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第六章 质量与密度(解析版)
课时6.3 测量液体和固体的密度
2022年课程标准 物理素养
1.2.3 通过实验,理解密度。会
物理观念:量筒的使用,测量液体密度的方法,测量固体密度的方
测量固体和液体的密度。能解释
法。
生活中与密度有关的一些物理现
科学思维:通过密度测量,进一步巩固密度的概念。
象。
科学探究:用天平、量筒等测量小石块和盐水的密度。
4.1.2 测量固体和液体的密度。
科学态度与责任:在测量固体和液体密度的过程中,熟悉天平、量
例2 用天平、量筒等测量小石块
筒的使用技能,规范实验操作步骤,培养严谨的科学态度。
和盐水的密度。
知识点一、测量盐水的密度
问 题
良种是增产的重要因素之一。农民选种有多种方式。例如,为了选出饱满的种粒,可以配制适当密
度的盐水进行选种。将种粒浸没在盐水中并适当搅拌,静置一段时间后,清除水面漂浮的空粒、瘪粒,
就可以选出较好的种子(图6.3-1)。怎样测量盐水的密度呢?
1.量筒的使用
(1)量筒上的标度
①单位:量筒上标度单位一般是mL(毫升);
1mL=1cm3=10-6m3;1L=1dm3=10-3m3;1L=1000mL。
②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。
③最大测量值:量筒最上面的刻度所对应的数值。
(2)量筒的使用方法
①会选:在测量前应认清量筒的标度单位、量程和分度值,根据被测物体的体积和测量精度要求选
择合适的量筒。
②会放:使用量筒测量体积时,应将量筒平稳地放在水平台面上。③会读:读数时,视线要与量筒内液体的液面相平。量筒内的液面大多是凹液面(如水、煤油的液
面),但也有液面是凸液面(如水银的液面)。在读数时,视线应和量筒内液体凹液面的底部(或凸液
面的顶部)相平,如图甲、乙所示。
④会记:记录的结果由数字和单位组成。
特别提醒
量筒读数时,视线应与凹液面的底部或凸液面的顶部相平。若仰视液面,视线向上斜,读出的值比
真实值偏小;若俯视液面,视线向下斜,读出的数值比真实值偏大。
(3)用量筒测量不规则固体的体积
固体种类 方法 具体步骤 示意图
(1)先在量筒中倒入适量的水(“适量”是指
密度比水的 水能够浸没固体,且固体浸没后,液面仍在量筒
密度大,在 的量程内),读出此时量筒中水的体积V;
1
水中会沉底 排水法 (2)将形状不规则的固体用细线拴住,使其慢
的固体(且 慢地浸没在量筒的水中,读出此时量筒中水与固
体积较小) 体的总体积V;
2
(3)计算出固体的体积V=V-V。
2 1
密度比水 (1)在量筒中倒入适量的水,读出体积V;
1
小,在水中 (2)用一细长针刺入固体并用力将其压入量筒
会漂浮的固 针压法 内的水中,使其浸没,读出此时的总体积V;
2
体(且体积 (3)被测固体的体积V=V-V(由于针很细,它
2 1
较小) 排开水的体积可以忽略不计)。(1)将待测固体和能沉入水中的重物用细线拴
在一起(重物在下,待测固体在上),用手提着
待测固体上方的细线,只将能沉入水中的重物浸
沉坠法 没在量筒内的水中,读出体积V;
2
(2)将待测固体和重物一起浸没水中,读出体
积V;
3
(3)被测固体的体积V=V-V。
3 2
当固体较大时,无法放入量筒中,可把它慢慢浸
体积较大的 入装满水(水刚好不溢出)的烧杯中,使烧杯中
溢水法
固体 的水溢出;浸没后将溢出的水收集起来倒入量筒
中,溢出水的体积即为固体的体积V。
(23-24八年级上·福建福州·期末)一次需要量出56g密度为 的酒精,最
合适的量筒是( )
A.量程0~100mL,分度值2mL B.量程0~500mL,分度值50mL
C.量程0~250mL,分度值5mL D.量程0~400mL,分度值10mL
【答案】A
【详解】根据密度公式得,56g密度为 的酒精体积为
用量筒量取70mL酒精的质量就是56g,因为要一次量取酒精,因此选择量程最接近70mL,分度值较小
的量筒,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.测量盐水的密度
实验思路
首先测出盐水的质量和体积,然后通过公式 就能计算出盐水的密度。
实验原理:
实验器材:天平、量筒、烧杯、待测液体
实验步骤
(1)将天平放在水平桌面上,调节天平平衡;
(2)将适量的盐水倒入烧杯中,用天平测出盐水和烧杯的总质量m(如图甲所示);
1
(3)将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分,读出量筒中盐水的体积V(如图乙所示);
(4)用天平测出烧杯和剩余盐水的质量m(如图丙所示);
2(5)待测液体的密度为 。
实验数据
杯和盐水的总 杯和剩余盐水 量筒中盐水的质量 量筒中盐水的体 盐水的密度 ρ/
质量m/g 的总质量m/g m(=m-m)/g 积V/cm3 (g/cm3)
1 2 1 2
实验误差分析
(1)若先测出空烧杯的质量m,再测出液体和烧杯的总质量m,然后将烧杯的液体全部倒入量筒中
1 2
测出体积V,计算出液体的密度 ,则在这个方案中,将烧杯中的液体倒入量筒内时,总有部分
液体附着在烧杯内壁上无法倒出,使测出的液体的体积偏小,从而使计算出的液体的密度偏大。
(2)若先用量筒测出液体的体积V,再用调节好的天平测出空烧杯的质量m,然后将将量筒内的液
1
体全部倒入烧杯中,测出烧杯和液体的总质量m,计算出液体的密度 ,则在这个方案中,将
2
量筒中的液体倒入烧杯中时,总有部分液体附着在量筒内壁上无法倒出,使测出的液体和烧杯的总质量
m 偏小,即测出的液体的质量偏小,从而使计算出的液体的密度偏小。
2
(23-24八年级下·江苏镇江·阶段练习)小磊利用天平和量筒测量了一小块矿石的密度。
(1)把天平放在水平台面上,将游码移至标尺左端的 处,指针的位置如图甲所示,此时应向
(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)将矿石放在天平的左盘中,通过向右盘加减砝码后,指针的位置如图甲所示,此时应 ,使
天平平衡;天平平衡后,所用砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示,则矿石的质量为 g。
(3)向量筒中倒入60mL的水,用细线拴住矿石并放入量筒中后,量筒中的水面如图丙所示,则实验所测
矿石的密度为 。(4)若矿石具有吸水性,实验所测矿石的密度值 (选填“偏大”或“偏小”);在测量过程中,
若使用的砝码有磨损,所测矿石密度 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
【答案】(1) 零刻度线 右;(2) 向右移动游码 48.8;(3)2.44×103;(4) 偏大 偏
大
【详解】(1)[1][2]把天平放在水平台上,将游码移至横梁标尺左端零刻度线处,指针的位置如图甲所示,
指针偏左,因此应将右平衡螺母向右移动,直到指针静止时指在分度标尺的中央处。
(2)[1]将矿石放在天平的左盘中,通过向右盘加减砝码后,指针偏左,表明砝码不够,所以此时应向右
移动游码,使指针再次指在分度盘的中线处,天平平衡。
[2]天平平衡后,所用的砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示,矿石的质量为
m=20g+20g+5g+3.8g=48.8g
(3)向量筒中倒入60mL的水,用细线拴住矿石并放入量筒中后,量筒中的水面如图丙所示,示数为
80mL,则矿石的体积为
V=80ml-60ml=20ml=20cm3
则所测矿石的密度为
(4)[1]因矿石具有吸水性,会使测得的体积偏小,由 得,实验所测矿石的密度值偏大。
[2]实验时,若测量金属块的质量时使用了已经磨损的砝码,砝码的实际质量比标示的质量小,导致称量
值比真实值大,根据 可知,用这种方法测出的金属块的密度与真实值相比偏大。
知识点二、测量小石块的密度
实验思路
测出不吸水的小石块的体积和质量,就可以利用公式 得到小石块的密度了。
实验原理:
实验器材:天平、量筒、细线、待测固体、水、小石块
实验步骤
(1)将天平放在水平桌面上,调节天平平衡;
(2)用天平测出固体的质量m(如图甲所示);
(3)在量筒中倒入适量的水,读出水的体积V(如图乙所示);
1
(4)将待测固体用细线拴住浸没在量筒内的水中,读出固体和水的总体积V(如图丙所示);
2
(5)待测固体的密度为 。实验数据
小石块放入量
小石块的质量 小石块和水的 小石块的体积V 小石块的密度
筒前量筒中水
m/g 总体积V/cm3 (=V-V)/cm3 ρ/(g/cm3)
2 2 1
的体积V/cm3
1
实验误差分析
(1)细线体积对测量结果的影响:实验中测量出的总体积V 不仅包含固体和水的体积,还包含浸在
2
水中细线的体积,所以测量的结果会略微偏大,计算出的密度会略偏小。
(2)若实验中先用排水法测量固体体积,再将固体放在天平上测量其质量,则因为固体上带有水,
会使质量的测量结果偏大,致使计算出的密度值偏大。
(24-25八年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)小强想知道果汁的密度。他利用天平和量
筒进行了如下实验:
(1)将天平放在 桌面上,游码移到标尺左端零刻度线处,此时指针位置如图甲所示,向
调节平衡螺母,直到天平平衡;
(2)向烧杯中倒入适量果汁,将装有果汁的烧杯放在已调平的天平右盘,向左盘中加减砝码并调节游码,
天平再次平衡后,左盘中砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,则果汁和烧杯的总质量为
g;
(3)将烧杯中的果汁倒入量筒中一部分,如图丙所示,则量筒中果汁的体积为 cm³;
(4)用天平测出剩余果汁和烧杯的总质量为44.4g,则所测果汁的密度为 kg/m³;
(5)在把烧杯中的果汁倒入量筒中时,如果有几滴果汁滴到桌面上,会导致所测果汁密度值
(选填“偏大”或“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) 水平 右;(2)86.4;(3)40;(4)1.05×103;(5)偏大
【详解】(1)[1][2]将天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端零刻度线处,此时指针偏左,说明右盘偏
轻,所以应向右调节平衡螺母,直到天平平衡。(2)因装有果汁的烧杯放在天平右盘,则果汁和烧杯的总质量应为
50g+20g+20g-3.6g=86.4g
(3)将烧杯中的果汁倒入量筒中一部分,如图丙所示,量筒分度值为2mL,则量筒中果汁的体积为
V =40mL=40m3
(4)用天平测出剩余果汁和烧杯的总质量为44.4g,则量筒内液体的质量为
m=m -m =86.4g-44.4g=42g
总 剩
所测果汁的密度为
(5)在把烧杯中的果汁倒入量筒中时,如果有几滴果汁滴到桌面上,会导致所测倒出的果汁的体积偏小,
根据密度公式 ,所测果汁密度值偏大。
问题一:量筒的选取
(1)选用量筒时,应选择量程比待测液体的体积大的;
(2)量筒的分度值越小越精确,可根据实际测量精度要求选择分度值合适的量筒。
【典例1】(23-24八年级下·江苏盐城·期中)选项中为实验室四种不同规格量筒的局部图,如需要一次性
较准确量出152g密度为 的酒精,选择哪一种规格的量筒较为合适( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】酒精的体积是
量筒的量程应大于190mL,则应选量程为0~200mL的,如果选择量程为0~500mL或0~1000mL的量
筒,分度值较大,误差较大,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
【变式1-1】(2024·河南信阳·二模)下面列出的是不同量筒的最大测量值和分度值。小明同学要尽可能
准确地一次测出质量为96g、密度为 的酒精体积,他应选用的量筒是( )
A.50mL 1mL B.100mL 1mL
C.200mL 2mL D.500mL 5mL
【答案】C
【详解】由 可得需要称量的酒精体积
因为要一次量取酒精,因此选项A、B不符合要求,量程为200mL和500mL的量筒都可以使用,考虑到
要尽可能精确的量取,量筒的分度值越小越精确,因此要选用量程为200mL、分度值为2mL的量筒较合
适。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【变式1-2】(22-23八年级下·江苏苏州·阶段练习)用量筒量取溶液,视线与量筒内液体的凹液面最低处
保持水平,读数为18毫升;倒出部分液体后,俯视凹液面的最低处,读数为7毫升。则该学生实际倒出
溶液体积( )
A.大于11毫升 B.小于11毫升
C.等于11毫升 D.无法确定范围
【答案】A
【详解】量筒使用时,视线要与凹液面保持相平,俯视,读数比实际值偏大;仰视,比实际值偏小。由
题意知,用量筒量取溶液,视线与量筒内液体的凹液面最低处保持水平,读数为18毫升;倒出部分液体
后,俯视凹液面的最低处,读数为7毫升,读数比实际值偏大,实际剩余液体的体积小于7mL。则该学
生实际倒出的溶液体积大于
18mL﹣7mL=11mL
故选A。
问题二:密度的测量
【角度1】测量固体的密度
1.天平调平衡:移动平衡螺母(指针左偏,平衡螺母右移;指针右偏,平衡螺母左
移);
2.天平使用:把天平放在水平桌面上,游码放在“零”位,调节平衡螺母使天平平衡,左盘放被测
物体,右盘放砝码,不得用手夹取砝码;
3.求被测量物体质量:物体总质量等于砝码总质量加上游码读数;
4.液体体积测量:视线要与液面相平,1mL=1cm3;
5.被测物体密度:用密度公式进行计算即可;6.靠增减砝码无法使天平平衡时:取下最小砝码,调节往右调节游码。
【典例2】(2024·山东日照·一模)小明利用天平和量筒测量了一小块矿石的密度;
(1)把天平放在水平台上,将游码移至称量标尺左端的零刻度线上,指针的位置如图甲所示,此时应向
(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平平衡;
(2)将矿石放在天平的左盘中,通过向右盘加减砝码后,指针的位置如图甲所示,此时应 ,
使天平平衡;
(3)天平平衡后,所用砝码及游码在称量标尺上的位置如图乙所示,则矿石的质量为 g;
(4)向量筒中倒入60mL的水,用细线拴住矿石并放入量筒中后,量筒中的水面如图丙所示,则矿石的体
积为 cm3;
(5)实验所测矿石的密度为 kg/m3;
(6)因矿石具有吸水性,实验所测矿石的密度值 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)右;(2)向右移动游码;(3)48.8;(4)20;(5)2.44×103;(6)偏大
【详解】(1)根据图甲知,指针偏左,说明右盘偏轻,故应向右调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)根据题意知,称量矿石质量时,增减砝码后指针偏左,说明右盘中砝码质量小于矿石的质量,故应
向右移动游码,使天平平衡。
(3)根据图乙知,标尺的分度值为0.2g,矿石的质量
(4)由图丙知,总体积为80mL,故矿石的体积
(5)矿石的密度
(6)由于矿石具有吸水性,导致矿石浸没后的总体积偏小,计算出矿石的体积就偏小,由密度公式可知,
实验所测矿石的密度值偏大。
【变式2-1】(2024·河南南阳·一模)小薇同学在测固体密度时,操作步骤如下:(1)在实验室,小薇把天平放在 工作台上,将 归零,发现指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,
此时应将平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,使天平横梁平衡;
(2)小薇选用了一块小矿石,用调好的天平测它的质量,当右盘中所加砝码和标尺上游码的位置如图甲所
示时,天平恢复平衡,则测得的矿石质量是 g;
(3)如图乙所示的量筒分度值为 cm3,在量筒中装入适量的水,将系了细线的矿石轻放入量筒中,如
图乙所示,读数时视线应与液面 (填“相平”或“不平”),测得矿石的体积是 cm3;(细
绳体积忽略不计)
(4)实验后,小薇发现使用的20g砝码生锈了(砝码变重),由此会导致测得的矿石密度 (填“偏
大”“偏小”或“不变”);
(5)小薇测得矿石的密度是 g/cm3。
【答案】(1) 水平 游码 右;(2)43.4;(3) 2 相平 20;(4)偏小;(5)2.17
【详解】(1)[1][2][3]天平在调节时,首先应将其放在水平台上,将游码拨到标尺左端的零刻度线处,
再调节平衡螺母使指针指在分度盘的中央,此时表示天平已经平衡;已知发现指针偏向分度盘的左侧,
平衡螺母应向右调节。
(2)如图甲所示,本游码标尺的分度值是0.2g,矿石的质量
(3)[1][2][3]由图乙可知,量筒分度值为2mL=2cm3,量筒读数,视线应该与量筒内凹液面的底部相平,
由图乙所示量筒可知,测得矿石的体积
(4)所使用的20g的砝码生锈了,砝码生锈后质量会增大,这样用较少的砝码或少移动游码就可以使天
平横梁水平平衡,因此,测得的质量会偏小,根据 知,他所测量的矿石密度将比实际矿石的密度
偏小。
(5)小薇测得矿石的密度为
【变式2-2】(24-25九年级上·重庆·开学考试)小明和小军在实验室练习测量物质的密度,他们找来两块
完全相同的具有一定吸水性的石块分别进行测试(吸水后体积不变),小明实验步骤如下:(1)将天平放在 桌面上,把游码拨至标尺左端 ,发现横梁稳定时指针偏向分度盘的右侧,要
使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母往 (选填“左”或“右”)调;
(2)用调好的天平测出石块A的质量如图甲所示,则石块的质量为 ;
(3)因为石块A较大,不能直接放入量筒中,小明找来一质量为 的烧杯往烧杯倒入适量的水,并将石
块放入杯中,石块吸水后,用油性笔在烧杯壁记下此时水面位置为如 ,图乙所示。然后将装有石块、
水的烧杯放在天平的左盘测出总质量为162.6g,则倒入烧杯中水的体积为 ;
(4)接着,将石块A从水中取出后,再往烧杯中缓慢加水,使水面上升至记号 ,如图丙所示,用天平测
出杯和水的总质量为 ,根据所测数据计算出石块的密度为 ;
(5)小军思考后发现采用小明的方法测量,会使石块密度测量值 (选填“偏大”、“偏小”或“不
变”);
小军拿出与A相同的另一石块B,认为可以按下面的操作减少误差:
a.首先测出石块B的质量和石块A的质量相同;
b.接着他将图丙中装有水的烧杯直接放在天平的左盘,将此石块B用细线系住完全浸入水中(不触底),
如图丁所示,测得此时的质量为135.2g。
c.取出石块B,再次测量石块质量为73.6g,则未吸水石块的密度为 。
【答案】(1) 水平 零刻度线处 左;(2)72.6;(3)50;(4)3.3;(5) 偏小 3
【详解】(1)[1][2][3]把天平放在水平桌面上,把游码拨到标尺左端的零刻度线处,天平使用前的调节:
指针左偏右调、右偏左调来调节平衡螺母,横梁稳定时指针偏向分度盘的右侧,要使横梁在水平位置平
衡,应将平衡螺母往左调。
(2)由图甲知,天平标尺的分度值为0.2g,石块A的质量
m =50g+20g+2.6g=72.6g
石
(3)装有石块、水的烧杯放在天平的左盘测出总质量为162.6g,烧杯质量为40g,倒入水的质量
m =m -m -m =162.6g-72.6g-40g=50g
水 总 石 杯
倒入烧杯中水的体积为
(4)将石块从水中取出后,再往烧杯中缓慢加水,使水面上升至记号M,用天平测出杯和水的总质量为
112g,此时,杯中水的体积
石块体积V =V ′-V =72cm3-50cm3=22cm3
石 水 水
石块的密度
(5)[1][2]石块吸水,将石块从水中取出后,会带走一部分水,再加水至记号M处时,加入水的质量偏
大,由此可知计算得到加水的体积V ′偏大,石块体积偏大,由密度公式知密度测量值偏小;石块B用
水
细线系住完全浸入水中,如图丁所示,测得此时的质量为135.2g,取出石块B,再次测量其质量为
73.6g,则B吸水的质量为
m =73.6g-72.6g=1g
吸
则若B不吸水排开水的质量应为
m=135.2g+1g-112g=24.2g
排开水的体积即石块的体积
未吸水石块的密度为
【角度2】测量液体的密度
1.天平调平衡:移动平衡螺母(指针左偏,平衡螺母右移;指针右偏,平衡螺母左
移);
2.天平使用:把天平放在水平桌面上,游码放在“零”位,调节平衡螺母使天平平衡,左盘放被测
物体,右盘放砝码,不得用手夹取砝码;
3.求被测量物体质量:物体总质量等于砝码总质量加上游码读数;
4.液体体积测量:视线要与液面相平,1mL=1cm3;
5.被测物体密度:用密度公式进行计算即可;
6.靠增减砝码无法使天平平衡时:取下最小砝码,调节往右调节游码。
【典例3】(2024·西藏日喀则·一模)如图所示,这是尼玛同学设计的测牛奶密度的实验步骤及他的操作
示意图:
A.测出空杯子的质量为m(如图A);
B.将一袋牛奶倒一部分在空杯中,测得总质量为m(如图B);C.将杯中的牛奶再倒入量筒中,测得其体积为V(如图C);
D.计算出牛奶的密度 。
(1)调节天平时,发现指针偏向分度盘的右侧,此时应将平衡螺母向 调;
(2)尼玛测得牛奶的质量m= g;请你帮小强计算出牛奶的密度 = kg/m3;
(3)其实尼玛设计的实验步骤有明显的瑕疵,由于往量筒中倒牛奶时不可能倒尽,因此按他设计的步骤测
出的牛奶密度值将 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)左;(2) 75 ;(3)偏大
【详解】(1)调节天平平衡时,指针偏向分度盘右侧,天平的左边高,右侧重,应向左调节平衡螺母,
才能让杠杆在水平位置平衡。
(2)[1]由图A知,空杯的质量
m=20g+10g+4.2g=34.2g
1
由图B知,杯及牛奶的总质量
m=100g+5g+4.2g=109.2g
2
牛奶的质量
m=m-m=109.2g-34.2g=75g
2 1
[2]由图C知,量筒的分度值为1mL,牛奶的体积
牛奶的密度
(3)将牛奶由烧杯倒入量筒中,烧杯中有牛奶残留,造成测得的牛奶体积偏小,其质量为准确值,据
知,测得的密度偏大。
【变式3-1】(2024·山东泰安·中考真题)在“用天平和量筒测量盐水的密度”实验中,操作过程如下,
请回答问题:
(1)把天平放在水平桌面上,将游码拨到标尺左端零刻度线处,指针静止时如图甲所示,此时应向
(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平平衡;
(2)继续进行实验:
①向烧杯中倒入适量的盐水,用天平测出烧杯和盐水的质量为109.2g;②把烧杯中的部分盐水倒入量筒,如图乙所示,量筒中盐水的体积为 ;
③用天平测出烧杯和剩余盐水的质量,天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图丙所示;
(3)根据测量的实验数据,计算出盐水的密度为 ;
(4)细心的小明同学发现,在步骤②中有少量盐水倒在了量筒外面,测得盐水的密度比真实值偏
(选填“大”或“小”)。
【答案】(1)右;(2)60;(3)1.03;(4)大
【详解】(1)由图甲可知,指针向左偏,则平衡螺母要向右调,使天平平衡。
(2)[1]将烧杯中一部分盐水倒入量筒中(如图乙),则量筒内盐水的体积是60cm3。
[2]由图丙可知烧杯和剩余盐水的质量
m=20g+20g+5g+2.4g=47.4g
2
(3)倒入量筒内的盐水的质量
m=m-m=109.2g-47.4g=61.8g
1 2
盐水的密度
(4)在步骤②中有少量盐水倒在了量筒外面,测量盐水的体积偏小,质量不变,由 可知测得盐水
的密度比真实值偏大。
【变式3-2】(2024·陕西宝鸡·二模)小林妈妈在家里自酿了梅子酒,小林想知道自酿梅子酒的密度,于
是利用天平和量筒进行测量,操作过程如下:
(1)将天平放在水平桌面上,把游码移至零刻度线处,指针静止时位置如图甲所示,则应将平衡螺母向
(选填“左”或“右”)调节,使横梁平衡;
(2)天平平衡后,进行了以下操作:
a.将烧杯中梅子酒的一部分倒入量筒,测出量筒中梅子酒的体积V;
b.用天平测出烧杯和剩余梅子酒的总质量m;
1
c.将待测梅子酒倒入烧杯中,用天平测出烧杯和梅子酒的总质量m;
2
①请写出正确的操作顺序: (填字母);
②若在操作c中测得烧杯和梅子酒的总质量为73.4g,其余实验数据如图乙、丙所示,该梅子酒的密度为kg/m3;
(3)如果小林将梅子酒倒入量筒后,有少许梅子酒残留在量筒内梅子酒液面上方的筒壁上,一直未流下去,
则他所测得的梅子酒密度值比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)右;(2) cab 0.91×103;(3)偏大
【详解】(1)调节天平平衡时,如图甲所示,指针向左偏,说明左侧质量偏大,因此应向右调节平衡螺
母。
(2)[1]正确的测量液体密度的步骤:先测量烧杯和液体的总质量,然后往量筒中倒入适量液体测量体积,
然后再称剩余的液体和烧杯的质量,求出质量和体积,根据密度公式进行求解,所以正确的操作顺序是
cab。
[2]若在操作c中测得烧杯和梅子酒的总质量为73.4g,即m=73.4g,由乙图可知烧杯和剩余梅子酒的总质
2
量为m=37g,则倒进量筒的梅子酒质量为
1
m=m-m=73.4g-37g=36.4g
2 1
由丙图可知倒进量筒的梅子酒体积为40mL即40cm3,则梅子酒的密度为
(3)如果小林将梅子酒倒入量筒后,有少许梅子酒残留在量筒内梅子酒液面上方的筒壁上,一直未流下
去,则他所测得的梅子酒的体积偏小了,根据 可知,所测密度值比真实值偏大。
【基础强化】
1.(2024·广东肇庆·二模)如图所示,量筒里水的体积为 mL。
【答案】25
【详解】由图可知,量筒的分度值为1mL,量筒内水的体积为25mL。
2.(23-24八年级上·宁夏石嘴山·期末)为了测量某种液体的密度,小明取了适量这种液体的样品,进行
了以下实验:
①将烧杯中的液体倒入量筒,读出液体的体积V;②用天平测出空烧杯的质量m;③将量筒中的液体倒
1 1入烧杯;④用天平测出烧杯和液体的总质量m;⑤计算出液体的密度ρ
2
请从上述步骤中选取有用步骤,按误差较小的操作顺序排序 (只填写序号)。
【答案】①②③④⑤
【详解】测量某种液体的密度时,要测量部分液体的体积和质量,根据密度公式计算密度大小,误差最
小的步骤①将烧杯中的液体倒入量筒,读出液体的体积V;②用天平测出空烧杯的质量m;③将量筒中
1 1
的液体倒入烧杯;④用天平测出烧杯和液体的总质量m;⑤计算出液体的密度ρ,其序号是①②③④⑤。
2
3.(2024·甘肃陇南·一模)如图是测量酱油密度的过程,图甲可读出烧杯和酱油的总质量,将一部分酱
油倒入量筒后,再用天平测出烧杯和剩余酱油的质量为36.4g,图乙可读出量筒中酱油的体积。量筒内酱
油的质量m= g,酱油的密度ρ= kg/m3。
【答案】 46 1.15×103
【详解】[1]标尺的分度值为0.2g,游码在标尺上对应的刻度值为2.4g,烧杯和酱油的总质量为
量筒内酱油的质量为
[2]图乙可读出量筒中酱油的体积
酱油的密度
4.(23-24八年级下·江苏徐州·阶段练习)小明测量某种矿石的密度,他先用 测量矿石的质量
为52g;如图所示,再将矿石缓慢浸没在量筒中,此过程中水对量筒底部的压强将 ;该矿石的
密度为 。
【答案】 天平 变大 2.6【详解】[1]天平可以测量物质的质量,故先用天平测出矿石的质量。
[2]将矿石浸没在装有水的量筒中,水的液面上升,由p=ρgh可知,液体密度不变,深度变大,故水对量
筒底部的压强将变大。
[3]根据题意,由图可知,矿石的体积
V=40mL-20mL=20mL=20cm3
矿石的密度
5.(23-24八年级下·江苏苏州·期末)小明用天平和量筒等器材测量小石块的密度。如图所示,石块的质
量是 g,石块的体积是 ,石块的密度是 。
【答案】 17.4 5 3.48
【详解】[1]由左图可知,标尺的分度值为0.2g,游码所对应的质量为2.4g,石块的质量为
[2]如右图所示,量筒的分度值为1mL,量筒水的体积V=30mL,然后测量小石块和水的总体积为
1
V=35mL,则石块的体积为
2
[3]根据密度公式 可得,石块的密度为
【素养提升】
6.(2024·安徽安庆·二模)为测出石块的密度,某同学用天平测石块的质量,天平砝码与游码的读数如
图乙所示,接着用量筒和水测石块的体积如图丙所示,下列判断正确的是( )A.测量前天平指针如图甲所示,此时应该向右调节平衡螺母
B.石块的质量为61.1g
C.石块的密度是2.04×103kg/m3
D.若石块吸水将导致密度的测量值偏小
【答案】C
【详解】A.由图甲可知指针偏向分度盘的右侧,所以应向左调节平衡螺母,故A错误;
B.图乙中,天平的标尺的分度值为0.2g,示数为1.2g,砝码的质量为
50g+10g=60g
石块的质量为
故B错误;
C.图丙中,水的体积为20mL,水和石块的总体积为50mL,则石块的体积为
石块的密度为
故C正确;
D.若石块吸水,则导致所测石块和水的总体积偏小,而水的体积测量值是准确的,根据石块体积等于两
次量筒示数之差,所以测得石块的体积偏小,由公式 可知,会使得石块密度的测量值偏大,故D
错误。
故选C。
7.(23-24八年级下·江苏南京·期中)小明利用托盘天平和量筒测量盐水的密度,部分操作过程如图所示,
下列说法中正确的是( )
①量筒中液体的质量为82.4g
②盐水的密度是1.1×103kg/m3
③按照乙、甲、丙的顺序实验,会使盐水密度测量结果偏大
④按照甲、丙、乙顺序操作,如果盘中5g砝码有磨损,则测得盐水密度偏大
A.只有①②正确 B.只有②③正确 C.只有③④正确 D.只有③正确
【答案】D【详解】①图甲中,烧杯和盐水的总质量为
图乙中,烧杯和剩余盐水的质量为
则量筒中液体的质量为
故①错误;
②由图丙可知,量筒中盐水的体积为
则盐水的密度为
故②错误;
③如果按照乙、甲、丙的顺序实验,会有一部分水附着在烧杯壁上,倒入量筒中的盐水比实际体积偏小,
根据密度公式可以判断,密度偏大;故③正确;
④如果盘中5g砝码磨损,则砝码的质量比实际偏小,所以当右盘放置磨损砝码时,称得烧杯和剩余盐水
的质量要比实际质量偏大,则两次质量测量之差偏小,根据密度公式可知测得盐水密度偏小,故④错误。
综上所述:只有③正确,①②④错误。故ABC错误,D正确。
故选D。
8.(2024·福建莆田·二模)测量一个不吸水塑料球的密度,步骤如下:
(1)托盘天平放在水平桌面上,把游码拨至零刻度线处,发现指针所处位置如图甲所示,应将平衡螺母向
调节,使天平在水平位置平衡
(2)用托盘天平测量塑料球的质量,天平平衡时砝码质量以及游码在标尺上的位置如图乙所示,则塑料球
的质量 g:
(3)因塑料球的密度小于水,需在该塑料球下方悬挂一铁块,按照如图丙所示的ABC顺序进行实验,其中
A图中加的水应适量,“适量”的含义是:① ② ;
(4)通过测量并计算,该塑料球的密度是 ;
(5)分析以上步骤,测体积的操作顺序会引起塑料球密度测量值偏 ;要减小测体积的误差,实验的操作顺序应改为 (填图丙中的字母)。
【答案】(1)左;(2)18;(3) 既要浸没被测物 又不超过量筒的最大测量值;(4)0.9;(5) 小
ACB
【详解】(1)由图甲,调节天平平衡时,指针右偏,说明天平右端下沉,平衡螺母向相反的方向移动,
平衡螺母向左移动。
(2)由图乙知道,标尺每一个大格代表1g,每一个小格代表0.2g,塑料球的质量
m=10g+5g+3g=18g
(3)[1][2]因塑料球的密度小于水,需在该物块下方悬挂一铁块,按照如图乙所示A、B、C顺序进行实
验,其中A图中加的水应适量,“适量”的含义是:①既要浸没被测物;②又不超过量筒的最大测量值。
(4)由丙图中的B知道,塑料球、水、铁块的总体积
V=80mL=80cm3
1
据丙图中的C知道,水、铁块的总体积
V=60mL=60cm3
2
故塑料球的体积是
则塑料球的密度为
(5)[1]因为把塑料球从水中提出时会沾有水,所以测得材料的体积偏大,据密度公式知道,密度偏小。
[2]为了减小误差,应先测水、铁块的总体积,再测塑料球、水、铁块的总体积,所以正确操作顺序应该
是ACB。
9.(2024·湖北·二模)实验小组为了测量某种绿茶饮料的密度,进行了以下实验。
(1)把天平放在水平桌面上,将游码移到标尺左端的 ;在调节天平横梁时,发现指针静止在分度盘
中央刻度线的右侧,此时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使天平平衡;
(2)测量绿茶饮料和玻璃杯的总质量时,向右盘加入最小的砝码后发现指针静止在分度盘中央刻度线偏左
侧,下一步操作是 ;
(3)测得绿茶饮料和玻璃杯的总质量为70g,然后将一部分绿茶饮料倒入量筒中,如图所示。再将玻璃杯放
在天平左盘上,称得剩余绿茶饮料和玻璃杯的总质量如图,由此可知:量筒中绿茶饮料的质量是
g,绿茶饮料的密度是 kg/m3。
【答案】(1) 零刻度线 左;(2)向右移动游码;(3) 38.6 1.14×103
【详解】(1)[1][2]根据天平的使用方法可知,把天平放在水平桌面上,将游码移到标尺左端的零刻度处;在调节天平横梁时,发现指针静止在分度盘中央刻度线的右侧,说明天平的右端下沉,左端上翘,平衡
螺母向上翘的左端移动。
(2)测量绿茶饮料和烧杯的总质量,发现指针静止在分度盘中央刻度线偏左侧,说明左侧沉,根据左物
右码,为了准确测量,应向右移动游码。
(3)[1][2]由题意知,图中量筒的分度值为2mL,量筒中绿茶的体积为34mL即34cm3,剩余绿茶饮料和
烧杯的总质量
m=20g+10g+1.4g=31.4g
1
则量筒中绿茶的质量为
m=m -m=70g-31.4g=38.6g
总 1
绿茶的密度
10.(2024·湖北十堰·一模)小杜同学在长江边捡到了一块漂亮的石块,他用天平和量筒测量石块的密度。
(1)他设计了下列实验步骤:
①用调节好的天平测出石块的质星m;
②向量筒中倒进适量的水,读出水的体积 ;
③根据密度的公式,算出石块的密度ρ;
④将石块浸没在量筒内的水中,读出石块和水的总体积 。
他应采用正确的实验步聚顺序为_____________(选填下列选项前的字母)。
A.①②④③ B.①②③④ C.②③④① D.②③①④
(2)小杜同学现将天平放在水平桌面上,移动游码至标尺左端“0”刻度线处,发现指针静止在分度盘中央
的右边,则应将平衡螺母向 调节,直至天平平衡。用调好的天平测矿石质量,如图甲,指
出实验操作中错误是 ;
(3)小杜纠正错误后,重新调节天平平衡并测量石块质量,当天平平衡时右盘砝码和游码如图乙所示,石
块质量为 g;计算出石块密度为 ;
(4)若石块磨损后,它的密度将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)A;(2) 左 见解析;(3) 38.4 2.56;(4)不变
【详解】(1)测固体的密度时,应先测固体的质量、再测固体的体积,正确的实验步骤顺序为:
①用调节好的天平测出矿石的质量m;
②向量筒中倒进适量的水,测出这些水的体积V;
1④将石块浸没在置筒内的水中,测出石块和水的总体积V。
2
③根据密度的公式,求出石块的密度ρ;
实验顺序是①②④③,故选A。
(2)[1][2]将天平放在水平桌面上,移动游码至标尺左端零刻度线处,指针静止在分度盘中央的右边,应
将平衡螺母向左调节;由图甲可知,在称量过程中,用手拿砝码了,这样会使砝码生锈,应该用镊子夹
取砝码。
(3)[1][2]如图乙,石块的质量为
m=20g+10g+5g+3.4g=38.4g
如图丙,量筒分度值为1mL,该石块放入前后示数分别为30mL、45mL,根据排水法,石块的体积为
V=45mL-30mL=15mL=15cm3
石块的密度为
(4)密度是物质的一种特性,与质量和体积无关,若该小石块被磨损,它的物质密度将不变。
【能力培优】
11.(23-24八年级下·江苏无锡·期中)以下是测定菜油密度的实验步骤:(1)用天平测出空矿泉水瓶的
质量m;(2)在矿泉水瓶中装满水,用天平测出总质量m;(3)将矿泉水瓶中的水倒完吹干,再装满
1
菜油,用天平测出总质量m;(4)将菜油全部倒入量筒中,用量筒测出矿泉水瓶里所盛菜油的体积V;
2 1
(5)将部分菜油倒入量筒中,测出剩余菜油和瓶的总质量m;(6)读出量筒中所盛菜油的体积V;
3 2
(7)计算菜籽油的密度。有三个实验小组分别选用其中部分实验步骤测量出菜油的密度,并写出表达式:
① ② ③ ,你认为比较合理的表达式有:( 为已知)( )
A.①②③ B.①③ C.②③ D.①②
【答案】B
【详解】如果选择步骤1、2、3、7进行实验,矿泉水瓶中水的质量
这些水的体积
相同的瓶子装满水和装满菜油时体积是不变的,即
瓶中菜油的质量
所以菜油的密度故表达式① 合理且误差较小。
如果选择步骤1、3、4、7进行实验,矿泉水瓶中菜油的体积V,质量
1
菜油的密度为
在步骤4中,把菜油全部从矿泉水瓶倒入量筒的过程中,一定会有一部分菜油残留在矿泉水瓶中,造成
最后计算出来的密度偏大,故表达式② 不合理且误差较大。
如果选择步骤3、5、6、7进行实验,被倒入量筒中菜油的体积V,质量
2
菜油密度为
因为使用的是倒入量筒中那部分菜油的质量和体积计算的菜油密度,所以不存在残留问题,故表达式③
合理且误差较小。综上所述,①③符合题意。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
12.(2024·江西上饶·一模)【提出问题】赣南脐橙浓甜芳香,小明喝脐橙汁时,突然想知道这个脐橙汁
的密度,于是他和小华到实验室用天平和量筒做了如下实验:
【设计实验与进行实验】
(1)将天平放在水平台上,把游码放在零刻度处,发现指针指在分度盘的右侧,要使横梁平衡,应将平衡
螺母向 (选填“右”或“左”)调。
(2)用天平测出空烧杯的质量为17g,在烧杯中倒入适量的脐橙汁,测出烧杯和脐橙汁的总质量如图甲所示,
将烧杯中的脐橙汁全部倒入量筒中,脐橙汁的体积如图乙所示,则烧杯中脐橙计的质量为 g,脐橙
汁的密度为 kg/m3。(3)小明用这种方法测出的脐橙汁密度会 (选填“偏大”或“偏小”)。
(4)【拓展】小华不小心将量筒打碎了,老师说只用天平也能测量出脐橙汁的密度。于是小华添加两个完
全相同的烧杯和适量的水,设计了如下实验步骤,请你补充完整。
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m;
0
②将一个烧杯 ,用天平测出烧杯和水的总质量为m;
1
③用另一个烧杯装满脐橙汁,用天平测出烧杯和脐橙汁的总质量为m;
2
④则脐橙计的密度表达式ρ= (已知水的密度为ρ )。
水
(5)【交流】小明针对【拓展】中小华的实验设计进行评估后,认为小华设计的操作过程有不妥之处,你
认为该不妥之处是 。
【答案】(1)左;(2) 45 ;(3)偏大;(4) 装满水 (5)烧杯中装满液体
易洒出,不方便操作
【详解】(1)根据天平的使用方法,将天平放在水平台上,把游码放在零刻度处,发现指针指在分度盘
的右侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向右调。
(2)[1]由图甲可知烧杯和脐橙汁的总质量为
烧杯中脐橙汁的质量为
[2]由图乙可知量筒的分度值为2mL,脐橙汁的体积为
则脐橙汁的密度
(3)将烧杯中的脐橙汁倒入量筒中时,烧杯中会剩余部分脐橙汁,体积的测量值偏小,由 得脐橙
汁的密度偏大。
(4)[1]②根据小华的实验操作,该步骤通过测量水的质量得出水的体积,使水的体积等于脐橙汁的体积,
故烧杯中应装满水。
[2]④脐橙汁的质量
烧杯中水的质量
脐橙汁的体积等于烧杯中水的体积
脐橙汁的密度(5)针对小华的实验设计可知,小华设计的操作过程不妥之处是烧杯中装满液体易洒出,不方便操作。