内容正文:
第5讲 质量与密度
考点一 质量
定义 物体所含 ,用字母m表示
单位 国际单位: ,常用单位:
性质 质量是物体的一种基本属性,它不随物体的 、
、 、 变化而改变
物质的多少
千克(kg)
吨(t)、克(g)、
毫克(mg)
形状
状
态
位置
温度
估测 (1)一名中学生的质量约为50 ;
(2)一个鸡蛋的质量约为50 ;
(3)一本物理课本的质量约为200 ;
(4)一个苹果的质量约为150 ;
(5)一只鸡的质量约为2
kg
g
g
g
kg
考点二 天平的使用
托盘天
平的使用 看 观察天平的 、
放 把天平放在 ,把游码移至标尺左端
的
调 调节天平横梁的 ,使指针指在分度
盘的 ,这时
量程
分度值
水平台上
零刻度线处
平衡螺母
中央刻线
横梁平衡
托盘天
平的使用 测 把被测物体放在 ,用镊子向 加
减砝码,并调节游码在标尺上的位置,直到横梁
恢复平衡
记 被测物体的质量=盘中砝码总质量+游码
在标尺上所对的刻度值,即m物=m砝码+m游码
左盘
右盘
左端
托盘天
平的使
用 注意
事项 (1)被测物体的质量不能超过天平的 ;
(2)测量时,从 到 加减砝码,用
镊子夹取;
(3)称液体或带有腐蚀性的物体时,必须先称
容器的质量,再称容器和待测物的总质量,最后
把总质量减去容器质量就得到待测物体质量;
(4)使用磨损的砝码会使测量的质量
偏 ,使用生锈的砝码会使测量的质量
偏
量程
大
小
大
小
使用天平测物体质量时,应使天平两次平衡:一是
测量前的平衡,此时通过调节平衡螺母(左偏右调,右偏左调)使指
针指在分度盘的中央刻线;二是测量过程中的平衡,此时通过增、减
砝码或移动游码使天平平衡.注意:在测量过程中不能再调节平衡螺
母.
作用 量筒是用来测定液体 的仪器
看 使用前应看清量程及每一小格所表示的体积,选择适当的
量筒;量筒所示体积单位一般是mL,1 mL=1 cm3
测 利用排水法也可以间接测定形状不规则的不吸水的固体的
体积.用排水法测固体体积时,预先放入的水要 ,
即水能将物体浸没,物体浸没后水不会溢出量筒
体积
适量
考点三 量筒的使用
读 读数时要注意两点:①将量筒置于水平桌
面上;②观察时视线应与筒内液体的凸
面 (如水银等)或凹面
(如水等)相平
顶部
底部
考点四 物质的密度
定义 把由某种物质组成的物体的 与其 之比叫做这种物质的密度,用ρ表示
公式 ρ=
单位及
换算 国际单位制: ,常用单
位: ,
单位换算:1 g/cm3=1×103 kg/m3
常见物质
的密度 水:1×103 kg/m3, 冰(0℃):0.9×103 kg/m3,
空气:(气体,0℃,1个标准大气压)1.29 kg/m3, 酒精:0.8×103 kg/m3
质量
体积
千克每立方米(kg/m3)
克每立方厘米(g/cm3)
密度的
理解 (1)不变性:密度是物质的一种特性,同种物质的密
度是恒定的,不随物体质量、体积的改变而改变,不同
物质的密度一般不同;
(2)气体密度的可变性:气体的密度随气体体积、压
强的变化而变化.例如,一罐氧气,用去一半后,质量
减半,体积不变,其密度变为原来的一半
密度的
应用 鉴别物质——利用公式算出物质的密度,对照密度表,
即可判断物质的种类
求质量——对于质量无法直接测量的物体,只要知道其
密度和体积,可利用公式 算出其质量
求体积——对于体积无法直接测量的物体,只要知道其
密度和质量,可利用公式 算出其体积
m=ρV
V=
(1)误认为同种物质的密度是不变的,其实物质的
密度与物质的状态、温度都有关系.一般物质都有“热胀冷缩”的特
点,即物质的密度随温度的升高而减小.
(2)运用公式ρ=及其变形式进行计算应注意:①公式中
物理量应针对同一物体;②统一公式中物理量的单位.当质量m的
单位是g,体积V的单位是cm3时,计算出密度ρ的单位是g/cm3,
当质量m的单位是kg,体积V的单位是m3时,则计算出密度ρ的单
位是kg/m3;③当题中涉及到几种物质时,每个物理量应采用
“脚标”的方式加以区分.
质量和密度的理解
例1 (2025·天津)“嫦娥六号”在月球背面采集样品1 935.3g,合__________kg;把这些样品从月球带回地球,其质量_________(选填“变大”“变小”或“不变”).
1.935 3
不变
天平和量筒的使用
例2 (2025·兰州)小明在实验室用天平和量筒测量某种液体的密度,他先在烧杯中倒入适量的液体,用天平测出烧杯和液体的总质量为94.2g,再将烧杯中的部分液体倒入量筒中如图甲所示,最后用天平测量烧杯和剩余液体的总质量,天平横梁水平平衡时如图乙所示,则烧杯和剩余液体的总质量_______g,该液体的密度为_______g/cm3.
61.2
1.1
密度的图像
例3 (2025·山西)制作航天器部件的材料常需要满足“低密度、高强度”等条件.航天小组的同学们调查了铝合金和碳纤维两种材料,其质量与体积关系如图所示,分析图像可知( C )
C
A. 铝合金的密度为5.4 g/cm3
B. 碳纤维的密度是铝合金的2倍
C.质量相同时,用铝合金制成的实心部件体积较大
D. 体积相同时,用碳纤维制成的实心部件质量较小
测量固体和液体的密度
中考通常考查以下知识点:(1)天平、量筒的使用方法;(2)
实验步骤的正确填空、排序或设计实验步骤;(3)分析实验数据的
误差及产生原因;(4)运用密度公式进行计算;(5)实验方案的评
估及改进;(6)运用特殊方式测密度,如阿基米德原理等.
(一)测量固体的密度
1. 实验原理: .
2. 实验器材:托盘天平、量筒.
ρ=
3. 实验过程:
(1)测质量:先用天平测出固体的质量m.
(2)测体积:向量筒中倒入适量的水,读出此时水的体积V1,将固
体浸没在量筒中后,读出此时水和固体的总体积V2,则固体的体积V
= .
(3)算密度:利用ρ==计算固体密度.
V2-V1
4. 交流与反思:
(4)测质量时,若砝码磨损,会导致测得的质量 ,算出的
密度 .
(5)测质量时,若砝码锈蚀,会导致测得的质量 ,算出的
密度 .
偏大
偏大
偏小
偏小
(二)测量液体的密度
1. 实验原理: .
2. 实验器材:托盘天平、量筒.
ρ=
3. 实验操作步骤及误差来源分析:
(1)方法一 先测量液体的质量
①用天平测出空烧杯的质量m1;
②用天平测出烧杯和液体的总质量m2;
③将液体倒入量筒中,测出液体的体积V;
④液体的密度为ρ= .
误差分析:将液体从烧杯中倒入量筒时,烧杯壁上会有残留,使测得
的体积 ,算出的密度值 .
偏小
偏大
(2)方法二 先测量液体的体积
①用量筒测出液体的体积V;
②用天平测出空烧杯的质量m1;
③将量筒中的液体倒入烧杯中,用天平测出烧杯和液体的总质量m2;
④液体的密度为ρ= .
误差分析:将液体从量筒中倒入烧杯时,量筒壁上会有残留,使测得
的质量 ,算出的密度值 .
偏小
偏小
4. 改进实验、减小误差的方法:
①用天平先测出烧杯和液体的总质量m1;
②向量筒中倒入一部分液体,读出倒入液体的体积V;
③用天平测出剩余液体和烧杯的质量m2;
④液体密度为ρ= .
例4 (2025·宜宾)物理兴趣小组的同学想估测满车厢小石子(如图甲,上表面可视为一平面)的总质量,进行了如下的实验.回答下列问题:
(1)测得该车厢的长、宽、高分别为4 m、2 m、0.5 m,则车厢内小石子的总体积约为______m3.
4
(2)从车厢中取一些小石子用保鲜膜包裹、扎紧(保鲜膜质量忽略不计且可防水),放在已调节好的天平上进行测量.先在右盘中放上一定量的砝码,天平横梁左低右高,再添加5g砝码,天平横梁左高右低,取下5g砝码,接下来应该调节_______(选填“平衡螺母”或“游码”)的位置,平衡后如图乙所示.测得这些小石子质量为_______g.
(3)如图丙,将这些小石子缓慢放入装满水的溢水杯中,用量筒测得溢出水的体积为_______mL.
游码
63
30
(4)计算出这些小石子的密度为__________kg/m3.
(5)由此估算该车厢小石子的总质量为____________kg.
(6)若只取其中一个较大的石子进行密度测量,由此估算出该车厢小石子的总质量,结果会_______(选填“偏大”或“偏小”).
2.1×103
8.4×103
偏大
考点一 质量、密度的估测
1. (2025·厦门模拟)“篮球:运球绕杆往返”是今年厦门体育中考的项目之一,一个充了气的篮球的质量最接近的是( C )
A. 0.1 kg
B. 0.6 kg
C. 6 g
D. 12 g
B
考点二 质量、密度的理解
2. “摘星星”的妈妈王亚平从空间站回到地球,把来
自太空的纸星星送给女儿.纸星星从太空返回地面后( B )
A. 质量变小 B. 质量不变
C. 重力变小 D. 重力不变
B
3. (2025·莆田模拟)剪纸(如图)以其生动的构图、传神的表现力、细腻的刀法、考究的用料与染色、精细的包装制作工艺独树一帜,被誉为“中华民间艺术一绝”.在剪纸创作中不发生变化的是( )
A. 剪纸的形状
B. 剪纸的体积
C. 剪纸所含纸的多少
D. 剪纸的质量与其体积的比值
D
考点三 密度的应用
4. 国产大飞机C919采用碳纤维材料减轻机身质量,因
为碳纤维材料具有较小的( B )
A. 弹性 B. 密度
C. 硬度 D. 导热性
B
考点四 密度的测量
5. (2025·厦门模拟)如图所示,小静同学在实验室测量金属块A的密度.她先用调节好的天平测量金属块A的质量.(水的密度为1 g/cm3)
(1)将天平放在水平台面上,将________移到标尺的零刻线处,调节平衡螺母,使指针指在中央刻度线.
游码
(2)天平平衡后,右盘中所放砝码及游码的位置如图乙所示,则金属
块A的质量为________g.
(3)她将金属块A放入盛有50mL水的量筒中,量筒中的水面升高到如图
丙所示的位置,则金属块A的密度为___________kg/m3.
27
2.7×103
另一组的小聪同学在“测量盐水密度”的实验中,进行了如下操作:
(4)调节天平平衡后,他进行了以下实验:
①用天平测出烧杯的质量为37 g;
②往烧杯中倒入适量的盐水,测出烧杯和盐水的总质量为92 g;
③将烧杯中的盐水倒入量筒中,盐水的体积如图丁所示.
②③①
要精确地测量盐水的密度,以上步骤的实验顺序排列合理的是_________(写序号);实验测得盐水的密度是_________ kg/m.
1.1×103
(5)由于天平砝码损坏,实验小组借助标有刻度的注射器、两个完全相同的烧杯、水等进行了如下操作:
①用注射器向两个烧杯中分别注入20mL盐水和20 mL水;
②将上述装有盐水和水的烧杯分别放在天平的左盘和右盘,天平不平衡;
③用注射器向装水的烧杯中缓慢注水,当注入的水为2mL时,天平恰好平衡,如图戊所示.则平衡时左盘烧杯中盐水的质量为________g,盐水的密度为________g/cm3.
22
1.1
6. 用透明圆筒制作测量液体密度的密度计.
甲
(1)获取相关数据
②调节天平平衡时,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,此时应将平
衡螺母向 移.如图甲所示,用调好的天平测得空圆筒质量m
= g;向圆筒中倒入适量水,用天平测得圆筒与水的总质量
为81.4 g,计算得到圆筒内水的体积V0= cm3.
①已知圆筒底面积为S;
右
31.4
50
(2)制作液体密度计
在圆筒上体积为V0的水面处做标记,如图乙所示.倒掉圆筒内的水,
倒入待测液体至标记处,使待测液体体积为V0.将圆筒放入水中,圆
筒处于漂浮状态,如图丙.测量圆筒浸入水中的深度h,则待测液体密
度ρ液= (用m、S、h、V0、ρ水表示).根据计算结果在圆
筒外壁标记刻度线和密度值.
(3)用自制密度计测量某种液体密度时,发现圆筒触底无法漂浮,
请提出一条改进建议:
.
往容器中加足够多的水(减小待测液体体积V0并重新标刻度等其他
合理答案)
7. (2024·福建)实践小组查阅资料知道蜡柱在水中由静止释放,很
快就做匀速直线运动.他们猜想蜡柱做匀速直线运动速度的大小可能
与蜡柱的形状有关,探究如下:
(1)取底面积1 cm2、高10 cm的蜡柱,用天平测出蜡柱的质量,如
图甲所示,为 g,计算出蜡柱的密度为 g/cm3.
9
0.9
(2)如图乙,在蜡柱上截取一段,将其头部做成流线型,测量其质
量为3.6 g.为得到等质量的圆柱形蜡柱,需在余下蜡柱上再截取一
段 cm的蜡柱.
4
(3)将做好的蜡柱分别放入装满水的透明管中,从底部由静止释
放,蜡柱的底端经过适当高度的A点时开始计时,每隔5 s在管壁刻度
尺上标记其位置.某次标记如图丙所示,读数为
cm.
26.55(26.53~
26.57均可)
(4)根据实验数据绘制出s-t图像,如图丁,由图像可知:其他条
件相同时,流线型蜡柱上升的速度 圆柱形蜡柱上升的速度.
(5)提出一个继续探究的其他相关问题:
.
大于
蜡柱上升的速度还与什
么因素有关(答案合理即可)
8.(2025·福建节选)任务:测量盐水、水和酒精的密度
(1)将天平放在水平台上,把游码移至标尺左端 处,并调
节好天平.
(2)用注射器抽取5 mL盐水,用天平测得注射器和盐水的总质量,如图
所示,为 g.
(3)用注射器继续抽取盐水,活塞移
至15 mL处,测得注射器和盐水的总质
量为27.4 g,盐水的密度为 g/cm3.
继续测出水和酒精的密度.
零刻度线
15.8
1.16
1. (2024·绥化)将一瓶酸奶喝掉一半后,下列关于剩下半
瓶酸奶的说法中,正确的是( D )
A. 质量和密度都不变
B. 质量和密度都变为原来的一半
C. 质量不变,密度变为原来的一半
D. 质量变为原来的一半,密度不变
D
2. (2025·长春)我国某科研团队开发的新一代铝合金材料——高镁轻强铝,可将铝合金结构件进一步减重5%~10%.实现减重的原因是该材料的( A )
A. 密度小
B. 硬度小
C. 弹性好
D. 磁性强
A
3. (2024·滨州)用天平和量筒测量固体密度的实验中,下
列说法正确的是( B )
A. 测量时先测物体的体积,再测物体的质量
B. 用调好的天平称量物体质量时,物体应放在天平的左盘中
C. 称量物体质量过程中,若横梁不平衡,可调节平衡螺母
D. 使用量筒测量体积时,可以俯视读数
B
4. 小丽在乒乓球比赛中获得一枚金牌,她想测出该金牌的密
度.她先用天平测出金牌的质量m1,然后将金牌浸没到装满
水的溢水杯中,溢出的水流入质量为m2的空烧杯中,测得烧
杯和溢出水的总质量为m3.已知水的密度为ρ水,则金牌的密
度为( B )
B
A. ρ水 B. ρ水
C. ρ水 D. ρ水
5. 小李在做“测量物质的密度”实验时,用天平测物体的质
量,再用装有适量水的量筒测物体的体积,用这种方法较准
确测量以下物体密度,合理的是( D )
A. 一枚大头针
B. 一粒大米
C. 比赛用铅球
D. 小石块
D
6. (2025·黑龙江)有一个容器的质量是20 g,装满水后总质
量是570 g,装满某液体后总质量是460 g.则该容器的容积和
某液体的密度分别是(ρ水=1.0×103 kg/m3)( D )
A. 550 mL、0.75×103 kg/m3
B. 440 mL、0.75×103 kg/m3
C. 500 mL、0.8×103 kg/m3
D. 550 mL、0.8×103 kg/m3
D
7. (2025·眉山)物理兴趣小组的同学测量一块不溶于水的
新材料密度,用调好的托盘天平测量材料块质量,天平平衡
时右盘砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示,则材料
块的质量为 g;通过采用图乙和图丙所示的方法,
测得该材料块的体积,则材料块的密度是 kg/m3.
21.6
0.72×103
8. 气凝胶是一种在航天领域广泛使用的新材料,如图所示是
某种气凝胶质量与体积的关系图像,则其密度为 kg/m3;
假设建造一座宇宙空间站需使用气凝胶400 m3,则这些气凝胶的质量是 kg.
4
1 600
9. (2025·烟台)小明用天平测量牛奶密度时,把天平放在
水平桌面上,游码归零后,指针静止时如图甲所示,此时他
应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节.天平
平衡后,他将标有250 mL的整盒牛奶放在天平左盘进行称
量,天平再次平衡时如图乙所示,则整盒牛奶的质量
为 g.若空奶盒的质量
为56.4 g,则牛奶的密度为
kg/m3.
右
321.4
1.06×103
10. (2024·深圳)小田同学想要测量质量为6.9 g的筷子的密
度,筷子很长,因此小田将筷子分成高度一样的两部分,中
间画上一条横线,把筷子一段浸入量筒中,横线在图甲与水
面重合时读出体积V1,取出;然后再把筷子另一段放入水
中,横线在图乙与水面重合时读出体积V2.
(1)筷子的体积是 cm3,小田
同学通过计算得出筷子的密度ρ筷=
g/cm3.
6
1.15
(2)这样求出的密度 (选填“偏大”或“偏小”).
(3)请帮助小田同学思考如何用现有装置来改进实验:
.
偏大
将筷子另一段放入水中之前,把量筒中的水补充到40 mL刻度
处,这样测量的体积比较准确,得到的密度比较准确
11. (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,使托盘天平平衡.
左端
的零刻度线
左
(2)小红调节托盘天平平衡,估计小石块的质量后,把小
石块放在左盘,向右盘从大到小加减砝码,当加入最小的砝
码(5 g)前,指针偏向分度盘中线左侧.此时,将最小的砝
码(5 g)加入右盘,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20 mL.
取下最小的砝码,并向右移动游码
54
(3)根据所测数据计算出小石块的密度ρ石= g/cm3,
合 kg/m3.
(4)若小石块吸水,则测量出的小石块密度值
(选填“偏大”或“偏小”).
2.7
2.7×103
偏大
12. (2025·广西)小桂和小明利用所学知识测量杧果的
密度.
(1)把托盘天平放到水平台上,将游码移至标尺左端
的 刻度线处,调节平衡螺母使横梁平衡.
零
(2)将杧果放在天平的 (选填“左”或“右”)盘,在另一盘增减砝码并调节游码,当天平平衡时,盘内砝码及游码的位置如图甲所示,则杧果的质量为 g.
左
204
(3)用如图乙所示量杯来测量杧果的体积,该量杯的最大
测量值为 mL,将杧果放入量杯中,往量杯中倒入适
量 (选填“已知”或“未知”)体积的液体,得到
杧果的体积为200 cm3.
(4)小桂通过计算得到杧果的密度为 g/cm3.
500
已知
1.02
(5)若小明使用其他方法测量得出该杧果的质量和体积均
比小桂测出的大,小明得到的密度一定比小桂得到的密度大
吗?答:
.(请写出结论并简述理由)
不一定,测量该杧果的质量和体积都增大,由ρ
=可知,密度不一定偏大
13. (2025·扬州)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100 g的标准砝码,数码显示屏显示“100.0 g”,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“ ”.(ρ水=1.0 g/cm3)
(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,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.
10.0 g
(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.
将量程为10 mL的空注射器放在秤盘上
用注射器吸取10 mL待测液体
$