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第六章 物质的物理属性（知识清单）
第一节 质量
一、质量
1. 质量的概念：物理学中，把物体所含物质的多少叫作物体的质量，通常用字母m表示。
2. 质量是物体的一个基本属性：它与物体的形状、物态、所处的空间位置无关。
3. 质量的单位
国际单位制：千克，用符号kg表示。
常用单位：吨（t）、克（g）、毫克（mg）。
单位换算：1 t =103kg 1 kg=103g 1 g=103mg
二、测量质量的工具
1. 托盘天平
（1）托盘天平的构造：托盘天平一般由底座、托盘、称量标尺（也叫标尺）、平衡螺母、指针、分
度盘、游码和横梁等部分组成，如图所示。
（2）托盘天平的称量与感量
①称量：天平一次能测出的最大z 质量为该天平的称量。如果被测物体的质量超过天平的称量，就测不
出准确的质量，还会损坏天平。如图所示，该天平“称量”是200g。
②感量：天平能测出的最小质量为该天平的感量，由称量标尺的分度值决定。如图所示，该天平“感
量”是0.2g。
2. 托盘天平的正确使用
使用天平称量物体的质量时，按“一放、二拨、三调、四称、五读、六整”的顺序进行。
（1）放：把天平放在工作台上，将天平底座调至水平。
（2）拨：用镊子把游码拨到称量标尺左端的零刻度线处。
（3）调：调节横梁两端的平衡螺母，使指针尖对准分度标尺的中央刻度线。
（4）称：先估计物体的质量；把物体放在左盘，用镊子按“先大后小”的顺序依次在右盘中试加砝
码，并移动游码，使指针对准分度标尺的中央刻度线。
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学学学科科科网网网（（（北北北京京京）））股股股份份份有有有限限限公公公司司司（5）读：所称量物品的质量等于砝码质量与标尺上的示数值（游码左边所对应的示数）之和。
（6）整：把物体取下，用镊子把砝码放回砝码盒内，把游码拨回零刻度线处。
3. 使用托盘天平的注意事项
（1）每架天平都有自己的“称量”和“感量”。被测物体的质量超过天平的“称量”会损坏天平；
小于物体的“感量”，将无法测出质量。
（2）向右盘中加减砝码时，要用镊子，不能用手接触砝码，不能把砝码弄湿、弄脏；
（3）保持天平干燥、清洁，潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的托盘中，应使用烧杯或者白
纸间接称量。
4. 测量质量的其它工具：我国古人很早就开始用天平、杆秤等工具测量物体的质量。在实验室里，人
们用物理天平测量物体的质量，它的精度比托盘天平高。市场中普遍使用电子秤，它可以显示物品质量、
金额等，操作简单方便。地秤也是电子秤的一种，可以测量像汽车这样质量较大的物体。
三、实验：用托盘天平测量物体的质量
【实验目的】（1）用天平测量固体和液体的质量。（2）练习使用托盘天平。
【实验器材】托盘天平、配套砝码、小石块、水、烧杯。
【实验原理与设计】
（1）用天平测量液体的质量时，先用天平测出空烧杯的质量，然后把待测液体倒入烧杯中，再测出
烧杯和液体的总质量，最后计算出待测液体的质量。
（2）先测出几十枚大头针的质量m，再除以个数n，则就可以得到一枚大头针的质量。
【实验步骤】
（1）把托盘天平放在水平台面上，观察托盘天平的最大测量值和标尺上的分度值。
（2）将游码移到标尺左端的“0”刻度线处，调节平衡螺母使横梁平衡。
（3）先估计文具盒的质量，再用托盘天平测量。将小石块放入天平左盘，根据对小石块估测的质量，
z
从大到小选择适当的砝码放入右盘，调节游码，测得文具盒质量。
小石块和水的质量测量数据记录表
小石块的 空烧杯的 烧杯和水的 水的质量
实验次数
质量m /kg 质量m/kg 总质量m/kg m /kg
石 1 2 水
第1次
第2次
第3次
平均值
（4）测量一定体积的水的质量m 。
水
先用天平测量空烧杯的质量m，重复测量多次，把得到的数据记录在表中；然后把一定体积的水倒入
1
烧杯中，再测量烧杯和水的总质量m，重复测量多次，把得到的数据记录在表中（表格见上）。
2
水的质量为m =m − m 。
水 2 1
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学学学科科科网网网（（（北北北京京京）））股股股份份份有有有限限限公公公司司司（5）测量一枚回形针的质量，并将测量结果记录在表格中。
累积法是一种特殊的测量方法，用于测量微小物体的质量，如测一个大头针、一个图钉、一张邮票的
质量等。如图所示，这种方法是先测出几十甚至上百个相同物体的质量m，再除以个数n，则一个物体的
质量是m=m/n。
1
实验 回形针 回形针的 一枚回形针
序号 数量/枚 总质量m /g 的质量m/g
总 1
1
2
3
第二节 密度
一、探究质量与体积的关系
【猜想】
猜一猜：如图所示的两杯水，体积相同，一杯为纯水，另一杯为盐水，猜猜哪杯水的质量大？
z
试一试：如图所示，将两杯相同体积的纯水和盐水分别放置在天平的左、右盘上，观察天平横梁向哪
边倾斜。
想一想：若这两杯“水”体积不同，质量不同，不通过品尝还能如何鉴别?同种物质的体积增大，其
质量会相应增大，但质量与体积之比是否改变?能否通过物体的质量与其体积之比进行区别?
【设计实验】
选取大小不同的若干长方体（或立方体）铁块和铝块，分别用天平测量出它们的质量，并用刻度尺测
量出它们的边长后计算出体积，然后分别计算不同铁块的质量与体积的比值，对数据进行分析归纳结论。
或画出m-V图像进行分析：对每种物质以体积V为横坐标，以质量m为纵坐标，在坐标纸上描点，最
后把这些点连起来，进而分析归纳图像的特点。
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学学学科科科网网网（（（北北北京京京）））股股股份份份有有有限限限公公公司司司【进行实验与收集证据】
（1）先将天平放在水平工作台上调节平衡；
（2）取大小不同的三块长方体铁块，分别用天平测量出它们的质量，记录在实验表格内；
（3）用刻度尺分别测量出每块铁块的长、宽、高后计算出各自的体积，记录在实验表格内；
（4）分别计算出铁块的质量与其体积的比值，记录在实验表格内；
（5）取与铁块大小相同的三块铝块，重复上述操作。
【数据记录】
研究对象 质量/g 体积/cm3 质量/体积（g·cm-3）
铁块1 79 10 7.9
铁块2 158 20 7.9
铁块3 237 30 7.9
铝块1 27 10 2.7
铝块3 54 20 2.7
铝块3 81 30 2.7
【数据分析】
方法一：由表中数据可以得出，铁块（铝块）的质量与其体积成正比，其比值是一定的；铁块的质量
与其体积的比值与铝块的质量与其体积的比值是不同的（选填“相同”或“不同”）。
方法二：以体积V为横坐标，以质量m为纵坐标，在坐标纸上描点、连线，如图所示。由图像可知，
物体的m-V图像是一条倾斜的直线，表明铁块（铝块）的质量与其体积成正比。
z
【实验结论】同种物质的不同物体，质量与体积的比相等；不同物质的物体，质量与体积的比一般不
相等。（选填“相等”或“不相等”）。
【评估与交流】
（1）为便于比较，实验中最好选用体积相同的铁块和铝块。
（2）在实验中，天平调节平衡后就不能再调节平衡螺母。
（3）描点作图时，由于体积为0时，质量也为0，因此根据m=0和V=0，也可以作出一个点。
（4）实验中需要多次测量的目的：避免实验的偶然性，从而使实验结论更具有普遍性。
二、密度
分析上述实验结论：同种物质的质量与体积成正比，即同种物质的质量与体积的比值是一个确定的值。
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学学学科科科网网网（（（北北北京京京）））股股股份份份有有有限限限公公公司司司对于不同物质，这个比值一般不同，说明这个比值反映的是物质的某种特性。在物理学中，用密度表示物
质的这种特性。
1. 密度的定义
某种物质的物体，其质量与体积之比叫作这种物质的密度，大小等于单位体积物体的质量。通常用ρ
表示。
2. 密度的公式
m
ρ =
V
变形公式 m= ρV V=m/ρ
3. 密度的单位
（1）基本单位： 千克 / 米 3 （kg/m3）。质量单位用kg、体积单位用m3时，则密度单位是kg/m3。
（2）常用单位： 克 / 厘米 3（g/cm3）。质量单位用g、体积单位用cm3时，密度单位是g/cm3。
（3）单位换算： 1g/cm3= 10 3 kg/m3
1g 10-3kg
1g/cm3= = =10-3kg/m3
1cm3 10-6m3
m
4. 对密度公式 ρ = 的理解
V
（1）密度是物质的一种特性，同种物质在一定状态下，密度是一个定值，与质量、体积无关。不能
认为与质量成正比，与体积成反比。
（2）同种物质组成的物体，其质量与体积成正比。即
m1 V1
=
m2 V2
（3）不同物质组成的物体，在体积相同时，其质量与密度成正比。即
z m1 ρ1
=
m2 ρ2
（4）不同物质组成的物体，在质量相同时，其体积与密度成反比。即
V1 ρ1
=
V2 ρ2
5. 对密度是物质的特性的理解
（1）每种物质都有它确定的密度，同种物质，密度是不变的，与物体的质量、体积、形状、运动状
态等无关。
（2）密度与物质的种类有关，不同物质的密度一般是不同的（选填“相同”或“不同”）。
（3）密度与物质的温度和状态有关。
①同种物质的密度受温度变化的影响。物质在温度变化时，体积发生改变（如热胀冷缩），而质量不
变，因此物质的密度会改变。
②物质发生物态变化时，质量不变，但体积会变化，所以密度也随之变化。例如水结冰后，密度变小
（0.9g/cm3）。
6. 常见物质的密度
（1）一些固体的密度（常温 常压）
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学学学科科科网网网（（（北北北京京京）））股股股份份份有有有限限限公公公司司司物质 密度/（kg·m-3 ） 物质 密度/（kg·m-3 ）
金 19.3×103 铝 2.7×103
铅 11.3×103 花岗岩 （2.6～2.8）×103
银 10.5×103 冰 0.9×103
铜 8.9×103 石蜡 0.9×103
钢、铁 7.9×103 干松木 0.5×103
（2）一些液体的密度（常温 常压）
物质 密度/（kg·m-3 ） 物质 密度/（kg·m-3 ）
水银 13.6×103 植物油 0.9×103
硫酸 1.8×103 煤油、酒精 0.8×103
水 1.0×103 汽油 0.71×103
（3）一些气体的密度（0℃，1个标准大气压）
物质 密度/（kg·m-3 ） 物质 密度/（kg·m-3 ）
二氧化碳 1.98 一氧化碳 1.25
氧 1.43 氦 0.18
z
空气 1.29 氢 0.09
4. 由密度表可得出如下结论
（1）物质的密度值都是有条件的。如“常温 常压”、“0℃，标准大气压” 等，若这些条件改变，
密度也会有所变化。
（2）通常情况下，不同物质的密度是不同的。大部分固体的密度较大，液体的密度次之，气体的密
度最小。但也有例外，如水银的密度为13.6×103kg/m3，比许多固体的密度都大，油类的密度一般比水的密
度小；氢气是密度最小的气体等。
（3）密度相同的不一定是同种物质。如常温常压下冰和蜡的密度相同，煤油和酒精的密度相同。
（4）同种物质处于不同状态时密度不一样。例如，水和冰是同种物质，但密度不同。
（5）记住几个常用密度值。如水的密度为 1.0×10 3 kg/m3，冰的密度为 0.9 ×10 3 kg/m3，酒精的密度为
0.8×10 3 kg/m3，空气的密度为1.29kg/m3等。
第三节 密度知识的应用
一、量筒
1. 量筒的用途
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学学学科科科网网网（（（北北北京京京）））股股股份份份有有有限限限公公公司司司量筒是用来测量液体体积的工具，也可以利用排开液体的体积测量形状不规则的固体的体积。如图所
示，量筒上下粗细一样，量筒壁上的刻度线图分布均匀。
2. 量筒上的标度
观察量筒的标度单位、最大测量值和分度值。
（1）单位：量筒上的标度单位是毫升（mL）。
1毫升（mL）=1 厘米 3（cm3） 1升（L）=1分米3（dm3）
（2）最大测量值（也叫量程）：最上面的刻度线指示的数值即为量程，该量筒是50mL。
（3）分度值：量筒上相邻两条刻度线之间的体积为量筒的分度值。该量筒的分度值是1mL。
3. 量筒的使用方法
z
（1）选：在测量前应根据被测物体的体积（一次性完成测量比较好）和测量精度的要求来选择合适
的量筒，使用前首先要观察量筒的单位标度、量程和分度值。
（2）放：使用量筒测量体积时应将量筒放在水平桌面上。量筒内的液面大多数是凹液面（如水、煤
油等形成的液面），也有的液面是凸液面（如水银面）。
（3）读：读数时，视线一定要与液体凹液面的底部或凸液面的顶部保持相平，如图甲所示。俯视或
仰视的读数均不准确。若俯视，读数会偏大，如图乙所示。若仰视，读数会偏小，如图丙所示。
4. 用量筒测量小石块体积的方法（排水法）
（1）将适量的水倒入量筒内，读出水的体积V（图甲）；
1
（2）将待测小石块用细线拴住，轻轻地浸没于量筒内的水中；
（3）读出水面上升后的总体积V（图乙）；
2
（4）计算被测石块的体积：V＝V － V
2 1
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学学学科科科网网网（（（北北北京京京）））股股股份份份有有有限限限公公公司司司“适量”意思是指：水量不能过多，以免放入物体后有水溢出；水要浸没物体。
5. 用“助沉法”测量在水中不能下沉的物体体积的方法
（1）方法一：
①如图甲所示，用细线将小铁块和石蜡拴住（蜡块上，铁块下），先将小铁块浸没量筒水中，读出液
面对应刻度V；
1
②如图乙所示，将它们共同浸没在量筒水中，读出液面对应刻度为V；
2
③计算石蜡的体积：V＝V － V
2 1
甲 乙 丙 丁
z
（2）方法二：
①向量筒内倒入适量的水，读出体积为V （丙图）；
1
②用细针将石蜡浸没在量筒水中，读出液面对应刻度为V （丁图）；
2
③计算石蜡的体积：V＝V － V
2 1
二、测量小石块的密度
【实验目的】测量小石块的密度.
【实验原理】ρ＝m/V
【实验器材】天平、量筒、水、烧杯、小石块.
【实验步骤 】
（1）用天平测量出小石块的质量m.
（2）在量筒中放入适量的水，读出量筒中水的体积为V.
1
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学学学科科科网网网（（（北北北京京京）））股股股份份份有有有限限限公公公司司司（3）把用细线吊着的小石块浸入到量筒的水中，读出小石块和水的总体积为V.
2
（4）小石块的密度测量数据记录表
放入石块前量 放入石块后量 小石块的 小石块的密
实验次 小石块的
筒中液面的刻 筒中液面的刻 体积V/ 度
数 质量m/g
度值V/mL 度值V/mL cm3 ρ/（kg·m-3）
1 2
第1次
第2次
第3次
（5）计算石块的密度ρ＝ m/ （ V - V ）
2 1
（6）讨论交流：实验时应该先测量小石块的质量，再测量石块的体积。若先测量小石块的体积，当
小石块从水中取出时会沾有一些水，再测量它的质量时会变大，会使测量的密度ρ偏大。
三、测量食盐水的密度
【实验目的】测量盐水的密度.
z
【实验原理】ρ＝m/V
【实验器材】天平、量筒、盐水、烧杯.
【实验步骤】
（1）在烧杯中倒入适量的盐水，测量烧杯和盐水的总质量m（甲图）。
1
（2）将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分，读出量筒内水的体积V（乙图）。
（3）测量烧杯和剩余盐水的总质量m（丙图）。
2
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学学学科科科网网网（（（北北北京京京）））股股股份份份有有有限限限公公公司司司（4）实验数据
烧杯和盐水 烧杯和剩余 量筒中盐水 量筒中 盐水的
实验次数 的总质量 盐水的质量 的质量 盐水的体积 密度
m/g m/g m/g V/cm3 ρ/(g/cm3)
1 2
第1次
第2次
第3次
（5）计算盐水的密度ρ= （ m - m ） / V
1
（6）改变盐水的质量，重复上述实验。
（7）讨论交流
小明同学所用的实验方案如下，请你进行评估。
①用天平测量出空烧杯的质量m。
②向烧杯中倒入一部分盐水，测量烧杯和盐水的总质量m。
1
③将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，读出示数为V。
④根据公式计算盐水的密度ρ=（m- m）/V
1
评估：步骤③中，把烧杯中的盐水全部倒入量筒中时，由于烧杯内壁会有残留盐水，导致体积V偏小，
会使测量的密度ρ偏大。
四、密度知识的运用
1. 鉴别物质
（1）根据ρ= m / V 算出物质样品的密度；
（2）将算出的密度与密度表中各物质的密度相比较，从而大致判断出物质的种类。
注意：用密度鉴别物质，这种鉴别方法不是绝对可靠的。因为不同物质的密度可以是相同的，例如酒
z
精和煤油的密度都是0.8×103kg/m3。在知道密度的基础上，通过对两者气味的比较，可以鉴别酒精和煤油。
要准确的鉴别物质，既要看密度，还要看颜色、气味、硬度等。
2. 间接测量物体的质量
有一些物体的质量比较大，不便于直接称量，我们可以根据密度知识通过计算得到。方法是：查出组
成该物体的物质的密度ρ，测出体积V；根据m=ρV 求出质量。
3. 间接测量物体的体积
对于不便于直接测量体积的物体或者不易于测量体积的物体，只要知道这个物体是由什么物质组成的，
就可通过密度表查出这种物质的密度，再想办法测出它的质量，根据公式V=m/ρ就能算出它的体积。
方法是：查出组成该物体的物质的密度ρ，测出其质量m；根据V= m / ρ 可算出物体的体积V。
4. 密度知识的其他应用
（1）商业中鉴别牛奶的质量、酒的品质。例如，标准牛奶的密度是1015～1040 kg/m3 ±0.3 kg/m3，大
于水的密度，若测出牛奶的密度不在规定的标准范围，表明不合格。
（2）测量密度，确定矿藏种类
勘探队员在野外勘探时，通过采集的样品的密度等信息，可以确定矿藏的种类及经济价值。
（3）根据密度，鉴别产品优劣
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学学学科科科网网网（（（北北北京京京）））股股股份份份有有有限限限公公公司司司例如用盐水选种，把种子放到盐水里，饱满的种子因为密度大而沉到盐水底。瘪壳和杂草的种子因为
密度小而浮在盐水表面（均选填“大”或“小”）。
（4）根据密度大小选择合适的材料
根据m=ρV可知，在体积相同时，密度越小，质量越小，密度越大，质量越大。
①航空器材中，常采用高强度、低密度的合金或新型合金材料，减小自身的质量。
②机器底座的作用是为了增加稳度，压路机的滚筒是对路面的压力大。这些情况下，要求它们的质量
大一些，所以人们就常常选用坚固、密度大的材料来制作。
③拍摄影视剧中房屋倒塌砸伤人的特技镜头时，要求道具的质量要小，人们常选用密度很小的泡沫塑
料做道具。
第四节 物质的物理属性
一、一些物质的物理属性
不同物体，其物理属性一般不同。了解物理的属性，对生产、生活以及认识世界都具有重要的意义。
1. 物质的物理属性包括
状态、硬度、密度、透明度、颜色、气味、熔点、沸点、导热性、导电性、磁性、韧性、弹性、塑性、
延展性、挥发性、吸附性等。
2. 一些物质的物理属性
（1）透明度（透光性）：透明度是指物质的透光性能。玻璃、水、纯净的金刚石等都是透明体；木
块、铁块、石墨等都是不透明体。
（2）颜色：不同物质组成的物体颜色不同，如有的玻璃呈白色、铝有银白色金属光泽、铜具有紫红
色金属光泽等。
（3）导热性：导热性是指物质传热的性能。各种物质都能传热，但是不同物质的传热本领不同。
①热的良导体：善于传热的物质叫作热的良导体，各种金属都是热的良导体，其中最善于传热的是银，
其次是铜和铝。 z
②热的不良导体：不善于传热的物质叫作热的不良导体，瓷、木头、玻璃、皮革都是热的不良导体，
最不善于传热的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花、石棉、软木和其他松软的物质。液体（除了水银以外）都不
善于传热，气体比液体更不善于传热。
（4）弹性：材料或物体在外力作用下产生形变，撤去外力后，形变随即消失，恢复原来的形状和尺
寸的性质叫作弹性。材料的弹性是有限度的，过量的外力会使弹性材料变形不能恢复原状，甚至断裂。常
见的弹性材料有：橡胶、钢条、弹簧、蹦极绳等。
（5）塑性：塑性亦称范性，材料或物体受到外力作用使单位面积受力超过弹性极限后，仍能继续形
变，而不会立即断裂，这时即使撤去外力，仍存在一部分形变的性质叫作塑性。
（6）延展性：具有延展性的材料可以被打成片、拉成丝，不具有延展性的材料在外力的作用下容易
破碎、断裂。大部分的金属都具有延展性。铜有很好的延展性，1g纯铜可以拉成3000 m长的细线，或压
成十几平方米的铜箔。常见的玻璃、陶瓷等材料没有延展性。
（7）导电性：物质传导电流的能力叫作导电性。
①导体：人们把善于导电的物质叫作导体。如所有的金属、人体、大地、自然界的水、铅笔芯等均是
导体。
②绝缘体：把不善于导电的物质叫作绝缘体。如玻璃、陶瓷、橡胶、 塑料等是绝缘体。
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（9）磁性：物质吸引铁、钴、镍等物质的性质叫作磁性。磁性是物质的一种基本属性。磁性材料按
性质分为金属和非金属两类，前者主要有电工钢、镍基合金和稀土合金等，后者主要是铁氧体材料。
（10）熔点：熔点是物质从固态变成液态时的温度。熔点是物质的一种属性，不同物质的熔点一般不
同。例如，钨的熔点极高，为3410℃，但是固态氢在较低的温度-259℃时熔化。
二、物质的物理属性与新材料
1. 盾构掘进机机头
我国科研专家坚持不懈地对材料硬度、耐磨性能进行研究，解决了盾构掘进机机头的关键部件——刀
具的制作难题，打破了国外的技术封锁、实现了关键技术的自主可控。该技术的应用，显著提高了隧道掘
进的速度与质量，为我国交通建设事业的高速发展提供了基础性保障。
2. 半导体材料
对物质的物理属性的深入研究，促进了材料科学的发展。对半导体导电性的研究，导致了晶体管的诞
生，进而促进了各种半导体器件的发明，如集成电路、激光器、传感器等，加快了人类社会步入信息化时
代的步伐。
3. 航天飞行器的特殊“外衣”
航天技术专家用新型陶瓷制成防热瓦安装在航天器的外表面，这种陶瓷材料不仅具有耐高温、耐磨损、
耐腐蚀和隔热性好等优点，而且还克服了传统陶瓷易碎的弱点，从而能很好地保护航天器。
我国“神舟”系列飞船的表面有一层烧蚀材料，它在高温、高压气流冲刷下发生热解，在熔化、汽化、
升华等过程吸收并带走大量热量，从而达到保护航天器的目的。
z
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