内容正文:
2025-2026学年苏科版版八年级物理
《第六章物质的物理属性第三节密度知识的应用(一)》精品讲义
(
一.
学习
目标
1.牢记测量固体和液体密度的实验原理:
ρ
=
,理解实验中
“
测质量、量体积
”
的核心逻辑。
2.能准确选择实验器材(天平、量筒、烧杯等),熟练掌握规则/不规则固体、液体密度的测量步骤。
3.学会规范记录实验数据,能根据数据计算密度,并进行简单的误差分析。
4.掌握排水法测量不规则固体体积的操作要点,了解避免实验误差的基本方法。
)
(
二.重点难点
(一)重点
1.实验原理
ρ
=
的实际应用。
2.规则/不规则固体、液体密度的测量步骤与数据处理。
3.天平、量筒的规范使用(调平、读数、操作注意事项)。
(二)难点
1.不规则固体体积的测量(排水法的操作细节,如
“
适量水
”
的判断)。
2.测量液体密度时,避免烧杯残留液体导致误差的实验步骤设计。
3.实验误差的分析(如测量值偏大或偏小的原因)。
)
三.课前预习
1.测量物质密度的实验原理是______,实验的核心是测量物体的_____和______两个物理量。
2.测量质量的常用工具是______,使用前需调节______使天平平衡;测量液体或不规则固体体积的常用工具是______,读数时视线应与______相平。
3.用排水法测量不吸水、不溶于水的不规则固体体积时,先向量筒中倒入______的水,记录其体积V1;将固体轻轻浸没在水中,记录水和固体的总体积V2,则固体的体积V = ______。
4.测量液体密度时,为减小误差,应先测______的总质量,再将部分液体倒入量筒测体积,最后测______的质量,液体的质量为两次质量之差。
5.规则固体(如长方体)的体积可通过______测量长、宽、高后,用公式V = abc 计算,无需使用量筒。
四.课堂探秘
现有一个形状不规则的小石块和一杯食盐水,如何测量它们的密度?
【量筒的使用】
实验室中常用量筒(或量杯)测量液体的体积。其标度的单位是毫升(mL),1mL=1cm3。
1.用途:专门用于测量液体体积,也可配合水和细线,用排水法测量不规则固体的体积。
2.量程与分度值:使用前需看清量筒的最大测量值(量程)和相邻两刻度线代表的体积(分度值),根据测量需求选择合适规格。
3.读数要求
(1)量筒应放在水平桌面上,待筒内液体静止后再读数。
(2)读数时,视线要与液体的凹液面底部保持水平(如水、酒精等大多数液体);若液体形成凸液面(如水银),视线需与凸液面顶部相平。
(3)俯视读数会导致测量值偏大,仰视读数会导致测量值偏小。
4.排水法测不规则固体体积步骤
(1)向量筒中倒入适量的水,记录水的体积 V1(“适量”指水能完全浸没固体,且固体浸没后液面不超过量筒量程)。
(2)用细线系住固体,缓慢放入量筒的水中,使其完全浸没且不接触量筒壁,记录水和固体的总体积 V2。
(3)固体体积计算公式:V固= V2 - V1。
5.注意事项
(1)不能用量筒加热液体,也不能盛装热的液体,避免量筒炸裂。
(2)不能在量筒中直接溶解物质或进行化学反应。
6.量筒使用的常见误差分析
误差类型
操作情景
误差原因
测量结果偏差
读数视角误差
俯视量筒内液体凹液面
视线高于凹液面底部,读取的刻度值大于实际值
体积测量值 偏大
读数视角误差
仰视量筒内液体凹液面
视线低于凹液面底部,读取的刻度值小于实际值
体积测量值 偏小
排水法测固体体积误差
固体吸水(如木块、粉笔)
部分水被固体吸收,量筒内液面上升幅度变小
固体体积测量值 偏小
排水法测固体体积误差
固体表面附着气泡(放入时速度过快)
气泡占据额外体积,量筒内液面上升幅度变大
固体体积测量值 偏大
排水法测固体体积误差
倒入量筒的水过多,固体浸没后液面超过量程
无法准确读取总体积
体积测量 失败
例1。量筒做得细而高,不做成粗而矮的形状,如图所示,主要原因是( ).
A. 细高的量筒便于操作
B. 细高的量筒可以做出相对较大的底座,增加稳度
C. 细高的量筒与粗矮的相比,相应的刻度间隔较大,能较准确地读数
D. 粗矮量筒中的液体较多,筒壁所受压强较大,需用较厚的玻璃,因而不便读数
例2.某同学用量筒测量液体体积,量筒放平稳覆盖,俯视凹液面底部时读数为 30mL,则液体的实际体积( )
A. 大于30mL B. 等于30mL C. 小于30mL D. 无法判断
探究一:测量固体的密度
固体分两类:规则固体(体积可用刻度尺测算),不规则固体(体积用量筒测算);不规则固体又分两类:密度大于水的,密度小于水的,测量它们体积的方法不同.
1. 测量规则固体(以长方体木块为例)
(1)实验器材:天平、刻度尺、长方体木块。
(2)实验步骤:
①天平调平后,将木块放在左盘,向右盘增减砝码并移动游码,测出木块的质量m ,记录数据;
②用刻度尺分别测量木块的长a 、宽b 、高c ,记录数据(多次测量取平均值);
③计算木块体积V=abc ;
④代入密度公式ρ=,计算木块的密度。
(3)注意事项:
①天平使用时“左物右码”,不能用手直接拿砝码;
②刻度尺测量时要紧贴物体,读数要估读到分度值的下一位。
2. 测量不规则固体(以石块为例,不吸水、不溶于水)
(1)实验器材:天平、量筒、烧杯、水、细线、石块。
(2)实验步骤:
① 用天平测出石块的质量 m ,记录数据;
② 向量筒中倒入适量水,记录水的体积V1 (“适量”指水能完全浸没石块,且浸没后液面不超过量筒量程);
③ 用细线系住石块,轻轻将其浸没在量筒的水中(避免石块撞击量筒壁),记录此时水和石块的总体积V2 ;
④ 计算石块体积V = V2 - V1 ;
⑤ 代入公式ρ= ,计算石块的密度。
【问题讨论】:若固体吸水,会导致测量的体积偏大还是偏小?
【样本案例】测量金属螺母的密度
1.实验原理:ρ=.
2.实验器材:天平、量筒、水、细绳、金属螺母.
3.实验步骤:
⑴用天平测出金属螺母的质量m;
⑵往量筒中倒入适量的水,读出水的体积V1;
⑶用细绳将金属螺母拴好,缓缓放入量筒使其浸没在水中,读出此时的体积V2,则金属螺母的体积V=V2-V1;
⑷金属螺母的密度ρ==.
4.实验表格:
金属螺母
的质量m/g
水的体积
V1/cm3
水和金属螺母的
总体积V2/cm3
金属螺母的
体积V/cm3
金属螺母的密度ρ/(g/cm3)
5.友情提醒:测量要注意顺序,测量固体的密度是“先质量后体积”。在测量金属螺母的密度时,如果先测量金属螺母的体积再测量金属螺母的质量,则金属螺母从水中取出时会附着一些水,使测出的质量偏大,从而使计算出的密度值偏大.
例3.小刚做测量蜡块密度的实验
(1)将天平放在水平桌面,移动游码至标尺的 处.若此时指针的位置如图甲所示,应将平衡螺母向 移动,使天平平衡
(2)将蜡块放在天平 盘中,另一盘所加砝码和游码位置如图乙所示时,天平平衡.蜡块的质量为 g
(3)将蜡块放入盛有50.0mL水的量筒中,用细铁丝将其压入水中,读得量筒的示数为60.0mL,则该蜡块的体积为
(4)计算得出蜡块的密度为 kg/m3
【反思】:(1)测量密度实验属于间接测量型实验,利用天平测量物体的质量,利用量筒测量物体的体积,再根据公式ρ=计算密度的大小.
(2)固体密度测量分两种情况,一种是规则固体,体积可以用刻度尺测量,再算出体积;另一种是不规则固体,体积测量又分两种情况:一种是密度大于水的固体,浸没于水可以用量筒测出体积;另一种是密度小于水的固体,需用细针将漂浮于水的固体压入水中或者用铁块捆绑一起浸没水中用量筒测出体积.
3.“等效法”测量固体的密度
测量固体的密度时,没有量筒,只用测量质量的仪器也可以测量固体的密度,想办法测出物体浸没在水中排开水的质量,就可以计算出物体排开水的体积,即物体的体积,这样就可以测出固体的密度.
例4.小明用天平、烧杯、油性笔及足量的水测量一块鹅卵石的密度,实验步骤如下:
(1)将天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺__________,发现横梁稳定时指针偏向分度盘的右侧,要使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母往________(填“左”或“右”)调.
(2)用调好的天平分别测出鹅卵石的质量是31.8 g和空烧杯的质量是90 g.
(3)如图甲所示,把鹅卵石轻轻放入烧杯中,往烧杯倒入适量的水,用油性笔在烧杯壁记下此时水面的位置为M,然后放在天平左盘,如图丙所示,杯、水和鹅卵石的总质量为_______g.
(4)将鹅卵石从水中取出后,再往烧杯中缓慢加水,使水面上升至记号M,如图乙所示,用天平测出杯和水的总质量为142 g,此时杯中水的体积为________cm3.
(5)根据所测量数据计算出鹅卵石的密度为________g/cm3.
(6)若小明在第(4)步骤测量过程中,用镊子添加砝码并向右旋动平衡螺母,直至天平平衡,此错误操作将导致所测密度偏________.
探究二:测量液体的密度(以盐水为例)
原理就是分别测量出液体的质量和体积,如果只有一种仪器,比如天平或者量筒,可以考虑“等效法”,充分利用水的密度是已知的这一条件.
1.实验器材:天平、烧杯、量筒、食盐水.
2.实验步骤:
⑴将适量配制好的食盐水倒入烧杯中,用调节好的天平测出盐水和烧杯的总质量m1,并记录数据;
⑵将烧杯中的部分盐水倒入量筒中,测出盐水的体积V;
⑶用天平再测出烧杯中剩余盐水和烧杯的总质量m2,则倒入量筒中盐水(即被测盐水)的质量为m1-m2;
⑷盐水的密度ρ==.
3.实验数据表:
盐水和烧杯的总质量m1/g
剩余盐水和烧杯的总质量m2/g
倒出盐水的质量m/g
量筒中盐水的体积V/mL
盐水的密度ρ/(kg/m3)
4.减小误差:在测量盐水密度时,如果先测量空烧杯的质量,再测量盐水和烧杯的总质量,再把盐水倒入量筒中测出盐水体积,则会由于烧杯上会附着一些盐水,使得测出的盐水的体积偏小,从而使计算出的密度值偏大.所以采用这种“倒出法”可以减小误差.
5.“等效法”测量液体的密度:测量液体的密度时,没有量筒,利用同一个容器,先后装满水、被测液体,利用水的体积和液体的体积相等,就可以测出液体的体积,用天平测质量,所以在家里也可以方便测出酱油、牛奶的密度.利用等效思维设计实验,水的密度已知是实验设计的重要条件.
例5.小明为了测量樱桃酒的密度,实验过程如下:
(1)将空烧杯放在天平上,测出其质量为48g;
(2)在烧杯中倒入适量的水,将水面的位置标记在烧杯壁上。将盛有水的烧杯放在天平上,测出其质量为128g,则烧杯中水的体积为 cm3。
(3)将水倒出,在烧杯中倒入樱桃酒至标记处,将此烧杯放在天平上,天平平衡时,右盘中砝码质量和游码的位置如图所示,则烧杯和樱桃酒的总质量为 g;
(4)计算得出樱桃酒的密度为 kg/m3。
【反思】:无论是测量固体的密度还是测量液体的密度,都要注意实验顺序不能颠倒:测量固体的密度是“先质量后体积”;测量液体的密度是“先总后剩”.如果实验顺序颠倒,会造成密度测量出现误差.
【生活·物理·社会】密度计
在生产、生活中,常用密度计测量液体的密度。图a所示是玻璃密度计,测量时,玻璃密度计竖直漂浮在待测液体中,液面所对应的刻度值即为该液体的密度值。图b所示是电子密度计,它被广泛应用于石油化工、日用化工和商品检验等领域。
五.课堂检测
(一).选择题
1.2025年我国“天舟七号”货运飞船成功发射,飞船搭载的实验液体需用量筒测量体积。下列量筒读数操作正确的是()
A. 俯视凹液面底部 B. 仰视凹液面底部 C. 视线与凹液面底部相平 D. 量筒倾斜读数
2.小明在实验室测量盐水体积,他用量筒量取液体时,量筒放平稳当前页面显示的是2026年新题型 40mL,倒出部分液体后,俯视读数为25mL,实际倒出的液体体积()
A. 大于15mL B. 小于15mL C. 等于15mL D. 无法判断
3.用排水法测量2026年杭州亚运会纪念币体积时,下列操作会导致测量结果偏大的是()
A. 纪念币表面附着气泡 B. 纪念币未完全浸没
C. 仰视读数总体积 D. 俯视读数水的体积
4.下列关于量筒的使用说法错误的是()
A. 量筒不能用来加热 B. 量筒不能作为反应容器
C. 可以用量筒直接装热的氢氧化钠溶液 D. 测量易吸水固体体积时,需包裹保鲜膜
5.2026年某校科技节,学生测量3D打印零件的密度,用天平测得质量为156g,量筒中水的体积为50mL,零件浸没后总体积为70mL,该零件的密度为( )
A. 7.8g/cm3 B. 7.8×103kg/m3 C. 两者都是 D. 两者都不是
6.用天平测量2025年出土的青铜剑质量时,若砝码生锈,会导致测量的质量( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法判断
7.2025年我国“深海一号”深潜器带回海水样本,测量海水密度时,合理的实验步骤是( )
①测空烧杯质量 ②测烧杯和海水总质量 ③将海水倒入量筒测体积 ④测烧杯和剩余海水质量
A. ①②③④ B. ①②④③ C. ②③④① D. ③②④①
8.测量牛奶密度时,若先测体积再测质量,会导致测量的密度( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法判断
9.某同学测量酱油密度的实验数据如下:空烧杯质量20g,烧杯和酱油总质量60g,量筒中酱油体积30mL,则酱油密度为()
A. 1.33g/cm3 B. 1.33×103kg/m3 C. 两者都是 D. 两者都不是
10.2026年某品牌推出新款饮料,测量饮料密度时,若烧杯内壁有油污,会导致测量结果( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法判断
11.为测出石块的密度,某同学先用天平测石块的质量,所加砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示;接着用量筒和水测石块的体积,其过程如图乙所示。下列判断不正确的是( )
A.石块的质量是
B.石块的体积是
C.石块的密度是
D.若先用量筒测石块的体积,接着用天平测石块的质量,会导致测得石块的密度偏小
12.以下是某同学测定煤油的密度的一些实验步骤:
(1)用天平测出空矿泉水瓶的质量;
(2)用矿泉水瓶装适量煤油,用天平测出它们的质量;
(3)将煤油倒入量筒中一部分,读出煤油的体积V;
(4)用天平测出剩余的煤油和矿泉水瓶的质量;
(5)计算煤油的密度
这些步骤中可省去的是( )
A.(3) B.(2) C.(1) D.(4)
13.有两个直径不同、高度相同的量筒,量筒的最大刻度直径大的是250mL,直径小的是150mL,它们的最小刻度都是5mL.现测量约30mL的水,下列说法正确的是( )
A.直径大的量筒测量比直径小的准确 B.直径小的量筒测量比直径大的准确
C.两个量筒没有区别 D.条件不够,无法判断
14.为了测出盐水的密度,某实验小组制定了如下的实验计划:
①在烧杯中装入适量盐水,测出它们的总质量;②将烧杯中的一部分盐水倒入量筒中;
③测出量筒中盐水的体积;④测出烧杯和剩余盐水的质量;⑤测出空烧杯的质量;⑥根据实验数据计算盐水的密度, 以上实验步骤安排最合理的是( )
A.①②③④⑥ B.⑤①②③⑥ C.①②④③⑤⑥ D.⑤①②④③⑥
15.如图所示,在“测量小石块的密度“的实验中,正确的做法或测量数据是( )
A.调节天平平衡的过程中,发现指针如图甲所示,则应将游码向右调节
B.利用天平测得小石块的质量为 48.8g
C.用量筒测得小石块的体积为 40mL
D.实验过程不能先测石块的体积,后测石块的质量,否则测出石块的密度会偏大
(二).填空题
16.2025年我国“嫦娥七号”取回月壤样本,某同学用天平测样本质量为48g,向量筒加20mL水,放入样本后总体积32mL,则样本体积为______cm³,密度为______g/cm³,测量时若俯视量筒读数,密度测量值会______。
17.2026年新型可降解塑料投入使用,小明测其密度:天平右盘放50g砝码,游码移至2g处平衡,量筒中水体积40mL,放入塑料后总体积60mL,则塑料质量为______g,体积为______cm³,密度为______g/cm³。
18.2025年国产大飞机新材料检测:用天平测合金块质量为156g,量筒分度值为1mL,水体积50mL,合金块浸没后总体积70mL,则合金块体积为______mL,密度为______×10³kg/m³,该量筒量程应选______(选填“50mL”“100mL”“200mL”)。
19.杜牧《秋夕》“轻罗小扇扑流萤”,古代丝质小扇碎片质量1.16g,量筒水体积5mL,放入碎片后总体积6mL,则碎片体积为______cm³,密度为______g/cm³,与古诗中丝织品密度(1.1-1.16g/cm³)______(选填“相符”“不符”)。
20.李白《送友人》“青山横北郭”,山中岩石样本质量26.6g,量筒水体积30mL,放入岩石后总体积40mL,则岩石体积为______cm³,密度为______g/cm³,该岩石主要成分可能是______(已知SiO₂密度2.66g/cm³)。
21.小明测橡皮密度:天平调平后,左盘放橡皮,右盘加20g砝码,游码移至2g处平衡,量筒中水体积15mL,放入橡皮后总体积25mL,则橡皮质量为______g,体积为______cm³,密度为______g/cm³。
22.实验室测盐水密度:空烧杯质量20g,烧杯装盐水后总质量50g,将盐水倒入量筒后体积30mL,则盐水质量为______g,密度为______g/cm³,若烧杯内壁有盐水残留,密度测量值会______。
23.小红测铅笔芯密度:天平测铅笔芯质量为6g,量筒水体积20mL,放入铅笔芯(完全浸没)后总体积22mL,则铅笔芯体积为______cm³,密度为______g/cm³,该密度说明铅笔芯______(选填“含铅”“不含铅”,已知铅密度11.3g/cm³)。
24.测矿泉水密度:空瓶质量10g,装满水后总质量50g,将水倒入量筒后体积40mL,则水的质量为______g,密度为______g/cm³,若量筒读数时视线与凹液面顶部相平,测量值会______。
25.小刚测小石块密度:天平右盘放50g、10g砝码,游码在1.2g处平衡,量筒水体积30mL,放入石块后总体积34mL,则石块质量为______g,体积为______cm³,密度为______g/cm³。
(三).解答题
26.物理实验小组为了测量小物块的密度,进行了以下操作:
(1)把托盘天平放在水平台上,将游码移至标尺______(选填“左”或“右”)端的零刻度线处,发现指针静止在分度盘中线右侧(如图甲所示),此时应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使托盘天平平衡;
(2)用调节好的天平测量小物块的质量,所用砝码和游码情况如图乙所示,则小物块的质量为______g;
(3)如图丙所示量筒中水的体积是______mL,用细绳系住小物块沉入水中,待完全浸没后量筒中液面上升至80mL处,则小物块的体积为______cm3;
(4)通过上述数据可求得小物块的密度为______g/cm3。
27.在测量酱油密度的实验中:
(1)把天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图甲所示,接下来的操作是 ___________,直至天平平衡;
(2)测量步骤如下:
A.用天平测得烧杯和适量酱油的总质量m1为69.2g;
B.将烧杯中一部分酱油倒入量筒,测出烧杯和剩余酱油的总质量m2(如图乙);
C.读出量筒内酱油的体积V(如图丙);
通过以上数据可算出酱油的密度ρ=___________kg/m3;
(3)若其它操作不变,仅将步骤B改为“将烧杯中酱油全部倒入量筒中,再测出烧杯质量m2”。修改后所测酱油密度的误差将 ___________(选填“大一些”、“小一些”或“无明显变化”)。
28.如图所示,小明为了测量某种液体的密度,进行了如下实验。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端的零刻度线处。发现指针静止时位置如甲图所示,则应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节使横梁平衡;
(2)小明进行了四项操作:
A.用天平测出空烧杯的质量m1=16g
B.如图乙所示,向烧杯中倒人适量的液体,用天平测出烧杯和液体的总质量m2=______g
C.将烧杯中的部分液体倒入量简中,测出这部分液体的体积,如图丙所示
D.用天平测出烧杯和剩余液体的质量m3=26g
①以上操作中有一项是多余的,该操作是______(只写序号);
②该液体的密度为______kg/m3;
(3)【拓展】上述液体可由密度分别为ρ1、ρ2(ρ1<ρ2)的甲、乙两种液体配制而成。将质量均为m0的甲、乙两种液体按体积比1:1的比例配制成上述液体(设混合前后总体积保持不变)、且使所得混合液的质量最大,则混合后的液体的密度为______,剩下的那部分液体的质量为______(均用已知字母表示)。
29.在做测量液体密度的实验中,小明想知道食用油的密度,于是他用天平和量筒做了如图所示的实验。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端的“零”刻度线处。发现指针静止时,位置如甲图所示,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节使横梁平衡。
(2)天平调节平衡后,测出空烧杯的质量为28g,在烧杯中倒入适量的食用油,测出烧杯和食用油的总质量如图乙所示,将烧杯中的食用油全部倒入量筒中,食用油的体积如图丙所示,则烧杯中食用油的质量为 g,食用油的密度为 kg/m3。
(3)小明用这种方法测出的食用油密度与真实值相比 (选填“偏大”或”偏小”)。
(4)小华认为不用量筒也能测量出食用油的密度,他进行了如下实验操作:
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0;
②在烧杯中装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;
③把烧杯中的水倒尽,再装满食用油,用天平测出烧杯和食用油的总质量为m2。
则食用油的密度表达式ρ= (已知水的密度为ρ水)
精析:(1)用天平称量物质前要通过调节横梁两端的螺母使横梁平衡。天平调平衡时遵循的原则是:左偏右调,右偏左调。(2)砝码与游码示数之和是天平所测物体的质量;由图示量筒读出食用油的体积,然后由密度公式可以求出食用油的密度。(3)在测液体密度时,玻璃容器中的液体向外倒的过程中,容器壁一定要粘液体,所以不能全部倒出,将会带来实验误差,明确对体积测量结果的影响,进一步判断对密度测量结果的影响。(4)只有天平,没有量筒,可以利用空烧杯等体积的水和酱油,称量水和食用油的质量,根据体积相等列出等式求出食用油的密度。
30.阅读短文,回答问题。
古诗词意象中的密度测量实践
中国古典诗词中常以“疏密”手法营造意境,如李商隐“风柳夸腰住水村”,以凝练的文字构建丰富意象,体现了“语密意丰”的艺术特色。这种“密度”虽为艺术概念,却与物理中的密度知识有着奇妙的呼应。2026年某校八年级物理研学活动中,师生围绕“诗词中的物质密度”展开探究。
第一小组选取了诗词中常见的“玉”作为研究对象,测量和田玉样品的密度。实验器材有天平、量筒、细线、水和待测玉块。操作如下:①调节天平平衡后,测出玉块质量为60g;②在量筒中加入50mL水;③将玉块浸没水中,液面升至70mL,完成体积测量。
第二小组聚焦“黄河入海流”中的河水密度测量,结合课堂所学的“天平和量筒测量法”开展实验。小组同学的操作步骤为:①用天平测出空量筒质量为100g;②向量筒中倒入100mL黄河水;③用天平测出量筒与黄河水的总质量为205g。实验后,老师提出改进建议:直接测量量筒与液体总质量时,量筒壁较滑,易倾倒造成危险。
此外,同学们还查阅资料发现,古代工匠鉴别玉石真伪时,常通过“掂重量、看质感”初步判断,本质上是利用了玉石与仿制品的密度差异。研学活动结束后,大家纷纷感叹:古诗词中的艺术“密度”与物理中的物质密度,虽领域不同,却都蕴含着“精准量化”的智慧。
(1)和田玉样品的体积为______cm³,密度为______g/cm³(两空均为填空题)。
(2)关于第二小组测量黄河水密度的实验,下列说法正确的是( )
A. 实验步骤合理,无需改进 B. 黄河水的质量为105g
C. 黄河水的密度为1.05g/cm³ D. 若量筒中黄河水有残留气泡,密度测量值会偏大
(3)下列关于量筒使用的操作规范,错误的是( )
A. 测量前需观察量筒的量程和分度值 B. 不能用量筒直接测量高温液体的体积
C. 读数时,若俯视液面,会导致测量值偏小 D. 测量液体体积时,量筒应放在水平桌面上
(4)古代工匠“掂重量”鉴别玉石,是因为相同体积的玉石和仿制品( )
A. 密度大的质量大 B. 密度大的质量小
C. 密度与质量无关 D. 质量相同密度不同
(5)若第一小组在测量玉块体积时,玉块未完全浸没在水中,则测得的密度与真实值相比( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 无影响 D. 无法确定
六.课后作业
(一)完成知识清单
1.量筒是测量______的工具,使用前需观察其______和______。
2.读取量筒示数时,视线应与液体______(选填“凹液面最低处”或“凸液面最高处”)相平;若俯视读数,测量值会______(选填“偏大”“偏小”或“不变”),若仰视读数,测量值会______。
3.利用量筒测量不规则固体体积时,常采用______法,固体体积等于______与______的差值。
4.测量固体密度的实验原理是______。
5.用天平测量固体质量时,应将固体放在天平______盘,砝码放在______盘;若固体具有吸水性,需先对固体进行______处理,否则测得的体积会______,密度会______。
6.若先测量固体体积再测量质量,固体表面沾水会导致质量测量值______,最终测得的密度会______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
7.测量液体密度时,为减小误差,常采用“差值法”:先测______的质量,再测______的总质量,两者差值即为液体的质量。
8.若将烧杯中的液体倒入量筒时,烧杯内壁残留液体,会导致测得的液体体积______,最终计算出的密度会______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
9.测量液体密度的实验步骤排序________________(填写字母):A. 计算液体密度 B. 测空烧杯质量 C. 测烧杯和液体总质量 D. 将液体倒入量筒测体积合理顺序为:__________(若考虑误差最小,可调整为)。
10.已知某液体质量为120g,体积为100mL,则该液体的密度为______g/cm^3,合______kg/m3
(二)强化训练
一.选择题
1.小红测量不规则石块体积,先向量筒中倒入“适量”的水,这里“适量”的含义是( )
A.水的体积刚好能覆盖石块
B.水能浸没石块且浸没后液面不超过量筒量程
C.水的体积为当前页面显示的是2026年新题型 10mL
D. 越多越好
2.2025年我国考古队发现一古代玉佩,用排水法测其体积时,玉佩吸水导致测量结果偏小,下列改进方法合理的是( )
A. 换用更大的量筒 B. 先将玉佩完全浸湿,再用排水法测量
C. 俯视读数 D. 减少水的体积
3.某同学用量筒测量液体体积,仰视读数为30mL,倒出部分液体后,俯视读数为15mL,则实际倒出的液体体积( )
A. 大于15mL B. 小于15mL C. 等于15mL D. 无法确定
4..用量筒测量水的体积时,若量筒内壁附着有水珠,会导致测量结果()
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法判断
5.测量不规则石块密度时,若先测体积再测质量,石块表面沾有水,会导致测量的密度( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法判断
6.下列固体中,不能直接用排水法测量体积的是( )
A. 小石块 B. 乒乓球 C. 铁块 D. 铜块
7.测量液体密度时,下列操作能减小误差的是( )
A. 倒入量筒的液体体积尽可能大一些 B. 多次测量取平均值
C. 两者都是 D. 两者都不是
8.某同学测量盐水密度时,误将空烧杯质量测成了烧杯和盐水的总质量,会导致测量的密度( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法判断
9.2025年农业科技展中,测量营养液密度的实验中,不需要用到的器材是( )
A. 天平 B. 量筒 C. 刻度尺 D. 烧杯
10.测量酒精密度时,若量筒中的酒精挥发了一部分,会导致测量的密度( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法判断
11.小亮利用天平和量杯“测量某种液体的密度”时,记录的实验数据如表所示。则该液体的密度和空量杯的质量分别是( )
液体与量杯的质量m/g
30
50
70
液体的体积V/cm3
10
30
50
A.3.0×103kg/m3、10g B.1.0×103kg/m3、20g
C.1.4×103kg/m3、20g D.1.0×103kg/m3、10g
12.如图所示,在“测量花岗石密度”的实验中。下列说法正确的是( )
A.称量时左盘放砝码,右盘放花岗石
B.称量花岗石质量的过程中,若天平横梁不平衡,可调节平衡螺母
C.花岗石的质量是25g
D.花岗石的密度是2.8×103kg/m3
13.一个薄壁的瓶子内装满某种液体,已知液体的质量为m。瓶底的面积为S,小明同学想测出液体的密度,他用刻度尺测得瓶子高度为L,然后倒出小半瓶液体(正立时近弯处),如图所示,测出液面高度L1,然后堵住瓶口,将瓶倒置,测出液面高度L2.则液体的密度为( )
A. B. C. D.
14.在测量液体密度的实验中,小明利用天平和量杯测量出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如图所示的m﹣V图象,下列说法正确的是( )
A.量杯质量为40g B.40cm3的该液体质量为40g
C.该液体密度为1.25g/cm3 D.该液体密度为2g/cm3
15.三国时期,曹冲称象的故事家喻户晓。曹冲让人把大象赶到船上,在船舷水面位置刻下标记,然后把大象牵上岸,往船上装石头,直到船下沉到标记处。已知当时装到船上的石头总共有100块,每块石头质量约为25kg,若大象质量约等于这些石头的总质量,且石头密度约为2.5×103kg/m3。以下说法正确的是( )
A. 每块石头的体积为10m3 B. 大象质量为2500g
C. 曹冲利用了等效替代的科学方法 D. 若将石头带到月球上,其质量和密度都会变小
二.填空题
16.2026年火星探测器传回岩石样本,实验室测量:天平调平后左盘放样本,右盘加100g、20g砝码,游码在4g处平衡,量筒水体积30mL,放入样本后总体积50mL,则样本质量为______g,密度为______g/cm³,若先测体积再测质量,密度会______。
17.2025年量子芯片散热材料测试:用天平测某材料质量为81g,量筒中水体积60mL,放入材料后总体积90mL,则材料体积为______cm³,密度为______g/cm³,该材料可能是______(已知铝密度2.7g/cm³)。
18.白居易《缭绫》中“缭绫织就赛云锦”,某古代缭绫样本质量2.2g,量筒水体积10mL,放入样本(不吸水)后总体积12mL,则样本体积为______cm³,密度为______g/cm³,该密度值说明缭绫______(选填“致密”“疏松”)。
19.李商隐《锦瑟》“蓝田日暖玉生烟”,某蓝田玉样本质量14.8g,量筒水体积20mL,放入玉块后总体积25mL,则玉块体积为______cm³,密度为______g/cm³,对比和田玉密度(2.95-3.17g/cm³),该样本______(选填“是”“不是”)和田玉。
20.范仲淹《渔家傲》“千嶂里,长烟落日孤城闭”,古城墙石样本质量150g,量筒水体积40mL,放入石块后总体积90mL,则石块体积为______cm³,密度为______g/cm³,测量时若仰视量筒读数,密度会______。
21.测牛奶密度:烧杯和牛奶总质量60g,倒出一半牛奶后总质量35g,倒出的牛奶体积20mL,则一半牛奶质量为______g,牛奶密度为______g/cm³,该测量方法______(选填“能”“不能”)减小误差。
22.测塑料尺密度:天平测质量为8g,量筒水体积50mL,放入塑料尺后总体积60mL,则塑料尺体积为______cm³,密度为______g/cm³,若塑料尺漂浮,需______(选填“按压”“悬挂”)使其完全浸没。
23.实验室测酒精密度:空量筒质量15g,倒入30mL酒精后总质量40g,则酒精质量为______g,密度为______g/cm³,量筒的分度值为1mL,读数时视线应与______相平。
24.测小钢球密度:天平测钢球质量为237g,量筒水体积80mL,放入钢球后总体积110mL,则钢球体积为______cm³,密度为______g/cm³,对比钢密度7.9g/cm³,该钢球______(选填“实心”“空心”)。
25.测粉笔密度:天平测粉笔质量为6g,量筒水体积40mL,放入粉笔后(吸水后沉底)总体积45mL,则粉笔体积为______cm³,密度为______g/cm³,吸水导致体积测量值______(选填“偏大”“偏小”)。
三.解答题
26.学习了密度知识后,晓悦想知道妈妈配制的用于腌鸡蛋所用盐水的密度,她利用天平、量筒等进行了如下操作。
(1)晓悦把天平放在水平台上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,发现分度标尺的指针位置如图所示,此时应向__________调节平衡螺母;
(2)在烧杯中倒入适量的盐水,用调节好的天平测量烧杯和盐水的总质量时,通过加、减砝码的一番操作,当将砝码盒中最小的砝码放入右盘后,指针仍如图甲所示。接下来正确的操作是__________;
A.向右移动游码 B.向右调节平衡螺母 C.取下最小砝码后移动游码
(3)测出烧怀和盐水的总质量为96.6g后。将烧杯中的一部分盐水倒入量筒中。观察液面位置如图所示,则量简中盐水的体积是__________cm³;
(4)再用天平测量烧杯和剩余盐水的质量,天平横梁平衡时如图所示,则烧杯和剩余盐水的质量为__________g,晓悦利用密度的计算公式测得盐水的密度是__________kg/m³。
27.小明在测量鹅卵石密度的实验中:
(1)调节天平平衡时,先将游码移到标尺左端的零刻度线,发现指针如图甲所示,则接下来应将平衡螺母向_______调节;
(2)测量鹅卵石的质量时,将最小的5g砝码放入右盘后,指针如图甲所示,于是小明取下最小的砝码,并_______直至天平平衡,砝码及游码的位置如图乙所示;
(3)将鹅卵石放入装有20mL水的量筒中,静止时液面如图丙所示,则鹅卵石的密度是______g/cm3;
(4)在测量另一个放不进量筒的大鹅卵石密度时,他的操作步骤如下:
①用天平测出大鹅卵石的质量m;
②如图丁所示将鹅卵石放入烧杯中,加入适量的水,使其浸没水中,在烧杯壁上标记出水面的位置;
③在量筒中加入体积为V1的水;
④将鹅卵石取出后,用量筒中的水向烧杯内加水至标记处,量筒中剩余水的体积为V2,则鹅卵石密度的表达式ρ=_____(用字母m、V1、V2表示);该实验测量中因______会产生误差,使用该方法计算出的密度值与实际值相比偏_____。
28.在测量液体和固体密度的实验中:
(1)将天平放在水平桌面上,把游码移到零刻度线处,指针位置如图A所示,应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,直至天平平衡;
(2)继续进行实验,记录数据:
a.往烧杯中倒入适量盐水,测得烧杯和盐水的总质量m1为116g;
b.如图B所示,把烧杯中部分盐水倒入量筒,读出量筒中盐水的体积V为40cm2;
c.如图C所示,测出烧杯和剩余盐水的质量m2= g;
d.计算出盐水的密度,ρ= g/cm3。
(3)小明整理器材时不小心将量筒打碎了,小华找来一个烧杯,也测出了石块的密度,她首先用天平测出石块的质量为m,然后进行了如下操作,请将实验步骤补充完整:
①向烧杯中装入适量的水,用天平测出烧杯和适量水的总质量为m1;
②将石块浸没在烧杯内的水中,在水面处进行标记;
③取出石块,向烧杯中缓慢加水至标记处,用天平测出烧杯和适量水的总质量为m2;
④石块密度表达式为ρ= (用m、m1、m2和ρ水表示)。由于取出石块时沾有水,导致测得的密度值 (偏大/偏小/不受影响)。
29.小洋家的茶几上有一只金属牛摆件,爸爸说它是纯铜制作的。小洋想通过粗略测量该摆件的密度来鉴定它是否由纯铜制作。小洋现在有一支量简,但金属牛摆件无法放入量筒中;他还有一个可装入该摆件的溢水杯,以及小烧杯和足量的自来水,如图,请你帮他补充完整的实验报告。
(1)实验原理是:__________(公式);
(2)小洋还需要的测量器材是:__________;
(3)请简要写出测量的实验步骤:
①____________________________,记作m;
②将溢水杯装满水,使水恰好不溢出,在溢水杯口下方放烧杯;
③将金属牛摆件放进溢水杯;
④________________________,读出示数记作V。
(4)金属牛摆件密度表达式:_________(用记录的符号来表达)。
30.阅读短文,回答问题。
“人造太阳”核心材料密度测量的科研实践
2025年,中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)实现1亿摄氏度1066秒的高约束模等离子体稳定运行,创造世界纪录,标志着我国聚变能源研究迈向工程实践新阶段 。为适配极端实验环境,科研团队需将装置原有的钼材料第一壁更换为金属钨,钨的耐高温、抗腐蚀特性可满足上亿摄氏度超高温与零下269℃超低温的极端工况要求。
在材料替换前,某中学物理兴趣小组受邀参与模拟实验,测量钨块样品的密度。实验步骤如下:①将天平放在水平台上,游码移至零刻度线处,调节平衡螺母使指针指在分度盘中央;②用天平测量钨块质量,右盘砝码总质量为200g,游码示数为8g;③向量筒中倒入适量水,记录水的体积为40mL;④将钨块用细线系好,缓慢浸没在量筒的水中,此时液面上升至60mL;⑤整理实验器材并计算密度。
同时,小组还尝试测量EAST装置冷却系统所用特殊冷却液的密度。他们采用“差值法”操作:先测空烧杯质量为25g,再向烧杯中倒入适量冷却液,测得烧杯与冷却液总质量为75g,最后将烧杯中的冷却液全部倒入量筒,读出体积为50mL。实验过程中,有同学发现烧杯内壁会残留少量冷却液,引发了对测量结果影响的讨论。
(1)测量钨块质量时,天平的示数为______g;钨块的体积为______cm³,计算得出钨块的密度为______g/cm³(前两空为填空题,第三空无需作答,仅需填写前两空)。
(2)关于量筒的使用,下列说法正确的是( )
A. 向量筒中倒水时,应直接倾倒无需借助玻璃棒
B. 读取量筒示数时,视线应与液面最上端相平
C. 钨块浸没后,若液面边缘有气泡未排出,会导致体积测量值偏大
D. 量筒只能测量液体体积,不能测量固体体积
(3)计算特殊冷却液的密度时,下列结果正确的是( )
A. 1.0g/cm³ B. 1.2g/cm³ C. 1.5g/cm³ D. 2.0g/cm³
(4)由于烧杯内壁残留少量冷却液,导致测得的冷却液密度与真实值相比( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 无影响 D. 无法判断
(5)若将测量钨块的步骤调整为“先测体积再测质量”,则测得的钨块密度会( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 无影响 D. 取决于钨块大小
(
1
)
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2025-2026学年苏科版版八年级物理
《第六章物质的物理属性第三节密度知识的应用(一)》精品讲义
(
一.
学习
目标
1.牢记测量固体和液体密度的实验原理:
ρ
=
,理解实验中
“
测质量、量体积
”
的核心逻辑。
2.能准确选择实验器材(天平、量筒、烧杯等),熟练掌握规则/不规则固体、液体密度的测量步骤。
3.学会规范记录实验数据,能根据数据计算密度,并进行简单的误差分析。
4.掌握排水法测量不规则固体体积的操作要点,了解避免实验误差的基本方法。
)
(
二.重点难点
(一)重点
1.实验原理
ρ
=
的实际应用。
2.规则/不规则固体、液体密度的测量步骤与数据处理。
3.天平、量筒的规范使用(调平、读数、操作注意事项)。
(二)难点
1.不规则固体体积的测量(排水法的操作细节,如
“
适量水
”
的判断)。
2.测量液体密度时,避免烧杯残留液体导致误差的实验步骤设计。
3.实验误差的分析(如测量值偏大或偏小的原因)。
)
三.课前预习
1.测量物质密度的实验原理是______,实验的核心是测量物体的_____和______两个物理量。
2.测量质量的常用工具是______,使用前需调节______使天平平衡;测量液体或不规则固体体积的常用工具是______,读数时视线应与______相平。
3.用排水法测量不吸水、不溶于水的不规则固体体积时,先向量筒中倒入______的水,记录其体积V1;将固体轻轻浸没在水中,记录水和固体的总体积V2,则固体的体积V = ______。
4.测量液体密度时,为减小误差,应先测______的总质量,再将部分液体倒入量筒测体积,最后测______的质量,液体的质量为两次质量之差。
5.规则固体(如长方体)的体积可通过______测量长、宽、高后,用公式V = abc 计算,无需使用量筒。
【答案】1.ρ=;质量;体积 2.天平;平衡螺母;量筒;量筒内液体凹液面的底部
3.适量(能浸没固体且不溢出); V2 - V1 4.烧杯和液体;烧杯和剩余液体 5.刻度尺
四.课堂探秘
现有一个形状不规则的小石块和一杯食盐水,如何测量它们的密度?
【量筒的使用】
实验室中常用量筒(或量杯)测量液体的体积。其标度的单位是毫升(mL),1mL=1cm3。
1.用途:专门用于测量液体体积,也可配合水和细线,用排水法测量不规则固体的体积。
2.量程与分度值:使用前需看清量筒的最大测量值(量程)和相邻两刻度线代表的体积(分度值),根据测量需求选择合适规格。
3.读数要求
(1)量筒应放在水平桌面上,待筒内液体静止后再读数。
(2)读数时,视线要与液体的凹液面底部保持水平(如水、酒精等大多数液体);若液体形成凸液面(如水银),视线需与凸液面顶部相平。
(3)俯视读数会导致测量值偏大,仰视读数会导致测量值偏小。
4.排水法测不规则固体体积步骤
(1)向量筒中倒入适量的水,记录水的体积 V1(“适量”指水能完全浸没固体,且固体浸没后液面不超过量筒量程)。
(2)用细线系住固体,缓慢放入量筒的水中,使其完全浸没且不接触量筒壁,记录水和固体的总体积 V2。
(3)固体体积计算公式:V固= V2 - V1。
5.注意事项
(1)不能用量筒加热液体,也不能盛装热的液体,避免量筒炸裂。
(2)不能在量筒中直接溶解物质或进行化学反应。
6.量筒使用的常见误差分析
误差类型
操作情景
误差原因
测量结果偏差
读数视角误差
俯视量筒内液体凹液面
视线高于凹液面底部,读取的刻度值大于实际值
体积测量值 偏大
读数视角误差
仰视量筒内液体凹液面
视线低于凹液面底部,读取的刻度值小于实际值
体积测量值 偏小
排水法测固体体积误差
固体吸水(如木块、粉笔)
部分水被固体吸收,量筒内液面上升幅度变小
固体体积测量值 偏小
排水法测固体体积误差
固体表面附着气泡(放入时速度过快)
气泡占据额外体积,量筒内液面上升幅度变大
固体体积测量值 偏大
排水法测固体体积误差
倒入量筒的水过多,固体浸没后液面超过量程
无法准确读取总体积
体积测量 失败
例1。量筒做得细而高,不做成粗而矮的形状,如图所示,主要原因是( ).
A. 细高的量筒便于操作
B. 细高的量筒可以做出相对较大的底座,增加稳度
C. 细高的量筒与粗矮的相比,相应的刻度间隔较大,能较准确地读数
D. 粗矮量筒中的液体较多,筒壁所受压强较大,需用较厚的玻璃,因而不便读数
【答案】C
【解析】:因为量筒里的液体的体积V=Sh.当一定量的液体倒入时,横截面积越小,高度越高,这时每相邻的两个刻度间的距离较大,误差较小,能准确读数.因此正确选项为C.
例2.某同学用量筒测量液体体积,量筒放平稳覆盖,俯视凹液面底部时读数为 30mL,则液体的实际体积( )
A. 大于30mL B. 等于30mL C. 小于30mL D. 无法判断
【答案】C
【解析】:俯视读数时,视线高于凹液面底部,读取的刻度值比实际体积大,因此实际体积小于30mL。
探究一:测量固体的密度
固体分两类:规则固体(体积可用刻度尺测算),不规则固体(体积用量筒测算);不规则固体又分两类:密度大于水的,密度小于水的,测量它们体积的方法不同.
1. 测量规则固体(以长方体木块为例)
(1)实验器材:天平、刻度尺、长方体木块。
(2)实验步骤:
①天平调平后,将木块放在左盘,向右盘增减砝码并移动游码,测出木块的质量m ,记录数据;
②用刻度尺分别测量木块的长a 、宽b 、高c ,记录数据(多次测量取平均值);
③计算木块体积V=abc ;
④代入密度公式ρ=,计算木块的密度。
(3)注意事项:
①天平使用时“左物右码”,不能用手直接拿砝码;
②刻度尺测量时要紧贴物体,读数要估读到分度值的下一位。
2. 测量不规则固体(以石块为例,不吸水、不溶于水)
(1)实验器材:天平、量筒、烧杯、水、细线、石块。
(2)实验步骤:
① 用天平测出石块的质量 m ,记录数据;
② 向量筒中倒入适量水,记录水的体积V1 (“适量”指水能完全浸没石块,且浸没后液面不超过量筒量程);
③ 用细线系住石块,轻轻将其浸没在量筒的水中(避免石块撞击量筒壁),记录此时水和石块的总体积V2 ;
④ 计算石块体积V = V2 - V1 ;
⑤ 代入公式ρ= ,计算石块的密度。
【问题讨论】:若固体吸水,会导致测量的体积偏大还是偏小?
【解析】偏小,因为部分水被固体吸收,液面上升高度小于固体实际体积。
【样本案例】测量金属螺母的密度
1.实验原理:ρ=.
2.实验器材:天平、量筒、水、细绳、金属螺母.
3.实验步骤:
⑴用天平测出金属螺母的质量m;
⑵往量筒中倒入适量的水,读出水的体积V1;
⑶用细绳将金属螺母拴好,缓缓放入量筒使其浸没在水中,读出此时的体积V2,则金属螺母的体积V=V2-V1;
⑷金属螺母的密度ρ==.
4.实验表格:
金属螺母
的质量m/g
水的体积
V1/cm3
水和金属螺母的
总体积V2/cm3
金属螺母的
体积V/cm3
金属螺母的密度ρ/(g/cm3)
5.友情提醒:测量要注意顺序,测量固体的密度是“先质量后体积”。在测量金属螺母的密度时,如果先测量金属螺母的体积再测量金属螺母的质量,则金属螺母从水中取出时会附着一些水,使测出的质量偏大,从而使计算出的密度值偏大.
例3.小刚做测量蜡块密度的实验
(1)将天平放在水平桌面,移动游码至标尺的 处.若此时指针的位置如图甲所示,应将平衡螺母向 移动,使天平平衡
(2)将蜡块放在天平 盘中,另一盘所加砝码和游码位置如图乙所示时,天平平衡.蜡块的质量为 g
(3)将蜡块放入盛有50.0mL水的量筒中,用细铁丝将其压入水中,读得量筒的示数为60.0mL,则该蜡块的体积为
(4)计算得出蜡块的密度为 kg/m3
【答案】(1)左端“0”刻度线 左 (2)左 8.4 (3)10.0 (4)0.84×103
【解析】(1)使用天平时,将天平放在水平桌面上,游码放在标尺左端零刻度线处,指针静止时指向分度盘右侧,应将天平的平衡螺母向左端调,使横梁平衡.(2)蜡块的质量m=5 g+3.4=8.4 g.(3)蜡块的体积V=60 cm3-50 cm3=10 cm3.(4)蜡块的密度ρ==8.4g/10cm3=0.84 g/cm3=0.84×103 kg/m3.
【反思】:(1)测量密度实验属于间接测量型实验,利用天平测量物体的质量,利用量筒测量物体的体积,再根据公式ρ=计算密度的大小.
(2)固体密度测量分两种情况,一种是规则固体,体积可以用刻度尺测量,再算出体积;另一种是不规则固体,体积测量又分两种情况:一种是密度大于水的固体,浸没于水可以用量筒测出体积;另一种是密度小于水的固体,需用细针将漂浮于水的固体压入水中或者用铁块捆绑一起浸没水中用量筒测出体积.
3.“等效法”测量固体的密度
测量固体的密度时,没有量筒,只用测量质量的仪器也可以测量固体的密度,想办法测出物体浸没在水中排开水的质量,就可以计算出物体排开水的体积,即物体的体积,这样就可以测出固体的密度.
例4.小明用天平、烧杯、油性笔及足量的水测量一块鹅卵石的密度,实验步骤如下:
(1)将天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺__________,发现横梁稳定时指针偏向分度盘的右侧,要使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母往________(填“左”或“右”)调.
(2)用调好的天平分别测出鹅卵石的质量是31.8 g和空烧杯的质量是90 g.
(3)如图甲所示,把鹅卵石轻轻放入烧杯中,往烧杯倒入适量的水,用油性笔在烧杯壁记下此时水面的位置为M,然后放在天平左盘,如图丙所示,杯、水和鹅卵石的总质量为_______g.
(4)将鹅卵石从水中取出后,再往烧杯中缓慢加水,使水面上升至记号M,如图乙所示,用天平测出杯和水的总质量为142 g,此时杯中水的体积为________cm3.
(5)根据所测量数据计算出鹅卵石的密度为________g/cm3.
(6)若小明在第(4)步骤测量过程中,用镊子添加砝码并向右旋动平衡螺母,直至天平平衡,此错误操作将导致所测密度偏________.
【答案】(1)零刻度线 左 (3)161.8 (4)52 (5)2.65 (6)大
【解析】(1)调节天平平衡时应先将游码拨至标尺的零刻度线处,若发现指针偏向分度盘的右侧,根据“右偏左调”原则,应向左调节平衡螺母.(3)由图丙可读出烧杯、水和鹅卵石的总质量m总=100 g+50 g+10+1.8 g=161.8 g.(4)因为m杯+m水=142 g,m杯=90 g,m水=142 g-90 g=52 g,水的体积V水===52 cm3.(5)在第(3)步中杯中的水的质量m′水=m总-m石-m杯=161.8 g-31.8 g-90 g=40 g,则在第(4)步中往杯中增加的水的质量Δm水=m水-m′水=52 g-40 g=12 g,增加水的体积ΔV水===12 cm3,V石=ΔV水=12 cm3,鹅卵石的密度ρ石===2.65 g/cm3.(6)在第(4)步中若在添加砝码并向右旋动平衡螺母,则会导致测出杯和水的总质量小于142 g,从而使测出增加的水的质量小于12 g,即增加水的体积小于12 cm3,这样就会使鹅卵石的体积偏小,根据ρ=可知,测出的密度会偏大.
探究二:测量液体的密度(以盐水为例)
原理就是分别测量出液体的质量和体积,如果只有一种仪器,比如天平或者量筒,可以考虑“等效法”,充分利用水的密度是已知的这一条件.
1.实验器材:天平、烧杯、量筒、食盐水.
2.实验步骤:
⑴将适量配制好的食盐水倒入烧杯中,用调节好的天平测出盐水和烧杯的总质量m1,并记录数据;
⑵将烧杯中的部分盐水倒入量筒中,测出盐水的体积V;
⑶用天平再测出烧杯中剩余盐水和烧杯的总质量m2,则倒入量筒中盐水(即被测盐水)的质量为m1-m2;
⑷盐水的密度ρ==.
3.实验数据表:
盐水和烧杯的总质量m1/g
剩余盐水和烧杯的总质量m2/g
倒出盐水的质量m/g
量筒中盐水的体积V/mL
盐水的密度ρ/(kg/m3)
4.减小误差:在测量盐水密度时,如果先测量空烧杯的质量,再测量盐水和烧杯的总质量,再把盐水倒入量筒中测出盐水体积,则会由于烧杯上会附着一些盐水,使得测出的盐水的体积偏小,从而使计算出的密度值偏大.所以采用这种“倒出法”可以减小误差.
5.“等效法”测量液体的密度:测量液体的密度时,没有量筒,利用同一个容器,先后装满水、被测液体,利用水的体积和液体的体积相等,就可以测出液体的体积,用天平测质量,所以在家里也可以方便测出酱油、牛奶的密度.利用等效思维设计实验,水的密度已知是实验设计的重要条件.
例5.小明为了测量樱桃酒的密度,实验过程如下:
(1)将空烧杯放在天平上,测出其质量为48g;
(2)在烧杯中倒入适量的水,将水面的位置标记在烧杯壁上。将盛有水的烧杯放在天平上,测出其质量为128g,则烧杯中水的体积为 cm3。
(3)将水倒出,在烧杯中倒入樱桃酒至标记处,将此烧杯放在天平上,天平平衡时,右盘中砝码质量和游码的位置如图所示,则烧杯和樱桃酒的总质量为 g;
(4)计算得出樱桃酒的密度为 kg/m3。
【答案】(2)80 (3)116 (4)0.85×103
【解析】(2)用天平测量空烧杯质量m1,用天平测出烧杯和水的总质量m2,则烧杯中水的质量m=m2-m1=128 g-48 g=80 g,水的体积V=m/ρ=80/1.0=80(cm3);(3)烧杯和樱桃酒的总质量为m3=100g+10g+5g+1g=116 g;(4)倒入烧杯中樱桃酒的质量m/=m3-m1=116 g-48 g=68 g,樱桃酒的密度ρ/==68g/80cm3=0.85 g/cm3=0.85×103 kg/m3.
【反思】:无论是测量固体的密度还是测量液体的密度,都要注意实验顺序不能颠倒:测量固体的密度是“先质量后体积”;测量液体的密度是“先总后剩”.如果实验顺序颠倒,会造成密度测量出现误差.
【生活·物理·社会】密度计
在生产、生活中,常用密度计测量液体的密度。图a所示是玻璃密度计,测量时,玻璃密度计竖直漂浮在待测液体中,液面所对应的刻度值即为该液体的密度值。图b所示是电子密度计,它被广泛应用于石油化工、日用化工和商品检验等领域。
五.课堂检测
(一).选择题
1.2025年我国“天舟七号”货运飞船成功发射,飞船搭载的实验液体需用量筒测量体积。下列量筒读数操作正确的是()
A. 俯视凹液面底部 B. 仰视凹液面底部 C. 视线与凹液面底部相平 D. 量筒倾斜读数
【答案】:C
【解析】:量筒读数时需将量筒放平,视线与液体凹液面底部保持水平,俯视偏大、仰视偏小。
2.小明在实验室测量盐水体积,他用量筒量取液体时,量筒放平稳当前页面显示的是2026年新题型 40mL,倒出部分液体后,俯视读数为25mL,实际倒出的液体体积()
A. 大于15mL B. 小于15mL C. 等于15mL D. 无法判断
【答案】:A
【解析】:倒出前体积为40mL,俯视读数剩余25mL,实际剩余体积小于25mL,因此倒出体积大于40mL-25mL=15mL。
3.用排水法测量2026年杭州亚运会纪念币体积时,下列操作会导致测量结果偏大的是()
A. 纪念币表面附着气泡 B. 纪念币未完全浸没
C. 仰视读数总体积 D. 俯视读数水的体积
【答案】:A
【解析】:纪念币表面附着气泡,会使总体积V2 偏大,根据V固=V2-V1 ,测量体积偏大。
4.下列关于量筒的使用说法错误的是()
A. 量筒不能用来加热 B. 量筒不能作为反应容器
C. 可以用量筒直接装热的氢氧化钠溶液 D. 测量易吸水固体体积时,需包裹保鲜膜
【答案】:C
【解析】:量筒不能盛装热液体,否则易炸裂,氢氧化钠溶液若温度高会损坏量筒。
5.2026年某校科技节,学生测量3D打印零件的密度,用天平测得质量为156g,量筒中水的体积为50mL,零件浸没后总体积为70mL,该零件的密度为( )
A. 7.8g/cm3 B. 7.8×103kg/m3 C. 两者都是 D. 两者都不是
【答案】:C
【解析】:零件体积 V=70mL-50mL=20cm3,密度ρ=m/V=156g/20cm3=7.8g/cm3=7.8×103kg/m3。
6.用天平测量2025年出土的青铜剑质量时,若砝码生锈,会导致测量的质量( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法判断
【答案】:B
【解析】:砝码生锈后质量变大,测量时只需更少的砝码就能平衡,因此读取的质量值偏小。
7.2025年我国“深海一号”深潜器带回海水样本,测量海水密度时,合理的实验步骤是( )
①测空烧杯质量 ②测烧杯和海水总质量 ③将海水倒入量筒测体积 ④测烧杯和剩余海水质量
A. ①②③④ B. ①②④③ C. ②③④① D. ③②④①
【答案】A
【解析】:先测空烧杯质量,再测总质量,倒出部分海水测体积,最后测剩余总质量,可减小烧杯残留液体导致的误差。
8.测量牛奶密度时,若先测体积再测质量,会导致测量的密度( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法判断
【答案】:B
【解析】:先测体积后,量筒内壁残留牛奶,导致测量的质量偏小,根据 \rho=\frac{m}{V} ,密度偏小。
9.某同学测量酱油密度的实验数据如下:空烧杯质量20g,烧杯和酱油总质量60g,量筒中酱油体积30mL,则酱油密度为()
A. 1.33g/cm3 B. 1.33×103kg/m3 C. 两者都是 D. 两者都不是
【答案】:C
【解析】:酱油质量 m=60g-20g=40g,体积 V=30cm3,密度ρ=40g/30cm3≈1.33g/cm3=
1.33×103kg/m3。
10.2026年某品牌推出新款饮料,测量饮料密度时,若烧杯内壁有油污,会导致测量结果( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法判断
【答案】:A
【解析】:烧杯内壁油污会占据一定质量,导致测量的“烧杯+饮料”总质量偏大,计算出的饮料质量偏大,密度偏大。
11.为测出石块的密度,某同学先用天平测石块的质量,所加砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示;接着用量筒和水测石块的体积,其过程如图乙所示。下列判断不正确的是( )
A.石块的质量是
B.石块的体积是
C.石块的密度是
D.若先用量筒测石块的体积,接着用天平测石块的质量,会导致测得石块的密度偏小
【答案】D
【解析】甲图(天平):砝码质量为50g+10g=60g,游码示数为4g,所以石块质量m=64g。乙图(量筒):水的体积20mL,水+石块体积40mL,石块体积V=20mL=20cm3。石块密度ρ=m/V=
64g/20cm3=3.2g/cm3=3.2×103kg/m3。若先测体积再测质量,石块沾水会使质量测量值偏大,根据ρ=m/V,密度测量值会偏大(不是偏小)。错误选项:D(“会导致测得石块的密度偏小”说法错误)。
12.以下是某同学测定煤油的密度的一些实验步骤:
(1)用天平测出空矿泉水瓶的质量;
(2)用矿泉水瓶装适量煤油,用天平测出它们的质量;
(3)将煤油倒入量筒中一部分,读出煤油的体积V;
(4)用天平测出剩余的煤油和矿泉水瓶的质量;
(5)计算煤油的密度
这些步骤中可省去的是( )
A.(3) B.(2) C.(1) D.(4)
【答案】A
【解析】测量酱油密度的核心原理是ρ=m/(m总 - m剩)(用总质量减剩余质量得倒出酱油的质量,结合倒出的体积计算密度)。步骤(1)测空瓶质量m_0可省去,因为计算时m_0会被抵消;步骤(2)(3)(4)(5)是必要的。答案:A.
13.有两个直径不同、高度相同的量筒,量筒的最大刻度直径大的是250mL,直径小的是150mL,它们的最小刻度都是5mL.现测量约30mL的水,下列说法正确的是( )
A.直径大的量筒测量比直径小的准确 B.直径小的量筒测量比直径大的准确
C.两个量筒没有区别 D.条件不够,无法判断
【答案】B
【解析】量筒的精度由分度值决定,小直径量筒的分度值更小(刻度更密),测量体积时误差更小,所以小直径量筒比大直径的准确;量程大小不直接决定精度。
14.为了测出盐水的密度,某实验小组制定了如下的实验计划:
①在烧杯中装入适量盐水,测出它们的总质量;②将烧杯中的一部分盐水倒入量筒中;
③测出量筒中盐水的体积;④测出烧杯和剩余盐水的质量;⑤测出空烧杯的质量;⑥根据实验数据计算盐水的密度, 以上实验步骤安排最合理的是( )
A.①②③④⑥ B.⑤①②③⑥ C.①②④③⑤⑥ D.⑤①②④③⑥
【答案】A
【解析】先测空烧杯质量,将液体倒入烧杯测出液体烧杯总质量,再将液体倒入量筒测体积,这种做法因烧杯壁粘液体,测出的体积偏小,算出的密度偏大.因此测盐水等液体密度的实验步骤安排最合理的是:①在烧杯中装入适量盐水,测出它们的总质量,②将烧杯中一部分盐水倒入量筒中,③测出量筒中盐水的体积,④测出烧杯和剩余盐水的质量,⑥根据实验数据计算盐水的密度.故选A.
15.如图所示,在“测量小石块的密度“的实验中,正确的做法或测量数据是( )
A.调节天平平衡的过程中,发现指针如图甲所示,则应将游码向右调节
B.利用天平测得小石块的质量为 48.8g
C.用量筒测得小石块的体积为 40mL
D.实验过程不能先测石块的体积,后测石块的质量,否则测出石块的密度会偏大
【答案】C
【解析】A:调节天平平衡时,指针偏左,应将平衡螺母向右调(不是游码),错误。B:石块质量需结合砝码+游码计算,图中未给出具体数值,“40g”无依据,错误。C:实验若先测体积再测质量,石块沾水会使质量测量值偏大,根据ρ=m/V,密度测量值偏大,正确。答案:C。
(二).填空题
16.2025年我国“嫦娥七号”取回月壤样本,某同学用天平测样本质量为48g,向量筒加20mL水,放入样本后总体积32mL,则样本体积为______cm³,密度为______g/cm³,测量时若俯视量筒读数,密度测量值会______。
【答案】:12;4;偏大
【解析】:体积V=32mL-20mL=12cm³,密度ρ=m/V=48g/12cm³=4g/cm³;俯视量筒读数使体积测量值偏小,由ρ=m/V可知密度偏大。
17.2026年新型可降解塑料投入使用,小明测其密度:天平右盘放50g砝码,游码移至2g处平衡,量筒中水体积40mL,放入塑料后总体积60mL,则塑料质量为______g,体积为______cm³,密度为______g/cm³。
【答案】:52;20;2.6
【解析】:质量m=50g+2g=52g,体积V=60mL-40mL=20cm³,密度ρ=52g/20cm³=2.6g/cm³。
18.2025年国产大飞机新材料检测:用天平测合金块质量为156g,量筒分度值为1mL,水体积50mL,合金块浸没后总体积70mL,则合金块体积为______mL,密度为______×10³kg/m³,该量筒量程应选______(选填“50mL”“100mL”“200mL”)。
【答案】:20;7.8;100mL
【解析】:体积V=70mL-50mL=20mL=20cm³,密度ρ=156g/20cm³=7.8g/cm³=7.8×10³kg/m³;总体积70mL,量程需略大于测量值,选100mL。
19.杜牧《秋夕》“轻罗小扇扑流萤”,古代丝质小扇碎片质量1.16g,量筒水体积5mL,放入碎片后总体积6mL,则碎片体积为______cm³,密度为______g/cm³,与古诗中丝织品密度(1.1-1.16g/cm³)______(选填“相符”“不符”)。
【答案】:1;1.16;相符
【解析】:体积V=6mL-5mL=1cm³,密度ρ=1.16g/1cm³=1.16g/cm³,在丝织品密度范围内,故相符。
20.李白《送友人》“青山横北郭”,山中岩石样本质量26.6g,量筒水体积30mL,放入岩石后总体积40mL,则岩石体积为______cm³,密度为______g/cm³,该岩石主要成分可能是______(已知SiO₂密度2.66g/cm³)。
【答案】:10;2.66;二氧化硅(SiO₂)
【解析】:体积V=40mL-30mL=10cm³,密度ρ=26.6g/10cm³=2.66g/cm³,与二氧化硅密度一致。
21.小明测橡皮密度:天平调平后,左盘放橡皮,右盘加20g砝码,游码移至2g处平衡,量筒中水体积15mL,放入橡皮后总体积25mL,则橡皮质量为______g,体积为______cm³,密度为______g/cm³。
【答案】:22;10;2.2
【解析】:质量m=20g+2g=22g,体积V=25mL-15mL=10cm³,密度ρ=22g/10cm³=2.2g/cm³。
22.实验室测盐水密度:空烧杯质量20g,烧杯装盐水后总质量50g,将盐水倒入量筒后体积30mL,则盐水质量为______g,密度为______g/cm³,若烧杯内壁有盐水残留,密度测量值会______。
【答案】:30;1;偏大
【解析】:盐水质量m=50g-20g=30g,密度ρ=30g/30mL=1g/cm³;烧杯残留盐水使体积测量值偏小,密度偏大。
23.小红测铅笔芯密度:天平测铅笔芯质量为6g,量筒水体积20mL,放入铅笔芯(完全浸没)后总体积22mL,则铅笔芯体积为______cm³,密度为______g/cm³,该密度说明铅笔芯______(选填“含铅”“不含铅”,已知铅密度11.3g/cm³)。
【答案】:2;3;不含铅
【解析】:体积V=22mL-20mL=2cm³,密度ρ=6g/2cm³=3g/cm³,远小于铅的密度,故不含铅。
24.测矿泉水密度:空瓶质量10g,装满水后总质量50g,将水倒入量筒后体积40mL,则水的质量为______g,密度为______g/cm³,若量筒读数时视线与凹液面顶部相平,测量值会______。
【答案】:40;1;偏大
【解析】:水的质量m=50g-10g=40g,密度ρ=40g/40mL=1g/cm³;视线与凹液面顶部相平属于俯视,读数偏大,密度偏大。
25.小刚测小石块密度:天平右盘放50g、10g砝码,游码在1.2g处平衡,量筒水体积30mL,放入石块后总体积34mL,则石块质量为______g,体积为______cm³,密度为______g/cm³。
【答案】:61.2;4;15.3
【解析】:质量m=50g+10g+1.2g=61.2g,体积V=34mL-30mL=4cm³,密度ρ=61.2g/4cm³=15.3g/cm³。
(三).解答题
26.物理实验小组为了测量小物块的密度,进行了以下操作:
(1)把托盘天平放在水平台上,将游码移至标尺______(选填“左”或“右”)端的零刻度线处,发现指针静止在分度盘中线右侧(如图甲所示),此时应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使托盘天平平衡;
(2)用调节好的天平测量小物块的质量,所用砝码和游码情况如图乙所示,则小物块的质量为______g;
(3)如图丙所示量筒中水的体积是______mL,用细绳系住小物块沉入水中,待完全浸没后量筒中液面上升至80mL处,则小物块的体积为______cm3;
(4)通过上述数据可求得小物块的密度为______g/cm3。
【答案】 (1)左 左 (2)32 (3) 60 20 (4)1.6
【解析】(1)调节天平平衡时,先将游码归零,即将游码移至左端零刻度线,当指针右偏时,平衡螺母向左调节。(2)天平的读数为砝码质量和游码示数之和。质量为m=30g+2.0g=32g
(3)量筒读数要注意分度值,分度值为2mL,体积为V0=60mL=60cm3;当小物体沉入水中,液面上升到80mL,所以小物块的体积V=80mL﹣60mL=20mL=20cm3(4)小物块的密度
27.在测量酱油密度的实验中:
(1)把天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图甲所示,接下来的操作是 ___________,直至天平平衡;
(2)测量步骤如下:
A.用天平测得烧杯和适量酱油的总质量m1为69.2g;
B.将烧杯中一部分酱油倒入量筒,测出烧杯和剩余酱油的总质量m2(如图乙);
C.读出量筒内酱油的体积V(如图丙);
通过以上数据可算出酱油的密度ρ=___________kg/m3;
(3)若其它操作不变,仅将步骤B改为“将烧杯中酱油全部倒入量筒中,再测出烧杯质量m2”。修改后所测酱油密度的误差将 ___________(选填“大一些”、“小一些”或“无明显变化”)。
【答案】(1)平衡螺母向左移动 (2).12×103 (3)无明显变化
【解析】(1)甲图中,调节天平平衡时,指针右偏,说明天平右端下沉,平衡螺母应向左移动,使天平平衡。(2)由图乙知,标尺的分度值为0.2g,所以烧杯和剩余酱油的总质量为
m剩=20g+20g+5g+1.8g=46.8g;倒入量筒中的酱油质量为m=m总﹣m剩=69.2g﹣46.8g=22.4g
由图丙知,量筒中酱油的体积为V=20mL=20cm3; 酱油的密度为
(3)将烧杯中酱油全部倒入量筒中,再测出烧杯质量m2,结合酱油与烧杯的总质量计算出的酱油质量仍为倒入量筒中酱油的质量,质量测量仍然准确,所以与修改前方案的误差无明显区别。
28.如图所示,小明为了测量某种液体的密度,进行了如下实验。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端的零刻度线处。发现指针静止时位置如甲图所示,则应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节使横梁平衡;
(2)小明进行了四项操作:
A.用天平测出空烧杯的质量m1=16g
B.如图乙所示,向烧杯中倒人适量的液体,用天平测出烧杯和液体的总质量m2=______g
C.将烧杯中的部分液体倒入量简中,测出这部分液体的体积,如图丙所示
D.用天平测出烧杯和剩余液体的质量m3=26g
①以上操作中有一项是多余的,该操作是______(只写序号);
②该液体的密度为______kg/m3;
(3)【拓展】上述液体可由密度分别为ρ1、ρ2(ρ1<ρ2)的甲、乙两种液体配制而成。将质量均为m0的甲、乙两种液体按体积比1:1的比例配制成上述液体(设混合前后总体积保持不变)、且使所得混合液的质量最大,则混合后的液体的密度为______,剩下的那部分液体的质量为______(均用已知字母表示)。
【答案】(1) 左 (2) 61.2 A 0.88×103 (3)
【解析】】(1)平衡螺母的调节方法是:左偏右调,右偏左调。图中指针右偏,因此要向左调节平衡螺母。(2)由图可知,烧杯和液体的总质量m2=50g+10g+1.2g=61.2g ①用“剩液法”测液体的质量时,不需要测空烧杯的质量,B和D中质量的差值就是倒入量筒的液体的质量,故操作A是多余的。由图乙可知,量筒中液体的体积V=40mL=40cm3倒入量筒的液体的质量
m=m2-m3=61.2g-26g=35.2g液体的密度
(3)设甲乙用来配制液体的体积均为V,则配制液的总体积V总=2V,配制液的总质量
m总=ρ1V+ρ2V故配制液的密度;已知ρ1<ρ2,由公式可知,V1>V2,因此,当V=V2时,配制液体的质量最大为
故剩余液体的质量
29.在做测量液体密度的实验中,小明想知道食用油的密度,于是他用天平和量筒做了如图所示的实验。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端的“零”刻度线处。发现指针静止时,位置如甲图所示,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节使横梁平衡。
(2)天平调节平衡后,测出空烧杯的质量为28g,在烧杯中倒入适量的食用油,测出烧杯和食用油的总质量如图乙所示,将烧杯中的食用油全部倒入量筒中,食用油的体积如图丙所示,则烧杯中食用油的质量为 g,食用油的密度为 kg/m3。
(3)小明用这种方法测出的食用油密度与真实值相比 (选填“偏大”或”偏小”)。
(4)小华认为不用量筒也能测量出食用油的密度,他进行了如下实验操作:
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0;
②在烧杯中装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;
③把烧杯中的水倒尽,再装满食用油,用天平测出烧杯和食用油的总质量为m2。
则食用油的密度表达式ρ= (已知水的密度为ρ水)
精析:(1)用天平称量物质前要通过调节横梁两端的螺母使横梁平衡。天平调平衡时遵循的原则是:左偏右调,右偏左调。(2)砝码与游码示数之和是天平所测物体的质量;由图示量筒读出食用油的体积,然后由密度公式可以求出食用油的密度。(3)在测液体密度时,玻璃容器中的液体向外倒的过程中,容器壁一定要粘液体,所以不能全部倒出,将会带来实验误差,明确对体积测量结果的影响,进一步判断对密度测量结果的影响。(4)只有天平,没有量筒,可以利用空烧杯等体积的水和酱油,称量水和食用油的质量,根据体积相等列出等式求出食用油的密度。
【答案】(1)左;(2)33.2;0.803×103;(3)偏大;(4)ρ•ρ水。
【解析】(1)根据天平调平衡时遵循的原则:左偏右调,右偏左调,先快后慢。发现指针指在分度盘的右侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向左调;(2)由图甲所示可知,酱油和瓶的总质量:m总=50g+10g+1.2g=61.2g,酱油的质量:m=m总﹣m杯=61.2g﹣28g=33.2g,由图乙所示量筒可知,食用油的体积:V=40mL=40cm3,食用油的密度:ρ食用油0.803g/cm3=0.803×103kg/m3;(3)小明不可能把烧杯内的食用油全部倒入量筒内,导致测得食用油的体积偏小,由公式ρ=m/v知:测出的食用油的密度偏大;(4)水的质量:m水=m1﹣m0,由ρ=m/v可得,水的体积:V,酱油的质量:m食用油=m2﹣m0,根据题意可知,烧杯内水的体积等于食用油的体积,则食用油的密度表达式:ρ•ρ水。
30.阅读短文,回答问题。
古诗词意象中的密度测量实践
中国古典诗词中常以“疏密”手法营造意境,如李商隐“风柳夸腰住水村”,以凝练的文字构建丰富意象,体现了“语密意丰”的艺术特色。这种“密度”虽为艺术概念,却与物理中的密度知识有着奇妙的呼应。2026年某校八年级物理研学活动中,师生围绕“诗词中的物质密度”展开探究。
第一小组选取了诗词中常见的“玉”作为研究对象,测量和田玉样品的密度。实验器材有天平、量筒、细线、水和待测玉块。操作如下:①调节天平平衡后,测出玉块质量为60g;②在量筒中加入50mL水;③将玉块浸没水中,液面升至70mL,完成体积测量。
第二小组聚焦“黄河入海流”中的河水密度测量,结合课堂所学的“天平和量筒测量法”开展实验。小组同学的操作步骤为:①用天平测出空量筒质量为100g;②向量筒中倒入100mL黄河水;③用天平测出量筒与黄河水的总质量为205g。实验后,老师提出改进建议:直接测量量筒与液体总质量时,量筒壁较滑,易倾倒造成危险。
此外,同学们还查阅资料发现,古代工匠鉴别玉石真伪时,常通过“掂重量、看质感”初步判断,本质上是利用了玉石与仿制品的密度差异。研学活动结束后,大家纷纷感叹:古诗词中的艺术“密度”与物理中的物质密度,虽领域不同,却都蕴含着“精准量化”的智慧。
(1)和田玉样品的体积为______cm³,密度为______g/cm³(两空均为填空题)。
(2)关于第二小组测量黄河水密度的实验,下列说法正确的是( )
A. 实验步骤合理,无需改进 B. 黄河水的质量为105g
C. 黄河水的密度为1.05g/cm³ D. 若量筒中黄河水有残留气泡,密度测量值会偏大
(3)下列关于量筒使用的操作规范,错误的是( )
A. 测量前需观察量筒的量程和分度值
B. 不能用量筒直接测量高温液体的体积
C. 读数时,若俯视液面,会导致测量值偏小
D. 测量液体体积时,量筒应放在水平桌面上
(4)古代工匠“掂重量”鉴别玉石,是因为相同体积的玉石和仿制品( )
A. 密度大的质量大 B. 密度大的质量小
C. 密度与质量无关 D. 质量相同密度不同
(5)若第一小组在测量玉块体积时,玉块未完全浸没在水中,则测得的密度与真实值相比( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 无影响 D. 无法确定
【答案】(1)20;3.0 (2)C (3)C (4)A (5)A
【解析】(1)玉块体积=水和玉块总体积-水的体积=70mL-50mL=20mL=20cm³;密度ρ=m/V=60g/20cm³=3.0g/cm³。(2)选项A错误,量筒不宜直接放在天平上测量总质量,易倾倒;选项B错误,黄河水质量=总质量-空量筒质量=205g-100g=105g,但此操作步骤存在安全隐患,且选项C的密度计算正确(105g/100cm³=1.05g/cm³);选项D错误,气泡会使体积测量值偏大,密度测量值偏小;故选C。(3)选项C错误,俯视量筒液面时,读数会大于实际值,导致测量值偏大;其他选项均为量筒正确使用规范,故选C。(4)根据m=ρV,相同体积下,密度越大,质量越大,古代工匠通过“掂重量”判断质量差异,进而鉴别玉石,故选A。(5)玉块未完全浸没时,测得的体积偏小,质量测量值准确,根据ρ=m/V,密度测量值偏大,故选A。
六.课后作业
(一)完成知识清单
1.量筒是测量______的工具,使用前需观察其______和______。
2.读取量筒示数时,视线应与液体______(选填“凹液面最低处”或“凸液面最高处”)相平;若俯视读数,测量值会______(选填“偏大”“偏小”或“不变”),若仰视读数,测量值会______。
3.利用量筒测量不规则固体体积时,常采用______法,固体体积等于______与______的差值。
4.测量固体密度的实验原理是______。
5.用天平测量固体质量时,应将固体放在天平______盘,砝码放在______盘;若固体具有吸水性,需先对固体进行______处理,否则测得的体积会______,密度会______。
6.若先测量固体体积再测量质量,固体表面沾水会导致质量测量值______,最终测得的密度会______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
7.测量液体密度时,为减小误差,常采用“差值法”:先测______的质量,再测______的总质量,两者差值即为液体的质量。
8.若将烧杯中的液体倒入量筒时,烧杯内壁残留液体,会导致测得的液体体积______,最终计算出的密度会______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
9.测量液体密度的实验步骤排序________________(填写字母):A. 计算液体密度 B. 测空烧杯质量 C. 测烧杯和液体总质量 D. 将液体倒入量筒测体积合理顺序为:__________(若考虑误差最小,可调整为)。
10.已知某液体质量为120g,体积为100mL,则该液体的密度为______g/cm^3,合______kg/m3
【答案】1.液体体积;量程;分度值 2.凹液面最低处;偏大;偏小 3.排水;水和固体的总体积;水的体积 4.ρ=m/V 5.左;右;防水(如包裹保鲜膜);偏小;偏大 6.偏大;偏大 7.空烧杯;烧杯和液体 8.偏小;偏大 9.B→C→D→A;C→D→B→A(先测总质量,倒出液体测体积,再测空烧杯质量,减小残留误差) 10.1.2;1.2×103
(二)强化训练
一.选择题
1.小红测量不规则石块体积,先向量筒中倒入“适量”的水,这里“适量”的含义是( )
A.水的体积刚好能覆盖石块
B.水能浸没石块且浸没后液面不超过量筒量程
C.水的体积为当前页面显示的是2026年新题型 10mL
D. 越多越好
【答案】:B
【解析】:“适量水”的标准是既能完全浸没固体,又不会在固体放入后液面超过量筒的最大刻度。
2.2025年我国考古队发现一古代玉佩,用排水法测其体积时,玉佩吸水导致测量结果偏小,下列改进方法合理的是( )
A. 换用更大的量筒 B. 先将玉佩完全浸湿,再用排水法测量
C. 俯视读数 D. 减少水的体积
【答案】:B
【解析】:先将玉佩浸湿,使其吸满水,再用排水法测量,就不会因吸水导致液面上升幅度变小,测量更准确。
3.某同学用量筒测量液体体积,仰视读数为30mL,倒出部分液体后,俯视读数为15mL,则实际倒出的液体体积( )
A. 大于15mL B. 小于15mL C. 等于15mL D. 无法确定
【答案】:A
【解析】:仰视读数偏小,实际液体体积大于30mL;俯视读数偏大,剩余液体体积小于15mL,因此倒出体积大于15mL。
4..用量筒测量水的体积时,若量筒内壁附着有水珠,会导致测量结果()
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法判断
【答案】:B
【解析】:量筒内壁的水珠未计入读数,导致读取的液体体积小于实际体积。
5.测量不规则石块密度时,若先测体积再测质量,石块表面沾有水,会导致测量的密度( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法判断
【答案】:A
【解析】:石块沾水后测量的质量偏大,体积测量准确,根据 \rho=\frac{m}{V} ,密度测量值偏大。
6.下列固体中,不能直接用排水法测量体积的是()
A. 小石块 B. 乒乓球 C. 铁块 D. 铜块
【答案】:B
【解析】:乒乓球密度小于水,会漂浮在水面上,无法完全浸没,需用沉坠法测量体积。
7.测量液体密度时,下列操作能减小误差的是( )
A. 倒入量筒的液体体积尽可能大一些 B. 多次测量取平均值
C. 两者都是 D. 两者都不是
【答案】:C
【解析】:倒入量筒的液体体积大,可减小体积测量的相对误差;多次测量取平均值也能减小误差。
8.某同学测量盐水密度时,误将空烧杯质量测成了烧杯和盐水的总质量,会导致测量的密度( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法判断
【答案】:B
【解析】:该错误会导致计算出的盐水质量偏小,体积测量准确,根据ρ=m/V,密度偏小。
9.2025年农业科技展中,测量营养液密度的实验中,不需要用到的器材是( )
A. 天平 B. 量筒 C. 刻度尺 D. 烧杯
【答案】:C
【解析】:测量液体密度需要天平测质量、量筒测体积、烧杯装液体,刻度尺无需使用。
10.测量酒精密度时,若量筒中的酒精挥发了一部分,会导致测量的密度()
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 无法判断
【答案】:A
【解析】:酒精挥发后,量筒内酒精质量减小,体积测量的是挥发前的数值,根据ρ=m/V,密度偏大。
11.小亮利用天平和量杯“测量某种液体的密度”时,记录的实验数据如表所示。则该液体的密度和空量杯的质量分别是( )
液体与量杯的质量m/g
30
50
70
液体的体积V/cm3
10
30
50
A.3.0×103kg/m3、10g B.1.0×103kg/m3、20g
C.1.4×103kg/m3、20g D.1.0×103kg/m3、10g
【答案】B
【解析】由表格数据可知,当液体体积V1=10cm3时液体和量杯的总质量m总1=30g,
当液体体积V2=30cm3时液体和量杯的总质量m总2=50g; 设量杯的质量为m杯,液体的密度为ρ,则m总=m液+m杯,由ρ=可得: 30g=ρ×10cm3+m杯﹣﹣﹣①
50g=ρ×30cm3+m杯﹣﹣﹣② 由①②可得:ρ=1.0g/cm3=1.0×103kg/m3,m杯=20g。
12.如图所示,在“测量花岗石密度”的实验中。下列说法正确的是( )
A.称量时左盘放砝码,右盘放花岗石
B.称量花岗石质量的过程中,若天平横梁不平衡,可调节平衡螺母
C.花岗石的质量是25g
D.花岗石的密度是2.8×103kg/m3
【答案】D
【解析】A.称量时,应该是“左物右码”,且加减砝码用镊子,则左盘应放花岗石,右盘应放砝码,故A错误; B.在称量过程中,要靠增减砝码或移动游码使天平平衡,不能调节平衡螺母,故B错误;C.由图知,砝码的总质量为25g,游码在3g处,所以花岗石的质量为25g +3g=28g,故C错误;D.由图知,量筒的分度值为2mL,花岗石的体积为30mL-20mL=10mL=10cm3;则花岗石的密度为:故D正确。故选:D。
13.一个薄壁的瓶子内装满某种液体,已知液体的质量为m。瓶底的面积为S,小明同学想测出液体的密度,他用刻度尺测得瓶子高度为L,然后倒出小半瓶液体(正立时近弯处),如图所示,测出液面高度L1,然后堵住瓶口,将瓶倒置,测出液面高度L2.则液体的密度为( )
A. B. C. D.
【答案】:D
【解析】:由图知,瓶中液体的体积V液=SL1,瓶中空气的体积V空=S(L﹣L2),所以瓶子的容积为V容=V液+V空=SL1+S(L﹣L2)=S(L+L1﹣L2),已知瓶中装满液体时液体的质量为m,瓶中装满液体时液体的体积等于瓶子的容积,即V=V容=S(L+L1﹣L2),则液体的密度为:ρ==。 故选:D
14.在测量液体密度的实验中,小明利用天平和量杯测量出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如图所示的m﹣V图象,下列说法正确的是( )
A.量杯质量为40g B.40cm3的该液体质量为40g
C.该液体密度为1.25g/cm3 D.该液体密度为2g/cm3
【答案】B
【解析】ACD、由图可知当液体体积为V1=20cm3时,液体与量杯总质量m1 = 40g,
由ρ=m/v可得: m1=mo+m液=mo +ρV,即40g =mo+ρ×20cm3-----①;
当液体得体积为V2=80cm3时,液体与量杯得总质量m2=100g,
由ρ=m/v可得: m2=mo+m液=mo +pV,即100g = mo+ρ×80cm3-----②;
联立①②解得: mo=20g,p= 1g/cm3;故A、C、D错误;
B、由ρ=m/v可知40cm3的该液体质量为:m = ρV = 1g/cm×340cm³= 40g,故B正确。故选:B。
15.三国时期,曹冲称象的故事家喻户晓。曹冲让人把大象赶到船上,在船舷水面位置刻下标记,然后把大象牵上岸,往船上装石头,直到船下沉到标记处。已知当时装到船上的石头总共有100块,每块石头质量约为25kg,若大象质量约等于这些石头的总质量,且石头密度约为2.5×103kg/m3。以下说法正确的是( )
A. 每块石头的体积为10m3 B. 大象质量为2500g
C. 曹冲利用了等效替代的科学方法 D. 若将石头带到月球上,其质量和密度都会变小
【答案】C
【解析】选项A:根据密度公式ρ=m/v,变形可得V =m/ρ,已知每块石头质量m = 25kg,密度ρ= 2.5×103kg/m3,则每块石头体积V=m/ρ=25kg/2.5×103kg/m3= 0.01m3,A选项错误选项B:已知有100块石头,每块质量约25kg,大象质量等于石头总质量,即m象=100×25kg = 2500kg = 2.5×106g,B选项错误。 选项C:曹冲用石头的总质量等效替代大象的质量,这运用了等效替代的科学方法 ,C选项正确。选项D:质量是物体的基本属性,不随位置改变,石头带到月球质量不变;密度是物质特性,与位置无关,石头带到月球密度也不变,D选项错误。综上,答案选C。
二.填空题
16.2026年火星探测器传回岩石样本,实验室测量:天平调平后左盘放样本,右盘加100g、20g砝码,游码在4g处平衡,量筒水体积30mL,放入样本后总体积50mL,则样本质量为______g,密度为______g/cm³,若先测体积再测质量,密度会______。
【答案】:124;6.2;偏大
【解析】:质量m=100g+20g+4g=124g,体积V=50mL-30mL=20cm³,密度ρ=124g/20cm³=6.2g/cm³;先测体积时样本沾水,导致质量测量值偏大,密度偏大。
17.2025年量子芯片散热材料测试:用天平测某材料质量为81g,量筒中水体积60mL,放入材料后总体积90mL,则材料体积为______cm³,密度为______g/cm³,该材料可能是______(已知铝密度2.7g/cm³)。
【答案】:30;2.7;铝
【解析】:体积V=90mL-60mL=30cm³,密度ρ=81g/30cm³=2.7g/cm³,与铝的密度一致,故可能是铝。
18.白居易《缭绫》中“缭绫织就赛云锦”,某古代缭绫样本质量2.2g,量筒水体积10mL,放入样本(不吸水)后总体积12mL,则样本体积为______cm³,密度为______g/cm³,该密度值说明缭绫______(选填“致密”“疏松”)。
【答案】:2;1.1;致密
【解析】:体积V=12mL-10mL=2cm³,密度ρ=2.2g/2cm³=1.1g/cm³;该密度在丝绸类材料中偏大,说明质地致密。
19.李商隐《锦瑟》“蓝田日暖玉生烟”,某蓝田玉样本质量14.8g,量筒水体积20mL,放入玉块后总体积25mL,则玉块体积为______cm³,密度为______g/cm³,对比和田玉密度(2.95-3.17g/cm³),该样本______(选填“是”“不是”)和田玉。
【答案】:5;2.96;是
【解析】:体积V=25mL-20mL=5cm³,密度ρ=14.8g/5cm³=2.96g/cm³,在和田玉密度范围内,故是和田玉。
20.范仲淹《渔家傲》“千嶂里,长烟落日孤城闭”,古城墙石样本质量150g,量筒水体积40mL,放入石块后总体积90mL,则石块体积为______cm³,密度为______g/cm³,测量时若仰视量筒读数,密度会______。
【答案】:50;3;偏小
【解析】:体积V=90mL-40mL=50cm³,密度ρ=150g/50cm³=3g/cm³;仰视读数使体积测量值偏大,由ρ=m/V可知密度偏小。
21.测牛奶密度:烧杯和牛奶总质量60g,倒出一半牛奶后总质量35g,倒出的牛奶体积20mL,则一半牛奶质量为______g,牛奶密度为______g/cm³,该测量方法______(选填“能”“不能”)减小误差。
【答案】:25;1.25;能
【解析】:一半牛奶质量m=60g-35g=25g,密度ρ=25g/20mL=1.25g/cm³;该方法避免烧杯残留影响,能减小误差。
22.测塑料尺密度:天平测质量为8g,量筒水体积50mL,放入塑料尺后总体积60mL,则塑料尺体积为______cm³,密度为______g/cm³,若塑料尺漂浮,需______(选填“按压”“悬挂”)使其完全浸没。
【答案】:10;0.8;按压
【解析】:体积V=60mL-50mL=10cm³,密度ρ=8g/10cm³=0.8g/cm³;塑料尺密度小于水,漂浮时需按压使其完全浸没才能测准体积。
23.实验室测酒精密度:空量筒质量15g,倒入30mL酒精后总质量40g,则酒精质量为______g,密度为______g/cm³,量筒的分度值为1mL,读数时视线应与______相平。
【答案】:25;0.83;凹液面底部
【解析】:酒精质量m=40g-15g=25g,密度ρ=25g/30mL≈0.83g/cm³;量筒测液体体积时,视线应与凹液面底部相平。
24.测小钢球密度:天平测钢球质量为237g,量筒水体积80mL,放入钢球后总体积110mL,则钢球体积为______cm³,密度为______g/cm³,对比钢密度7.9g/cm³,该钢球______(选填“实心”“空心”)。
【答案】:30;7.9;实心
【解析】:体积V=110mL-80mL=30cm³,密度ρ=237g/30cm³=7.9g/cm³,与钢的密度一致,故为实心。
25.测粉笔密度:天平测粉笔质量为6g,量筒水体积40mL,放入粉笔后(吸水后沉底)总体积45mL,则粉笔体积为______cm³,密度为______g/cm³,吸水导致体积测量值______(选填“偏大”“偏小”)。
【答案】:5;1.2;偏小
【解析】:体积V=45mL-40mL=5cm³,密度ρ=6g/5cm³=1.2g/cm³;粉笔吸水使部分水进入内部,量筒中体积变化偏小,故体积测量值偏小。
三.解答题
26.学习了密度知识后,晓悦想知道妈妈配制的用于腌鸡蛋所用盐水的密度,她利用天平、量筒等进行了如下操作。
(1)晓悦把天平放在水平台上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,发现分度标尺的指针位置如图所示,此时应向__________调节平衡螺母;
(2)在烧杯中倒入适量的盐水,用调节好的天平测量烧杯和盐水的总质量时,通过加、减砝码的一番操作,当将砝码盒中最小的砝码放入右盘后,指针仍如图甲所示。接下来正确的操作是__________;
A.向右移动游码 B.向右调节平衡螺母 C.取下最小砝码后移动游码
(3)测出烧怀和盐水的总质量为96.6g后。将烧杯中的一部分盐水倒入量筒中。观察液面位置如图所示,则量简中盐水的体积是__________cm³;
(4)再用天平测量烧杯和剩余盐水的质量,天平横梁平衡时如图所示,则烧杯和剩余盐水的质量为__________g,晓悦利用密度的计算公式测得盐水的密度是__________kg/m³。
【答案】 (1)右 (2)A (3) 40 (4) 48.6
【解析】(1)把天平放在水平台上,游码归零,指针左偏如图甲,说明左端重、右端轻,所以,应将平衡螺母向右端移动,使天平横梁平衡。(2)当将砝码盒中最小的砝码放入右盘后,横梁指针偏向分度盘的左侧,说明右盘中砝码的总质量略小于左盘中物体的质量,此时应该向右移动游码,使天平水平平衡,故A符合题意, BC不符合题意。故选A。(3)由图知道,量筒的分度值为1mL,读数为40mL。所以倒入量筒中盐水的体积为V=40mL=40cm3(4)由图知道,烧杯和剩余盐水的总量为m剩=20g+20g+5g+3.6g=48.6g[5]由知道,得盐水的密度是
27.小明在测量鹅卵石密度的实验中:
(1)调节天平平衡时,先将游码移到标尺左端的零刻度线,发现指针如图甲所示,则接下来应将平衡螺母向_______调节;
(2)测量鹅卵石的质量时,将最小的5g砝码放入右盘后,指针如图甲所示,于是小明取下最小的砝码,并_______直至天平平衡,砝码及游码的位置如图乙所示;
(3)将鹅卵石放入装有20mL水的量筒中,静止时液面如图丙所示,则鹅卵石的密度是______g/cm3;
(4)在测量另一个放不进量筒的大鹅卵石密度时,他的操作步骤如下:
①用天平测出大鹅卵石的质量m;
②如图丁所示将鹅卵石放入烧杯中,加入适量的水,使其浸没水中,在烧杯壁上标记出水面的位置;
③在量筒中加入体积为V1的水;
④将鹅卵石取出后,用量筒中的水向烧杯内加水至标记处,量筒中剩余水的体积为V2,则鹅卵石密度的表达式ρ=_____(用字母m、V1、V2表示);该实验测量中因______会产生误差,使用该方法计算出的密度值与实际值相比偏_____。
【答案】(1)左 (20移动游码 (3)2.6 (4) 取出鹅卵石带走一部分水 小
【解析】(1)甲图指针偏向分度盘的右侧,说明天平的左端上翘,平衡螺母向上翘的左端调节。(2)将最小为5g的砝码放入托盘天平的右盘后,分度盘的指针如图乙所示,指针偏右,说明右端砝码质量较大,应取下最小的砝码,向右移动游码,直到天平横梁重新平衡。
(3)由图乙可知,鹅卵石的质量m石=50g+2g=52g;鹅卵石的体积V石=40mL-20mL=20mL=20cm3
鹅卵石的密度;(4)加入水的体积等于鹅卵石的体积,鹅卵石的体积V=V1-V2 则鹅卵石密度;取出鹅卵石时,鹅卵石表面会带走一部分水,使得向烧杯内加水的体积增大,量筒内剩余水的体积减小,由V=V1-V2;可知鹅卵石的体积测量偏大,由可知密度值会偏小。
28.在测量液体和固体密度的实验中:
(1)将天平放在水平桌面上,把游码移到零刻度线处,指针位置如图A所示,应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,直至天平平衡;
(2)继续进行实验,记录数据:
a.往烧杯中倒入适量盐水,测得烧杯和盐水的总质量m1为116g;
b.如图B所示,把烧杯中部分盐水倒入量筒,读出量筒中盐水的体积V为40cm2;
c.如图C所示,测出烧杯和剩余盐水的质量m2= g;
d.计算出盐水的密度,ρ= g/cm3。
(3)小明整理器材时不小心将量筒打碎了,小华找来一个烧杯,也测出了石块的密度,她首先用天平测出石块的质量为m,然后进行了如下操作,请将实验步骤补充完整:
①向烧杯中装入适量的水,用天平测出烧杯和适量水的总质量为m1;
②将石块浸没在烧杯内的水中,在水面处进行标记;
③取出石块,向烧杯中缓慢加水至标记处,用天平测出烧杯和适量水的总质量为m2;
④石块密度表达式为ρ= (用m、m1、m2和ρ水表示)。由于取出石块时沾有水,导致测得的密度值 (偏大/偏小/不受影响)。
【答案】(1)左 (2) 72 1.1 (3) 不受影响
【解析】(1)天平放在水平桌面上,将游码移到零刻度线处,指针偏向分度盘的右侧,说明左盘轻,此时应该将平衡螺母向左移动,直到横梁平衡。(2)由图丙知,烧杯和剩余盐水的总质量;量筒中盐水的质量
盐水的密度为 (3)石块的体积等于加入水的体积
则石块的密度表达式 石块带出水后,使得烧杯水面降低,当再次添加水时,先回复原状,在继续加水,因而对实验结果没有影响。
29.小洋家的茶几上有一只金属牛摆件,爸爸说它是纯铜制作的。小洋想通过粗略测量该摆件的密度来鉴定它是否由纯铜制作。小洋现在有一支量简,但金属牛摆件无法放入量筒中;他还有一个可装入该摆件的溢水杯,以及小烧杯和足量的自来水,如图,请你帮他补充完整的实验报告。
(1)实验原理是:__________(公式);
(2)小洋还需要的测量器材是:__________;
(3)请简要写出测量的实验步骤:
①____________________________,记作m;
②将溢水杯装满水,使水恰好不溢出,在溢水杯口下方放烧杯;
③将金属牛摆件放进溢水杯;
④________________________,读出示数记作V。
(4)金属牛摆件密度表达式:_________(用记录的符号来表达)。
【答案】(1);(2)天平;(3)用天平测量出金属牛的质量;将溢出的水倒入量筒中;(4)。
【解析】(1)实验室测量密度采用的是间接测量法,即测量出质量和体积,然后根据公式计算密度。(2)图中提供了量筒可用于测量体积,根据实验原理,还需要测量质量的工具,即天平。(3)根据实验原理,首先利用天平测量出金属牛的质量,记作m,然后利用排水法将溢出的水倒入量筒中,读出示数记作V,即金属牛的体积。(4)由测量的数据可知,金属牛摆件密度表达式为。
30.阅读短文,回答问题。
“人造太阳”核心材料密度测量的科研实践
2025年,中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)实现1亿摄氏度1066秒的高约束模等离子体稳定运行,创造世界纪录,标志着我国聚变能源研究迈向工程实践新阶段 。为适配极端实验环境,科研团队需将装置原有的钼材料第一壁更换为金属钨,钨的耐高温、抗腐蚀特性可满足上亿摄氏度超高温与零下269℃超低温的极端工况要求。
在材料替换前,某中学物理兴趣小组受邀参与模拟实验,测量钨块样品的密度。实验步骤如下:①将天平放在水平台上,游码移至零刻度线处,调节平衡螺母使指针指在分度盘中央;②用天平测量钨块质量,右盘砝码总质量为200g,游码示数为8g;③向量筒中倒入适量水,记录水的体积为40mL;④将钨块用细线系好,缓慢浸没在量筒的水中,此时液面上升至60mL;⑤整理实验器材并计算密度。
同时,小组还尝试测量EAST装置冷却系统所用特殊冷却液的密度。他们采用“差值法”操作:先测空烧杯质量为25g,再向烧杯中倒入适量冷却液,测得烧杯与冷却液总质量为75g,最后将烧杯中的冷却液全部倒入量筒,读出体积为50mL。实验过程中,有同学发现烧杯内壁会残留少量冷却液,引发了对测量结果影响的讨论。
(1)测量钨块质量时,天平的示数为______g;钨块的体积为______cm³,计算得出钨块的密度为______g/cm³(前两空为填空题,第三空无需作答,仅需填写前两空)。
(2)关于量筒的使用,下列说法正确的是( )
A. 向量筒中倒水时,应直接倾倒无需借助玻璃棒
B. 读取量筒示数时,视线应与液面最上端相平
C. 钨块浸没后,若液面边缘有气泡未排出,会导致体积测量值偏大
D. 量筒只能测量液体体积,不能测量固体体积
(3)计算特殊冷却液的密度时,下列结果正确的是( )
A. 1.0g/cm³ B. 1.2g/cm³ C. 1.5g/cm³ D. 2.0g/cm³
(4)由于烧杯内壁残留少量冷却液,导致测得的冷却液密度与真实值相比( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 无影响 D. 无法判断
(5)若将测量钨块的步骤调整为“先测体积再测质量”,则测得的钨块密度会( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 无影响 D. 取决于钨块大小
【答案】(1)208;20 (2)C (3)A (4)B (5)A
【解析】(1)天平测量物体质量时,示数=砝码总质量+游码示数,即200g+8g=208g;量筒测量固体体积采用排水法,钨块体积=水和钨块总体积-水的体积,即60mL-40mL=20mL=20cm³。(2)选项A错误,向量筒倒水时借助玻璃棒可防止液体溅出;选项B错误,量筒读数时视线应与凹液面最低处相平;选项C正确,气泡未排出会使总体积测量值偏大,导致固体体积测量值偏大;选项D错误,量筒可通过排水法测量固体体积。(3)冷却液的质量=烧杯与冷却液总质量-空烧杯质量=75g-25g=50g,体积为50mL=50cm³,密度ρ=m/V=50g/50cm³=1.0g/cm³,故选A。(4)烧杯内壁残留冷却液会导致量筒中记录的体积偏小,根据ρ=m/V,质量测量值准确,体积测量值偏小,密度测量值偏小,故选B。(5)先测体积再测质量时,钨块表面会沾水,导致质量测量值偏大,体积测量值准确,根据ρ=m/V,密度测量值偏大,故选A。
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