微专题3 特殊方法测密度
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1.测固体密度
操作示意图 实验方法及表达式推导
只有天平 ①烧杯中装有适量水,用天平测出烧杯和水的质量 ②用细线拴住石块,用手提起石块,使石块浸没在烧杯的水中(不碰烧杯底和烧杯壁),此时天平示数为 ③剪断细线,石块在烧杯中沉底,此时天平示数为 表达式:;
只有弹簧测力计 ①用弹簧测力计挂着物体在空中静止时,弹簧测力计示数为 ②用弹簧测力计挂着物体浸没在水中静止时,弹簧测力计示数为 表达式:;;
只有量筒 ①将空瓶放入盛有适量水的量筒,水面稳定后对应的示数为 ②将金属块放入瓶中,再将瓶放入量筒,水面稳定后对应的示数为 ③再将金属块放入量筒,水面稳定后对应的示数为 表达式:
只有刻度尺 ①杠杆可绕支点自由转动,将金属块用细绳悬挂在杠杆端,把石块用细绳悬挂在杠杆端时,杠杆恰好在水平位置平衡,测出长度为 ②若将石块浸没在水中,为使杠杆在水平位置平衡,改变金属块悬挂点为点,测出长度为 表达式:
①使一个空瓶漂浮在柱形容器内,用刻度尺测得水面的高度为将金属小球放在空瓶内,测得水面高度为 ③将金属小球取出,用细线将小球拴好,将小球直接放入柱形容器内,测得水面高度为 表达式:
2.测液体密度
操作示意图 实验方法及表达式推导
只有弹簧测力计 ①用弹簧测力计挂着物体在空中静止时,弹簧测力计示数为 ②用弹簧测力计挂着物体浸没在水中静止时,弹簧测力计示数为 ③用弹簧测力计挂着物体浸没在待测液体中静止时,弹簧测力计示数为 表达式:;
只有量筒 ①在量筒内装入体积为的水 ②将一小球(在不同液体中均漂浮)放入水中,静止时量筒内水面示数为 ③在另一个相同的量筒内装入体积为的待测液体 ④将同一小球放入待测液体中,静止时量筒内液面示数为 表达式:;;
只有刻度尺 在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细钢丝制成简易密度计。该密度计放在不同液体中时均竖直漂浮,设密度计总体积为,横截面积为,总重力为,露出液面的长度为。已知酒精的密度为,水的密度为。将该密度计放入酒精中,密度计静止时露出液面的长度为;将该密度计放入水中,密度计静止时露出液面长度为;将该密度计放入待测液体中,密度计静止时露出液面长度为。 表达式:;
典题精练 聚焦怎么考
类型1 只有天平(电子秤)
1.[2025西城二模]小军利用一台电子秤、一个装有适量水的烧杯和一根细线测量一块矿石的密度。
(1) 他设计的实验步骤如下,请你帮他补充完整:
①将电子秤放在水平桌面上,调零后,将矿石放在电子秤上,记录电子秤的示数为;
②取下矿石,将装有适量水的烧杯放在电子秤上,记录电子秤的示数为;
③_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,水始终未溢出,记录电子秤的示数为。
(2) 请你根据实验步骤写出计算矿石的密度的表达式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。(用、、和表示)
(3) 请画出实验数据记录表格。
2.[2024海淀二模]小海利用电子秤、密度为 的实心铝块、烧杯和细线测量盐水的密度,请将实验步骤补充完整:
(1)将铝块放在水平放置的已调零的电子秤上,待示数稳定后读出并记录电子秤的示数。
(2)只将装有适量盐水的烧杯放在电子秤上,待示数稳定后读出并记录电子秤的示数。
(3)_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,待示数稳定后读出并记录电子秤的示数。
(4)用、、和 表示盐水的密度,则_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
3.[分析论证2024石景山二模] 小华想利用常见的物品测出土豆的密度。她找到一台电子秤、一个透明玻璃杯、细线等,并进行了如下操作。(水的密度用来表示)
①如图甲所示,将待测土豆放在水平放置的已调零的电子秤上,记录电子秤示数;
②如图乙所示,在透明玻璃杯中加入适量水,用电子秤测其总质量为,并记录;
③如图丙所示,用细线系住土豆,将其浸没在玻璃杯的水中,不接触玻璃杯底和侧壁,记录电子秤示数为。
根据以上数据,小华计算出土豆所受浮力,进而求出土豆的体积为,最后计算出土豆的密度。
请运用所学的力学知识,结合受力分析,写出土豆所受浮力的推导过程。
类型2 只有量筒
4.小刚想利用量筒、小桶和水,测量一小块铁矿石的密度。请将小刚的实验步骤补充完整:
(1)在量筒中倒入适量的水,将小桶放入量筒中,使其漂浮在水面上,如图甲所示,读出量筒中水面的刻度值,并记录;
(2)将待测铁矿石放入小桶中,使小桶仍漂浮在水面上,如图乙所示,读出量筒中水面的刻度值,并记录;
(3)_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,读出量筒中水面的刻度值,并记录;
(4)利用已知量和测量出的量表示铁矿石的密度_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
5.小新想测出石块的密度,当他用天平测出石块的质量后,发现石块不能直接放入量筒,于是进行了如图所示的操作:
(1)将石块浸没在装有水的烧杯中,标记水面位置后取出石块;
(2)在量筒中装入适量水,记下水的体积为,用量筒往烧杯中加水至标记处;
(3)记下量筒中剩余水的体积为;
(4)石块的密度表达式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (用测量出的物理量符号表示);
(5)此方法测出石块的密度可能比实际密度_ _ _ _ (选填“偏大”或“偏小”)。
6.[测液体密度] 小曼利用符合实验要求的圆柱体物块、石子、细线、量筒和适量的水测量某未知液体的密度。如图是小曼正确测量过程的示意图。已知水的密度为,取。实验过程如下:
①将适量的水倒入量筒中,如图甲所示,记录量筒中水的体积。
②将拴有石子的物块置于量筒内的水中,如图乙所示,量筒中水面所对应的示数为。
③将待测液体倒入另一量筒中,如图丙所示,记录量筒中待测液体的体积。
④将上述石子和物块擦干后,置于量筒内的待测液体中,如图丁所示,量筒中液面所对应的示数为。
(1) 石子和物块在水中所受的总浮力为_ _ _ _ ;
(2) 待测液体密度为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
类型3 只有弹簧测力计
7.[2024东城一模改编]和田玉籽料是名贵的玉石品种,密度在左右。小明的妈妈购买了一个实心的月牙状和田玉坠,小明借助弹簧测力计、细线和水,对妈妈购买的和田玉坠的密度进行了测量,步骤如下:
①小明先将和田玉坠用细线系好,悬挂在弹簧测力计的下端,如图甲所示,待测力计示数稳定后,读出示数并记为;
②如图乙所示,将和田玉坠浸没在容器内的水中,且不接触容器,待测力计的示数稳定后,读出示数并记为;
(1) 根据实验步骤,请你写出和田玉坠密度的表达式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。(水的密度为)
(2) 请写出推导过程。
8.[测液体密度] 小明把弹簧测力计改装成测量液体密度的密度秤,如图所示。
(1) 小明用同一小桶分别盛满不同液体,用弹簧测力计测出空小桶受到的重力为,装满水后受到的总重力为,再装满另一液体时弹簧测力计示数为,该液体密度为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。用这样的方法分别在弹簧测力计的示数处标注对应其他液体的密度。取
(2) 小明小组设计的密度秤的零刻度线_ _ _ _ (填“在”或“不在”)处;密度秤的标度_ _ _ _ (填“是”或“不是”)均匀的。
(3) 若测量中液体没有装满,测出的液体密度_ _ _ _ (填“偏大”“准确”或“偏小”)。
类型4 只有刻度尺
9.[跨学科] 小京同学利用一个高的空易拉罐(可视为圆柱体),设计了一款液体密度测量仪,如图:
①在罐中放入几颗小石头,使其竖直漂浮于水中,在水面对应的位置标上记号;
②取出易拉罐,在记号处标上;
③用刻度尺测出记号到罐底的竖直距离为;
④接着,小京要标出刻度线的记号,应标在记号的_ _ _ _ (选填“上方”或“下方”),且记号与记号相距_ _ _ _ 。重复上述方法,刻画出其他的刻度线,液体密度计便制作完成。小京想增大该密度计的测量范围,请给她提供一条合理的建议:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
10.[考法拓展] 小安想利用浮力知识来测量金属块的密度,于是找来了刻度尺、水、柱形的水槽、薄壁玻璃杯等器材,进行如图所示的实验:
①使玻璃杯漂浮在盛有水的水槽中,如图甲,用刻度尺测出此时水槽中水的深度为;
②将金属块轻轻放入水槽中,如图乙,用刻度尺测出此时水槽中水的深度为;
③将金属块从水槽中取出,平稳放在烧杯中,如图丙,用刻度尺测出此时水槽中水的深度为;
④已知水的密度为,则小明测出金属块的密度表达式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (用测量的和已知的物理量字母表示)
⑤[误差分析] 同组的小南对小安的实验过程提出疑问,认为将金属块从水中取出时会沾水,导致测量的密度会产生误差,你认为由于金属块沾水会导致小安测出金属块的密度将_ _ _ _ _ _ (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
11.[2025北京]某同学利用一个圆柱形容器、一个梨、记号笔、刻度尺和适量的水测量酱油的密度,测量过程如图所示,图中、、、分别是梨放入水、酱油前后液面到容器底的距离。已知水的密度为,则待测酱油的密度_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。(用已知量和测量量表示)
微专题3 特殊方法测密度
典题精练 聚焦怎么考
类型1 只有天平(电子秤)
1.(1) 将细线系在矿石上,用手提着细线使矿石浸沉在烧杯内的水中,矿石不接触烧杯
(2)
(3) 实验数据记录表
2.将铝块用细线悬挂,使其浸没在烧杯内的盐水中,盐水不溢出,铝块不接触烧杯;
3.图乙中以水和玻璃杯为整体进行受力分析,如图1所示,可得容器 ①
图丙中以水、玻璃杯和土豆为整体进行受力分析,如图2所示,可得
②
对图丙中土豆进行受力分析,如图3所示,可得
③
图1 图2 图3
由①②③可得,所以。
类型2 只有量筒
4.将铁矿石从小桶中取出,放入量筒的水中;
5.; 偏小
6.(1) 0.16
(2)
类型3 只有弹簧测力计
7.(1)
(2) 玉坠的重力,玉坠的质量,玉坠浸没在水中时,测力计示数为,则玉坠所受浮力,由阿基米德原理可知玉坠的体积,玉坠的密度。
8.(1)
(2) 不在; 是
(3) 偏小
类型4 只有刻度尺
9.上方; 1.5; 在保证易拉罐漂浮的情况下,多放入几颗小石头(合理即可)
10.; 无影响
11.