内容正文:
第四部分 力 学
第七讲 质量与密度
专题3 密度的测量(二)
第一轮 中考考点梳理
测量一块不规则、不吸水的瓷片的密度,实验过程如下:
(1)把天平放在水平桌面上,指针指在分度盘的中线处,如图1所示,
于是小丽同学就使用该天平进行测量。此时同组的同学马上提醒说:测量之前应把游码向左移到标尺 零刻度线处 。
零刻度线处
(2)小丽接受了意见,进行相应调节,结果又发现天平横梁不平衡,此时应向 右 (选填“左”或“右”)端调节平衡螺母,使指针指到分度盘中线处。
(3)用调节好的天平测量瓷片的质量,所用砝码的质量和游码的位置如图2所示,则瓷片的质量是 28.6 g。
右
28.6
(4)她发现瓷片放不进量筒,于是改用如图3所示的方法测瓷片的体积。
A. 往烧杯中加入适量的水;
B. 把瓷片浸没,在水面到达的位置做上标记;
C. 取出瓷片,测出此时烧杯和水的总质量为130 g;
D. 往烧杯中加水,直到 水面到达标记处 ,再测出此时烧杯和水的总质量为140 g。
水面到达标记处
(5)计算出瓷片的体积为 10 cm3,瓷片的密度为 2 .86×103 kg/m3,该实验中密度的测量值与真实值相比明显 偏小 (选填“偏大”或“偏小”)。
10
2.86×103
偏小
(6)瓷片不能直接放入量筒测量其体积,在本实验中测量瓷片体积的方法为 C 。(填序号)
A. 控制变量法
B. 转换法
C. 等效替代法
C
(1)小高将天平放在 水平桌面 上,移动游码至标尺左端零刻度线处,发现指针如图甲所示,则应将平衡螺母向 右 调节,直至天平平衡。
(2)小高测出石块的质量(如图乙)为 38.4 g;在量筒内装有适量的水,该石块放入前、后的情况如图丙,则石块的密度是 2.56 g/cm3。
水平桌面
右
38.4
2.56
(2025·巴蜀)小高和小渝在江边捡回一石块,准备利用所学知识测量它的密度。
(3)小渝准备自己动手做实验时,不小心打碎了量筒。聪明的小渝利用天平、质量为50 g的烧杯、水、记号笔设计了另一种测量石块密度的方案,如图丁:
①用天平测出装有适量水的烧杯的总质量为m1;
②将石块缓慢浸没在烧杯中,测得总质量为m2,在水面到达的位置上做标记a;
③取出石块,测得总质量为m3;
④向烧杯中缓慢加水,让水面上升至
标记a处,测得烧杯和水的总质量为m4=150 g。
(用已知的物理量符号及ρ水来表示)。
小高和小渝讨论交流后认为4个实验步骤中有一个数据记录是多余的,这个数据是 m3 (填物理量符号)。石块密度的表达式为ρ石块=
m3
(4)小高发现还可以用此天平、烧杯和标记a来测量液体的密度。理论上,此装置可以鉴别密度差异不小于 0.002 g/cm3的液体。若要增大可测液体密度的最大值,下列操作可行的是 AC (多选)。
A. 减小空烧杯的质量
B. 增大空烧杯的质量
C. 降低初始标记
D. 提高初始标记
0.002
AC
同步变式拓展
1. (2025·南开)小高同学利用天平、量筒等实验器材测量某未知液体的密度。
(1)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,此时指针位置如图1甲所示,应将平衡螺母向 左 调节直至天平平衡。
(2)测量步骤如下:
①用天平测出空烧杯质量为12 g;
②向烧杯中倒入适量液体,如图1乙所示,
测得烧杯和液体的总质量为 44 g;
③将烧杯中的液体全部倒入量筒中,如
图1丙所示,测得液体体积为 40 cm3。
零刻度线
左
44
40
(3)由上述测量步骤算出该未知液体的密度为 0.8 g/cm3;这样操作会使计算得出的液体密度误差较大,为了减小测量误差,可将(2)中测量步骤的顺序改为 ②③① 。
0.8
②③①
(4)小渝同学借用小高同学的实验器材,测量某块长江边带回的鹅卵石的密度,发现鹅卵石不能放入开口小的量筒中,于是小渝同学重新选用了电子秤来测量计算鹅卵石的密度。
①如图2甲所示,用电子秤测出鹅卵石的质量为m1;
②如图2乙所示,将鹅卵石放入烧杯中,再
缓慢倒入适量的水,在杯壁标记水位,用
电子秤测出烧杯的总质量为m2;
③如图2丙所示,从烧杯中取出鹅卵石,再向烧杯中加水至标记处,用电子秤测出此时的烧杯总质量为m3;
⑤小渝同学在步骤③中取出鹅卵石后擦干石头表面,再用电子秤测量鹅卵石质量发现示数比m1大,研究得出原因是鹅卵石吸水。若忽略鹅卵石吸水前后体积的变化,以上方法测得的鹅卵
石密度与真实值相比结果 偏大 (选填
“偏大”“偏小”或“不变”)。
④根据上述测量结果可以计算出鹅卵石的密度为ρ石=(选用字母符号m1、m2、m3、ρ水表示);
偏大
2. (重庆)小张发现外婆家的盐蛋咸淡适中恰到好处,猜想可能和盐水的密度有关。他和小华共同测量外婆家用来腌制盐蛋的盐水密度。
图1
(第2题图)
(1)将天平放在水平工作台上,游码移到标尺左端的 零 刻度线处,观察到指针偏向分度盘的左侧(如图1甲),则应将平衡螺母向 右 调节,使天平平衡。
零
右
(2)调节天平平衡后,进行以下实验操作:
①测量空烧杯的质量m0,天平平衡时,砝码及游码位置如图1乙,则m0= 32 g;
②向烧杯中倒入适量盐水,测出烧杯和盐水的
总质量m1=55.0 g;然后将盐水全部倒入量筒
(如图1丙)。读数时视线与凹液面底部 相 ,
读出体积V= 20 mL;
③算出盐水的密度为 1.15 g/cm3。
32
相平
20
1.15
(3)小华指出:以上测量过程中,烧杯中会残留部分盐水导致测得盐水的密度偏大,于是他与小张利用电子秤再次测量该盐水密度。
他们进行了以下实验操作:
①取密度为8 g/cm3的合金块,用电子秤测得其质量为80.0 g(如图2甲);
图2
[第2(3)题图]
②将合金块放入溢水杯中后向溢水杯中注满盐水,测得杯、盐水、合金块的总质量为100.0 g(如图2乙);
③取出合金块,向溢水杯中补满
盐水,测得杯和盐水的总质量为
31.0 g(如图2丙)。
根据以上数据,计算出盐水的密度ρ= 1.1 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1 g左右,则以上步骤所测得的盐水密度与真实值相比 偏大 (选填“偏大”“不变”或“偏小” )。
1.1
偏大
图2
[第2(3)题图]
1.(重庆)“沉睡三千年,一醒惊天下。”三星堆遗址出土了大量文物,如图1所示是其中的金面具残片,文物爱好者小张和小敏同学制作了一个金面具的模型,用实验的方法来测量模型的密度。
(1)小张把天平放在水平台上,将游码拨到 处,此时指针偏向分度盘中线的左侧,应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使横梁在水平位置平衡。
零刻度线
右
15
(2)调好后小张将模型放在左盘,在右盘加减砝码,并调节游码使天平再次水平平衡,所加砝码和游码的位置如图2甲所示,则模型的质量为 g。
84
16
(3)小张又进行了如图2乙所示的三个步骤:
①烧杯中加入适量水,测得烧杯和水的总质量为145 g;
③取出模型,用装有40 mL水的量筒往烧杯中加水,直到水面达到 处,量筒中的水位如图2丙所示。
②用细线拴住模型并 在水中(水未溢出),在水面处做标记;
浸没
标记
17
(4)旁边的小敏发现取出的模型沾了水,不能采用量筒的数据,于是测出图2乙③中烧杯和水的总质量为155 g,小敏计算出模型的密度为 g/cm3。
(5)若只考虑模型带出水产生的误差,则实验过程中模型带出水的体积为 cm3,小敏计算出的密度值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)
8.4
2
相等
18
2.物理课上学习了测量物体密度的知识后,小高同学对一块鹅卵石的密度进行了测量:
(1)当他称量时在右盘放入最小砝码后,发现指针右偏,接下来他的操作是 ,移动游码直到天平水平平衡,砝码质量和游码对应刻度如图甲所示,则鹅卵石的质量为 g。
将质量最小的砝码取出
27.4
(2)小高同学发现鹅卵石具有吸水性,经思考后,他先将鹅卵石放入盛水的烧杯中足够长时间(鹅卵石吸水后体积不变),再取出来擦干表面的水,放入盛有60mL水的量筒中,水面升高至如图乙所示的位置;则小高同学测出鹅卵石的密度ρ石= kg/m3,他这样做可以避免因其吸水,而导致密度测量值与真实值相比, (选填“偏大”“偏小”或“准确”
2.74×103
偏大
(3)为了测量某液体的密度,他进行了如下实验:
A.将一烧杯装适量待测液体后,在液面处作上标记,称得它们的总质量为m1,如图丙所示,然后倒掉烧杯中的液体;
B.将一块质量为m0、体积为V的鹅卵石轻轻地放在步骤A的空烧杯中,缓慢向烧杯中加入待测液体直至液面达到标记处(加入液体时间足够久;鹅卵石吸收该液体后体积不变),如图丁所示,用天平测量出它们的总质量为m2;
22
C.取出该鹅卵石擦干表面的液体,用天平测量出它的质量为m3。
则该液体的密度ρ液= (选用m0、m1、m2、m3和V表示)。
3.(2025·一中)小高和小渝想测未知液体的密度。他们准备了天平、量筒等实验器材,天平配备的砝码规格为100 g、50 g、20 g、20 g、10 g、5 g。
(1)将天平放置于 工作台上,将游码归零后,调平衡时发现刻度盘指针如图甲所示,此时应将平衡螺母往 调节。
水平
右
(2)小高和小渝的实验步骤有以下几个:
①用调好的天平测得烧杯质量为46 g;
②在烧杯中倒入适量待测液体进行称量;
③将杯中的液体轻轻倒入量筒之中,测得体积为20 mL。
小高提出,为了减少误差,上述实验步骤顺序应为 (填写步骤序号)。步骤②中天平测量如图乙所示,则杯中液体的质量为 g,最终计算出液体的密度是 g/cm3。
②③①
16
0.8
(3)为了验证小高的测算结果,小渝对实验进行了重复,但在①步骤的称量中,他在放置砝码时,突然发现天平的右盘有缺损,于是他立刻找来一个完好的同款托盘替换,然后继续放置砝码进行测量。完成全部步骤后,小渝还发现10 g的砝码有磨损。他的其余操作都正确,综合考虑,他测算的密度将 (选填“偏大”“偏小”“无影响”或“无法确认”)
偏大
(4)经查证,他们发现这种液体是煤油(已知密度为ρ1),并了解到煤油可以用来保存金属钠(已知密度为ρ2),方法是将钠块浸没在煤油中以隔绝空气。某天化学老师拿出了一瓶浸泡着钠块的煤油,想知晓里面剩余钠的质量,但由于钠易与空气发生化学反应而变质,因此不能将其随意拿出称量。
于是,小高和小渝找来了一个相同的密封瓶倒入煤油,如图丙,两瓶液面相平,测得其总质量分别为m1、m2,则瓶中金属钠的质量为m钠=(用m1、m2、ρ1、ρ2表示)。若在称量过
程中m1测量值偏大,则计算出的m钠 (选填“偏大”“偏小”或“无法确认”)。
偏大
4.小明同学在用天平和量筒测固体合金球密度的实验中,首先取来天平放在水平桌面上,调零后发现分度盘如图甲所示。
(1)他应采取的措施是将天平的平衡螺母向 移动。
右
(2)天平调节平衡后,小明按图乙所示的方法来称量合金球的质量,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用手拿砝码;② 。
(3)改正错误后,小明正确测出了合金球的质量,所用的砝码和游码位置如图丙所示,并用图丁所示方法测出合金球的体积,则合金球的质量为 g,密度为 g/cm3。
物体和砝码放反了
84
8.4
(4)之后小明又改进了方案,利用电子秤来测量合金球的密度,他进行了以下实验操作:
①如图(a),用电子秤测得合金球的质量;
②将合金球放入溢水杯中,然后向溢水杯
中注满水,如图(b);
③取出合金球,向溢水杯中补满水,如图(c)。
根据以上数据,计算出合金球的密度ρ= g/cm3,该实验中取出合金球会带出水,则由此造成测得的合金球密度 (选填“偏大”“准确”或“偏小”)。若测量后才发现此电子秤的每次测量值均比真实值大1 g,则由此造成测得的合金球密度 (选填“偏大”“准确”或“偏小”)。
8.75
准确
偏小
$