筒测量颗粒体积,由于颗粒之间有空隙,会使颗粒的体积偏大,根据公式可知,会导致密度的测量值偏小。
(2)③[5]将容器B中的水倒去部分,将容器A中的待测颗粒全部倒入容器B中,如图③,再用胶头滴管向容器B中加入水,直到水面升至容器的标记处,记录总质量;
④[6]颗粒的质量为
颗粒排开水的质量为
颗粒的体积等于排开水的体积
则颗粒的密度程序公式为
2. 物体放在右盘,砝码放在左盘 23.4 10
2.34×103 偏大
【详解】(1)[1]天平使用时,物体要放在左盘,砝码要放在右盘,位置不能放错盘。
(2)[2]砝码的质量为20g,游码所对的刻度值为3.4g,则石子的质量
m=20g+3.4g=23.4g
(3)[3]量筒中水的体积为30mL,放入石子后的总体积为40mL,则石子的体积
V=40mL-30mL=10mL=10cm3.
[4]石子的密度
(4)[5]实验中,若小矿石会吸水,则小矿石放入量筒后会使水面下降,测出小矿石的体积偏小,由可知,测出小矿石的密度偏大。
3. 游码 右 2.6×103 不受影响 偏大 ②③①
【详解】一、(1)[1][2]图甲所示,将天平放在水平桌面上,然后将游码归零后,再调节平衡螺母使天平平衡;如图甲所示,天平指针向左偏,故向右调节平衡螺母,才能使天平平衡。
(2)[3]图乙所示小石块的质量
m=20g+20g+10g+2g=52g
图丙中水的体积为
20mL=20cm3
小石块和水的体积为
40mL=40cm3
小石块的体积为
V=40cm3-20cm3=20cm3
小石块的密度
(3)[4]天平的右盘下粘了一小块橡皮泥,调节平衡螺母后,左右两盘质量相等,测量物体质量时,左右两盘质量也相等,不影响测量结果;即所测的密度值不受影响。
二、(2)[5]酱油的质量为
m酱=m2-m1
酱油的密度
(3)[6][7]烧杯中的酱油倒入量筒中时,由于烧杯内壁粘有少量酱油,测量出的酱油体积V偏小,根据密度公式可知,测得的密度偏大;为了减小误差,实验中应该先测量酱油和烧杯的总质量,再测倒出酱油的体积,最后测烧杯的质量,即②③①。
4. 右 用手直接拿砝码 物体和砝码的位置反了 向右盘中加砝码或向右移动游码 47.4 10
【详解】(1)[1]如图,指针偏向左侧,平衡螺母向相反方向移动,所以他应采取的措施是平衡螺母向右移。
(2)[2][3]用手拿砝码,会腐蚀砝码,影响以后测量的准确性,物体和砝码放反了托盘,物体的质量不等于砝码的质量加游码对应的刻度值。
(3)[4]如图,指针左偏,说明物体重,所以需要增加右盘砝码或者向右移动游码。
(4)[5]质量是
m=20g+20g+5g+2.4g=47.4g
(5)[6]该物体的体积是
V=30cm3-20cm3=10cm3
(6)[7]该物体的密度
5. 水平桌面上 平衡螺母 3.1×103 ②③① 无影响
【详解】(一)(1)[1][2]在使用天平测量物体的质量前,应先调平天平:将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,调节平衡螺母,直到天平平衡。
(2)[3]由甲图可知,此时天平平衡,则右盘中鹅卵石的质量等于左盘中砝码质量加游码质量,即
由乙图可知,该量筒的分度值为2mL,鹅卵石和量筒中水的总体积为,则鹅卵石的体积
鹅卵石的密度
(二)(1)[4][5]为了避免由于烧杯残留液体导致的实验误差,先测出烧杯和液体的总质量,再将液体倒入量筒测体积,最后测烧杯的质量,即最佳步骤顺序为②③①。量筒中液体的质量
液体的密度
(2)[6]烧杯中添加的液体的质量
烧杯中添加的液体的体积
则液体的密度
[7]取出鹅卵石时鹅卵石上沾有液体,但将鹅卵石取出后,再添加该液体到标记处,不影响添加的液体的质量的测量,所以对液体密度的测量没有影响。
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