小专题(二) 探究测量物质密度的方法
利用变式实验测量物质的密度是中考考查的热点.试题常常会从以下几个方面设置障碍,要求采用变式实验进行密度的测量:(1)缺少天平或量筒;(2)物体体积过大,或物体具有吸水性,体积无法利用量筒直接测量.
类型1 浮于水面的物体
测量固体密度时一定要想法测量物体的质量和体积.测量固体质量的方法:用天平测量质量;用弹簧测力计测量重力求质量;利用漂浮条件求重力,再求出质量.测量固体体积的方法:量筒测量体积,阿基米德原理测量体积;同体积的水等效替代的方法等.
(2015·河南)小亮想测量一个小木块(不吸水)的密度,他利用天平、圆柱形玻璃杯、适量的水、细针等器材,经过思考,想出了如下的实验方法.
(1)图甲是小亮在调节天平时的情景,小丽指出了他在操作上的错误,你认为错误之处是:________________________________________.
(2)小亮纠正错误后调节好天平,按照以下步骤继续实验:
①将小木块放在天平左盘,天平平衡时右盘中所加砝码和游码的位置如图乙所示,则小木块的质量为________g.
②将玻璃杯中装满水,用细针缓慢地将木块压入水中,使之完全浸没.利用排水法,测出溢出水的质量为30 g,则小木块的体积为________cm.(已知ρ
③测出小木块的密度是________g/cm.
(3)受小亮实验的启发,小丽在实验时除了利用原有的圆柱形玻璃杯、适量的水和细针外,又找了一把刻度尺,不用天平也测出了木块的密度.请你将下列测量步骤补充完整:
①在玻璃杯中装入适量的水,用刻度尺测出杯中水的深度为h0;
②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; ③用细针缓慢地把木块压入水中,使之完全浸没,用刻度尺测出杯中水的深度为hm; ④小木块密度的表达式:ρ
木
3
3
水
=1.0×10 kg/m)
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=________.(用测量的物理量和已知量的符号表示)
测量漂浮物质量的原理:物体的重量等于浮力(或排开水的重量),则物体的质量等于排开水的
质量,即m物=m排.
漂浮物体积的测量通常用以下两种方法:A:针压法(工具:量筒、水、大头针):用大头针将漂浮物按入水中,记下量筒中水的变化.B:沉坠法(工具:量筒、水、细线、金属块或石块):把适量水倒入量筒,再用细线拴住金属块放入水中记下V1,然后把金属块和漂浮物拴在一起沉没水中记下V2,则漂浮物体积V=V2—V1.
类型2 易吸水的物质
对于易吸水物质密度的测量,首先利用天平或弹簧测力计直接或间接的测量出易吸水物质的质量.由于物质具有吸水性,不能用量筒直接测量体积,应该想办法间接的测量出物体的体积,然后计算出物质的密度.
小明用天平、量筒和水(ρ下列操作:
水
=1.0 g/cm)等器材测干燥软木塞(具有吸水性)的密度时,进行了
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①用调好的天平测出软木塞的质量m1;
②将适量的水倒入量筒中,读出水面对应的示数V1;
③用细铁丝将软木塞浸没在装有水的量筒中,过段时间后,读出水面对应的示数V2; ④将软木塞从量筒中取出,直接用调好的天平测出其质量m2.
(1)指出小明操作中的不规范之处:________________________________.
(2)下表是小明实验中没有填写完整的数据记录表格.请根据图中天平和量筒的读数将表格中的数据填写完整.
物理量 测量值 m1/g 6 V1/cm 370 3V2/cm 3干燥软木塞的密 m2/g 度ρ/(g·cm) -3 (3)请你对具有吸水性物质的体积测量提出一种改进方法.
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.
对于易吸水的物体,测量体积时,需要采用间接测量的方法.常见的方法有:一是在物体的外
表涂上一层薄薄的不溶于水的物质,比如油漆类的;二是将该物质先放入水中,让它吸足水,再来测体积;三是可用排油法或排沙法.
1.同学们想测量开水瓶软木塞的密度,于是切下一块干软木,进行了实验,实验步骤如下:小红同学发现在下述步骤中,有一步骤是多余的,这一步骤是( )
A.调整天平横梁平衡:用天平测出软木块的质量m,示数如图甲 B.在量筒中装入适量的水,如图乙,读出水的体积V1
C.用细线系住软木块和铁块,只将铁块浸没在水中,如图丙,读出水和铁块的总体积V2 D.将软木块和铁块同时浸没在水中,如图丁,读出水、铁块和软木块的总体积V3
2.(2015·泉州)小江同学为了测量大豆的密度,进行以下实验:
(1)把天平放在水平桌面上,如图甲所示,使用前,他应进行的操作是:首先____________,然后____________,使指针尖对准分度标尺的中央刻度线.
(2)为了测量大豆的体积,他将饮料瓶装满水,拧上盖子,放在调好的天平左盘上,天平平衡时,砝码的质量和称量标尺上的示数如图乙所示,则瓶和水的总质量为________g.
(3)把48 g大豆放入装满水的瓶中,停止溢水后,拧上盖子,擦干沾在瓶上的水,用天平测量出瓶、瓶内剩余水和大豆的总质量为111 g.根据溢出水的质量可求出大豆的体积为________cm.
(4)算出这种大豆的密度为________g/cm.
(5)由于大豆具有吸水性,用这种方法测出大豆的密度值比真实值偏d. 3.小明设计实验学习测量物质的密度:
(1)他先将天平放在水平桌面上,然后将游码移到标尺左端的零刻度处.若发现天平指针指在分度盘中线的左侧,则应将平衡螺母向________侧调节.如图是用调节好的天平和盛有14 cm水的量筒测量金属球密度的实验过程,则金属球的质量是________g,金属球的体积是________cm,金属球的密度是______g/cm.
3
33
3
3
(2)用天平和量筒也能粗略测量白砂糖的密度,请写出有关的实验步骤,并写出白砂糖密度的表达式.
①实验步骤:
a.用调节平衡的天平称出白砂糖的质量m;
b.________________________________________,记下此时量筒的示数V1; c.________________________________,记下此时量筒的示数V2.
②白砂糖的密度ρ
糖
=________.
4.(2015·漳州)在“测量药瓶玻璃的密度”的实验中,提供的器材有:天平、量筒、薄玻璃药瓶(可放入量筒中)、水、细长铁丝.
(1)首先把天平放在水平桌面上,然后将________移到称量标尺左端的“0”刻度线上,若发现指针的偏转情况如图甲所示,应将天平的平衡螺母向________(填“右”或“左”)调,直至指针尖对准分度标尺的中央刻度线.
(2)用已调节好的天平测量空瓶的质量,当天平平衡时,右盘中砝码质量和称量标尺上的示数值如图乙所示,则空瓶的质量m=________g.
(3)不使用天平,利用其余的器材,请设计一个方案测量空瓶的质量并写出质量表达式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.(水的密度用ρ0表示)
(4)请设计一个方案测量空瓶的玻璃体积并写出体积表达式:
________________________________________________________________________
(5)若测出空瓶的玻璃体积为5 cm,请根据(2)中天平测出的空瓶质量,计算玻璃的密度ρ=________g/cm.
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5.(2015·衡阳)小明想知道酱油的密度,于是他和小华用天平和量筒做了如下实验:
(1)将天平放在水平台上,把游码放在________________处,发现指针指在分度盘右侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向________(填“左”或“右”)调;
(2)用天平测出空烧杯的质量为17 g,在烧杯中倒入适量的酱油,测出烧杯和酱油的总质量如图甲所示,将烧杯中的酱油全部倒入量筒,酱油的体积如图乙所示,则烧杯中酱油的质量为________g,酱油的密度为________kg/m;
(3)小明用这种方法测出的酱油密度会________(填“偏大”或“偏小”);
(4)小华不小心将量筒打碎了,老师说只用天平也能测量出酱油的密度.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m0;
②将一个烧杯________,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;
③用另一个相同的烧杯装满酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m2; ④则酱油的密度表达式ρ=________(已知水的密度ρ
水
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).
6.(2014·泰安)学校研究性学习小组,测量一种矿石的密度.现有器材:小矿石块、天平(含砝码)、一个烧杯、足量的水、细线.小组同学们设计了一种测量矿石密度的方案如下:
(1)调节天平平衡后,小明用天平测量矿石块的质量,如图1,指出实验操作中的错误:________________.改正错误后,小明用正确的方法称矿石块的质量,平衡时放在盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图2,则矿石块的质量m0为________g;
(2)在烧杯中倒满水,称出烧杯和水的总质量m1;
(3)将矿石块轻轻放入装满水的烧杯中,矿石块沉入杯底,烧杯溢出水后,将烧杯壁外的水擦干净,放在天平左盘上,称出此时烧杯、杯内矿石和水的总质量m2;
(4)写出矿石密度的表达式:ρ
矿石
=________(用m0、m1、m2、ρ
水
来表示).
7.(2015·荆门)为了测量一小块矿石的密度,小丽利用一个弹簧测力计、水和一段细线进行了如下实验:
(1)将小矿石挂在弹簧测力计下(图甲),当小石块________时,读出测力计的示数为4.9 N; (2)将矿石________在水中,读出弹簧测力计的示数F(图乙),则F=________N; (3)矿石所受的浮力F浮=________ N;
(4)矿石的密度ρ=________g/cm.第五单元 运动和力
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