5.3 密度知识的应用 沪粤版初中物理八年级上册（无答案）

第五章 我们周围的物质
5.3 密度知识的应用
知识梳理：
1.要测定某种物质的密度，更据公式，就必须测出它的 和 。质量通常用 来测量，体积可以用 或 来测量。
2. 量筒和量杯是测量 的工具，量筒或量杯里的水面是凹形的，读数时，视线要跟_________相平.三名同学在用量筒测液体体积时，读数情况如图所示，其中 同学读数正确，量筒中液体体积为 mL．
3.密度的知识在日常生活、生产和科学研究中有着广泛的应用.例如，人们可以根据密度的大小来 ，也可根据产品制造的需要选用不同密度的制造的需要选用不同密度的 ，科学研究中还能通过测定密度来发现某些 .
4.要鉴别物体是由什么物质组成的，只要测出它的 ，然后查密度表就行了.
5.小明在校运会上获得了一块奖牌，他想知道这块奖牌是否由纯铜构成，于是他用天平和量杯分别测出该奖牌的质量和体积为14g和2cm3，并算出它的密度为 g/cm3.小明通过查密度表知道，铜的密度为8.9×103kg/m3.由此他判断该奖牌 (选填“是”或“不是”)由纯铜构成.
知识点1 测量固体的密度
1.测密度实验原理：
2.实验器材：被测物体、细线、水、直尺、托盘天平、量筒
3.测密度大于水的固体的密度，其实验步骤是：
①调节天平，用天平测出被测物体的质量m；
②在量筒内注入适量的水，记下体积为V1；
③用细线系住物体，缓缓地将其浸没到水中，记下总体积为V2；
④用密度公式ρ=_______计算出物质的密度。
实验记录表格如下：(以测不规则铁块密度为例)
4.测密度小于水的固体的密度，实验步骤如下：
①调节天平并测出物体的质量m；
②用重锤法测出物体的体积，具体做法是：在量筒内盛有适量的水放入铁块，如下图甲所示，记下水面达到的刻线位置再将物体跟铁块系在一起沉入水中，记下水面达到的刻线位置，如下图乙所示，则物体的体积为V2-V1。
③用公式ρ= 计算被测物质的密度．(测量体积还可以用“针压法”或“排沙法”)
实验记录表格如下：(以测不规则蜡块密度为例)
【例 1】如图甲是地质公园的“玄武石”，其内部是多孔蜂窝状结构，该类石头的密度为2.8～3.3g /cm 。小明想准确测出这块石头的密度.如图乙，该石头的质量为______g；他将该石头放入量筒中，液面位置如图丙所示，计算得到该石头的密度为__________g/cm3.
【变式拓展1】同学们在实验室测量石块的密度：
(1)将天平放在水平桌面上，游码归零后，发现指针静止时的位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节．
(2)用调节好的天平称石块的质量，放在右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图乙所示时，天平横梁平衡，石块的质量为 g．
(3)用量筒测出石块的体积如图丙所示，则测出的石块的密度是 kg/m3，若石块吸水，则测出的密度值比石块的实际密度 (选填“大”或“小”)．
【例2】在“测定蜡烛的密度”的实验中，实验步骤如下：
(1)把天平放在水平桌面上，把游码放在标尺左端的零刻度线处，天平指针静止时位置如图甲所示，应将平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节，直到横梁平衡．
(2)把蜡块放在________（选填“左”或“右”）盘中，向另一个盘中加减砝码，并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡，此时盘中砝码的质量、游码在标尺上的位置如图乙所示，则蜡块的质量m＝_______g．
(3)在量筒中注入适量的水，读出水面所对应的刻度值 V1，将蜡块轻轻地放入水中，静止时如图丙所示，读出此时量筒中水面所对应的刻度值 V2，计算出蜡块体积V2－V1，从而求出蜡块的密度为 ，这种测定蜡块密度的方法________（选填“正确”或“不正确”）．
【变式拓展2】小强想测量一个底面积为10cm2的长方体木块的密度．他用刻度尺测量木块的高，如图甲所示，则木块高 cm．用托盘天平测量木块的质量，调节天平时，先将游码移至标尺“0”刻度线，再调节平衡螺母，使指针对准分度盘的 ．当右盘所加砝码和游码位置如图乙所示时天平平衡，则木块质量为 g，密度为 kg/m3．
【教材母题】某同学在测量石块的密度时，先用天平测量石块的质量.天平平衡时，右盘内砝码的质量及游码所在的位置如下图（a）所示，石块的质量为________g；再用量筒测石块的体积，如下图（b）所示，石块的体积为________cm ，最后可得石块的密度为________kg/m .
知识点2 测量液体的密度
①用烧杯取适量液体用天平测出质量m1；
②倒人量筒中一部分液体，测出其体积V；
③用天平测剩余液体和烧杯总质量m2，液体密度 .
【例3】小明同学为了测量“浦楼牌”陈醋的密度，进行以下实验：
（1）把天平放在__________，将游码移至标尺的零刻度处，然后调节_________，使天平横梁平衡.
（2）接下来进行以下三项操作：
A.用天平测量烧杯和剩余陈醋的总质量m1；
B.将烧杯中的一部分陈醋倒入量筒，测出这部分陈醋的体积V；
C.将待测陈醋倒入烧杯中，用天平测出烧杯和陈醋的总质量m2；正确顺序是________（填字母序号）.
（3）由图可知，陈醋的体积为________cm ，陈醋的密度__________kg/m .
【变式拓展3】某实验小组为了测某种液体浓度，设计了两种实验方案，请你仔细阅读后并回答下面的问题：
第一种方案：用调节好的天平测出空烧杯的质量m1，向烧杯内倒入适量液体，再测出烧杯和液体的总质量m2，然后把烧杯内的液体全部倒入量筒内，读出量筒内液体的体积为V1；根据测得的数据就可以算出该液体密度．
第二种方案：在烧杯内倒入适量的液体，用调节好的天平测出烧杯和液体的总质量m3，然后将烧杯内的部分液体倒入量筒内，读出量筒内液体的体积V2，再测出烧杯和剩余液体的总质量m4；根据测得的数据就可以算出该液体密度．
(1)按第 种实验方案进行测量，实验结果要更精确一些；如果选择另一种方案，测得的密度值 (选填“偏大”或“偏小”)；
(2)如图是按照第二种实验方案进行某次实验的情况，请将实验的数据及测量结果填入表中．
烧杯和液体的总质量(g) 烧杯和剩余液体总质量(g) 倒出液体的体积(cm3) 液体的密度(g╱cm3)
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知识点3 密度知识的应用
【例4】容积为250mL的容器，装满水后的总质量为300g，则容器质量为________g；若装满另一种液体后的总质量为250g，则这种液体的密度为________g/cm3.（ρ水＝1.0×103kg/m3）
【变式拓展4】晓丽买了一件工艺品,但不知是什么金属制成的.于是她用天平和量筒对该工艺品的密度进行了测量,得到以下表格中的一些数据.
通过测量及查密度表,发现这件工艺品是用____金属制成的,这种金属在日常生活中应用广泛,例如: ____________.
【例5】2019年11月21日，贵州茅台股价突破新高，达到每股1241.61元.有一种精品茅台，它的包装盒上标明容量500mL（ρ酒＝0.9×103kg/m3），则它所装酒的质量为________g.如果用此瓶装满水，则总质量比装满酒时多_________g.
【变式拓展5】2012年底，浙江大学的科学家们研制出了一种称为“全碳气凝胶”的固态超轻材料，密度仅为0.16kg/m ，是空气密度的六分之一.则1m 的“全碳气凝胶”的质量是________kg.
【例6】一件200kg的冰雕作品熔化成水，质量为_____kg，体积是_____m .（水的密度为1.0×103kg/m ）
【变式拓展6】一空瓶的质量为0.1kg，装满水后总质量是0.5kg．求：瓶内水的体积.
4. 空心问题：
物体的密度等于物体质量与物体体积的比值，用同一种材料做成的物体，实心物体的密度等于材料密度，空心物体的密度小于材料密度。
【例7】用同种材料制成的三个正方体，它们的边长分别为 1cm、2cm、3cm，质量分别为 3g、24g、54g，其中只有一个是空心的，请你通过计算判断哪个是空心的.
【变式拓展7】铁的密度为ρ铁=7.9×103kg/m3,一个铁球的体积为11cm3，质量为79 g，试通过计算说明铁球是实心还是空心？如果是空心的，空心体积多大？
【教材母题】如下图所示，三个形状相同的烧杯，分别盛有质量相等的水、酒精和硫酸.根据图中液面的高度并查密度表，可知A杯盛的是________，B杯盛的是________，C杯盛的是________.
随堂检测
1. 以下各组器材中，能测出小长方体金属块密度的是( )
A．刻度尺、水、细线、烧杯 B．水、细线、量筒
C．量筒、水、细线、烧杯 D．刻度尺、天平和砝码
2. 以下是某同学测定煤油的密度的一些实验步骤：
(1)用天平测出空矿泉水瓶的质量m0；
(2)在矿泉水瓶里装满水，用天平测出它们的总质量m1；
(3)用矿泉水瓶装满煤油，用天平测出它们的质量m2；
(4)用量筒测出矿泉水瓶里所盛煤油的体积V；
(5)计算煤油的密度．
这些步骤中可省去的是( )
A．(1) B．(2)或(4) C．(3) D．都不能省去
3. 某市体育中考的现场，很多同学为了补充能量都在喝某品牌的运动饮料，小红同学利用所学的知识测量了该饮料的密度，实验步骤如下：①用天平测出空量筒的质量 ②向量筒中倒入适量饮料，测出其体积 ③用天平测出量筒和饮料的总质量．对于上述步骤的评价，正确的是( )
A．所测出饮料的体积一定不准确，不可取 B．能测出饮料的密度且步骤完全规范合理
C．测出饮料的密度值偏大，不可取 D．易使量筒从天平上倾斜而摔碎，不宜提倡
4.小萱同学在做测量小石块密度实验中，下列操作正确的是( )
A．水平台上的托盘天平已经调节好，搬到另一地方直接使用
B．在称量小石块的质量过程中，发现指针偏左，她向右调节平衡螺母
C．先在量筒中倒入适量的水，再直接将小石块投入到量筒内
D．她觉得如果先量体积，再称质量，会使测量的密度偏大
5. 如图所示，用天平测量空瓶质量后，再将它装满酱油，由图乙可知，装满酱油的瓶子的总质量为 g，空瓶容积为30cm3，酱油密度为 g/cm3．
6．小聪用实验测量玻璃样品的密度，操作过程如下：
（1）将天平放在水平桌面上，把游码移至标尺左端的____________处，发现指针静止时指在如图1所示位置，则应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节使天平平衡.
（2）把玻璃样品放在天平的左盘，往右盘加减砝码，调节游码使天平重新平衡.右盘中砝码的质量及游码在标尺上的位置如图2所示，则样品的质量为________g.
（3）将适量的水倒入量筒内，如图3，量筒内水的体积为________mL；用细线系住玻璃样品轻轻放入装水的量筒内，如图4，则玻璃样品的体积为________cm .由此可得出玻璃样品的密度为________g/cm .
7．同学们通过以下实验步骤测量未知液体的密度：
（1）取一烧杯，向其中倒入适量待测液体，用托盘天平测出此时烧杯（包括其中的液体）的质量为76.4g.
（2）另取一只100mL的量筒，将烧杯中的部分液体缓慢倒入量筒中，如图a所示，量筒内液体的体积为________mL.
（3）再用托盘天平测量此时烧杯（包括剩余液体）的质量，如图b所示，托盘天平的读数为_____g.则该液体的密度ρ＝_____________kg/m3.
8．目前世界上最轻的一类物质“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多，“轻”说明“碳海绵”（　　）
Ａ．密度小 Ｂ．体积小 Ｃ．硬度小 Ｄ．弹性小
9.三枚戒指中只有一枚是纯金的，而其他两枚则是锌镀金和铜镀金制的，鉴别的方法是( )
A.测三者的质量，质量最大的为纯金 B.测三者的质量，质量最小的为纯金
C.测三者体积，体积最大的是纯金 D.测三者密度，密度最大的为纯金
10．航天器外壳要求轻巧、耐高温．航天器外壳材料应具有的特性是( )
A．密度大 熔点高 B．密度小 熔点高 C．密度大 熔点低 D．密度小 熔点低
11.一块钢板的密度为7.8× 103kg/m3,测得它的质量为39g,则它的体积是________cm3.若将钢板截去1/3,剩余部分的密度是___________ kg/m3。
12. 小明家有一个镶嵌玉石的铜制工艺品，在实验室中用 测出工艺品的质量为141g，已知其中铜的质量为89g．如图所示，将工艺品浸没在装有40mL水的量筒中，则工艺品的体积为 cm3．由此可以算出玉石的密度为 g/cm3(铜的密度为 8.9g/cm3)．
13.如图所示，一个容积V0＝500cm 、质量m＝0.5kg的瓶子里装有水，乌鸦为了喝到瓶子里的水，就衔了很多的小石块填到瓶子里，让水面上升到瓶口.若瓶内有质量m＝0.4kg的水，求：（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m ，石块的密度ρ石块＝2.6×103kg/m ）
（1）瓶中水的体积 V 1 ；
（2）乌鸦投入瓶子中的石块的体积 V 2 ；
（3）乌鸦投入石块后，瓶子、石块和水的总质量 m.