内容正文:
质量与密度
1.质量
(1)定义:物体所含物质的多少叫作质量,用字母① 表示。
(2)单位换算:1 g=② kg,1 mg=③ g=10-6 kg,
1 t=④ kg。
103
10-3
10-3
易错警示
质量是物体本身的一种属性,与物体的形状、状态、位置无关。
m
质量及其测量
知识点1
夯基础
知识精讲
2.托盘天平的使用与读数
一看:观察托盘天平的量程和标尺的分度值。
二放:把托盘天平放在水平台面上。
三移:将游码移到标尺左端的⑤ 处。
四调:调节横梁两端的⑥ ,使指针指在分度盘的中线处,这时横梁水平平衡(调节原则是左偏右调,右偏左调)。
五称:左盘放⑦ ,右盘放⑧ ,通过增减砝码和移动游码在标尺上的位置,使横梁水平平衡(放砝码的原则是先大后小)。
六读:被测物体的质量=托盘中砝码的质量+游码在标尺上所对的刻度值。图中物体的质量为⑨ g。
七收:将所用器材恢复到使用前的状态。
62
砝码
被测物体
平衡螺母
零刻度线
10-3
10-6
体积的测量
1
知识点2
1.单位
(1)国际单位:立方米,符号m3。其他单位有立方分米(dm3)、升(L)、毫升(mL)等。
(2)单位换算:1 mL=⑩ cm3=⑪_____________m3。
1 L=⑫ m3。
60
最低处
量程
2.量筒的使用与读数
一看:看单位、 ⑬ 和分度值。
二放:放在水平台面上。
三读:视线要与液体凹液面的⑭ 相平,如图中乙视线。
四记:记录数据和单位,并注意单位换算。图中量筒内液体的体积为
⑮ mL。
易错警示
一般来说,同种物质温度越高,密度越小,但水比较特殊,在4 ℃时密度最大。水结冰后,质量不变,体积变大,密度变小。
密度
3.公式:ρ= ⑱ 。变形式:求质量m= ⑲ ,求体积V= ⑳ 。
4.单位换算:1 g/cm3= ㉑ kg/m3。
1×103
ρV
体积
质量
知识点3
1.定义:某种物质组成的物体的
⑯ 与它的⑰ 之比叫作这种物质的密度,用ρ表示。
2.性质:密度是物质的一种特性,它跟物体的质量与体积无关,物质不同,密度一般也不同。
1.(2022年版课标素材改编)影视剧拍摄中,倒塌的房屋、滚落的石块等道具通常是用泡沫塑料制成的,是因为泡沫塑料比真正的石块等物体的密度 ,在相同体积下,泡沫塑料道具比石块等物体的质量 。
小
小
基础小练
2.(人教教材习题改编)我国唐代的“黄河铁牛”是世界桥梁史上的瑰宝,巨大的铁牛(如图所示,实心)起到固定索桥的作用。若最大的一尊铁牛的质量为72 t,即 kg;要用密度为1.35×103 kg/m3 的石膏制作一个体积是该铁牛万分之一的模型,需用石膏的质量约为 kg
(假设铁牛的密度为7.9×103 kg/m3 ,结果保留两位小数)。
1.23
7.2×104
提素养
核心实验
实验
测量固体和液体的密度(2022年版课标要求学生必做实验)
1.常规方法测量物质的密度
实验名称 测量固体的密度 测量液体的密度
实验原理 ρ=
实验操
作步骤 (1)用天平测量出固体的质量m。
(2)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=V2-V1。
(3)根据以上步骤可得,固体密度的表达式ρ物= (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为V。
(3)用天平测出烧杯和剩余液体的总质量m2,则量筒中液体的质量m=m1-m2。
(4)根据以上步骤可得,液体密度的表达式
ρ液=
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2.特殊方法测量物质的密度
名称 图示 表达式
针压法(已知被测物
体的质量为m) V物=V3-V1 ρ物=
助沉法(已知被测物
体的质量为m) V物=V3-V2 ρ物=
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名称 图示 表达式
溢水法 V物=V溢 ρ物=ρ水
标记法 V物=V加水 ρ物=ρ水
等体积法 V液=V水 ρ液=ρ水
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3.实验误差分析
种类 分析
天平引起的误差 砝码生锈或粘有杂物,使测得的质量偏小,密度偏小
砝码磨损或缺角,使测得的质量偏大,密度偏大
天平使用时物体和砝码位置放反,若未使用游码,则质量测量值准确;若使用了游码,则测得的质量偏大
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种类 分析
实验设计引
起的误差 测量固体的密度时,若先测固体的体积再测质量,固体上沾有水,导致所测质量偏大,密度偏大
测量液体的密度时,若先测液体的体积,再将量筒中的液体全部倒入烧杯中测量质量时,会有少许液体残留在量筒内壁上,导致所测质量偏小,密度偏小
测量液体的密度时,若先测液体的质量,再将液体全部倒入量筒中测量体积时,会有少许液体残留在烧杯内壁上,导致测得液体的体积偏小,密度偏大
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种类 分析
操作引起的误差 用量筒测固体的体积时,若将固体放入量筒的过程中有水溅出,会使测得固体的体积偏小,密度偏大
用量筒测液体的体积,将待测液体倒入量筒中时,有一部分液体溅出,会使测得液体的体积偏小,密度偏大
特殊物质引
起的误差 固体小颗粒(或粉末):测量体积时,应将量筒中的固体小颗粒(或粉末)充分摇匀,尽量压实抹平,如果固体小颗粒(或粉末)间有空隙,会使测得物体的体积偏大,密度偏小
吸水性物体:利用量筒直接测量吸水性物体的体积时,由于物体吸水,使得测得物体的体积偏小,密度偏大
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例1在测量固体密度的实验中,进行如下实验过程。
提出问题、猜想与假设
小明在外出研学时,捡到两块大小不同的石块,这两块石块的密度是多少呢?
针对训练
基础设问
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图1
设计方案、收集证据
他在实验室选用天平、量筒、细线、烧杯和水等实验器材进行测量。
(1)实验前将天平放在水平工作台上,用镊子将游码移到标尺左端的
处,发现指针静止时的位置如图1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。
右
零刻度线
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(2)砝码盒中的砝码分别为100 g(1个)、50 g(1个)、20 g(2个)、10 g(1个)、5 g(1个)。测量小石块的质量时,在右盘中依次添加1个50 g和1个10 g的砝码后,指针略偏向右侧,接下来正确的操作应该是________________
_______,换上5 g的砝码,并调节游码;天平重新平衡后,游码的位置如图1乙所示,小石块的质量为 g。
58
的砝码
用镊子取下10 g
图1
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得出结论、作出解释
(3)用细线拴住小石块,将小石块慢慢浸没在装有40 mL水的量筒中,量筒内的水面静止时如图1丙所示,小石块的体积为 cm3,小石块的密
度为 kg/m3。
交流合作、评估反思
(4)(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小石块的密度与真实值相比________
(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
偏大
2.9×103
20
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①将大石块浸没在装有水的烧杯中,标记此时水面的位置后取出大石块。
②在量筒中装入适量水,记下水的体积为V1,用量筒往烧杯中加水至标记处。
③记下量筒中剩余水的体积为V2。
④大石块的密度表达式为 (用物理量符号表示)。
⑤此方法测出大石块的密度可能比实际密度 (选填“偏大”或“偏小”)。
偏小
(5)(缺量筒——标记法)小明想用同样方法测出大石块的密度,当他用天平测出大石块的质量m后,发现大石块不能直接放入量筒中,于是聪明的小明进行了如图2所示的操作。
图2
能力设问
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③取走弹力球,将小铁块单独留在水中,静止时量筒液面如图3乙所示,记录此时量筒的示数。
④弹力球的体积V= cm3,计算出弹力球的密度ρ= g/cm3;此值要比真实值偏 (选填“大”或“小”)。
小
0.82
①调节天平平衡后,测量弹力球质量为8.2 g。
②用细线在弹力球下吊一个棱长l=2 cm的正方体小铁块放入装水的量筒中,静止时量筒液面如图3甲所示,记录此时量筒的示数。
10
(6)(密度小于液体——助沉法)小明想测出妹妹的玩具——弹力球的密度,但是发现该弹力球放在水中时会漂浮在水面上,无法测出它的体积。于是他进行了以下实验操作。
图3
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(1)实验前将天平放在 上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,此时指针位置如图甲所示,应向 调节平衡螺母直至天平平衡。
左
例2 在测量液体密度的实验中,进行如下实验过程。
提出问题、猜想与假设
酒精消毒液已成为居家必备用品,那么家用酒精消毒液的密度是多少呢?
设计方案、收集证据
小强利用天平、量筒等实验器材进行测量。
水平台面
基础设问
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(2)小强在测量酒精消毒液质量的过程中,操作情况如图乙所示,请指出其中一处错误操作: 。
称量物体质量时调节平衡螺母
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得出结论、作出解释
(3)测量步骤如下:
①在烧杯中倒入适量的酒精消毒液,用天平测出烧杯和酒精消毒液的总质量为78 g。
②将烧杯中部分酒精消毒液倒入量筒,液面位置如图丙所示,读数时视线要与凹液面最 处相平,量筒内酒精消毒液的体积为 cm3。
③用天平测出烧杯和剩余酒精消毒液的质量如图丁所示,为 g。
④酒精消毒液的密度为 g/cm3。
0.85
44
40
低
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交流合作、评估反思
(4)(误差分析)若小强将烧杯中的酒精消毒液倒入量筒时,有部分酒精消毒液溅到了量筒的侧壁上,会导致所测酒精消毒液密度与真实值相比
(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
偏大
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(5)(缺量筒——等体积法)只用天平也能测出酒精消毒液的密度,于是小强想了想,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 为m0。
②将一个烧杯装满水,用天平测出 为m1。
③用另一个相同的烧杯装满酒精消毒液,用天平测出 _
为m2。
液的总质量
烧杯和酒精消毒
烧杯和水的总质量
空烧杯的质量
④酒精消毒液体积的表达式V= ,
密度的表达式ρ= 。(均用上述测量量的字母和ρ水表示)
能力设问
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1.判断下列物理量的估测是否正确。
(1)(2024·凉山10A题0.5分)一个盐源苹果的质量约为20 g。( )
(2)(2024·成都A卷4D题0.5分)家用轿车空载时的质量为20吨。( )
(3)(2022·德阳1题0.75分)一只公鸡的质量大约20 kg。( )
✕
✕
质量的估测
✕
明考向
四川真题
命题点1
2.(2024·自贡8题2分)某同学用已调节好的托盘天平测量物体的质量,他将物体放入天平的左盘里,通过增、减砝码后,发现指针指在分度盘中央刻度线的左边一点,这时他应该( )
A.把横梁右端螺母向右旋出一些
B.把横梁右端螺母向左旋进一些
C.把天平右盘的砝码减少一些
D.把游码向右移动一些
D
命题点2
天平的使用与读数
3.(2024·成都A卷17题第二空2分)同学们使用天平和量筒测量酱油、盐水和纯净水三种液体的密度。将装有适量酱油的烧杯放在已调平的天平左盘,当右盘中砝码和标尺上的游码的位置如图所示时,天平再次平衡,则酱油和烧杯的总质量为 g。
91.2
4.(2024·宜宾11题3分)(多选)“从生活走向物理,从物理走向社会”。下列生活中有关质量和密度的说法正确的是( )
A.冰块熔化成水后密度变大,质量变大
B.一个鸡蛋的质量约为500 g
C.气凝胶是密度极小的固体材料,广泛应用于航天领域
D.发生火灾时,有害气体受热密度变小而上升,受困人员需弯腰甚至匍匐撤离
对质量和密度的理解及相关计算
CD
命题点3
5.(2024·乐山19题2分)如图所示是甲、乙、丙三种物质质量与体积的关系图像。则ρ甲 (选填“>”“<”或“=”)ρ乙,ρ丙=___________
kg/m3。
0.5×103
>
6.(2021·攀枝花17题2分)体育锻炼用的一个实心铅球的质量是4 kg,经测量它的体积是0.5 dm3,则该铅球的密度为 kg/m3。若该铅球是纯铅做的,铅的密度是11.3×103 kg/m3,质量应为 kg。
5.65
8×103
(1)将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺的零刻度线处,发现指针偏向分度盘左侧,要使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母向 移动。
(2)取一颗种子,用调节好的天平测出其质量如图甲所示,则种子的质量为 g。
8.8
类型1 测量固体的密度
7.(2023·攀枝花23题4分)小岩同学在学习了盐水选种的知识后,设计了如下实验来测量种子和盐水的密度。
右
测量固体和液体的密度
命题点4
(3)在量筒中倒入30 mL的盐水。
(4)将该种子缓慢放入量筒中,发现种子漂浮在液面上,量筒中液面的高度如图乙所示,则盐水的密度为 g/cm3。
(5)用细长针将种子缓慢压入盐水中直至浸没,量筒中液面的高度如图丙所示,则种子的密度为
g/cm3。
0.88
1.1
8.(2023·南充23题5分)小明同学利用以下实验器材设计甲和乙两种方案测量金属球的密度,按图所示完成以下步骤。
方案甲
方案乙
(2)接着他按如图A所示的方法来称量金属
球的质量,其中有两个错误:
① 。
②用手拿取砝码。
(3)改正错误后,正确测出金属球的质量和体积,如图B和图C所示;则金属球密度的测量值是 g/cm3。
7.2
方案甲
砝码和金属球的位置放反了
方案甲
器材:天平、量筒、水、细线(质量和体积均不计,不吸水)
(1)他先将天平放在水平桌面上,游码置于标尺左端的零刻度线处,调节平衡螺母,直至天平平衡。
方案乙
器材:电子秤、溢水杯、水
①用电子秤测出金属球的质量,如图D所示。
②将金属球放入溢水杯中,然后向溢水杯中注满水,测出总质量,如图E所示。
③缓慢取出金属球,再向溢水杯中补满水,测出此时的总质量,如图F所示。
方案乙
(4)金属球密度的测量值是 g/cm3, 实验中取出金属球时会带出一些水,则金属球密度的测量值将 (选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(5)评估:在所有操作均正确的情况下,小明同学发现两种方案测量结果依然有差异。进一步分析发现产生差异的原因是 _
。
量筒测量体积时更精确
电子秤测量体积比
不变
7.5
类型2 测量液体的密度
9.(2024·眉山节选)一次课外活动中,物理老师让学生自选器材“测量液体密度”。实验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。两个瓶子分别装满水和橙汁,放在已经调平的天平左右两盘,移动游码使天平水平平衡。游码示数为m0,如图所示。则橙汁的密度ρ=___________(用字母V、m0和ρ水来表示)。
10.(2023·成都A卷25题8分)在“测量酱油的密度”实验中,使用的天平最大称量质量为200 g,分度值为0.2 g;使用的量筒量程为100 mL,分度值为1 mL。
(1)根据你已有的知识和经验判断:酱油、菜籽油、水,三者中密度最大的
是 。
(2)小优同学的测量步骤:在烧杯中装入适量酱油,用天平测量出它们的总质量为m1;将烧杯中的部分酱油倒入量筒,测量出量筒内酱油的体积为V;测量出烧杯和剩余酱油的总质量为m2;计算出酱油的密度。依据上述测量,酱油的密度ρ= (用m1、m2、V表示)。
酱油
(3)本实验的误差来源是 (写出一条即可)。
(4)本实验操作难度较大,你认为最难操作的是______________________
_________________________ (写出一条即可)。
防止烧杯倾倒(合理即可)
用天平测质量时,
体积测量(合理 即可)
$$