5.2
探究物质的密度
5.3
密度知识的应用
知识点一、密度
1.关于质量与密度,下列说法正确的是( )
A.把铁块压成铁片,它的密度变小了
B.密度是物质的一种特性,不同种物质的密度一般不同
C.空气也有密度,而且空气密度的数值在任何情况下都不会改变
D.同一种物质,它的密度跟它的质量成正比,跟体积成反比
2.如图所示,甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像,从图像上可获信息错误的是
A.甲物质的密度比乙物质的密度大
B.对甲、乙物质来说,都是一个定值
C.对乙物质来说,它的质量与体积成正比
D.无法比较甲、乙的密度大小
3.纯水的密度是1.0×103
kg/m3,它表示_______________________.
4.以五粮液为代表的中国白酒,有着3000多年的酿造历史,堪称世界最古老、最具神秘特色的食品制造产业之一。有一款五粮液酒,它的包装盒上标明容量为500
mL。(密度ρ=900kg/m3)字样,喝去半瓶后,剩下的半瓶酒的密度为_____
g/
cm3。
5.不漏气的橡皮氢气球由地面上升过程中,体积变大,那么气球内氢气的质量_____、密度______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
知识点二、密度的应用
6.现有三个体积和质量均相等的铝球,铁球和铅球,已知铝、铁、铅三种物质的密度分别是:ρ铝=2.7g/cm3、ρ铁=7.9g/cm3、ρ铅=11.3g/cm3,则下列说法正确的是( )
A.若铝球是实心的,则铁球和铅球可能是空心的
B.若铁球是实心的,则铝球和铅球一定是空心的
C.若铅球是实心的,则铝球和铁球一定是空心的
D.三个球都可能是空心的
7.如图所示为甲、乙两种物质的质量与体积关系的图像,根据图像分析,甲物质的密度ρ甲=_____g/cm3,ρ甲_____ρ乙(选填“>”、“<”或“=”)。
8.在密度知识应用交流会上,同学们想知道一个质量是14.4kg的课桌的体积.于是找来和课桌相同材质的木料作样本,测得其质量是14.4g,体积为20cm3,则样本的密度为____g/cm3;课桌的体积为______m3.
9.小刚用天平和量筒测量牛奶的密度时,进行了实验操作。请回答下列问题:
(1)将天平放在水平台面上,游码归零后,发现指针指示的位置如图甲所示,应将平衡螺母向_____调节(选填左或右),才能使天平水平平衡;
(2)往烧杯中倒入适量牛奶,测得烧杯和牛奶的总质量为
106g,将烧杯中部分牛奶倒入量筒,如图乙,则倒出的牛奶体积为V
=_____mL;
(3)再测出烧杯和剩余牛奶的质量,如图丙,则量筒中的牛奶质量为m
=_____g;
(4)根据以上数据可求出牛奶的密度为ρ
=_____g/cm3;
(5)若操作第(2)时有少量牛奶附着在量筒内壁上,测得的牛奶密度将_____(选填偏小、不变
或偏大)。
知识点三、密度的测量
10.小明是一名天文爱好者,他淘到一小块“陨石”,但它的真实性难以确认.小明对这块“陨石”的密度进行了测量:
(1)他把天平放在水平桌面上,调节使天平平衡,然后将“陨石”放在左盘中,在右盘中增减砝码,当加入最小砝码时,发现指针指在盘中央刻度线如图所示,他接下来的操作是_____;
(2)天平平衡后,砝码质量和游码对应刻度如图乙所示,则“陨石”的质量为_____g;
(3)小明查阅资料发现“陨石”有吸水性,经思考后,他先将“陨石”放入盛水的烧杯中足够长时间,再取出来擦干表面的水,放入盛有40mL水的量筒中,水面升高至如图丙所示,他这样做的目的可以避免因“陨石”吸水而使其密度测量值偏_____;小明测出“陨石”的密度ρ=_____kg/m3。
11.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;
(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,测出倒出到量筒的这部分油的体积.
请根据以上步骤,写出正确的操作顺序:________(填字母代号);
(3)若在步骤B中测得烧杯和油的总质量为55.8g,其余步骤数据如图所示,则倒出到量筒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.
12.小明想知道酱油的密度,于是他和小华用天平和量筒做了如下实验:
(1)将天平放在水平台面上,将游码移到零刻度线处时,发现指针指在分度盘的左侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调。
(2)在烧杯中倒入适量的酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为106g;再将烧杯中的一部分酱油倒入量筒中,测出烧杯和剩余酱油的总质量如图甲所示,量筒中酱油的体积如图乙所示,则酱油的密度为______kg/m3。
(3)小华不小心将量筒打碎了,老师说只用天平这一测量工具也能粗略测量出酱油的密度。于是小华添加两个完全相同的烧杯和适量的水,设计了如下实验步骤,请你补充完整,并用适当的符号表示相应的物理量。
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为。
②将一个烧杯装适量的水,并做标记(已知水的密度为),______。
③______。
④则酱油的密度表达式ρ=______(用上述步骤中的物理量符号来表示)
巩固练习
13.a、b两个实心物体的体积与质量的关系如图所示.下列说法正确的是(
)
A.a物质的密度比b的大
B.b物质的密度是2×103kg/m3
C.b物质的密度是a的2倍
D.a、b的密度与它们的质量、体积有关
14.甲、乙两个金属块,甲的密度是乙的3/5,乙的质量是甲的4倍,那么甲与乙的体积之比是( )
A.5∶12
B.20∶3
C.3∶20
D.12∶5
15.为了测量某金属块的密度,首先用天平测量金属块的质量,当天平平衡时,右盘中砝码的质量和游码的位置如图甲所示,然后用量筒和水测金属块的体积如图乙所示,下列数据正确的是
A.金属块的质量为39.4g
B.金属块的体积为5L
C.金属块的密度为7.8×103kg/m3
D.金属块的密度为7.88g/cm3
16.小萱同学在做测量小石块密度实验中,下列操作正确的是(
)
A.水平台上的托盘天平已经调节好,搬到另一地方直接使用
B.在称量小石块的质量过程中,发现指针偏左,她向右调节平衡螺母
C.先在量筒中倒入适量的水,再直接将小石块投入到量筒内
D.她觉得如果先量体积,再称质量,会使测量的密度偏大
17.一容器中装有某种液体,测得液体的体积为V,液体与容器的总质量为m的体积,改变液体的体积,重复上述实验,得到了一系列V与m的对应值,并描绘m﹣V图象如图所示,则液体的密度为_____g/cm3
18.在测量盐水密度的实验中,已知空烧杯的质量是55g,烧杯和盐水的总质量如图所示,则盐水的质量是________g;将烧杯中的盐水全部倒入量筒中测得体积是60cm3,则盐水的密度是________g/cm3.采用这种测量方法得到的结果将________.
19.学习了密度知识后,同学们准备测量物质的密度,选取的器材有:酸奶、量筒、天平(带砝码)、烧杯.
小新和小洋同学分别设计了一种测量酸奶密度的实验方案:
方案一:
(1)用调好的天平测出空烧杯的质量m1;
(2)向烧杯中倒入一些酸奶,测出它们的总质量m2;则这些酸奶的质量为_____;
(3)再将烧杯中酸奶倒入量筒中,测出酸奶的体积V;
(4)计算出酸奶的密度ρ。
方案二:
(1)用调好的天平测出装有适量酸奶的烧杯的总质量m1;
(2)将烧杯中的一部分酸奶倒入量筒中,记下量筒中酸奶的体积V;
(3)测出烧杯和剩余酸奶的总质量m2;计算出酸奶的密度ρ=_____;
分析与交流发现:方案一中测量体积偏_____,测出密度偏_____。(选填“大”、或“小”)
20.一个铁球的质量是1.58kg,体积是0.5dm3,ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m。
(1)这个铁球是实心还是空心的?
(2)如果是空心的,空心部分体积是多大?
(3)如果空心部分注满酒精,则球的总质量是多大?
21.现有一空瓶质量为200g,装满水后总质量为800g,若用该空瓶装满另一种液体后总质量为920g,求:
(1)该瓶装满水后水的体积;
(2)另一种液体的质量和密度。
参考答案
1.B
【分析】
由某种物质组成的物体,其质量与体积的比值是一个常量,它反映了这种物质的一种特性.在物理学中,把某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度.
体积相同的不同物体或质量相同的不同物体,密度大小用公式比较.
【详解】
A、把一铁块压成铁片,形状变化,但体积、质量不变,密度不变.故A错误;
BD、密度是物质的特性,其大小与物体的质量和体积无关.同种物质密度相同,不同物质密度一般不同.故B正确、D错误;
C、气体密度与温度、压强都有关系.不同温度、不同气压下的空气密度不相同.故C错误.
故选B.
2.D
【详解】
AD、在横轴取相同体积,可以看出,甲物体的质量较大,由公式ρ=知,甲的密度大于乙物质的密度.故A正确,D错误;BC、由图象知:横轴代表物体体积,纵轴代表物体质量,两种物质的质量与其体积成正比,所以对甲、乙物质来说,也都是一个定值,故B.
C正确.故选D.
【点睛】
首先对图象进行分析,明确两条图线表示的物理意义,然后利用密度公式进行比较,确定密度大小关系.
3.体积是1m3的水,质量为1.0×103kg
【解析】单位体积的某种物质的质量,叫这种物质的密度,纯水的密度是1.0×103
kg/m3,它表示体积是1m3
的水的质量是1.0×103
kg。
4.0.9
【详解】
倒出一半后,质量和体积减小一半,但密度是不变的,依然等于900kg/m3合0.9g/cm3。
5.不变
变小
【解析】
【详解】
气球升空过程中,只是位置的改变,球内气体的质量不变;
大气压随高度的升高而减小,气球升空过程中,气球外的气压减小,为保证内外压强相等,所以球的体积增大来减小球内压强,气体的质量不变,体积变大,所以密度变小。
6.D
【详解】
若三球都是实心的,质量相等,由的变形式可知,三金属的体积关系为V铝>V铁>V铅,又因为三球的体积相等,所以铁球和铅球一定是空心的,铝球可能是实心,也可能是空心的,故ABC错误,D正确。
故选D。
7.2.7
>
【详解】
[1]甲物质密度为
[2]同体积时甲的质量大于乙,所以甲的密度大于乙。
8.0.72
0.02
【详解】
[1]已知样本木料的质量和体积,样本的密度:
ρ===0.72g/cm3=0.72×103kg/m3
[2]样本与课桌材质相同,所以密度相同,所以课桌的体积:
V′===0.02m3
9.右
40
44
1.1
偏大
【详解】
(1)[1]把天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻度线处后,由图甲知,指针偏左,此时应将平衡螺母向右调节,直到指针对准分度盘中央的刻度线。
(2)[2]量筒的分度值为1mL,量筒中牛奶的体积为:V=40mL=40cm3。
(3)[3]已知测得烧杯和牛奶的总质量m总=106g,烧杯和剩余牛奶的质量
m剩=50g+10g+2g=62g
量筒中牛奶的质量
(4)[4]牛奶的密度
(5)[5]若操作第(2)时有少量牛奶附着在量筒内壁上,使得体积偏小,根据可知,测得的牛奶密度偏大。
10.取下最小砝码,移动游码,使横梁平衡
62
大
3100
【详解】
(1)[1]把天平放在水平桌面上,调节使天平平衡,然后将“陨石”放在左盘中,在右盘中增减砝码,当加入最小砝码时,发现指针指在盘中央刻度线如图所示,他接下来的操作是取下最小砝码,移动游码直到横梁平衡。
(2)[2]天平平衡后,砝码质量和游码对应刻度如图乙所示,则“陨石”的质量为
60g+2g=62g
(3)[3]小明查阅资料发现“陨石”有吸水性,经思考后,他先将“陨石”放入盛水的烧杯中足够长时间,再取出来擦干表面的水,放入盛有40mL水的量筒中,水面升高至如图丙所示60mL,陨石的体积为
60mL﹣40mL=20mL
故密度为
ρ==3.1g/cm3=3100kg/m3
如果直接放入水中,由于“陨石”吸水导致水和陨石的总体积变小;所以会使陨石的体积偏小,根据ρ=可知他这样做的目的可以避免因“陨石”吸水而使其密度测量值偏大。
11.左
BCA
18.4
20
0.92×103
【详解】
(1)根据天平的调解规则:左偏右调,右偏左调可知:当移动游码至零刻度处时,指针偏向分度盘的右侧,应将平衡螺母向左调.
(2)要测量色拉油的密度时,正确的过程是:将待测色拉油倒入烧杯中,用天平测出烧杯和色拉油的总质量;将色拉油中液体的一部分倒入量筒,测出这部分色拉油的体积;用天平测量烧杯和剩余色拉油的总质量.所以正确的实验顺序是B.
C.
A.
(3)烧杯和色拉油的总质量为55.8g,由乙图知剩余油和烧杯的总质量是37.4g,则倒出到量筒的这部分油的质量是
量筒中色拉油的质量为m=55.8g?37.4g=18.4g,
由图乙知,量筒的分度值为1ml=1cm3,色拉油的体积为V=20cm3;色拉油的密度为ρ==0.92g/cm3=
0.92×103
kg/m3.
12.右
1.1×103
测出烧杯和水总质量为m1
将另一空烧杯,装上酱油到标记处,测出烧杯和酱油的总质量为m2
【详解】
(1)[1]发现指针指在分度盘的中央零刻度线的左边,说明左侧质量略大,应旋动横梁上的平衡螺母,使之向右移动。
(2)[2]由图甲可知,剩余酱油和烧杯的总质量
量筒中酱油的质量为
量筒中酱油的体积为
酱油的密度为
(3)②[3]将一个烧杯装适量的水,并做标记,测出总质量为m1。
③[4]已知空烧杯的质量为m0,烧杯和加入水的总质量为m1,所以烧杯中水的质量为
根据公式可以求得水的体积为
所以这一步的操作是:用另一个空烧杯装酱油至同样标记处,测出烧杯和酱油的总质量m2。
④[5]酱油的质量为
烧杯内水的体积等于酱油的体积,则酱油的密度表达式
13.B
【详解】
由图象可知,当Va=Vb=2×10﹣3m3时,ma=1kg,mb=4kg,
则a、b的密度分别为:
∴ρa<ρb,即a物质的密度最小,且b物质的密度是a物质密度的4倍,故AC错误,B正确;
∵密度是物质本身的一种特性,
∴a、b的密度与它们的质量、体积无关,故D不正确.
故选B.
14.A
【详解】
根据题意知
①,
②
所以
得
故选A。
15.C
【详解】
A.
如图甲金属块的质量为砝码的质量加上游码指示的质量,即
A不符合题意;
B.
如图乙,水的体积为25ml,加入金属块后总体积为30ml,则金属块的体积为5ml,即5cm3,B不符合题意;
C.
D.
金属块的密度为;
,
C符合题意,D不符合题意.
16.D
【详解】
A.水平台上的托盘天平已经调节好,搬到另一地方,应该重新调节天平平衡,才能使用,A错误;
B.在称量小石块的质量过程中,发现指针偏左,应该向右盘中添加砝码,而不应该再调节平衡螺母了,B错误;
C.先在量筒中倒入适量的水,将小石头上拴上绳子后,轻轻放入到量筒内,C错误;
D.她觉得如果先量体积,再拿出来称质量时,小石头上有水珠,会使测量质量偏大,密度偏大,D正确.
17.1
【详解】
读图可知,当液体体积为0,即没有液体时,容器的质量m0=40g;当液体体积为20cm3时,液体和容器总质量m总=60g,则液体的质量m=m总?m0=60g?40g=20g,则液体的密度:
ρ===1g/cm3.
18.66
1.1
偏大
【详解】
由图所示天平可知,天平的示数为:100g+20g+1g=121g;盐水的质量:m=121g﹣55g=66g;盐水的密度ρ===1.1g/cm3;分析实验的步骤可以看出,当将量筒中的盐水倒入烧杯中时,不可避免地会有残留的盐水,使得测量的盐水的体积变小,从而使最终的密度值偏大.
19.m2-m1
小
大
【详解】
方案一:
(2)[1]已知烧杯的质量m1和倒入酸奶后的总质量m2,所以酸奶的质量为
m=m2-m1
方案二:
(2)[2]量筒中酸奶的质量为
m=m2-m1
所以酸奶的密度为
ρ=
(3)[3][4]方案一将酸奶倒入量筒时,由于烧杯壁上不可避免地沾有部分酸奶,导致用量筒测出的酸奶体积偏小;在质量一定时,由ρ=知,体积偏小,所以密度偏大。
20.(1)铁球是空心的;(2)空心部分的体积为0.3dm3;(3)若将空心部分注满酒精,则总质量是1.82kg
【详解】
(1)由得铁球中铁的体积
因为V铁<V球
所以铁球为空心;
(2)空心部分的体积:
V空=V球﹣V铁=0.5dm3﹣0.2dm3=0.3dm3
(3)空心部分注满酒精时酒精的体积
V酒精=V空=0.3dm3=3×10﹣4m3
由得空心部分注满酒精时酒精的质量
m酒精=ρ酒精V酒精=0.8×103kg/m3×3×10﹣4m3=0.24kg
此时球的总质量
m总=m+m酒精=1.58kg+0.24kg=1.82kg
答:(1)铁球是空心的;(2)空心部分的体积为0.3dm3;(3)若将空心部分注满酒精,则总质量是1.82kg。
21.(1)600cm3;(2)720g,1.2g/cm3
【分析】
(1)装满水后总质量减去瓶子质量可得水的质量,利用求出水的体积,即瓶子的容积。
(2)装满另一种液体后总质量减去瓶子质量可得该液体的质量,液体的体积等于瓶子的容积,再利用密度公式求出该液体的密度。
【详解】
解:(1)瓶子装满水后水的质量
m水=m总1﹣m瓶=800g﹣200g=600g
则水的体积为
=600cm3
则瓶子的容积为
V容=V水=600cm3
(2)装满另一种液体的体积
V液=V容=600cm3
液体的质量为
m液=m总2﹣m瓶=920g﹣200g=720g
另一种液体的密度
答:(1)该瓶装满水后水的体积600cm3。
(2)该液体的质量为720g,密度是1.2g/cm3。