【专项提高-密度实验探究】七上4.3 测量固体 液体 气体的密度

测量固体和液体、气体的密度

密度是物质的特性，密度与物体的形状、体积、质量无关。一般情况下，一种物质的密度是一定的，但在自然状态下温度的变化会引起密度的改变，特别是气体。

密度测量原理：ρ＝m/V。

(1)测固体(如形状不规则小石块)的密度：
①用调好的天平测出石块的质量m；
②在量筒内倒入适量的水，测出水的体积V1；
③将石块放入量筒中，读出水面到达刻度V2；
④石块的密度：ρ＝＝。

(2)测量液体(如盐水)的密度：
①用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量m1；
②将部分盐水倒入量筒，测出盐水的体积V；
③用天平测出烧杯和剩余盐水的质量m2；
④计算液体密度：ρ＝＝。











题型一、关于气体密度问题
1．向自行车轮胎内打气(如图)，轮胎内空气的密度(　A　)
A．变大　　B．变小 C．不变 D．无法确定
2．当一只乒乓球略有凹陷时，我们可以将它放入一只杯子中。将热水倒入杯中，热水中的乒乓球就会恢复球形。乒乓球恢复球形过程中，球内气体的质量与密度的变化情况是(　B　)
A．质量增加，密度增加 B．质量不变，密度减小
C．质量减小，密度减小 D．质量不变，密度不变
3．医院内某氧气瓶内氧气的密度为6 kg/m3，某次使用中用去了质量的1/3，则钢瓶中气体的密度为(　B　)
A．6 kg/m3 B．4 kg/m3
C．2 kg/m3 D．无法确定
4．王兵在“测量石块的密度”时，测出几组数据，根据这些数据绘出图象，如下四幅图中，能正确表示石块“质量与体积的关系”的图象是__C__，能正确表示“密度与质量的关系”的图象是__A__。(填字母)

　 　　A　　　　　B　　　　　C　　　　　D
5．将一密封袋装食品从山脚拿到山顶，会看到如图所示的变化。该食品袋内气体的质量__不变__(填“变大”“不变”或“变小”，下同)；气体的密度__变小__。

6．一天，小明看到液化气公司价格牌上写着：冬季55元/瓶，夏季50元/瓶。他寻思着，为什么夏季价格低？他查找了液化气资料：液化气冬季密度0.88×103 kg/m3，夏季0.8×103 kg/m3，液化气瓶容积0.015 m 3。通过计算发现这样定价是合理的，请你解释其中的道理。
【答案】 冬季一瓶液化气的质量为m冬＝ρ冬V＝0.88×103 kg/m3×0.015 m3＝13.2 kg；
冬季每千克液化气的价格为：≈4.17元/kg；
夏季一瓶液化气的质量为m夏＝ρ夏V＝0.8×103 kg/m3×0.015 m3＝12 kg；[来源:Zxxk.Com]
夏季每千克液化气的价格为：＝4.17元/kg；
由此可见无论冬季还是夏季，每千克液化气的价格是相同的；故这样的定价是合理的。
题型二、测量液体密度问题
1．在实验条件受限制的情况下，创造性地设计实验能解决一些实际问题。小柯测量食盐水密度，能找到的器材有：两个相同的透明杯子、清水(ρ水＝1 g/cm3)、食盐水、记号笔和托盘天平。因为没有量筒，液体体积无法直接测量，小柯想到借助于V食盐水＝V水的方法，用天平测得m1＝52.0 g、m2＝132.0 g、m3＝141.6 g，利用三个数据完成了食盐水密度的测量。他的测量过程与方法如图所示。
结合实验图解，ρ食盐水＝__1.12__g/cm3。


2.在家中没有量筒，只有一个天平、一个空矿泉水瓶(有盖儿)、细绳和一些水，设法测出牛奶的密度，写出简要的测量步骤，写出牛奶密度的表达式(用所测量字母表示)。
实验步骤：
(1)用________测出空瓶质量记为m0，将瓶中灌满水，拧紧瓶盖，再测出瓶和水的总质量为m1，则水的质量为m水＝m1－m0。
(2)由公式V水＝m水/ρ水计算出水的体积V水＝(m1－m0)/ρ水。
(3)_______________________________________________________________________。
(4)m奶＝____________。
(5)则牛奶的密度ρ奶＝__________________。
【答案】(1)天平　(3)将水倒出，将瓶中灌满牛奶，拧紧瓶盖，则V奶＝V水，再测出瓶和牛奶的总质量m2　(4)m2－m0　(5)ρ水

3、小陆小组在实验室测量酸奶的密度．他准备了量筒（如图甲所示）和天平．

（1）将天平放在水平桌面上，把游码移至标尺左端0刻度线处，发现指针指在分度盘的左侧，应将平衡螺母向??????调，使天平横梁平衡．
（2）他先用天平测出空烧杯的质量为30g，接着他将酸奶倒入烧杯，用天平测量烧杯和液体的总质量，天平平衡时的情景如图乙所示，则烧杯和酸奶的总质量m1=???g．然后他打算将烧杯中的酸奶倒入量筒中，由于酸奶比较粘稠且不透明，容易粘在筒壁上，对测量影响较大；于是他找到了5ml针筒（如图丙所示），用针筒抽取5ml酸奶，测量烧杯和剩余酸奶的总质量m2=57.6g；则酸奶的密度为??????kg/m3．同组的小红观察发现，用针筒测量酸奶体积，还有一个优点是：?????? ．
（3）同组的小昊同学在实验中发现了一个“问题”，他发现5ml针筒的刻度线前的尖端还是有一点小“空隙”，这会导致测得的酸奶密度比实际值??????（偏大/偏小/不变）；于是，小昊和小陆想出了一种正确测量方法，小陆接着做出了正确的操作：将此时抽满酸奶的针筒中的一部分酸奶返回烧杯，测量烧杯和剩余酸奶的总质量m3，记下此时?????? ，则酸奶密度表达式：????? ．
【解析】1、（1）测量前调节天平平衡时，把游码移至标尺左端0刻度线处，发现指针指在分度盘的左侧，应将平衡螺母向右调，使天平横梁平衡．
（2）由图乙可知，标尺的分度值为0.2g，烧杯和酸奶的总质量m1=60g+3g=63g，
用针筒抽取的酸奶质量：m=m1-m2=63g-57.6g=5.4g；
用针筒抽取的酸奶V=5mL=5cm3，


为了减小实验误差，可采取剩余法测量酸奶的密度，
将此时抽满酸奶的针筒中的一部分酸奶返回烧杯，测量烧杯和剩余酸奶的总质量m3，
进而得出针筒内返回烧杯酸奶的质量，记下此时针筒内酸奶的体积V，得出返回烧杯内酸奶的体积，
根据密度公式求出酸奶密度表达式．
针筒内返回烧杯酸奶的质量：m′=m3-m2=m3-57.6g，
针筒内返回烧杯酸奶的体积：V′=5mL-V，



题型三、测量固体密度问题
1、(1)两只由同种材料制成的实心球，A球质量是300克，B球质量是0.1千克，则两球的体积比VA∶VB＝__3∶1__，两球的密度比为__1∶1__。
用量杯盛某种液体，测得液体体积V与液体和量杯共同质量m的关系如图所示，求该量杯的质量和液体的密度。

【答案】 (1)3∶1，1∶1　(2)20 g　1 g/cm3
【解析】 (1)因为这是同种材料制成的实心球，所以密度之比为1∶1，体积之比为＝＝。
(2)由图可知：当液体体积为0时，液体与量杯总质量是20 g，因此量杯的质量为20 g；
当液体体积V＝60 cm3时，液体与量杯总质量为80 g，则液体质量m＝80 g－20 g＝60 g，
液体的密度：ρ＝＝＝1 g/cm3＝1×103 kg/m3

2．如图所示是测石块密度的实验，根据图中的测量情况填写下表。

石块的质量/g 量筒内水的体积/cm3 石块和水的总体积/cm3 石块的体积/cm3 石块的密度/(kg/m3)
__25__ __30__ __40__ __10__ __2.5×103__


3.中考物理实验考查时，小明同学测量不规则小石块密度。

(1)他先将托盘天平放在__水平__桌面上，调节天平平衡。用托盘天平测量物体的质量，操作情况如图甲所示，请指出其中的错误：①__物体和砝码位置放错__；②__用手拿砝码__；③__调平衡时没将游码放零刻度线上__。
(2)纠正错误后继续实验，当盘中所加砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示时天平平衡，则此石块的质量为__26.4__g。
(3)用细绳系住石块放入盛有48 mL水的量筒中，水面到达的位置如图丙所示，石块的体积是__12__cm3，密度为__2.2×103__kg/m3。

4．在“用天平和量筒测量盐水密度”的实验中：

(1)调节天平平衡后，在测质量时发现指针指在分度盘中线的左侧，接下来应该(　C　)
A．将平衡螺母向右旋
B．将平衡螺母向左旋
C．将游码向右移动或添加砝码
D．将游码向左移动或减少砝码
(2)用天平测出空烧杯的质量为30g，在烧杯中倒入适量的盐水，测出烧杯和盐水的总质量如图甲所示，则盐水的质量是__32__g。再将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，如图乙所示，盐水的密度为__1.07×103__kg/m3。
(3)小楚同学在实验中先测出空烧杯的质量m1，倒入盐水后测出其总质量m2。在将盐水倒入量筒的过程中，发现由于盐水较多，无法全部倒完，她及时停止了操作，同组同学讨论后认为仍可继续完成实验，于是小楚读出此时量筒中盐水的体积V，又加了一个步骤，顺利得出了盐水的密度。你认为增加的步骤是：__测出烧杯及剩余盐水的总质量m3__。
请帮小楚写出计算盐水密度的表达式：__ρ＝___。

5、在测定不沉入水中的蜡块的密度的实验中，为了测出蜡块的体积，将它用细绳系在一铁块上，并把它们放入盛水的量筒中进行测量(如图所示)。某同学的实验步骤记录如下：

A．将铁块和蜡块全部浸没水中时，记录水面刻度
B．在量筒中倒入适量的水
C．读出并记录水面的刻度
D．将铁块浸没水中时，记录水面刻度
E．用天平测出蜡块的质量
F．用天平测出铁块的质量
G．将数据代入公式求出蜡块的密度
H．整理器材，结束实验
(1)请根据实验要求，把上面不必要的测量步骤选出来，将它们的字母代号填在后面的括号内(　CF　)
(2)请排列正确的实验顺序：__EBDAGH__(填字母)。

6．石英粉是重要的化工原料，小明爸爸在石英粉厂工作，他想知道石英粉的密度，可是身边只有天平，他求助于正在上中学的儿子。聪明的小明利用天平(含砝码)、一个玻璃杯、足量的水，就完成了测量石英粉密度的实验。(ρ水为已知)
下面是小明同学设计的实验步骤，请你帮他补充完整。
(1)用天平测出空玻璃杯的质量m0。
(2)给玻璃杯中装满石英粉，测出__玻璃杯和石英粉的总质量m1__。
(3)　将石英粉倒出，给玻璃杯中装满水，测出玻璃杯和水的总质量m2　。
(4)用已知量和测量的物理量符号写出石英粉密度的表达式：ρ粉＝__(m1－m0)ρ水/(m2－m0)__。

7、某学习小组的同学们在探究同种物质的质量与体积的关系时，选用了体积为10厘米、20厘米、30厘米的三个铝块和托盘天平进行实验。

调节天平平衡后，小明用天平测量铝块1(体积为10厘米3)的质量(如图甲)。这一操作中的错误是
改正错误后，他正确操作，平衡时右盘砝码和游码在标尺上位置如图乙，则此铝块的质量为 克。他接下来继续测量了铝块2和铝块3的质量并完成了表格丙的记录
(2)小组同学在进行数据分析时，发现铝块3的数据与铝块1和铝块2反映的规律不相符，为了得到同种物质的质量与体积的比值相同的结论，他们将铝块3的质量数据改为81，并用描点法在图丁中画出铝块的m——V图像。
(3)请你对他们更改数据的做法进行评价：
如果是你，对这种情况采用的做法应该是：
根据图像 (填“能”或“不能”)得出同种物质的质量与体积关系，原因是

(5)实验中对每种物质都要收集多组数据的原因是:
(6)小军接着对水进行探究，描绘出质量与体积的关系图线如图戊中a所示。他分析后发现，由于误将烧杯和水的总质量当作了水的质量，导致图线a未经过坐标原点。由此推断:水的质量与体积的关系图线应是图中的 (填字母)。
1、1.(1)用手拿砝码 27[解析:图中用手拿砝码，汁渍会腐蚀砝码，影响测量结果，所以要用镊子夹取砝码;图乙中，铝块的质量m＝20克+5克+2克＝27克。]
见解图[解析:用横坐标表示体积，织坐标表示质量，
根据表格中的数据利用描点法作出铝块的mーV图像。
(3)没有实事求是的科学态度，做法不正确分析原因，重新实验
(4)不能 一次实验具有偶然性
(5)多次测量オ能找出普遍规律[解析:实验中根据一种物质的图像得出的结论不具有普遍性，要收集多组数据才能够充分验证结论的正确性和普遍性。
(6)c[解析:对比图线a可知，当减去容器的质量后水的mーV图线应与图线a平行，故应该是图线c。


8、同学们在实验室测量某种小矿石的密度，选用天平、量筒、小矿石、细线和水，进行如下的实验操作：
A．将小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．将小矿石放在左盘中，在右盘中增减砝码并移动游码直至横梁平衡．
E．在量筒中倒入适量的水并记下水的体积．

（1）正确的实验操作顺序是______（只填字母序号）．
（2）在调节天平时，发现指针位置如图甲所示，此时应将左边的平衡螺母向______调（选填“左”或“右”），若仍不能平衡，再将右边的平衡螺母向______调（选填“左”或“右”）．
（3）用调节好的天平称小矿石的质量．天平平衡时，放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示；量筒量出小矿石的体积如图丙所示，由此可知，小矿石的密度ρ=______kg/m3．
（4）实验中，由于小英同学不小心把量筒打碎了，但实验室里已没有量筒了，老师就给她增加了一个溢水杯．现请你帮她想办法测出小矿石的体积，写出简要的实验步骤．