内容正文:
第一部分 教材知识梳理
专题六 质量与密度
质量
物质
m
1 000
103
106
×
×
×
√
密度及其测量
质量
之比
m=ρV
1×103
天平、量筒等
减小
×
×
×
不变
不变
属性
位置
状态
水平台
零刻度线
中线处
物体
砝码
镊子
不同
不同
100 mL
1 mL
59 mL
0.2 g
39 g
1 cm3
5 cm3
增大
变小
质量与密度
C
密度的计算和应用
8.9×103
铜
0.74
2×10-2 m3
6×103
与密度相关的图象分析
B
C
140
0.9 g/cm3
测量固体的密度
天平
小于
针压
V2-V1
质量
体积
偏大
偏大
右
m1-m2
大于
小
大
测量液体的密度
m1-m2
偏小
偏小
偏小
偏大
47.8
40
1.195×103
偏大
烧杯内的液体不可能全部倒入量筒内,导致测量的液体的体积偏小
1.1×103
标记A处
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1.定义:物体所含______的多少,通常用字母_____表示。
2.性质:质量是物体的一个基本属性,它不随物体的形状、物态和位置而改变。
3.单位及其换算
(1)基本单位:kg(千克)。
(2)常用单位:t(吨)、g(克)、mg(毫克)。
(3)换算关系:1 t=___________kg,1 kg=______g=______ mg。
4.质量的测量
(1)测量前的调节
①放:将天平放在水平工作台面上。
②移:将游码移至标尺左端“0”刻度线处。
③调:调节平衡螺母,如果指针向一侧偏转,应将平衡螺母向另一侧调节,使指针对准分度盘中央的红线(或左右等幅摆动)。
(2)测量时的操作
①放:称量时,左盘放置被称量物体,右盘放置砝码。
②测:通过增减砝码和移动游码的方法,使天平平衡。
③读:右盘内砝码的总质量加上游码指示的质量值,等于左盘内被称量物体的质量。
④收:称量完毕,要清点砝码,并装入盒内。
(1)物体的形状发生改变后,质量会改变( )
(2)冰熔化成水后,质量会变小( )
(3)在用天平测量物体质量的过程中,若不平衡,可以调节平衡螺母( )
(4)测量前,调节天平平衡时,游码必须移到零刻度线处( )
1.定义:某种物质组成的物体的______与它的体积______。
2.公式及变形公式
(1)_______;(2)________;
(3)_______。
3.单位:1 g/cm3=_______kg/m3。
ρ=
V=
ρ=
4.测量
(1)原理:_______。
(2)测量工具:______________。
(3)测固体密度的步骤:
(4)测液体密度的步骤:
5.应用
(1)密度与温度:温度能够改变物质的密度。一般物质的密度随着温度的升高而______。
(2)鉴别物质。
(1)只要物质的种类不变,其密度就不会改变( )
(2)同种物质的密度与物体的质量成正比,与体积成反比( )
(3)物质种类不同,密度就一定不同( )
教材图片
知识点解读
沪粤八上P111图5—2
1.图甲一块钢板在熔炉中熔化成钢水后,其状态改变,它的质量______,图乙航天员漫步太空,其所处位置改变了,他的质量______,由此说明质量是物体的一种______,不随______、______而发生改变。
北师八上P46图2—15
2.如图所示为一架托盘天平,在实验前,要把托盘天平放在_______上,将游码移至标尺左端的________处,天平平衡的标志,指针指在分度盘的_______,左盘中放______,右盘中放______,加减砝码、移动游码要用______。
甲 乙
沪科八全P93图5—14
3.如图所示,甲、乙两个烧杯中分别盛有体积相同的水和盐水,通过测量它们发现水的质量小于盐水的质量,由此说明体积相同的______物质,其质量______。
沪科八全P90图5—10
4.如图所示,读取液体体积时,正确的视线方向是乙;图中量筒的最大测量值是__________,分度值是________,所测液体的体积是_________。
人教八上P119图6.3—3
5.如图所示,用天平测量金属块时,右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,则该托盘天平的分度值为_________,金属块的质量是________,图乙、丙是测量金属块体积的示意图,则该量筒的分度值为________,金属块的体积为________。
人教版八上P120 图6.4-1
6.如图所示,小风车转动,说明火焰周围的空气受热膨胀,其体积______,密度______而上升;热空气上升后,冷空气从四面八方流过来,形成风。
1.质量是物体的一个基本属性,它不随物体位置、形状、物态、温度的变化而改变。
2.密度是物质的一种特性,相同物态下同种物质的密度相同,不随物体质量、体积的变化而改变;不同物质的密度一般不同。
3.同种物质的密度会在外界因素(如温度、状态、压强等)变化时发生改变。
(1)一般物质的密度随温度的升高而减小。
(2)物质密度与物质所处的物态有关,如水和冰密度不同。
(3)气体的密度随气体体积、压强的变化而变化。
1. (2023·安徽合肥蜀山区校级模拟)关于物质的密度,以下说法正确的是( )
A.由p=可知,密度与物体的质量成正比,与物体的体积成反比
B.密度是物体的属性,物体不同,密度也不同
C.不同种类的物质,单位体积的质量一般不同,密度也不同
D.密度是物质的特性,其大小不随温度、形状、状态的变化而变化
解析:A.对于同种物质,密度一定,密度不随质量或体积的变化而变化,故A错误;B.密度是物质的属性,同种物质,不同物体,密度可能相同。故B错误;C.不同种类的物质,单位体积的质量一般不同,密度也不同,故C正确;D.密度是物质的特性,与物质的种类、状态、温度有关,故D错误。
1.根据m=ρV,可以在不方便用天平的情况下测出物体的质量。
2.根据V=,可以求出不便于直接测量的较大物体的体积,或者在不方便用量筒的条件下间接测出物体的体积。
3.不同物质的密度一般是不同的,所以可以根据密度来鉴别物质种类。
2. 【母题】一枚实心纪念币的质量为17.8 g,体积为2 cm3,则这枚纪念币的密度是_________kg/m3。由下面密度表可知,该纪念币可能是用_____制成的。
物质
金
铅
银
铜
铁
铝
密度ρ/(×103 /m3)
19.3
11.3
10.5
8.9
7.9
2.7
2-1.【实际应用】同学们想知道一张质量是14.8 kg的课桌的体积。于是找来和课桌相同材质的木料作样本,测得其质量是7.4 g,体积是10 cm3,则样本的密度________g/cm3,课桌材料的体积_________。
2-2.【比例计算】 一个质量为60 kg的氧气瓶,刚启用时瓶内氧气的密度为ρ,使用半小时,氧气瓶的质量变为35 kg, 瓶内氧气的密度为0.5ρ;再使用一段时间,氧气瓶的质量变为20 kg,此时瓶内的氧气密度应为________。
0.2ρ
解析:设氧气瓶的质量为m0,其容积为V,则由ρ= ①;
可得,刚启用时瓶内氧气密度:ρ=
使用半小时,氧气瓶的质量变为35 kg,此时瓶内氧气的密度:解得氧气瓶的质量:m0=10 kg; ②,=
总质量为60 kg的氧气瓶,瓶内氧气的质量为60 kg-10 kg=50 kg时,瓶内氧气密度为ρ,再使用一段时间,氧气瓶内氧气的质量为20 kg-10 kg=10 kg,氧气的体积一定,根据ρ=可知,氧气密度和氧气质量成正比,所以,此时瓶内的氧气密度应为原来的0.2。
2-3.【天平应用】(2024·安徽模拟)小明想测量一个金属块的密度,他先用天平测量金属块的质量,天平平衡时右盘内砝码的质量及游码的位置如图所示;再用量筒测出金属块的体积为4.0 cm3,则金属块的密度为_______kg/m3。
密度图象的分析
(1)求密度:在m-V图象中,横轴表示体积,纵轴表示质量,图象上的每一个点都对应着一组m、V值,根据对应量求密度。
(2)比较大小:斜线越靠近纵轴,m与V的比值越大,密度越大;斜线越靠近横轴,m与V的比值越小,密度越小。
(3)不同物质组成的物体,当V一定时,。
=
(4)不同物质组成的物体,当m一定时,。=
3. (2023·安徽合肥模拟)分别由不同物质a、b、c组成的三个实心体,它们的体积和质量的关系如图所示,由图可知下列说法正确的是( )
A.a物质的密度最大
B.b物质的密度是1.0×103 kg/m3
C.c物质的密度是a的2倍
D.a、b、c的密度与它们的质量、体积有关
解析:由图象可知,横轴是质量,纵轴是体积;A.由图象可知,当三种物质的质量都为1 kg时,a物质的体积最大,c物质的体积最小,由ρ==0.5×103 kg/m3,当==1.0×103 kg/m3,故B正确;C.由图象可知,当物质的体积为2×10-3 m3时,a物质的质量是1 kg,所以a物质的密度:ρa==可知a物质的密度最小,c物质的密度最大,故A错误;B.由图象可知,当b物质的体积为1.0×10-3 m3时,b物质的质量是1 kg,所以b物质的密度:ρb=
物质的体积为1×10-3 m3时,c物质的质量是2 kg,所以c物质的密度:ρc==2×103 kg/m3,由此可知c物质的密度是a物质的4倍,故C正确;D.同种物质密度一定,质量与体积成正比;当质量增大时,体积也跟着增大,但它们的比值是不变的,所以密度与物体的质量、体积都无关,故D错误。=
4.(2023·安徽淮北烈山区一模)在测量液体密度实验中,通过多次实验得到液体和烧杯的总质量m和烧杯内液体体积V的几组数据,并描绘出m-V关系图象如图所示,则下列判断正确的是( )
A.液体密度为2.0 g/cm3
B.液体密度为1.25 g/cm3
C.液体密度为1.0 g/cm3
D.空烧杯质量为40 g
5.在测量液体密度的实验中,测得液体和烧杯的总质量m与液体体积V的关系如图所示,则空烧杯的质量m=_______g ,液体的密度为____________。
解析:设空烧杯的质量为m杯,液体的密度为ρ,由图可知,当液体体积为V1=20 cm3时,液体和烧杯的总质量为158 g,由ρ=可知
ρ×20 cm3+m杯=158 g ①;
当液体体积为V2=120 cm3时,液体和烧杯的总质量
ρ×120 cm3+m杯=248 g ②;
由①②解得,空烧杯的质量
m杯=140 g;
液体的密度ρ=0.9 g/cm3。
【考查角度】
1.实验原理:_______。
2.实验步骤
(1)测质量:用______测出固体质量m;
(2)测体积:向量筒中加入适量水,读出此时水的体积V1,将物体用细绳挂住浸没在量筒中(密度______水,可使用______法使物体浸没在水中),读出此时水和物体的总体积V2,所以物体的体积V=_______;
(3)密度计算:ρ==_________。
ρ=
3.特殊方法测密度:在缺天平或量筒时可考虑替代法,用其他器材测量______或______,如常用弹簧测力计或杠杆测算质量,也常利用阿基米德原理测
算物体体积或密度(物体浸没在水中时,由F浮=ρ水gV排得V物=V排=_____,ρ物=______)。
4.误差分析:①测量固体密度时,若先测体积,后测质量:测量的体积为准确值,物体表面有液体附着使所测质量偏大,最终导致所测密度______;②由操作不当引起的误差:若测量体积时有水花溅出,会导致所测物体体积偏小,导致所测密度______。
ρ水
【对点训练】
小强同学在家中自主学习,他利用家庭实验室的器材欲测一小石块的密度,他可用的器材有:托盘天平(含砝码)、烧杯、细线、水和小石块。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端零刻度线处,发现天平静止时横梁右端高,则应将横梁右端的平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)调节,使横梁平衡。
(2)在烧杯中放入适量的水,用细线拴住小石块,将小石块浸没水中,在水面到达的位置做上标记,用天平测出水和烧杯总质量m1。
(3)将小石块从水中取出,用天平测出剩余水和烧杯的总质量m2。
(4)向烧杯中加水到标记处,再用天平测出此时水和烧杯的总质量m3。
(5)上述实验过程可简化为下图,小石块的质量m石=_______。
(6)设水的密度为ρ水,则小石块体积的表达式:V石=_________(用所测物理量的字母表示),小石块密度的表达式:ρ石=__________(用所测物理量的字母表示)。
(7)如步骤(3)中取出小石块时带走了一些水,小强所测的小石块质量______(选填“大于”“小于”或“等于”)小石块的真实质量。
ρ水
【拓展提升】
(8)用天平和量筒测量密度时如果砝码生锈,最终测量的密度会偏_____;若先用量筒测体积,后测质量会导致测量的密度偏_____。(均选填“大”或“小”)
(9)小利同学设计了一个只用弹簧测力计这一个测量工具来测量不规则石块的密度的实验。
①用细线拴住石块挂在弹簧测力计上,测出石块的重力G;
②将石块浸没在水中,记录此时弹簧测力计的示数F;
则石块密度的表达式为ρ=_____(用已知量和ρ水表示)。
【考查角度】
1.实验原理:_______。
2.实验步骤
(1)测质量:用天平测出烧杯和液体的总质量m1,把烧杯中的适量液体倒入量筒中,再用天平测出烧杯和剩余液体的总质量m2,则倒入量筒中的液体的质量为m=_______;
(2)测体积:测出倒入量筒中的液体体积V;
(3)密度计算:ρ==__________。
ρ=
3.特殊方法测密度:在缺少天平和量筒时,可考虑利用浮力测量密度,常用的方法有:
①等体积法:物体分别浸没在水中和待测液体中,则=_____;
②等浮力法:物体分别漂浮在装满水和待测液体的溢水杯中,则=_____。
4.误差分析
①若先测体积,后测质量:测量的体积为准确值,由于量筒内壁有残余液体使所测液体质量______,最终导致所测密度______;
②若先测空烧杯,然后测烧杯与液体的总质量,再测液体体积:由于烧杯上残留少许液体,使测得的体积______,从而导致密度测量值______。
【对点训练】
在“测量液体的密度”实验中,实验小组的大山和小玲采用了不同的方法。
(1)大山的实验过程如下:
①用天平测出空烧杯的质量为14 g;
②在烧杯中倒入适量液体,天平平衡时,砖码的质量和游码的位置如图甲所示,则烧杯中液体的质量为________g;
③将烧杯中的液体全部倒入量筒中,量筒中液面的位置如图乙所示,则量筒中液体的体积为______ mL。液体的密度为___________kg/m3。
(2)大山用这种方法测出的液体的密度会______(选填“偏大”或“偏小”),原因是_______________________________________________________________。
(3)小玲的实验过程如下:
①取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口;
②将吸管放到水中的情景如图丙(a)所示,测得浸入水中的长度为H=11 cm;
③将吸管放到待测液体中的情景如图丙(b)所示,测得浸入待测液体中的长度为h=10 cm;
④待测液体的密度ρ液=_________ kg/m3。(已知ρ水=1.0×103 kg/m3)
【拓展提升】
丁
(4)小亮把样品带回家,用家里的一台电子秤(如图丁所示)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标记为A;
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,直至液面与________相平,再用电子秤测出瓶和江水的总质量为m3;
④则江水的密度表达式ρ=__________(纯净水的密度用ρ水表示)。
ρ水
解析:(1)②在天平的标尺上,1 g之间有5个小格,一个小格代表的质量是0.2 g,即天平的分度值为0.2 g;烧杯和液体的总质量是m1=50 g+10 g+1.8 g=61.8 g;空烧杯的质量为m2=14 g,烧杯中液体的质量为m=m1-m2=61.8 g-14 g=47.8 g;
③量筒的分度值为1 mL,量筒中液体的体积为V=40 mL=40 cm3;液体的密度为ρ==1.195 g/cm3=1.195×103 kg/m3;=
(2)大山不可能把烧杯内的液体全部倒入量筒内,导致测量的液体的体积偏小,可知:密度测量结果偏大;
(3)如图丙(a)所示饮料吸管漂浮在水中,根据浮沉条件和阿基米德原理可得G=F1=ρ水gV排=ρ水gSH,如图丙(b)所示饮料吸管漂浮在液体中,根据浮沉条件和阿基米德原理可得G=F2=ρ液gV′排=ρ液gSh,所以ρ水gSH=ρ液gSh,所以ρ液=ρ水=1.1×103 kg/m3;=1.0×103 kg/m3×
(4)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标记为A;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是m2;由此水的质量是m=m1-m2;所以水的体积是V=·ρ水。==;③把江水慢慢倒入空瓶中,直至液面与标记A处相平,再用电子秤测出瓶和江水的总质量是m3;由此江水的质量是m′=m3-m2;④则江水的密度表达式是ρ==
$$