专题五 测量物质的密度
类型一 常规方法测量物质密度
1.(2018·衡阳)为了测量某种液体的密度,小明取了适量这种液体的样品,进行了三种方案的实验:
(1)实验前小明将天平放在 台上,把游码放在零刻度处,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“右”或“左”)调节。
(2)实验记录数据:m1=30 g,m2=52 g,m3=52.8 g,m4= g(如图甲),V1= mL(如图乙),V2=10 mL,V3=19 mL,其中方案3中液体密度大小为 g/cm3。
(3)分析比较上述三种实验方案,你觉得比较合理的应该是 (选填“方案1”“方案2”或“方案3”)。
2.小明在实验室里测量某金属块的密度。
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(1)将天平放在水平实验台上并将游码归零后,小明发现托盘天平的指针如图甲所示,此时他应该将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使天平横梁平衡。
(2)用调节好的天平测量合金块质量时,通过加减砝码后,天平的指针仍如图甲所示,此时小明应 ,使天平横梁平衡。
(3)天平平衡时,所用砝码和游码的位置如图乙所示,则该合金块的质量是 g。
(4)小明用细线拴住合金块并将它浸没在盛水的量筒中,量筒的示数分别如图丙和丁所示,则该合金块的密度为 g/cm3。
(5)小明通过查阅密度表得知如下几种金属的密度(见下表),则该合金块可能是 (选填序号)。
A.铝镁合金 B.铝锰合金 C.锌铝合金
金属
镁
铝
锌
锰
密度(g/cm3)
1.74
2.70
7.15
7.47
类型二 特殊方法测物质密度
3.(2018·淮安)测量小石块的密度。
(1)将天平放在水平台面上,游码移到零刻度线处,发现指针位置如图甲所示,为使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
(2)用调节好的天平测量小石块的质量,右盘所加砝码和游码位置如图乙所示,天平平衡,则小石块的质量m1为 g。
(3)没有量筒,用下列两种方案测量小石块的体积。
方案一:
①如图丙所示,将烧杯放在水平台面上,用细线系住小石块轻轻放入烧杯中,加入适量的水,使小石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置。
②将小石块从水中取出后,用天平测出烧杯和水的总质量m2为152.4 g。
③向烧杯内缓缓加水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量m3为165.2 g。
方案二:
①向烧杯中加入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量m4。
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②如图丙所示,将烧杯放在水平台面上,用细线系住小石块轻轻放入烧杯中,使小石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置。
③将小石块从水中取出后,向烧杯中缓慢加水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量m5。
(4)根据方案一测量结果计算出小石块密度ρ= kg/m3,测出的小石块密度与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。
(5)你认为根据哪一种方案测量结果计算出的小石块密度更精确?
答: ,
理由是
。
4.(2017·滨州)2017年5月5日,我国自行研制具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919在浦东机场成功首飞。第三代铝锂合金材料在C919机体结构中用量达到了8.8%,为了测量该铝锂合金材料的密度,某中学学习小组的同学们用同材料的铝锂合金材料样品做了如下实验。
(1)将天平放在水平桌面上,将游码放在标尺左端的 处,发现指针指在分度盘中央刻度线的左侧,如图甲所示,为使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母向 移动(选填“左”或“右”)。
(2)用调节好的天平测量样品的质量,操作情景如图乙所示,错误之处是: 。
(3)改正错误后,当右盘中所加砝码和游码位置如图丙所示时,天平平衡,则该样品的质量为 g。
(4)在量筒内装有一定量的水,样品放入量筒前后的情况如图丁所示,则样品的体积是 cm3,此样品的密度是 kg/m3。
(5)该小组尝试用另一种方法测量该样品的密度,如图戊所示,他们做了如下的操作:
A.用弹簧测力计测出样品的重力为G;
B.将样品挂在弹簧测力计下,使样品浸没在水中并保持静止(样品未接触到容器底部),读出
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弹簧测力计的示数F;
C.样品的密度表达式为ρ样品= (用G、F、ρ水表示)。
5.如图甲所示为压力式托盘秤,当把物体放在压力式托盘秤秤盘上时指针的示数就是物体的质量。
(1)某次测量时压力式托盘秤的指针如图乙所示,示数是 kg。
(2)现在要利用压力式托盘秤、水、烧杯和细线来测量一个不规则小矿石块的密度。请你设计实验方案,写出实验步骤及测量的物理量,物理量要用规定的符号表示,实验过程中烧杯中的水不能溢出。
①实验步骤和测量的物理量:
。
②用已知量和测得的物理量表示出小矿石块的密度ρ= 。
6.景德镇的陶瓷非常有名,小李同学想测量一块不规则瓷片的密度。
(1)把天平放在水平桌面上,将游码移到标尺左端的零刻度线处,然后调节 使横梁平衡。
(2)用调节好的天平测量瓷片的质量,所用砝码和游码的位置如图甲所示,则瓷片的质量为 g。
(3)他发现瓷片放不进量筒,改用如图乙所示的方法测瓷片的体积。
a.往烧杯中加入适量的水,把瓷片浸没,在水面到达的位置上作标记,然后取出瓷片。
b.先往量筒装入40 mL的水,然后将量筒的水慢慢倒入烧杯中,让水面到达标记处,量筒里剩余水的体积如图丙所示,则瓷片的体积为 cm3。
(4)用密度公式计算出瓷片的密度ρ为 g/cm3。
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(5)根据以上步骤,你认为小李同学测出的瓷片密度值 (选填“偏大”或“偏小”)。
类型三 测特殊物质的密度
7.小明同学利用“替代法”测量一粒花生米的密度,实验过程如图所示。
(1)在下列空格中填写适当内容。
①选择一粒饱满的花生米放入装有适量水的透明玻璃杯中,发现花生米下沉至杯底,如图甲,此时花生米所受的浮力 重力(选填“大于”“等于”或“小于”)。
②往玻璃杯中逐渐加盐并搅拌,直至观察到花生米 ,随即停止加盐,如图乙。
③取出花生米,用调好的天平测玻璃杯和盐水的总质量,如图丙,天平的读数为 g。
④将玻璃杯中的盐水全部倒入量筒,如图丁,量筒的读数为 mL。
⑤利用密度公式计算出盐水的密度,即花生米的密度。
(2)实验中若加盐过量,可进行如下操作: 。
(3)实验中遗漏了重要的一步,即
。
8.(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了一块新型金属材料,便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、密度为ρ的小钢球,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;
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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,数出此时小玻璃杯中小钢珠的数目为N1;
③把小玻璃杯取出,把金属块直接放入大玻璃杯的水中,在水面位置用记号笔做好标记;
④把金属块取出,把小钢珠不断放入大玻璃杯的水中,直到水面重新到步骤③的标记处,数出此时大玻璃杯中小钢珠的数目为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= 。
(2)此实验中的不足之处有: 。如果再添加一个实验器材,改进这个实验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。
9.小江同学为了测量大豆的密度,进行以下实验:
(1)把天平放在水平桌面上,如图甲所示。使用前,他应进行的操作是:首先 ,然后 使指针尖对准分度盘的中央刻度线。
(2)为了测量大豆的体积,他将饮料瓶装满水拧上盖子,放在调好的天平左盘上,天平平衡时,砝码的质量和标尺上的示数如图乙所示,则饮料瓶和水的总质量为 g。
(3)把48 g大豆放入装满水的饮料瓶中,停止溢水后,拧上盖子,擦干沾在饮料瓶上的水,用天平测出饮料瓶、饮料瓶内剩余水和大豆的总质量为111 g,根据溢出水的质量可求出大豆的体积为 cm3。
(4)算出这种大豆的密度为 g/cm3。
(5)由于大豆具有吸水性,用这种方法测出大豆的密度值比真实值偏 。(选填“大”或“小”)
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答案精解精析
必胜题·测易
1.答案 (1)水平 右 (2)41.4 20 1.2 (3)方案2
2.答案 (1)右 (2)向右移动游码 (3)52 (4)2.6 (5)A
3.答案 (1)左 (2)32 (4)2.5×103 偏小 (5)方案二 因为先测量了烧杯和水的总质量m4,然后使小石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置,将小石块从水中取出后虽然带出了一部分水,但向烧杯中缓慢加水至标记处时,不会使求得的水的体积偏大。
4.答案 (1)零刻度线 右 (2)测量过程中调节平衡螺母
(3)49.2 (4)20 2.46×103 (5)GG-Fρ水
5.答案 (1)1.4 (2)①把小矿石块放在压力式托盘秤上,记下此时压力式托盘秤的示数m1;
在烧杯中倒入适量的水,把烧杯放在压力式托盘秤上,记下此时压力式托盘秤的示数m2;
保持烧杯不动,用细线拴住小矿石块,轻轻将小矿石块浸没入烧杯的水中,小矿石块不与烧杯底接触,记下此时压力式托盘秤的示数m3。 ②m1m3-m2ρ水
6.答案 (1)平衡螺母 (2)32 (3)14 (4)2.29 (5)偏小
7.答案 (1)①小于 ②悬浮 ③121 ④50 (2)向盐水中加水
(3)将玻璃杯中的盐水全部倒入量筒后测出空玻璃杯的质量
8.答案 (1)N1N2·ρ
(2)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
添加的器材是: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,则金属块的体积V=V2-V1。
9.答案 (1)把游码移到标尺的零刻度线处 调节平衡螺母
(2)103 (3)40 (4)1.2 (5)大
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