内容正文:
研究河北新考情 更懂中考新方向
河北新中考
物理
精讲册
1
2
第一部分 系统复习 成绩基石
板块二 力学与机械
第七章 质量和密度
微专题三 特殊方法测密度
3
特殊方法测密度是河北中考物理的高频考点,多以实验探究题形式出现(占4- 6分),常 结合“无天平测质量”“无量筒测体积”的创新场景,考查对密度公式ρ=、阿基米德原理、二力平衡(漂浮/悬浮条件)的综合应用。
新课标要求通过“生活器材创新测量”(如 杠杆、电子秤、吸管、塑料瓶等),体现“从生活走向物理”的理念,如25年河北中考第17题,本专题聚焦河北中考常考的“固体密度测量”和 “液体密度测量”两大类型,避免复杂计算,侧重实验步骤、公式推导及误差分析。
4
特殊方法测密度的核心是“间接获取质量 m 或体积V”。
1. 当缺少天平时,利用“漂浮条件 F 浮 =G 物”或 “杠杆平衡”间接求m;
2. 当缺少量筒时,利用“阿基米德原理V排=V物” 或“液面变化法”间接求 V。
5
类型 1 没有量筒
用天平测出质量,用等体积法测出体积,代入密度公式ρ=,
(一)测量固体的密度
实验步骤:
1. 用调节好的天平测出待测固体的质量m1;
2.把盛有水的烧杯放在天平上.此时天平的示数 为 m2;
3.用细线拉着将待测物体浸没在水中,此时天平 的示数为 m3;
6
4.此时物体在水中受到水的浮力为F 浮=m3g-m2g =ρ水 gV 排,则物体的体积为 V=V 排 =,物体的密度ρ=。
(二)测量液体的密度
实验步骤:
1.用调节好的天平测出液体和烧杯的质量m;
2.将一个物体用细线拉着浸没在盛有该液体的烧杯中,此时天平的示数为m₂;
3.物体受到的浮力等于烧杯对天平压力的变化 量,则 F 浮 =( m₂-m₁) g, 已知物体的体
积为 V物,则液体的密度ρ液=。
7
例 1 .小红利用电子秤、杯子和水测土豆的密度。 测量过程如下:
①把土豆放在水平放置的电子秤上,电子秤示数为m1;
②取下土豆,将装有适量水的杯子放在电子秤 上,电子秤示数为m2;
③将用细线系好的土豆缓缓浸没在水中,水未溢出且土豆不触碰杯底,电子秤示数为 m3。则土豆的密度:ρ= 。 ( 用 m1、 m2、m3、ρ水表示)
ρ水
8
例 2 .如图所示,小丽利用天平、玻璃杯、体积为 20 cm³的金属块、细线等器材测量蜂蜜的密度。
(1)将天平放在水平台上,将游码放到标尺左端的 刻度线上,调节横梁平衡;
(2)在玻璃杯中倒入适量的蜂蜜如图甲所示, 用天平称出蜂蜜和玻璃杯的总质量 m。,天平平衡时,如图乙所示,m₀= g;
(3)将金属块浸没在蜂蜜中,金属块不接触玻璃杯并保持静止,且蜂蜜无溢出,如图丙所示。 天平平衡后,砝码的总质量加上游码在标尺上 对应的刻度值 m=150.4 g,则 蜂 蜜密度ρ= g/cm³。
零
122.4
1.4
9
类型 2 没有天平
用弹簧测力计测量重力求出质量或用浮力法直接求出密度。
(一)弹簧测力计法
实验步骤:
1.将小石块用细线悬吊在弹簧测力计下,记下测力计示数 F1;
2.读出量筒中待测液体的体积 V1;
3.将小石块浸没在待测液体中,记下弹簧测力计示数F2和量筒中
液面对应的刻度 V2;
4.待测液体的密度ρ液= ;小石块的体积 V=V2-V1 ; 密度ρ石= 。
10
(二)浮沉法
实验步骤:
1.在量筒内装有适量的水,读取示数 V1 ;将物块放入量筒,使其漂浮在
水面上,此时量筒示数为 V2 ;
2.用 一细铁丝使物块没入水中,读取量筒示数 V3 ;
3.物块的密度ρ==。
11
(三)杠杆法
实验步骤:
1.用均匀直尺测小石块质量: 石块挂在直尺左侧 l石处,右侧l桶处挂
质量为 m桶的水桶,直尺平衡,m石=;
2. 量筒量出石块体积V石;
3.密度ρ石= 。
12
例 3 .某同学到海边游玩时捡到一块鹅卵石,他利用身边的细线、弹簧测力计、量杯进行了下列操作:
①用细线系住鹅卵石,悬挂在弹簧测力计下,记录弹簧测力计示数为 F1 ;
②量杯中装入海水,记录此时水面刻度为V₀;
③将测力计悬挂的鹅卵石完全浸没在海水中 (不接触杯底且海水不溢出),鹅卵石静止时, 记录水面刻度值为 V,测力计示数为 F2。
请回答下列问题(已知重力与物体质量的比值为 g):
(1)鹅卵石的质量为 ,鹅卵石的密度为 ;
(2)海水的密度为 。
13
例4 .在没有天平的条件下,小明使用不吸水的木块(已知木块的密度为ρ木)、细钢针和量筒, 进行了如图所示的实验测量鸭绿江水的密度:
①向量筒中倒入适量的江水,体积记为 V₁;
②将木块轻轻放入量筒中,当木块静止时,液 面对应的体积记为V₂;
③用细钢针将木块压入江水中,使其浸没,静止时液面对应的体积记为V₃;
④鸭绿江水密度的表达式 ρ=。( 用V₁、V₂、V₃和ρ水表示)
14
类型 3 没有天平和量筒
(一)称重法
实验步骤:
1.用细线系住物块,用调节好的弹簧测力计测得物块的重力G₀;
2.用弹簧测力计悬挂着物块,将其 完全浸没在水中,不触及烧杯侧壁和
底部,此时示数为F, 则物块的密度ρ= 。
15
(二)等体积法
实验步骤:
1.用细线系住物块,用调节好的弹簧测力计测得 物块的重力G₀;
2.向烧杯中装入足够多的水,用弹簧测力计悬挂着物块浸没在水中,不
触及烧杯侧壁和底部,此时示数为 F1 ;
3.向另一烧杯中装入足够多的待测液体,用弹簧测力计悬挂着物块浸没在液体中,不触及烧杯侧壁和底部,此时示数为 F₂, 则待测液体的密度为ρ= 。
16
(三)代替体积法(刻度尺和圆柱形容器)
实验步骤:
1. 物体放入水中,漂浮,液面上升;利用刻度尺测量上升的高度(h2-h1) 和圆柱形容器的横截面积S, 即可求出物体漂浮在水面时排开水的体积 V排 =S(h2-h1), 进而求出物体的质量 m物=m排=ρ 水V排;
2.用细针将物体完全压入水中,水未溢出,利用刻度尺测量上升的高度(h3-h1), 可以表示出物体的体积 V=S(h3-h1);
3.物体的密度为ρ 物==。
17
例 5 .实验课上,老师和同学们测量盐水的密度, 他们用弹簧测力计、烧杯、水(密 度 用ρ 水表示)、金属块A、盐水以及不吸水的细线等器材完成了图中实验。
(1)要测量金属块A 浸没在水中的浮力,合理的测量顺序是 (选填“① →②”或 “②→①”)。
(2)计算金属块A 浸没在水中的浮力F= N。
① → ②
1.3
18
(3)完成图中各项实验后分析可知:金属块A的浮力大小与 (选填“液体密度”或“金属密度”)有关。
(4)请推导出盐水的密度表达式ρ 盐水= ( 用 F₁ 、F₂ 、F₃、ρ 水表示)。
液体密度
19
例 6 .小明利用家中现有器材测量盐水的密度。已知空柱形容器外部底面积为10 cm², 水的密度为 1 g/cm³,g取10 N/kg 。步骤如下:
(1)将金属片固定在空柱形容器底部,测出金属片和柱形容器总质量为100 g。将它们放入水中,稳定后处于竖直漂浮状态,如图甲所示, 则此时金属片和柱形容器排开水的总体积为 cm³ 。用刻度尺测出此时柱形容器露 出水面的高度为5 cm;
100
20
(2)将金属片和柱形容器从水中取出并擦干, 再将它们放入在家配制的盐水中,稳定后处于竖直漂浮状态,如图乙所示,测出此时柱形容 器露出液面高度为5.8 cm;
(3)根据以上信息,可以求出在家配制盐水的密度为 g/cm³ 。 (结果保留两位小数)
1.09
21
例 7 .小明利用一个圆柱形的容器、刻度尺和水, 测量小木块(不吸水)的密度,他设计了如下实验:
①在圆柱形容器内加入适量的水,用刻度尺测量水的深度记为h1;
②将小木块放入水中漂浮,水未溢出,用刻度 尺测量水的深度记为 h2 ;
③用细针将木块完全压入水中,水未溢出, 记为h3 ;
④则小木块密度表达式为ρ木= (用ρ 水 和所测物理量的字母表示)。
用刻度尺测量水的深度
22
23
$