内容正文:
物理
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第二部分 重难题型抢分练
重难题型2 特殊方法测密度
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特殊方法测密度(2024.27、2023.26涉及)
1.[2025南宁三中6月收网]钛合金因密度低、强度高,广泛应用于航天器制
造.现需测定一块不规则钛合金零件的密度,兴趣小组的同学们设计了不同
的方案进行测量.
(1)小南组的同学们,使用天平、量筒、
适量水,设计了方案1.
①把天平放在水平桌面上,把游码移
到标尺左端__________处,调节
___________使天平平衡;
#1
第1题图
零刻度线
平衡螺母
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第1题图
②将钛合金放在左盘,天平再次平衡时,右盘的砝码及标尺的游码如图甲
③在量筒中倒入适量的水,记下水的
体积为 ;再把钛合金放入量筒
中,记下总体积,如图乙所示;
④钛合金的密度为_____ .
所示,则钛合金的质量为____ ;
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第1题图
(2)小宁发现,他们小组量筒能正常使用,而天平的砝码已生锈,无法
使用.讨论后,增加两个相同的烧杯、
滴管、足量的水密度为 ,设计了
方案2,步骤如下:
①将天平放在水平桌面上调平衡,在
天平的左、右盘分别放上烧杯;
②将钛合金放入左盘的烧杯中,向右
盘的烧杯加水,再用滴管调节,直到
天平平衡(如图丙所示);
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③将烧杯里的水倒入量筒中,测量出水的体积为 (如图丁所示);
第1题图
④用细线拴好钛合金,将其放入图丁
的量筒内,测出水和合金块的总体积
为 (如图戊所示);
⑤钛合金密度的表达式为 _ ________.
完成实验后,小宁组的同学交流时发现,
按方案2进行测量,第③步骤中,将烧杯
中的水倒入量筒时,可能会有少量水残留,
测得合金块的密度值比合金块真实密度值
______(选填“偏大”或“偏小”).
偏小
第1题图
(3)课后小宁用一根一端封闭、粗细均匀的吸管内装一些沙子,使其能
竖直漂浮在水中,如图己A所示.想测量“广西公文包”自酿米酒的酒精度数,
通过查阅资料发现时,酒精度数 的单位为 ,小宁
在简易密度计上贴上刻度贴纸如图B,测得密度计在水与纯酒精中的深度
差20个小刻度,测得密度计在水与自酿米酒中的深
度差10个小刻度,则自酿米酒的酒精度数为____度
(最终结果保留整数) 、
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【解析】水和酒精的密度差为 ,对应20个小刻度,则每个刻
度对应 ;水和自酿米酒差10个小刻度,则自酿米酒的密度为
;根据题干中给的酒精度公式,算出自酿米酒的酒精度:酒精
度数 度(最终结果保留整数).
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2.蜂蜜密度是检验蜂蜜品质的常用指标,优质蜂蜜的密度为 ,
劣质蜂蜜的密度会偏小.小明从超市购买了一瓶蜂蜜做如下探究.
第2题图
(1)小明想检验该瓶蜂蜜是否为优质蜂蜜,正确的操作步骤顺序应该是
__________;
A. 用天平测出空烧杯的质量记为 ;
B. 在烧杯中倒入适量的蜂蜜,称出蜂蜜和
烧杯的总质量,示数如图甲所示;
C. 将烧杯中的蜂蜜倒入量筒中,量筒的示数为 .
B、C、A
根据测量的数据,计算可知该瓶蜂蜜密度为______ ,____(选填“是”
或“不是”)优质蜂蜜.
是
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(2)整理器材时发现向量筒中倒入蜂蜜时,有蜂蜜沾在了量筒上部内壁,
则小明测量的蜂蜜密度值______(选择“偏大”“偏小”或“准确”).
偏大
(3)小明想更准确测量蜂蜜的密度,于是他利用家中电子秤、两个相同
的茶杯和足量的水做了如下实验:
①用电子秤测出空茶杯质量为 ;
②将一个茶杯装满水,用电子秤测出茶杯和水的总质量为 ;
③______________________,用电子秤测出茶杯和蜂蜜的总质量为 ;
④蜂蜜的密度表达式 _ _________(用、、和 表示).
用另一个茶杯装满蜂蜜
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(4)小明将蜂蜜倒入量筒和茶杯的过程中,发现蜂蜜向下流动得比较缓
慢,但是夏天从超市买的同款蜂蜜没这么黏,于是他猜想:蜂蜜的黏性可
能与温度有关.设计了如下实验方案:将蜂蜜分装入三个小瓶,一瓶放在冰
箱,一瓶放在室内,另一瓶放在微波炉加热一会儿.然后找三支相同的试管,
用三支滴管分别从三个小瓶中各取一滴蜂蜜,同时分别滴到同样倾斜放置
着的试管内壁上(如图乙所示),观察各滴蜂蜜流到试管底部的时间并进
行比较,记录实验数据如下表:
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蜂蜜 在冰箱中 在室内 用微波炉加热
温度 较低 一般 较高
流淌时间 较长 一般 较短
对实验现象进行分析,得出的结论是:随着温度的升高,蜂蜜的黏性______.
变小
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3.[2025无锡改编]小明和小红利用托盘天平、量筒、量杯 最大测量值
,分度值 、水等器材测量茶杯的密度,步骤如下:
第3题图
(1)测量前小明将天平放在
水平桌面上,并调节平衡螺
母使横梁平衡,如图甲所示,
小明的操作存在的问题是
______________________________.
未将游码移到标尺的零刻度线处
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(2)小明重新调节天平水平平衡后继续进行实验.用镊子向右盘中由大到
小加减砝码,放入最小的 砝码后,指针偏转如图乙所示,则接下来的操
作是__________________________,直到横梁恢复水平平衡.如图丙所示,
左盘中茶杯的质量为____
取下的砝码,再移动游码
第3题图
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第3题图
(3)在测量茶杯体积时,发现无法将茶杯放入量筒.
①小明在量杯中加入的水,将茶杯轻轻放入水中,在水面位置处做标记,如图丁所示;取出茶杯,用装有水的量筒往量杯中缓慢加水,直到水面达到标记处,此时量筒内剩余水的体积为,则小明测出的茶杯体积为____ ,小红发现取出的茶杯沾了水,则小明计算出的茶杯
密度值与实际值相比______(选填“偏大”“偏小” 或“不变”);
偏小
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第3题图
②小红重新在量杯中加入的水,将茶杯沉入水底,用装有 水
的量筒往量杯中缓慢加水,直至水面与量杯上的 刻度线对齐为止
(如图戊所示),此时量筒中剩余水的体积为 ,则小明测出的茶杯
密度为_____ .
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(4)小红想到可以利用烧杯、水、电子秤测量茶杯的密度,具体操作如下:
①用电子秤称出茶杯质量为 ;
②称出装满水的烧杯的总质量为 ;
③茶杯放入烧杯中使水溢出,擦干烧杯外壁的水后,称出烧杯、茶杯和剩
余水的总质量为 ;
茶杯密度的表达式 _________ (用、、和 表示).
(5)小红和小明讨论发现利用电子秤所测茶杯密度偏大,请你说出一种可
能的原因:__________________________________________.
溢出的水不慎洒在电子秤秤盘上(合理即可)
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(1)将天平置于______桌面,调节使天平横梁水平平衡.用天平测量空注
射器的质量为,接着用注射器抽取 酱油(如图甲),再用天平
测量注射器和酱油的总质量,所用砝码及游码如图乙所示,则
______,酱油的密度为____________ .
水平
第4题图
4.[2025柳州二模]某小组进行测量酱油密度的实验.
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第4题图
(2)在缺少天平的情况下,改装注射器:在注射器底部两侧开孔,各连
一根可弯曲的透明吸管(密封好接头缝隙).将装置固定,吸管下端分别浸
入水和酱油中,如图丙.
实验操作步骤如下:
①将注射器活塞推到底,用橡皮帽堵住注射器头部,再
向上拉活塞,使两吸管中液体上升;
②待液面稳定后,用________分别测量两吸管中液面的
高度,记为和 ;
刻度尺
③求出酱油密度为_ _____(用、和 表示).
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(3)为减小实验误差,甲同学提出应“选用内径较大的吸管改装注射器”,
乙同学认为“向上拉活塞时尽量使和 大些”.请指出两个方法是否合理?
__________________________(不用说明原因).
甲的方法不合理,乙的合理
(4)丙同学尝试乙的方法,向上拉活塞时因用力过大,
两吸管中的液体进入注射器内,占据了注射器的部分空
间.如果此时取下橡皮帽,出现的现象是:___________
_______________________________________________.
空气从注射
器底部进入注射器,两管液面下降至与管外液面相平
第4题图
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[2025南宁一模]为了解室内空气密度对种子的保存是否有影响,需要测量
空气密度.
拓展设问题图
①用打气筒将足球打足气,用电子秤称出此时足球的质量为 ;
②如图,将量杯装满水后倒扣在水槽中,用气针和乳胶管将足球内的空气
引入量杯内;当____________________时,记下量杯
内空气的体积为 ,用夹子夹紧乳胶管暂停放气;
量杯内外的水面相平
③重复步骤次,每次量杯内收集空气的体积均为 ;
④用电子秤称出放气次后足球的质量为,则所测
空气的密度 _______(用、、和 表示).
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5.小明发现洗碗机的一只螺母遗失了,他找到几个相同螺母,尺寸均与丢
失螺母相同,材质可能是304钢,也可能是碳钢.他利用图1中的电子秤
单次测量的最大误差为 、烧杯、轻质细丝线等器材,来鉴别螺母材
质是否为304钢.304钢密度为,碳钢密度为 #1
(1)电子秤自带“清零”功能:将物体放置在
电子秤上后,按下 “清零”按键,显示屏显示“0”.
设计如下实验方案:
步骤一:电子秤放在水平桌面上,将装有适量
水的烧杯放在电子秤上,按下“清零”键;
第5题图
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步骤二:用细线吊起一个螺母并浸没水中,使螺母静止且不触底,此时电子秤示数 ;
步骤三:将螺母_________________,此时电子秤示数 ;
沉底并松开细线
根据上述测量的物理量,可得螺母密度_______.(水的密度为 )
(2)规范操作,测得, ,判断螺母材质是_________
钢
(3)上述“螺母材质是304钢”的判断并不可靠,若用现有器材通过单次测量
即能更精准鉴定螺母材质,方法是______________________.
选择多个螺母一起测量
(4)小明接着又和同学们一起设计了如图2所示的电子密度计测量盐水的
密度取 .
①测质量时,示数由支架所受拉力决定,
图甲中显示的 表明对支架产生
拉力的是质量为 的玻璃砝码;
②如图乙,将砝码浸没在纯净水中,此时测量支架所受拉力为______ ,
按下“密度”键后,电子密度计计算出纯净水的密度为 ,如图丙
所示,则玻璃砝码的体积为___ ;
③提起玻璃砝码并擦干,再浸没在待测盐水中,示数变为 ,如图丁
所示,则盐水密度为_____ .
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【解析】玻璃砝码浸没在纯净水中受到的浮力
,由 可得,玻璃砝码的体积: ;由于玻璃砝码浸没在水中和盐水中,排开体积相同,可得 ,即
, .
制作简易密度计(2023.26涉及)
6.学科实践小组同学利用简易支架、金属螺母、两个相同的塑料量杯设计
了如图所示的液体密度计,取 .
第6题图
(1)在支架两端悬挂螺母,左右移动螺母使支架在水平位置平衡.悬挂量杯
前支架左端下沉,则可将左端螺母向____调节,
直到横杆在水平位置平衡.
右
(2)将两个量杯对称挂于简易支架两侧使支架
在水平位置平衡,注入液体后横杆水平平衡,
此时左右两侧液体的______相等.
质量
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(3)在左侧量杯中倒 待测液体,在右侧量杯中加水至支架水平平
衡后,即可将右侧量杯上的体积刻度转化成所测液体密度刻度.当右侧注水
的体积是时,左侧注入液体的密度为_____ .
第6题图
(4)对液体密度计的右侧量杯进行密度标定后,密度值__________(选填
“上小下大”或“上大下小”).
上大下小
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第6题图
(5)若在左侧量杯倒入待测液体时不慎超过
,将导致测量值___(选填“”或“”)真
实值,理由是_________________________________
___________________________________.
会导致变大,进而导致变大,
由可知,测量值大于真实值
(6)依据下表指标,对该液体密度计进行评价,应评为______.
等级 待改进 良好 优秀
刻度分布 无规律 有规律但不均匀 有规律且均匀
优秀
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7.实验小组的同学利用电子秤和烧杯制作简易“密度秤”.
第7题图
(1)如图甲、乙,用电子秤和烧杯测出
等质量的甲、乙两种不同的液体,两种
液体的液面高度分别为和,则两种
液体的密度关系为___ (选填“ ”“”或“ ”).
(2)当烧杯中液体质量相同时,液面高度满足一定的关系,则
_ _____(用、、 表示).
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第7题图
(3)小组同学为“密度秤”标定刻度线,如图丙所示,步骤如下:
①用电子秤和烧杯测出质量为 的水,并在水面处标出“1.0”刻度线
(单位: ,下同);
②用刻度尺测出“1.0”刻度线的高度;
③再利用(2)中关系式进行计算,借助刻度尺在烧杯上
标出“0.8”“0.9”“1.1” “1.2”等刻度线.分析可知:烧杯上的
刻度线分布________(选填“均匀”或“不均匀”);“1.1”
刻度线在“1.0”刻度线的____(选填“上”或 “下”)方,理
由是________________________________.
不均匀
下
待测液体密度越大,其高度越小
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(4)由(3)可知,使用“密度秤”时,倒入待测液体,当电子秤示数为
____时,读出液面所对刻度值即为液体的密度.
(5)同学们发现烧杯上刻度间距太小,测量误差较大,以下改进方案可
行的是____.
A. 减小液体的质量
B. 换细长的容器
C. 换精度更高的电子秤
√
32
$