内容正文:
密度及密度的测量
一、密度( ρ)
1、探究同种物质的质量与体积的关系
(1) 同一种物质的质量跟体积成正比,质量跟体积的比值是一定的。
(2)物质不同,质量跟体积的比值一般不同。
2、定义、物理学中,某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度
3、公式: ρ=m/v 变形公式: m=ρv v=m/ρ
4、单位:主单位: Kg/m3 常用单位 g/cm3 换算关系 1g/cm3 =103Kg/m3
水的密度为1.0X103kg/m3,物理意义:1m³水的质量为1.0X103 千克
5、理解密度公式: ρ=m/v
(1)同种材料,同种物质,ρ不变,m与V成正比。物体的密度p与物体的质量、体积、形状无关,但与质量和体积的比值有关;密度随温度、压强、状态等改变而改变,不同物质密度一般不同,所以密度是物质的一种特性。
质量相同的不同物质,密度p与体积成反比;体积相同的不同物质密度p与质量成正比。
关于“一些物质的密度”:(1)每种物质都有自己的密度,不同物质的密度一般是不同的。
(2)密度相同的不一定是同种物质。如煤油和酒精、冰(0℃)和蜡。
(3)同一种物质在不同的状态的时候,密度也可能不一样,如水和冰。
【例题】
例题1:为了研究物质的某种特性,某同学在实验中测得下列4组数据,如下表所示。
实验序号
物体
质量m/g
体积V/cm3
/g。cm-3
1
铝块1
54
20
2.7
2
铝块2
108
40
2.7
3
松木块1
108
216
4
松木块2
10
20
0.5
(1)表中的空格应填 ,比较第1、2次的实验数据,可得结论:只要是同种物质,它的质量跟它的体积的比值 。
(2)比较第2、3次数据,可得结论:质量相同的不同物质,体积 。
(3)比较第1、4次数据,可得结论:体积相同的不同物质,质量 。
变式训练:为了探究“物质的质量与体积的关系”,七年级(3)班同学分成若干小组,分工合作,共同收集数据,填在下表中。
实验次数
物体
质量/g
体积/m3
质量/体积(g•cm-3)
1
铝块甲
2.7
1
2.7
2
铝块乙
21.6
8
2.7
3
铝块丙
27
10
2.7
4
铜块甲
3.9
1
8.9
5
铜块乙
71.2
8
8.9
6
铜块丙
89
10
8.9
(1)称量物体质量前,应先将托盘天平放在水平桌面上,将 移至标尺左端的“0”刻度线上,再调节天平平衡;
(2)根据表中数据,小科画出了铜块的m-V图,请在同一坐标上画出铝块的m-V图;
(3)比较第1、2、3或4、5、6实验数据,可得出结论:同一种物质组成的物体,质量跟它的体积的比值 (选填“相同”或“不同”);
(4)比较铜与铝的m-V图像,可得出结论: 。
例题2:对于密度计算公式:ρ=m/v,理解错误的是( )
A.不同物质,当质量一定时,物体的体积跟密度成反比
B.不同物质,当体积一定时,物体的质量跟密度成正比
C.物质的密度与它的质量成正比,与体积成反比
D.同种物质密度一定,其质量跟体积成正比
变式训练:关于物质的密度,以下说法正确的是( )
A.由ρ= 可知,密度与物体的质量成正比,与物体的体积成反比
B.密度是物体的属性,物体不同,密度也不同
C.不同种类的物质,单位体积的质量一般不同,密度也不同
D.密度是物质的特性,其大小不随温度、形状、状态的变化而变化
例题3:下列说法正确的是( )
A.铁的密度比铝的密度大,表示铁的质量大于铝的质量
B.铜的密度是8.9×103kg/m3,表示1m3的铜的质量是8.9×103kg
C.一块砖切成体积相等的两块后,砖的密度变为原来的一半
D.密度不同的两个物体,质量一定不同。
变式训练1:夏天,将一瓶矿泉水放入冰箱冷冻室里,一段时间后瓶内的水全部结成了冰。瓶内的水结成冰后( )
A.质量变大,体积变大
B.质量不变,体积变小
C.质量不变,体积变大
D.质量变小,体积不变
变式训练2:下列关于密度、质量、体积的说法中正确的是( )
A.密度与质量成正比,质量越大密度越大
B.铁比铝“重”,“重”指的是铁的质量比铝的质量大
C.一块砖切成体积相等的两块后,砖的密度变为原来的一半
D.同种物质组成的不同物体,其质量m与体积V的比值为定值
例题4:如图甲所示为水的密度在0~10℃范围内随温度变化的图象,图乙为北方冬天湖水温度分布示意图,根据图象及水的其他性质下列分析判断错误的是( )
A.温度等于4℃时,水的密度最大
B.在0~4℃范围内,水具有热缩冷胀的性质
C.示意图中从上至下A、B、C、D、E处的温度分别为4℃、3℃、2℃、1℃、0℃
D.如果没有水的反常膨胀,湖底和表面的水可能同时结冰,水中生物很难越冬
例题5:一罐煤气用去半罐后,剩下的煤气( )
A.质量减半,密度也减半
B.质量减半,密度不变
C.体积减半,密度也减半
D.质量、体积、密度均减半
变式训练:新冠肺炎疫情防控期间,医院内氧气的需求量越来越大。某氧气瓶内氧气用掉1/3后,瓶内氧气的质量将 (选填“变大”、“变小”或“不变”),密度将变为原来的 。
二、测量固体和液体的密度
原理: ρ=m/v
(1)测量固体的密度
实验器材:天平、砝码、量筒、水、细线(适用于沉入水且不吸水)石块
一般步骤:I用天平测出石块的质量m;
II用量筒测出水的体积V1;
II用细线将石块系好,慢慢放入量筒中,测出水和石块的总体积V2。
石块密度:ρ=m/V2-V1
(2)测量液体的密度
实验器材:天平、砝码、量筒、烧杯、被测液体(盐水)
步骤:I用天平称出装着适量盐水的烧杯的总质量,记为 m1;
把烧杯中的一部分盐水倒入量筒中,测出量筒中盐水的体积,记为为V;
II用天平称出烧杯和杯中剩余盐水的总质量,记为m2;
盐水密度:ρ=m1-m2/v
【例题】
例题1: 小金去南京旅游时,获得了一枚很漂亮的雨花石。他利用天平和量筒测量雨花石的密度。(1)在以下的实验操作步骤中,①向量筒中倒入适量的水,读出水的体积V1。
②将雨花石浸没在量筒内的水中,读出鹅卵石和水的总体积V2。
③从量筒中取出雨花石,读出剩余水的体积V3。
④用调节好的天平测出雨花石的质量m。
⑤根据密度公式,算出雨花石的密度ρ。小金按照④①②⑤的操作步骤进行实验,而小明则来用④②③⑤的操作步骤进行实验,有同学认为小金同学的操作更准确,你认为做出这种判断的理由 。
(2)如图甲所示,小金在调平过程中的错误操作是 。
(3)小金纠正错误后,重新调节天平平衡并测量雨花石的质量,由图中数据及计算可得:该雨花石的密度为 kg/m3。
变式训练:某兴趣小组测量一种易溶于水且形状不规则的固体颗粒物质的密度,测量的部分方法和结果如图所示:
(1)用调节好的天平测量适量小颗粒的质量。当天平平衡时,右盘中的砝码和游码位置如上图甲所示,则称量的颗粒的质量是 克。
(2)因颗粒易溶于水,小组同学采用图乙方法测量体积,则颗粒的体积是 厘米3。
(3)该物质的密度是 千克/米3。
(4)在C步操作中,若摇动不够充分,铁砂未充满颗粒的空隙,则测出的值比实际密度偏 (填“大”或“小”,下同);若颗粒物太少,则实际密度比测量结果 。
(5)若在测固体颗粒的质量时,所用砝码已生锈,则测出的值比
实际密度偏 (填“大”或“小”)。
【课后练习】
1、某同学为了研究物体体积的大小与其质量的关系,他设计了如下实验方案:先用量筒测出铁块的体积,用天平测出铁块的质量,再求出质量与体积的比值,最后从中寻找规律。他设计了如表并写上了测量数据:
物体
质量(g)
体积(cm3)
质量/体积(g/cm3)
铁块1
78.0
10.0
7.80
铁块2
156.2
20.0
(a)
铁块3
390.1
50.0
(b)
(1)先补全数据,(a) ,(b) 。从表中的数据可知,体积增大,铁的质量也相应地增大,且在实验允许误差范围内,铁的质量与体积的比值是一个 。
(2)根据以上结论,请你判断,如果一个铁块的体积为100cm3,
它的质量为 g。
(3)他还测量了一块体积为20cm3铜块的质量,测量结果为178.0g,由此他推论:相同体积的不同物质,它们的质量 (相同/不同)。
2.关于物质的密度,下列说法正确的是( )
A.一罐氧气用掉部分后,罐内氧气的质量变小,密度变小
B.一只气球受热膨胀后,球内气体的质量不变,密度变大
C.一支粉笔用掉部分后,它的体积变小,密度变小
D.一块冰熔化成水后,它的质量变大,密度变大
3.如图,将一个不漏气的气球压入水中时气球的体积会变小,球内气体的质量和密度变化情况是( )
A.质量变大,密度变大
B.质量不变,密度变小
C.质量变小,密度不变
D.质量不变,密度变大
D.一块冰熔化成水后,它的质量变大,密度变大
4、小科利用天平和量杯测量了液体和量杯的总质量m及液体的体积V,得到了几组数据并绘出了m—V图像。下列说法正确的是( )
A.量杯质量为40g
B.该液体密度为1.25g/cm3
C.量杯质量为20g
D.80cm3该液体的质量为100g
5、水的密度是1.0×103kg/m3,它表示的物理意义是 。小宇买了一瓶矿泉水,喝去了一半后,剩余的矿泉水的密度 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
答案:1m3的水的质量是1.0×103kg;不变
6、如图所示是某同学在探究甲、乙两种不同物质的质量和体积的关系时得出的图象,如果这两种物质的质量相同,则它们的体积之比是( )
A.1:8
B.8:1
C.1:2
D.2:1
7、如图甲所示,质量相同的a、b、c三种液体分别装在三个相同的玻璃杯中,如图乙是它们的质量与体积的关系图象,三个杯子从左至右依次装的液体种类是( )
A.bca
B.acb
C.abc
D.bac
8、为了测盐水的密度,某实验小组制定如下的实验计划:
①在烧杯中装入适量盐水,测出它们的总质量 ②测出空烧杯的质量
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将烧杯中一部分盐水倒入量筒中 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.①⑤③④⑥
B.⑤①②③⑥
C.①②④③⑤⑥
D.⑤①②④③⑥
9、为确定某种未知液体的密度,科学老师把这个任务交给了小柯的实验小组,他们利用天平和量筒进行了多次测量。某次的操作如下。
(1)用天平测量液体的质量。当天平平衡时放在右盘中的砝码大小和游码的位置如图甲所示,则称得烧杯和液体的质量m为 g。
(2)用量筒测量液体的体积。将烧杯中的液体全部倒入量筒中,液面达到的位置如图乙所则该液体的体积V为 mL。
(3)他们用此方法测出了另一种液体的几组实验数据,并根据测量结果作出了“m-V”图象,如图丙所示。由图象可得出什么规律 。
(4)尽管测量方法正确,但大家在对实验过程及结果进行评估时,发现液体密度的测量值比它的实际值要 (选填“偏大”或“偏小”)。
密度及密度的测量(答案)
一、密度( ρ)
1、探究同种物质的质量与体积的关系
(1) 同一种物质的质量跟体积成正比,质量跟体积的比值是一定的。
(2)物质不同,质量跟体积的比值一般不同。
2、定义、物理学中,某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度
3、公式: ρ=m/v 变形公式: m=ρv v=m/ρ
4、单位:主单位: Kg/m3 常用单位 g/cm3 换算关系 1g/cm3 =103Kg/m3
水的密度为1.0X103kg/m3,物理意义:1m³水的质量为1.0X103 千克
5、理解密度公式: ρ=m/v
(1)同种材料,同种物质,ρ不变,m与V成正比。物体的密度p与物体的质量、体积、形状无关,但与质量和体积的比值有关;密度随温度、压强、状态等改变而改变,不同物质密度一般不同,所以密度是物质的一种特性。
质量相同的不同物质,密度p与体积成反比;体积相同的不同物质密度p与质量成正比。
关于“一些物质的密度”:(1)每种物质都有自己的密度,不同物质的密度一般是不同的。
(2)密度相同的不一定是同种物质。如煤油和酒精、冰(0℃)和蜡。
(3)同一种物质在不同的状态的时候,密度也可能不一样,如水和冰。
【例题】
例题1:为了研究物质的某种特性,某同学在实验中测得下列4组数据,如下表所示。
实验序号
物体
质量m/g
体积V/cm3
/g。cm-3
1
铝块1
54
20
2.7
2
铝块2
108
40
2.7
3
松木块1
108
216
4
松木块2
10
20
0.5
(1)表中的空格应填 ,比较第1、2次的实验数据,可得结论:只要是同种物质,它的质量跟它的体积的比值 。
(2)比较第2、3次数据,可得结论:质量相同的不同物质,体积 。
(3)比较第1、4次数据,可得结论:体积相同的不同物质,质量 。
答案为:(1)0.5;相同;(2)不同;(3)不同
变式训练:为了探究“物质的质量与体积的关系”,七年级(3)班同学分成若干小组,分工合作,共同收集数据,填在下表中。
实验次数
物体
质量/g
体积/m3
质量/体积(g•cm-3)
1
铝块甲
2.7
1
2.7
2
铝块乙
21.6
8
2.7
3
铝块丙
27
10
2.7
4
铜块甲
3.9
1
8.9
5
铜块乙
71.2
8
8.9
6
铜块丙
89
10
8.9
(1)称量物体质量前,应先将托盘天平放在水平桌面上,将 移至标尺左端的“0”刻度线上,再调节天平平衡;
(2)根据表中数据,小科画出了铜块的m-V图,请在同一坐标上画出铝块的m-V图;
(3)比较第1、2、3或4、5、6实验数据,可得出结论:同一种物质组成的物体,质量跟它的体积的比值 (选填“相同”或“不同”);
(4)比较铜与铝的m-V图像,可得出结论: 。
【答案】(1)游码;
(2);
(3)相同;
(4)不同物质质量和体积的比值一般不相同。
例题2:对于密度计算公式:ρ=m/v,理解错误的是( )
A.不同物质,当质量一定时,物体的体积跟密度成反比
B.不同物质,当体积一定时,物体的质量跟密度成正比
C.物质的密度与它的质量成正比,与体积成反比
D.同种物质密度一定,其质量跟体积成正比
答案:选C
变式训练:关于物质的密度,以下说法正确的是( )
A.由ρ= 可知,密度与物体的质量成正比,与物体的体积成反比
B.密度是物体的属性,物体不同,密度也不同
C.不同种类的物质,单位体积的质量一般不同,密度也不同
D.密度是物质的特性,其大小不随温度、形状、状态的变化而变化
答案:选C
例题3:下列说法正确的是( )
A.铁的密度比铝的密度大,表示铁的质量大于铝的质量
B.铜的密度是8.9×103kg/m3,表示1m3的铜的质量是8.9×103kg
C.一块砖切成体积相等的两块后,砖的密度变为原来的一半
D.密度不同的两个物体,质量一定不同。
答案:选B
变式训练1:夏天,将一瓶矿泉水放入冰箱冷冻室里,一段时间后瓶内的水全部结成了冰。瓶内的水结成冰后( )
A.质量变大,体积变大
B.质量不变,体积变小
C.质量不变,体积变大
D.质量变小,体积不变
答案:选C
变式训练2:下列关于密度、质量、体积的说法中正确的是( )
A.密度与质量成正比,质量越大密度越大
B.铁比铝“重”,“重”指的是铁的质量比铝的质量大
C.一块砖切成体积相等的两块后,砖的密度变为原来的一半
D.同种物质组成的不同物体,其质量m与体积V的比值为定值
答案:选D
例题4:如图甲所示为水的密度在0~10℃范围内随温度变化的图象,图乙为北方冬天湖水温度分布示意图,根据图象及水的其他性质下列分析判断错误的是( )
A.温度等于4℃时,水的密度最大
B.在0~4℃范围内,水具有热缩冷胀的性质
C.示意图中从上至下A、B、C、D、E处的温度分别为4℃、3℃、2℃、1℃、0℃
D.如果没有水的反常膨胀,湖底和表面的水可能同时结冰,水中生物很难越冬
答案:选C
例题5:一罐煤气用去半罐后,剩下的煤气( )
A.质量减半,密度也减半
B.质量减半,密度不变
C.体积减半,密度也减半
D.质量、体积、密度均减半
答案:选A
变式训练:新冠肺炎疫情防控期间,医院内氧气的需求量越来越大。某氧气瓶内氧气用掉1/3后,瓶内氧气的质量将 (选填“变大”、“变小”或“不变”),密度将变为原来的 。
答案: 变小 2/3
二、测量固体和液体的密度
原理: ρ=m/v
(1)测量固体的密度
实验器材:天平、砝码、量筒、水、细线(适用于沉入水且不吸水)石块
一般步骤:I用天平测出石块的质量m;
II用量筒测出水的体积V1;
II用细线将石块系好,慢慢放入量筒中,测出水和石块的总体积V2。
石块密度:ρ=m/V2-V1
(2)测量液体的密度
实验器材:天平、砝码、量筒、烧杯、被测液体(盐水)
步骤:I用天平称出装着适量盐水的烧杯的总质量,记为 m1;
把烧杯中的一部分盐水倒入量筒中,测出量筒中盐水的体积,记为为V;
II用天平称出烧杯和杯中剩余盐水的总质量,记为m2;
盐水密度:ρ=m1-m2/v
【例题】
例题1: 小金去南京旅游时,获得了一枚很漂亮的雨花石。他利用天平和量筒测量雨花石的密度。
(1)在以下的实验操作步骤中,①向量筒中倒入适量的水,读出水的体积V1。
②将雨花石浸没在量筒内的水中,读出鹅卵石和水的总体积V2。
③从量筒中取出雨花石,读出剩余水的体积V3。
④用调节好的天平测出雨花石的质量m。
⑤根据密度公式,算出雨花石的密度ρ。小金按照④①②⑤的操作步骤进行实验,而小明则来用④②③⑤的操作步骤进行实验,有同学认为小金同学的操作更准确,你认为做出这种判断的理由 。
(2)如图甲所示,小金在调平过程中的错误操作是 。
(3)小金纠正错误后,重新调节天平平衡并测量雨花石的质量,由图中数据及计算可得:该雨花石的密度为 kg/m3。
答案:(1)小明在测鹅卵石体积时,由于取出鹅卵石时会带走部分水,得到鹅卵石体积偏大,质量测准确,所测得密度会偏小;(2)游码没有移到标尺左端的零刻度处;(3)2.7×103。
变式训练:某兴趣小组测量一种易溶于水且形状不规则的固体颗粒物质的密度,测量的部分方法和结果如图所示:
(1)用调节好的天平测量适量小颗粒的质量。当天平平衡时,右盘中的砝码和游码位置如上图甲所示,则称量的颗粒的质量是 克。
(2)因颗粒易溶于水,小组同学采用图乙方法测量体积,则颗粒的体积是 厘米3。
(3)该物质的密度是 千克/米3。
(4)在C步操作中,若摇动不够充分,铁砂未充满颗粒的空隙,则测出的值比实际密度偏 (填“大”或“小”,下同);若颗粒物太少,则实际密度比测量结果 。
(5)若在测固体颗粒的质量时,所用砝码已生锈,则测出的值比
实际密度偏 (填“大”或“小”)。
【答案】(1)161;(2)20;(3)8.05×103;(4)小;大;(5)小。
【课后练习】
1、某同学为了研究物体体积的大小与其质量的关系,他设计了如下实验方案:先用量筒测出铁块的体积,用天平测出铁块的质量,再求出质量与体积的比值,最后从中寻找规律。他设计了如表并写上了测量数据:
物体
质量(g)
体积(cm3)
质量/体积(g/cm3)
铁块1
78.0
10.0
7.80
铁块2
156.2
20.0
(a)
铁块3
390.1
50.0
(b)
(1)先补全数据,(a) ,(b) 。从表中的数据可知,体积增大,铁的质量也相应地增大,且在实验允许误差范围内,铁的质量与体积的比值是一个 。
(2)根据以上结论,请你判断,如果一个铁块的体积为100cm3,
它的质量为 g。
(3)他还测量了一块体积为20cm3铜块的质量,测量结果为178.0g,由此他推论:相同体积的不同物质,它们的质量 (相同/不同)。
【答案】(1)7.81;7.802;定值;(2)780;(3)不同。
2.关于物质的密度,下列说法正确的是( )
A.一罐氧气用掉部分后,罐内氧气的质量变小,密度变小
B.一只气球受热膨胀后,球内气体的质量不变,密度变大
C.一支粉笔用掉部分后,它的体积变小,密度变小
D.一块冰熔化成水后,它的质量变大,密度变大
答案:选A
3.如图,将一个不漏气的气球压入水中时气球的体积会变小,球内气体的质量和密度变化情况是( )
A.质量变大,密度变大
B.质量不变,密度变小
C.质量变小,密度不变
D.质量不变,密度变大
D.一块冰熔化成水后,它的质量变大,密度变大
答案:选D
4、小科利用天平和量杯测量了液体和量杯的总质量m及液体的体积V,得到了几组数据并绘出了m—V图像。下列说法正确的是( )
A.量杯质量为40g
B.该液体密度为1.25g/cm3
C.量杯质量为20g
D.80cm3该液体的质量为100g
答案:选C
5、水的密度是1.0×103kg/m3,它表示的物理意义是 。小宇买了一瓶矿泉水,喝去了一半后,剩余的矿泉水的密度 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
答案:1m3的水的质量是1.0×103kg;不变
6、如图所示是某同学在探究甲、乙两种不同物质的质量和体积的关系时得出的图象,如果这两种物质的质量相同,则它们的体积之比是( )
A.1:8
B.8:1
C.1:2
D.2:1
答案:选A
7、如图甲所示,质量相同的a、b、c三种液体分别装在三个相同的玻璃杯中,如图乙是它们的质量与体积的关系图象,三个杯子从左至右依次装的液体种类是( )
A.bca
B.acb
C.abc
D.bac
答案:选A
8、为了测盐水的密度,某实验小组制定如下的实验计划:
①在烧杯中装入适量盐水,测出它们的总质量 ②测出空烧杯的质量
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将烧杯中一部分盐水倒入量筒中 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.①⑤③④⑥
B.⑤①②③⑥
C.①②④③⑤⑥
D.⑤①②④③⑥
答案:选A
9、为确定某种未知液体的密度,科学老师把这个任务交给了小柯的实验小组,他们利用天平和量筒进行了多次测量。某次的操作如下。
(1)用天平测量液体的质量。当天平平衡时放在右盘中的砝码大小和游码的位置如图甲所示,则称得烧杯和液体的质量m为 g。
(2)用量筒测量液体的体积。将烧杯中的液体全部倒入量筒中,液面达到的位置如图乙所则该液体的体积V为 mL。
(3)他们用此方法测出了另一种液体的几组实验数据,并根据测量结果作出了“m-V”图象,如图丙所示。由图象可得出什么规律 。
(4)尽管测量方法正确,但大家在对实验过程及结果进行评估时,发现液体密度的测量值比它的实际值要 (选填“偏大”或“偏小”)。
答案为:(1)46.4;(2)30;(3)同种物质的质量与体积成正比;(4)偏大
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