届中考物理总复习微专题三 测量物质的密度实验.docx
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届中考物理总复习微专题三测量物质的密度实验
微专题三 测量物质的密度实验
(分值:
65分 建议时间:
70分钟)
专题概述
测密度实验是山西中考的必考题,以常规测量方法为主;近年来更注重实验能力的考查,如:
实验方案的设计、实验方案的评估、特殊物质的密度测量、特殊方法测密度等,对学生实验能力的要求越来越高,学生在复习的时候要注意加强这方面题目的训练。
方法指导
一、实验原理ρ=
二、测量方法:
(一)有天平、量筒
1.质量用天平测量
(1)固体质量直接测量;
(2)液体质量借助烧杯测量
2.体积用量筒测量(规则的可用刻度尺)
(1)液体体积的测量方法
①利用量筒直接测量液体的体积。
②利用某种容器(如杯子),通过测量容器装满水的质量,利用公式V=
计算瓶子容积,从而间接测量容器装满其他液体的体积。
(2)固体体积的测量方法
①规则固体的体积可以直接利用刻度尺测量其体积。
②利用量筒,通过“排水法”间接测量可沉入水中固体的体积。
三、特殊物质的密度测量
常见的特殊物质的密度测量有:
①吸水性固态物质密度测量:
在准确测得其质量后,可采用“水浸法”使测量物质在充分浸润后再无法吸水,然后利用排水法测得其体积;
②易溶性固态物质密度测量:
可改变量筒或烧杯中的液体成分,这种液体应具备和测量物质不相溶的特点,如盐块溶于水,但在饱和盐溶液中不溶解,所以量筒中可采用此液体来测体积。
特别是粗略测量时,可以在量筒中倒入细沙子等作为“液体”进行体积的测量;
③密度小于水的物质密度的测量:
一般采用“重坠法”或“针压法”进行测量;
④不易与液体接触的固体小颗粒(或粉末状)物质密度的测量:
在测量时可直接用量筒测量小颗粒(或粉末状)物质的体积,测量体积时要注意将量筒中的小颗粒(或粉末状)物质尽量压实并抹平,以减小测量误差。
四、特殊方法测量密度
(一)有天平,无量筒
1.测液体密度,可在一小空瓶先后分别倒满水和待测液体,用V水=V液测出液体体积,从而测出液体密度。
2.测固体密度,可将烧杯中装入水,并测出烧杯和水的质量m1,然后将固体浸没在水中,在液面处标记,取出固体,向烧杯中加水至标记处,再测出烧杯和水的质量m2,则V液=V加水=
,从而求出ρ固。
(二)有量筒,无天平
有量筒、无天平测量物体密度的方法:
先往量筒里加一定体积的水,记下体积V1,然后把小烧杯放进量筒内,记下此时量筒内水的体积V2,再把小石块放在量筒中的小烧杯内,记下此时量筒内水的体积V3,最后把小石块取出,用细线拴着,使它单独沉在量筒底部,记下此时量筒内水的体积V4,表达式ρ石=
。
专项训练
类型1 常规的密度测量
1.(7分)(2017黔东南州)小明同学在“测量矿石密度”的实验中,首先取来托盘天平放在水平桌面上,将游码拨到零刻度线的位置,发现如图甲所示情况。
(1)他应采取的措施是向右调节平衡螺母,使指针对准中央刻度线;
(2)天平调节平衡后,小明按图乙所示的方法来称量物体的质量,他的实验操作有两点错误,请你帮他找出:
①物体和砝码的位置放反了;
②实验过程中调节了平衡螺母。
(3)小明纠正错误后,测得矿石的质量如图丙所示,体积如图丁所示。
则该物体的质量是77.4g,密度是3.87×103kg/m3。
(4)若他先测矿石的体积,再测矿石的质量,那么用这种方法测得的密度与真实值相比会偏大(选填“偏大”“偏小”或“相同”)原因是将矿石从水中取出时会附着水,而导致质量的测量值偏大,根据ρ=
可知,密度的测量值偏大。
2.(6分)(2017辽阳)小刚学习了“探究物质密度”以后,来到实验室测量糖水的密度。
(1)小刚将天平放在水平台上,将游码移到标尺零刻度线处,此时,指针在分度盘上的位置如图甲所示,他应将平衡螺母向左端调节,使天平平衡;
(2)将质量为32g的烧杯放在天平的左盘上,取适量的白糖倒入烧杯中,向右盘加减砝码并调节游码,直至天平平衡,如图乙所示,白糖的质量是17g;
(3)用量筒量出水的体积,如图丙所示,然后将烧杯中的白糖倒入量筒中,待白糖完全溶解后,量筒中液面的位置如图丁所示,糖水的体积是50cm3,配制糖水的密度是1.14×103kg/m3。
3.(5分)(2017太原三模)在测量牛奶密度的实验中,小明首先用调好的天平测出空烧杯的质量为30g;取适量牛奶倒入烧杯中,用天平测量牛奶和烧杯的总质量,天平平衡时砝码和游码的位置如图甲所示;接着将牛奶全部倒入量筒中,如图乙所示,读出量筒中牛奶的体积V,小强认为小明的方案存在一定的误差,于是她找来了量程为50mL的一支注射器如图丙所示,再利用天平进行了以下实验:
第一,用排尽了空气的注射器,先吸入体积为V1的牛奶,用天平测出注射器和牛奶的质量m1;第二,再吸入一些牛奶,读出此时注射器内牛奶体积为V2,用天平测出此时注射器和牛奶的总质量为m2,请你解答下列问题:
(1)小明测得的牛奶的质量m=32,密度ρ=1.07g/cm3,这个值比真实值偏大;
(2)小强测出牛奶密度的表达式ρ=
(用步骤中的字母表达),注射器代量筒的优点是可以放在天平上测量。
(导学号 65484135)
4.(6分)(2016山西百校联考四)小明兑换了10枚“航天纪念币”,为了测量一枚硬币的密度,他设计了如下的实验步骤。
A.在量筒中倒入适量的水,记下水面对应的刻度值V1;
B.把10枚硬币浸没在量筒内的水中,记下水对应面的刻度值V2;
C.用已调好的天平测出的10枚硬币的质量m;
D.计算出硬币的密度ρ。
(1)你认为以上操作的合理顺序应是CABD(填字母序号)。
硬币密度的表达式:
ρ硬币=
。
(2)步骤中“适量的水”的含义是水要浸没硬币且硬币放入后不能超过量筒的量程。
(3)图甲是小明在称量过程中的一部分操作,图中错误的操作是用手拿砝码(或硬币放到天平右盘)(写出一点即可)。
(4)改正操作错误后重新测量,天平平衡时所加砝码及游码的位置如图乙所示,图丙是10枚硬币放入量筒前后的液面情况。
则实验所测硬币材料的密度为8×103kg/m3。
(5)若该硬币磨损后,它的密度将不变(选填“变大”“变小”或“不变”)。
5.(6分)(2017苏州)在“测量物质的密度”实验中:
(1)用调节好的天平测金属块质量,天平平衡时砝码及游码在标尺上的位置如图甲所示,金属块质量m为27g。
(2)用细线系住金属块放入装有20mL水的量筒内,水面如图乙所示,则金属块体积V为10cm3。
(3)计算出金属块密度ρ=2.7g/cm3。
(4)实验中所用细线会对测量结果造成一定误差,导致所测密度值偏小(选填“偏大”或“偏小”)。
(5)在上面实验基础上,利用弹簧测力计和该金属块,只需增加一个操作步骤就能测出图丙烧杯中盐水的密度。
增加的步骤是:
将金属块挂在弹簧测力计下方浸没于盐水中,读出测力计示数F。
盐水密度表达式ρ盐水=
ρ或
或
(选用所测物理符号表示)。
类型二 特殊方法测物质密度
6.(4分)(2017临汾模拟)某小组测量一种易溶于水、形状不规则的固体小颗粒物质的密度,测量的部分方法和结果如图甲、乙所示。
(1)将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺的零刻度线处,然后调节平衡螺母,使天平平衡。
接着,用天平测量适量小颗粒的质量。
当天平重新平衡时,砝码质量和游码位置如图甲所示,则称量的颗粒质量是147.6g。
(2)因颗粒易溶于水,小组同学采用如图乙所示的方法测量其体积,所称量的颗粒体积是60cm3。
(3)在图乙步骤C中,若摇动不够充分,则测出的密度值比实际的密度值偏小(选填“大”或“小”)。
7.(4分)(2017山西百校联考三)新型的金属材料在军事、航天航空、3D打印等高端领域中扮演着重要的角色。
小明从爸爸的研究所里获取一块新型金属材料,他和学习小组的同学们设计实验测量这块金属材料的密度,找到的器材有:
一只大的玻璃杯,一只小的玻璃杯(能放入大玻璃杯中),足够多的质量为m和密度为ρ的小钢珠,油性记号笔,足量的水,并按以下步骤进行了实验:
①在大玻璃杯中倒入适量的水,把金属块放入小玻璃杯中,再把小玻璃杯放入大玻璃杯的水中且处于漂浮状态,在此时水面的位置做好标记;
②把金属块取出,在小玻璃杯中不断放入小钢珠,直到水面重新到步骤①的标记处,数出此时小钢珠的数目为N1;
③把小玻璃杯取出,把金属块直接放入大玻璃杯水中,在水面位置用记号笔做好标记;
④把金属块取出,把小钢珠不断放入水中,直到水面重新到步骤③的标记处,数出此时小钢珠的数目为N2。
(1)请根据他们设计的实验步骤写出这个实心金属块密度的表达式:
ρ金属=
ρ。
(2)此实验中的不足之处有:
将金属块从水中取出时,金属块上会沾有一些水,使测量的金属块体积偏大。
如果再添加一个实验器材,改进这个使实验结论更加准确。
请写出添加的实验器材和改进的实验过程。
添加的器材:
量筒
实验过程:
在量筒中倒入适量的水,记录体积V1,然后将金属块浸没在量筒中,记录体积V2
8.(4分)(2017福建)如图所示,小丽利用天平、玻璃杯、体积为20cm3的金属块、细线等器材测量蜂蜜的密度。
(1)将天平放在水平台上,将游码放到标尺左端的零刻度线上,调节横梁平衡;
(2)在玻璃杯中倒入适量的蜂蜜如图甲所示,用天平称出蜂蜜和玻璃杯的总质量m0,其示数如图乙所示,m0=122.4g;
(3)将金属块浸没在蜂蜜中,金属块不接触玻璃杯并保持静止,且蜂蜜无溢出,如图丙所示。
天平平衡后,砝码的总质量加上游码在标尺上对应的刻度值为m=150.4g,则蜂蜜密度ρ=1.4g/cm3;
(4)小明用天平测出同种蜂蜜和玻璃杯的总质量后,将浓稠粘滞的蜂蜜沿量筒壁缓缓倒入量筒内测量体积,再用天平测出剩余蜂蜜和玻璃杯总质量。
对比小丽的测量方法,小明所测得的密度值偏大(选填“偏大”或“偏小”)。
(导学号 65484136)
9.(5分)(2017山西百校联考二)小明想要知道豆浆的密度大小,于是他进行了如下操作:
(1)将托盘天平放在水平桌面上,游码置于标尺的零刻度处,调节天平横梁平衡时,出现了如下图所示的现象,他应该向右(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使横梁平衡。
(2)用托盘天平测出空烧杯的质量m0。
(3)把豆浆倒入烧杯中,用托盘天平测出烧杯和豆浆的总质量m1,则倒入烧杯中的豆浆质量为m1-m0(用测得的物理量表示)。
(4)将烧杯中的豆浆全部倒入量筒,读出量筒中豆浆的体积V,由此得知豆浆的密度ρ=
(用测得的物理量表示)。
(5)实验过程中,若只有天平、烧杯和水,请你帮助小明设计一个测量豆浆密度的实验,要求写出需要测量的物理量及计算豆浆密度的表达式(用字母表示,水的密度用ρ水表示)。
实验步骤:
①用天平测出空烧杯的质量m2;
②在烧杯内装入一定量的水,并在水面的位置做一个标记,用天平测出水和烧杯的总质量m3;
③倒出水,再将豆浆倒入烧杯,至先前的标记处,用天平测出豆浆和烧杯的总质量m4。
计算豆浆密度的表达式:
ρ豆浆=
ρ水。
10.(6分)(2017广东省卷)小明用天平、烧杯、油性笔及足量的水测量一块鹅卵石的密度,实验步骤如下:
(1)将天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左端的零刻度线处,发现横梁稳定时指针偏向分度盘的右侧,要使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母往左(选填“左”或“右”)调.
(2)用调好的天平分别测出鹅卵石的质量是31.8g和空烧杯的质量是90g.
(3)如图甲所示,把鹅卵石轻轻放入烧杯中,往烧杯倒入适量水,用油性笔在烧杯壁记下此时水面位置为M,然后放在天平左盘,如图丙所示,烧杯、水和鹅卵石的总质量为161.6g。
(4)将鹅卵石从水中取出后,再往烧杯中缓慢加水,使水面上升到记号M,如图乙所示,用天平测出杯和水的总质量为142g,此时杯中水的体积为52cm3。
(5)根据所测数据计算出鹅卵石的密度为2.65g/cm3。
(6)若小明在第(4)步骤测量过程中,用镊子添加砝码并向右旋动平衡螺母,直至天平平衡,此错误操作将导致所测密度偏大。
11.(5分)(2017常德)某学习小组想测量一块形状不规则的小矿石的密度,他们手边只有以下器材:
天平一台,但没有砝码 两个质量相近的烧杯 量筒(其内径略小于矿石块的尺寸,无法将石块直接放入其中) 细线、滴管和足量的水(已知水的密度为ρ水) 该小组利用上述器材设计了如下实验方案,请你帮助他们完善方案。
实验方案(主要实验步骤):
(1)将两个烧杯分别放入天平的两个托盘上,各注入适量的水(保证后面的操作中水均不会从烧杯溢出),使天平平衡.如果在后面的步骤中要将矿石块放到左盘上的烧杯内,则对左盘烧杯的注水量还应有何要求:
能够使矿石块浸没,并且浸没后水不会溢出。
(2)向量筒中加入适量的水,记下体积V1。
(3)手提细线吊住矿石块,将它浸没在左盘的烧杯中,且不与烧杯接触,用滴管将量筒中的水滴入右盘的烧杯中,直到天平平衡。
(4)记下此时量筒中剩余水的体积V2.矿石块所受浮力F浮=ρ水g(V1-V2)。
(5)松开后,矿石块沉入杯低,再用滴管将量筒中的水滴入右盘的烧杯中,直到天平平衡。
(6)记下量筒中最后剩余水的体积V3。
(7)矿石块的密度ρ=
。
12.(7分)(2017宁夏)小宁想测量一只玉石手镯的密度,进行了以下的实验操作:
(1)如图甲所示,小宁把天平放在水平桌面上,看到指针在分度盘的中线处,于是直接使用天平进行测量。
小宁操作的错误是:
游码未归零。
(2)改正错误后,小宁用调节好的天平测量玉石手镯的质量,所用砝码的个数和游码的位置如图乙所示,则玉石手镯的质量为37g。
(3)小宁测量玉石手镯的体积时遇到了难题,玉石手镯不能放进100mL的量筒中,无法测量手镯的体积。
请你从天平、烧杯(数量、大小不限)、量筒(100mL)、小木块、水、细线中选用合适器材,找到一种测量手镯体积的方法,写出具体的操作步骤(可以结合画图用文字说明)。
操作步骤:
A.用烧杯和木块组成一个溢水杯,在溢水杯中倒满水,如图甲所示;B.将手镯用细线系好,把手镯浸没在图乙所示的溢水杯中,同时用小烧杯收集从溢水杯流出的水;C.将小烧杯收集到的水全部倒人量筒中,如图丙所示。
(4)在学习完浮力的知识后,小宁又想到可以利用弹簧测力计、水、烧杯、细线测量玉石手镯的密度。
①用细线拴住手镯挂在弹簧测力计上,用弹簧测力计测出手镯所受的重力G;
②将手镯浸没在装有适量水的烧杯内,记录此时弹簧测力计的示数F;
③请推导出手镯密度的表达式ρ石=
ρ水(用已知量、测量量表示,比如水的密度用ρ水表示)。
推导过程:
(测量量用字母表示,推导过程要有必要的文字说明)。
①用弹簧测力计测出手镯的重力G,则手镯的质量m=
;②将手镯浸没在烧杯内的水中,读出此时弹簧测力计示数为F,则手镯受到的浮力为F浮=G-F,根据阿基米德原理F浮=G-F=ρ水gV排可知,手镯的体积V=V排=
;③手镯密度ρ石=
=
ρ水
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