密度知识的应用 物质的物理属性(提高)
【学习目标】1.学会量筒的使用方法;2.学会测量液体和固体的密度;3.学会利用物理公式间接地测定一个物理量的方法;4.掌握密度在实际生活中的应用;
5.了解物质的物理属性。【典型例题】
类型一、量筒的使用
/1、(2019春?无锡期中)如下四个选项表示四个不同的量筒,每组数字前面的是量筒的最大刻度值,后面的是量筒的分度值,要想一次并尽可能准确地测出密度为0.8×103kg/m3的100 g酒精的体积,应选用合适的量筒是( )
A.50mL,5mL B.250mL,5mL C.100mL,2mL D.400mL,20mL
【答案】B
【解析】酒精的体积为:
故A和C中,酒精体积超过其量程,不能盛下酒精;B和D中,均能盛得下酒精,但D中的分度值较大,测量时准确度小;故D错误,B正确;故应选B。
【总结升华】此题考查密度公式的变形运用和量筒使用上的选择,熟练密度公式的应用解出酒精体积,根据量程大小、分度值大小选择合适的量筒,便可找到答案。
类型二、密度的测量
/2、下面是一位同学在测量金属块密度时的实验步骤记录。
A:用天平称出金属块的质量,其结果是m1=79g;
B:在量筒内注入适量的水,用天平称出量筒和水的总质量为m2=180g;
C:在量筒内注入适量的水,量筒的读数为V1=50.0mL;
D:将金属块放入量筒中,用天平称量筒水和金属块的质量为m3=259g;
E:将金属块放入量筒中,量筒的读数为V2=60.0mL。
上述步骤中,多余的步骤是 (填序号),金属块的体积为 mL,金属块的密度为 kg/m3。步骤中适量的含义是:水最多应为 ;水最少应为 。
【思路点拨】用天平称出金属的质量;用排水法测出金属的体积;根据密度公式计算金属的密度。
【答案】B、D;10;7.9×103kg/m3;放入物体时不能溢出;能浸没物体。
【解析】用量筒测固体密度时,先在量筒内注入适量的水,读出水的体积,再将物体放入量筒中,读出水和物体的总体积,即可计算出物体体积.步骤B、D是多余的,金属块的体积为 10ml,金属块的密度为。
【总结升华】本题考查了测量固体密度的方法和步骤。
举一反三:
【变式】为了测不沉于水的木块的密度,小明准备先用天平测出木块的质量,再用量筒和水测出木块体积,请你跟随他的测量过程,回答问题:
(1)在测木块体积时,由于木块不沉于水,小明便用较重的铁块与木块扎在一起,以便测出体积,测量过程如下图中三个量筒所示。
(2)根据图中的测量数据可知,木块的质量为_____g,密度为____________kg/m3。
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【答案】12 0.6×103
/3、下面是某次用天平和量筒做“测定盐水的密度”实验的数据记录表。
(1)请根据记录数据填好表格的空格。
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(2)实验中的操作步骤有:
a.把盐水倒进量筒,用量筒测出盐水的体积;
b.用天平测出容器的质量;
c.把盐水倒进容器,用天平测出容器和盐水的总质量;
d.计算出盐水的密度。
计算出的盐水的密度会与实际盐水的密度有误差。如果实验中的操作步骤是按上述的a. b. c. d.顺序,则测出的盐水的密度会 实际盐水的密度(选填“小于”、“等于”、“大于”);要减少实验误差,正确的实验操作顺序应是 。
【思路点拨】盐水的质量等于容器盐水总质量减去容器的质量,密度用计算。量筒中的盐水倒入烧杯中时,由于量筒壁粘液体,不能全部倒入容器,造成质量不准带来误差,为避免此问题,调整后的顺序应不存在容器壁粘盐水而影响密度值的问题。
【答案】(1)54;1.08×103;(2)小于;cabd。
【解析】
(1)盐水质量m=64.5g-10.5g=54g,盐水的密度/
(2)量筒壁粘盐水,使测出的质量偏小,密度偏小;正确做法是先测容器盐水总质量,再将盐水倒入量筒测体积和剩余盐水容器质量。
【总结升华】用量筒天平测液体的密度基本方法除以上两种之外,还有一种:先测空烧杯质量,将液体倒入烧杯测出液体烧杯总质量,再将液体倒入量筒测体积,这种做法因烧杯壁粘液体,测出的体积偏小,算出的密度偏大。
举一反三:
【变式】测定盐水的密度,有如下操作: A.用天平称出烧杯和盐水的总质量 B.用天平称出烧杯和剩余盐水的总质量 C.调节天平使天平平衡 D.用公式计算出盐水的密度 E.将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分,记下量筒中盐水的体积V那么,正确的操作步骤是 。【答案】C A E B D
/4、某校科学探究小组想用所学物理知识粗略地测量牛奶的密度,他们所用的器材有:天平(没砝码)、量筒、两只完全相同的烧杯、一支滴管、足量的水、足量的牛奶。
(1)请简要写出测量步骤,并用适当的符号表示所测量的物理量。
(2)牛奶密度的表达式是:________________。
【答案】步骤:(1)①调节天平使天平平衡;②将一只烧杯盛适量的牛奶放在天平的左盘,将另一只烧杯盛少量的水放在天平的右盘,用滴管向烧杯内加水,直到天平平衡;③把烧杯中的牛奶全部倒入量筒中,读出此时量筒中牛奶的体积V1;④用量筒测出另一烧杯内水的体积V2。
(2)
【解析】由于天平没有砝码,故本题需要间接地测量出牛奶的质量.若两只相同的烧杯内分别盛上牛奶和水放到天平的两个托盘里,当天平平衡时,水的质量就等于牛奶的质量,再用量筒测量出水的体积就可以计算出它们的质量了。
【总结升华】特殊方法测密度是密度测量中一个重要的题型,以后我们还要介绍一些其他方法,比如利用浮力的知识测密度,等等。
举一反三:
【变式】有一种装修用的新型材料,外观很像大理石.现给你托盘天平(含砝码)、一小块材料样品、溢水杯、烧杯、水、细线,请你测出它的密度.
(1)实验步骤:①将天平放在水平台上,调节横梁平衡;
②用天平测样品的质量如图甲、乙所示,样品的质量为________g;
③再用天平测出________,并将溢水杯装满水;
④用细线系好样品,________________________。
(2)样品密度的表达式是________________________。
【答案】(1)②16 ③空烧杯的质量m1 ④将样品浸没到溢水杯中,溢出的水溢到烧杯中,用天平测出烧杯和溢出水的总质量m2
(2)
【解析】计算天平左盘的物体的质量时,要注意加上游码所对的刻度值;溢出水的体积等于样品的体积。
类型三、密度的应用
/5、一铁球的质量是2.2kg,体积是0.4×10-3m3,试鉴定此球是空心的还是实心的。 (ρ铁=7.9g/cm3)【思路点拨】判断物体是空心还是实心,解决问题的方法很多,但实际上都是根据密度定义式,比较实际物体与实心物体的质量、体积或密度之间是否存在差异,如果存在差异,则实际物体为空心物体。
【答案】 方法一:铁球密度ρ=m/V=2.2kg/0.4×10-3m3=5.5×103kg/m3 因为5.5×103kg/m3<7.9×103kg/m3,所以是空心的。 方法二:若铁球是实心的,则铁球的质量m=ρV=7.9×103kg/m3×0.4×10-3m3=3.16kg, 因为3.16kg>2.2kg,所以球是空心的。 方法三:因为铁的体积:V=m/ρ=2.2kg/7.9×103kg·m-3=0.28×10-3m3<0.4×10-3m3。 所以铁球是空心的。
【解析】鉴定球是否空心有三种方法。方法一:比较密度,假设球是实心的,用求出的铁球密度与铁的已知密度相比,若相等则是实心的,若小于铁的密度则是空心的;方法二:比较质量,假设球是实心的,求出铁球的质量与题目所给的质量相比,若相等则是实心,若大于题目所给的质量则是空心的;方法三:比较体积,求出铁球中铁的体积与题所给体积相比,若相同则是实心的,若小于题目所给的体积则是空心的。【总结升华】一题多解对于理解公式、规律是很重要的,同学们要多尝试。
举一反三:
【变式】(2019春?宝应县校级期末)质量和体积都相同的三个空心球,它们的材料分别是铝、铜和铅,则空心部分最大的是( )
A.铝球 B.铜球 C.铅球 D.无法判断
【答案】C
【巩固练习】
一、选择题
1.(2019?武汉模拟)某同学利用天平和量筒测量小石块的密度,下列操作步骤中不必要的是( )
A.用天平测出小石块的质量
B.用天平测出量筒的质量
C.将适量水倒入量筒中,读出量筒示数
D.用细线系住小石块浸没到水中,读出量筒的示数
2.要想一次较准确地量出密度为0.8×103kg/m3、质量为100 g的酒精的体积,有下面四种量筒可供选用(前面的数值为量程,后面的数值为分度值),你应选用的量筒是( )
A.25 mL 1 mL B.150 mL 2 mL
C.250 mL 10 mL D.150 mL 10 mL
3.实验室里常用沉坠法来测量蜡块的密度,用天平测由蜡块的质量m,再用量筒测量蜡块的体积如图所示,则蜡块的密度公式应该为 ( )
/
A. B. C. D
4.以下各组器材中,不能测出长方体金属块密度的是( )
A.刻度尺、水、细线、烧杯
B.天平和砝码、量筒、水、细线
C.刻度尺、天平和砝码
D.天平(无砝码)、两只相同的烧杯、水、量筒、细线
5.通常家用电路的电线用铜做导电体,而不用铁,这主要是考虑金属的 ( )
A.柔韧性 B.导热性 C.防辐射性 D.导电性
6. (2019秋?天津期末)冬天,常看到室外的自来水管包了一层保温材料,这是为了防止水管冻裂,水管被冻裂的主要原因是( )
A.水管本身耐寒冷程度不够而破裂
B.水管里的水结成冰后,密度变大
C.水管里的水结成冰后,质量变大
D.水管里的水结成冰后,体积变大
7.由同种材料制成的甲、乙、丙三个金属球,它们的质量分别为128g、400g、60g,体积分别为16cm3、50cm3、12cm3,则 ( )
A.它们都是空心的 B.甲球一定是空心的
C.乙球一定是空心的 D.丙球一定是空心的
二、填空题8.如图所示的量筒,它能测量的最大体积是________cm3;它每一小格表示的体积是________mL。量筒内所盛水的体积是________mL。
9.(2019秋?湘潭县期末)在故事影片中出现的“大石头“砸在人身上的画面中,“大石头”是由密度很 ______的材料制成的(选填“大”或“小”)。如果我们将“大石头”搬到月球上,它的质量______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10.有一个容积为1.25L的饮料瓶,如果用这个饮料瓶装水,最多可装________kg的纯水。如果用它装酒精,最多可装________kg的酒精。(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
11.写出你知道的一些物质的物理属性,如状态,________, ________, ________, _________, _________。
12.如图所示是市场上出售某品牌的食用调和油(1 L=1 dm3),已知瓶内调和油的密度为0.92×103kg/m3,则该桶油的质量是________kg。如果调和油用去一半,则剩余半桶调和油的密度将________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
三、实验题
13.小明同学为测定盐水的密度,设计了下面的实验数据记录表格,表格中已经记录了最初烧杯和盐水的总质量,图甲显示的是它将烧杯中一部分盐水倒入量筒后,烧杯和剩余盐水的总质量,图乙显示的是从烧杯中倒入量筒内盐水的体积。请根据图中显示的情况,帮助小明完成实验数据表格的填写。
烧杯和盐水的总质量
烧杯和剩余盐水的总质量
倒出盐水的质量
倒出盐水的体积
盐水的密度
ρ(g/cm3)
148.5
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14.晓松在参观一个容积为5×103m3的粮仓时,想知道这粮仓能装多少质量的稻谷。于是他取一小包稻谷作样品,进行了以下实验:
(1)调节天平平衡时,发现天平的指针偏向分度标尺的右侧。此时,应将平衡螺母向________(填“左”或“右”)调,直至天平平衡.
(2)取适量稻谷倒入左盘,在右盘中加减砝码,并移动称量标尺上的________,使天平重新平衡.所用的砝码和游码的位置如图所示,则稻谷质量为________g。将这些稻谷倒入量筒中压实,测出它的体积为40cm3。
(3)稻谷的密度为________g/cm3,这个粮仓大约能装________kg的稻谷。
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15.有人去商店买长度为1km,直径为0.2 mm的细铜线,可是商店这时只有几卷直径为0.2mm却不知道长度的细铜线。如果你是售货员,你怎样判断出哪卷铜线才是顾客所需要的?请简述你的方法。
【答案与解析】
一、选择题
1.【答案】B
【解析】测固体石块的密度的基本方法是:用天平测出石块的质量m,在量筒中倒入适量水,读出体积为V1,将石块放入量筒浸没水中,读出水面体积值为V2,则石块的密度为
因此上述步骤有用的为A、C、D。不必要的步骤是B;故选B。
2.【答案】B
【解析】100 g酒精的体积为125 cm3(mL),故量筒的量程必须大于或等于125 cm3,而且为了测量准确,量筒的分度值越小越好。
3.【答案】C
【解析】从图上可以看出,当蜡块与沉坠全浸时,方形物体在上方,为蜡块,球形物体为沉坠物。
4.【答案】A
【解析】只有刻度尺、水、细线和烧杯无法测量或计算出金属块的密度.选项B和C所给的器材是常规测量长方体物体的密度的方法。选项D中,用水和量筒、细线可以测金属块的体积;测量质量时可以先把两只烧杯放到两个天平盘里,然后把金属块再放到左盘中,向右盘的烧杯内加水直到天平再次平衡,然后用量筒测出所加水的体积就可以计算出水的质量了,水的质量也就等于金属块的质量。
5.【答案】D
6. 【答案】D
【解析】北方冬天温度很低,水很容易结冰,水变为冰后质量m不变,密度ρ变小;体积变大,所以容易把水管撑裂;故选D。
7.【答案】D
二、填空题
8.【答案】500;10,280
9.【答案】小;不变
【解析】因为影片中的“大石头”并没有真的对演员造成伤害,所以可以断定,它的质量是比较小的;根据密度的公式,当体积一定时,只有密度越小的材料,它的质量才会越小;如果我们将“大石头”搬到月球上,位置改变了,但是它所含物质的多少没有改变,因此,它的质量不变。故答案为:小;不变。
10.【答案】1.25;1
11. 【答案】硬度;透明度;导电性,导热性;弹性
12.【答案】4.6 不变
【解析】。
三、实验题
13.【答案】117;31.5;30;1.05
【解析】此题考察质量体积的测量和密度的计算,属密度测量的基本方法。
14.【答案】(1)左 (2)游码 48 (3) 1.2 6×106
【解析】为了计算粮仓能盛多少稻谷,必须知道稻谷的密度和粮仓的体积,此时测稻谷的密度时不能用排水法测稻谷样本体积,因为那样测量的是稻谷的实际体积,我们把稻谷放入粮仓后,稻谷颗粒间也存在空隙,这个空隙我们不能去掉,我们所测的其实是稻谷盛满粮仓后的平均密度。
15. 【答案】方法:(1)根据铜线的直径和长度,计算出铜线的体积;(2)根据密度公式计算出l km细铜线的质量;(3)用台秤测出每卷铜线的质量,与计算出的质量相同的便是顾客所需要的。
【解析】根据所学的密度公式很容易判断出。