内容正文:
质量与密度
定义 物体所含 叫作质量
单位及
其换算 基本单位是 ,常用单位:吨(t)、克(g)、毫克(mg)
1t= kg,1g= kg,1mg= kg
性质 质量是物体的一种属性,与物体 、 、 、
等因素无关
常见值 一元硬币质量约为6 g,成人质量40 kg~90 kg,一个鸡蛋质量约为
50 g,一只鸡质量约为2 kg等
测量
工具 生活中常用案秤、台秤、电子秤、杆秤等;实验室用
物质的多少
千克(kg)
103
10-3
10-6
形状
状态
位置
温度
考点梳理过关
考点1 质量
天平
1. 原理
杠杆平衡条件: (用式子表示)。
F1l1=F2l2
考点2 天平的正确使用
2. 使用方法
看 观察天平的称量和标尺上的
放 将天平放在 上,并拨动游码到标尺左端的
处
调 调节天平两端的 (有的天平只有右端有平衡螺
母),使指针恰好指在分度盘的 或左右摆动的幅度
称 将被测物体轻放入 盘,再估计被测物体的质量,用镊子从
大至小向 盘加减砝码,最后调节标尺上的 (相当
于向右盘中加入小砝码),直到天平重新平衡
分度值
水平台
零刻度
线
平衡螺母
中央
相同
左
右
游码
读 盘中砝码的总质量加上 就是被测物体的质量,游码读数以 侧边缘为准
注意
事项 ①所测物体质量不能超过天平的称量;②必须保持天平和天平盘清洁、干燥;③加减砝码要用镊子轻拿轻放;
④有腐蚀性的物体(固体)不能直接放入天平托盘中
[提示]①天平使用过程中,有两次调节横梁平衡:A. 测量前通过调节
平衡螺母使横梁平衡;B. 测量过程中,通过增减砝码或移动游码使横
梁平衡,此时不能再调平衡螺母。②测量质量很小的物体质量时,如
测量一枚邮票的质量,可采用累积法进行测量。③添加砝码的顺序:
由大到小
右
游码所对应的刻度值
左
1. 托盘天平是科学实验中常用的仪器,下列关于其使用的说法中正确
的一组是( A )
①称量物体前首先应估计被测物体的质量,以免超过量程 ②不管桌面
是否水平,只要调平横梁就可以称量 ③称量时,向右移动游码,相当
于向右盘加砝码 ④不能把化学药品直接放在托盘上称量
A. ①③④ B. ①②③
C. ②③④ D. ①②④
A
(八上P110图6.1-2改编)
2. 商店里使用的案秤如图甲所示,其工作原理与天平相同。使用时,先将游码移至左端零刻度线处,若发现秤杆右端上翘,则调零螺丝应向
(选填“左”或“右”)旋动才能使秤杆平衡。现用该案秤称某物体质量,通过在砝码盘中添加槽码、移动游码使秤杆平衡,所加的槽码和游码的位置如图乙所示,该物体的质量为 kg。若把该物体带到太空,它的质量将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
右
3.2
不变
(八上P112图6.1-7改编)
1. 密度
定义 某种物质组成的物体的质量与它的体积之比
公式 ρ=
单位 主单位是 ,有时也用 。两个单位之间的换算关系:1 g/cm3= kg/m3
性质 密度是物质的一种特性,与物质的质量和体积 关,与物
质的种类、状态、温度和压强等因素 关
[提示]①某种物质的密度在数值上等于物质的质量与体积的比值。②物质的密度由物质的种类决定,与体积、质量无关。③可通过质量与体积比计算,但不能认为物质的密度与质量成正比、与体积成反比
kg/m3
g/cm3
1×103
无
有
考点3 密度
2. 质量和体积的关系图像(m-V图像)
某种物质的m-V图像为一条过原点的斜线。利用m-V图像可以求
物质密度;可以根据已知体积求质量;可以根据已知质量求体积;可以
比较不同物质密度的大小。
3. 关于质量和密度,下列说法正确的是( D )
A. 同种物质组成的物体,其密度与质量成正比
B. 水的密度是1.0×103kg/m3,表明1m3的水质量是1.0×103kg/m3
C. 一块冰全部熔化成水后,质量变小
D. 嫦娥五号返回舱从月球携带1 731g月球土壤样品返回地球,土壤样品
质量不变
D
4. 甲、乙两种物质的m-V图像如图6.2-1所示,下列说法中错误的是
( C )
(八上P113图6.2-1改编)
A. 若甲、乙两物质质量相等,则乙的体积较大
B. 若甲、乙两物质体积减半,则它们的密度都不变
C. 甲、乙两物质的密度分别为1.5g/cm3、2 g/cm3
D. 甲、乙两种物质的体积都是80cm3时,甲、乙的总质量为160g
C
5. (1)一个容积为2.5L的塑料瓶,用它装水,最多装 kg;用
它装植物油,最多装 kg。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ油=
0.9×103kg/m3)(八上P116动手动脑学物理第4题改编)
(2)一捆粗细均匀的铜线,质量是89kg,铜线的横截面积是25mm2,
不用尺量,计算得出这捆铜线的长度是 m。(ρ铜=
8.9×103kg/m3)(八上P116动手动脑学物理第5题改编)
2.5
2.25
400
1. 密度与温度
同种物质的密度会随温度、状态、压强等的变化而变化。一般来说,温度越高,密度越 ,但是水比较特殊,水在4℃时密度最 ;冰熔化成水,质量 ,密度 ;氧气瓶中的氧气在使用过程中,质量 ,体积 ,密度 。
小
大
不变
变大
变小
不变
变小
考点4 密度与社会生活
2. 鉴别物质
可根据ρ=及其变形公式鉴别物质材料种类,判断物体是否空心等。
[注意]利用公式ρ=及变形公式时要注意:①各物理量要针对同一物体;②单位要统一。
6. 水的密度在0~10℃范围内随温度变化的图像如图甲所示,北方冬天
湖水温度分布示意图如图乙所示,根据图像以及水的其他性质分析,下
列判断错误的是( C )
(八上P121图6.4-2改编)
C
A. 温度等于4℃时,水的密度最大
B. 在0~4℃范围内,水具有热缩
冷胀的性质
C. 图乙中A、B、C、D、E处的温度
分别为4℃、3℃、2℃、1℃、0℃
D. 如果没有水的反常膨胀,湖底和表面的水可能同时结冰,水中生物
很难越冬
7. 如图6.4-1所示,点燃的蜡烛能使它上方的扇叶旋转起来。这是因
为蜡烛的火焰使附近空气的温度升高,体积膨胀,密度变 ,所以
热空气 (选填“上升”或“下降”)形成气流,当气流流过扇
叶时,带动扇叶旋转。根据气体密度的这种变化规律,发生火灾时,为
了避免吸入燃烧产生的有毒气体,人应 (选填“站直”或“弯腰”)逃生;北方室内暖气管要安装在屋内的 (选填“上方”“下方”或“中间”)。
小
上升
弯腰
下方
(八上P120图6.4-1改编)
8. 如图6.4-5所示,气凝胶是一种多孔状、类似海绵结构的硅元素固
体,这种新材料密度为3mg/cm3,看似脆弱不堪,其实非常坚固耐用,
最高可承受1 400℃的高温,因为它耐磨且富有弹性,所以很多职业登
山者登山时穿的鞋子都是由气凝胶制成的。
(八上P122图6.4-5)
(1)气凝胶密度仅为3mg/cm3,它表示的物理意义是
。
体积为1cm3的气
凝胶的质量是3mg
(2)根据你对气凝胶性质的理解,说出“气凝胶”的两个物理属
性: 。
(3)“气凝胶”密度为3mg/cm3= kg/m3。
(4)已知某大型飞机采用现在盛行的超高强度结构钢(ρ钢=7.9×103
kg/m3)制造,耗钢118.5t;若采用此气凝胶代替钢材来制造同样大小的
飞机,则需此气凝胶质量为 kg。
密度小,耐磨且富有弹性
3
45
(八上P122图6.4-5)
[2024·广安改编]水是人类赖以生存的宝贵资源,节约用水是每个公民应尽的义务。在对水循环进行探究时,小月将冰块装入一个质量为20g的烧杯中,利用天平测出它们的总质量如图所示,由此得出这块冰的质量 g;如果这块冰完全熔化成水,其质量 (选填“变大”“变小”或“不变”,下同),密度 。
42.4
不变
变大
常考重难突破
突破点1 对质量与密度的理解
【方法点拨】质量是物体的一种基本属性,与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关。
1. [2024·枣庄]密度与生活联系非常紧密。下列关于密度的一些说法正
确的是( D )
A. 1kg的铁块比1kg的棉花重
B. 可以利用密度来鉴别物质,因为不同物质的密度一定不同
C. 航空器材常采用熔点高、密度大的新型材料
D. 一旦发生火灾,受困人员常采取弯腰撤离,是因为烟雾温度高、密
度小,向上方聚集
D
2. 小红用调好的天平测一木块的质量,天平的最小砝码是5g,她记录
了木块的质量是38.4g。整理仪器时才突然发现木块和砝码的位置放反
了,则该木块的实际质量应是 g。
31.6
1
2
3
小莉根据表格中的数据,得出以下四个结论,其中正确的( D )
一些物质的密度/(kg·m-3)
冰 0.9×103 水银 13.6×103
煤油 0.8×103 铜 8.9×103
酒精 0.8×103 铝 2.7×103
D
A. 不同物质的密度一定不同
B. 固体的密度都大于液体的密度
C. 一定质量的水结成冰,体积比原来增大
D. 等质量的实心铝球和空心铜球,体积可能相同
【方法点拨】密度是物质本身的一种性质,只与种类和状态有关;C、D选项可利用公式V=判断。
1
2
3
[2024·滨州]用天平和量筒测量固体密度的实验中,下列说法正
确的是( B )
A. 测量时先测物体的体积,再测物体的质量
B. 用调好的天平称量物体质量时,物体应放在天平的左盘中
C. 称量物体质量的过程中,若横梁不平衡,可调节平衡螺母
D. 使用量筒测量体积时,可以俯视读数
B
突破点2 有关天平的使用
1
2
3
[2024·南充]小洋研究液体密度时,用两个完全相同的容器分别
装入甲、乙两种液体,并绘制出总质量m与液体体积V的关系(如图所
示),由图像可知( D )
D
突破点3 关于密度的图像问题
A. 容器的质量为20kg
B. 甲液体的密度是2.0g/cm3
C. 乙液体的密度是1.2g/cm3
D. 密度为0.8g/cm3的液体的m-V图像应位于Ⅲ区域
1
2
3
3. [2024·乐山]甲、乙、丙三种物质质量与体积的关系图像如图所示,
则ρ甲 (选填“>”“<”或“=”)ρ乙,ρ丙= kg/m3。
>
0.5×103
1
2
3
在测量液体密度的实验中,小华同学测得液体和烧杯的总质量
与液体体积的关系图像如图所示,则液体的密度为 kg/m3,
空烧杯的质量是 g。
0.9×103
150
1
2
3
一实心铁球质量为15.8g,则该实心铁球的体积为 cm3;
为使铁球能悬浮于水中,我们将实心铁球制成空心铁球,则空心部分体
积为 cm3。(ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3)
2
13.8
突破点4 空心问题
1
2
3
2023年5月21日,第五届“丝绸之路”马拉松比赛在银川开
赛,近两万五千人参加比赛,完成比赛后可获得完赛奖牌,如图①,有
同学想知道完赛奖牌的密度,为此进行了如下测量。
教材实验拓展
实验1 测量固体的密度
1
2
3
(1)将天平放在水平桌面上,调节天平平衡,调平后如图②中甲
所示,请指出调平过程中存在的错误: 。
游码未归零
(2)改正错误后,发现指针指在分度盘中线的左侧,应将平衡螺
母向 (选填“左”或“右”)调节,直至天平平衡。
(3)用调好的天平测量奖牌的质量,天平平衡时,右盘中砝码的
质量和游码对应的位置如图②中乙所示,则奖牌的质量是 g。
右
107.6
1
2
3
(4)如图②中丙,将奖牌缓慢浸没在盛满水的溢水杯内,用量筒
测出小烧杯中溢出水的体积,如图②中丁,则奖牌的密度ρ= g/cm3(计算结果保留两位小数)。
(5)该实验中,密度的测量值比真实值偏 ,原因是:
。
6.73
大
从
小烧杯往量筒中倒水时,所测体积偏小,密度测量值偏大
1
2
3
【实验拓展】
调查研究是学好物理的重要方法之一。小江带领本小组同学对嘉陵
江进行了实地调查研究,他们捡到了一块漂亮的小石头,于是对这块小
石头的密度进行了测量,测量过程如图③所示。
(1)小江把天平放在水平桌面上,游码拨到零刻度线处,调
节 使天平平衡,然后将小石头放在左盘中,在右盘中增减砝码,当加入最小砝码时,发现指针位置如图③中甲所示,他接下来的操作应该是:① ;② 。
平衡螺母
取下最小砝码
向右移动游码,直至天平平衡
1
2
3
(2)天平平衡后,砝码质量和游码对应刻度如图③中乙,则小石
头的质量m0为 g。
(3)将小石头(小石头不吸水)缓慢放入盛有40mL水的量筒中,
水面升高至如图③中丙所示,则小石头的体积为 cm3,小江测出
小石头的密度ρ= kg/m3。
62
20
3.1×103
1
2
3
(4)若实验过程中,小江不小心将量筒打碎了,经过思考,他采
取了以下步骤测量“小石头”的体积(如图③中丁):
①向烧杯中加入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量m1;
②如图③中丁A所示,烧杯放在水平桌面上,用细线系住小石块轻
轻放入烧杯中,使小石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置;
③将小石块从水中取出后,向烧杯中缓慢加水至标记处,再用天平
测出烧杯和水的总质量m2,则小石头的密度ρ石= (用m0、
m1、m2、ρ水表示)。
1
2
3
(5)细心的小江发现,图③中丁B中取出小石头时带走了一些水,
这样是否会影响体积测量的准确度呢?请你分析并判断:
。
不影响,小
石块的质量是直接测量出来的,质量测量准确,小石块不吸水,将小石
块从水中取出时,小石块带出的水,后面加水时已补回去,体积测量也
准确,所以测量出的密度值是相同的
1
2
3
[2024·眉山]一次课外活动中,物理老师让学生自选器材完成“测量液体密度”的实验。一小组测量某液体的密度,选择天平及量筒等器材。
实验2 测量液体的密度
(1)天平是利用杠杆平衡条件来工作的,它属于 (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①中甲所示,应该向 旋动
平衡螺母,直到天平横梁平衡。
等臂
右
1
2
3
(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①中乙所示,则m1= g。
(3)将烧杯中液体倒入一部分在量筒中如图①中丙,量筒中液体
体积V1= cm3;再用天平测得烧杯和剩余液体的总质量为
133.2g。
165
30
1
2
3
(5)另一小组测量橙汁饮料的密度,选择天平和容积为V的两个完
全相同的瓶子等器材,两个瓶子分别装满橙汁和水,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= (用字母V、m0和ρ水来表示)。
(4)待测液体的密度ρ1= g/cm3。
1.06
ρ水+
1
2
3
【实验拓展】
(1)课后小华与小张利用电子秤测量盐水密度,进行了如图②所示的实验操作:
①取密度为8g/cm3的合金块,用电子秤测得其质量为80.0g(图甲);②将合金块放入溢水杯中后,向溢水杯中注满盐水,测得溢水杯、盐水、合金块的总质量为100.0g(图乙);③取出合金块,向溢水杯中补满盐水,测得溢水杯和盐水的总质量为31.0g(图丙)。
根据以上实验数据,计算得出盐水的密度ρ= g/cm3。若测量后才发现此电子秤的每次测量值均比真实值大1g左右,则以上步骤所测得的盐水密度值与真实值相比 (选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
1.1
偏大
1
2
3
(2)小华认为不用量筒也能测量出盐水的密度,他进行了如下实
验操作:
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0;②在烧杯中装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;③把烧杯中的水倒尽,再装满盐水,用天平测出烧杯和盐水的总质量为m2;④盐水的密度表达式ρ= (用ρ水及测得的物理量表示)。
ρ水
1
2
3
$$