内容正文:
五、测量物质的密度
· 必考知识点速记
1. 实验原理:
2. 用天平测质量
(1)天平放置在水平桌面上
(2)先移再调:
①将游码移至称量标尺左端“0”刻度线上;
②调节平衡螺母,使指针尖对准分度标尺的中央刻度线
(3)左物右码:物体放在左盘,砝码放在右盘
(4)取砝码时,必须用镊子夹取,不能用手直接拿取
备注:①砝码上有油渍或生锈,测量值比真实值偏小
②砝码破损,测量值比真实值偏大
③测量前,游码没有移到零刻度线,测量值比真实值偏大
④测量前,指针偏右,测量值比真实值偏小;
指针偏左,测量值比真实值偏大。
3. 用量筒测体积
4.特殊法一:溢水法
①用天平称出金属块的质量m1;
②用天平称出空烧杯的质量m2;
③将金属块浸没在盛满水的溢水杯中,用烧杯收集溢出来的水;
④用天平称出空烧杯和溢出水的总质量m3,则溢出水的质量为m3-m2;
利用金属块的体积等于排开水的体积,列出关系式 =,
金属块的密度为ρ=ρ水
5.特殊法二:浮力法
(1)已知液体密度求固体密度
①用调节好的天平,测得待测固体的质量m1;
②把盛有水的烧杯放在天平上测量,此时天平示数为m2;
③用细线使待测物体浸没在水中(不能碰到烧杯),此时天平的示数m3;
相对于m2示数的变化是物块对水的压力所造成的,大小等于水对物块的浮力,F浮=m3g-m2g=ρ水gV排,可推出物体的体积为V=V排==,故物体密度ρ==ρ水
(2) 已知固体体积V求液体密度(步骤与上述一样)
①用调节好的天平,测得固体的质量m1;
②把盛有待测液体的烧杯放在天平上测量,此时天平示数为m2;
③用细线使待测物体浸没在液体中(不能碰到烧杯),此时天平的示数m3;
则待测液体的密度
· 一题搞定常考知识点
小明在实验室测量某合金块的密度。
(1) 实验时,将天平放在水平桌面上,图甲是小明调节天平时的情景,请指出他在操作上的错误之处 。
(2) 纠正错误后用天平测量合金块的质量,砝码的质量和游码的位置如图乙所示,小明接下来采用如图丙所示的步骤测量合金块的体积,记录实验数据在表格中,表格设计存在的不足之处是 ,修正表格内容后将表格补充完整。
合金块的质量m/g
量筒内水的体积V₁
合金块放入量筒后的示数V₂/mL
合金块的体积V/cm³
合金块的密度ρ/
(g·cm⁻³)
(3) 查询教材中常见物质的密度表得知,钢和铁的密度均为7.9×10³kg/m³,比较可知:此合金块的密度_____(选填“大于”“等于”或“小于”)钢和铁的密度。
(4) 若小明先测出合金块的体积,然后将其从量筒中取出,直接用天平称出其质量,这样测出合金块的密度将_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5) 同桌小刚做测合金块密度的实验时,设计如下实验进行测量:
①在量筒中盛适量的水,记下量筒内水的体积V₁(如图A);
②将两个相同的烧杯分别放在天平左、右托盘中,调节天平平衡,将合金块轻轻放入左盘烧杯中, 记下量筒内剩余水的体积V₂(如图C);
③将合金块系上细线并缓慢放入图C中量筒内(细线体积不计),记下量筒对应的示数V₃(如图D)。
合金块密度的表达式:ρ= (水的密度用ρ水表示)。
【答案】(1)没有将游码移至标尺左端的零刻度线处
(2)“量筒内水的体积V,”栏物理量未带单位 92 20 40 20 4.6(3)小于(4)偏大(5)②将图丁A中量筒内的水缓慢向右盘烧杯中倒入,直至天平再次平衡③
· 习题速练
【例1】汤沟酒始于秦汉,有“南国汤沟酒,开坛十里香”的赞誉,其酿造技艺为江苏省非物质文化遗产。学校物理兴趣小组的小明同学想知道汤沟酒的密度,进行了以下实验:
(1)实验前,将天平放在水平台面上,将游码移至零刻度线处,此时指针如图甲所示,接下来的具体操作是______,使托盘天平再次平衡;
(2)调好天平后,实验步骤如下:①将空烧杯放在天平上,测出其质量为35.0g;②在烧杯中倒入适量汤沟酒液,测出烧杯和酒液的总质量如图乙所示;③将烧杯中的酒液全部倒入量筒中,读出酒液的体积如图丙所示;
(3)根据实验数据可知汤沟酒的密度为______;该实验方法测得的密度值与实际值相比______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 将平衡螺母向右调节 偏大
【详解】(1)[1]如图甲所示,偏向分度盘的左侧,说明天平的左盘较重。 因此,接下来的具体操作是将平衡螺母向右调节,直到指针指在分度盘的中央,使托盘天平再次平衡。
(3)[2]根据图乙,烧杯和汤沟酒的总质量
空烧杯的质量 。所以,倒入量筒中酒的质量为
根据图丙,量筒中汤沟酒的体积
所以汤沟酒的密度
[3]实验步骤中,将烧杯中的酒倒入量筒时,由于液体具有黏滞性,烧杯内壁上会残留少量酒液,导致无法将烧杯中的酒全部倒入量筒。这使得测得的酒的体积偏小。而我们计算密度时使用的质量是准确的。根据密度公式 ,当分子准确,分母偏小时,计算出的密度值就会偏大。
【例2】贺兰山东麓产区位于北纬至之间,是世界公认的种植酿酒葡萄和生产葡萄酒的黄金地带;某研学小组参观酒庄后,想测红酒的密度,进行了如下实验;
(1)实验过程:
①把天平放在水平台上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,指针指在如图甲所示的位置,应将平衡螺母向___________调节,使天平平衡;
②用天平测出空烧杯质量为46.4g;
③向烧杯中倒入适量红酒,放在天平的左盘中,在右盘加减砝码并调节_______,天平平衡时,所用砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示,则质量为___________g;
④将红酒全部倒入量筒,如图丙所示为_____mL;
(2)利用上述方法测出红酒的密度为___________;(结果保留两位小数)
(3)这种方法测量的红酒密度值比真实值___________(选填“偏大”或“偏小”);只需将②③④的操作顺序稍作调整即可减小这种误差,调整后的顺序是_________。
【答案】(1) 右 游码 83.8 38
(2)0.98
(3) 偏大 ③④②
【详解】(1)[1]指针偏向分度盘左侧,说明天平左侧偏重,应将平衡螺母向右调节,使天平水平平衡。
[2][3]用天平称量时,需在右盘加减砝码并调节游码,天平平衡时,总质量为砝码质量与游码示数之和,即
[4]由图丙可知,量筒的分度值为2mL,红酒的体积为38mL。
(2)空烧杯的质量为,则红酒的质量
体积
根据密度公式,得红酒的密度
(3)[1]将红酒从烧杯倒入量筒时,烧杯壁会残留部分红酒,导致测得的体积偏小。根据,质量准确、体积偏小,故测量值比真实值偏大。
[2]为了减小测量红酒体积的误差,可以先测量红酒和烧杯的总质量,再将红酒倒入量筒中,最后测量剩余红酒和烧杯的质量,所以调整后的顺序③④②。
【例3】学校科技节举办“跨学科实践:从营养科学到材料分析”活动。项目一要求各小组分析日常饮品的物理特性。小华所在小组选择分析一款纯牛奶,如图所示,并计划运用所学知识在实验室测量其密度。
(1)小华将天平放在水平桌面上,把游码归零,指针静止时的位置如图乙所示,为了使天平平衡,她应该进行的操作是______。
(2)用调好的天平正确测量空烧杯质量,天平平衡时,右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图丙所示,则空烧杯的质量为______g。
(3)然后小华将适量的纯牛奶倒入烧杯中,用天平测出烧杯和纯牛奶的总质量为76g;再将烧杯中的纯牛奶全部倒入量筒中,如图丁所示,则纯牛奶的体积为______;所测纯牛奶的密度为______。
(4)小华所测纯牛奶的密度值与其真实值相比______(选填“偏大”“偏小”或“一样大小”),其原因是______。
【答案】(1)平衡螺母向左调节
(2)34
(3) 40 1.05
(4) 偏大 牛奶会残留在烧杯内壁上,造成所测体积偏小
【详解】(1)由题图乙可知,此时指针偏向分度盘中央刻度线的右侧,应将平衡螺母向左调节,使横梁平衡。
(2)由图丙可知,天平分度值为0.2g,游码质量为,砝码总质量
空烧杯的质量为
(3)[1]由图丁可知,量筒的分度值为0.2mL,则牛奶的体积。
[2]由题意可知,,则
根据密度公式,则牛奶的密度
(4)[1][2]由于牛奶从烧杯倒入量筒时,牛奶会残留在烧杯内壁上,造成所测体积偏小,而牛奶的质量测量准确,由得,测得的牛奶密度偏大。
【例4】在实验课上,同学们正在利用天平和量筒,测量一小块矿石的密度。
(1)实验前,应把天平放在 _______桌面上,将游码移至标尺左端的___________线上。若此时指针的位置如图甲所示,则应向 _______调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)将矿石放在天平的左盘,向右盘中添加砝码,并移动游码。当天平恢复平衡时,矿石的质量为________g。
(3)向量筒中倒入60mL的水,用细线吊着将矿石慢慢放入量筒底部,静止时量筒中的水面如图丙所示。则矿石的体积是________,密度为 ___________。
(4)完成实验后,同学们又设计了测量矿石密度的新方案。主要步骤如下:
①用天平测出矿石的质量m;
②在烧杯中装适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量m1;
③用细线吊着将矿石浸没在烧杯的水中(水未溢出),在与水面相平的烧杯外壁位置上,用记号笔做一个标记;
④取出矿石,向烧杯中添水,使水面升至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量m2;
已知水的密度为ρ水,则计算矿石密度的表达式为ρ= __________。
【答案】(1) 水平 零刻度 右
(2)48.8
(3) 20 2.44
(4)
【详解】(1)[1][2][3]天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,若此时指针的位置如图甲所示,即指针指在分度盘的左侧,说明天平的左端下沉,右端上翘,平衡螺母向上翘的右端调节,使天平平衡。
(2)由图乙可知,矿石的质量为
(3)[1][2]由图丙可知,水和矿石的体积为80mL,则矿石的体积为
矿石的密度为
(4)取出矿石,加水到标记处,用天平测出此时烧杯和水的总质量m2;则矿石排开水的质量
矿石排开水的体积
矿石始终浸没在水中,所以矿石的体积
矿石的密度为
1
学科网(北京)股份有限公司
$
五、测量物质的密度
· 必考知识点速记
1. 实验原理:
2. 用天平测质量
(1)天平放置在水平桌面上
(2)先移再调:
①将游码移至称量标尺左端“0”刻度线上;
②调节平衡螺母,使指针尖对准分度标尺的中央刻度线
(3)左物右码:物体放在左盘,砝码放在右盘
(4)取砝码时,必须用镊子夹取,不能用手直接拿取
备注:①砝码上有油渍或生锈,测量值比真实值偏小
②砝码破损,测量值比真实值偏大
③测量前,游码没有移到零刻度线,测量值比真实值偏大
④测量前,指针偏右,测量值比真实值偏小;
指针偏左,测量值比真实值偏大。
3. 用量筒测体积
4.特殊法一:溢水法
①用天平称出金属块的质量m1;
②用天平称出空烧杯的质量m2;
③将金属块浸没在盛满水的溢水杯中,用烧杯收集溢出来的水;
④用天平称出空烧杯和溢出水的总质量m3,则溢出水的质量为m3-m2;
利用金属块的体积等于排开水的体积,列出关系式 =,
金属块的密度为ρ=ρ水
5.特殊法二:浮力法
(1)已知液体密度求固体密度
①用调节好的天平,测得待测固体的质量m1;
②把盛有水的烧杯放在天平上测量,此时天平示数为m2;
③用细线使待测物体浸没在水中(不能碰到烧杯),此时天平的示数m3;
相对于m2示数的变化是物块对水的压力所造成的,大小等于水对物块的浮力,F浮=m3g-m2g=ρ水gV排,可推出物体的体积为V=V排==,故物体密度ρ==ρ水
(2) 已知固体体积V求液体密度(步骤与上述一样)
①用调节好的天平,测得固体的质量m1;
②把盛有待测液体的烧杯放在天平上测量,此时天平示数为m2;
③用细线使待测物体浸没在液体中(不能碰到烧杯),此时天平的示数m3;
则待测液体的密度
· 一题搞定常考知识点
小明在实验室测量某合金块的密度。
(1) 实验时,将天平放在水平桌面上,图甲是小明调节天平时的情景,请指出他在操作上的错误之处 。
(2) 纠正错误后用天平测量合金块的质量,砝码的质量和游码的位置如图乙所示,小明接下来采用如图丙所示的步骤测量合金块的体积,记录实验数据在表格中,表格设计存在的不足之处是 ,修正表格内容后将表格补充完整。
合金块的质量m/g
量筒内水的体积V₁
合金块放入量筒后的示数V₂/mL
合金块的体积V/cm³
合金块的密度ρ/
(g·cm⁻³)
(3) 查询教材中常见物质的密度表得知,钢和铁的密度均为7.9×10³kg/m³,比较可知:此合金块的密度_____(选填“大于”“等于”或“小于”)钢和铁的密度。
(4) 若小明先测出合金块的体积,然后将其从量筒中取出,直接用天平称出其质量,这样测出合金块的密度将_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5) 同桌小刚做测合金块密度的实验时,设计如下实验进行测量:
①在量筒中盛适量的水,记下量筒内水的体积V₁(如图A);
②将两个相同的烧杯分别放在天平左、右托盘中,调节天平平衡,将合金块轻轻放入左盘烧杯中, 记下量筒内剩余水的体积V₂(如图C);
③将合金块系上细线并缓慢放入图C中量筒内(细线体积不计),记下量筒对应的示数V₃(如图D)。
合金块密度的表达式:ρ= (水的密度用ρ水表示)。
· 习题速练
【例1】汤沟酒始于秦汉,有“南国汤沟酒,开坛十里香”的赞誉,其酿造技艺为江苏省非物质文化遗产。学校物理兴趣小组的小明同学想知道汤沟酒的密度,进行了以下实验:
(1)实验前,将天平放在水平台面上,将游码移至零刻度线处,此时指针如图甲所示,接下来的具体操作是______,使托盘天平再次平衡;
(2)调好天平后,实验步骤如下:①将空烧杯放在天平上,测出其质量为35.0g;②在烧杯中倒入适量汤沟酒液,测出烧杯和酒液的总质量如图乙所示;③将烧杯中的酒液全部倒入量筒中,读出酒液的体积如图丙所示;
(3)根据实验数据可知汤沟酒的密度为______;该实验方法测得的密度值与实际值相比______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【例2】贺兰山东麓产区位于北纬至之间,是世界公认的种植酿酒葡萄和生产葡萄酒的黄金地带;某研学小组参观酒庄后,想测红酒的密度,进行了如下实验;
(1)实验过程:
①把天平放在水平台上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,指针指在如图甲所示的位置,应将平衡螺母向___________调节,使天平平衡;
②用天平测出空烧杯质量为46.4g;
③向烧杯中倒入适量红酒,放在天平的左盘中,在右盘加减砝码并调节_______,天平平衡时,所用砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示,则质量为___________g;
④将红酒全部倒入量筒,如图丙所示为_____mL;
(2)利用上述方法测出红酒的密度为___________;(结果保留两位小数)
(3)这种方法测量的红酒密度值比真实值___________(选填“偏大”或“偏小”);只需将②③④的操作顺序稍作调整即可减小这种误差,调整后的顺序是_________。
【例3】学校科技节举办“跨学科实践:从营养科学到材料分析”活动。项目一要求各小组分析日常饮品的物理特性。小华所在小组选择分析一款纯牛奶,如图所示,并计划运用所学知识在实验室测量其密度。
(1)小华将天平放在水平桌面上,把游码归零,指针静止时的位置如图乙所示,为了使天平平衡,她应该进行的操作是______。
(2)用调好的天平正确测量空烧杯质量,天平平衡时,右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图丙所示,则空烧杯的质量为______g。
(3)然后小华将适量的纯牛奶倒入烧杯中,用天平测出烧杯和纯牛奶的总质量为76g;再将烧杯中的纯牛奶全部倒入量筒中,如图丁所示,则纯牛奶的体积为______;所测纯牛奶的密度为______。
(4)小华所测纯牛奶的密度值与其真实值相比______(选填“偏大”“偏小”或“一样大小”),其原因是______。
【例4】在实验课上,同学们正在利用天平和量筒,测量一小块矿石的密度。
(1)实验前,应把天平放在 _______桌面上,将游码移至标尺左端的___________线上。若此时指针的位置如图甲所示,则应向 _______调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)将矿石放在天平的左盘,向右盘中添加砝码,并移动游码。当天平恢复平衡时,矿石的质量为________g。
(3)向量筒中倒入60mL的水,用细线吊着将矿石慢慢放入量筒底部,静止时量筒中的水面如图丙所示。则矿石的体积是________,密度为 ___________。
(4)完成实验后,同学们又设计了测量矿石密度的新方案。主要步骤如下:
①用天平测出矿石的质量m;
②在烧杯中装适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量m1;
③用细线吊着将矿石浸没在烧杯的水中(水未溢出),在与水面相平的烧杯外壁位置上,用记号笔做一个标记;
④取出矿石,向烧杯中添水,使水面升至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量m2;
已知水的密度为ρ水,则计算矿石密度的表达式为ρ= __________。
1
学科网(北京)股份有限公司
$