暑假专题预习-固体液体物质密度测定的误差分析2022-2023学年教科版物理八年级上册（ word版有答案）

26.固体液体物质密度测定的误差分析
【诀窍】
固体密度质量先，顺序颠倒会沾水。
液体密度测不同，部分液体倒量筒。
【浅释】
在测量固体的密度时，应先测质量后测量体积，否则，会使固体表面沾上水，使质量的测量值偏大。
测液体的密度时，应注意两点：①只需将容器中一部分液体倒入量筒，而不需要将所有的液体都倒入量筒；②不需要测量烧杯的质量。
概括起来有：
固体密度质量先，顺序颠倒会沾水，
质量偏大密度大，天平保养不允许。
液体密度测不同，部分液体倒量筒，
无需所有都倒入，空杯测质也不必。
【详解】
分析在测量过程中产生误差的原因、对实验结果造成的影响，实验方式虽然不同，但其分析原因的步骤基本相同：首先，分析实验操作过程中测量质量，还是体积不准确；其次，判断不准确的物理量对实验结果造成的影响偏大还是偏小；其三，代入密度测量公式进行判断。
测量固体密度时，应先测固体的质量，后测量固体的体积，顺序不能颠倒。因为用“排水法”测量不规则固体的体积时，会使固体表面沾上水，此时再测质量会使质量的测量值偏大，导致固体密度的测量值大于真实值。再者，固体上有水时，也不利于天平的保养。
测量液体的密度时，质量的测量优先于体积的测量。如果将液体倒入量筒先测出体积，再倒入容器测量质量，量筒中会残留液体导致质量的测量值偏小。测量液体的质量最好用“差值测量法”，即先测容器和液体的总质量m总，将部分液体倒入量筒后，测量容器和剩余液体的总质量m剩，则m＝m总－m剩。不需要测空容器的质量，即“先测空容器质量，再倒入液体测总质量”求液体质量的方法。因为液体在倒入量筒时，在空容器上会有残留，导致体积的测量值减小。
下面分别从质量和体积两个方面来归纳：
一、由质量测量引起的误差
1.在天平调节过程中产生误差
①测量用砝码不干净，导致所测物体的质量偏小，故密度偏小；
②砝码不完整（有缺损），导致所测物质的质量偏大，故密度偏大；
③测量前，天平的游码未完全归零，直接调节天平平衡后，造成所测物质的质量偏大，故密度偏大；
④测量前，天平未完全调整平衡就开始测量工作：指针偏左，所测物质的质量偏大，故密度偏大；指针偏右，所测物质的质量偏小，故密度偏小。
2.物质本身的性质引起测量误差：例如，物质具有吸水性，导致前后两次测量的液体体积变化偏小，故密度偏大。（有学生认为前后测量的液体体积变化大，这是不正确的。物体体积的变化，是通过前后两次量筒读数的差值进行反映的。“物质吸水”，不是将水吸走一部分后液体体积测量前后变化大，而是在实验过程中，物质吸走水分后，量筒内水的量变少，导致液面的变化少，所以误认为液体体积变化小。）
3.在测量过程中产生的误差：
①测量物质质量时，先测体积，物体表面沾有水，导致质量测定偏大，故密度偏大；
②测量液体质量时，量筒中的液体未全部例入烧杯中，造成所测液体的质量偏小，故密度偏小。
二、由体积测量引起的误差
1.在测量过程中引起的误差
①用溢水法测量固体体积时，在烧杯中收集到的水未完全倒入量筒，导致所测物体的体积偏小，故密度偏大；
②将固体放入量筒时，有水溅出，导致所测物体的体积偏小，故密度偏大；
③测量粉末状物质时，没有将物质压实，导致体积测量结果偏大，故密度偏小；
④测量液体体积时，烧杯中的液体未全部倒入量筒中，导致所测液体体积偏小，故密度偏大。
2.由读取量筒中液体的体积时，观察方式错误，导致结果错误。
①俯视读数：视线偏低，造成液体的体积读数偏大，故密度偏小；
②仰视读数：视线偏高，造成液体的体积读数偏小，故密度偏大。
分析在测量过程中产生误差的原因、对实验结果造成的影响，实验方式虽然不同，但其分析原因的步骤基本相同：首先，分析实验操作过程中测量质量，还是体积不准确；其次，判断不准确的物理量对实验结果造成的影响偏大还是偏小；其三，代入密度测量公式进行判断。
【例题】
例1.老师讲了“物质的密度”这节知识后，小明和小楠对他们都喜欢吃的柑橘的密度感兴趣了，他们拿出一个柑橘，决定想办法测出它的密度。
（1）将托盘天平放在_________桌面上，将标尺上的游码移到零刻度线处，发现指针偏向分度盘的右侧，如图甲所示，此时应将平衡螺母向________（填“左”或“右”）端调节，直到指针指向分度盘的中央。
（2）小楠用天平测量柑橘的质量，右盘中的砝码和标尺上的游码位置如图乙所示，则柑橘的质量是________g，若小楠再将柑橘浸没在水中测得它的体积为230cm3，则柑橘的密度为_________kg/m3。
（3）如果小楠做实验时，是先将柑橘浸没在水中测出柑橘的体积，再用天平测出柑橘的质量，则这样测得的柑橘密度比真实值________（填“偏大”或“偏小”），其原因是_________________________。
（4）实验完成后，小明问小楠是如何测出柑橘体积的，于是小楠将柑橘擦干净，又取出小烧杯、量筒、溢水杯和牙签等。小楠先将溢水杯装满水，接着小楠的做法是：_________________________。
（5）小明思考，小楠的做法存在不妥之处，你认为不妥之处是：_____________________。
解析：（1）使用托盘天平时应把天平放在水平桌面上，在调平时，指针偏右，即需要向左调节平衡螺母，直到使指针指到分度盘的中线处或指针左右摆动的幅度相同为止；
（2）柑橘的质量：m＝220g＋0.8g＝220.8g
柑橘的密度：
（3）如果小楠做实验时，是先将柑橘浸没在水中测出柑橘的体积，再用天平测出柑橘的质量，根据“固体密度质量先，顺序颠倒会沾水”，导致测得的柑橘的质量偏大，根据，体积准确时，质量偏大，测出的密度偏大；
（4）将小烧杯放在溢水口处，小楠借助牙签使这个柑橘浸没在溢水杯中，当溢水杯停止溢水后，用量筒测出小烧杯中水的体积，即可测得柑橘的体积；
（5）用量筒测出小烧杯中水的体积时，小烧杯中水不可能完全倒入量简中，杯壁有少量残留，量筒所测水的体积偏小，这样测得的密度比真实值偏大。
答案：（1）水平　　左　　（2）220.8 0.96×103
（3）偏大 柑橘沾有水，测得的质量偏大
（4）用牙签将柑橘浸没在溢水杯的水中，将水溢在小烧杯中，用量筒测出溢出的水的体积
（5）将烧杯中的水倒入量筒时，烧杯壁上沾有水
例2.为确定某种未知液体的“身份”，物理老师把这个任务交给了小明的实验小组，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，放在右盘中的砝码和游砝的位置如图甲所示，则称得烧杯和液体的总质量m为_________g。
（2）用量简测量液体的体积。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示，则该液体的体积V为_________mL。尽管体积测量方法正确，但大家在对实验过程及结果进行评估时，发现液体的体积的测量值比它的实际值要_________（填“偏大”或“偏小”）。
（3）他们对测量方法进行修正后，测出了几组实验数据，并根据测量结果作出了“m-V”图像，如图丙所示。
由图像可知该液体的密度为________g/cm3；通过查下表知该液体___________。
一些物质的密度
物质 硫酸 水 煤油 酒精
密度（kg·m-3） 1.8×103 1.0×103 0.8×103 0.8×103
解析：（1）用天平测物体的质量时，左盘中物体的质量等于右盘中砝码的总质量加上游码所指示的刻度值，即烧杯和液体的总质量m为45g＋4.0g＝49.0g。
（2）通过量筒刻度读出液体的体积V＝30mL，尽管体积测量方法正确，但由于实验过程中烧杯壁上沾有部分液体，使倒入量筒中液体的体积偏小。
（3）由图像可知，烧杯的质量为25g，当液体体积为25cm3时，烧杯和液体的总质量为45g，所以液体的质量为20g，因此液体的密度　，通过查表知该液体可能是谋油或酒精。
答案：（1）49.00 （2）30 偏小 （3）0.8 可能是谋油或酒精
【练习】
1.（2020哈尔滨）某小组同学想测量铅球的密度，准确测得铅球的质量后，测量体积过程如图所示，则测得的体积比真实值________，测得的密度比真实值________。
2.小明为测量老陈醋的密度设计了如下实验步骤：
①用天平测出空量筒的质量；②向量筒中倒入适量醋，测出醋的体积；③用天平测出量筒和醋的总质量。
你对上述实验步骤所持的观点应是（ ）
A.所测出醋的体积一定不准确，不可取
B.能测出醋的密度且方案非常完美
C.测出醋的密度值偏大，不可取
D.易使量筒从天平上倾斜而摔碎，不宜提倡
3.小明用天平、量筒和烧杯测某种食用油的密度，如图表示了他的主要操作过程，几位同学对他的实验提出了如下看法，你认为正确的是（ ）
A.甲认为他测出的油的质量为62g B.乙认为他的测量值比真实值大
C.丙认为他的测量值比真实值小 D.丁认为他的实验操作简捷，结果准确
3.小江进行了如下测量：①用天平测石片的质量m。②往烧杯中加适量水浸没石片，在水面位置标上标记。取出石片，用量筒取水缓慢倒入烧杯，让水面升至标记处，如图所示。量筒内倒出水的体积V即为石片的体积。③计算出石片的密度ρ。根据以上步骤，测出的密度会（ ）
A.偏大 B.无偏差 C.偏小 D.无法确定
4.（2022·四川广安·二模）如图所示，用托盘天平和量筒测量一石块的密度，图甲是天平在某时刻分度盘指针的位置，图乙是天平调平后测量石块质量，天平平衡时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.若图甲是称量时的情形，则应将天平的平衡螺母向左调，使天平平衡
B.若将石块从成都带到广安，其质量会变小
C.石块的密度是2.7×103kg/m3
D.若图丙中先测石块和水的总体积，再拿出石块测水的体积，则测出的石块密度会偏大
5.（2022·陕西西安·一模）小林购买了一瓶如图所示的免洗手消毒凝胶，容量为500mL。小明想知道该消毒凝胶的密度，从厨房找来了电子秤，称得瓶和消毒凝胶的总质量为700g，然后将瓶中的消毒凝胶全部转移到另一个空容器中，称得消毒凝胶空瓶的质量为50g，则该消毒凝胶的密度为________kg/m3；考虑实际情况，小明所测得的消毒凝胶的密度会偏______。
6.（2022·山东临沂·中考真题）临沂是农业大市，被誉为“山东南菜园”。为提高蔬菜的品质及产量，可向蔬菜喷洒密度在1.03～1.05g/cm3之间的叶面喷施肥。小明用固体颗粒肥料和水配制了叶面喷施肥，为了确定配制的喷施肥是否符合要求，他进行了如下实验。
（1）将天平放在水平台上，需先___________，再调节平衡螺母使天平平衡；
（2）将适量叶面喷施肥倒入烧杯，用天平测量烧杯和喷施肥的总质量，当天平平衡时，所用砝码和游码的位置如图甲所示，则烧杯和喷施肥的总质量为_______g；
（3）将烧杯中的喷施肥全部倒入量筒中，如图乙所示，则量筒中喷施肥的体积为_______cm3；
（4）将倒空后的烧杯放在天平左盘，向右盘加减砝码，当将最小为5g的砝码放入右盘时，分度盘指针如图丙所示，此时应___________，使天平平衡，天平平衡时，测出倒空后的烧杯的质量为37g；
（5）小明所配制的喷施肥的密度为________g/cm3；
（6）评估小明的实验方案可知，他测量出的喷施肥的密度是________（选填“偏大”“偏小”或“准确”）的。
7.（2022·重庆·中考真题）小晨同学买了一个小吊坠（如图甲所示）作为母亲节的礼物送给妈妈，他利用天平和量筒测量小吊坠的密度进行鉴定。
（1）将天平放在_____________上，拨动________至标尺左端零刻度线，此时指针偏向分度盘中线左侧，他应该将平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）移动，直至天平平衡；
（2）将解去挂绳的小吊坠放在左盘，往右盘加减砝码，当最后放入5g的砝码时，发现指针指在分度盘中线的右侧，则他下一步的操作是（ ）
A.向右移动游码 B.向左移动平衡螺母 C.取出5g的砝码
（3）天平再次平衡后，砝码和游码的位置如图乙所示，则该小吊坠的质量为_______g；
（4）先向量筒中加入30mL的水，将重新系好挂绳的小吊坠轻放入量筒中，水面如图丙所示，则小吊坠的体积为________cm3；
（5）小晨将测得的密度和表格中数据进行对比，发现小吊坠可能是__________制作而成的，他仔细分析了自己的测量过程发现，小吊坠密度的测量值与真实值相比________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
材质 翡翠 和田玉 玻璃 有机玻璃
密度/g cm-3 约3.3～3.36 约2.95～3.17 2.5 1.18
参考答案：
1、D
2、B
3、C
4、C
5、1.3 小
6、（1）将游码归零 （2）78.6 （3）40 （4）移动游码 （5）1.04 （5）准确
7、（1）水平工作台 游码 右 （2）C （3）24 （4）8
（5）和田玉 偏小