内容正文:
2025中考物理一轮复习
第7.2讲 质量与密度实验
PART ①
基础知识复习
一、测量固体的密度
1.实验原理: ρ=m/V ;
2.测量器材: 天平 (测质量)、 量筒 (测体积)。
3.实验步骤:
(1)用 天平 测出石块的质量为m。
(2)在量筒里加入“适量”的水,读出此时体积为V1。
(3)用细线系住石块缓慢放入量筒内使其 浸没 ,读出此时体积为V2。
“适量”含义: 能使石头浸没,且石头浸没后水不超量程 。
(4)物体密度表达式为 m/(V2-V1) 。
一、测量固体的密度
4.实验评估:
(1)若先测体积,再测质量,会导致测得的密度比实际值 偏大 ;原因是 从量筒内取出的石头沾水,会导致所测质量偏大 。
(2)本实验中,将细线“缓慢”放入量筒中的好处是: 防止水溅出 、 避免损坏量筒 。
二、测量液体的密度
1.实验原理: ρ=m/V ;
2.测量器材: 天平 (测质量)、 量筒 (测体积)。
3.实验步骤:(方案一)
①用 天平 测出烧杯的质量m1;
②用天平测出 烧杯和盐水 的总质量m2;
③将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,读出量筒内盐水的体积V;
(4)物体密度表达式为 (m2-m1)/V 。
4.实验评估: 烧杯中有液体残留,导致体积偏小,密度测量值偏大 。
二、测量液体的密度
3.实验步骤:(方案二)
①用天平测出 空烧杯 的质量m1;
②将盐水倒入量筒中,读出盐水的体积V;
③将量筒中的盐水全部倒进烧杯,用天平测得烧杯和盐水的总质量m2;
(4)物体密度表达式为 (m2-m1)/V 。
4.实验评估: 量筒中有液体残留,导致质量偏小,密度测量值偏小 。
二、测量液体的密度
3.实验步骤:(方案三)
①用天平测出 烧杯和盐水 的总质量m1;
②将烧杯中的盐水 一部分 倒入量筒中,读出量筒内盐水的体积V;
③用天平测剩余盐水和烧杯的总质量m2;
(4)物体密度表达式为 (m2-m1)/V 。
4.实验评估: 测出来的体积和质量均对应倒出来的“部分液体”,准确 。
PART ②
典型题目练习
1.(2023湖南株洲)某同学测量鸡蛋密度的过程如下。
(1)把一枚鸡蛋放在调好的天平的 左 (填“左”或“右”)盘,平衡时,放在托盘中的砝码以及游码位置如图甲所示,则鸡蛋的质量为 53 g;
(2)将这枚鸡蛋放入盛有350mL水的量杯后,鸡蛋浸没在水中,此时量杯中的水面如图乙所示(鸡蛋未画出),则鸡蛋的体积为 50 cm3;
(3)这枚鸡蛋的密度为 1.06 g/cm3。
解:使用托盘天平时,“左物右码”;
鸡蛋的质量为53g,则鸡蛋的体积为V=400ml-350ml=50ml=50cm3;
鸡蛋的密度为ρ=m/V=10.6g/cm3。
2.(2024遂宁) 芳芳学习了密度知识后,在实验室对一块从涪江边捡回的鹅卵石进行密度测量,他先用天平测量鹅卵石的质量,当天平平衡时,游码位置及右盘中的砝码如甲图所示,鹅卵石的质量为 44 g,然后用量筒测鹅卵石的体积如乙图所示,鹅卵石体积为 20 cm3,则鹅卵石的密度为 2.2 g/cm3。
解:如甲图所示,鹅卵石的质量为44g。
如乙图所示,量筒分度值为2ml,根据排水法,鹅卵石体积为20cm3;
鹅卵石密度ρ=m/V=44g/20cm3=2.2g/cm3
3.(2024眉山)一次课外活中,物理老师让学生自选器材“测量液体密度”。
(1)一小组测量某液体的密度,选择天平及量筒等器材。
①天平是利用杠杆平衡条件来工作的,它属于 等臂 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。天平置于水平台面上,游码移到标尺左端的零刻度线处,指针位置如图甲所示,应该向 右 旋动平衡螺母,直到天平横梁平衡。
②向烧杯中倒入适量待测液体,用天平测出烧杯和液体的总质量m1,右盘中砝码及游码位置如图乙所示,则m1= 165 g。
解:动力臂等于阻力臂,天平是等臂杠杆。
如图甲所示,指针指在分度盘的左侧,说明左侧重,应将平衡螺母向右调节。
3.(2024眉山)一次课外活中,物理老师让学生自选器材“测量液体密度”。
③将烧杯中液体倒入一部分在量筒中如图丙,量筒中液体体积V= 30 cm3;再用天平测得烧杯和剩余液体的总质量为133.2g。
④待测液体的密度ρ= 1.06 g/cm3。
(2)二小组测量橙汁饮料的密度,选择天平和容积为V的两个完全相同瓶子等器材。两个瓶子分别装满水和橙汁,放在已平衡的天平左右两盘,移动游码使天平平衡,游码示数为m0,如图丁。则橙汁的密度ρ= (ρ水V+m0)/V 。
解:液体质量为165g-133.2g=31.8g
故密度为31.8g÷30cm3=1.06g/cm3;
橙汁和水体积相同,质量多m0,故用水的质量加m0,再除以体积V,便是其密度
4.(2024临沂)小明想知道经过净化槽净化后的水的密度,他进行了如下测量.
(1)将一台能正常使用的托盘天平放在水平桌面上,指针的位置如图甲所示,向左调节平衡螺母,但始终未能将天平调平衡,原因是 游码未归零 。
(2)将天平调平衡后,先测空烧杯的质量.天平平衡时,右盘中的砝码和称量标尺上游码的位置如图乙所示,则空烧杯的质量为 32.6 g。
解:在调节天平平衡时,应先将游码移至标尺的零刻线处,再调节平衡螺母;如图甲所示,指针偏向分度盘的右侧,说明左侧高,应向左调节平衡螺母;但始终未能将天平调平衡,说明天平的横梁已经不平衡了,即游码未移到称量标尺左端的零刻度线上。
4.(2024临沂)小明想知道经过净化槽净化后的水的密度,他进行了如下测量.
(3)将适量的净化后的水倒入烧杯中,并通过烧杯上的刻度直接读出水的体积为50mL,然后用天平测出烧杯和水的总质量为78.2g,则净化后的水的密度为 0.912 g/cm3。此测量值误差太大,主要原因是 用烧杯测量液体体积误差大 。
(4)将烧杯中的水全部倒入量筒中,如图丙所示,则水的体积为 45 mL。利用这一数据计算出净化后的水的密度 大于 (选填“大于”“等于”或“小于”)其真实值.
解:用烧杯测量净化后的水的体积误差太大,故测量值误差太大。
由丙图知,量筒的分度值为1mL,水的体积为45mL。
由于将烧杯中的水倒入量筒中时,烧杯壁粘水而使量筒中水的体积偏小,故在质量一定时,体积偏小,则密度偏大,所以计算出净化后的水的密度大于其真实值。
5.(2024盐城)奶奶买了1.7kg的绿豆,准备放入瓶中贮存,至少需要多大容积的瓶子呢?小明和同学来帮助奶奶想办法。
(1)如图甲所示,将天平放在 水平 桌面上,调节天平平衡。他在调节平衡过程中忘了将 游码 移至标尺左端的“0”刻度线处。移好后,为使天平重新平衡,此时应将天平的平衡螺母向 右 调。
(2)用调好的天平称取适量的绿豆,如乙图所示,绿豆的质量为 34 g。将绿豆倒入空量筒,压实抹平,测得其体积为 40 cm3。
(3)装1.7kg绿豆所需瓶的容积至少 2000 cm3。
解:由(2)可知,绿豆的密度为
1.7kg绿豆所需瓶的容积
6.(2024扬州) 小华测量手链上花生形状小饰品的密度。
(1)拆下穿过“花生”细绳,用天平测“花生”质量,操作正确,如图所示,“花生”的质量为 2.6 g;
(2)因“花生”体积较小,选择分度值更小的注射器来测“花生”体积。其步骤如下图,步骤②中摇动注射器的目的是: 除去注射器内水中的气泡 ;
6.(2024扬州) 小华测量手链上花生形状小饰品的密度。
(3)测得“花生”的密度为 2.6 g/cm3。若在步骤③中,不慎挤出少许水,则密度测量值偏 大 。
解:若在步骤③中,不慎挤出少许水,则步骤③中水和花生的总体积偏小,从而使测出的花生体积变小,由ρ=m/V可知,密度测量值将偏大。
7.(2024重庆A)小吴同学在家里收集到一个废旧水龙头,同学们想通过测量密度知道它是由什么材料制成的。
(1)小吴将天平放在水平桌面上,游码移到零刻度线,发现天平的左盘较高,应将平衡螺母向 左 调节,直至指针对准分度盘的 中央 刻度线。将水龙头放在天平左盘,向右盘加减砝码并移动游码,天平平衡时如图甲所示,测得水龙头质量为 181.4 g;然后用溢水杯、水、小烧杯、细线和天平测出水龙头的体积并算出密度;
解:左盘较高,应将平衡螺母向左调节,直至指针对准分度盘的中央刻度线。
游码的分度值为0.2g,游码的示数为1.4g,则测得水龙头质量为181.4g。
7.(2024重庆A)小吴同学在家里收集到一个废旧水龙头,同学们想通过测量密度知道它是由什么材料制成的。
(2)小欣提出用弹簧测力计测量密度更方便。她先用弹簧测力计测出水龙头的重力;然后将水龙头浸没在水中静止,发现弹簧测力计的示数减小了2小格,这是因为水龙头受到竖直向 上 的浮力,此时弹簧测力计的示数如图乙所示为 1.4 N;小欣计算出水龙头的密度是 4.5 g/cm3;
解:由图乙可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.4N。
水龙头放入水中后弹簧测力计的示数减小了2小格,则水龙头的重力为之前的数据即为1.8N,水龙头的质量为180g;
根据称重法测浮力可知,水龙头受到的浮力为G-F拉=0.4N;
求得水龙头的体积为40cm3;水龙头的密度为4.5g/cm3。
7.(2024重庆A)小吴同学在家里收集到一个废旧水龙头,同学们想通过测量密度知道它是由什么材料制成的。
(3)同学们对实验进行交流评估,认为 小欣 同学测得的密度误差较大,主要原因是 弹簧测力计的分度值较大,误差较大 。
解:在进行实验测量时,仪器越精确,
读出的数据越准确,最终的实验结果
误差越小。根据两位同学的测量仪器
可知,天平的读数比弹簧测力计的读数更准确,即小欣同学根据弹簧测力计的示数得出的水龙头的质量和体积误差较大,因此小欣同学测得的密度误差较大。
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