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第 6.3 课时 测量物质的密度
1.结合学过的密度知识,想一想、填一填。
(1)密度的公式是__________。
(2)若想测量物质的密度,只要测出物体的_________和_________,然后通过公式__________就能计算
出物质的密度。
(3)用_________测质量,用_________测体积。
2.观察如图所示的量筒,想一想、选一选、填一填。
(1)量筒是以______为单位标度的。
A.mL B.cm3
(2)图中量筒的最大测量值是___________,分度值是_________。
(3)甲、乙、丙三位同学在用量筒测液体体积时,读数情况如图所示,其中_______同学读数方法正确,
量筒中液体体积为__________。答案:1. 质量 体积 天平 量筒
2.mL 100mL 1mL 丙 50mL
考点1 测量固体的密度
【设计与进行实验】
1.实验原理:
2.天平的使用和读数:
(1)天平的使用:
①放(天平放水平);②移(游码左移0);③调(左偏右调,右偏左调);④测(左
物右码,用镊子加减砝码.添加砝码时,先大后小,当最小的砝码放上太重时,去掉
太轻时,应去掉最小砝码并调节游码);
(2)天平使用过程中的错误操作:
①游码未归零,天平已经调节平衡,导致所测物体质量 偏大 ;
②指针偏左,便开始测量,所测物体质量 偏大 ;
③指针偏右,便开始测量,所测物体质量 偏小 ;
④砝码磨损,会导致所测物体质量 偏大 ;
⑤砝码生锈,会导致所测物体质量 偏小 ;
3.量筒的使用和读数;
4.实验装置5.实验步骤
①用天平测出固体物块的质量为 ;
②用烧杯将适量的水倒入量筒内,正确读出水的体积V;将待测小固体用细线拴住,轻轻地浸没于量筒
1
内的水中;正确读出水面上升后的总体积V;被测小固体的体积:V=V-V ;
2 2 1
③石块的密度为:
【交流与讨论】
6.误差分析:
特殊情况 密度表达式 实验误差
V 偏小,密度偏大
2
将物块放入量筒中,操作过程中
有水溅出
V 偏大,密度偏小
2
细线对测量结果有影响
物块沾有水,质量偏大,密
度偏大
先测体积,再测质量
7.特殊法测量密度;
考点2 测量液体的密度
实验原理:
实验器材:量筒、天平、烧杯、盐水实验步骤:①用天平测出盐水和烧杯的总质量 ;
②把一部分盐水倒入量筒,测出盐水的体积 ;
③测出烧杯和剩余盐水的总质量 。
则盐水密度的表达式:
实验操作顺序不对导致的偏大/偏小问题
①测固体密度过程中,若先测液体体积,后测质量,则因为石块上沾有水而导致 偏大, 不变,
偏大;
②测液体密度过程中,若先测液体质量,再测液体体积,则 不变,但因为有部分液体在烧杯中倒不
出来导致 减小, 变大;若先测液体体积,再测液体质量,则但因为有部分液体在量筒中倒不出来导致
减小, 不变, 变小。
考点3 混合物质的密度问题
【知识讲解】求平均速度方法:已知前一半路程速度为 ,后一半路程速度为 ,则全程速度为:
。同样,混合密度公式也是如此。
核心公式: , ,
若质量相同的2个不同物体,密度分别为 ,则二者混合后的混合物体的密度为: 。1.如图所示,用托盘天平和量筒测量一小石块的密度,图甲是天平在某时刻时分度盘指针位置的情形,
图乙是天平调平后测量石块质量时天平右盘中砝码和游码的情形,图丙是测量石块体积的情形下列说法
正确的是( )
A.若图甲是测量前情形,则应将天平的平衡螺母向右调使天平平衡
B.若图甲是称量时情形,则应将天平的平衡螺母向左调使天平平衡
C.石块的密度是2.7×103kg/m3
D.若图丙中先测固体和水的总体积再测水的体积,则测出的石块密度会偏大
【解析】A、由图可知,调节天平前指针右偏,平衡螺母应向左移,才能使天平横梁平衡;故A错误;
B、在称量过程中不可调节平衡螺母,故B错误;
C、物体的质量等于砝码的质量加上游码所对刻度,由图乙知天平标尺分度值为 0.2g,则石块的质量为
m=50g+4g=54g;
由图丙可知,量筒中水的体积V
1
=20mL,石块和水的总体积V
2
=40mL,则石块的体积:V石 =V
2
﹣V
1
=40mL﹣20mL=20mL=20cm3,石块的密度:ρ石 = = =2.7g∕cm3=2.7×103kg/m3,故C正确;
D、若图丙中先测固体和水的总体积再测水的体积,由于石块上沾有水,使得石块的体积偏大,由 ρ=
知测出的石块密度会偏小,故D错误。
故选:C。
2.在测量某种矿石密度实验中,使用天平测量矿石质量时,砝码及游码示数如图所示,下列说法正确的
是( )A.称量矿石质量的过程中,若天平横梁不平衡,可调节平衡螺母
B.若将矿石切去一半,则剩余矿石的密度变为原来的一半
C.矿石的质量为28.4g
D.若矿石体积为10cm3,则矿石的密度为 2.82×103 kg/m3
【解析】A、称量矿石质量的过程中,若天平横梁不平衡,需要通过加减砝码和移动游码使天平平衡,
绝对不能调节平衡螺母,故A错误;
B、密度是物质本身的一种属性,与质量无关,若将矿石切去一半,则剩余矿石的密度不变,故B错误;
C、标尺的分度值为0.2g,矿石的质量为20g+5g+3.2g=28.2g;故C错误;
D、若矿石的体积为V=10cm3;则矿石的密度为:ρ= =2.82g/cm3=2.82×103故D确。
故选:D。
3.为了测量牛奶的密度,某同学利用天平和量筒测量了下面的物理量,你认为其中不需要测量的是(
)
A.用天平测量空烧杯的质量
B.将牛奶倒入烧杯中,用天平测量烧杯和牛奶的总质量
C.将烧杯中的牛奶倒入量筒中一部分,测出量筒中牛奶的体积
D.用天平测量烧杯和剩余牛奶的总质量
【解析】用天平和量筒测量牛奶密度的原理是: ,为了减小测量误差,合理的步骤为:
B、将牛奶倒入烧杯中,用天平测量烧杯和牛奶的总质量为m ,
1
C、将烧杯中的牛奶倒入量筒中一部分,测出量筒中牛奶的体积为V,
D、用天平测量烧杯和剩余牛奶的总质量为m ;
2
则牛奶的密度为: ,可见,用天平测量空烧杯的质量是不需要的。
故选:A。
4.为了测量花生油的密度,某实验小组制定了如下实验步骤:
①将烧杯中的部分花生油倒入量筒中,记下花生油的体积;
②将待测花生油倒入空烧杯中,测出花生油和烧杯的总质量;
③测出剩余花生油和烧杯的总质量
④将天平放在水平桌面上并调平;
⑤根据实验数据计算花生油的密度。以上实验步骤安排最合理的是( )
A.①②③④⑤ B.④②①③⑤ C.④②③⑤① D.④①②③⑤
【解析】
测液体密度的实验步骤最合理的是:先测烧杯和液体的总质量,再将液体向量筒中倒入一部分,再测烧
杯和剩下液体的质量,最后利用密度公式计算液体密度;
故合理的实验顺序为:
④将天平放在水平桌面上并调平;
②将待测花生油倒入空烧杯中,测出花生油和烧杯的总质量;
①将烧杯中的部分花生油倒入量筒中,记下花生油的体积;
③测出剩余花生油和烧杯的总质量;
⑤根据实验数据计算花生油的密度。
综合分析,合理的步骤为:④②①③⑤。
故选:B。
5.某同学用托盘天平和量筒测量一小石块的密度,如图甲是调节天平时的情形,图乙和图丙分别是测量
石块质量和体积时的情形,下列说法正确的是( )
A.甲图中应将平衡螺母向左调,使横梁平衡
B.乙图中测石块质量时,天平的读数是71.8g
C.由丙图量筒的示数测得石块的体积是80cm3
D.计算出石块的密度是3.57×103kg/m3
【解析】A、由图甲知,指针左偏,应将平衡螺母向右调使横梁平衡,故A错误;
B、由图乙知,标尺的分度值为0.2g,石块的质量m=50g+20g+1.4g=71.4g,故B错误;
C、由图丙知,水的体积为60ml,水和石块的总体积为80ml,则石块的体积V=80ml﹣60ml=20ml=
20cm3,故C错误;
D、石块的密度ρ= = =3.57g/cm3=3.57×103kg/m3,故D正确。
故选:D。6.小明参加了5月份的实验操作考试。下表中记录的是小明与其他三位同学测出的小石块密度(注:经查
密度表可知,石块的密度为2.50g/cm3)。下列说法正确的是( )
考生 小明 小华 小李 小张
小石块的密度g/cm3 2.45 2.52 2.56 2.60
A.四位考生的实验都失败了,因为密度表中石块的密度为2.50g/cm3
B.只有小华的数据可以接受,因为她的数据最接近密度表中的数据
C.只有小张的数据不可以接受,因为他的数据偏差最大
D.只要实验操作正确,数据真实,上述数据均有效
【解析】在测量过程中误差是不可避免的,实验中只要实验操作正确,数据真实,测量结果就是有效的,
故ABC错误,D正确。
故选:D。
7.以下操作导致的结果分析不正确的是( )
A.用量筒测量液体体积时,若视线是俯视的,则测得的体积比液体的真实体积要大
B.用钢直尺在冬天和夏天分别测同一物体的长度时,则夏天的测量值比冬天要大
C.用累计法测细金属丝的直径时,若绕线没有紧密,则测量值比真实值要大
D.某一刻度尺的刻度比标准刻度间隔小些,用这把刻度尺测得的数值比真实值要大
【解析】A、用量取液体体积时,量筒要放平,读数时视线应与量筒内液体的凹液面最低处相平;若俯
视液面,读数比实际体积偏大,如果仰视液面,读数比实际体积偏小,故A正确;
B、由于钢的热胀冷缩,夏天温度升高,由于热膨胀钢尺的长度变大,所以测量值比物体的实际值偏小;
冬天由于钢尺的收缩,尺子长度变小,所以测量值比实际值偏大,测夏天的测量值比冬天要小,故B不
正确;
C、若在绕金属丝时,没有密绕而是留有间隙,会使测量的线圈长度偏大,导致测得的直径偏大,故 C
正确;
D、刻度间隔小了,会使测量值大于真实值,即测量结果将会偏大,故D正确。
故选:B。
8.如图中所示量筒中液体的质量是 45. 2 g;液体的密度是 1.1 3 g/cm3。【解析】由图知,标尺的分度值为0.2g,则烧杯和液体的总质量为:m =50g+20g+2.4g=72.4g,
1
烧杯和剩余液体的质量为:m =20g+5g+2.g=27.2g,
2
量筒中液体的质量为:
m=m ﹣m =72.4g﹣27.2g=45.2g,
1 2
图中量筒的分度值为2mL,液体的体积:V=40mL=40cm3;
液体的密度为:
ρ= = =1.13g/cm3。
故答案为:45.2;1.13。
9.小芬家在装修房子,她想知道大理石密度的大小,就利用托盘天平和量筒对一小块大理石进行了测量。
(1)先把天平放在水平桌面上,然后将游码移至标尺的零刻度线处,发现指针指在分度盘中央刻度线
的左侧,小芬应将平衡螺母向 右 调节,使天平平衡:把大理石块放在天平的左盘,当天平再次平
衡时,右盘中的砝码及游码在标尺上的位置如图甲所示;
(2)用细线拴好大理石块,把它浸没到盛有20mL水的量筒中之后,水面到达的位置如图乙所示,则
大理石的密度为 2. 7 g/cm3。
(3)若大理石放在水中时会吸水,由此判断,用小芬的测量方法所测得的密度值比它的真实值偏 大
。
【解析】(1)天平使用之前先调平,将游码移至标尺的零刻度线处,发现指针指在分度盘中央刻度线的左侧,说明左盘的质量偏大,则应向右调节平衡螺母,直到指针指在分度盘的中间;
(2)物体的质量等于砝码的质量和游码示数的和,即m=50g+4g=54g,
大理石的体积为:V=40mL﹣20mL=20mL=20cm3,
大理石的密度为:ρ= = =2.7g/cm3;
(3)由题意知,大理石放在水中时会吸水,将大理石放入量筒中的水中,由于大理石吸水,导致测得
的总体积偏小,测得大理石的体积偏小,由ρ= 知,密度测量结果偏大。
故答案为:(1)右;(2)2.7;(3)大。
10.小明同学利用一根不均匀木棒、两根棉线、刻度尺和一盆水,测量石块的密度,实验步骤如下:
(1)用棉线甲系住木棒,提起棉线甲上端,并调节棉线甲下端在木棒上所系的位置,使木棒处于水平
平衡,并在木棒系棉线甲的位置标上点O.
(2)用棉线乙系住石块,挂在木棒左侧A点;提起棉线甲上端,再调节棉线甲在木棒上所系的位置,
使木棒处于水平平衡.若此时棉线甲在木棒上所系的位置为点B,用刻度尺测出AB和BO的长度分别
为L 和L .
1 2
(3)将石块浸没在水盆中(不接触水盆底,水的密度为ρ水 ),提起棉线甲上端,并调节棉线甲在木棒
上所系的位置,使木棒再次处于水平平衡.若此时棉线甲在木棒上所系的位置为点C,用刻度尺测出
AC和CO的长度分别为L 和L .
3 4
(4)则石块的密度ρ= (用实验中所测量的字母表示).
【解析】(1)木棒处于水平平衡,并在木棒系棉线甲的位置标上点 O,点O是木棒的重心,石块的重
力G石 =m石g=ρVg①;
(2)用棉线乙系住石块,挂在木棒左侧A点;调节棉线甲在木棒上所系的位置,使木棒处于水平平衡,
由杠杆的平衡条件得到:G石×L
1
=G×L 2②;
(3)将石块浸没在水中,石块排开水的体积等于它的体积,石块受到浮力,由杠杆的平衡条件得到:
(G石 ﹣F浮 )×L
3
=G×L
4
,即(G石 ﹣ρ水gV)×L
3
=G×L 4③;
由①、②和③得到石块的密度:ρ= 。故答案为: 。
11.小明用托盘天平测量石块的质量时,将天平放在水平桌面上,游码移到标尺的零刻度线处,发现指针
位置如图甲所示,应将平衡螺母向 右 调节,使天平平衡。测量中,当右盘所加础码和游码位置如
图乙所示时,天平平衡,石块的质量为 62.4 g,若石块的密度为2.6g/cm3,石块的体积为 24
cm3。
【解析】(1)图甲中,指针偏左,说明左侧质量偏大,应将平衡螺母向右移动;
(2)图乙中,标尺的分度值是0.2g,其示数为2.4g,石块的质量为50g+10g+2.4g=62.4g;
(3)根据ρ= ,可知V= = =24cm3。
故答案为:右;62.4;24。
12.小明在实验室测量饮料的密度。调节好天平后,将装有适量饮料的烧杯放在天平左盘,在右盘中加减
砝码并移动游码,天平再次平衡后,所加砝码和游码的位置如图甲所示,则烧杯和饮料的总质量为
79.6 g。将烧杯中的部分饮料倒入量筒,如图乙所示,再测得烧杯和剩余饮料的质量为 39g,则所测得
的饮料密度为 1.01 5 g/cm3。仔细观察,小明发现在量筒的内壁上有大量小气泡,则他测得的饮料密
度 偏小 (选填“偏大”或“偏小”)。
【解析】(1)由图甲可知,称量标尺的分度值为 0.2g,游码所对的刻度值为4.6g,烧杯和饮料的总质
量m总 =50g+20g+5g+4.6g=79.6g;
(2)由图乙知,量筒中饮料的体积为V=40mL=40cm3;量筒内饮料的质量m=79.6g﹣39g=40.6g,
饮料的密度:
ρ= = =1.015g/cm3;
(3)量筒的内壁上有大量小气泡,量筒的内壁上附着着大量小气泡,导致测得饮料的体积偏大,由于
测得的质量准确,由ρ= 可知测量的密度偏小。
故答案为:(1)79.6;(2)1.015;(3)偏小。