第七讲 质量与密度 第2节 测量物质的密度
考向1 测量固体的密度(7年1考)
1.(2023天津21题6分)为了测量一个金属零件的密度,小明进行了以下实验:
(1)实验步骤
①把天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端零刻线处,发现指针在分度盘上的位置如图甲所示,为使横梁平衡应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;
②用天平测出零件的质量,如图乙所示;
③用量筒测出零件的体积,如图丙所示;
(2)实验数据处理
请将实验数据及计算结果填入下表。
零件 质量 m/g 量筒中 水的体积 V1/cm3 量筒中水 和零件的 总体积 V2/cm3 零件 体积 V/cm3 零件密度 ρ/(g·cm-3)
考向2 测量液体的密度(7年1考)
2.(2019天津21题6分)某物理兴趣小组为检测学校附近某条河的水质,需要测量河水的密度。取样后,他们利用天平和量筒进行了测量,实验过程如下:
【实验步骤】
(1)用已调平衡的天平测出空烧杯的质量为18 g。
(2)向烧杯中倒入适量的河水,测出烧杯和河水的总质量,如图甲所示。
(3)将烧杯中的河水全部倒入量筒中,读出量筒中河水的体积,如图乙所示。
【实验数据处理】
在下表中填入上述实验数据及计算结果。
烧杯的质量 m1/g 烧杯与 河水的 质量m2/g 河水的 质量 m/g 河水的 体积 V/cm3 河水的 密度 ρ/(g·cm-3)
18
【实验评估】
按该实验方案测出的河水密度比实际值 (选填“偏大”或“偏小”)。
考向2 测密度的设计性试验(7年4考)
3. (2024天津24题6分)喜欢篆刻的津津同学购买了一块练习用的印章石料,他想知道这块石料的密度,于是从家中找到如图所示的器材和足够长的细线、足量的水(水的密度为ρ0)。请你从中选用合适的器材,帮他设计一个测量该石料密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出石料密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
4. (2022天津24题6分)小芳发现家中的一串珍珠项链能沉在水底,乐于探索的她想测量这串项链的密度。受到“曹冲称象”故事的启发,她利用如图所示的器材和足量的水(含取水工具,水的密度为ρ0)进行实验,实验步骤如下:
①在量筒中装入适量的水,记下体积V1;
②将项链浸没在量筒的水中,记下体积V2;
……
请你帮小芳完成实验。要求:
(1)写出步骤②之后的实验步骤和需要测量的物理量;
(2)写出珍珠项链密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
5.(2018天津21题6分)某校同学参加社会实践活动时,在山上发现一块很大的岩石,他们想测出这块岩石的密度。几位同学随身携带的工具和器材有:电子天平(附说明书)、购物用的弹簧秤、卷尺、喝水用的茶缸、铁锤、细线和一瓶饮用水(已知水的密度为ρ0)。请你从中选用部分工具和器材,帮他们设计一种精确测量岩石密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤;
(2)写出岩石密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
重难点1 测量固体的密度
1.(2024西青区一模)物理实验小组为了测量小物块的密度,进行了以下操作:
(1)把托盘天平放在水平台上,将游码移至标尺左端的 处,发现指针静止在分度盘中线右侧(如图甲所示),此时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使托盘天平平衡。
(2)用调节好的天平测量小物块的质量,所用砝码和游码情况如图乙所示,则小物块的质量为 g。
(3)如图丙所示量筒中水的体积是 mL,用细绳系住小物块沉入水中,待完全浸没后量筒中液面上升至80 mL处,则小物块的体积为 cm3。
(4)通过上述数据可求得小物块的密度为 kg/m3。
(5)小红同学在整理器材时发现右盘中砝码有一个缺了一角,该情况会对测量结果造成一定误差,导致所测密度值 (选填“偏大”或“偏小”)。
2.(2023东丽区一模)在实验室里用托盘天平和量筒测某种矿石的密度,采取了如下的实验操作:
A.将矿石用细线系好后慢慢地放入量筒中并记下总的体积
B.把游码放在标尺的零刻度线处,调节横梁上的螺母,使横梁平衡
C.把天平放在水平桌面上
D.将矿石放在左盘中,将砝码放在右盘中并移动游码直至横梁平衡
E.在量筒中倒入一定量的水并记下水的体积
(1)正确的实验操作顺序是 (只填标号)。
(2)在调节天平时,发现指针如图甲所示偏向分度盘的右侧,此时应将平衡螺母向 调。
(3)用天平称矿石的质量,把矿石放在天平的左盘。天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示。量筒量出矿石的体积如图丙所示,由此可知,矿石的密度为ρ= kg/m3。
3.(2023滨海新区一模)下面是小明同学“测量一块不规则矿石的密度”的实验报告,请你将空缺处补充完整。
【实验目的】用天平和量筒测量一块不规则矿石的密度
【实验原理】
【实验器材】天平和砝码、量筒、水、细线、小矿石块
【主要实验步骤】
①用天平测出小矿石块的质量m(图1);
②在量筒中倒入适量的水,记下水的体积V0(图2);
③用细线系好小矿石块,将其浸没在量筒的水中,记下体积V1(图2)。
【实验数据记录】
矿石 质量 m/g 水的 体积 V0/cm3 水和矿 石总体 积V1/cm3 矿石 体积 V/cm3 矿石密度 ρ/(kg·m-3)
4.(2023南开区二模)在“测量矿石的密度”实验中。
(1)将天平放在水平桌面上,游码移至左端零刻度线处,发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧,为使天平水平平衡,他可以 。
A.把横梁右端螺母向右旋出一些
B.把横梁右端螺母向左旋进一些
C.把横梁左端螺母向右旋进一些
D.向右移动游码
(2)用调好的天平测量矿石的质量,天平再次平衡时,右盘中砝码和游码的示数如图甲所示,则矿石的质量为 g。该矿石放入前、后量筒内液面情况如图乙,则矿石的密度是 kg/m3。
(3)同学们经过思考发现,只有天平没有量筒也能测量矿石的体积,使用一个溢水杯和小烧杯如图丙:
①用天平测出矿石的质量m1;
②用天平测出空小烧杯的质量m2;
③溢水杯装满水后,将小矿石放入溢水杯中,并用小烧杯盛溢出的水;
④用天平测出小烧杯和溢出水的总质量m3。
则矿石的密度ρ石= (用所测物理量和ρ水表示)。
重难点2 测量液体的密度
5.(2023河北区一模)用图甲所示的实心陶瓷材质的冰墩墩模型来估测镇江香醋的密度。
(1)将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图乙所示,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节。
(2)用天平测量冰墩墩质量,当天平平衡时,右盘中的砝码和游码位置如图丙所示,则其质量为 g,若ρ陶瓷=2.7×103 kg/m3,其体积为 cm3。
(3)如图丁所示,在A、B两只烧杯中分别倒入适量香醋后,用天平测出烧杯B和香醋的总质量m1=135.2 g。
(4)将冰墩墩用细线系住后放入烧杯A中,如图戊所示,在烧杯壁上标记液面位置。
(5)将冰墩墩取出, ,测出烧杯B及剩余香醋的总质量m2=102.8 g。
(6)根据以上实验数据,求得镇江香醋的密度ρ= g/cm3。与真实值相比,用本方案测出香醋的密度 (选填“偏大”“偏小”或“相同”)。
6.(2024南开区一模)小明利用托盘天平和量筒测量某种液体的密度,部分操作过程如图所示:
(1)将天平放在水平台上并将游码移至标尺左端的零刻度线上,静止时指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使天平在水平位置平衡。
(2)将液体倒入烧杯中,并用天平测量烧杯和液体的总质量,小明按从大到小的顺序将砝码放入右盘,当将砝码盒中最小的砝码放入右盘后,指针仍如图甲所示,接下来他应该 。
(3)如图乙所示,利用天平测出烧杯和液体的总质量m是 g。
(4)然后将烧杯中的液体倒入量筒中,测量出液体的体积为V,多次改变烧杯中液体的质量,得到了几组烧杯和液体的总质量以及液体体积的数据,并绘制出了如图丙所示的m-V图像,则液体的密度为 g/cm3。
(5)本次实验测得液体的密度可能 (选填“偏大”或“偏小”),主要原因是 。
7. (2024眉山)一次课外活动中,物理老师让学生自选器材“测量液体密度”。
(1)第一小组测量某液体的密度,选择天平及量筒等器材。
①天平是利用杠杆平衡条件来工作的,它属于 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。天平置于水平台面上,游码移到标尺左端的零刻度线处,指针位置如图甲所示,应该向 旋动平衡螺母,直到天平横梁平衡。
②向烧杯中倒入适量待测液体,用天平测出烧杯和液体的总质量m1,右盘中砝码及游码位置如图乙所示,则m1= g。
③将烧杯中液体倒入一部分在量筒中如图丙,量筒中液体体积V= cm3;再用天平测得烧杯和剩余液体的总质量为133.2 g。
④待测液体的密度ρ= g/cm3。
(2)第二小组测量橙汁饮料的密度,选择天平和容积为V的两个完全相同瓶子等器材。两个瓶子分别装满水和橙汁,放在已平衡的天平左右两盘,移动游码使天平平衡。游码示数为m0,如图丁。则橙汁的密度ρ= (用字母V、m0和ρ水来表示)。
8.(2024河西区一模)线上学习期间,小宁在家中利用天平和量筒对牛奶的密度进行了测量,实验过程如下:
【实验步骤】
(1)将天平放在水平桌面上,把 游码 放在标尺的零刻度线处,调节横梁上的螺母,使横梁平衡。
(2)用天平测出空烧杯的质量,如图1所示。
(3)往量筒中倒入适量的牛奶,测出牛奶的体积,如图2所示。
(4)将量筒中的牛奶都倒入烧杯中,测出烧杯和牛奶的总质量为34.6 g。
【实验数据处理】
在下表中填入上述实验数据及计算结果。
烧杯的 质量 m1/g 烧杯与 牛奶的 质量 m2/g 牛奶的 质量 m/g 牛奶的 体积 V/cm3 牛奶的 密度 ρ/(g·cm-3)
34.6
【实验评估】
小宁测出的牛奶密度比实际值 (选填“偏大”或“偏小”)。
9. (2023和平区二模)小明看到妈妈买来75%的医用酒精对物品表面进行消杀,经过查阅资料,小明了解到酒精浓度过高会在细菌表面形成保护膜,无法进入细菌内部;浓度过低不能使细菌的蛋白质凝固,起不到杀菌作用。当酒精浓度为75%±5%时,酒精的密度变化范围是0.86~0.885 g/cm3。购买的某品牌酒精消毒液部分说明书如表所示,小明在充分了解酒精使用安全注 意事项的基础上,测量该酒精的密度,鉴定其产品是否合格。
(1)将天平放在水平台上,游码归零,调节天平的横梁平衡时,发现指针如图甲所示偏向分度盘的右侧,此时应将平衡螺母向 调。
(2)将盛有适量酒精的杯子放在调节好的天平左盘内,改变砝码的个数和游码在标尺上的位置,测出杯子和酒精的总质量m1,如图乙所示。
将杯中酒精倒入量筒中一部分,量筒的示数如图丙所示。再将盛有剩余酒精的杯子放在天平左盘,测出杯子及杯内剩余酒精的总质量m2,数据如表中所示。
请完成表格中实验数据的记录与处理。
杯子和 酒精的 总质量 m1/g 杯子及 杯内剩 余酒精 的总质 量m2/g 倒入量 筒中酒 精的 质量 m/g 量筒中 酒精的 体积 V/cm3 酒精的 密度 ρ/(kg·m-3)
35.9
(3)根据测量结果,小明鉴定该产品 (选填“合格”或“不合格”)。
重难点3 测密度的设计性试验
类型一 题干条件缺量筒
10.(2024河西区结课)物理兴趣活动课上,老师让同学们测出牛奶的密度,除了牛奶,老师还提供如下器材:一个天平(配套砝码)、一个体积为V0的小金属块、一个烧杯和细线。请你利用上述器材帮助同学们设计一个实验方案,测出牛奶的密度。要求:
(1)写出主要实验步骤及需要测量的物理量;
(2)写出牛奶密度的数学表达式。(用已知量和测得量表示)
11. (2022部分区一模)双减政策背景下,同学们在家里自主实践的时间更多了,小虎在家中帮妈妈洗米时,发现大米沉入到水底,他突然想要测量出大米的密度,于是,他找出来了妈妈买的一个烘焙电子秤(如图所示),又找到了一个矿泉水瓶和足量的水(已知水的密度为ρ0),请你使用这些器材,帮他设计一种测量大米密度的实验方案(大米吸水量忽略不计),要求:
(1)写出主要的实验步骤;
(2)写出大米密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
12.(2022部分区二模)劳动实践活动中,小明在家里用大豆、核桃、花生等食材及水制作了营养豆浆,并想从如图所示的器材中选用部分器材,测出豆浆的密度。请你帮他设计一种精确测量豆浆密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤;
(2)写出豆浆密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
类型二 题干条件缺天平或天平有损
13. (2024部分区二模)蓟州“八仙山”是天津著名的风景区之一。小津在此参加社会实践活动后,带回一小块矿石,她很想测一下这块矿石的密度,可只找到细线和足够水,于是她跟老师借了天平、量筒、两个相同的烧杯及胶头滴管,但忘记了砝码。已知水的密度为ρ0,请你利用现有器材帮她设计一个测量矿石密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出矿石密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
14.(2024河东区一模)小明的妈妈有一块玉石挂坠,小明想测量这块玉石的密度。利用如图所示的器材和足量的水(含取水工具,水的密度为ρ0),挂坠上的细绳质量和体积忽略不计,请你帮他设计一个测量玉石挂坠密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出玉石密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
15. (2024河东区二模)小红想测量一袋海河牌牛奶的密度,她在实验室里找到一架天平(无砝码)、两个质量相近的烧杯、一个量筒、一个小铁块、细线、滴管和足量的水(已知水的密度为ρ0)。请你从中选用部分工具和器材,帮她设计一个测量牛奶密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出牛奶密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
16.(2024西青区二模)如图所示,有一实心金属块(原为边长为5 cm的正方体,现缺了一部分,缺口不平整,不规则),其质量约为800 g。现有下列的实验器材和足量的水(已知水的密度为ρ水),请你正确选取实验器材,设计方案测出该金属块的密度。
请你写出:
(1)选择的实验器材: (填代号);
(2)主要实验步骤及所需测量的物理量;
(3)金属块密度的表达式: (用已知量和测量量表示)。
类型三 题干条件无天平、量筒
17.(2024河北区一模)小明所在的学校有一块长方体的校训石,他想测出该校训石的质量。老师先给了他一块与校训石材质相同的形状不规则的小石块,并提供了如下器材:弹簧测力计、卷尺、细线、装有足量水的玻璃杯。已知水的密度为ρ0,请你帮他设计一个实验方案,要求:
(1)写出主要的实验步骤和所需测量的物理量;
(2)写出校训石质量的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
18.(2024和平区二模)小明在复习八年级上册第六章第三节“测量物质的密度”时,在实验室再次测量出小石块的密度。他回到家中进一步做实验,利用身边的物品:圆柱形玻璃杯、小塑料杯、小石块(已知密度ρ石,如图所示)、刻度尺,测量盐水的密度。请你帮助小明完成:
(1)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(2)写出待测盐水的密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
19.(2022河北区二模)小明想知道胡麻油的密度,于是找来了透明容器、普通玻璃杯A(底厚能直立于水中)、足量的水、一瓶胡麻油、刻度尺、滴管、记号笔和一个面积为S粗细均匀的玻璃杯B(底薄不能直立于水中)。请你用图中所给的物品帮他设计一个测量胡麻油密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出胡麻油密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
1.(2024河西区一模)科学选种是提高粮食产量的关键环节。小华想测量稻谷种子的密度,具体做法如下,请你完成下列内容:
(1)把天平放在水平台上,将游码移到零刻度线处,指针位置如图甲所示,此时应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,直至横梁平衡。
(2)用调好的天平测量适量稻谷种子的总质量m1,天平平衡时右盘砝码质量和游码在标尺上的位置如图乙所示,m1= g。
(3)往量筒中加入适量的水,测得其体积V1为300 cm3,将上述种子放入量筒中,种子全部沉入水中,如图丙所示,此时水和种子的总体积V2= cm3。
(4)种子的密度ρ= g/cm3。
(5)由于种子浸没在水中会吸水,测得的总体积以及种子的体积都会偏 ,种子密度的测量值与真实值相比偏 。(均选填“大”或“小”)
2.(2024滨海新区一模)小明所在的课外兴趣小组需要配制盐水,并测量盐水的密度。进行了如图所示的实验。
(1)将天平放在水平桌面上,将移 至标尺左端“0”刻度线处,发现指针位置如图甲所示,此时应将横梁上的 向右调节,使天平平衡。
(2)将质量为35 g的烧杯放在天平的左盘上,取适量的盐水倒入烧杯中,经过正确测量后,天平平衡,如图乙所示。则盐水的质量是 g。
(3)将烧杯中盐水都倒入量筒中,液面位置如图丙所示,盐水密度是 g/cm3。
(4)按照上述方法测量,测得盐水密度值与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“一样大”)。
3. (2024吉林)小明同学在学校复习了“测量盐水的密度”实验,步骤如下:
(1)将天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端零刻度线处,发现指针指在分度盘中线的右侧,向 调节平衡螺母,使天平横梁平衡。
(2)先用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量为53.8 g。然后将烧杯中部分盐水倒入空量筒中,如图甲所示,则倒出盐水的体积为 cm3。再用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量,当天平横梁平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,则盐水的密度为 g/cm3。
(3)小明同学回家后经过思考,发现利用家中现有器材也能测出盐水的密度。已知空柱形容器外部底面积为10 cm2,水的密度为1 g/cm3,g取10 N/kg。步骤如下:
①将金属片固定在空柱形容器底部,测出金属片和柱形容器总质量为108 g。将它们放入水中,稳定后处于竖直漂浮状态,如图丙所示,则此时金属片和柱形容器排开水的总体积为 cm3。测出此时柱形容器露出水面的高度为5 cm。
②将金属片和柱形容器从水中取出并擦干,再将它们放入在家配制的盐水中,稳定后处于竖直漂浮状态,如图丁所示,测出此时柱形容器露出液面高度为5.8 cm。
③根据以上信息,可以求出在家配制盐水的密度为 g/cm3。
4.(2024红桥区二模)用透明圆筒制作测量液体密度的密度计。
(1)获取相关数据:
①已知圆筒底面积为S;
②调节天平平衡时,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,此时应将平衡螺母向 右 移。如图1,用调好的天平测得空圆筒质量m= g;向圆筒中倒入适量水,用天平测得圆筒与水的总质量为81.4 g,计算得到圆筒内水的体积V0= cm3。
(2)制作液体密度计:
待测液体在圆筒上体积为V0的水面处做标记,如图2甲所示,倒掉圆筒内的水,倒入待测液体至标记处,使待测液体体积为V0,将圆筒放入水中,圆筒处于漂浮状态,如图2乙,测量圆筒浸入水中的深度h,则待测液体密度ρ液= (用m、S、h、V0、ρ水表示),根据计算结果在圆筒外壁标记刻度线和密度值。
5. (2023河东区一模)天津特产独流老醋是中国三大传统名醋之一,小明为了测量老醋的密度,进行了以下实验。
(1)把天平放在水平桌面上,将 移至标尺零刻度处,调节平衡螺母使天平横梁平衡。
(2)接下来进行以下操作:
A、用天平测量烧杯和剩余老醋的总质量,如图1所示。
B、将待测老醋倒入烧杯中,用天平测出烧杯和老醋的总质量,如图2所示。
C、将烧杯中老醋的一部分倒入量筒,测出这部分老醋的体积,如图3所示。
以上操作的正确顺序是: (填字母代号)。
(3)在虚线框内设计一个记录本次实验数据的表格,并将测量数据及计算结果填入表中。第七讲 质量与密度 第2节 测量物质的密度
考向1 测量固体的密度(7年1考)
1.(2023天津21题6分)为了测量一个金属零件的密度,小明进行了以下实验:
(1)实验步骤
①把天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端零刻线处,发现指针在分度盘上的位置如图甲所示,为使横梁平衡应将平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节;
②用天平测出零件的质量,如图乙所示;
③用量筒测出零件的体积,如图丙所示;
(2)实验数据处理
请将实验数据及计算结果填入下表。
零件 质量 m/g 量筒中 水的体积 V1/cm3 量筒中水 和零件的 总体积 V2/cm3 零件 体积 V/cm3 零件密度 ρ/(g·cm-3)
27 30 40 10 2.7
考向2 测量液体的密度(7年1考)
2.(2019天津21题6分)某物理兴趣小组为检测学校附近某条河的水质,需要测量河水的密度。取样后,他们利用天平和量筒进行了测量,实验过程如下:
【实验步骤】
(1)用已调平衡的天平测出空烧杯的质量为18 g。
(2)向烧杯中倒入适量的河水,测出烧杯和河水的总质量,如图甲所示。
(3)将烧杯中的河水全部倒入量筒中,读出量筒中河水的体积,如图乙所示。
【实验数据处理】
在下表中填入上述实验数据及计算结果。
烧杯的质量 m1/g 烧杯与 河水的 质量m2/g 河水的 质量 m/g 河水的 体积 V/cm3 河水的 密度 ρ/(g·cm-3)
18 49 31 30 1.03
【实验评估】
按该实验方案测出的河水密度比实际值 偏大 (选填“偏大”或“偏小”)。
考向2 测密度的设计性试验(7年4考)
3.【情景设置·实验探究】(2024天津24题6分)喜欢篆刻的津津同学购买了一块练习用的印章石料,他想知道这块石料的密度,于是从家中找到如图所示的器材和足够长的细线、足量的水(水的密度为ρ0)。请你从中选用合适的器材,帮他设计一个测量该石料密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出石料密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
解:(1)选择的器材:电子秤、记号笔、空玻璃杯、细线和水。
实验步骤:
①用电子秤称出印章石料的质量m1;
②将盛有适量水的玻璃杯放到电子秤上,称出总质量m2,用细线系住石料浸没水中,用记号笔标出此时水面位置;
③取出石料,向玻璃杯中加水至标记处,称出总质量m3;
(2)后来加入水的质量为m水=m3-m2,体积为V水==,
则石料的体积为V石料=V水=,
石料密度的数学表达式为ρ石料===ρ0。
4.【科学探究】(2022天津24题6分)小芳发现家中的一串珍珠项链能沉在水底,乐于探索的她想测量这串项链的密度。受到“曹冲称象”故事的启发,她利用如图所示的器材和足量的水(含取水工具,水的密度为ρ0)进行实验,实验步骤如下:
①在量筒中装入适量的水,记下体积V1;
②将项链浸没在量筒的水中,记下体积V2;
……
请你帮小芳完成实验。要求:
(1)写出步骤②之后的实验步骤和需要测量的物理量;
(2)写出珍珠项链密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
解:(1)因为没有天平,利用漂浮条件求得项链的重力,则步骤②之后的实验步骤和需要测量的物理量:
③往大水槽中加入适量的水,使装有项链的小桶漂浮在水槽的水面上,并记下水面在小桶上的位置;
④取出项链,往小桶中加水使桶外水面到达所记位置,用量筒测出桶中水的体积V3;
(2)因为装有项链的小桶漂浮在水槽的水面上,量筒测出桶中水的体积V3,即为项链漂浮时排开水的体积,则漂浮时排开水的质量:m排=ρ0V3,
因为漂浮,项链的质量:m=m排=ρ0V3,
项链的体积:V=V2-V1,
项链的密度:ρ项链==。
5.(2018天津21题6分)某校同学参加社会实践活动时,在山上发现一块很大的岩石,他们想测出这块岩石的密度。几位同学随身携带的工具和器材有:电子天平(附说明书)、购物用的弹簧秤、卷尺、喝水用的茶缸、铁锤、细线和一瓶饮用水(已知水的密度为ρ0)。请你从中选用部分工具和器材,帮他们设计一种精确测量岩石密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤;
(2)写出岩石密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
解:(1)测物体密度所依据的实验原理是ρ=,所以要测出岩石的密度,就需要知道岩石的质量和岩石的体积,故设计实验步骤如下:
①用铁锤敲击岩石,取下适当体积的小岩石块;
②用电子天平称出小岩石块的质量,记为m0;
③在茶缸中倒入适量水,称出茶缸和水的总质量,记为m1;
④用细线系好小岩石块,提着细线的一端,将小岩石块浸没在水中保持静止(小岩石块不与茶缸接触),读出此时天平的示数,记为m2。
(2)小岩石块浸没在水中,排开水的质量:m排=m2-m1,
则根据ρ=可得,小岩石的体积:V=V排==,
所以岩石的密度表达式:ρ===·ρ0。
重难点1 测量固体的密度
1.(2024西青区一模)物理实验小组为了测量小物块的密度,进行了以下操作:
(1)把托盘天平放在水平台上,将游码移至标尺左端的 零刻度线 处,发现指针静止在分度盘中线右侧(如图甲所示),此时应将平衡螺母向 左 (选填“左”或“右”)调节,使托盘天平平衡。
(2)用调节好的天平测量小物块的质量,所用砝码和游码情况如图乙所示,则小物块的质量为 32 g。
(3)如图丙所示量筒中水的体积是 60 mL,用细绳系住小物块沉入水中,待完全浸没后量筒中液面上升至80 mL处,则小物块的体积为 20 cm3。
(4)通过上述数据可求得小物块的密度为 1.6×103 kg/m3。
(5)小红同学在整理器材时发现右盘中砝码有一个缺了一角,该情况会对测量结果造成一定误差,导致所测密度值 偏大 (选填“偏大”或“偏小”)。
2.(2023东丽区一模)在实验室里用托盘天平和量筒测某种矿石的密度,采取了如下的实验操作:
A.将矿石用细线系好后慢慢地放入量筒中并记下总的体积
B.把游码放在标尺的零刻度线处,调节横梁上的螺母,使横梁平衡
C.把天平放在水平桌面上
D.将矿石放在左盘中,将砝码放在右盘中并移动游码直至横梁平衡
E.在量筒中倒入一定量的水并记下水的体积
(1)正确的实验操作顺序是 CBDEA (只填标号)。
(2)在调节天平时,发现指针如图甲所示偏向分度盘的右侧,此时应将平衡螺母向 左 调。
(3)用天平称矿石的质量,把矿石放在天平的左盘。天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示。量筒量出矿石的体积如图丙所示,由此可知,矿石的密度为ρ= 3.1×103 kg/m3。
3.(2023滨海新区一模)下面是小明同学“测量一块不规则矿石的密度”的实验报告,请你将空缺处补充完整。
【实验目的】用天平和量筒测量一块不规则矿石的密度
【实验原理】 ρ=
【实验器材】天平和砝码、量筒、水、细线、小矿石块
【主要实验步骤】
①用天平测出小矿石块的质量m(图1);
②在量筒中倒入适量的水,记下水的体积V0(图2);
③用细线系好小矿石块,将其浸没在量筒的水中,记下体积V1(图2)。
【实验数据记录】
矿石 质量 m/g 水的 体积 V0/cm3 水和矿 石总体 积V1/cm3 矿石 体积 V/cm3 矿石密度 ρ/(kg·m-3)
23 30 40 10 2.3×103
4.(2023南开区二模)在“测量矿石的密度”实验中。
(1)将天平放在水平桌面上,游码移至左端零刻度线处,发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧,为使天平水平平衡,他可以 B 。
A.把横梁右端螺母向右旋出一些
B.把横梁右端螺母向左旋进一些
C.把横梁左端螺母向右旋进一些
D.向右移动游码
(2)用调好的天平测量矿石的质量,天平再次平衡时,右盘中砝码和游码的示数如图甲所示,则矿石的质量为 30.4 g。该矿石放入前、后量筒内液面情况如图乙,则矿石的密度是 3.04×103 kg/m3。
(3)同学们经过思考发现,只有天平没有量筒也能测量矿石的体积,使用一个溢水杯和小烧杯如图丙:
①用天平测出矿石的质量m1;
②用天平测出空小烧杯的质量m2;
③溢水杯装满水后,将小矿石放入溢水杯中,并用小烧杯盛溢出的水;
④用天平测出小烧杯和溢出水的总质量m3。
则矿石的密度ρ石= (用所测物理量和ρ水表示)。
重难点2 测量液体的密度
5.(2023河北区一模)用图甲所示的实心陶瓷材质的冰墩墩模型来估测镇江香醋的密度。
(1)将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图乙所示,则应将平衡螺母向 左 (选填“左”或“右”)端调节。
(2)用天平测量冰墩墩质量,当天平平衡时,右盘中的砝码和游码位置如图丙所示,则其质量为 81 g,若ρ陶瓷=2.7×103 kg/m3,其体积为 30 cm3。
(3)如图丁所示,在A、B两只烧杯中分别倒入适量香醋后,用天平测出烧杯B和香醋的总质量m1=135.2 g。
(4)将冰墩墩用细线系住后放入烧杯A中,如图戊所示,在烧杯壁上标记液面位置。
(5)将冰墩墩取出, 将B杯中的香醋倒至图戊中的标记处 ,测出烧杯B及剩余香醋的总质量m2=102.8 g。
(6)根据以上实验数据,求得镇江香醋的密度ρ= 1.08 g/cm3。与真实值相比,用本方案测出香醋的密度 偏大 (选填“偏大”“偏小”或“相同”)。
6.(2024南开区一模)小明利用托盘天平和量筒测量某种液体的密度,部分操作过程如图所示:
(1)将天平放在水平台上并将游码移至标尺左端的零刻度线上,静止时指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,使天平在水平位置平衡。
(2)将液体倒入烧杯中,并用天平测量烧杯和液体的总质量,小明按从大到小的顺序将砝码放入右盘,当将砝码盒中最小的砝码放入右盘后,指针仍如图甲所示,接下来他应该 向右移动游码 。
(3)如图乙所示,利用天平测出烧杯和液体的总质量m是 61.2 g。
(4)然后将烧杯中的液体倒入量筒中,测量出液体的体积为V,多次改变烧杯中液体的质量,得到了几组烧杯和液体的总质量以及液体体积的数据,并绘制出了如图丙所示的m-V图像,则液体的密度为 1 g/cm3。
(5)本次实验测得液体的密度可能 偏大 (选填“偏大”或“偏小”),主要原因是 烧杯壁有残留液体,导致测量体积偏小 。
7.【津津甄选】(2024眉山)一次课外活动中,物理老师让学生自选器材“测量液体密度”。
(1)第一小组测量某液体的密度,选择天平及量筒等器材。
①天平是利用杠杆平衡条件来工作的,它属于 等臂 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。天平置于水平台面上,游码移到标尺左端的零刻度线处,指针位置如图甲所示,应该向 右 旋动平衡螺母,直到天平横梁平衡。
②向烧杯中倒入适量待测液体,用天平测出烧杯和液体的总质量m1,右盘中砝码及游码位置如图乙所示,则m1= 167.4 g。
③将烧杯中液体倒入一部分在量筒中如图丙,量筒中液体体积V= 30 cm3;再用天平测得烧杯和剩余液体的总质量为133.2 g。
④待测液体的密度ρ= 1.14 g/cm3。
(2)第二小组测量橙汁饮料的密度,选择天平和容积为V的两个完全相同瓶子等器材。两个瓶子分别装满水和橙汁,放在已平衡的天平左右两盘,移动游码使天平平衡。游码示数为m0,如图丁。则橙汁的密度ρ= (用字母V、m0和ρ水来表示)。
8.(2024河西区一模)线上学习期间,小宁在家中利用天平和量筒对牛奶的密度进行了测量,实验过程如下:
【实验步骤】
(1)将天平放在水平桌面上,把 游码 放在标尺的零刻度线处,调节横梁上的螺母,使横梁平衡。
(2)用天平测出空烧杯的质量,如图1所示。
(3)往量筒中倒入适量的牛奶,测出牛奶的体积,如图2所示。
(4)将量筒中的牛奶都倒入烧杯中,测出烧杯和牛奶的总质量为34.6 g。
【实验数据处理】
在下表中填入上述实验数据及计算结果。
烧杯的 质量 m1/g 烧杯与 牛奶的 质量 m2/g 牛奶的 质量 m/g 牛奶的 体积 V/cm3 牛奶的 密度 ρ/(g·cm-3)
14 34.6 20.6 20 1.03
【实验评估】
小宁测出的牛奶密度比实际值 偏小 (选填“偏大”或“偏小”)。
9.【情景设置·科学探究】(2023和平区二模)小明看到妈妈买来75%的医用酒精对物品表面进行消杀,经过查阅资料,小明了解到酒精浓度过高会在细菌表面形成保护膜,无法进入细菌内部;浓度过低不能使细菌的蛋白质凝固,起不到杀菌作用。当酒精浓度为75%±5%时,酒精的密度变化范围是0.86~0.885 g/cm3。购买的某品牌酒精消毒液部分说明书如表所示,小明在充分了解酒精使用安全注 意事项的基础上,测量该酒精的密度,鉴定其产品是否合格。
(1)将天平放在水平台上,游码归零,调节天平的横梁平衡时,发现指针如图甲所示偏向分度盘的右侧,此时应将平衡螺母向 左 调。
(2)将盛有适量酒精的杯子放在调节好的天平左盘内,改变砝码的个数和游码在标尺上的位置,测出杯子和酒精的总质量m1,如图乙所示。
将杯中酒精倒入量筒中一部分,量筒的示数如图丙所示。再将盛有剩余酒精的杯子放在天平左盘,测出杯子及杯内剩余酒精的总质量m2,数据如表中所示。
请完成表格中实验数据的记录与处理。
杯子和 酒精的 总质量 m1/g 杯子及 杯内剩 余酒精 的总质 量m2/g 倒入量 筒中酒 精的 质量 m/g 量筒中 酒精的 体积 V/cm3 酒精的 密度 ρ/(kg·m-3)
62 35.9 26.1 30 0.87×103
(3)根据测量结果,小明鉴定该产品 合格 (选填“合格”或“不合格”)。
重难点3 测密度的设计性试验
类型一 题干条件缺量筒
10.(2024河西区结课)物理兴趣活动课上,老师让同学们测出牛奶的密度,除了牛奶,老师还提供如下器材:一个天平(配套砝码)、一个体积为V0的小金属块、一个烧杯和细线。请你利用上述器材帮助同学们设计一个实验方案,测出牛奶的密度。要求:
(1)写出主要实验步骤及需要测量的物理量;
(2)写出牛奶密度的数学表达式。(用已知量和测得量表示)
解:(1)实验步骤:
①调节天平平衡,在烧杯中倒入适量的牛奶,称出总质量为m1;
②烧杯仍放在天平左盘,用细线将金属块系好后,手提细线使金属块浸没在此烧杯的牛奶中并保持静止(金属块不接触烧杯);天平平衡时的称量值为m2。
(2)ρ牛奶=。
11.【科学探究】(2022部分区一模)双减政策背景下,同学们在家里自主实践的时间更多了,小虎在家中帮妈妈洗米时,发现大米沉入到水底,他突然想要测量出大米的密度,于是,他找出来了妈妈买的一个烘焙电子秤(如图所示),又找到了一个矿泉水瓶和足量的水(已知水的密度为ρ0),请你使用这些器材,帮他设计一种测量大米密度的实验方案(大米吸水量忽略不计),要求:
(1)写出主要的实验步骤;
(2)写出大米密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
解:(1)测大米的密度利用ρ=,所以只需知道大米的质量与体积即可测出密度。
①取出适量的大米,用电子秤称出其质量,记为m1;
②将矿泉水瓶中装满水,称出矿泉水瓶与水的质量,记为m2;
③将大米小心放入矿泉水瓶中,排出水后,称出此时质量,记为m3;
④根据排出水的质量与密度即可知道大米的体积,即可求出密度。
(2)排出水的质量:m0= m1+m2-m3,
排出水的体积:V水==,
所以ρ米====。
12.(2022部分区二模)劳动实践活动中,小明在家里用大豆、核桃、花生等食材及水制作了营养豆浆,并想从如图所示的器材中选用部分器材,测出豆浆的密度。请你帮他设计一种精确测量豆浆密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤;
(2)写出豆浆密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
解:测物体密度所依据的实验原理是ρ=,所以要测出豆浆的密度,就需要知道豆浆的质量和体积,故设计实验步骤如下:
(1)器材:电子秤、玻璃杯、铁质螺母和细线。
实验步骤:
①用电子秤测量出螺母的质量m0;
②在玻璃杯中倒入适量的豆浆,用电子秤测量出豆浆和玻璃杯的总质量m1;
③用细线系好螺母,提着细线的一端,将螺母浸没在豆浆中保持静止(螺母不与玻璃杯接触),读出电子秤的示数m2。
(2)螺母排开豆浆的质量m排=m2-m1,
螺母的体积:V=,
螺母排开豆浆体积等于螺母的体积,即V排=V=,
豆浆的密度ρ===ρ0。
类型二 题干条件缺天平或天平有损
13.【本土素材】(2024部分区二模)蓟州“八仙山”是天津著名的风景区之一。小津在此参加社会实践活动后,带回一小块矿石,她很想测一下这块矿石的密度,可只找到细线和足够水,于是她跟老师借了天平、量筒、两个相同的烧杯及胶头滴管,但忘记了砝码。已知水的密度为ρ0,请你利用现有器材帮她设计一个测量矿石密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出矿石密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
解:(1)实验步骤:
①在量筒中放入适量的水,读出此时量筒中水的体积为V0;
②将两个烧杯分别放在调好的天平两端,将矿石放在其中一个烧杯中;
③将量筒中的水倒入另一烧杯中,用胶头滴管进行调节直到天平再次平衡,读出此时量筒中水的体积为V1;
④将石块缓慢浸没在量筒中,读出此时量筒中水的体积为V2。
(2)根据实验步骤可知矿石的体积:V=V2-V1,
矿石的质量:m=(V0-V1)ρ0,
则矿石的密度:ρ矿石==。
14.(2024河东区一模)小明的妈妈有一块玉石挂坠,小明想测量这块玉石的密度。利用如图所示的器材和足量的水(含取水工具,水的密度为ρ0),挂坠上的细绳质量和体积忽略不计,请你帮他设计一个测量玉石挂坠密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出玉石密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
解:(1)因为没有天平,利用漂浮条件求得挂坠的重力,则实验步骤如下:
①在量筒中装入适量的水,记下体积V1;
②将挂坠浸没在量筒的水中,记下体积V2;
③使用剪刀把小矿泉水瓶剪开,取瓶底做成小桶,将挂坠放入小桶中;
④往大玻璃杯中加入适量的水,使装有挂坠的小桶漂浮在大玻璃杯的水面上,并记下水面在小桶上的位置;
⑤取出挂坠,往小桶中加水,使桶外水面到达所记位置,用量筒测出桶中水的体积V3。
(2)因为装有挂坠的小桶漂浮在大玻璃杯的水面上,量筒测出桶中水的体积V3,即为挂坠漂浮时排开水的体积,则漂浮时排开水的质量:m排=ρ水V3,
因为漂浮,挂坠的质量:m=m排=ρ水V3,
挂坠的体积:V=V2-V1,
则挂坠的密度:ρ挂坠==。
15.【科学态度与责任】(2024河东区二模)小红想测量一袋海河牌牛奶的密度,她在实验室里找到一架天平(无砝码)、两个质量相近的烧杯、一个量筒、一个小铁块、细线、滴管和足量的水(已知水的密度为ρ0)。请你从中选用部分工具和器材,帮她设计一个测量牛奶密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出牛奶密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
解:方法一:
(1)①先将天平调至平衡,将两烧杯分别放在天平两托盘上,并用滴管向质量较小一侧的烧杯中加水,使天平平衡;
②向质量较大的烧杯中加入适量牛奶,向量筒中加入适量的水,记下体积V1,将量筒中的水加入质量较小的烧杯中,直到天平平衡,记下量筒中剩余水的体积V2;
③用量筒测出烧杯中牛奶的体积V3;
(2)根据步骤①②可知此时牛奶和水的质量相同,则牛奶的质量:m牛奶=m水=,
牛奶的密度:ρ牛奶==。
方法二:
(1)①先将天平调至平衡,将两烧杯分别放在天平两托盘上,向两烧杯中分别加入适量牛奶和水,使天平平衡;
②用细线系住金属块,浸没在牛奶中(不接触烧杯),向量筒中加入适量的水,记下体积V1,将量筒中的水加入盛水的烧杯中,直到天平平衡,记下量筒中剩余水的体积V2;
③向量筒中再加入适量的水,记下体积V3,将铁块浸没在量筒的水中,记下体积V4;
(2)根据步骤①②可知铁块排开牛奶的质量等于往烧杯中加水的质量,
ρ牛奶V铁块=ρ0(V1-V2),
根据步骤③可知铁块的体积:V铁块=V4-V3,
综上可得ρ牛奶=ρ0。
16.(2024西青区二模)如图所示,有一实心金属块(原为边长为5 cm的正方体,现缺了一部分,缺口不平整,不规则),其质量约为800 g。现有下列的实验器材和足量的水(已知水的密度为ρ水),请你正确选取实验器材,设计方案测出该金属块的密度。
请你写出:
(1)选择的实验器材: CDEFH (填代号);
(2)主要实验步骤及所需测量的物理量;
(3)金属块密度的表达式: (用已知量和测量量表示)。
解:(1)金属块的质量m=800 g=0.8 kg,则金属块的重力G=mg=0.8 kg×10 N/kg=8 N,天平的称量是200 g,故不能用天平测量金属块的质量,电子秤的称量是5 kg,故可以选择电子秤测量金属块的质量。
金属块的边长是5 cm,量筒的直径是2 cm,故不能用量筒测量金属块的体积,烧杯的直径约是12 cm,可以在烧杯中倒入适量的水,金属块用细绳拴好浸没在水中,水面处做好标记(需用油性笔),把金属块取出,量筒中盛水记下体积,把量筒中的水倒入烧杯中到达标记处,读出剩余水的体积,求出倒出水的体积,即金属块的体积,根据密度公式求出金属块的密度。
综合分析所需要的器材:CDEFH。
(2)实验步骤:
①用电子秤测量金属块的质量m;
②烧杯中倒入适量的水,把金属块用细绳拴好浸没在盛水的烧杯中,在水面处做好标记;
③把金属块从水中取出;
④量筒中倒入V1=200 mL的水,把量筒中的水倒入烧杯中,使水面到达标记处;
⑤读出量筒中剩余的水V2。
(3)金属块的质量为m,金属块的体积为V=V1-V2,
金属块的密度ρ==。
类型三 题干条件无天平、量筒
17.(2024河北区一模)小明所在的学校有一块长方体的校训石,他想测出该校训石的质量。老师先给了他一块与校训石材质相同的形状不规则的小石块,并提供了如下器材:弹簧测力计、卷尺、细线、装有足量水的玻璃杯。已知水的密度为ρ0,请你帮他设计一个实验方案,要求:
(1)写出主要的实验步骤和所需测量的物理量;
(2)写出校训石质量的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
解:(1)实验步骤:
①用细线拴住小石块,用弹簧测力计测量小石块的重力G;
②将小石块浸没在水中,用弹簧测力计测出细线对小石块的拉力F;
③用卷尺测出长方体的校训石的长、宽、高分别为a、b、c;
(2)小石块的质量为m=,小石块受到的浮力为F浮=G-F,
小石块的体积为V=V排==,
小石块的密度为ρ==∶=·ρ0,
校训石质量:m校训石=ρV校训石=·ρ0·abc。
18.(2024和平区二模)小明在复习八年级上册第六章第三节“测量物质的密度”时,在实验室再次测量出小石块的密度。他回到家中进一步做实验,利用身边的物品:圆柱形玻璃杯、小塑料杯、小石块(已知密度ρ石,如图所示)、刻度尺,测量盐水的密度。请你帮助小明完成:
(1)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(2)写出待测盐水的密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
解:(1)实验步骤:
①圆柱形玻璃杯中装入适量盐水,将空的小塑料杯漂浮在盐水表面,用刻度尺测出圆柱形玻璃杯液面的高度为h1;
②将石块放入空的小塑料杯漂浮在盐水表面,用刻度尺测出圆柱形玻璃杯液面的高度为h2;
③将石块从小塑料杯中取出,放入用圆柱形玻璃杯的盐水中沉底且浸没,空的小塑料杯仍漂浮在盐水表面,用刻度尺测出圆柱形玻璃杯液面的高度为h3;
(2)石块漂浮时,浮力等于重力,G=F浮=ρ盐水gV排=ρ盐水gS(h2-h1),
石块的密度:ρ石===,
则盐水密度:ρ盐水=·ρ石。
19.(2022河北区二模)小明想知道胡麻油的密度,于是找来了透明容器、普通玻璃杯A(底厚能直立于水中)、足量的水、一瓶胡麻油、刻度尺、滴管、记号笔和一个面积为S粗细均匀的玻璃杯B(底薄不能直立于水中)。请你用图中所给的物品帮他设计一个测量胡麻油密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出胡麻油密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
解:(1)实验步骤:
①在透明容器中加入适量的水,将A杯放入透明容器中如图甲所示;
②在B杯中加入适量的水,用刻度尺测量出水柱的高度h0,并标记水面位置如图乙所示;
③将B杯中适量的水倒入A杯中,用记号笔标出A杯中的水与容器中的水面相平的位置如图丙所示,并用刻度尺测量出B杯中剩余水柱的高度h1;
④将A、B杯中的水倒净后擦干,向B杯中倒入胡麻油至标记1处,然后将B杯中的胡麻油倒入A杯,用滴管使其到标记2处并再次与水面相平,测出B杯中剩余胡麻油的高度h2。
(2) 由公式ρ=计算胡麻油的密度,设其质量为m0,则ρ油=……①,
当装胡麻油的A杯漂浮在水面上时受力平衡,即m0g=ρ水g S(h0-h1)……②,
由①和②可得:ρ油=ρ水。
1.(2024河西区一模)科学选种是提高粮食产量的关键环节。小华想测量稻谷种子的密度,具体做法如下,请你完成下列内容:
(1)把天平放在水平台上,将游码移到零刻度线处,指针位置如图甲所示,此时应向 左 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,直至横梁平衡。
(2)用调好的天平测量适量稻谷种子的总质量m1,天平平衡时右盘砝码质量和游码在标尺上的位置如图乙所示,m1= 153 g。
(3)往量筒中加入适量的水,测得其体积V1为300 cm3,将上述种子放入量筒中,种子全部沉入水中,如图丙所示,此时水和种子的总体积V2= 400 cm3。
(4)种子的密度ρ= 1.53 g/cm3。
(5)由于种子浸没在水中会吸水,测得的总体积以及种子的体积都会偏 小 ,种子密度的测量值与真实值相比偏 大 。(均选填“大”或“小”)
2.(2024滨海新区一模)小明所在的课外兴趣小组需要配制盐水,并测量盐水的密度。进行了如图所示的实验。
(1)将天平放在水平桌面上,将移 游码 至标尺左端“0”刻度线处,发现指针位置如图甲所示,此时应将横梁上的 平衡螺母 向右调节,使天平平衡。
(2)将质量为35 g的烧杯放在天平的左盘上,取适量的盐水倒入烧杯中,经过正确测量后,天平平衡,如图乙所示。则盐水的质量是 43.2 g。
(3)将烧杯中盐水都倒入量筒中,液面位置如图丙所示,盐水密度是 1.08 g/cm3。
(4)按照上述方法测量,测得盐水密度值与真实值相比 偏大 (选填“偏大”“偏小”或“一样大”)。
3.【津津甄选】(2024吉林)小明同学在学校复习了“测量盐水的密度”实验,步骤如下:
(1)将天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端零刻度线处,发现指针指在分度盘中线的右侧,向 左 调节平衡螺母,使天平横梁平衡。
(2)先用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量为53.8 g。然后将烧杯中部分盐水倒入空量筒中,如图甲所示,则倒出盐水的体积为 20 cm3。再用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量,当天平横梁平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,则盐水的密度为 1.1 g/cm3。
(3)小明同学回家后经过思考,发现利用家中现有器材也能测出盐水的密度。已知空柱形容器外部底面积为10 cm2,水的密度为1 g/cm3,g取10 N/kg。步骤如下:
①将金属片固定在空柱形容器底部,测出金属片和柱形容器总质量为108 g。将它们放入水中,稳定后处于竖直漂浮状态,如图丙所示,则此时金属片和柱形容器排开水的总体积为 108 cm3。测出此时柱形容器露出水面的高度为5 cm。
②将金属片和柱形容器从水中取出并擦干,再将它们放入在家配制的盐水中,稳定后处于竖直漂浮状态,如图丁所示,测出此时柱形容器露出液面高度为5.8 cm。
③根据以上信息,可以求出在家配制盐水的密度为 1.08 g/cm3。
4.(2024红桥区二模)用透明圆筒制作测量液体密度的密度计。
(1)获取相关数据:
①已知圆筒底面积为S;
②调节天平平衡时,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,此时应将平衡螺母向 右 移。如图1,用调好的天平测得空圆筒质量m= 31.4 g;向圆筒中倒入适量水,用天平测得圆筒与水的总质量为81.4 g,计算得到圆筒内水的体积V0= 50 cm3。
(2)制作液体密度计:
待测液体在圆筒上体积为V0的水面处做标记,如图2甲所示,倒掉圆筒内的水,倒入待测液体至标记处,使待测液体体积为V0,将圆筒放入水中,圆筒处于漂浮状态,如图2乙,测量圆筒浸入水中的深度h,则待测液体密度ρ液= (用m、S、h、V0、ρ水表示),根据计算结果在圆筒外壁标记刻度线和密度值。
解:(1)②调节天平平衡时,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,说明右盘偏轻,则此时应将平衡螺母向右调节,天平才能平衡;由图得,空圆筒质量为20 g+10 g+1.4 g=31.4 g;
圆筒中水的质量:m0=81.4 g-31.4 g=50 g,
圆筒中水的体积V0===50 cm3;
(2)圆筒漂浮时,排开水的体积为V排=Sh,受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gSh,
根据漂浮的条件可得F浮=G总,即ρ水gSh=m总g,
解得m总=ρ水Sh,
圆筒中液体的质量:m液=m总-m=ρ水Sh-m,
液体的密度:ρ液==。
5.【本土素材】(2023河东区一模)天津特产独流老醋是中国三大传统名醋之一,小明为了测量老醋的密度,进行了以下实验。
(1)把天平放在水平桌面上,将 游码 移至标尺零刻度处,调节平衡螺母使天平横梁平衡。
(2)接下来进行以下操作:
A、用天平测量烧杯和剩余老醋的总质量,如图1所示。
B、将待测老醋倒入烧杯中,用天平测出烧杯和老醋的总质量,如图2所示。
C、将烧杯中老醋的一部分倒入量筒,测出这部分老醋的体积,如图3所示。
以上操作的正确顺序是: BCA (填字母代号)。
(3)在虚线框内设计一个记录本次实验数据的表格,并将测量数据及计算结果填入表中。
烧杯与 老醋的 质量 m1/g 烧杯与 剩余老 醋的质 量m2/g 量筒中 老醋的 质量 m/g 量筒中 老醋的 体积 V/cm3 老醋的 密度 ρ/(g·cm-3)
72.4 27.4 45 40 1.125