内容正文:
重难点专练三 密度的测量
类型1常规测量类
1.(2025 江西)【实验名称】测量液体的密度。
某同学在放学途中看到一群小朋友吹泡泡,回家后配制了一些泡泡水,测量了该液体的密度。
【实验器材】天平(带砝码)、量筒、烧杯、泡泡水等。
【实验步骤】
(1)将天平放在水平台面上,游码移至标尺左端的 刻度线处,调节平衡螺母,使指针对准分度盘的中央,并且读出图中标尺的分度值为 g。
(2)测出烧杯和泡泡水的总质量m₁(如图甲所示),再将烧杯中部分泡泡水倒入量筒中测出体积V。
(3)按照如图乙所示测出需要测量的物理量m₂。
(4)计算量简中泡泡水的质量m为 g。
(5)把测得的数据填入表1中,并计算泡泡水的密度ρ。
【实验数据】请你将表1 中①、②和③的内容补充完整填写到横线上:① ;② ;③ 。
表I
烧杯和泡泡水的总质量m₁/g
中泡泡水的体积
② 的质量m₂/g
量简中泡泡水的质量m/g
泡泡水的密度ρ/( ③ )
【交流】
在读量筒内泡泡水的体积时,观察到液体中有一些气泡,则应 (选填“立即”或“待气泡消失后”)读数。
学科网(北京)股份有限公司
2.(2024 齐齐哈尔)小红结合所学的物理知识来测量小石块的密度。
(1)将托盘天平放在水平台面上,将游码移至标尺 处,发现指针静止时的位置如图甲所示,则应将平衡螺母向 调节,直至天平平衡。
(2)小红调节托盘天平平衡,估测小石块的质量后,把小石块放在左盘,向右盘从大到小加减砝码,加入最小的砝码(5g)前,指针偏向分度盘中线左侧,将最小的砝码(5g)加入右盘后,指针偏向分度盘中线右侧,接下来应进行的实验操作是: ,直至托盘天平平衡。托盘天平平衡时砝码的质量和游码在标尺上的位置如图乙所示,则小石块的质量为 g。用量筒和适量的水测出小石块的体积为:
(3)根据所测数据计算出小石块的密度 合
(4)若小石块吸水,则测量出的小石块的密度值 (选填“偏大”或“偏小”)。
类型 2 间接测质量类
3.(2025 苏州)某实践小组用正中间开孔的直尺、带挂钩的重物A、水和两个可读取液体体积的相同容器等,制作了可测算液体密度的装置。使用前,需将两容器挂在直尺两端固定的挂钩上,如图甲,调节两端的平衡螺母使直尺水平平衡,再将重物A 挂在开孔处的“0g”刻度线处。某次使用时,小明向左侧容器中倒入体积V=30 mL的水,再向右侧容器中倒入相同体积的待测液体,通过向右移动重物A,使直尺再次水平平衡(左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物A 所示质量之和),如图乙。他根据相关数据,算出了该液体的密度。
(1)图甲中要使直尺水平平衡,应将平衡螺母向 调节。
(2)小明测出的待测液体密度为
(3)依照他的做法,不同的待测液体密度ρ液 与重物A所示质量m满足一定的函数关系,图丙中图线 符合此关系。
(4)对小明的某些做法进行调整,可使该装置的测量范围变为 ,且通过将重物A从“0 g”移动到“10 g”的过程来实现。请具体描述如何调整: 。(写出一种方法即可)
4.(2025 河北)在跨学科实践活动中,小明用身边的器材粗略测量一件鱼形工艺品材料的密度。鱼形工艺品的材质均匀且不吸水,其内部为空腔,底部有圆孔。
(1)如图甲所示,利用右侧带有小孔的刻度尺制成一个简单的杠杆。应在刻度尺的 (选填“左”或“右”)侧粘贴橡皮泥,使刻度尺在水平位置平衡。
(2)往一个空的塑料瓶内注入400 mL水,则瓶内水的质量为. g。已知水的密度
(3)将工艺品和注好了水的塑料瓶分别用细线悬挂在刻度尺两侧,使刻度尺再次水平平衡,如图乙所示。小明认为塑料瓶非常轻,其质量可忽略不计。则工艺品的质量为 g。
(4)用一个足够大的塑料袋,贴着一个硬而薄的正方体(棱长为20 cm)纸盒的内壁铺好,注入适量的水。小明将工艺品浸没在水中,使其空腔内也充满水。因工艺品浸没,纸盒内水面上升了0.9cm,如图丙所示。则工艺品材料的体积为
(5)工艺品材料的密度为
(6)实验中,下列因素对密度的测量结果没有影响的是 (选填序号)。
①忽略硬纸盒的厚度
②计算工艺品的质量时,忽略了瓶子的质量
③实验过程中,没有发现纸盒内底部的小石子
类型 3 间接测体积类
5.(2025 遂宁)小明学习密度知识时,发现课本里的密度表中没有酱油的密度,于是利用家庭实验室的器材进行测量。
器材:烧杯、托盘天平和量筒。
步骤:
(1)将装有酱油的烧杯放在已调好的天平的左盘里,用镊子在右盘里加(或减)砝码,并调节游码在标尺上的位置使天平再次平衡,右盘里的砝码和游码位置如图甲所示,此时烧杯和酱油的总质量为 g;
(2)将烧杯中的部分酱油倒入量筒中,测得体积为40 mL;
(3)测量烧杯和剩余酱油的总质量为39.4g;
(4)计算出酱油的密度为 g/cm³。
(5)整理器材时,他发现量简侧壁沾有少许酱油,于是推断出测量结果与真实值相比偏 。
(6)他想重新测量时,不小心损坏了量简。经过思考,他想出了另一种测量酱油密度的方法。
①在两个相同烧杯的同一高度作标记线,如图乙所示;
②测出一个空烧杯的质量为20g;
③分别将水和酱油倒入两个烧杯,液面均到达标记位置,如图丙所示;
④测出装水的烧杯的总质量为100g,装酱油的烧杯的总质量为114.4g ;
⑤计算出酱油的密度为
6.(2025 自贡)航空航天科研团队成功研制出新型铌合金材料。
(1)某校研究小组获得一小块此材料,设计以下探究方案测量其密度:
如图甲,将铌合金材料切割成正方体形状,用刻度尺测出棱长是 cm;如图乙,用天平称量其质量是 g,根据数据计算出密度是
(2)小敏发现铌合金块形状不规则,怀疑体积测量不准确,于是设计了新方案:
①如图丙,在水平放置的电子秤上放一装有适量水的容器,记下此时水的质量;
②如图丁,将铌合金块轻放入水中,待水位稳定后,做好标记B,记下此时水和铌合金块的总质量;
③如图戊,取出铌合金块,在容器内注入水,直到水位达到 处,记下此时水的质量,则铌合金块的体积是
④算出铌合金块的密度是 (结果保留小数点后一位)。
类型 4 特殊测量工具类
7.(2025山东)镓铟锡合金常温下处于液态,且无毒。物理科创小组的同学们认为可以用它代替易挥发、有毒的水银测量大气压强,他们决定先测量镓铟锡合金的密度,再测量大气压强。
(1)测量密度前,为了提高液体体积测量的精确度,应在图甲中所示的三种注射器中选择 (选填“5 mL”“20 mL”或“30 mL”)的注射器。
(2)同学们先测量了所选用注射器的质量mg,随后用注射器抽 取适量的镓铟锡合金。他们发现抽取液态合金时,注射器中会有气泡,于是将气泡排出后,读取合金的体积V,并用天平测量它们的总质量 mg。将测量和计算出的数据填入表格。
实验次数
注射器的质量
注射器和合金总质量 me/g
抽取的合金体积V/mL
合金密度
l
6.2
13.9
1.2
6.4
2
28.5
3.6
6.2
3
4.0
第3次实验所测mA如图乙所示,为 g,计算得合金密度为 g/cm³。
通过三次实验,得到所测镓铟锡合金的密度为 g/cm³。
(3)将PU耐压透明软管注满镓铟锡液态合金后,手持软管中部缓慢上提,保持两端管口始终在液态合金液面以下,直至软管中液柱分离,如图丙所示。测得管内外液面高度差h为160 cm,小组测得的大气压强为 Pa。(取g=10 N/ kg)
(4)交流评估时,小明回想起,测量液态合金体积过程中,注射器零刻度线前端接口处,还有一小部分液体,如图丁所示,这部分液态合金体积未被计入,会导致密度的测量结果 (选填“偏大”或“偏小”)。请你利用现有器材设计实验,消除这一小部分液体带来的影响,测得更准确的密度值。简要说明你的实验思路: 。
8.(2025 扬州)如图甲,学习小组利用电子秤、注射器做“测量液体密度”实验。电子秤置于水平桌面上,将量程为10 mL 的空 重难题视频讲解注射器放在秤盘上,按“清零”键,数码显示屏显示“0.0”,再放上质量为100g的标准砝码,数码显示屏显示“100.0”,可认为电子秤只测量了砝码的质量。
(1)撤掉砝码,若用注射器吸取10 mL水,放在秤盘上,数码显示屏应显示“ ”。
(2)将此电子秤和注射器改装成准确度高的电子密度计。如图乙,在数码显示屏右侧贴一张标签纸,请完成密度计的读数面板设计。
(3)请完善操作说明书。
电子密度计操作说明书
1.将电子秤放置于平稳无风的水平台面上,按电源键开机;
2. ,按“清零”键;
3. ;
4.将注射器放在秤盘上,待示数稳定后,读数;
5.开机状态下按电源键关机。
重难点专练三 密度的测量
1【实验步骤】(1)0 0.2 (4)82.0(或82)
【实验数据】①量筒 ②烧杯和剩余泡泡水③g· cm(或g/cm²)
【交流】待气泡消失后
签名师教审题
考查1:天平认识和使用前调节。
将天平放在水平台面上,游码移至标尺左端O刻度线处,调节平街螺母,使指针对准分度盘的中央,图中标尺的分度值为0.2g。
考查2:用天平测液体质量。
考查3:用天平和量筒测量液体密度。
测量原理
测量质量:倒入量简的泡泡水的质量等于两次烧杯和泡泡水的质量之差。
测量体积:实验中将烧杯内泡泡水的一部分倒入量筒,测量体积。
考查4:减小实验误差。
测量体积可能带来的误差:液体中有一些气泡,会使测量的休积偏大,需要等气泡消失后再测量。
2 (1)左端的零刻度线 左 (2)取下最小的砝码,并向右移动游码 54 (3)2.7 2.7×10³ (4)偏大
【解题思路】(1)将托盘天平放在水平台上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,分度盘的指针指在分度盘的右侧,则应向左移动平衡螺母。
(2)在天平中加入最小砝码后天平指针由向左偏变为向右偏,则应取下最小砝码,向右移动游码,直至天平水平平衡。由图乙可知,天平标尺的分度值是0.2g,则小石块的质量m=50g+4g=54g。
(3)小石块的密度 10³kg/m³。
(4)矿石吸水会导致矿石体积测量值偏小,密度测量值偏大。
3(1)右 (2)0.7 (3)b (4)改成右侧容器装水,左侧容器装待测液体,且体积均为50 mL(其他方法正确也可)
(4(1)右(2)400(3)720(4)360(5)2×10’(6)③
第一步:知器材。
(1)将刻度尺制成杠杆,则悬挂点处为支点,题图甲中杠杆左端下沉,说明左端更重,要使其水平平衡,应该增加右端的质量,故应该在刻度尺右侧粘贴橡皮泥。
第二步:明过程。
(2)水的质量
(3)对题图乙进行分析,如下:
(4)工艺品浸没在水中,则它的体积就等于它排开水的体积,工艺品的体积V=VB=20 cm×20 cm×0.9 cm=360 cm²。第三步:测密度。
(5)工艺品材料的密度 10³kg/m³。
第四步:拓思维。
(6)忽略硬纸盒的厚度,会导致计算得出的工艺品的体积偏大,根据 可知,密度测量值偏小,①有影响;计算工艺品的质量时,忽略了瓶子的质量,会导致(3)中F₂ 偏小,则计算得出的工艺品的质量m偏小,根据 可知,密度测量值偏小,②有影响;实验过程中没有发现纸盒底部的小石子,则工艺品没没后水面上升高度是不变的,体积测量值准确,且对工艺品质量的测量无影响,所以③对测量结果无影响。
更多讲解详见《解题有招》折页“快招4”
5 (1)87.4 (4)1.2 (5)大 (6)⑤1.18
【解题思路】(1)天平读数时,物体质量等于砝码质量加上游码对应的刻度值。由题图甲可知,砝码的质量为50g+20g+10g+5g=85g,标尺的分度值为0.2g,游码对应的刻度值为2.4g,所以此时烧杯和酱油的总质量为85gg+2.4g=87.4g。
(4)倒入量简中酱油的质量:m=87.4g-39.4g=48g,量筒中酱油的体积V =40 mL =40 cm³,酱油的密度
(5)量简侧壁沾有少许酱油,导致测量的酱油体积偏小,根据密度公式 质量测量准确,体积偏小,密度会偏大。
(6)水的质量m。=100g-20g=80g,水的体积 酱油和水的体积相等,即 酱油的质量mca=114.4g - 20g=94.4g ,则酱油的密度Pas=
6 (1)2.0068.8 (2)③B 7.8 ④8.8×10³
【解题思路】(2)图戌中,取出铌合金块,在容器内注入水,直到水位达到 B 标记处,则加入水的质量 300.00g=7.80g,铌合金块浸没,则铌合金块的体积与其排开水的体积相等,即铌合金块的密度
7(1)5mL(2)31.4 6.3 6.3 (3)1.008×10⁵ (4)偏大 可先测一定体积的合金及注射器的总质量,将注射器内的合金排出后再测注射器及针孔处合金的总质量,两质量值相减即得相应体积合金的质量
刘庆招能趣法(试题砂解 考场速用
第一步:知器材。
(1)仪器的分度值越小,测量的精确度越高。
第二步:明过程。
(2)物体的质量等于右盘中的砝码质量加上游码所对应的刻度数,砝码总质量为20g+10g=30g,标尺的分度值为0.2g,读数为1.0g+0.2g×2=1.4g,则注射器和合金的总质量为30g+1.4g=31.4g,合金的质量为:31.4g-6.2g=25.2g。第三步:测密度。
根据密度的计算公式可得,合金的密度 6.3g /cm²;用三次实验的平均值计算出合金的密度ρ=
第四步:拓思维。
(3)根据液体压强的计算公式可得160 cm 高的液态合金对底部的压强
(4)根据密度的计算公式 可知,质量测量准确,体积测量值偏小,会导致计算出来的密度偏大。为了消除这部分合金的影响,可先测一定体积的合金及注射器的总质量,将注射器内的合金排出后再测注射器及针孔处合金的总质量、两质量值相减即得相应体积合金的质量。
(1)10.0(2)×0.1g /cm² (3)将量程为10mL的空注射器放在秤盘上 用注射器吸取 10 mL待测液体
[解题思路](1)此时显示屏显示的质量是注射器内水的质量,
(2)设待测液体的质量为m,密度为p,则 即密度的数值(以g/cm²为单位)是质量的数值(以g为单位)的十分之一,故应在显示屏右侧的标签纸上填写‘
$