《物质的物理属性》全章复习与巩固
【学习目标】
理解质量的概念,会测量固体和液体的质量;
理解密度的概念,能够用密度知识解决实际问题,能够解释生活实际中与密度有关的物理现象;
掌握密度的测量方法。
【知识网络】
【要点梳理】
要点一、质量
物体所含物质的多少叫质量。
要点诠释:
(1)单位:国际单位:kg ,常用单位:t、g、mg
对质量的感性认识:一枚大头针约80mg
一个苹果约150g
一头大象约6t
一只鸡约2kg
(2)质量的理解:物体的质量不随物体的形状、状态、位置、温度而改变,所以质量是物体本身的一种属性。
(3)测量:
要点二、密度
我们把某种物质的物体,其质量与体积的比值叫做这种物质的密度。
要点诠释:
(1)公式:变形:
(2)单位:国际单位:kg/m3,常用单位g/cm3。
单位换算关系:1g/cm3=103kg/m3 1kg/m3=10-3g/cm3。
水的密度为1.0×103kg/m3,其物理意义为1立方米的水的质量为1.0×103千克。
(3)理解密度公式:
①同种材料,同种物质,不变,m与 V成正比; 物体的密度与物体的质量、体积、形状无关,但与质量和体积的比值有关;密度随温度、压强、状态等改变而改变,不同物质密度一般不同,所以密度是物质的一种特性。
②质量相同的不同物质,体积与密度成反比;体积相同的不同物质质量与密度成正比。
(4)图象:如图所示:甲>乙
要点三、密度的测量及应用
1.测体积——量筒(量杯)
①用途:测量液体体积(间接地可测固体体积)。
②使用方法:
“看”:单位:毫升(ml)、 量程、分度值。
“放”:放在水平台上。
“读”:量筒里的水面是凹形的,读数时,视线要和凹面的底部相平。
2.测固体的密度:
说明:在测不规则固体体积时,采用排液法测量,这里采用了一种科学方法--等效代替法。
3.测液体的密度:
⑴ 原理:ρ=m/V
⑵ 方法:①用天平测液体和烧杯的总质量m1;
②把烧杯中的液体倒入量筒中一部分,读出量筒内液体的体积V;
③称出烧杯和杯中剩余液体的质量m2 ;
④得出液体的密度ρ=(m1-m2)/V。
4.密度的应用:
⑴鉴别物质:密度是物质的特性之一,不同物质密度一般不同,可用密度鉴别物质。
⑵求质量:由于条件限制,有些物体体积容易测量但不便测量质量,用公式m=ρV可以算出它的质量。
⑶求体积:由于条件限制,有些物体质量容易测量但不便测量体积,用公式V=m/ρ可以算出它的体积。
⑷判断空心实心。
要点四、物质的物理属性
不同的物质,其物理属性一般不同。物质的物理属性包括:密度、硬度、熔点、导热性、导电性、磁性、透光性等。
【典型例题】
类型一、质量及其测量
1.某学习小组在探究同种物质的质量与体积的关系时,选用了体积为10 cm3、20 cm3、30 cm3的三个铝块和托盘天平进行实验。
(1)调节天平平衡后,小明用天平测量铝块1(体积为10 cm3)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。请将此铝块的质量填写在下表空白处。他接下来继续测量了铝块2和铝块3的质量并完成了下表格的记录。
铝块 m/g V/cm3
1 __________ 10
2 54 20
3 84 30
(2)小组在进行数据分析时,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,并用描点法画出铝块的m–V图象,请你在上面的方格纸中建立坐标系完成他们的图象。
(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________________________。
【答案】(1)用手拿砝码 27 (2)如下图所示 (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
【解析】(1)图中用手拿砝码,汗渍会腐蚀砝码,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 g+5 g+2 g=27 g;
(2)用横坐标表示体积,纵坐标表示质量,铝块的m–V图象如图所示;
(3)小组同学为了得出结论,将铝块3的质量数据改为81,这种做法是错误的,不符合实验要求,物理实验要坚持实事求是的态度,他下一步的操作应找出原因重做实验。
【总结升华】天平的使用方法是初中物理的考试热点问题。用天平测量时首先放在水平桌面;其次要注意两次调平,第一次用平衡螺母,且使用之后不能动;第二次用加减砝码和拨动游码的方法调平。再就是要爱护实验仪器,每次使用砝码要用镊子,且轻拿轻放。读数时建议同学们记忆如下规律:
m左=m右+m游码。
举一反三:
小明测量南京雨花石的密度,进行了如下实验:
(1)将天平放在___________桌面上,游码放在标尺左端零刻度线处,发现指针静止时如图甲所示,应将天平的平衡螺母向________端调,使横梁平衡;
(2)如图乙所示,雨花石的质量为__________g;
(3)将雨花石放入盛有50 mL水的量筒中,静止时液面情况如图丙所示,则雨花石的密度是___________kg/m3;
(4)小明根据所测数据,在图丁上描出一个对应的点A,接着他又换用另一石块重复了上述实验,将所测数据在图上又描出了另一个对应的点B,若ρA、ρB分别代表雨花石和另一石块的密度,则ρA___________ρB(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】(1)水平 左 (2)31.4 (3)3.14×103 (4)<
由图可知,当体积相同时,B的质量大于A的质量,故ρA<ρB。
类型二、密度及其应用
2.(2018·滨州)如图甲所示为水的密度在0~10 ℃范围内随温度变化的图象,图乙为北方冬天湖水温度分布示意图,根据图象及水的其他性质下列分析判断错误的是
A.温度等于4 ℃时,水的密度最大
B.在0~4 ℃范围内,水具有热缩冷胀的性质
C.示意图中从上至下A、B、C、D、E处的温度分别为4 ℃、3 ℃、2 ℃、1 ℃、0 ℃
D.如果没有水的反常膨胀,湖底和表面的水可能同时结冰,水中生物很难越冬
【答案】C【解析】由图象知道,在4 ℃时水的密度是最大的,故A正确;由图象知道,在0~4 ℃范围内,温度越高,密度越大,即体积越小,所以在0~4 ℃范围内,水具有热缩冷胀的性质,故B正确;因为水的凝固点是0 ℃,所以当河面结冰时,冰接触的河水即冰水混合物,所以温度应为0 ℃,故A点为0 ℃,故C错误;因为有水的反常膨胀,所以温度不同的水密度不同,密度大的水下沉到底部,而下层的密度小的水就升到上层来。这样,上层的冷水跟下层的暖水不断地交换位置,整个的水温逐渐降低这种热的对流现象只能进行到所有水的温度都达到4 ℃时为止,故如果没有水的反常膨胀,湖底和表面的水可能同时结冰,水中生物很难越冬,故D正确,故选C。
3.为了判断一个小铁球是不是空心的,小明同学用天平、量筒和水测得如下数据:
铁球的质量m/g 量筒内水的体积V水/mL 量筒内水和铁球的总体积V总/mL
790 200 350
(1)通过计算判断该小铁球是空心的还是实心的?
(2)若小铁球是空心的,则空心部分的体积为多大?
(3)若在小铁球的空心部分注满水,则整个铁球的总质量是多少?(ρ铁=7.9×103 kg/m3)
【答案】(1)球是空心的 (2)50 cm3 (3)840 g
类型三、会用比例关系解决密度问题
4.甲、乙两个物体质量之比为3∶2,体积之比为1∶3,它们的密度之比为( )
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶9 D.9∶2
【思路点拨】知道两个物体的质量之比和体积之比,根据密度公式可以求出体积之比。
【答案】D
【解析】由,可得
【总结升华】解答此题的关键是学生明确甲乙两个体积、质量关系,根据密度公式即可得出答案。
举一反三:
【变式】有甲、乙两金属,甲的密度与乙的密度之比为2:5,甲的质量与乙的质量之比为1:2,那么甲的体积是乙的体积的( )
A、0.2倍 B、5倍 C、0.8倍 D、1.25倍
【答案】D
类型四、实验探究
5.某同学为测量“花花牛”牌牛奶的密度,用天平、玻璃杯、量筒等器材,设计了如下实验方案:
A、用天平称出玻璃杯的质量m1
B、将适量牛奶倒入杯中
C、用天平称出玻璃杯和牛奶的总质量m2
D、将杯中牛奶倒入量筒中,测出牛奶的体积V
E、计算牛奶的密度ρ=(m2-m1)/V
(1)你认为这个方案有什么缺点?
(2)请你提出改进这个实验的办法。
(3)如图所示为用天平测玻璃杯质量时所加砝码和游码位置情况。则玻璃杯的质量为多少克?
【思路点拨】在测液体的密度实验中,必须考虑玻璃容器全倒出液体时,容器壁粘液体的情况,不能先测空烧杯的质量。
【答案】
(1)测牛奶的体积时有较大的误差,有些奶粘在杯壁上;
(2)将试验重新排序即可:BCDAE;
(3)33g
【解析】(1)按原顺序,在将液体从烧杯倒入量筒时,烧杯壁粘牛奶,使所测体积偏小,密度偏大。
(2)为防止(1)种情况出现,先测牛奶和烧杯总质量,再将牛奶倒入量筒,测剩余的烧杯牛奶的质量。
(3)烧杯质量=砝码质量+游码对应质量
【总结升华】在测液体的密度试验中,必须考虑玻璃容器全倒出液体时,容器壁粘液体的情况,不能先测空烧杯。
举一反三:
【变式】测定盐水密度,将以下步骤按正确顺序排列起来( )
A、把玻璃杯中的一部分盐水到入量筒中,记下量筒中盐水的体积;
B、在玻璃杯中盛盐水,称出它们的质量;
C、称出玻璃杯和杯中剩余盐水质量;
D、求出盐水密度。
【答案】BACD
6.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 。
【答案】B、D;10;7.9×103;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。