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小专题五 密度的测量
【知识贮备】
物质密度的测量通常从实验原理、实验测量过程、数据处理、误差分析等方面展开考查,解答时要把握好以下几个关键点:
1.关键点一:实验原理: ;
2.关键点二:实验过程:
(1)固体的密度:质量通过天平来测量。体积的测量分为三种情况:①形状规则的固体可以用刻度尺测出长、宽、高,然后用体积公式算出体积;②形状不规则的下沉物,可以用排水法间接测出物体的体积;③漂浮固体,可以用溢水法、助沉法测量出物体的体积。
(2)液体的密度:液体的质量通过质量差法来测量,体积直接通过量筒测出。
3.关键点三:误差分析:在测量固体密度时,应该先测量出固体的质量,然后再测量体积,避免因有液体沾在固体上,导致测量出固体的质量偏大造成的误差;在测量液体密度时,应该利用质量差法测质量,避免因部分液体沾在杯壁上导致密度偏大。
【专题演练】
类型一:常规方法测固体和液体的密度
1.(贺州中考)在我市物理实验操作考试中,小贺抽到的试题是测量石块的密度,做了如下操作:
(1)把天平放在______桌面上,再将游码移到标尺左端零刻度线处。
(2)调节横梁平衡时,发现指针静止时如图甲所示,此时他应将平衡螺母向____端调节,直到天平横梁平衡。
(3)横梁平衡后,他放置好石块,用______向天平的____盘加减砝码,必要时移动游码,直到横梁平衡。砝码和游码位置如图乙所示,则石块的质量为____g。
水平
左
镊子
右
54
(4)用细线系住石块放入装有20 mL水的量筒中,水面如图丙所示,则石块的体积为____cm3。
(5)计算出石块的密度ρ=__________kg/m3。
20
2.7×103
2.(甘肃中考)学完质量和密度后,小明和小军利用托盘天平和量筒测某种油的密度。
(1)他们把天平放在水平桌面上,当游码移至零刻度处时,指针偏向分度盘的右侧。这时他们应将平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)调,使横梁平衡;
左
(2)天平平衡后,他们开始测量,测量步骤如下:
A.用天平测出烧杯和剩余油的总质量;
B.将待测油倒入烧杯中,用天平测出烧杯和油的总质量;
C.将烧杯中油的一部分倒入量筒,测出倒入到量筒中的这部分油的体积。
请根据以上步骤,写出正确的操作顺序:_______(填字母代号);
BCA
(3)若步骤B中测得烧杯和油的总质量为55.8 g,其余步骤数据如图所示,则倒入到量筒中的这部分油的质量是______g,体积是____cm3;
(4)根据密度的计算公式可以算出,该油的密度是___________
kg/m3。
18.4
20
0.92×103
类型二:沉坠法测密度比水小的固体的密度
3.小刚同学想测出一个实心塑料球的密度,但是发现塑料球放在水中会漂浮在水面上,无法测出它的体积。小刚设计了如图所示的实验步骤:
A.用天平测量塑料球的质量,天平平衡时如图b所示,记录塑料球质量为m;
B.把适量的水倒进量筒中如图c所示,记录此时水的体积为V1;
C.用细线在塑料球下吊一铁块放入盛有适量水的量筒中,静止时如图d所示,此时量筒的示数为V2;
D.把小铁块单独放入水中静止时如图e所示,记录此时量筒的示数为V3;
E.利用密度公式计算出结果。
根据上述实验过程,回答下列问题:
(1)实验时,将天平放在水平桌面上,将游码调至标尺左端的零刻度处,然后调节天平横梁平衡,发现指针静止在分度盘上如图a所示的位置,此时应将平衡螺母向____(选填“左”或“右”)移动。
(2)实验中使用天平测出塑料球的质量m=____g,塑料球的体积V=____cm3,计算出塑料球的密度ρ=____________kg/m3。
(3)实验步骤中,步骤____是可以略去的。(填序号)
右
17
20
0.85×103
B
类型三:等体积法测液体和粉末状固体的密度
4.一种测量牛奶密度的实验步骤如下,请你补充完整。
(1)将天平放在_______桌面上,游码移到标尺的____________刻度线处,如果指针指向分度盘左侧(如图所示),则向_____(选填“左”或“右”)调节平衡螺母使天平平衡。
水平
左端的零
右
(2)将空烧杯置于天平___(选填“左”或“右”)盘,测出其质量m1。
(3)向空烧杯加入适量水,测出水和烧杯总质量m2,并用笔在烧杯上标记水面位置。
(4)将烧杯内的水全部倒出,擦干烧杯后,再向杯中加入牛奶使液面到达_____处,用天平测出牛奶和烧杯总质量m3。
左
标记
(5)计算牛奶的密度,所用表达式为ρ牛奶=____________(用题中所测物理量表示,水的密度ρ水已知)。
5.小明想了解不溶于水的化工原料石英粉的密度,已知水的密度为ρ水,他利用天平(含砝码),一个玻璃杯、足量的水,就能完成测量石英粉密度的实验。下面是小明的实验步骤:
(1)用调好的天平测量空玻璃杯的质量m0,天平平衡时右盘中砝码的质量、游码在称量标尺上的位置如图所示,则空玻璃杯的质量m0=________g。
27.4
(2)给玻璃杯中装适量石英粉,使其表面水平,并在该水平面对应杯壁处做标记,测量出_________________的总质量m1。
(3)将石英粉全部倒出,给玻璃杯装水至标记处,测量出_____________的总质量m2。
玻璃杯和石英粉
玻璃杯和水
(4)写出石英粉密度的表达式________________。(用相应的符号表示)
(5)这种测量方式所测得石英粉的密度比实际值______(选填“大”或“小”)。
小
类型四:溢水法测较大固体的密度
6.小刚同学要测量一块形状不规则金属块的密度。
(1)把天平放在水平桌面上,将游码移到____________________,然后调节平衡螺母,使天平平衡。
标尺左端零刻线处
(2)用天平测量金属块的质量。当天平平衡时,放在右盘的砝码和游码位置如图1所示,则金属块的质量为________g。
39.0
(3)他发现金属块放不进量筒,改用如图2所示的方法测量金属块的体积,步骤如下:
a.往烧杯中加入适量的水,把金属块浸没,在水面达到的位置上做标记,然后取出金属块。
b.先往量筒中装入40 mL的水,然后将量筒中的水慢慢倒入烧杯中,让水面到达标记处,量筒中剩余的水的体积如图3所示,则金属块的体积为______cm3。
(4)计算出金属块的密度为____________kg/m3(保留一位小数)。
10
3.9×103
类型五:其他方法
7.小熙同学利用下列器材:天平(无砝码)、两只完全相同的小烧杯、量筒、水、滴管、细线完成了小石块密度的测量。水的密度为1.0×103kg/m3。操作步骤如下:
(1)把天平放在水平桌面上,将________移到标尺的零刻度线处,调节平衡螺母,使天平平衡;
(2)先把两只完全相同的小烧杯分别放在天平左右两盘上,再把小石块放入左盘烧杯中;
(3)向量筒中倒入适量的水,液面如图2所示,则量筒中水的体积为_____cm3;
游码
40
(4)现将量筒中的水倒一部分至右盘小烧杯中,再利用滴管来调节量筒与烧杯中水的体积,当天平再次平衡时量筒内剩余水的体积如图3所示,则小石块的质量m石=____g;
(5)用细线拴好小石块,慢慢放入量筒中直到完全浸没,液面的示数如图4所示,则小石块的体积V石=____cm3,小石块的密度ρ石=_________kg/m3。
20
10
2×103