内容正文:
质量与密度
一、质量及其测量
1.质量
(1)定义:物体所含物质的多少叫作质量,通常用字母m表示。
(2)基本单位: ,符号是 ;其他常用单位:克(g)、毫克(mg)、吨(t)。
(3)单位换算:1 g= kg,1 mg= g= kg,1 t= kg。
(4)性质:质量是物体本身的一种属性,物体的质量不随它的 、 和
而改变。
知识梳理 夯基础
千克
kg
10-3
10-3
10-6
103
形状
物态
位置
2.托盘天平的使用
水平
放 把托盘天平放在 的桌面上,把游码移到标尺左端的 处
调 调节横梁上的 ,使指针指在分度盘的中线处,这时横梁水平平衡
称 把被测物体放在 盘中,在 盘中加减砝码,并调节游码在标尺上的位置,直至横梁恢复水平平衡
记 被测物体的质量等于 加上游码左端在标尺上所对应的质量
零刻度线
平衡螺母
左
右
盘中砝码的总质量
注意:使用天平过程中的注意事项:
a.使用前,必须观察天平的称量和分度值,被测物体的质量不能超过天平的称量。
b.向盘中加减砝码时要用镊子,不能用手接触砝码,不能把砝码弄湿、
弄脏。
c.潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的托盘中。
d.在测量过程中,绝对不允许通过调节平衡螺母使天平平衡。
e.在使用过程中,若天平被移动位置,则需要重新对天平进行调平。
二、密度
1.定义:在物理学中,某种物质组成的物体的 与它的 之比叫作这种物质的密度。
质量
体积
2.公式
10-6
10-3
kg/m3
1×103
3.密度的测量
(1)看:看最大测量值、分度值和单位,如图所示,量筒的最大测量值为
mL,分度值为 mL。
(2)放:放在 上。
(3)读:读数时,视线要与液面 ,如图所示,读数方式正确的是 。
(4)记:记录时,要包括数值和单位,如图所示,示数为 mL。
(5)注:若仰视则读数偏 ,若俯视则读数偏 。
50
1
水平桌面
相平
B
40
小
大
4.密度测量原理: 。
5.密度的应用
(1)已知物体的体积和密度,计算质量:m= 。
(2)已知物体的质量和密度,计算体积:V= 。
(3)利用密度鉴别物质。
ρV
图说物理 扣教材
1.航天员把“冰墩墩”从地面带到空间站,其质量将 ,这说明物体的质量不随 的变化而变化。某同学想用托盘天平测量烧杯中水的质量。他先测量出烧杯的质量。当天平平衡时,他一共使用了3个砝码,其中1个50 g、1个20 g和1个5 g。另外,游码在标尺上的位置如图所示。烧杯的质量是 g;后来,他又把水倒入烧杯,测量出烧杯和水的总质量是179.2 g。烧杯中水的质量是 g。
不变
位置
79
100.2
2.如图为冬天湖水温度分布示意图。在寒冷的冬天,湖面封冻了,较深湖底的水却有可能保持4 ℃的水温,鱼儿仍然可以自由自在地游动。
(1)温度低于4 ℃时,随着温度的降低,水的密度越来越 ;水结冰体积会 。
(2)湖面封冻时,是 (选填“自上而下”或“自下而上”)结冰的。
小
变大
自上而下
3.如图所示是用量筒测量不规则形状物体体积的一种方法,由图可知,该量筒的最大测量值为 mL,该物体的体积为 cm3,合 m3。
100
10
1×10-5
考点突破 炼方法
考点一 质量及其测量
例1 (2025衡阳模拟)小明将托盘天平放在水平台面上,发现指针偏向分度盘的左侧。要使托盘天平平衡,应将横梁右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移动。当他用天平测量物体质量时,发现指针略偏向分度盘的左侧,这时应该在天平右盘中
(选填“增加”或“减少”)砝码;当他在托盘天平右盘中放入50 g、20 g和10 g的砝码各一个,并将游码移到如图所示的位置时,托盘天平平衡,则被测物体的质量是 g。
右
增加
82.4
变式1 下列关于质量的说法,正确的是( )
A.从地球上带到太空中的铅笔,能“悬浮”于舱内,是由于质量变小了
B.铁块熔化成铁水,质量不变
C.钢材比木材所含的物质多
D.用粉笔在黑板上写字,手中粉笔体积变小了,但质量不变
B
变式2 体育健康 小阳喜欢打篮球,能熟练地用手指顶起篮球,如图所示,篮球的质量约为( )
A.5 g B.500 g
C.5 kg D.50 kg
B
考点二 m-V图像
例2 (2025常德一模)小明探究液体密度时,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的关系图像,如图所示,由图像可知( )
A.容器的质量是40 kg
B.甲液体的密度是2.5 g/cm3
C.密度为0.9 g/cm3的液体其m-V图像应位于Ⅱ区域
D.密度为3.0 g/cm3的液体其m-V图像应位于Ⅲ区域
C
变式3 为测量某种液体的密度,小明利用天平和量杯测量了液体和量杯的总质量m及液体的体积V,得到几组数据并绘出了m-V图像,如图,下列说法正确的是( )
A.该液体密度为2 g/cm3
B.该液体密度为1.25 g/cm3
C.量杯质量为40 g
D.60 cm3该液体的质量为60 g
D
考点三 密度及其计算(2024省考第4题D)
例3 关于密度,以下说法错误的是( )
A.玻璃打碎了,密度不变
B.密度是物质的特性,与其质量、体积无关
C.冰熔化成水,密度没有发生变化
D.一杯水喝去一半后,密度不变
C
变式4 一个空玻璃瓶的质量为90 g,装满水后测得总质量为590 g,则瓶子的容积为 cm3,重新将瓶子装满牛奶,测得总质量为600 g,则牛奶的密度为 kg/m3,喝了一半后,牛奶的密度 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
500
1.02×103
不变
变式5 日常生活 小华家的晒谷场上有一堆稻谷,体积约为6 m3。为了估测这堆稻谷的质量,他用一只质量为1 kg空桶平平地装满一桶稻谷,测得桶和稻谷的总质量为14.2 kg,再用这只空桶装满一桶水,测得桶和水的总质量为13 kg,已知ρ水=1.0×103 kg/m3。求:
(1)桶的容积。
答案:(1)0.012 m3
(2)稻谷的密度。
答案:(2)1.1×103 kg/m3
(3)这堆稻谷的总质量。
答案:(3)6.6 t
解析:(3)这堆稻谷的总质量
m=ρ谷V=1.1×103 kg/m3×6 m3=6.6×103 kg=6.6 t。
核心实验 培素养
实验 测量物质的密度
例1 小池是一名天文爱好者,他淘到一小块“陨石”,但真伪难以辨别。阅读资料后知道陨石密度一般大于3 g/cm3,于是小池对这块“陨石”的密度进行了测量,来初步鉴别真伪。测量过程如图所示。
基础设问
(1)他把天平放在 ,游码拨到 ,观察到指针在分度盘上的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向 调节,使指针指在分度盘的中央刻度线处。
(2)调节天平平衡后他将“陨石”放在左盘中,在右盘中增减砝码,当加入最小砝码时,发现指针位置如图甲所示,他接下来的操作应该是
;天平重新平衡后,砝码质量和游码对应刻度如图乙,则“陨石”的质量为 g。
水平桌面上
左端的零刻度线
左
取下最小的砝码,向右移动游码
62
(3)将“陨石”缓慢放入盛有40 mL水的量筒中,水面升高至如图丙所示,则陨石的体积为 cm3。小池测出“陨石”的密度ρ= kg/m3。
(4)小池在实验中发现“陨石”放入水中会吸水,从而导致测得的体积偏
,密度偏 ;为了减小实验误差,请你帮他提出一个改进实验的方法: 。
20
3.1×103
小
大
测体积时将排水法改为排沙法(合理即可)
拓展设问
(5)无量筒—补水法 若实验过程中,小池不小心打碎了量筒,他采取了以下步骤测量“陨石”的体积(如图丁):
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如图丁A所示,烧杯放在水平桌面上,用细线系住“陨石”轻轻放入烧杯中,使“陨石”浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置;
③将“陨石”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。已知“陨石”的质量为m0,则“陨石”的密度为
(用字母m0、m1、m2、ρ水表示),这样测出“陨石”的密度大小与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(6)整理器材时,小池发现用的砝码有磨损,则他测得的密度值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
不变
偏大
例2 小明利用天平(含砝码)、量筒、烧杯、笔、盐水、水等器材测量盐水的密度。
基础设问
(1)如图甲所示是他在实验时使用天平测烧杯质量时的场景,请指出他操作的不当之处: 。
(2)调节天平平衡后,进行如下实验操作:
①向烧杯中倒入适量盐水,测出烧杯和盐水的总质量m1为55 g;
②将盐水全部倒入量筒中,如图乙所示,读出盐水的体积;
③测量空烧杯的质量m0,天平平衡时,砝码及游码的位置如图丙所示;
④计算出盐水的密度ρ= kg/m3。
游码没有归零和用手直接拿砝码
1.15×103
(3)误差分析 实验中,若按③①②④步骤进行,则测得的盐水的密度比实际值 (选填“偏大”或“偏小”)。
拓展设问
(4)无量筒—等效替代 小亮在没有量筒,只有天平、足量的水(水的密度为ρ水)、烧杯和笔的情况下,能测出盐水的密度,请将他的实验步骤补充完整:
①用天平称出空烧杯的质量m;
②往烧杯中加入适量的水,在水面处对烧杯作标记,用天平称出烧杯和水的总质量m3;
偏大
③将水倒掉并擦干烧杯,再向烧杯中倒盐水至 ,用天平称出
盐水和烧杯的总质量m4。盐水密度的表达式为ρ= (用已知量和测量量表示)。
标记处
聚焦湖南 明考向
1.(2025开福区校级模拟)如图所示,现藏于上海博物馆的“战国商鞅方升”,全长18.7 cm,容积202.15 cm3,重为0.69 kg,是中国度量衡史的标志性器物。其所能容纳水的质量与下列哪个物体的质量最接近( )
A.一本物理课本
B.一个鸡蛋
C.一张课桌
D.一辆汽车
A
2.(2025长沙模拟)小明想用实验室的托盘天平测量出一枚大头针的质
量,下列方案中可行的是( )
A.把一枚大头针放在天平托盘中,多次测量后求平均值
B.先测出一百枚大头针的质量,再除以100
C.把一枚大头针放在天平托盘中直接测量得出结果
D.先测出一枚大头针和一块铁块的总质量,再减去铁块的质量
B
3.(2025天心区校级模拟)社会生活中密度用途很广,下列说法错误的是
( )
A.农民常用一定密度的盐水进行选种
B.飞船尽可能采用强度高、密度大的新材料制造
C.拍摄房屋倒塌伤人的特技镜头时,道具一般用泡沫塑料制作
D.发生火灾时为了避免吸入燃烧产生的有毒气体,人应贴近地面爬行
B
4.科学技术 (2025衡阳二模)2024年6月4日,嫦娥六号月表采集月壤完成后,其着陆器携带的五星红旗成功展开,这是中国首次在月球背面独立动态展示国旗。据悉这面11.3 g的国旗是由玄武岩制成的,这面“石头版”的国旗在月球上的质量 (选填“大于”“小于”或“等于”)11.3 g。航天员在太空开展工作时,携带的氧气瓶中的氧气用去一半后,瓶中氧气的密度 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
等于
变小
5.(2025湖南)小红用托盘天平测量一块橡皮的质量。
(1)把天平放在水平的桌面上,将游码移到标尺左端的零刻度线处,指针的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向 端调节,使横梁水平平衡。
(2)调节天平平衡后,把橡皮放在左盘中,在右盘中加减砝码后,观察到指针左偏,于是进行如图乙所示的操作,请指出其操作的不当之处:
。
(3)重新正确操作,横梁达到水平平衡时,右盘砝码的质量及游码的位置如图丙所示,此橡皮质量为 g。
右
在称量时调节了平衡螺母
11.2
6.(2025湘潭县一模)实验小组的同学用天平、量筒、烧杯、水、弹簧测力计等器材测量金属块和食用油的密度。
(1)将天平放在水平实验台上并将游码归零后,调节平衡螺母使天平横梁平衡;用调节好的天平测量待测金属块的质量,天平平衡时,右盘中所用的砝码和游码位置如图甲所示,可知金属块的质量m= g。
(2)接着将该金属块放到盛有70 mL水的量筒中,如图乙所示,测出金属块的体积,则金属块的密度ρ= kg/m3。
27
2.7×103
(3)新考法 另一组同学利用弹簧测力计和已知密度为ρ的金属块测量食用油的密度:
①先用细线将金属块悬挂在弹簧测力计下端的挂钩上,测出金属块所受的重力G;
②再将悬挂的金属块浸没在食用油中,读出此时弹簧测力计的示数F;则
食用油的密度ρ油= (用ρ、G、F表示)。
7.(2024长沙)“五月五,过端午。”劳技课上同学们学习腌制咸鸭蛋,通过测量盐水的密度来检测所配制盐水的浓度。
(1)实验操作如下:
①在烧杯中装入适量的盐水,用天平测量烧杯和盐水的总质量m1,天平平衡时右盘中的砝码和游码的位置如图所示,则m1= g;
174
②将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分,读出量筒中盐水的体积V=60 mL;
③用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2=102 g。
(2)计算得出盐水的密度为ρ= g/cm3。
1.2
(3)小组成员进行交流时,小明总结了上述实验过程中需要注意的事项,你认为必要的是 (多选)。
A.天平应水平放置
B.量筒读数时视线应与液面相平
C.装入盐水前应测量空烧杯的质量
D.应将烧杯中的盐水全部倒入量筒中
AB
谢谢观赏!
44
ρ=
解析:(1)根据题意可得一满桶水的质量m水=13 kg-1 kg=12 kg,
桶的容积等于装满水时水的体积,
根据ρ=可得,桶的容积V=V水===0.012 m3。
解析:(2)根据题意可得一满桶稻谷的质量
m谷=14.2 kg-1 kg=13.2 kg,
一桶稻谷的体积等于桶的容积,即V谷=V=0.012 m3,
则稻谷的密度ρ谷===1.1×103 kg/m3。
·ρ水
ρ水
ρ
$