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浙教版科學(xué)中考一輪講義 第01講 物質(zhì)的質(zhì)量與密度(學(xué)案)

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浙教版科學(xué)中考一輪講義 第01講 物質(zhì)的質(zhì)量與密度(學(xué)案)

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第一部分 物質(zhì)科學(xué)
第1講 物質(zhì)的質(zhì)量與密度
01考情透視·目標(biāo)導(dǎo)航
02知識(shí)導(dǎo)圖·思維引航
03考點(diǎn)突破·考法探究
考點(diǎn)一 質(zhì)量
考點(diǎn)二 密度
考點(diǎn)三 測(cè)量物體的密度
考點(diǎn)四 密度與社會(huì)生活
04題型精研·考向洞悉
題型一 質(zhì)量及其特性
題型二 密度
考向01 密度及其特性
考向02 密度的計(jì)算
考向03 密度大小的比較
考向04 密度公式的應(yīng)用
題型三 密度的測(cè)量
考向01 固體密度的測(cè)量
考向02 液體密度的測(cè)量
題型四 密度與生活
05分層訓(xùn)練·鞏固提升
基礎(chǔ)鞏固
能力提升
考點(diǎn)要求 課標(biāo)要求 考查頻次 命題預(yù)測(cè)
質(zhì)量與密度 知道質(zhì)量的定義,學(xué)會(huì)用天平測(cè)量質(zhì)量;理解密度所反映的物質(zhì)屬性,會(huì)測(cè)量固體和液體的密度。 24年.24(1),2分 1.考查利用密度公式解決計(jì)算題的思維方法 2.考查測(cè)量密度問(wèn)題思維方法 A、用天平和量筒測(cè)量固體的密度 B、用天平和量筒測(cè)量液體的密度 3.考查與壓強(qiáng)、浮力等內(nèi)容結(jié)合
考點(diǎn)一:質(zhì)量
一、質(zhì)量的概念
1.物體是由物質(zhì)組成的,物體所含物質(zhì)的多少叫做質(zhì)量,用“m”表示。
2.國(guó)際單位制中質(zhì)量單位是千克(kg),常用單位還有噸(t)、克(g)、毫克(mg)。
換算關(guān)系:1t=1000kg,1kg=1000g,1g=1000mg。
3.質(zhì)量是物體本身的固有屬性。物體的質(zhì)量不隨它的形狀、狀態(tài)、溫度以及所處的地理位置的改變而改變。
4.同種物質(zhì),體積越大,其質(zhì)量也就越大。
5.質(zhì)量是物體的屬性:物體的質(zhì)量不隨其形狀、狀態(tài)、溫度及地理位置的改變而改變。所以質(zhì)量是物體的屬性。
二、質(zhì)量的測(cè)量
1.實(shí)驗(yàn)室中,測(cè)量質(zhì)量的常用工具是天平;在生活中,質(zhì)量的測(cè)量還有桿秤、案秤、磅秤、電子秤等等。
臺(tái)秤 電子秤 案秤 桿秤
2.用天平測(cè)量物體的質(zhì)量
(1)天平的結(jié)構(gòu):實(shí)驗(yàn)室常用的測(cè)量質(zhì)量的工具是托盤(pán)天平,如圖所示。托盤(pán)天平的構(gòu)造:分度盤(pán)、指針、橫梁、游碼、標(biāo)尺、底座、平衡螺母、托盤(pán)等,每臺(tái)天平都有一盒配套的砝碼。
(2)天平的使用
“放”把天平放在水平臺(tái)面上,對(duì)于需要調(diào)節(jié)底座水平的天平,應(yīng)先調(diào)節(jié)底座下面的螺釘,使底座水平。
“撥”把游碼撥到標(biāo)尺左端的零刻度線(xiàn)。
“調(diào)”調(diào)節(jié)橫梁兩端的平衡螺母,使指針指在分度盤(pán)中央的刻度線(xiàn)處(或使指針在中央刻度線(xiàn)左右兩側(cè)擺動(dòng)的幅度相等)。這一步的目的是把天平橫梁調(diào)平衡,具體操作方法:如果指針向左偏,應(yīng)將平衡螺母向右調(diào);如果指針向右偏,應(yīng)將平衡螺母向左調(diào),可簡(jiǎn)記為“左偏右調(diào),右偏左調(diào)”。對(duì)于左、右兩端各有一個(gè)平衡螺母的托盤(pán)天平來(lái)說(shuō),兩邊的平衡螺母的調(diào)節(jié)方向是一致的。
“看”觀(guān)察天平的稱(chēng)量(稱(chēng)量是天平能稱(chēng)的最大質(zhì)量)和標(biāo)尺的分度值。被測(cè)物體的質(zhì)量不能超過(guò)天平的稱(chēng)量,否則不但測(cè)不出物體的質(zhì)量,還有可能損壞天平。游碼在標(biāo)尺上每向右移動(dòng)一個(gè)小格,就相當(dāng)于在右盤(pán)中增加一個(gè)小砝碼,所以在使用前需觀(guān)察標(biāo)尺上每小格所代表的質(zhì)量。
“測(cè)”稱(chēng)量前,估計(jì)一下被測(cè)物體的質(zhì)量;測(cè)量時(shí),把被測(cè)物體放在左盤(pán)中,然后根據(jù)所估計(jì)的質(zhì)量用鑷子按“先大后小”的順序依次向右盤(pán)試加砝碼,若添加或取下最小砝碼后,天平仍不平衡,則需要用鑷子調(diào)節(jié)游碼在標(biāo)尺上的位置,直至天平的橫梁恢復(fù)平衡。
“讀”右盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量加上游碼示數(shù)(游碼左側(cè)邊緣在標(biāo)尺上所對(duì)的刻度值,不估讀),就等于左盤(pán)中被測(cè)物體的質(zhì)量。如圖所示,游碼的示數(shù)是2g,被測(cè)物體質(zhì)量為:50g+10g+2g=62g。
“收”測(cè)量完畢,先將被測(cè)物體取下,然后用鑷子把砝碼放回砝碼盒中,把游碼撥回標(biāo)尺左端的零刻度線(xiàn)處。
(3)使用天平注意事項(xiàng)
a.每個(gè)天平都有自己的稱(chēng)量和感量,也就是它能稱(chēng)的最大質(zhì)量和最小質(zhì)量,被測(cè)物體的質(zhì)量超過(guò)稱(chēng)量和感量時(shí),均不能直接稱(chēng)量。
b.天平和砝碼應(yīng)保持干燥、清潔,向右盤(pán)中加減砝碼盒移動(dòng)游碼時(shí)都有用鑷子,不能用手直接接觸砝碼盒游碼,不能把砝碼弄濕、弄臟,以避免砝碼、游碼因銹蝕、磨損而使其質(zhì)量發(fā)生變化,造成測(cè)量不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。
c.潮濕的物體和化學(xué)藥品會(huì)污染圖片托盤(pán),所以不能直接將其放到天平的托盤(pán)中,應(yīng)盛放在其他容器中測(cè)量。注意此時(shí)測(cè)出的是待測(cè)物體和容器的總質(zhì)量。
d.為保護(hù)天平不被損壞,加減砝碼時(shí)要輕拿輕放。
e.已調(diào)節(jié)好的天平如果移動(dòng)了位置,需重新調(diào)節(jié)平衡后方可測(cè)量。
f.天平平衡后,兩個(gè)托盤(pán)不能互換位置,否則要重新調(diào)節(jié)平衡。
d.判斷天平是否平衡,不一定要等到指針靜止下來(lái),也可以通過(guò)觀(guān)察指針左右擺動(dòng)的幅度是否相等來(lái)確定。
(4)天平的非正常使用
特殊情況 造成原因 讀數(shù)偏差
游碼沒(méi)有歸零 游碼忘記歸零,但橫梁 是平衡的,就直接對(duì)物體稱(chēng)量 m讀數(shù)>m物
物碼顛倒 調(diào)節(jié)好天平后,測(cè)量時(shí),物體與砝碼的位置放錯(cuò) 若沒(méi)有使用游碼,m讀數(shù)=m物;若使用了游碼,m讀數(shù)>m物(m物=m讀數(shù)-2m游示
砝碼生銹 砝碼自身質(zhì)量會(huì)變大 m讀數(shù)<m物
砝碼沾污物 砝碼上沾有灰塵或小水珠,砝碼自身質(zhì)量變大 m讀數(shù)<m物
砝碼磨損 砝碼自身質(zhì)量會(huì)變小 m讀數(shù)>m物
1.物體是由物質(zhì)組成的。如:鋁勺、鋁鍋都是由鋁組成的,牙簽和木塊是由木材組成的。所以“物體"是指具體的東
西;“物質(zhì)”是做成物體的材料。
2.質(zhì)量是描述物體所含物質(zhì)多少的物理量,物體所含物質(zhì)多,其質(zhì)量就大。
3.質(zhì)量是物質(zhì)本身的一種屬性,物體的質(zhì)量不隨物體的形狀、物態(tài)和位置的改變而改變。
4.天平的使用規(guī)范
(2024 麗水一模)下列物體質(zhì)量最接近1千克的是(  )
A.一張課桌 B.一個(gè)雞蛋
C.一個(gè)蘋(píng)果 D.一升裝可樂(lè)
【解答】解:A、一張課桌的質(zhì)量約為10kg,故A不符合題意;
B、一個(gè)雞蛋的質(zhì)量約50g=0.05kg,故B不符合題意;
C、一個(gè)蘋(píng)果的質(zhì)量約100g=0.1kg,故C不符合題意;
D、可樂(lè)的密度與水的密度相近,即ρ可樂(lè)≈1.0×103kg/m3,可樂(lè)的體積V=1L=1×10﹣3m3,則可樂(lè)的質(zhì)量約為:m=ρ可樂(lè)V=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg,故D正確。
故選:D。
【新素材】2023年6月4日,神舟十五號(hào)載人飛船返回艙返回地面,此次隨著航天員一同返回的還有部分實(shí)驗(yàn)樣品,其中就包括國(guó)際首次開(kāi)展的多能干細(xì)胞在太空微重力環(huán)境下向造血干細(xì)胞轉(zhuǎn)變研究的細(xì)胞樣品,實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)干細(xì)胞“太空造血”。根據(jù)信息回答,隨航天員一同返回的宇航服質(zhì)量(  )
A.不變 B.變小 C.變大 D.無(wú)法確定
【解答】解:質(zhì)量與物體的狀態(tài)、形狀、溫度、所處的空間位置的變化無(wú)關(guān),宇航服隨航天員一同返回,航天員穿的宇航服位置發(fā)生變化,質(zhì)量不變。
故選:A。
實(shí)驗(yàn)室有一架天平,其標(biāo)尺的最大刻度為10g,一位同學(xué)使用這架天平稱(chēng)取23g食鹽,但操作過(guò)程中錯(cuò)將20g的砝碼放在了天平左盤(pán)的位置,并將游碼調(diào)到標(biāo)尺3g的位置,然而在加食鹽的過(guò)程中,他突然發(fā)現(xiàn)自己的錯(cuò)誤,但此時(shí)食鹽和砝碼的位置已不能調(diào)換,請(qǐng)給他一個(gè)的建議,使他繼續(xù)實(shí)驗(yàn),并準(zhǔn)確量出食鹽的質(zhì)量(  )
A.將游碼移到標(biāo)尺6g的位置后繼續(xù)添加食鹽至天平平衡
B.將游碼移到標(biāo)尺9g的位置后繼續(xù)添加食鹽至天平平衡
C.在左盤(pán)中再加一個(gè)10g的砝碼,并將游碼移到標(biāo)尺6g的位置后繼續(xù)添加食鹽至天平平衡
D.在左盤(pán)中再加一個(gè)10g的砝碼,并將游碼移到標(biāo)尺7g的位置后繼續(xù)添加食鹽至天平平衡
【解答】解:根據(jù)天平的稱(chēng)量原理:m左=m右+m游碼,
故A中,將游碼移到標(biāo)尺6g的位置后繼續(xù)添加食鹽至天平平衡,相當(dāng)于右盤(pán)中食鹽的質(zhì)量是m=20g﹣6g=14g,故不正確;
B中,游碼移到標(biāo)尺9g的位置后繼續(xù)添加食鹽至天平平衡,相當(dāng)于右盤(pán)中食鹽的質(zhì)量是m=20g﹣9g=11g,故不正確;
C中,左盤(pán)中再加一個(gè)10g的砝碼,并將游碼移到標(biāo)尺6g的位置后繼續(xù)添加食鹽至天平平衡,相當(dāng)于右盤(pán)中食鹽的質(zhì)量是m=30g﹣6g=24g,故不正確;
D中,左盤(pán)中再加一個(gè)10g的砝碼,并將游碼移到標(biāo)尺7g的位置后繼續(xù)添加食鹽至天平平衡,相當(dāng)于右盤(pán)中食鹽的質(zhì)量是m=30g﹣7g=23g,故正確;
故選:D。
在使用托盤(pán)天平測(cè)量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)中:
(1)調(diào)節(jié)天平平衡時(shí),某同學(xué)將天平放在水平桌面上后,發(fā)現(xiàn)指針如圖甲所示,則接下來(lái)的操作應(yīng)是向 (填“左”或“右”)調(diào)節(jié)平衡螺母,直到指針對(duì)準(zhǔn)中央刻度線(xiàn)。
(2)用托盤(pán)天平稱(chēng)物體質(zhì)量時(shí),當(dāng)把一只最小的砝碼加入右盤(pán)時(shí)嫌多,而取出這只最小的砝碼又嫌少,這時(shí)應(yīng)通過(guò) ,使天平平衡,從而稱(chēng)出物體的質(zhì)量。此時(shí)右盤(pán)中砝碼和游碼的位置如圖乙所示,則金屬塊的質(zhì)量為 g。
(3)圖丙中有一處明顯錯(cuò)誤,請(qǐng)你指出: 。
【解答】解:(1)如圖所示,此時(shí)指針指在分度盤(pán)的左側(cè),應(yīng)該向右調(diào)節(jié)平衡螺母,直到指針對(duì)準(zhǔn)中央刻度線(xiàn);
(2)用托盤(pán)天平稱(chēng)物體質(zhì)量時(shí),當(dāng)把一只最小的砝碼加入右盤(pán)時(shí)嫌多,而取出這只最小的砝碼又嫌少,這時(shí)應(yīng)該將最小的砝碼取下,然后移動(dòng)游碼,使天平平衡;
天平平衡時(shí),物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量游碼的示數(shù),由圖乙可知,此時(shí)物體的質(zhì)量m=50g+10g+5g+2.4g=67.4g;
(3)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,要用鑷子夾取砝碼,圖丙中,在拿取砝碼時(shí)直接用手,這是錯(cuò)誤方法。
考點(diǎn)二:密度
一、密度的概念
1.某種物體的質(zhì)量與它的體積之比叫物體的密度。
2.密度是物體的特征。油比水輕,說(shuō)的是油的密度小于水的密度,所以油漂浮在水上。
3.密度公式是:。
4.不同物質(zhì),在體積一定時(shí),質(zhì)量跟密度成正比;不同物質(zhì),在質(zhì)量一定時(shí),體積跟密度成反比。
5.國(guó)際單位制中,密度單位是kg/m3,常用單位還有:g/cm3(ml),1g/cm3=103kg/m3。
6.平時(shí)我們所見(jiàn)的瓶裝液體體積經(jīng)常用毫升(ml)表示,1ml =1cm3。1m3=103 l(升)。水的密度1.0×103kg/m3(其物理意義為:體積為1m3的水,質(zhì)量為1.0×103kg,也就是1t)。
二、對(duì)密度的理解
1.理解密度
(1)同種材料,同種物質(zhì),ρ不變,m與 V成正比; 物體的密度ρ與物體的質(zhì)量、體積、形狀無(wú)關(guān),但與質(zhì)量和體積的比值有關(guān);密度隨溫度、壓強(qiáng)、狀態(tài)等改變而改變,不同物質(zhì)密度一般不同,所以密度是物質(zhì)的一種特性。
(2)質(zhì)量相同的不同物質(zhì),體積與密度ρ成反比;體積相同的不同物質(zhì)質(zhì)量與密度ρ成正比。
(3)密度圖像:如圖所示:ρ甲>ρ乙。
(4)密度是物質(zhì)的一種性質(zhì),在條件一定情況下,每種物質(zhì)的密度是確定的,密度不隨物體的質(zhì)量或體積的變化而變化。例如,一杯牛奶的密度與一滴牛奶的密度一樣大。
(5)物質(zhì)密度受物質(zhì)狀態(tài)和溫度的影響:當(dāng)物質(zhì)在固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之間轉(zhuǎn)換時(shí)(例如熔化、凝固等),或物體的溫度發(fā)生變化時(shí)(如熱脹冷縮),質(zhì)量不變,但體積發(fā)生變化,密度發(fā)生變化。如常溫常壓下水的密度為1.0×103kg/m3,變?yōu)楸竺芏葹?.9×103kg/m3。
(6)日常生活中,人們往往感覺(jué)密度大的物質(zhì)“重”,密度小的物質(zhì)“輕”。比如,常說(shuō)的“鐵比棉花重”,實(shí)質(zhì)上是指鐵的密度比棉花的密度大,真正的重或輕取決于物體的質(zhì)量。
三、應(yīng)用密度進(jìn)行計(jì)算
在利用密度公式進(jìn)行計(jì)算時(shí),
(1)質(zhì)量、體積和密度應(yīng)對(duì)應(yīng)同一個(gè)物體;
(2)各物理量的單位一定要統(tǒng)一,一般有兩種統(tǒng)一方法:①質(zhì)量單位用kg,體積單位用m3,密度單位為kg/m3;②質(zhì)量單位用g,體積單位用cm3,密度單位為g/cm3。
(3)ρ=,其中ρ、m、V三者中已知兩個(gè)量可求第三個(gè)量。
①根據(jù)ρ=,利用密度可以鑒別物體是由哪種物質(zhì)組成的。每種物質(zhì)都有一定的密度,不同的物質(zhì)密度一般不同。
②由ρ=得m=ρV,可求物體的質(zhì)量。對(duì)于較大的物體,其質(zhì)量不能用測(cè)量工具直接測(cè)量,可設(shè)法測(cè)出體積,查出該物質(zhì)的密度再計(jì)算。
③由ρ=得V=,可求體積。對(duì)某些形狀不規(guī)則的物體,它的體積不易直接測(cè)量,可設(shè)法測(cè)出它的質(zhì)量,查出該物質(zhì)的密度再計(jì)算。
④兩物體等質(zhì)量混合
⑤兩物體等體積混合
四、常見(jiàn)物質(zhì)的密度
(1)常見(jiàn)物質(zhì)的密度值都是由條件的。如“常溫常壓下”、“0℃”、“標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下”等,若這些條件改變了,則物質(zhì)的密度值會(huì)有所變化。
(2)通常情況下,不同物質(zhì)的密度不同。
(3)液體中,水銀的密度為13.6×103kg/m3,是常見(jiàn)液體中密度最大的,比大多數(shù)固體的密度都大;油類(lèi)的密度一般比水的密度小。
(4)常見(jiàn)金屬中,鋁的密度最小。
(5)在氣體中,氫的密度最小。
(6)密度相同的物質(zhì)不一定是同種物質(zhì),如冰和蠟的密度相同,煤油和酒精的密度相同。
1.與物體質(zhì)量、體積的大小無(wú)關(guān)。
2.同種物質(zhì),密度相同,物體的質(zhì)量m與體積V成正比。
3.不同物質(zhì),質(zhì)量相同時(shí),體積與密度成反比。
關(guān)于物質(zhì)的密度,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.一罐氧氣用掉部分后,罐內(nèi)氧氣的質(zhì)量變小,密度變小
B.一只氣球受熱膨脹后,球內(nèi)氣體的質(zhì)量不變,密度變大
C.一支粉筆用掉部分后,它的體積變小,密度變小
D.一塊冰熔化成水后,它的質(zhì)量變大,密度變大
【解答】解:A、一罐氧氣用掉部分后,罐內(nèi)氧氣的質(zhì)量變小,體積不變,由公式ρ可知,密度變小,故A正確;
B、一只氣球受熱膨脹后,球內(nèi)氣體的質(zhì)量不變,體積變大,由公式ρ可知,密度變小,故B錯(cuò)誤;
C、一支粉筆用掉部分后,它的體積變小,密度不變,故C錯(cuò)誤;
D、一塊冰熔化成水后,它的質(zhì)量不變,體積變小,密度變大,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
關(guān)于物質(zhì)的密度,以下說(shuō)法正確的是(  )
A.由ρ 可知,密度與物體的質(zhì)量成正比,與物體的體積成反比
B.密度是物體的屬性,物體不同,密度也不同
C.不同種類(lèi)的物質(zhì),單位體積的質(zhì)量一般不同,密度也不同
D.密度是物質(zhì)的特性,其大小不隨溫度、形狀、狀態(tài)的變化而變化
【解答】解:
A、對(duì)于同種物質(zhì),密度一定,密度不隨質(zhì)量或體積的變化而變化。此選項(xiàng)錯(cuò)誤;
B、密度是物質(zhì)的屬性,同種物質(zhì),不同物體,密度可能相同。此選項(xiàng)錯(cuò)誤;
C、不同種類(lèi)的物質(zhì),單位體積的質(zhì)量一般不同,密度也不同。此選項(xiàng)正確;
D、密度是物質(zhì)的特性,與物質(zhì)的種類(lèi)、狀態(tài)、溫度有關(guān)。此選項(xiàng)錯(cuò)誤。
故選:C。
如圖所示,由不同物質(zhì)制成的甲、乙兩種實(shí)心球的體積相等,此時(shí)天平平衡。則制成甲、乙兩種球的物質(zhì)密度之比為(  )
A.2:1 B.3:4 C.4:3 D.1:2
【解答】解:天平左右兩側(cè)的質(zhì)量相等,根據(jù)公式可得,2ρ甲V+ρ乙V=ρ甲V+3ρ乙V,
ρ甲V=2ρ乙V,
ρ甲:ρ乙=2:1。
故選:A。
【新考法】冬天,小科看到家里自來(lái)水管被凍裂的現(xiàn)象。自來(lái)水管為什么會(huì)被凍裂呢?是不是因?yàn)樗Y(jié)成冰后體積變大?于是他將一瓶礦泉水放在冰箱的冷凍室至完全結(jié)冰,如圖是礦泉水瓶中的水結(jié)冰前后的對(duì)比照片,請(qǐng)根據(jù)圖示信息來(lái)完成以下問(wèn)題。
(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ冰=0.9×103kg/m3)
(1)這瓶礦泉水中,水的質(zhì)量是多少克?
(2)當(dāng)這瓶水完全結(jié)冰時(shí),冰的體積為多少立方厘米?(保留整數(shù))
(3)請(qǐng)解釋自來(lái)水管被凍裂的原因 。
【解答】解:(1)由ρ可得這瓶礦泉水中,水的質(zhì)量:
m水=ρ水V水=1g/cm3×380cm3=380g;
(2)當(dāng)這瓶水完全結(jié)冰時(shí),冰的質(zhì)量等于水的質(zhì)量,冰的體積:
V冰422cm3;
(3)寒冷的冬天溫度很低,水很容易結(jié)冰,結(jié)冰后,質(zhì)量不變,密度變小,由公式V可知,結(jié)冰后體積變大,從而把自來(lái)水管脹裂。
考點(diǎn)三:測(cè)量物體的密度
一、“差量法”測(cè)液體的密度
實(shí)驗(yàn)原理
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 用天平測(cè)量液體的質(zhì)量,用量筒測(cè)量出液體的體積,用公式計(jì)算出液體的密度
實(shí)驗(yàn)器材 天平、量筒、燒杯、待測(cè)液體
實(shí)驗(yàn)步驟 (1)將天平放在水平桌面上,調(diào)節(jié)天平平衡; (2)將適量的液體倒入燒杯中,用天平測(cè)出液體和燒杯的總質(zhì)量m1; (3)將燒杯中的液體倒入量筒中一部分,讀出量筒中液體的體積V; (4)用天平測(cè)出燒杯和剩余液體的質(zhì)量m2(如圖丙所示); (5)待測(cè)液體的密度為
不同實(shí)驗(yàn)方案的誤差分析 (1)若先測(cè)出空燒杯的質(zhì)量m1,再測(cè)出液體和燒杯的總質(zhì)量m2,然后將燒杯的液體全部倒入量筒中測(cè)出體積V,計(jì)算出液體的密度,則在這個(gè)方案中,將燒杯中的液體倒入量筒內(nèi)時(shí),總有部分液體附著在燒杯內(nèi)壁上無(wú)法倒出,使測(cè)出的液體的體積偏小,從而使計(jì)算出的液體的密度偏大。 (2)若先用量筒測(cè)出液體的體積V,再用調(diào)節(jié)好的天平測(cè)出空燒杯的質(zhì)量m1,然后將將量筒內(nèi)的液體全部倒入燒杯中,測(cè)出燒杯和液體的總質(zhì)量m2,計(jì)算出液體的密度,則在這個(gè)方案中,將量筒中的液體倒入燒杯中時(shí),總有部分液體附著在量筒內(nèi)壁上無(wú)法倒出,使測(cè)出的液體和燒杯的總質(zhì)量m2偏小,即測(cè)出的液體的質(zhì)量偏小,從而使計(jì)算出的液體的密度偏小。
二、測(cè)量固體的密度
實(shí)驗(yàn)原理
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 用天平測(cè)量固體的質(zhì)量,用排水法測(cè)出固體的體積(不溶于水的固體),用公式計(jì)算出液體的密度
實(shí)驗(yàn)器材 天平、量筒、細(xì)線(xiàn)、待測(cè)固體、水
實(shí)驗(yàn)步驟 (1)將天平放在水平桌面上,調(diào)節(jié)天平平衡; (2)用天平測(cè)出固體的質(zhì)量m(如圖甲所示); (3)在量筒中倒入適量的水,讀出水的體積V1(如圖乙所示); (4)將待測(cè)固體用細(xì)線(xiàn)拴住浸沒(méi)在量筒內(nèi)的水中,讀出固體和水的總體積V2(如圖丙所示); (5)待測(cè)固體的密度為。
誤差分析 (1)細(xì)線(xiàn)體積對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響:實(shí)驗(yàn)中測(cè)量出的總體積V2不僅包含固體和水的體積,還包含浸在水中細(xì)線(xiàn)的體積,所以測(cè)量的結(jié)果會(huì)略微偏大,計(jì)算出的密度會(huì)略偏小。 (2)若實(shí)驗(yàn)中先用排水法測(cè)量固體體積,再將固體放在天平上測(cè)量其質(zhì)量,則因?yàn)楣腆w上帶有水,會(huì)使質(zhì)量的測(cè)量結(jié)果偏大,致使計(jì)算出的密度值偏大。
三、特殊方法測(cè)密度
(1)有天平無(wú)砝碼測(cè)石塊的密度
實(shí)驗(yàn)器材 量筒、燒杯2個(gè)、天平、細(xì)線(xiàn)、石塊、水、滴管
實(shí)驗(yàn)步驟 (1)將兩個(gè)相同的燒杯分別放在調(diào)節(jié)好的天平的左、右盤(pán)上; (2)在左盤(pán)的燒杯中放入石塊,在右盤(pán)的燒杯中注入一定量的水后,用滴管緩緩增加水的質(zhì)量,知道天平橫梁重新平衡,則左盤(pán)中石塊的質(zhì)量等于右盤(pán)中水的質(zhì)量,即m石=m水; (3)將右盤(pán)燒杯中的水倒入量筒中,測(cè)出水的體積V水,則水的質(zhì)量為m水=ρ水V水,所以石塊的質(zhì)量m石=m水=ρ水V水; (4)把左盤(pán)燒杯中的石塊用細(xì)線(xiàn)系好輕輕放入剛剛已倒入水的量筒中,測(cè)出此時(shí)石塊和水的總體積V1。
表達(dá)式
(2)有天平無(wú)量筒測(cè)量石塊的密度
實(shí)驗(yàn)器材 天平、水、空瓶、石塊
實(shí)驗(yàn)步驟 (1)用天平測(cè)出石塊的質(zhì)量m1; (2)瓶中裝滿(mǎn)水,測(cè)出其質(zhì)量m2; (3)將石塊放入瓶中,溢出一部分水后,測(cè)出瓶、石塊及剩余水的質(zhì)量m3。
推導(dǎo)過(guò)程及表達(dá)式 m排水=m1+m2-m3,,。
(3)有量筒無(wú)天平測(cè)石塊的密度
實(shí)驗(yàn)器材 水槽、燒杯、量筒、足夠多的水、細(xì)線(xiàn)、石塊和筆
實(shí)驗(yàn)步驟 (1)如圖所示,將石塊放入燒杯內(nèi),然后將燒杯放入盛有水的水槽中,用筆在燒杯上標(biāo)記出此時(shí)水槽內(nèi)液面的位置; (2)去除燒杯內(nèi)的石塊,往燒杯里緩慢倒水,直到水槽內(nèi)的液面達(dá)到標(biāo)記的高度; (3)將燒杯內(nèi)的水倒入量筒中,讀出水的體積為V1,則石塊的質(zhì)量為V1ρ水; (4)在量筒內(nèi)裝入適量的水,示數(shù)為V2,然后用細(xì)線(xiàn)系住石塊,將石塊浸沒(méi)在水中,此時(shí)的示數(shù)為V3,則石塊的體積為V3-V2。
推導(dǎo)過(guò)程及表達(dá)式
【新考向】科學(xué)課上同學(xué)們利用下列器材開(kāi)展“液體密度計(jì)設(shè)計(jì)”項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動(dòng),活動(dòng)包括設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試、改進(jìn)、發(fā)布五個(gè)環(huán)節(jié)。
器材:量程為0~2.5牛的彈簧測(cè)力計(jì)、1個(gè)小桶、量筒、水等。
(1)【設(shè)計(jì)】同學(xué)們經(jīng)過(guò)小組討論,對(duì)液體密度計(jì)的設(shè)計(jì)原理達(dá)成了一致意見(jiàn):將液體密度刻度標(biāo)刻在彈簧測(cè)力計(jì)上,向小桶中加入等體積待測(cè)液體,從彈簧測(cè)力計(jì)上讀數(shù)即可。但對(duì)于加入液體體積同學(xué)們有不同觀(guān)點(diǎn):
觀(guān)點(diǎn)1:應(yīng)加入50毫升待測(cè)液體
觀(guān)點(diǎn)2:應(yīng)加入100毫升待測(cè)液體
老師認(rèn)為這兩種添加方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。請(qǐng)你任選一種觀(guān)點(diǎn),說(shuō)明利用該觀(guān)點(diǎn)設(shè)計(jì)的液體密度計(jì)相較于另一種的優(yōu)點(diǎn)是 。
(2)【制作】小明采用觀(guān)點(diǎn)1設(shè)計(jì)密度計(jì)。他將彈簧測(cè)力計(jì)刻度值改為液體密度值,依次標(biāo)定“0”“1”等刻度;單位由“N”改為“g/cm3”。
①標(biāo)定“0”刻度:將小桶掛在彈簧測(cè)力計(jì)上,穩(wěn)定后,將此時(shí)對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)標(biāo)為0。
②標(biāo)定“1”刻度: 。(填寫(xiě)標(biāo)定刻度具體操作)
③標(biāo)定剩余的刻度。
(3)【調(diào)試】小明向小桶中加入50毫升已知密度的液體,將小桶掛在密度計(jì)上,示數(shù)如甲所示。則該液體密度為 克/厘米3。
(4)【改進(jìn)】各組展示過(guò)程中,小明通過(guò)觀(guān)察不同組作品,認(rèn)為可設(shè)計(jì)雙量程液體密度計(jì)。他先在小桶上標(biāo)注100mL位置(如乙圖),再將彈簧測(cè)力計(jì)的左側(cè)刻度改為密度刻度。請(qǐng)計(jì)算采用觀(guān)點(diǎn)2制作的密度計(jì)的最大密度值。(g取10牛/千克)
(5)【發(fā)布】為該液體密度計(jì)設(shè)計(jì)使用說(shuō)明書(shū)。
雙量程液體密度計(jì)使用說(shuō)明書(shū) 【量程選擇】 具有大小兩個(gè)量程,若待測(cè)量超過(guò)小量程或無(wú)法預(yù)估待測(cè)量時(shí),則應(yīng)使用大量程,以保護(hù)測(cè)量?jī)x器;若待測(cè)量未超過(guò)小量程,則應(yīng)使用小量程,提高測(cè)量精確度。 【使用方法】 第1步:先將待測(cè)液體加到 毫升標(biāo)記線(xiàn),待彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù); 第2步:若液體密度處于 范圍,記錄液體密度值; 若液體密度處于 范圍,需 ,待彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù),記錄液體密度值。
【解答】解:(1)選擇觀(guān)點(diǎn)1:由圖可知,兩個(gè)測(cè)力計(jì)的量程相同,測(cè)力計(jì)的示數(shù)為:F最大=G桶+G液=G桶+m液g=G桶+ρ液gV液,因?yàn)榱砍滔嗤現(xiàn)最大相同,G桶相同,當(dāng)加入50毫升待測(cè)液體時(shí),測(cè)得待測(cè)液的密度更大,即選擇觀(guān)點(diǎn)1,加入的液體的體積少,則制作的液體密度計(jì)量程大;
(2)標(biāo)定“1”刻度對(duì)應(yīng)力為1.5N,則加入50mL液體的重力為:
G液=G1﹣G0=1.5N﹣1N=0.5N,
由G=mg=ρVg可知,液體的密度為:
ρ11×103kg/m3=1g/cm3,
所以在標(biāo)定“1”刻度的具體操作應(yīng)為:加入50mL水;
(3)圖甲中,0﹣1g/cm3共5個(gè)小格,則分度值為0.2g/cm3,故甲的讀數(shù)為0.8g/cm3,
(4)圖乙中,加入100mL水,則水的質(zhì)量m水=ρ水V水=1g/cm3×100cm3=100g=0.1kg,
水的重力為:G水=m水g=0.1kg×10N/kg=1N,
加100mL水后測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1N+1N=2N,
即右邊刻度2處對(duì)應(yīng)1g/cm3,
則0﹣1g/cm3共10個(gè)小格,則分度值為0.1g/cm3,
故示數(shù)3的位置共15格,最大密度值為:15×0.1g/cm3=1.5g/cm3;
(5)根據(jù)量程選擇說(shuō)明可知,
第1步:先將待測(cè)液體加到50毫升標(biāo)記線(xiàn),待彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù);
第2步:若液體密度處于1.5﹣3g/cm3范圍,記錄液體密度值;
若液體密度處于0﹣1.5g/cm3范圍,需加入100mL,待彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù),記錄液體密度值。
故答案為:(1)選擇觀(guān)點(diǎn)1,加入的液體的體積少,則制作的液體密度計(jì)量程大;(2)加入50mL水;(3)0.8;(4)觀(guān)點(diǎn)2制作的密度計(jì)的最大密度值為1.5g/cm3;(5)50;1.5﹣3g/cm3;0﹣1.5g/cm3;100mL。
小剛學(xué)習(xí)了“探究物質(zhì)密度”以后,來(lái)到實(shí)驗(yàn)室測(cè)量糖水的密度。
(1)第一步:先將天平放在水平臺(tái)上,將游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度線(xiàn)處,此時(shí),指針位置如圖甲所示,應(yīng)將平衡螺母向 端調(diào)節(jié),使天平平衡。
(2)第二步:將質(zhì)量為32g的燒杯放在天平的左盤(pán)上,取適量的白糖倒入燒杯中,向右盤(pán)加減砝碼并調(diào)節(jié)游碼,直至天平再次平衡,如圖乙所示,白糖的質(zhì)量是 g。
(3)第三步:用量筒量出水的體積,如圖丙所示,“機(jī)智”的小剛將燒杯中的白糖全部倒入量筒中,待白糖完全溶解后,量筒中液面的位置如圖丁所示,配制糖水的密度是 g/cm3。
(4)請(qǐng)指出第三步中操作不規(guī)范的地方: 。
【解答】(1)在稱(chēng)量前調(diào)節(jié)天平平衡時(shí),向橫梁上翹得一端調(diào)節(jié)平衡螺母,所以圖中向左調(diào)節(jié)平衡螺母;
(2)燒杯和白糖總質(zhì)量m總=20g+20g+5g+4g=49g,
白糖得質(zhì)量m白糖=m總﹣m燒杯=49g﹣32g=17g;
(3)圖丙中水的體積,
水的質(zhì)量m水=V水ρ水=40cm3×1g/cm3=40g
糖水的質(zhì)量m糖水=m白糖+m水=17g+40g=57g,
糖水的體積V糖水=50mL=50cm3
糖水的密度ρ糖水1.14g/cm3;
(4)一般固體的溶解會(huì)放出熱量,引起體積變化,根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范,不能在量筒中直接配置溶液。
故本題答案為:(1)左;(2)17;(3)1.14;(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范,不能在量筒中直接配置溶液。
【新考向】(2024 溫州一模)為了測(cè)量鵝卵石的密度,小明進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
①將一個(gè)塑料杯漂浮在盛滿(mǎn)水的溢水杯中,溢水杯的出水口處放置一個(gè)圓柱形容器,如圖甲。
②將鵝卵石置于塑料杯中,穩(wěn)定后測(cè)出溢出至圓柱形容器內(nèi)水的深度為h1=10厘米,如圖乙。
③將鵝卵石從杯中取出并投入到溢水杯中,將容器中的水緩慢倒入溢水杯直至剛好盛滿(mǎn),并測(cè)出圓柱形容器中剩余水的深度h2=7.5厘米,如圖丙。
(1)鵝卵石的密度ρ石= 。(取小數(shù)點(diǎn)后一位)
(2)為了提高鵝卵石密度的測(cè)量精確度,以下方法中可行的有 (可多選)。
A.更換容積更小的溢水杯
B.更換橫截面積更小的圓柱形容器
C.更換質(zhì)量更大的塑料杯
D.用密度更小的液體替換水
E.選擇質(zhì)量更大的鵝卵石
(3)小明將該方法用來(lái)測(cè)量液體密度,并將密度值直接標(biāo)記在圓柱形容器壁上。具體做法:如圖丁,在塑料杯上標(biāo)記規(guī)定體積V0的刻度線(xiàn),將塑料杯漂浮在盛滿(mǎn)水的溢水杯中,將不同密度的液體依次注入塑料杯中至V0的刻度線(xiàn)處,在容器內(nèi)溢出的水面位置標(biāo)記不同的密度值。試分析容器壁密度值刻度是否均勻并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由: 。
【解答】解:(1)由圖甲、乙可知,鵝卵石質(zhì)量等于排開(kāi)水的質(zhì)量,即m=m排=ρ水Vρ水S杯h(huán)1,由圖丙可知,鵝卵石的體積為V=S杯h(huán)2,
故鵝卵石的密度ρ石1.3g/cm3;
(2)A.由F浮=ρ水gV排可知,ρ水一定,浮力一定時(shí),V排不變,與溢水杯的容積無(wú)關(guān),故A不符合題意;
B.V排一定時(shí),橫截面積越小的圓柱形容器,柱形容器內(nèi)水的深度就越大,h1和h2測(cè)得越準(zhǔn),故B符合題意;
C.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,塑料杯一直在溢水杯中漂浮,塑料杯的質(zhì)量并不影響測(cè)量結(jié)果,故C不符合題意;
D.由F浮=ρ水gV排可知,F(xiàn)浮一定,ρ液越小時(shí),V排越大,溢出到圓柱形容器中的液體體積越大,測(cè)得h1和h2的值越大,測(cè)量越精確,故D符合題意;
E.鵝卵石的質(zhì)量越大,體積越大,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,溢水水的體積越大,則h1和h2越大,測(cè)量越精確,E符合題意。
故選:BDE。
(3)由m=ρV可知,體積V一定,則液體密度越大,質(zhì)量越大;將液體注入塑料杯中時(shí),塑料杯受到的浮力增加△F浮=G液
溢出水的體積:V=Sh,則有ρ水gSh=ρ液V0g,圓柱形容器中液體的高度h,ρ水、S、V0一定,h與ρ液成正比,故刻度均勻。
故答案為:(1)1.3g/cm3;(2)BDE;(3)見(jiàn)上面。
考點(diǎn)四:密度與社會(huì)生活
一、密度與溫度
1.物質(zhì)的密度與溫度的關(guān)系
一般物體在溫度升高時(shí),體積增大,溫度降低時(shí),體積減小,由于物體的質(zhì)量不變,由公式可知,物體的密度會(huì)發(fā)生變化。即一般情況下,一定質(zhì)量的物體,溫度升高時(shí),密度減小,溫度降低時(shí),密度增大。
2.水的反常膨脹現(xiàn)象
(1)水在4℃時(shí)的密度最大。溫度高于4℃時(shí),隨著溫度的升高,水的密度越來(lái)越小;在0~4℃,隨著溫度的降低,水的密度越來(lái)越小。
(2)水凝固成冰時(shí),體積變大,密度變小。
(3)得益于水的反常膨脹現(xiàn)象,在寒冷的冬天,雖然湖面封凍了,但較深的湖底的水有可能還保持液態(tài)不結(jié)冰,保證水中的動(dòng)植物能在寒冷的季節(jié)生存下來(lái)。
二、密度與物質(zhì)鑒別
1.鑒別物質(zhì)的種類(lèi)
(1)密度時(shí)物質(zhì)的一種性質(zhì),不同物質(zhì)密度一般不同,所以可以利用密度來(lái)鑒別物質(zhì)。鑒別方法:先用適當(dāng)?shù)姆椒y(cè)出(計(jì)算出)物質(zhì)密度,再對(duì)照密度表就可以知道是何種物質(zhì)。
(2)由于不同物質(zhì)的密度可能是相同的,故只通過(guò)密度鑒別物質(zhì)并不完全可靠。因此要準(zhǔn)確地鑒別物質(zhì),常常需要多種方法并用,如氣味、顏色、硬度等。例如,酒精和煤油都是液體,它們的密度都是0.8×103kg/m3,但是通過(guò)氣味可以區(qū)分它們;冰和蠟都是固體,它們的密度也相同,但從它們的顏色、透明度、能否燃燒、硬度等性質(zhì)的差異,也能區(qū)分它們。
2.密度在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用
(1)測(cè)量密度,確定礦藏種類(lèi):勘探隊(duì)員在野外勘探時(shí),通過(guò)采集的樣品的密度等信息,可以確定礦藏的種類(lèi)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
(2)根據(jù)密度,鑒別優(yōu)劣:很早的時(shí)候,人們就知道用鹽水選種:把種子放到鹽水里,飽滿(mǎn)的種子因?yàn)槊芏却螅恋禁}水底,癟殼和雜草的種子因?yàn)槊芏刃《≡邴}水表面。
(3)根據(jù)密度選擇合適的材料(物質(zhì))
①航空器材采用高強(qiáng)度、低密度的合金或新型合成材料;
②在產(chǎn)品包裝中,常采用密度小的泡沫塑料作填充物,一是為了防震,二是為了便于運(yùn)輸;
③大型機(jī)床的底座需要用堅(jiān)固、密度大的材料制成,以增加穩(wěn)定性。
3.判斷物體是否空心,具體方法有三種:先假定物體是實(shí)心的,通過(guò)計(jì)算。
則物體是空心的。其中通過(guò)比較體積的方法最好,既直觀(guān),又便于計(jì)算空心部分的體積,V空=V物-V實(shí)。
如圖所示,某同學(xué)用裝滿(mǎn)水的回形玻璃管做對(duì)流實(shí)驗(yàn),下面說(shuō)法正確的是(  )
A.如果在A點(diǎn)加熱,液體會(huì)發(fā)生對(duì)流,液體按順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)
B.如果在D點(diǎn)加熱,液體會(huì)發(fā)生對(duì)流,液體按逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)
C.如果在B點(diǎn)放冰塊,液體會(huì)發(fā)生對(duì)流,液體按逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)
D.如果在C點(diǎn)放冰塊,液體會(huì)發(fā)生對(duì)流,液體按順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)
【解答】解:A、如果在A點(diǎn)加熱,液體不會(huì)發(fā)生對(duì)流,故A錯(cuò)誤;
B、如果在D點(diǎn)加熱,熱水密度小,熱水上升,左側(cè)的冷水過(guò)來(lái)補(bǔ)充,所以水會(huì)沿逆時(shí)針循環(huán)流動(dòng)起來(lái),故B正確;
C、如果在B點(diǎn)放冰塊,冷水密度大,冷水下降,左側(cè)的水過(guò)來(lái)補(bǔ)充,所以水會(huì)沿順時(shí)針循環(huán)流動(dòng)起來(lái),故C錯(cuò)誤;
D、如果在C點(diǎn)放冰塊,液體不會(huì)發(fā)生對(duì)流,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【新素材】古代勞動(dòng)人民巧妙地利用水來(lái)開(kāi)山采石:冬季,在白天給石頭打一個(gè)洞,再往洞里灌滿(mǎn)水并封實(shí),水結(jié)冰后石頭就裂開(kāi)了。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(  )
A.石頭裂開(kāi)后體積變小,密度變大
B.石頭裂開(kāi)后質(zhì)量變小,密度變小
C.洞中的水結(jié)冰后質(zhì)量變大,從而使石頭裂開(kāi)
D.洞中的水結(jié)冰后體積變大,從而使石頭裂開(kāi)
【解答】解:由題意可知,冬季,在白天給石頭打一個(gè)洞,再往洞里灌滿(mǎn)水并封實(shí),晚上洞中的水結(jié)冰后,質(zhì)量不變,密度變小,所以體積變大,因此把石頭脹裂。
故只有選項(xiàng)D說(shuō)法正確。
故選:D。
為了探究“溫度和物質(zhì)狀態(tài)對(duì)同種物質(zhì)密度的影響”,小應(yīng)在一定的環(huán)境下將1g的冰加熱,分別記錄其溫度和體積的數(shù)據(jù),利用描點(diǎn)法得到了如圖所示的圖像,下列說(shuō)法中正確的是(  )
A.在0℃時(shí),冰塊的密度比水大
B.當(dāng)0℃時(shí),在冰變成水的過(guò)程中質(zhì)量變小
C.當(dāng)水從0℃上升到4℃的過(guò)程中,其密度逐漸增大
D.研究結(jié)果表明密度是物質(zhì)的一種特性,不會(huì)隨狀態(tài)而發(fā)生改變
【解答】解:A.在0℃時(shí),冰塊的體積大于水,而質(zhì)量不變,根據(jù)可知,冰塊的密度比水小,故A錯(cuò)誤;
B.當(dāng)0℃時(shí),在冰變成水的過(guò)程中質(zhì)量不變,故B錯(cuò)誤;
C.當(dāng)水從0℃上升到4℃的過(guò)程中,水的體積逐漸減小而質(zhì)量不變,根據(jù)可知,其密度逐漸增大,故C正確;
D.根據(jù)圖像可知,水和冰的狀態(tài)不變,密度也不同,故D錯(cuò)誤。
故選C。
題型一 質(zhì)量及其特性
國(guó)際千克原器作為質(zhì)量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),由鉑銥合金制成,百余年來(lái)因表面受到空氣污染和氧化而增重約50微克。已于2019年5月20日正式退役,今后將使用普朗克常數(shù)作為新標(biāo)準(zhǔn)來(lái)重新定義“千克”,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.由鉑合金制成的原因是價(jià)格昂貴
B.化學(xué)變化可以使物體的質(zhì)量發(fā)生變化
C.測(cè)量時(shí)應(yīng)選擇精確度更高的測(cè)量工具,以提高估讀的準(zhǔn)確度
D.若使用增重后的國(guó)際千克原器作為標(biāo)準(zhǔn),測(cè)量值跟真實(shí)值相比將偏大
【解答】解:A、由鉑銥合金制成的原因是化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,而不是因?yàn)閮r(jià)格昂貴,故A錯(cuò)誤;
B、化學(xué)變化可以使物體的質(zhì)量發(fā)生變化,因?yàn)榘l(fā)生化學(xué)變化時(shí),有空氣中的成分參與了反應(yīng),使得物體質(zhì)量增加,故B正確;
C、測(cè)量時(shí)應(yīng)通常多次測(cè)量,以提高估讀的準(zhǔn)確度,而不是選擇精確度更高的測(cè)量工具,故C錯(cuò)誤;
D、若使用增重后的國(guó)際千克原器作為標(biāo)準(zhǔn),測(cè)量值跟真實(shí)值相比將偏小,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
2023年5月30日,神舟十六號(hào)載人飛船到達(dá)太空。宇航員身穿質(zhì)量為120kg的宇航服關(guān)于宇航服在太空的質(zhì)量,說(shuō)法正確的是(  )
A.大于120kg B.等于120kg
C.小于120kg D.由于失重,等于0kg
【解答】解:質(zhì)量是物體的一種屬性,與物體的形狀、位置、溫度、狀態(tài)無(wú)關(guān),宇航服在地面上質(zhì)量為120kg,飛船升空后,但只是位置發(fā)生改變,故到達(dá)太空后宇航服的質(zhì)量將不變。
故選:B。
(2024春 東陽(yáng)市期末)5月3日嫦娥六號(hào)順利升空,它將實(shí)現(xiàn)月背軟著陸,并從月球背面“挖土”回來(lái)。
(1)幾乎所有火箭發(fā)射都選擇朝東方向,這是因?yàn)榈厍虻淖赞D(zhuǎn)方向是 。
(2)月球的土壤帶回到地球后質(zhì)量將 (填“變大”“變小”或“保持不變”)。
(3)月球探測(cè)器軟著陸方式采用火箭反推式,而不用降落傘式的原因是 。
【解答】解:(1)地球的自轉(zhuǎn)方向是自西向東,火箭發(fā)射時(shí)選擇朝東方向,可以利用地球的慣性,起到節(jié)約燃料的目的。
(2)物體的質(zhì)量不會(huì)隨空間位置的變化而改變,所以月球的土壤帶回到地球后質(zhì)量將不變;
(3)月球上沒(méi)有空氣,不能借助空氣阻力來(lái)降低月球探測(cè)器的速度,所以月球探測(cè)器軟著陸方式采用火箭反推式,而不用降落傘式。
故答案為:(1)自西向東;(2)保持不變;(3)月球上沒(méi)有空氣,不能借助空氣阻力來(lái)降低月球探測(cè)器的速度。
題型二 密度
考向01 密度及其特性
【新考向】(2024 寧波自主招生)密度是物質(zhì)的特性之一,到目前為止,人們所已知的具有最大密度的星體和最小密度的物質(zhì)分別是(  )
A.黑洞、星際物質(zhì) B.中子星、星際物質(zhì)
C.紅巨星、氫氣 D.白矮星、氫氣
【解答】解:由分析可知:至今人們知道具有最大密度的物質(zhì)是黑洞,最小密度的物質(zhì)是星際物質(zhì)。
故選:A。
一金屬塊的密度為ρ,質(zhì)量為m,把它分割成三等份,關(guān)于每一份的說(shuō)法正確的是(  )
A.質(zhì)量和密度都是原來(lái)的三分之一
B.質(zhì)量是原來(lái)的三分之一,密度仍為ρ
C.質(zhì)量和密度都與原來(lái)相同
D.質(zhì)量仍為m,密度是原來(lái)的三分之一
【解答】解:金屬的質(zhì)量為m,將其分成三等份,每一等份的質(zhì)量為總質(zhì)量的三分之一,即m1m;
由于密度是物質(zhì)的一種特性,其大小取決于物質(zhì)的種類(lèi)與溫度、狀態(tài),將金屬塊分為三等份,物質(zhì)的種類(lèi)沒(méi)變,所以每小塊的密度也不發(fā)生變化,仍然為ρ。
故選:B。
關(guān)于物質(zhì)的密度,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.銅的密度是8.9×103kg/m3,表示1m3銅的質(zhì)量為8.9×103kg
B.一罐氧氣用掉部分后,罐內(nèi)氧氣的質(zhì)量變小密度不變
C.一塊磚切成體積相等的兩塊后,磚的密度變?yōu)樵瓉?lái)的一半
D.密度不同的兩個(gè)實(shí)心物體,其質(zhì)量一定不同
【解答】解:A、銅的密度是8.9×103kg/m3,表示1m3銅的質(zhì)量為8.9×103kg,故A正確;
B、一罐氧氣用掉部分后,罐內(nèi)氧氣的質(zhì)量變小,但體積不變,由ρ可知密度變小,故B錯(cuò)誤;
C、一塊磚切成體積相等的兩塊后,質(zhì)量變小,但物質(zhì)種類(lèi)、溫度和狀態(tài)沒(méi)有變化,所以密度不變,故C錯(cuò)誤;
D、由ρ可得m=ρV,可知物體質(zhì)量與密度和體積有關(guān),密度不同的兩個(gè)實(shí)心物體,其質(zhì)量可能不同,也可能相同,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
考向02 密度的計(jì)算
【新素材】新一代隱身戰(zhàn)斗機(jī)殲﹣20,改進(jìn)使用了高性能碳纖維復(fù)合材料,除提高了戰(zhàn)斗機(jī)的抗疲勞、耐腐蝕等性能外,還降低了自身質(zhì)量。如一體積為0.01m3的鋼制零件,用碳纖維復(fù)合材料替換后質(zhì)量可減少61kg。已知鋼的密度為7.9×103,其表示的科學(xué)含義是 ,碳纖維復(fù)合材料的密度為 kg/m3。
【解答】解:(1)鋼的密度為7.9×103,其表示的科學(xué)含義是:1立方米鋼的質(zhì)量為 7.9×103 千克;
(2)根據(jù)密度公式得,體積為0.01m3的鋼制零件的質(zhì)量為:m鋼=ρ鋼V=7.9×103kg/m3×0.01m3=79kg;
因鋼制零件用某種碳纖維復(fù)合材料零件替換時(shí),在體積不變的情況下,質(zhì)量減少了61kg,所以,此碳纖維復(fù)合材料零件的質(zhì)量:
m碳=m鋼﹣Δm=79kg﹣61kg=18kg,
則此碳纖維復(fù)合材料零件的密度:
ρ碳1.8×103kg/m3。
故答案為:1立方米鋼的質(zhì)量為7.9×103 千克;1.8×103。
【新考法】穿梭古今,紡織纖維的世界總是發(fā)生著日新月異的變化,而我國(guó)作為紡織服裝生產(chǎn)大國(guó)也總是第一個(gè)感受到這種變化:
材料一:如圖,“素紗禪衣”是長(zhǎng)沙馬王堆一號(hào)漢墓出土的國(guó)家一級(jí)文物,是世界上現(xiàn)存年代最早、保存最完整、制作工藝最精、最輕薄的一件衣服,質(zhì)量只有49克左右,可以說(shuō)是“輕若煙霧、薄如蟬翼”。它是西漢紗織水平的代表作,更是楚漢文化的驕傲。
材料二:“氣凝膠防寒服”是現(xiàn)代新型功能性服裝纖維研發(fā)的產(chǎn)物之一,其面料氣凝膠纖維具有超高的保溫性、吸濕性和透氣性。早在2018年就有研發(fā)公司推出的某款氣凝膠防寒服,面料每平方厘米質(zhì)量?jī)H有6mg,厚度僅0.5mm,就可輕松駕馭0℃的戶(hù)外低溫環(huán)境,可謂“輕若鴻毛、薄如蟬翼、暖若晗陽(yáng)”。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)一件“素紗禪衣”的質(zhì)量相當(dāng)于日常生活中 的質(zhì)量。
A.一支2B鉛筆 B.一個(gè)雞蛋 C.一只大公雞
(2)考古學(xué)家們借助精密儀器測(cè)量“素紗禪衣”每平方米紗料的質(zhì)量1.54g,相較于材料二中的某款氣凝膠纖維面料,其單位面積的質(zhì)量更 (選填“大”或“小”)。
(3)同學(xué)們根據(jù)所學(xué)知識(shí)想到了一種測(cè)量衣服面積的方法:將衣服完全展開(kāi)后,將單層衣服面料的輪廓描畫(huà)在厚度均勻的硬紙板上,沿輪廓剪下硬紙板后用電子秤測(cè)得“硬紙板衣模”質(zhì)量為M千克:再在該塊硬紙板上剪下0.1米×0.1米的一小塊正方形放置在電子秤上,測(cè)得其質(zhì)量為m千克,這樣就可以估測(cè)衣服的面積為 平方米(用M、m表示)。
(4)氣凝膠纖維面料的保溫性、吸濕性和透氣性均屬于 (選填“物理性質(zhì)”或“化學(xué)性質(zhì)”)。
(5)請(qǐng)計(jì)算材料二中該款防寒服的氣凝膠纖維面料密度。
【解答】解:(1)一支2B鉛筆的質(zhì)量約5g,一個(gè)雞蛋的質(zhì)量約50g,一只大公雞的質(zhì)量約3kg,故一件“素紗禪衣”的質(zhì)量相當(dāng)于日常生活中一個(gè)雞蛋的質(zhì)量。故選B;
(2)氣凝膠防寒服,面料每平方厘米質(zhì)量?jī)H有6mg,即每平方米的質(zhì)量約:60g/m2,
考古學(xué)家們借助精密儀器測(cè)量“素紗禪衣”每平方米紗料的質(zhì)量1.54g相較于材料二中的某款氣凝膠纖維面料,其單位面積的質(zhì)量更小;
(3)同學(xué)們根據(jù)所學(xué)知識(shí)想到了一種測(cè)量衣服面積的方法:將衣服完全展開(kāi)后,將單層衣服面料的輪廓描畫(huà)在厚度均勻的硬紙板上,沿輪廓剪下硬紙板后用電子秤測(cè)得“硬紙板衣模”質(zhì)量為M千克:再在該塊硬紙板上剪下0.1米×0.1米的一小塊正方形放置在電子秤上,測(cè)得其質(zhì)量為m千克,這樣就可以估測(cè)衣服的面密度ρ面100mkg/m2,
衣服的面積S平方米。
(4)氣凝膠纖維面料的保溫性、吸濕性和透氣性均屬于物理性質(zhì)。
(5)面料每平方厘米質(zhì)量?jī)H有6mg,厚度僅0.5mm,體積V=1cm2×0.5×10﹣1cm=0.05cm3,
面料密度ρ0.12g/cm3。
故答案為:(1)B;(2)小;(3);(4)物理性質(zhì);(5)防寒服的氣凝膠纖維面料密度為0.12g/cm3。
某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)根據(jù)雪地上腳印深度進(jìn)行粗略測(cè)量積雪密度的方法:利用一塊平整地面上的積雪,用腳垂直向下踩在雪上,形成一個(gè)向下凹腳印。如圖所示,腳印下的雪由于受外力擠壓可近似看成冰層,已知冰密度為ρ冰。測(cè)出積雪原來(lái)厚度為H,用腳踩在雪上形成腳印深度為h。
(1)用此方法測(cè)出積雪密度的表達(dá)式ρ雪= (用H、h、ρ冰表示)。
(2)從微觀(guān)的角度(水分子)解釋雪變成冰的原因是 。
【解答】解:(1)雪擠壓后,質(zhì)量不變;
設(shè)腳印面積為S,
雪的體積:
V雪=SH,
冰的體積:
V冰=(H﹣h)S,
雪壓成冰質(zhì)量不變,
所以m雪=m冰,
即:ρ雪SH=ρ冰S(H﹣h),
雪的密度:
ρ。
(2)從微觀(guān)的角度(水分子)解釋雪變成冰的原因是水分子的間隔變小了。
故答案為:(1); (2)水分子的間隔變小了。
考向03 密度大小的比較
(2024 寧波模擬)如圖所示為一杯食鹽溶液,a、b、c為燒杯中的三個(gè)點(diǎn),其中a、b為同一深度,則這三個(gè)點(diǎn)的液體密度大小情況是(  )
A.ρa(bǔ)=ρb<ρc B.ρa(bǔ)=ρb>ρc C.ρa(bǔ)=ρb=ρc D.ρa(bǔ)>ρb>ρc
【解答】解:因a、b、c為同一燒杯食鹽溶液中的三個(gè)點(diǎn),因此這三個(gè)點(diǎn)的液體密度大小相等,即ρa(bǔ)=ρb=ρc。
故選:C。
甲、乙兩個(gè)金屬球,甲球的質(zhì)量是乙球的2倍,乙球的體積是甲球3倍,則下列說(shuō)法正確的是(  )
A.甲球的密度大 B.乙球的密度大
C.兩球的密度一樣大 D.無(wú)法判斷
【解答】解:由題知,甲球的質(zhì)量是乙球的2倍,乙球的體積是甲球3倍,
設(shè)乙球的質(zhì)量為m,則甲球的質(zhì)量為2m,設(shè)甲球的體積為V,則乙球的體積為3V,
則甲、乙兩球的密度分別為:ρ甲,ρ乙,
比較可知,甲球的密度大于乙球的密度,故A正確,BCD錯(cuò)誤。
故選:A。
某實(shí)驗(yàn)小組分別用天平和量筒測(cè)出了兩種物質(zhì)的質(zhì)量和體積,并描繪出V﹣m圖像,如圖所示,則下列判斷正確的是(  )
A.ρ甲>ρ乙
B.ρ甲=ρ乙
C.若V甲=V乙,則m甲<m乙
D.若m甲=m乙,則V甲<V乙
【解答】解:
ABC、由下面的圖像可知,當(dāng)兩物質(zhì)的體積V相同時(shí),m甲<m乙,
由密度公式ρ可知ρ甲<ρ乙,故AB錯(cuò)誤,C正確;
D、由下面的圖像可知,當(dāng)m甲=m乙時(shí),V甲>V乙,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
小皓同學(xué)的自行車(chē)比他爸爸的要小,但他爸爸的車(chē)子卻比小皓同學(xué)的要輕,(車(chē)胎都是同款,車(chē)架不同)以下分析不正確的是(  )
A.爸爸的車(chē)架體積更大,質(zhì)量更小,密度更大
B.自行車(chē)車(chē)架的材料不同,爸爸自行車(chē)車(chē)架的密度小
C.他們倆的自行車(chē)車(chē)架體積和質(zhì)量都不相同,但還是可以比較密度大小
D.小皓同學(xué)的自行車(chē)車(chē)架的密度更大
【解答】解:由密度公式ρ知,體積越大,質(zhì)量越小,密度越小;密度等于質(zhì)量與體積的比值。
A、爸爸的車(chē)架體積更大,質(zhì)量更小,密度更小,故A錯(cuò)誤;
B、自行車(chē)車(chē)架的材料不同,爸爸自行車(chē)車(chē)架的密度小,故B正確;
C、他們倆的自行車(chē)車(chē)架體積和質(zhì)量都不相同,可以比較它們質(zhì)量與體積的比值,即可以比較密度大小,故C正確;
D、小皓同學(xué)的自行車(chē)車(chē)架的體積小,質(zhì)量大,密度更大,故D正確。
故選:A。
考向04 密度公式的應(yīng)用
(2023秋 紹興期末)在甲、乙兩個(gè)完全相同的燒杯中盛有質(zhì)量相等的水和酒精(已知ρ水>ρ酒),其中a、b兩點(diǎn)到液面的距離相同,a、c兩點(diǎn)到容器底部的距離相同。則下列說(shuō)法中,正確的是(  )
A.甲盛的是酒精,乙盛的是水
B.在a、c兩點(diǎn)水平面以下,容器中水的質(zhì)量比酒精大
C.在a、b兩點(diǎn)水平面以下,容器中水的質(zhì)量比酒精大
D.在a、c兩點(diǎn)水平面以上,容器中水、酒精的質(zhì)量大小無(wú)法比較甲
【解答】解:A、已知甲乙容器中液體的質(zhì)量相等,又因?yàn)榫凭拿芏刃∮谒拿芏龋虼梭w積大的液體為酒精,故甲為水,乙為酒精;故A錯(cuò)誤;
BD、a、c兩點(diǎn)水平面以下的液體體積相等,因?yàn)榫凭拿芏刃∮谒拿芏龋瑒t根據(jù)m=ρV可知:a、c兩點(diǎn)水平面以下的容器中水的質(zhì)量比酒精大,由于容器中分別盛有質(zhì)量相等的水和酒精,則在a、c兩點(diǎn)水平面以上,容器中水的質(zhì)量比酒精的小,故B正確,D錯(cuò)誤;
C、a、b兩點(diǎn)水平面以上的液體體積相等,因?yàn)榫凭拿芏刃∮谒拿芏龋瑒t根據(jù)m=ρV可知:a、b兩點(diǎn)水平面以上的容器中水的質(zhì)量比酒精大,由于容器中分別盛有質(zhì)量相等的水和酒精,則在a、b兩點(diǎn)水平面以下,容器中水的質(zhì)量比酒精小,故C錯(cuò)誤。
故選:B。
由兩種材料制成的、直徑相同的兩個(gè)半球組成一個(gè)實(shí)心球,如圖所示。這兩種材料的密度分別為ρ1、ρ2且ρ1<ρ2。已知該實(shí)心球能在水中懸浮,則下列關(guān)于ρ1、ρ2和ρ水的關(guān)系正確的是(  )
A.ρ1 ρ2=ρ水 B.ρ1 ρ水=ρ2
C.ρ1+ρ2=ρ水 D.ρ1+ρ2=2ρ水
【解答】解:由于兩種物質(zhì)各占一半體積,則兩種物質(zhì)的體積相等為V,由ρ得:
物質(zhì)的質(zhì)量為m1=ρ1V,m2=ρ2V,
則實(shí)心球的質(zhì)量m球=m1+m2=ρ1V+ρ2V=(ρ1+ρ2)V,
實(shí)心球的體積為V球=2V,
ρ球(ρ1+ρ2);
由于實(shí)心球完全浸入靜水中能保持懸浮狀態(tài),則ρ球=ρ水,
所以(ρ1+ρ2)=ρ水,即ρ1+ρ2=2ρ水。
故選:D。
a、b兩個(gè)小球分別由、的甲、乙兩種材料制成,兩小球質(zhì)量之比為ma:mb=6:5。體積之比為VaVb=3:4。則下列說(shuō)法正確的是(  )
A.若只有一個(gè)球是空心,則a球是空心的
B.若只有一個(gè)球是空心,將空心球的空心部分裝滿(mǎn)水后,兩球總質(zhì)量相等
C.若只有一個(gè)球是空心,則空心球的空心部分與實(shí)心部分體積之比為1:4
D.若兩球均是空心的,a球的空心部分體積可以比b球的空心部分體積大
【解答】解:ABC、由ρ可得,甲、乙兩種材料的體積之比(即實(shí)心部分的體積之比):

若只有一個(gè)球是空心,由前面計(jì)算可知b球的體積大于其材料的體積,故b球一定是空心,a球一定是實(shí)心,故A錯(cuò)誤;
因兩球的體積之比為Va:Vb=3:4,則可設(shè)a球的體積為3V,b球的體積為4V,
由前面計(jì)算可知b球材料的體積為2V,b球空心部分的體積Vb空=Vb﹣Vb實(shí)=4V﹣2V=2V,
所以,空心球的空心部分與實(shí)心部分體積之比為Vb空:Vb實(shí)=2V:2V=1:1,故C錯(cuò)誤;
將空心球的空心部分裝滿(mǎn)水后,水的體積等于空心部分的體積,
則兩球總質(zhì)量分別為:a的質(zhì)量為m=3V×4g/cm3=12g/cm3V;
b的總質(zhì)量m'=2V×5g/cm3+2V×1g/cm3=12g/cm3V,
兩球總質(zhì)量相等,故B正確;
D、若兩球均是空心的,根據(jù)3:2,可設(shè)a球材料的體積為3V′,則b球材料的體積為2V′,則兩球的實(shí)際體積之比為:;
整理可得:Vb空Va空+2V′>Va空,
所以,a球的空心部分體積不可能比b球的空心部分體積大,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
題型三 密度的測(cè)量
考向01 固體密度的測(cè)量
(2023秋 湖州期末)為了測(cè)量某金屬塊的密度,某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們用該材料的樣品做了如下實(shí)驗(yàn)。
(1)將天平放在水平桌面上,將游碼放在標(biāo)尺左端的0刻度處,發(fā)現(xiàn)指針如圖甲所示,為使橫梁在水平位置平衡,應(yīng)將平衡螺母向 (選填“左”或“右”)移動(dòng)。
(2)用調(diào)節(jié)好的天平稱(chēng)量樣品的質(zhì)量,操作情景如圖乙所示,錯(cuò)誤之處是 。
(3)當(dāng)右盤(pán)所加砝碼和游碼位置如圖丙所示時(shí),天平平衡,在量筒內(nèi)裝有一定量的水,樣品放入量筒前后的情況如圖丁所示,則樣品的密度是 kg/m3。
【解答】解:(1)調(diào)節(jié)天平橫梁平衡時(shí),將天平放在水平桌面上,將游碼放在標(biāo)尺左端的0刻度處,指針偏向分度盤(pán)左邊,平衡螺母向右調(diào),指針偏向分度盤(pán)右邊,平衡螺母向左調(diào);
(2)用調(diào)節(jié)好的天平稱(chēng)量樣品的質(zhì)量時(shí),如果天平橫梁不平衡,要加減砝碼或者移動(dòng)游碼,不能調(diào)節(jié)平衡螺母;
(3)天平測(cè)量物體質(zhì)量時(shí),物體質(zhì)量等于砝碼質(zhì)量加上游碼對(duì)應(yīng)的刻度值,則樣品的質(zhì)量:m=50g+20g+5g+3.4g=78.4g;
量筒示數(shù)的增加量為物體的體積,則樣品的體積:V=80mL﹣60mL=20mL=20cm3,
根據(jù)密度公式可得樣品的密度:。
【新考法】借助身邊的器材可測(cè)出物質(zhì)的密度,研習(xí)小組用均勻木桿和支架自制了一架天平,并用輸完液的輸液瓶和輸液管制成滴管,用滴管滴出的液滴代替砝碼。
(1)在自制的天平左右兩盤(pán)中各放一只一次性杯子,出現(xiàn)左低右高的現(xiàn)象,小東將螺母向 (填“左”或“右”)調(diào)節(jié),直到天平平衡,如圖甲。
(2)將待測(cè)礦石放入左盤(pán)的杯中,用自制的滴管向右盤(pán)的杯中滴水,使天平剛好平衡,如圖乙所示,記下水的滴數(shù)為54滴。另取一個(gè)一次性杯子,加入適量的水,用細(xì)線(xiàn)系住礦石將其浸沒(méi)在水中(水沒(méi)有溢出),在液面處做標(biāo)記,如圖丙所示,取出礦石, (填寫(xiě)操作),記錄下水的滴數(shù)為20滴。
(3)計(jì)算可得礦石的密度為 kg/m3。
(4)下列選項(xiàng)會(huì)影響測(cè)得的礦石密度的是 。
A.自制的天平未調(diào)平 B.拿出石塊時(shí)會(huì)帶出部分水
C.自制滴管每次滴出的液滴大小 D.一次性杯子的大小
【解答】解:(1)天平向左邊傾斜,說(shuō)明左側(cè)的質(zhì)量大,應(yīng)向右移動(dòng)平衡螺母,使之水平平衡;
(2)如圖丙所示,取出礦石,向杯子中滴水使水面上升至標(biāo)記處,記錄下水的滴數(shù)為20滴;
(3)設(shè)小礦石的質(zhì)量為:m=54m',
由圖丙知,小礦石排開(kāi)水的體積等于20滴水的體積,根據(jù)密度公式得,小礦石的體積為:V,
所以小礦石的密度:ρ2.7ρ水=2.7×103kg/m3;
(4)A.自制的天平未調(diào)平,影響礦石質(zhì)量的測(cè)量,會(huì)影響測(cè)得的礦石密度,故A符合題意;
B.拿出石塊時(shí)會(huì)帶出部分水,影響礦石體積的測(cè)量,會(huì)影響測(cè)得的礦石密度,故B符合題意;
C.自制滴管每次滴出的液滴大小,影響礦石質(zhì)量和體積的測(cè)量,會(huì)影響測(cè)得的礦石密度,故C符合題意;
D.一次性杯子的大小,不會(huì)影響礦石質(zhì)量和體積的測(cè)量,不會(huì)影響測(cè)得的礦石密度,故D不符合題意;
故選:ABC。
故答案為:(1)右;(2)向杯子中滴水使水面上升至標(biāo)記處;(3)2.7×103;(4)ABC。
如圖所示為某容器內(nèi)某種液體的體積V與容器和液體總質(zhì)量m的關(guān)系圖,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題:
(1)容器的質(zhì)量是 。
(2)液體的密度是多少?(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)
(3)下面是小剛測(cè)量大米密度的實(shí)驗(yàn),但由于大米容易吸水,導(dǎo)致體積明顯變化,因此用排水的方法測(cè)量大米的體積是不合理的。于是小剛進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)和思考。
實(shí)驗(yàn)一:按圖甲和圖乙的方法分別測(cè)量大米的質(zhì)量和體積,由此計(jì)算出大米的密度。
①使用托盤(pán)天平稱(chēng)取5克大米。稱(chēng)量過(guò)程中發(fā)現(xiàn)天平指針偏向右邊(如圖甲),接下來(lái)小明應(yīng)如何操作? 。
②由于米粒間存在較大間隙,按圖乙的方式用量筒直接測(cè)量大米體積,則會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的體積值偏 。
小明思考:能否用排空氣的方法測(cè)量大米的體積呢?
他設(shè)想將大米與空氣密封在一個(gè)注射器內(nèi),只要測(cè)出注射器內(nèi)空氣和大米的總體積及空氣的體積,其差值就是大米的體積。但如何測(cè)出空氣的體積呢?查閱資料得知:溫度不變時(shí),一定質(zhì)量氣體的體積與其壓強(qiáng)的乘積是定值。于是進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)二:稱(chēng)取5克大米并裝入注射器內(nèi)(如圖丙),從注射器的刻度上讀出大米和空氣的總體積,通過(guò)壓強(qiáng)傳感器測(cè)出此時(shí)注射器內(nèi)空氣壓強(qiáng)為p;而后將注射器內(nèi)的空氣緩慢壓縮,當(dāng)空氣壓強(qiáng)增大為2p時(shí),再讀出此時(shí)的總體積(壓縮過(guò)程中大米的體積、空氣的溫度均不變),整理相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如表。
注射器內(nèi)空氣壓強(qiáng) 注射器內(nèi)空氣和大米的總體積 注射器內(nèi)空氣體積
壓縮前 p 23毫升 V
壓縮后 2p 13毫升 0.5V
③由實(shí)驗(yàn)二測(cè)得大米的密度為 克/厘米3。(計(jì)算結(jié)果精確到0.01)
【解答】解:(1)由圖可知:當(dāng)液體體積為0時(shí),液體與容器的總質(zhì)量是40g,容器的質(zhì)量為m容=40g;
(2)當(dāng)液體體積V=60cm3時(shí),液體與量杯總質(zhì)量為100g,則液體質(zhì)量m=100g﹣40g=60g,
液體的密度為ρ液1g/cm3;
(3)①因?yàn)橄旅鎸?shí)驗(yàn)中用的大米的質(zhì)量為5g,所以5g的砝碼是不能改變的,故應(yīng)當(dāng)向左盤(pán)中添加大米直到橫梁平衡為止;
②由于米粒間存在較大間隙,按圖乙的方式用量筒直接測(cè)量大米體積,則會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的體積值偏大;
③根據(jù)溫度不變時(shí),一定質(zhì)量氣體的體積與其壓強(qiáng)的乘積是定值。所以壓縮前注射器內(nèi)空氣的體積:V=23ml﹣V大米;壓縮后注射器內(nèi)空氣的體積:0.5V=13ml﹣V大米。
根據(jù)題意可以得到:P×(23ml﹣V大米)=2P×(13ml﹣V大米),
所以大米的體積V大米=3ml=3cm3,所以大米的密度ρ1.67g/cm3
故答案為:(1)40g;(2)液體的密度是1g/cm3;(3)①向左盤(pán)中添加大米直至天平平衡;②大;③1.67。
考向02 液體密度的測(cè)量
2023年5月,溫州文成的仙花谷蜂蜜入選浙江省共富農(nóng)產(chǎn)品品牌之一。蜂蜜密度是檢驗(yàn)蜂蜜品質(zhì)的常用指標(biāo),優(yōu)質(zhì)蜂蜜的密度為1.3~1.4克/厘米3,劣質(zhì)蜂蜜的密度會(huì)偏小。小明選擇溫州文成的仙花谷蜂蜜和常見(jiàn)槐花蜜做了如下探究:
(1)仙花谷蜂蜜常溫下為液態(tài),具有濃香氣味,高溫時(shí)易分解產(chǎn)生酸性物質(zhì)。據(jù)此寫(xiě)出仙花谷蜂蜜的一條物理性質(zhì): 。
(2)取一瓶仙花谷蜂蜜,按圖甲測(cè)量:用精密電子秤測(cè)量其質(zhì)量為700克,將部分蜂蜜倒入量筒后,再次測(cè)量,其質(zhì)量為618.4克。通過(guò)計(jì)算說(shuō)明仙花谷蜂蜜是否為優(yōu)質(zhì)蜂蜜。
(3)小明想通過(guò)比較質(zhì)量來(lái)判斷兩種蜂蜜的密度大小。他調(diào)節(jié)天平平衡時(shí)忘記將游碼從1克處歸零,在兩個(gè)相同的燒杯中倒入相同體積的兩種蜂蜜,天平再次平衡時(shí)如圖乙所示。判斷燒杯中仙花谷蜂蜜的質(zhì)量m1和槐花蜜的質(zhì)量m2的大小,并說(shuō)明理由: 。
【解答】解:(1)常溫下為液態(tài),具有濃香氣味,為仙花谷蜂蜜的物理性質(zhì);
(2)量筒中蜂蜜的質(zhì)量m=700.00g﹣618.40g=82g,量筒中蜂蜜的體積V=60cm3,則蜂蜜的密度為ρ1.37g/cm3,
優(yōu)質(zhì)蜂蜜的密度為1.3~1.4克/厘米3,故仙花谷蜂蜜為優(yōu)質(zhì)蜂蜜。
(3)花谷蜂蜜的質(zhì)量m1=槐花蜜的質(zhì)量m2+m游,故m1>m2。
故答案為:(1)常溫下為液態(tài),具有濃香氣味;(2)仙花谷蜂蜜為優(yōu)質(zhì)蜂蜜;(3)左盤(pán)內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量=右盤(pán)內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量+游碼對(duì)應(yīng)的刻度,故花谷蜂蜜的質(zhì)量m1=槐花蜜的質(zhì)量m2+m游,故m1>m2。
在學(xué)習(xí)了測(cè)量物質(zhì)密度后,小明想測(cè)出某種未知液體的密度,具體操作如下:
(1)測(cè)液體質(zhì)量:天平平衡時(shí),放在右盤(pán)中的砝碼大小和游碼的位置如圖甲所示,則稱(chēng)得燒杯和液體的質(zhì)量m為 g。
(2)測(cè)液體體積:將燒杯中的液體全部倒入量筒中,液面達(dá)到的位置如圖乙所示,則該液體的體積為 mL。
(3)數(shù)據(jù)分析與處理:小明用測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算出了液體密度。他發(fā)現(xiàn)用上述方法測(cè)出的液體體積比它的實(shí)際值要 (選填“偏大”或“偏小”)。
(4)對(duì)測(cè)量方法進(jìn)行修正后,測(cè)出了幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并根據(jù)測(cè)量結(jié)果作出了“m﹣V”圖象,如圖丙所示,當(dāng)液體體積為15cm3時(shí),液體質(zhì)量為 g。
【解答】解:(1)如圖所示,砝碼質(zhì)量為5g+20g+20g=45g,游碼所對(duì)的刻度值為4g,因此燒杯和液體的總質(zhì)量為45g+4g=49g;
(2)由圖乙中量筒中液面所對(duì)的刻度值可以知道該液體的體積為28mL=28cm3;
(3)由于將液體從燒杯中向量筒中倒入的過(guò)程中,總有部分液體吸附在燒杯壁上,沒(méi)有倒入量筒中,所以導(dǎo)致了體積測(cè)量值偏小;
(4)由圖象可知:液體體積為0 時(shí)質(zhì)量是25g,故燒杯質(zhì)量:m=25g,則液體體積V=25cm3時(shí),液體質(zhì)量:m=45g﹣25g=20g。
故液體密度:ρ0.8g/cm3;
當(dāng)液體體積為15cm3時(shí),液體質(zhì)量為m=ρV=0.8g/cm3×15cm3=12g。
故答案為:(1)49;(2)28;(3)偏小;(4)12。
題型四 密度與生活
圖甲為水的密度在0~10℃范圍內(nèi)隨溫度變化的圖像,圖乙為冬天湖水溫度分布示意圖,根據(jù)圖像及水的其他性質(zhì),下列分析判斷正確的是(  )
A.圖甲說(shuō)明該湖面的冰塊沒(méi)有固定的熔點(diǎn),屬于非晶體
B.冰面與水面交界處的溫度﹣10℃
C.在0~4℃范圍內(nèi),水具有熱脹冷縮的性質(zhì)
D.因?yàn)樗姆闯E蛎洠m然湖面的水結(jié)冰,但湖底的水可能還是液態(tài)
【解答】解:
A、冰塊為晶體,有固定的熔點(diǎn),故A錯(cuò)誤;
B、冰面與水面交界處的溫度為0℃,故B錯(cuò)誤;
C、在0~4℃范圍內(nèi),溫度越高,水的密度越大,水具有熱縮冷脹的性質(zhì),故C錯(cuò)誤;
D、因?yàn)樗姆闯E蛎洠m然表面的水結(jié)冰,但湖底的水可能還是液態(tài),利于水中生物越冬,故D正確;
故選:D。
冬天烏蘇里江氣溫低到﹣50℃,冰面之下的河水仍然在流動(dòng),則與冰交界處水的溫度是(  )
A.﹣50℃ B.0℃
C.低于0℃,高于﹣50℃ D.無(wú)法判斷
【解答】解:
冰下和水的交界處,有冰有水,其溫度等于冰水混合物的溫度0℃。
故選:B。
如圖所示是“水的體積隨溫度變化”的圖象。根據(jù)這個(gè)圖象,可說(shuō)明水的溫度從6℃降到2℃的過(guò)程中(  )
A.水的密度保持不變
B.水的密度先變大后變小
C.水的密度一直變大
D.水的密度先變小后變大
【解答】解:由圖示可知,從6℃降到2℃的過(guò)程中水的體積的變化是先減小,到4℃后又逐漸增大,
利用密度公式ρ分析可知,一定質(zhì)量的水,體積減小時(shí),密度增大;反之,減小;所以,從6℃降到2℃的過(guò)程中水的密度先變大后變小。
故選:B。
基礎(chǔ)鞏固
如圖,將一個(gè)不漏氣的氣球壓入水中時(shí)氣球的體積會(huì)變小,球內(nèi)氣體的質(zhì)量和密度變化情況是(  )
A.質(zhì)量變大,密度變大 B.質(zhì)量不變,密度變小
C.質(zhì)量變小,密度不變 D.質(zhì)量不變,密度變大
【解答】解:氣球下壓過(guò)程中,只是位置的改變,球內(nèi)氣體多少?zèng)]有變化,所以其質(zhì)量不變;
下壓過(guò)程中氣球受到水的壓強(qiáng)增大,所以氣球體積減小,根據(jù)知,氣球內(nèi)的氣體質(zhì)量不變,體積減小,所以密度增大,故D正確,ABC錯(cuò)誤。
故選:D。
(2024 溫州一模)如圖,一杯檸檬水中的兩片檸檬片處于水中不同位置,這是因?yàn)槎叩模ā 。?br/>A.質(zhì)量不同 B.體積不同 C.密度不同 D.比熱不同
【解答】解:(1)若物體的密度小于液體的密度,即ρ液>ρ物,物體上浮;
(2)若物體的密度大于液體的密度,即ρ液<ρ物,物體下沉;
(3)若物體的密度等于液體的密度,即ρ液=ρ物,物體懸浮;
檸檬片一片沉底,一片懸浮是因?yàn)槊芏炔煌?br/>故選:C。
(2024 上城區(qū)二模)如圖一只雞蛋浸沒(méi)在水中,下列關(guān)于這只雞蛋的說(shuō)法正確的是(  )
A.浮力約為5N B.質(zhì)量約為50g
C.密度約為0.8g/cm3 D.體積50dm3
【解答】解:(1)一只雞蛋的質(zhì)量約為50g=0.05kg,故B正確;
(2)一只雞蛋的重力約為G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N,雞蛋在水中下沉,雞蛋受到的浮力小于雞蛋的重力,小于0.5N,故A錯(cuò)誤;
(3)雞蛋在水中下沉,雞蛋的密度稍大于水的密度,雞蛋的密度大于1.0g/cm3,故C錯(cuò)誤;
(4)由F浮=ρ水V排g可得V排,因?yàn)殡u蛋受到的浮力小于雞蛋的重力,所以雞蛋的體積V=V排5×10﹣5m3=50cm3,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
(2024 越城區(qū)校級(jí)一模)早在公元前21世紀(jì)左右,我國(guó)勞動(dòng)人民就掌握了青銅器鑄造技術(shù)。鑄造青銅器時(shí),工匠將銅料加熱化為銅液注入模具,銅液在模具中冷卻成型,青銅器鑄造初步完成。下列分析不正確的是(  )
A.銅料化為銅液,屬于熔化現(xiàn)象
B.銅料化為銅液過(guò)程中溫度不斷升高
C.銅液冷卻成型過(guò)程中需要放熱
D.模具中的銅液冷卻成青銅器后質(zhì)量不變
【解答】解:AB、鑄造青銅器時(shí),工匠將銅料加熱化為銅液注入模具,在這一過(guò)程中,固態(tài)的銅料變?yōu)橐簯B(tài)的銅液,發(fā)生的物態(tài)變化是熔化,銅是晶體,銅料化為銅液過(guò)程中,熔化過(guò)程溫度不變,故A正確、B錯(cuò)誤。
C、液態(tài)銅倒入模具冷卻成青銅器,是液態(tài)的銅凝固為固態(tài),凝固放熱,故C正確。
D、模具中的銅液冷卻成青銅器后,狀態(tài)改變,質(zhì)量不變,故D正確。
故選:B。
用天平稱(chēng)出某瓶子最多能裝水的質(zhì)量,有兩種方法:方法一是稱(chēng)出瓶子和水的總質(zhì)量,把水倒掉再稱(chēng)出空瓶的質(zhì)量,兩次相減得水的質(zhì)量;方法二是先稱(chēng)出空瓶的質(zhì)量,再稱(chēng)出瓶子和水的總質(zhì)量,兩次相減得水的質(zhì)量。對(duì)這兩種方法的看法正確的是(  )
A.隨便用哪種方法都一樣
B.用第二種方法可以減小誤差
C.用第一種方法可以減小誤差
D.無(wú)法判斷
【解答】解:第一支種方法先裝滿(mǎn)水稱(chēng)出瓶子和水的總質(zhì)量,把水倒掉再稱(chēng)出空瓶的質(zhì)量,兩次相減得水的質(zhì)量。
因?yàn)檫@種方法會(huì)有水粘在瓶子內(nèi)壁上倒不凈,會(huì)使測(cè)出的空瓶質(zhì)量偏大,使測(cè)出的水的質(zhì)量會(huì)偏小一點(diǎn);
而第二種方法避免了有水粘在瓶子內(nèi)壁上倒不凈,可以減小誤差,因此應(yīng)當(dāng)采用第二種方法。
故選:B。
為測(cè)量幾種液體密度,小明利用天平、量筒和燒杯測(cè)量出液體和燒杯的總質(zhì)量m及液體的體積V,得到幾組數(shù)據(jù)并繪出如圖所示的m﹣V圖像,下列關(guān)于a、b、c三種物質(zhì)的密度ρa(bǔ)、ρb、ρc的大小關(guān)系排列正確的是(  )
A.ρa(bǔ)>ρb>ρc B.ρa(bǔ)<ρb<ρc C.ρa(bǔ)>ρc>ρb D.ρc>ρa(bǔ)>ρb
【解答】解:由圖像可知,當(dāng)Va=Vb=Vc時(shí),液體和燒杯的總質(zhì)量ma>mb>mc,
液體的質(zhì)量ma′>mb′>mc′,所以ρa(bǔ)>ρb>ρc。
故選:A。
【新考向】在物理圖象中不但縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)分別代表一定的物理意義,直線(xiàn)的斜率和面積也具有特定的物理意義。對(duì)圖中的兩個(gè)圖象所包含的信息的理解,錯(cuò)誤的是(  )
A.圖a中的斜率越大,表示物質(zhì)的密度越大
B.圖a中陰影部分面積表示該物質(zhì)的密度大小
C.圖b中水平直線(xiàn)表示物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
D.圖b中陰影部分面積表示該物體在對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程
【解答】解:A、圖a中縱坐標(biāo)表示物體的質(zhì)量m,橫坐標(biāo)表示物體的體積V,則圖象的斜率表示物質(zhì)的密度,
斜率越大,表示物質(zhì)的密度越大,故A說(shuō)法正確,不符合題意;
B、圖a中陰影部分面積是物體的質(zhì)量與物體體積乘積的一半,密度是質(zhì)量與體積的比值,
因此圖a中陰影部分面積不表示該物質(zhì)的密度大小,故B說(shuō)法錯(cuò)誤,符合題意;
C、圖b是v﹣t圖象,圖象是一條平行于時(shí)間軸的直線(xiàn),表示物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故C說(shuō)法正確,不符合題意;
D、圖b中陰影部分的面積等于物體速度v與時(shí)間t的乘積,即vt,s=vt是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的路程,故D說(shuō)法正確,
不符合題意;
故選:B。
為測(cè)量某種液體的密度,小明利用天平和量杯測(cè)量了液體和量杯的總質(zhì)量m及液體的體積V,得到了幾組數(shù)據(jù)并繪出了m﹣V圖象。下列說(shuō)法正確的是(  )
A.該液體密度為1g/cm3
B.該液體密度為1.25g/cm3
C.量杯質(zhì)量為40g
D.80cm3的該液體質(zhì)量為100g
【解答】解:
(1)設(shè)量杯的質(zhì)量為m杯,液體的密度為ρ,
讀圖可知,當(dāng)液體體積為V1=20cm3時(shí),液體和杯的總質(zhì)量m總1=m1+m杯=40g,
可得:ρ×20cm3+m杯=40g﹣﹣﹣①
當(dāng)液體體積為V2=80cm3時(shí),液體和杯的總質(zhì)量m總2=m2+m杯=100g,
可得:ρ×80cm3+m杯=100g﹣﹣﹣②
由①﹣②得,液體的密度ρ=1g/cm3,故A正確、B錯(cuò);
代入①得m杯=20g,故C錯(cuò);
(2)當(dāng)液體的體積V3=80cm3,液體質(zhì)量:
m3=ρ×V3=1g/cm3×80cm3=80g,故D錯(cuò)。
故選:A。
用天平稱(chēng)量物體的質(zhì)量時(shí),當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤操作或者因天平自身問(wèn)題等原因,無(wú)法根據(jù)“物體的質(zhì)量=砝碼的質(zhì)量+游碼質(zhì)量”計(jì)算時(shí),能否依舊利用已有數(shù)據(jù)進(jìn)行求解。
(1)問(wèn)題之一“左碼右物”:小明同學(xué)用托盤(pán)天平稱(chēng)量一盛有液體的燒杯,添加100克砝碼一個(gè),20克砝碼兩個(gè)和5克砝碼一個(gè),游碼位置如圖甲所示,稱(chēng)量后發(fā)現(xiàn)誤將砝碼和燒杯在托盤(pán)上的位置放反了,請(qǐng)你幫助小明同學(xué)在不需要重新稱(chēng)量的前提下,利用已知讀數(shù)計(jì)算出該裝水燒杯的實(shí)際質(zhì)量為 。
(2)問(wèn)題之二“缺少游碼”:有一架天平缺少了游碼,用此天平稱(chēng)量某物體時(shí)右盤(pán)已有55克砝碼,指針向左偏了三小格,如果在右盤(pán)中再加1克砝碼時(shí),指針又向右偏了兩小格,指針變化情況如圖乙所示。則被稱(chēng)物體的質(zhì)量是 。
【解答】解:(1)由題意知,砝碼的質(zhì)量m=100g+20g+20g+5g=145g;游碼位置如圖甲所示為2.4g,稱(chēng)量后發(fā)現(xiàn)誤將砝碼和燒杯在托盤(pán)上的位置放反了,由左盤(pán)的質(zhì)量=右盤(pán)的質(zhì)量+游碼的質(zhì)量可知:砝碼質(zhì)量=裝水燒杯的質(zhì)量+游碼的示數(shù),所以裝水燒杯的質(zhì)量=砝碼質(zhì)量﹣游碼示數(shù)=145g﹣2.4g=142.6g;
(2)當(dāng)右盤(pán)中加上55克砝碼時(shí),天平指針指向左端偏3小格,說(shuō)明物體的質(zhì)量大于55克;
在右盤(pán)加上1克的砝碼時(shí),天平指針指向右端偏2格。
即1克的質(zhì)量使指針偏5個(gè)格,則改變1小格的質(zhì)量為1克÷5=0.2克。
當(dāng)右盤(pán)中砝碼質(zhì)量為55克時(shí),指針偏左3小格,
若在右盤(pán)中再加0.2克×3=0.6克的砝碼時(shí),指針將會(huì)指在分度盤(pán)的中線(xiàn)處,天平將平衡。
因此,物體的質(zhì)量為55克+0.6克=55.6克。
故答案為:(1)142.6g;(2)55.6g。
(2024 溫州二模)在“桔子的沉與浮”的實(shí)驗(yàn)中,小科發(fā)現(xiàn)剝皮的桔子會(huì)沉底,不剝皮的桔子會(huì)漂浮在水面(如圖1)。
(1)請(qǐng)分析比較圖1中兩桔子的浮力大小FA FB(選填“>”、“<”或“=”)。
(2)他查閱資料可知桔子上浮一部分原因是由于桔子皮表面有許多氣孔,內(nèi)部充滿(mǎn)空氣。請(qǐng)結(jié)合該實(shí)驗(yàn)原理,設(shè)計(jì)讓圖2中沉在水底的雞蛋浮起來(lái)的方法 。
(3)小科做完實(shí)驗(yàn)后,忘記整理器材,一段時(shí)間后,你認(rèn)為圖1中的A、B桔子,哪個(gè)更容易腐爛,并說(shuō)明理由。 。
【解答】解:(1)由圖知A中桔子漂浮,浮力等于重力,即FA=GA;B中桔子沉底,浮力小于重力,即FB<GB,由于GA>GB,所以FA>FB;
(2)將雞蛋放在白醋中,白醋與雞蛋殼反應(yīng),產(chǎn)生大量的氣泡,浮力大于重力,形成氣墊讓雞蛋上浮;
(3)我認(rèn)為A,因?yàn)槠∧転榻圩悠け砻娴奈⑸锾峁┛諝夂退瑤椭S持正常的生命活動(dòng);或我認(rèn)為B,因?yàn)閯兤ず蟮慕圩觾?nèi)部主要為糖分,密度比水大,一段時(shí)候后細(xì)胞吸水脹破,為微生物的繁殖提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
故答案為:(1)>;(2)將雞蛋放在白醋中,產(chǎn)生大量的氣泡,形成氣墊讓雞蛋上浮;(3)我認(rèn)為A,因?yàn)槠∧転榻圩悠け砻娴奈⑸锾峁┛諝夂退瑤椭S持正常的生命活動(dòng);或我認(rèn)為B,因?yàn)閯兤ず蟮慕圩觾?nèi)部主要為糖分,密度比水大,一段時(shí)候后細(xì)胞吸水脹破,為微生物的繁殖提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
(2024 上城區(qū)校級(jí)二模)明礬石是浙江的主要礦產(chǎn)之一,儲(chǔ)量豐富,主要分布在湖州、杭州、寧波、溫州等地區(qū)。明礬石用于制造鉀肥、鋁劑、硅酸鹽等化工產(chǎn)品。明礬石還可以用作殺蟲(chóng)劑、除草劑、醫(yī)藥等領(lǐng)域的原料。某同學(xué)為測(cè)量明礬石的密度,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
(1)將明礬石掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,如圖甲所示,測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.4N。
(2)接著利用圖乙所示的方法將明礬石浸沒(méi)在裝滿(mǎn)水的燒杯中,收集它排出的水,倒入量筒中,如圖丙。這塊明礬石的體積為50cm3,由此算出明礬石的密度為 kg/m3。
(3)上述測(cè)量體積的方法,產(chǎn)生誤差的主要原因是 ;會(huì)導(dǎo)致最終得到的明礬石的密度值 (填“偏大”或“偏小”)。
(4)小明做該實(shí)驗(yàn)時(shí),利用上圖中的甲、乙中的數(shù)據(jù),根據(jù)所學(xué)的浮力知識(shí),也計(jì)算出了明礬石的密度值。若甲圖中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F1,乙圖中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F2,請(qǐng)你用題中的字母將明礬石的密度推導(dǎo)出來(lái)。(水的密度為ρ水)
【解答】解:(1)明礬石重力G=1.4N,
由G=mg得明礬石的質(zhì)量:
m0.14kg=140g。
(2)由圖示量筒可知,明礬的體積(即排出水的體積):V=50mL=50cm3,
明礬石的密度ρ2.8g/cm3=2.8×103kg/m3。
(3)把燒杯中收集水倒入量筒時(shí),水在燒杯壁上有殘留,不能完全將水倒入量筒中,使所測(cè)明礬的體積偏小,所測(cè)密度偏大。
(4)明礬的質(zhì)量:m;
接著將明礬沒(méi)入水中,并讀出彈簧秤的示數(shù) F2,則明礬石受到的浮力 F浮=F1﹣F2,
根據(jù)阿基米德原理 F浮=ρ水gV排 可得,
明礬的體積:,
明礬的密度:。
故答案為:(2)2.8×103;(3)水在燒杯壁上有殘留,不能完全將水倒入量筒中,所測(cè)體積偏小;偏大;(4)ρ水。
能力提升
如圖為實(shí)驗(yàn)室稱(chēng)量物體質(zhì)量的情形。
(1)天平調(diào)平衡操作過(guò)程如圖甲所示,這其中有個(gè)錯(cuò)誤,這個(gè)錯(cuò)誤是: 。
(2)甲圖改正錯(cuò)誤后,分度盤(pán)的指針如圖丙所示,此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使天平平衡。
(3)小科用已經(jīng)調(diào)節(jié)好平衡的天平測(cè)量木塊的質(zhì)量,部分操作過(guò)程如圖乙所示,使用了10克砝碼1個(gè),5克砝碼1個(gè),圖乙中還有一個(gè)錯(cuò)誤,這個(gè)錯(cuò)誤是 ,則木塊的實(shí)際質(zhì)量應(yīng)為 。
(4)使用托盤(pán)天平測(cè)量物體質(zhì)量的時(shí)候,可能造成測(cè)量結(jié)果偏大的是 。
A.調(diào)節(jié)天平平衡時(shí),指針偏向分度盤(pán)中央刻度線(xiàn)左側(cè)就停止移動(dòng)平衡螺母
B.使用生銹的砝碼(質(zhì)量比標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量大)
C.測(cè)量時(shí),指針偏向分度盤(pán)中央刻度線(xiàn)的右側(cè)就開(kāi)始讀數(shù)
D.使用已磨損的砝碼
E.測(cè)量時(shí)平衡螺母向右移動(dòng)
【解答】解:(1)由甲圖可知,在調(diào)節(jié)天平平衡時(shí),游碼在1.4g刻度線(xiàn)處,調(diào)節(jié)天平時(shí),游碼未歸零;
(2)由圖丙可知,指針偏向分度盤(pán)的右側(cè),平衡螺母應(yīng)向左調(diào)節(jié);
(3)用已經(jīng)調(diào)節(jié)好平衡的天平測(cè)量木塊的質(zhì)量,部分操作過(guò)程如圖乙所示,使用了10克砝碼1個(gè),5克砝碼1個(gè),游碼示數(shù)1.6g,由于物體和砝碼位置反了,物體的質(zhì)量m=10g+5g﹣1.6g=13.4g;
(4)A、指針偏向分度盤(pán)的左邊,說(shuō)明左邊一開(kāi)始的質(zhì)量就偏大,這樣在右邊加砝碼時(shí),就要加更多的砝碼來(lái)與之平衡,因此讀數(shù)會(huì)偏大,符合題意;
B、使用生銹的砝碼,使得砝碼的質(zhì)量偏大,而讀數(shù)以標(biāo)稱(chēng)示數(shù)讀數(shù),因而測(cè)量結(jié)果偏小,不符合題意;
C、指針偏向右側(cè),右側(cè)的質(zhì)量就偏大,所以測(cè)量結(jié)果會(huì)偏小,符合題意;
D、使用磨損的砝碼,說(shuō)明砝碼不能達(dá)到標(biāo)注的質(zhì)量,因此只有多增加砝碼才能與左側(cè)平衡,而讀數(shù)時(shí)卻仍按標(biāo)注值讀取,因此也會(huì)偏大,符合題意;
E、測(cè)量時(shí)平衡螺母向右移動(dòng),右邊會(huì)更重,需要一定質(zhì)量的物體要維持平衡,因此,所以測(cè)量結(jié)果會(huì)偏小,不符合題意。
故選:ACD。
故答案為:(1)天平平衡調(diào)節(jié)前游碼未歸零;(2)左;(3)物體和砝碼位置反了;13.4g;(4)ACD。
(2024 寧波模擬)受《天工開(kāi)物》中桔棒汲水(圖甲)的啟發(fā),興趣小組同學(xué)自制了“杠桿密度計(jì)”。
(1)小明制作了液體密度計(jì)(圖乙)。他將一輕質(zhì)細(xì)硬桿用細(xì)繩固定在O點(diǎn),并懸掛起來(lái),使之在水平方向平衡。將一重物固定在A點(diǎn),在不計(jì)質(zhì)量的瓶子中裝滿(mǎn)水并移到B點(diǎn)時(shí),杠桿平衡。在B點(diǎn)處標(biāo)出1克/厘米3。
①在瓶中裝滿(mǎn)酒精,重復(fù)以上操作,在桿上標(biāo)出懸掛點(diǎn)C,計(jì)為0.8克/厘米3,C點(diǎn)在B點(diǎn)的 。(選填“左側(cè)”或“右側(cè)”)
②小明想要增大密度計(jì)的精確度,他可以采取的措施是 。(寫(xiě)出一點(diǎn))
(2)小紅發(fā)現(xiàn)體積較大的石塊無(wú)法利用量筒和天平測(cè)量密度,她制作了一個(gè)固體密度計(jì)(圖丙),測(cè)量步驟如下:
①將細(xì)桿在O點(diǎn)固定并懸掛起來(lái),使它在水平位置保持平衡。確定D點(diǎn)和E點(diǎn),測(cè)量OD長(zhǎng)20厘米,OE長(zhǎng)40厘米。
②把大石塊懸掛在D點(diǎn),在E點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉,讀出其示數(shù)F為7牛。
③把大石塊浸沒(méi)在水中,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F2為4.5牛。
請(qǐng)根據(jù)小紅的測(cè)量數(shù)據(jù),計(jì)算大石塊的密度。
【解答】解:(1)①設(shè)A端施加的力為動(dòng)力,OA為動(dòng)力臂L1,B端施加的力為阻力,OB為阻力臂L2,則F=G,
根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2,則有GL1=ρgVL2,液體從密度大的水換成密度小的酒精,都裝滿(mǎn)質(zhì)量不計(jì)的瓶子,則ρ越小,L2越大,因此C點(diǎn)在B點(diǎn)的右側(cè);
②為了增大密度計(jì)的精準(zhǔn)度,即液體密度相同時(shí),增大L2,根據(jù)GL1=ρgVL2,可知增大A端懸掛物體重力或增大A點(diǎn)距O點(diǎn)的距離均可;
(2)如乙圖,由杠桿平衡條件F1L1=F2L2可知,即:7N×40cm=G×20cm,
所以,石塊所受重力:G=14N,
則石塊的質(zhì)量m1.4kg;
丙圖中,動(dòng)力臂與阻力臂不變,石塊對(duì)杠桿的拉力:F拉=G﹣F浮=14N﹣F浮,
由杠桿平衡條件F1L1=F2L2可得:4.5N×40cm=F拉×20cm,
則:4.5N×40cm=(14N﹣F浮)×20cm,
所以,F(xiàn)浮=5N,
因?yàn)槭瘔K浸沒(méi)在燒杯的水中,由F浮=ρ水gV排可得石塊的體積:
V=V排5×10﹣4m3,
所以石塊密度:ρ2.8×103kg/m3。
故答案為:(1)①右側(cè);②增大A端懸掛物體重力;(2)石塊密度為2.8×103kg/m3。
【新考向】(2024 寧波模擬)水箱是生活中常用的供水工具。小明根據(jù)水箱的結(jié)構(gòu)自制了圓柱形薄壁水箱模型。如圖甲所示為該模型的示意圖,A為注水口,B為出水口,C為溢水口(當(dāng)水箱中的水面達(dá)到溢水口則水會(huì)從溢水口溢出)。小明對(duì)該模型進(jìn)行了探究,他先關(guān)閉出水口,從注水口勻速向空模型中注入水,通過(guò)停表記錄時(shí)間為t,每隔2min暫停注入并用天平測(cè)量模型與水的總質(zhì)量為m。小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出如圖乙所示的m﹣t圖像。已知溢水口距模型底部的距離為hc=20cm,模型的底面積為S=200cm2,注水速度為v=50mL/min,ρ水=1g/cm3。忽略各水口體積等次要因素。
(1)求模型的質(zhì)量m0;
(2)當(dāng)模型中的水面達(dá)到溢水口后,停止注水,小明將圖丙所示底面積為SM=100cm2,高為hM的圓柱形金屬塊M放入模型中(金屬塊M沉底),溢出水后,測(cè)得總質(zhì)量為m1=6200g,取出金屬塊M后,再次測(cè)得總質(zhì)量為m2=3500g(不計(jì)取出金屬塊M的過(guò)程中所粘水的質(zhì)量)。求金屬塊M的密度ρM。
(3)在(2)題中當(dāng)金屬M(fèi)沉底且水面與溢水口齊平時(shí),停止注水,通過(guò)放水開(kāi)關(guān)B放出水。求當(dāng)放出2.4kg水時(shí),模型中剩余水的深度。
【解答】解:(1)由注水速度v=50mL/min,則2min注水的體積為V水1=vt=50mL/min×2min=100mL=100cm3,結(jié)合密度公式ρ可得:2min注水的質(zhì)量m水1=ρ水V水1=1g/cm3×100cm3=100g;
又由圖乙可知,2min末的總質(zhì)量為600g,所以模型的質(zhì)量m0=600g﹣100g=500g;
(2)已知模型的底面積和高度可得,模型的總體積V=Shc=200cm2×20cm=4000cm3;
模型注滿(mǎn)水后,將金屬塊放入模型中,溢出水后的總質(zhì)量m1為剩余水的質(zhì)量+模型的質(zhì)量+金屬塊的質(zhì)量;取走M(jìn)后測(cè)得質(zhì)量m2為剩余水的質(zhì)量+模型的質(zhì)量,則金屬塊的質(zhì)量mM=m1﹣m2=6200g﹣3500g=2700g;
又由m2=3500g=m剩余水+m0,則m剩余水=m2﹣m0=3500g﹣500g=3000g;結(jié)合密度公式可知,剩余水的體積V剩余水3000cm3;
金屬塊放入到注滿(mǎn)水的模型中排開(kāi)水的體積V排=V﹣V剩余水=4000cm3﹣3000cm3=1000cm3;
根據(jù)阿基米德原理可得金屬塊的體積VM=1000cm3;
所以金屬塊的密度ρM2.7g/cm3;
(3)由(2)可知,金屬塊的體積和底面積可得金屬塊的高度hM10cm;
m剩余水=3000g,排出2.4kg水后剩下水的質(zhì)量m剩=3kg﹣2.4kg=0.6kg=600g,結(jié)合密度公式可知,最后剩下水的體積V剩=600cm3;
又模型的底面積S=200cm2,金屬塊的底面積SM=100cm2,則模型剩余空間的底面積S剩=S﹣SM=200cm2﹣100cm2=100cm2;
所以剩余水的深度h6cm<10cm,說(shuō)明求解合理。
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第一部分 物質(zhì)科學(xué)
第1講 物質(zhì)的質(zhì)量與密度
01考情透視·目標(biāo)導(dǎo)航
02知識(shí)導(dǎo)圖·思維引航
03考點(diǎn)突破·考法探究
考點(diǎn)一 質(zhì)量
考點(diǎn)二 密度
考點(diǎn)三 測(cè)量物體的密度
考點(diǎn)四 密度與社會(huì)生活
04題型精研·考向洞悉
題型一 質(zhì)量及其特性
題型二 密度
考向01 密度及其特性
考向02 密度的計(jì)算
考向03 密度大小的比較
考向04 密度公式的應(yīng)用
題型三 密度的測(cè)量
考向01 固體密度的測(cè)量
考向02 液體密度的測(cè)量
題型四 密度與生活
05分層訓(xùn)練·鞏固提升
基礎(chǔ)鞏固
能力提升
考點(diǎn)要求 課標(biāo)要求 考查頻次 命題預(yù)測(cè)
質(zhì)量與密度 知道質(zhì)量的定義,學(xué)會(huì)用天平測(cè)量質(zhì)量;理解密度所反映的物質(zhì)屬性,會(huì)測(cè)量固體和液體的密度。 24年.24(1),2分 1.考查利用密度公式解決計(jì)算題的思維方法 2.考查測(cè)量密度問(wèn)題思維方法 A、用天平和量筒測(cè)量固體的密度 B、用天平和量筒測(cè)量液體的密度 3.考查與壓強(qiáng)、浮力等內(nèi)容結(jié)合
考點(diǎn)一:質(zhì)量
一、質(zhì)量的概念
1.物體是由 組成的,物體所含物質(zhì)的 叫做質(zhì)量,用“ ”表示。
2.國(guó)際單位制中質(zhì)量單位是 (kg),常用單位還有噸(t)、克(g)、毫克(mg)。
換算關(guān)系:1t=1000kg,1kg=1000g,1g=1000mg。
3.質(zhì)量是物體本身的 。物體的質(zhì)量不隨它的 、 、 以及所處的 的改變而改變。
4.同種物質(zhì),體積越大,其質(zhì)量也就 。
5.質(zhì)量是物體的屬性:物體的質(zhì)量不隨其 、 、 及 的改變而改變。所以質(zhì)量是物體的 。
二、質(zhì)量的測(cè)量
1.實(shí)驗(yàn)室中,測(cè)量質(zhì)量的常用工具是天平;在生活中,質(zhì)量的測(cè)量還有桿秤、案秤、磅秤、電子秤等等。
臺(tái)秤 電子秤 案秤 桿秤
2.用天平測(cè)量物體的質(zhì)量
(1)天平的結(jié)構(gòu):實(shí)驗(yàn)室常用的測(cè)量質(zhì)量的工具是托盤(pán)天平,如圖所示。托盤(pán)天平的構(gòu)造:分度盤(pán)、指針、橫梁、游碼、標(biāo)尺、底座、平衡螺母、托盤(pán)等,每臺(tái)天平都有一盒配套的砝碼。
(2)天平的使用
“放”把天平放在 臺(tái)面上,對(duì)于需要調(diào)節(jié)底座水平的天平,應(yīng)先調(diào)節(jié)底座下面的螺釘,使底座水平。
“撥”把游碼撥到標(biāo)尺左端的 。
“調(diào)”調(diào)節(jié)橫梁兩端的平衡螺母,使指針指在分度盤(pán) 的刻度線(xiàn)處(或使指針在中央刻度線(xiàn)左右兩側(cè)擺動(dòng)的幅度 )。這一步的目的是把天平橫梁調(diào)平衡,具體操作方法:如果指針向左偏,應(yīng)將平衡螺母 調(diào);如果指針向右偏,應(yīng)將平衡螺母向 ,可簡(jiǎn)記為“ ”。對(duì)于左、右兩端各有一個(gè)平衡螺母的托盤(pán)天平來(lái)說(shuō),兩邊的平衡螺母的調(diào)節(jié)方向是一致的。
“看”觀(guān)察天平的 (稱(chēng)量是天平能稱(chēng)的最大質(zhì)量)和標(biāo)尺的 。被測(cè)物體的質(zhì)量不能超過(guò)天平的稱(chēng)量,否則不但測(cè)不出物體的質(zhì)量,還有可能損壞天平。游碼在標(biāo)尺上每向右移動(dòng)一個(gè)小格,就相當(dāng)于在右盤(pán)中增加一個(gè)小砝碼,所以在使用前需觀(guān)察標(biāo)尺上每小格所代表的質(zhì)量。
“測(cè)”稱(chēng)量前, 一下被測(cè)物體的質(zhì)量;測(cè)量時(shí),把被測(cè)物體放在 中,然后根據(jù)所估計(jì)的質(zhì)量用鑷子按“ ”的順序依次向右盤(pán)試加砝碼,若添加或取下 后,天平仍不平衡,則需要用鑷子調(diào)節(jié) 在標(biāo)尺上的位置,直至天平的橫梁恢復(fù)平衡。
“讀”右盤(pán)中砝碼的 加上游碼 (游碼左側(cè)邊緣在標(biāo)尺上所對(duì)的刻度值,不估讀),就等于左盤(pán)中 。如圖所示,游碼的示數(shù)是2g,被測(cè)物體質(zhì)量為:50g+10g+2g=62g。
“收”測(cè)量完畢,先將被測(cè)物體取下,然后用鑷子把砝碼放回砝碼盒中,把游碼撥回標(biāo)尺左端的零刻度線(xiàn)處。
(3)使用天平注意事項(xiàng)
a.每個(gè)天平都有自己的稱(chēng)量和感量,也就是它能稱(chēng)的最大質(zhì)量和最小質(zhì)量,被測(cè)物體的質(zhì)量超過(guò)稱(chēng)量和感量時(shí),均不能直接稱(chēng)量。
b.天平和砝碼應(yīng)保持干燥、清潔,向右盤(pán)中加減砝碼盒移動(dòng)游碼時(shí)都有用鑷子,不能 直接接觸砝碼盒游碼,不能把砝碼弄濕、弄臟,以避免砝碼、游碼因銹蝕、磨損而使其質(zhì)量發(fā)生變化,造成測(cè)量不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。
c.潮濕的物體和化學(xué)藥品會(huì)污染圖片托盤(pán),所以不能直接將其放到天平的托盤(pán)中,應(yīng)盛放在其他容器中測(cè)量。注意此時(shí)測(cè)出的是待測(cè)物體和容器的總質(zhì)量。
d.為保護(hù)天平不被損壞,加減砝碼時(shí)要輕拿輕放。
e.已調(diào)節(jié)好的天平如果移動(dòng)了位置,需重新調(diào)節(jié)平衡后方可測(cè)量。
f.天平平衡后,兩個(gè)托盤(pán)不能互換位置,否則要重新調(diào)節(jié)平衡。
d.判斷天平是否平衡,不一定要等到指針靜止下來(lái),也可以通過(guò)觀(guān)察指針左右擺動(dòng)的幅度是否相等來(lái)確定。
(4)天平的非正常使用
特殊情況 造成原因 讀數(shù)偏差
游碼沒(méi)有歸零 游碼忘記歸零,但橫梁 是平衡的,就直接對(duì)物體稱(chēng)量 m讀數(shù)>m物
物碼顛倒 調(diào)節(jié)好天平后,測(cè)量時(shí),物體與砝碼的位置放錯(cuò) 若沒(méi)有使用游碼,m讀數(shù)=m物;若使用了游碼,m讀數(shù)>m物(m物=m讀數(shù)-2m游示
砝碼生銹 砝碼自身質(zhì)量會(huì)變大 m讀數(shù)<m物
砝碼沾污物 砝碼上沾有灰塵或小水珠,砝碼自身質(zhì)量變大 m讀數(shù)<m物
砝碼磨損 砝碼自身質(zhì)量會(huì)變小 m讀數(shù)>m物
1.物體是由物質(zhì)組成的。如:鋁勺、鋁鍋都是由鋁組成的,牙簽和木塊是由木材組成的。所以“物體"是指具體的東
西;“物質(zhì)”是做成物體的材料。
2.質(zhì)量是描述物體所含物質(zhì)多少的物理量,物體所含物質(zhì)多,其質(zhì)量就大。
3.質(zhì)量是物質(zhì)本身的一種屬性,物體的質(zhì)量不隨物體的形狀、物態(tài)和位置的改變而改變。
4.天平的使用規(guī)范
(2024 麗水一模)下列物體質(zhì)量最接近1千克的是(  )
A.一張課桌 B.一個(gè)雞蛋
C.一個(gè)蘋(píng)果 D.一升裝可樂(lè)
【新素材】2023年6月4日,神舟十五號(hào)載人飛船返回艙返回地面,此次隨著航天員一同返回的還有部分實(shí)驗(yàn)樣品,其中就包括國(guó)際首次開(kāi)展的多能干細(xì)胞在太空微重力環(huán)境下向造血干細(xì)胞轉(zhuǎn)變研究的細(xì)胞樣品,實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)干細(xì)胞“太空造血”。根據(jù)信息回答,隨航天員一同返回的宇航服質(zhì)量(  )
A.不變 B.變小 C.變大 D.無(wú)法確定
實(shí)驗(yàn)室有一架天平,其標(biāo)尺的最大刻度為10g,一位同學(xué)使用這架天平稱(chēng)取23g食鹽,但操作過(guò)程中錯(cuò)將20g的砝碼放在了天平左盤(pán)的位置,并將游碼調(diào)到標(biāo)尺3g的位置,然而在加食鹽的過(guò)程中,他突然發(fā)現(xiàn)自己的錯(cuò)誤,但此時(shí)食鹽和砝碼的位置已不能調(diào)換,請(qǐng)給他一個(gè)的建議,使他繼續(xù)實(shí)驗(yàn),并準(zhǔn)確量出食鹽的質(zhì)量(  )
A.將游碼移到標(biāo)尺6g的位置后繼續(xù)添加食鹽至天平平衡
B.將游碼移到標(biāo)尺9g的位置后繼續(xù)添加食鹽至天平平衡
C.在左盤(pán)中再加一個(gè)10g的砝碼,并將游碼移到標(biāo)尺6g的位置后繼續(xù)添加食鹽至天平平衡
D.在左盤(pán)中再加一個(gè)10g的砝碼,并將游碼移到標(biāo)尺7g的位置后繼續(xù)添加食鹽至天平平衡
在使用托盤(pán)天平測(cè)量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)中:
(1)調(diào)節(jié)天平平衡時(shí),某同學(xué)將天平放在水平桌面上后,發(fā)現(xiàn)指針如圖甲所示,則接下來(lái)的操作應(yīng)是向 (填“左”或“右”)調(diào)節(jié)平衡螺母,直到指針對(duì)準(zhǔn)中央刻度線(xiàn)。
(2)用托盤(pán)天平稱(chēng)物體質(zhì)量時(shí),當(dāng)把一只最小的砝碼加入右盤(pán)時(shí)嫌多,而取出這只最小的砝碼又嫌少,這時(shí)應(yīng)通過(guò) ,使天平平衡,從而稱(chēng)出物體的質(zhì)量。此時(shí)右盤(pán)中砝碼和游碼的位置如圖乙所示,則金屬塊的質(zhì)量為 g。
(3)圖丙中有一處明顯錯(cuò)誤,請(qǐng)你指出: 。
考點(diǎn)二:密度
一、密度的概念
1.某種物體的 與它的 之比叫物體的密度。
2.密度是物體的 。油比水輕,說(shuō)的是油的密度小于水的密度,所以油漂浮在水上。
3.密度公式是:。
4.不同物質(zhì),在 一定時(shí),質(zhì)量跟 成正比;不同物質(zhì),在 一定時(shí),體積跟密度成 。
5.國(guó)際單位制中,密度單位是 ,常用單位還有: (ml),1g/cm3= kg/m3。
6.平時(shí)我們所見(jiàn)的瓶裝液體體積經(jīng)常用毫升(ml)表示,1ml = cm3。1m3= l(升)。水的密度1.0×103kg/m3(其物理意義為:體積為1m3的水,質(zhì)量為1.0×103kg,也就是1t)。
二、對(duì)密度的理解
1.理解密度
(1)同種材料,同種物質(zhì),ρ ,m與 成正比; 物體的密度ρ與物體的 、 、 無(wú)關(guān),但與質(zhì)量和體積的比值有關(guān);密度隨 、 、 等改變而改變,不同物質(zhì)密度一般不同,所以密度是物質(zhì)的一種 。
(2) 相同的不同 ,體積與密度ρ成 ;體積相同的 物質(zhì)質(zhì)量與 ρ成正比。
(3)密度圖像:如圖所示:ρ甲 ρ乙。
(4)密度是物質(zhì)的 ,在條件一定情況下,每種物質(zhì)的密度是確定的,密度不隨物體的質(zhì)量或體積的變化而變化。例如,一杯牛奶的密度與一滴牛奶的密度一樣大。
(5)物質(zhì)密度受物質(zhì) 和 的影響:當(dāng)物質(zhì)在固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之間轉(zhuǎn)換時(shí)(例如熔化、凝固等),或物體的溫度發(fā)生變化時(shí)(如熱脹冷縮),質(zhì)量不變,但體積發(fā)生變化,密度發(fā)生變化。如常溫常壓下水的密度為1.0×103kg/m3,變?yōu)楸竺芏葹?.9×103kg/m3。
(6)日常生活中,人們往往感覺(jué)密度大的物質(zhì)“重”,密度小的物質(zhì)“輕”。比如,常說(shuō)的“鐵比棉花重”,實(shí)質(zhì)上是指鐵的密度比棉花的密度大,真正的重或輕取決于物體的質(zhì)量。
三、應(yīng)用密度進(jìn)行計(jì)算
在利用密度公式進(jìn)行計(jì)算時(shí),
(1)質(zhì)量、體積和密度應(yīng)對(duì)應(yīng) 物體;
(2)各物理量的單位一定要 ,一般有兩種統(tǒng)一方法:①質(zhì)量單位用kg,體積單位用m3,密度單位為kg/m3;②質(zhì)量單位用g,體積單位用cm3,密度單位為g/cm3。
(3)ρ=,其中ρ、m、V三者中已知兩個(gè)量可求第三個(gè)量。
①根據(jù)ρ=,利用密度可以鑒別物體是由哪種物質(zhì)組成的。每種物質(zhì)都有一定的密度,不同的物質(zhì)密度一般不同。
②由ρ=得m=ρV,可求物體的質(zhì)量。對(duì)于較大的物體,其質(zhì)量不能用測(cè)量工具直接測(cè)量,可設(shè)法測(cè)出體積,查出該物質(zhì)的密度再計(jì)算。
③由ρ=得V=,可求體積。對(duì)某些形狀不規(guī)則的物體,它的體積不易直接測(cè)量,可設(shè)法測(cè)出它的質(zhì)量,查出該物質(zhì)的密度再計(jì)算。
④兩物體等質(zhì)量混合
⑤兩物體等體積混合
四、常見(jiàn)物質(zhì)的密度
(1)常見(jiàn)物質(zhì)的密度值都是由條件的。如“常溫常壓下”、“0℃”、“標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下”等,若這些條件改變了,則物質(zhì)的密度值會(huì)有所變化。
(2)通常情況下,不同物質(zhì)的密度不同。
(3)液體中,水銀的密度為13.6×103kg/m3,是常見(jiàn)液體中密度最大的,比大多數(shù)固體的密度都大;油類(lèi)的密度一般比水的密度小。
(4)常見(jiàn)金屬中,鋁的密度最小。
(5)在氣體中,氫的密度最小。
(6)密度相同的物質(zhì)不一定是同種物質(zhì),如冰和蠟的密度相同,煤油和酒精的密度相同。
1.與物體質(zhì)量、體積的大小無(wú)關(guān)。
2.同種物質(zhì),密度相同,物體的質(zhì)量m與體積V成正比。
3.不同物質(zhì),質(zhì)量相同時(shí),體積與密度成反比。
關(guān)于物質(zhì)的密度,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.一罐氧氣用掉部分后,罐內(nèi)氧氣的質(zhì)量變小,密度變小
B.一只氣球受熱膨脹后,球內(nèi)氣體的質(zhì)量不變,密度變大
C.一支粉筆用掉部分后,它的體積變小,密度變小
D.一塊冰熔化成水后,它的質(zhì)量變大,密度變大
關(guān)于物質(zhì)的密度,以下說(shuō)法正確的是(  )
A.由ρ 可知,密度與物體的質(zhì)量成正比,與物體的體積成反比
B.密度是物體的屬性,物體不同,密度也不同
C.不同種類(lèi)的物質(zhì),單位體積的質(zhì)量一般不同,密度也不同
D.密度是物質(zhì)的特性,其大小不隨溫度、形狀、狀態(tài)的變化而變化
如圖所示,由不同物質(zhì)制成的甲、乙兩種實(shí)心球的體積相等,此時(shí)天平平衡。則制成甲、乙兩種球的物質(zhì)密度之比為(  )
A.2:1 B.3:4 C.4:3 D.1:2
【新考法】冬天,小科看到家里自來(lái)水管被凍裂的現(xiàn)象。自來(lái)水管為什么會(huì)被凍裂呢?是不是因?yàn)樗Y(jié)成冰后體積變大?于是他將一瓶礦泉水放在冰箱的冷凍室至完全結(jié)冰,如圖是礦泉水瓶中的水結(jié)冰前后的對(duì)比照片,請(qǐng)根據(jù)圖示信息來(lái)完成以下問(wèn)題。
(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ冰=0.9×103kg/m3)
(1)這瓶礦泉水中,水的質(zhì)量是多少克?
(2)當(dāng)這瓶水完全結(jié)冰時(shí),冰的體積為多少立方厘米?(保留整數(shù))
(3)請(qǐng)解釋自來(lái)水管被凍裂的原因 。
考點(diǎn)三:測(cè)量物體的密度
一、“差量法”測(cè)液體的密度
實(shí)驗(yàn)原理
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 用天平測(cè)量液體的質(zhì)量,用量筒測(cè)量出液體的體積,用公式計(jì)算出液體的密度
實(shí)驗(yàn)器材 天平、量筒、燒杯、待測(cè)液體
實(shí)驗(yàn)步驟 (1)將天平放在水平桌面上,調(diào)節(jié)天平平衡; (2)將適量的液體倒入燒杯中,用天平測(cè)出液體和燒杯的總質(zhì)量m1; (3)將燒杯中的液體倒入量筒中一部分,讀出量筒中液體的體積V; (4)用天平測(cè)出燒杯和剩余液體的質(zhì)量m2(如圖丙所示); (5)待測(cè)液體的密度為
不同實(shí)驗(yàn)方案的誤差分析 (1)若先測(cè)出空燒杯的質(zhì)量m1,再測(cè)出液體和燒杯的總質(zhì)量m2,然后將燒杯的液體全部倒入量筒中測(cè)出體積V,計(jì)算出液體的密度,則在這個(gè)方案中,將燒杯中的液體倒入量筒內(nèi)時(shí),總有部分液體附著在燒杯內(nèi)壁上無(wú)法倒出,使測(cè)出的液體的體積偏小,從而使計(jì)算出的液體的密度偏大。 (2)若先用量筒測(cè)出液體的體積V,再用調(diào)節(jié)好的天平測(cè)出空燒杯的質(zhì)量m1,然后將將量筒內(nèi)的液體全部倒入燒杯中,測(cè)出燒杯和液體的總質(zhì)量m2,計(jì)算出液體的密度,則在這個(gè)方案中,將量筒中的液體倒入燒杯中時(shí),總有部分液體附著在量筒內(nèi)壁上無(wú)法倒出,使測(cè)出的液體和燒杯的總質(zhì)量m2偏小,即測(cè)出的液體的質(zhì)量偏小,從而使計(jì)算出的液體的密度偏小。
二、測(cè)量固體的密度
實(shí)驗(yàn)原理
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 用天平測(cè)量固體的質(zhì)量,用排水法測(cè)出固體的體積(不溶于水的固體),用公式計(jì)算出液體的密度
實(shí)驗(yàn)器材 天平、量筒、細(xì)線(xiàn)、待測(cè)固體、水
實(shí)驗(yàn)步驟 (1)將天平放在水平桌面上,調(diào)節(jié)天平平衡; (2)用天平測(cè)出固體的質(zhì)量m(如圖甲所示); (3)在量筒中倒入適量的水,讀出水的體積V1(如圖乙所示); (4)將待測(cè)固體用細(xì)線(xiàn)拴住浸沒(méi)在量筒內(nèi)的水中,讀出固體和水的總體積V2(如圖丙所示); (5)待測(cè)固體的密度為。
誤差分析 (1)細(xì)線(xiàn)體積對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響:實(shí)驗(yàn)中測(cè)量出的總體積V2不僅包含固體和水的體積,還包含浸在水中細(xì)線(xiàn)的體積,所以測(cè)量的結(jié)果會(huì)略微偏大,計(jì)算出的密度會(huì)略偏小。 (2)若實(shí)驗(yàn)中先用排水法測(cè)量固體體積,再將固體放在天平上測(cè)量其質(zhì)量,則因?yàn)楣腆w上帶有水,會(huì)使質(zhì)量的測(cè)量結(jié)果偏大,致使計(jì)算出的密度值偏大。
三、特殊方法測(cè)密度
(1)有天平無(wú)砝碼測(cè)石塊的密度
實(shí)驗(yàn)器材 量筒、燒杯2個(gè)、天平、細(xì)線(xiàn)、石塊、水、滴管
實(shí)驗(yàn)步驟 (1)將兩個(gè)相同的燒杯分別放在調(diào)節(jié)好的天平的左、右盤(pán)上; (2)在左盤(pán)的燒杯中放入石塊,在右盤(pán)的燒杯中注入一定量的水后,用滴管緩緩增加水的質(zhì)量,知道天平橫梁重新平衡,則左盤(pán)中石塊的質(zhì)量等于右盤(pán)中水的質(zhì)量,即m石=m水; (3)將右盤(pán)燒杯中的水倒入量筒中,測(cè)出水的體積V水,則水的質(zhì)量為m水=ρ水V水,所以石塊的質(zhì)量m石=m水=ρ水V水; (4)把左盤(pán)燒杯中的石塊用細(xì)線(xiàn)系好輕輕放入剛剛已倒入水的量筒中,測(cè)出此時(shí)石塊和水的總體積V1。
表達(dá)式
(2)有天平無(wú)量筒測(cè)量石塊的密度
實(shí)驗(yàn)器材 天平、水、空瓶、石塊
實(shí)驗(yàn)步驟 (1)用天平測(cè)出石塊的質(zhì)量m1; (2)瓶中裝滿(mǎn)水,測(cè)出其質(zhì)量m2; (3)將石塊放入瓶中,溢出一部分水后,測(cè)出瓶、石塊及剩余水的質(zhì)量m3。
推導(dǎo)過(guò)程及表達(dá)式 m排水=m1+m2-m3,,。
(3)有量筒無(wú)天平測(cè)石塊的密度
實(shí)驗(yàn)器材 水槽、燒杯、量筒、足夠多的水、細(xì)線(xiàn)、石塊和筆
實(shí)驗(yàn)步驟 (1)如圖所示,將石塊放入燒杯內(nèi),然后將燒杯放入盛有水的水槽中,用筆在燒杯上標(biāo)記出此時(shí)水槽內(nèi)液面的位置; (2)去除燒杯內(nèi)的石塊,往燒杯里緩慢倒水,直到水槽內(nèi)的液面達(dá)到標(biāo)記的高度; (3)將燒杯內(nèi)的水倒入量筒中,讀出水的體積為V1,則石塊的質(zhì)量為V1ρ水; (4)在量筒內(nèi)裝入適量的水,示數(shù)為V2,然后用細(xì)線(xiàn)系住石塊,將石塊浸沒(méi)在水中,此時(shí)的示數(shù)為V3,則石塊的體積為V3-V2。
推導(dǎo)過(guò)程及表達(dá)式
【新考向】科學(xué)課上同學(xué)們利用下列器材開(kāi)展“液體密度計(jì)設(shè)計(jì)”項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動(dòng),活動(dòng)包括設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試、改進(jìn)、發(fā)布五個(gè)環(huán)節(jié)。
器材:量程為0~2.5牛的彈簧測(cè)力計(jì)、1個(gè)小桶、量筒、水等。
(1)【設(shè)計(jì)】同學(xué)們經(jīng)過(guò)小組討論,對(duì)液體密度計(jì)的設(shè)計(jì)原理達(dá)成了一致意見(jiàn):將液體密度刻度標(biāo)刻在彈簧測(cè)力計(jì)上,向小桶中加入等體積待測(cè)液體,從彈簧測(cè)力計(jì)上讀數(shù)即可。但對(duì)于加入液體體積同學(xué)們有不同觀(guān)點(diǎn):
觀(guān)點(diǎn)1:應(yīng)加入50毫升待測(cè)液體
觀(guān)點(diǎn)2:應(yīng)加入100毫升待測(cè)液體
老師認(rèn)為這兩種添加方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。請(qǐng)你任選一種觀(guān)點(diǎn),說(shuō)明利用該觀(guān)點(diǎn)設(shè)計(jì)的液體密度計(jì)相較于另一種的優(yōu)點(diǎn)是 。
(2)【制作】小明采用觀(guān)點(diǎn)1設(shè)計(jì)密度計(jì)。他將彈簧測(cè)力計(jì)刻度值改為液體密度值,依次標(biāo)定“0”“1”等刻度;單位由“N”改為“g/cm3”。
①標(biāo)定“0”刻度:將小桶掛在彈簧測(cè)力計(jì)上,穩(wěn)定后,將此時(shí)對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)標(biāo)為0。
②標(biāo)定“1”刻度: 。(填寫(xiě)標(biāo)定刻度具體操作)
③標(biāo)定剩余的刻度。
(3)【調(diào)試】小明向小桶中加入50毫升已知密度的液體,將小桶掛在密度計(jì)上,示數(shù)如甲所示。則該液體密度為 克/厘米3。
(4)【改進(jìn)】各組展示過(guò)程中,小明通過(guò)觀(guān)察不同組作品,認(rèn)為可設(shè)計(jì)雙量程液體密度計(jì)。他先在小桶上標(biāo)注100mL位置(如乙圖),再將彈簧測(cè)力計(jì)的左側(cè)刻度改為密度刻度。請(qǐng)計(jì)算采用觀(guān)點(diǎn)2制作的密度計(jì)的最大密度值。(g取10牛/千克)
(5)【發(fā)布】為該液體密度計(jì)設(shè)計(jì)使用說(shuō)明書(shū)。
雙量程液體密度計(jì)使用說(shuō)明書(shū) 【量程選擇】 具有大小兩個(gè)量程,若待測(cè)量超過(guò)小量程或無(wú)法預(yù)估待測(cè)量時(shí),則應(yīng)使用大量程,以保護(hù)測(cè)量?jī)x器;若待測(cè)量未超過(guò)小量程,則應(yīng)使用小量程,提高測(cè)量精確度。 【使用方法】 第1步:先將待測(cè)液體加到 毫升標(biāo)記線(xiàn),待彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù); 第2步:若液體密度處于 范圍,記錄液體密度值; 若液體密度處于 范圍,需 ,待彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù),記錄液體密度值。
小剛學(xué)習(xí)了“探究物質(zhì)密度”以后,來(lái)到實(shí)驗(yàn)室測(cè)量糖水的密度。
(1)第一步:先將天平放在水平臺(tái)上,將游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度線(xiàn)處,此時(shí),指針位置如圖甲所示,應(yīng)將平衡螺母向 端調(diào)節(jié),使天平平衡。
(2)第二步:將質(zhì)量為32g的燒杯放在天平的左盤(pán)上,取適量的白糖倒入燒杯中,向右盤(pán)加減砝碼并調(diào)節(jié)游碼,直至天平再次平衡,如圖乙所示,白糖的質(zhì)量是 g。
(3)第三步:用量筒量出水的體積,如圖丙所示,“機(jī)智”的小剛將燒杯中的白糖全部倒入量筒中,待白糖完全溶解后,量筒中液面的位置如圖丁所示,配制糖水的密度是 g/cm3。
(4)請(qǐng)指出第三步中操作不規(guī)范的地方: 。
【新考向】(2024 溫州一模)為了測(cè)量鵝卵石的密度,小明進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
①將一個(gè)塑料杯漂浮在盛滿(mǎn)水的溢水杯中,溢水杯的出水口處放置一個(gè)圓柱形容器,如圖甲。
②將鵝卵石置于塑料杯中,穩(wěn)定后測(cè)出溢出至圓柱形容器內(nèi)水的深度為h1=10厘米,如圖乙。
③將鵝卵石從杯中取出并投入到溢水杯中,將容器中的水緩慢倒入溢水杯直至剛好盛滿(mǎn),并測(cè)出圓柱形容器中剩余水的深度h2=7.5厘米,如圖丙。
(1)鵝卵石的密度ρ石= 。(取小數(shù)點(diǎn)后一位)
(2)為了提高鵝卵石密度的測(cè)量精確度,以下方法中可行的有 (可多選)。
A.更換容積更小的溢水杯
B.更換橫截面積更小的圓柱形容器
C.更換質(zhì)量更大的塑料杯
D.用密度更小的液體替換水
E.選擇質(zhì)量更大的鵝卵石
(3)小明將該方法用來(lái)測(cè)量液體密度,并將密度值直接標(biāo)記在圓柱形容器壁上。具體做法:如圖丁,在塑料杯上標(biāo)記規(guī)定體積V0的刻度線(xiàn),將塑料杯漂浮在盛滿(mǎn)水的溢水杯中,將不同密度的液體依次注入塑料杯中至V0的刻度線(xiàn)處,在容器內(nèi)溢出的水面位置標(biāo)記不同的密度值。試分析容器壁密度值刻度是否均勻并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由: 。
考點(diǎn)四:密度與社會(huì)生活
一、密度與溫度
1.物質(zhì)的密度與溫度的關(guān)系
一般物體在溫度 時(shí),體積 ,溫度降低時(shí),體積減小,由于物體的質(zhì)量不變,由公式可知,物體的密度會(huì)發(fā)生變化。即一般情況下,一定質(zhì)量的物體,溫度升高時(shí),密度減小,溫度降低時(shí),密度增大。
2.水的反常膨脹現(xiàn)象
(1)水在 時(shí)的密度 。溫度高于4℃時(shí),隨著溫度的升高,水的密度越來(lái)越小;在0~4℃,隨著溫度的降低,水的密度越來(lái)越小。
(2)水凝固成冰時(shí),體積 ,密度 。
(3)得益于水的反常膨脹現(xiàn)象,在寒冷的冬天,雖然湖面封凍了,但較深的湖底的水有可能還保持液態(tài)不結(jié)冰,保證水中的動(dòng)植物能在寒冷的季節(jié)生存下來(lái)。
二、密度與物質(zhì)鑒別
1.鑒別物質(zhì)的種類(lèi)
(1)密度時(shí)物質(zhì)的一種性質(zhì),不同物質(zhì)密度一般不同,所以可以利用密度來(lái)鑒別物質(zhì)。鑒別方法:先用適當(dāng)?shù)姆椒y(cè)出(計(jì)算出)物質(zhì)密度,再對(duì)照密度表就可以知道是何種物質(zhì)。
(2)由于不同物質(zhì)的密度可能是相同的,故只通過(guò)密度鑒別物質(zhì)并不完全可靠。因此要準(zhǔn)確地鑒別物質(zhì),常常需要多種方法并用,如氣味、顏色、硬度等。例如,酒精和煤油都是液體,它們的密度都是0.8×103kg/m3,但是通過(guò)氣味可以區(qū)分它們;冰和蠟都是固體,它們的密度也相同,但從它們的顏色、透明度、能否燃燒、硬度等性質(zhì)的差異,也能區(qū)分它們。
2.密度在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用
(1)測(cè)量密度,確定礦藏種類(lèi):勘探隊(duì)員在野外勘探時(shí),通過(guò)采集的樣品的密度等信息,可以確定礦藏的種類(lèi)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
(2)根據(jù)密度,鑒別優(yōu)劣:很早的時(shí)候,人們就知道用鹽水選種:把種子放到鹽水里,飽滿(mǎn)的種子因?yàn)槊芏却螅恋禁}水底,癟殼和雜草的種子因?yàn)槊芏刃《≡邴}水表面。
(3)根據(jù)密度選擇合適的材料(物質(zhì))
①航空器材采用高強(qiáng)度、低密度的合金或新型合成材料;
②在產(chǎn)品包裝中,常采用密度小的泡沫塑料作填充物,一是為了防震,二是為了便于運(yùn)輸;
③大型機(jī)床的底座需要用堅(jiān)固、密度大的材料制成,以增加穩(wěn)定性。
3.判斷物體是否空心,具體方法有三種:先假定物體是實(shí)心的,通過(guò)計(jì)算。
則物體是空心的。其中通過(guò)比較體積的方法最好,既直觀(guān),又便于計(jì)算空心部分的體積,V空=V物-V實(shí)。
如圖所示,某同學(xué)用裝滿(mǎn)水的回形玻璃管做對(duì)流實(shí)驗(yàn),下面說(shuō)法正確的是(  )
A.如果在A點(diǎn)加熱,液體會(huì)發(fā)生對(duì)流,液體按順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)
B.如果在D點(diǎn)加熱,液體會(huì)發(fā)生對(duì)流,液體按逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)
C.如果在B點(diǎn)放冰塊,液體會(huì)發(fā)生對(duì)流,液體按逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)
D.如果在C點(diǎn)放冰塊,液體會(huì)發(fā)生對(duì)流,液體按順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)
【新素材】古代勞動(dòng)人民巧妙地利用水來(lái)開(kāi)山采石:冬季,在白天給石頭打一個(gè)洞,再往洞里灌滿(mǎn)水并封實(shí),水結(jié)冰后石頭就裂開(kāi)了。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(  )
A.石頭裂開(kāi)后體積變小,密度變大
B.石頭裂開(kāi)后質(zhì)量變小,密度變小
C.洞中的水結(jié)冰后質(zhì)量變大,從而使石頭裂開(kāi)
D.洞中的水結(jié)冰后體積變大,從而使石頭裂開(kāi)
為了探究“溫度和物質(zhì)狀態(tài)對(duì)同種物質(zhì)密度的影響”,小應(yīng)在一定的環(huán)境下將1g的冰加熱,分別記錄其溫度和體積的數(shù)據(jù),利用描點(diǎn)法得到了如圖所示的圖像,下列說(shuō)法中正確的是(  )
A.在0℃時(shí),冰塊的密度比水大
B.當(dāng)0℃時(shí),在冰變成水的過(guò)程中質(zhì)量變小
C.當(dāng)水從0℃上升到4℃的過(guò)程中,其密度逐漸增大
D.研究結(jié)果表明密度是物質(zhì)的一種特性,不會(huì)隨狀態(tài)而發(fā)生改變
題型一 質(zhì)量及其特性
國(guó)際千克原器作為質(zhì)量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),由鉑銥合金制成,百余年來(lái)因表面受到空氣污染和氧化而增重約50微克。已于2019年5月20日正式退役,今后將使用普朗克常數(shù)作為新標(biāo)準(zhǔn)來(lái)重新定義“千克”,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.由鉑合金制成的原因是價(jià)格昂貴
B.化學(xué)變化可以使物體的質(zhì)量發(fā)生變化
C.測(cè)量時(shí)應(yīng)選擇精確度更高的測(cè)量工具,以提高估讀的準(zhǔn)確度
D.若使用增重后的國(guó)際千克原器作為標(biāo)準(zhǔn),測(cè)量值跟真實(shí)值相比將偏大
2023年5月30日,神舟十六號(hào)載人飛船到達(dá)太空。宇航員身穿質(zhì)量為120kg的宇航服關(guān)于宇航服在太空的質(zhì)量,說(shuō)法正確的是(  )
A.大于120kg B.等于120kg
C.小于120kg D.由于失重,等于0kg
(2024春 東陽(yáng)市期末)5月3日嫦娥六號(hào)順利升空,它將實(shí)現(xiàn)月背軟著陸,并從月球背面“挖土”回來(lái)。
(1)幾乎所有火箭發(fā)射都選擇朝東方向,這是因?yàn)榈厍虻淖赞D(zhuǎn)方向是 。
(2)月球的土壤帶回到地球后質(zhì)量將 (填“變大”“變小”或“保持不變”)。
(3)月球探測(cè)器軟著陸方式采用火箭反推式,而不用降落傘式的原因是 。
題型二 密度
考向01 密度及其特性
【新考向】(2024 寧波自主招生)密度是物質(zhì)的特性之一,到目前為止,人們所已知的具有最大密度的星體和最小密度的物質(zhì)分別是(  )
A.黑洞、星際物質(zhì) B.中子星、星際物質(zhì)
C.紅巨星、氫氣 D.白矮星、氫氣
一金屬塊的密度為ρ,質(zhì)量為m,把它分割成三等份,關(guān)于每一份的說(shuō)法正確的是(  )
A.質(zhì)量和密度都是原來(lái)的三分之一
B.質(zhì)量是原來(lái)的三分之一,密度仍為ρ
C.質(zhì)量和密度都與原來(lái)相同
D.質(zhì)量仍為m,密度是原來(lái)的三分之一
關(guān)于物質(zhì)的密度,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.銅的密度是8.9×103kg/m3,表示1m3銅的質(zhì)量為8.9×103kg
B.一罐氧氣用掉部分后,罐內(nèi)氧氣的質(zhì)量變小密度不變
C.一塊磚切成體積相等的兩塊后,磚的密度變?yōu)樵瓉?lái)的一半
D.密度不同的兩個(gè)實(shí)心物體,其質(zhì)量一定不同
考向02 密度的計(jì)算
【新素材】新一代隱身戰(zhàn)斗機(jī)殲﹣20,改進(jìn)使用了高性能碳纖維復(fù)合材料,除提高了戰(zhàn)斗機(jī)的抗疲勞、耐腐蝕等性能外,還降低了自身質(zhì)量。如一體積為0.01m3的鋼制零件,用碳纖維復(fù)合材料替換后質(zhì)量可減少61kg。已知鋼的密度為7.9×103,其表示的科學(xué)含義是 ,碳纖維復(fù)合材料的密度為 kg/m3。
【新考法】穿梭古今,紡織纖維的世界總是發(fā)生著日新月異的變化,而我國(guó)作為紡織服裝生產(chǎn)大國(guó)也總是第一個(gè)感受到這種變化:
材料一:如圖,“素紗禪衣”是長(zhǎng)沙馬王堆一號(hào)漢墓出土的國(guó)家一級(jí)文物,是世界上現(xiàn)存年代最早、保存最完整、制作工藝最精、最輕薄的一件衣服,質(zhì)量只有49克左右,可以說(shuō)是“輕若煙霧、薄如蟬翼”。它是西漢紗織水平的代表作,更是楚漢文化的驕傲。
材料二:“氣凝膠防寒服”是現(xiàn)代新型功能性服裝纖維研發(fā)的產(chǎn)物之一,其面料氣凝膠纖維具有超高的保溫性、吸濕性和透氣性。早在2018年就有研發(fā)公司推出的某款氣凝膠防寒服,面料每平方厘米質(zhì)量?jī)H有6mg,厚度僅0.5mm,就可輕松駕馭0℃的戶(hù)外低溫環(huán)境,可謂“輕若鴻毛、薄如蟬翼、暖若晗陽(yáng)”。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)一件“素紗禪衣”的質(zhì)量相當(dāng)于日常生活中 的質(zhì)量。
A.一支2B鉛筆 B.一個(gè)雞蛋 C.一只大公雞
(2)考古學(xué)家們借助精密儀器測(cè)量“素紗禪衣”每平方米紗料的質(zhì)量1.54g,相較于材料二中的某款氣凝膠纖維面料,其單位面積的質(zhì)量更 (選填“大”或“小”)。
(3)同學(xué)們根據(jù)所學(xué)知識(shí)想到了一種測(cè)量衣服面積的方法:將衣服完全展開(kāi)后,將單層衣服面料的輪廓描畫(huà)在厚度均勻的硬紙板上,沿輪廓剪下硬紙板后用電子秤測(cè)得“硬紙板衣模”質(zhì)量為M千克:再在該塊硬紙板上剪下0.1米×0.1米的一小塊正方形放置在電子秤上,測(cè)得其質(zhì)量為m千克,這樣就可以估測(cè)衣服的面積為 平方米(用M、m表示)。
(4)氣凝膠纖維面料的保溫性、吸濕性和透氣性均屬于 (選填“物理性質(zhì)”或“化學(xué)性質(zhì)”)。
(5)請(qǐng)計(jì)算材料二中該款防寒服的氣凝膠纖維面料密度。
某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)根據(jù)雪地上腳印深度進(jìn)行粗略測(cè)量積雪密度的方法:利用一塊平整地面上的積雪,用腳垂直向下踩在雪上,形成一個(gè)向下凹腳印。如圖所示,腳印下的雪由于受外力擠壓可近似看成冰層,已知冰密度為ρ冰。測(cè)出積雪原來(lái)厚度為H,用腳踩在雪上形成腳印深度為h。
(1)用此方法測(cè)出積雪密度的表達(dá)式ρ雪= (用H、h、ρ冰表示)。
(2)從微觀(guān)的角度(水分子)解釋雪變成冰的原因是 。
考向03 密度大小的比較
(2024 寧波模擬)如圖所示為一杯食鹽溶液,a、b、c為燒杯中的三個(gè)點(diǎn),其中a、b為同一深度,則這三個(gè)點(diǎn)的液體密度大小情況是(  )
A.ρa(bǔ)=ρb<ρc B.ρa(bǔ)=ρb>ρc C.ρa(bǔ)=ρb=ρc D.ρa(bǔ)>ρb>ρc
甲、乙兩個(gè)金屬球,甲球的質(zhì)量是乙球的2倍,乙球的體積是甲球3倍,則下列說(shuō)法正確的是(  )
A.甲球的密度大 B.乙球的密度大
C.兩球的密度一樣大 D.無(wú)法判斷
某實(shí)驗(yàn)小組分別用天平和量筒測(cè)出了兩種物質(zhì)的質(zhì)量和體積,并描繪出V﹣m圖像,如圖所示,則下列判斷正確的是(  )
A.ρ甲>ρ乙
B.ρ甲=ρ乙
C.若V甲=V乙,則m甲<m乙
D.若m甲=m乙,則V甲<V乙
小皓同學(xué)的自行車(chē)比他爸爸的要小,但他爸爸的車(chē)子卻比小皓同學(xué)的要輕,(車(chē)胎都是同款,車(chē)架不同)以下分析不正確的是(  )
A.爸爸的車(chē)架體積更大,質(zhì)量更小,密度更大
B.自行車(chē)車(chē)架的材料不同,爸爸自行車(chē)車(chē)架的密度小
C.他們倆的自行車(chē)車(chē)架體積和質(zhì)量都不相同,但還是可以比較密度大小
D.小皓同學(xué)的自行車(chē)車(chē)架的密度更大
考向04 密度公式的應(yīng)用
(2023秋 紹興期末)在甲、乙兩個(gè)完全相同的燒杯中盛有質(zhì)量相等的水和酒精(已知ρ水>ρ酒),其中a、b兩點(diǎn)到液面的距離相同,a、c兩點(diǎn)到容器底部的距離相同。則下列說(shuō)法中,正確的是(  )
A.甲盛的是酒精,乙盛的是水
B.在a、c兩點(diǎn)水平面以下,容器中水的質(zhì)量比酒精大
C.在a、b兩點(diǎn)水平面以下,容器中水的質(zhì)量比酒精大
D.在a、c兩點(diǎn)水平面以上,容器中水、酒精的質(zhì)量大小無(wú)法比較甲
由兩種材料制成的、直徑相同的兩個(gè)半球組成一個(gè)實(shí)心球,如圖所示。這兩種材料的密度分別為ρ1、ρ2且ρ1<ρ2。已知該實(shí)心球能在水中懸浮,則下列關(guān)于ρ1、ρ2和ρ水的關(guān)系正確的是(  )
A.ρ1 ρ2=ρ水 B.ρ1 ρ水=ρ2
C.ρ1+ρ2=ρ水 D.ρ1+ρ2=2ρ水
a、b兩個(gè)小球分別由、的甲、乙兩種材料制成,兩小球質(zhì)量之比為ma:mb=6:5。體積之比為VaVb=3:4。則下列說(shuō)法正確的是(  )
A.若只有一個(gè)球是空心,則a球是空心的
B.若只有一個(gè)球是空心,將空心球的空心部分裝滿(mǎn)水后,兩球總質(zhì)量相等
C.若只有一個(gè)球是空心,則空心球的空心部分與實(shí)心部分體積之比為1:4
D.若兩球均是空心的,a球的空心部分體積可以比b球的空心部分體積大
題型三 密度的測(cè)量
考向01 固體密度的測(cè)量
(2023秋 湖州期末)為了測(cè)量某金屬塊的密度,某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們用該材料的樣品做了如下實(shí)驗(yàn)。
(1)將天平放在水平桌面上,將游碼放在標(biāo)尺左端的0刻度處,發(fā)現(xiàn)指針如圖甲所示,為使橫梁在水平位置平衡,應(yīng)將平衡螺母向 (選填“左”或“右”)移動(dòng)。
(2)用調(diào)節(jié)好的天平稱(chēng)量樣品的質(zhì)量,操作情景如圖乙所示,錯(cuò)誤之處是 。
(3)當(dāng)右盤(pán)所加砝碼和游碼位置如圖丙所示時(shí),天平平衡,在量筒內(nèi)裝有一定量的水,樣品放入量筒前后的情況如圖丁所示,則樣品的密度是 kg/m3。
【新考法】借助身邊的器材可測(cè)出物質(zhì)的密度,研習(xí)小組用均勻木桿和支架自制了一架天平,并用輸完液的輸液瓶和輸液管制成滴管,用滴管滴出的液滴代替砝碼。
(1)在自制的天平左右兩盤(pán)中各放一只一次性杯子,出現(xiàn)左低右高的現(xiàn)象,小東將螺母向 (填“左”或“右”)調(diào)節(jié),直到天平平衡,如圖甲。
(2)將待測(cè)礦石放入左盤(pán)的杯中,用自制的滴管向右盤(pán)的杯中滴水,使天平剛好平衡,如圖乙所示,記下水的滴數(shù)為54滴。另取一個(gè)一次性杯子,加入適量的水,用細(xì)線(xiàn)系住礦石將其浸沒(méi)在水中(水沒(méi)有溢出),在液面處做標(biāo)記,如圖丙所示,取出礦石, (填寫(xiě)操作),記錄下水的滴數(shù)為20滴。
(3)計(jì)算可得礦石的密度為 kg/m3。
(4)下列選項(xiàng)會(huì)影響測(cè)得的礦石密度的是 。
A.自制的天平未調(diào)平 B.拿出石塊時(shí)會(huì)帶出部分水
C.自制滴管每次滴出的液滴大小 D.一次性杯子的大小
如圖所示為某容器內(nèi)某種液體的體積V與容器和液體總質(zhì)量m的關(guān)系圖,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題:
(1)容器的質(zhì)量是 。
(2)液體的密度是多少?(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)
(3)下面是小剛測(cè)量大米密度的實(shí)驗(yàn),但由于大米容易吸水,導(dǎo)致體積明顯變化,因此用排水的方法測(cè)量大米的體積是不合理的。于是小剛進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)和思考。
實(shí)驗(yàn)一:按圖甲和圖乙的方法分別測(cè)量大米的質(zhì)量和體積,由此計(jì)算出大米的密度。
①使用托盤(pán)天平稱(chēng)取5克大米。稱(chēng)量過(guò)程中發(fā)現(xiàn)天平指針偏向右邊(如圖甲),接下來(lái)小明應(yīng)如何操作? 。
②由于米粒間存在較大間隙,按圖乙的方式用量筒直接測(cè)量大米體積,則會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的體積值偏 。
小明思考:能否用排空氣的方法測(cè)量大米的體積呢?
他設(shè)想將大米與空氣密封在一個(gè)注射器內(nèi),只要測(cè)出注射器內(nèi)空氣和大米的總體積及空氣的體積,其差值就是大米的體積。但如何測(cè)出空氣的體積呢?查閱資料得知:溫度不變時(shí),一定質(zhì)量氣體的體積與其壓強(qiáng)的乘積是定值。于是進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)二:稱(chēng)取5克大米并裝入注射器內(nèi)(如圖丙),從注射器的刻度上讀出大米和空氣的總體積,通過(guò)壓強(qiáng)傳感器測(cè)出此時(shí)注射器內(nèi)空氣壓強(qiáng)為p;而后將注射器內(nèi)的空氣緩慢壓縮,當(dāng)空氣壓強(qiáng)增大為2p時(shí),再讀出此時(shí)的總體積(壓縮過(guò)程中大米的體積、空氣的溫度均不變),整理相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如表。
注射器內(nèi)空氣壓強(qiáng) 注射器內(nèi)空氣和大米的總體積 注射器內(nèi)空氣體積
壓縮前 p 23毫升 V
壓縮后 2p 13毫升 0.5V
③由實(shí)驗(yàn)二測(cè)得大米的密度為 克/厘米3。(計(jì)算結(jié)果精確到0.01)
考向02 液體密度的測(cè)量
2023年5月,溫州文成的仙花谷蜂蜜入選浙江省共富農(nóng)產(chǎn)品品牌之一。蜂蜜密度是檢驗(yàn)蜂蜜品質(zhì)的常用指標(biāo),優(yōu)質(zhì)蜂蜜的密度為1.3~1.4克/厘米3,劣質(zhì)蜂蜜的密度會(huì)偏小。小明選擇溫州文成的仙花谷蜂蜜和常見(jiàn)槐花蜜做了如下探究:
(1)仙花谷蜂蜜常溫下為液態(tài),具有濃香氣味,高溫時(shí)易分解產(chǎn)生酸性物質(zhì)。據(jù)此寫(xiě)出仙花谷蜂蜜的一條物理性質(zhì): 。
(2)取一瓶仙花谷蜂蜜,按圖甲測(cè)量:用精密電子秤測(cè)量其質(zhì)量為700克,將部分蜂蜜倒入量筒后,再次測(cè)量,其質(zhì)量為618.4克。通過(guò)計(jì)算說(shuō)明仙花谷蜂蜜是否為優(yōu)質(zhì)蜂蜜。
(3)小明想通過(guò)比較質(zhì)量來(lái)判斷兩種蜂蜜的密度大小。他調(diào)節(jié)天平平衡時(shí)忘記將游碼從1克處歸零,在兩個(gè)相同的燒杯中倒入相同體積的兩種蜂蜜,天平再次平衡時(shí)如圖乙所示。判斷燒杯中仙花谷蜂蜜的質(zhì)量m1和槐花蜜的質(zhì)量m2的大小,并說(shuō)明理由: 。
在學(xué)習(xí)了測(cè)量物質(zhì)密度后,小明想測(cè)出某種未知液體的密度,具體操作如下:
(1)測(cè)液體質(zhì)量:天平平衡時(shí),放在右盤(pán)中的砝碼大小和游碼的位置如圖甲所示,則稱(chēng)得燒杯和液體的質(zhì)量m為 g。
(2)測(cè)液體體積:將燒杯中的液體全部倒入量筒中,液面達(dá)到的位置如圖乙所示,則該液體的體積為 mL。
(3)數(shù)據(jù)分析與處理:小明用測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算出了液體密度。他發(fā)現(xiàn)用上述方法測(cè)出的液體體積比它的實(shí)際值要 (選填“偏大”或“偏小”)。
(4)對(duì)測(cè)量方法進(jìn)行修正后,測(cè)出了幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并根據(jù)測(cè)量結(jié)果作出了“m﹣V”圖象,如圖丙所示,當(dāng)液體體積為15cm3時(shí),液體質(zhì)量為 g。
題型四 密度與生活
圖甲為水的密度在0~10℃范圍內(nèi)隨溫度變化的圖像,圖乙為冬天湖水溫度分布示意圖,根據(jù)圖像及水的其他性質(zhì),下列分析判斷正確的是(  )
A.圖甲說(shuō)明該湖面的冰塊沒(méi)有固定的熔點(diǎn),屬于非晶體
B.冰面與水面交界處的溫度﹣10℃
C.在0~4℃范圍內(nèi),水具有熱脹冷縮的性質(zhì)
D.因?yàn)樗姆闯E蛎洠m然湖面的水結(jié)冰,但湖底的水可能還是液態(tài)
冬天烏蘇里江氣溫低到﹣50℃,冰面之下的河水仍然在流動(dòng),則與冰交界處水的溫度是(  )
A.﹣50℃ B.0℃
C.低于0℃,高于﹣50℃ D.無(wú)法判斷
如圖所示是“水的體積隨溫度變化”的圖象。根據(jù)這個(gè)圖象,可說(shuō)明水的溫度從6℃降到2℃的過(guò)程中(  )
A.水的密度保持不變
B.水的密度先變大后變小
C.水的密度一直變大
D.水的密度先變小后變大
基礎(chǔ)鞏固
如圖,將一個(gè)不漏氣的氣球壓入水中時(shí)氣球的體積會(huì)變小,球內(nèi)氣體的質(zhì)量和密度變化情況是(  )
A.質(zhì)量變大,密度變大 B.質(zhì)量不變,密度變小
C.質(zhì)量變小,密度不變 D.質(zhì)量不變,密度變大
(2024 溫州一模)如圖,一杯檸檬水中的兩片檸檬片處于水中不同位置,這是因?yàn)槎叩模ā 。?br/>A.質(zhì)量不同 B.體積不同 C.密度不同 D.比熱不同
(2024 上城區(qū)二模)如圖一只雞蛋浸沒(méi)在水中,下列關(guān)于這只雞蛋的說(shuō)法正確的是(  )
A.浮力約為5N B.質(zhì)量約為50g
C.密度約為0.8g/cm3 D.體積50dm3
(2024 越城區(qū)校級(jí)一模)早在公元前21世紀(jì)左右,我國(guó)勞動(dòng)人民就掌握了青銅器鑄造技術(shù)。鑄造青銅器時(shí),工匠將銅料加熱化為銅液注入模具,銅液在模具中冷卻成型,青銅器鑄造初步完成。下列分析不正確的是(  )
A.銅料化為銅液,屬于熔化現(xiàn)象
B.銅料化為銅液過(guò)程中溫度不斷升高
C.銅液冷卻成型過(guò)程中需要放熱
D.模具中的銅液冷卻成青銅器后質(zhì)量不變
用天平稱(chēng)出某瓶子最多能裝水的質(zhì)量,有兩種方法:方法一是稱(chēng)出瓶子和水的總質(zhì)量,把水倒掉再稱(chēng)出空瓶的質(zhì)量,兩次相減得水的質(zhì)量;方法二是先稱(chēng)出空瓶的質(zhì)量,再稱(chēng)出瓶子和水的總質(zhì)量,兩次相減得水的質(zhì)量。對(duì)這兩種方法的看法正確的是(  )
A.隨便用哪種方法都一樣
B.用第二種方法可以減小誤差
C.用第一種方法可以減小誤差
D.無(wú)法判斷
為測(cè)量幾種液體密度,小明利用天平、量筒和燒杯測(cè)量出液體和燒杯的總質(zhì)量m及液體的體積V,得到幾組數(shù)據(jù)并繪出如圖所示的m﹣V圖像,下列關(guān)于a、b、c三種物質(zhì)的密度ρa(bǔ)、ρb、ρc的大小關(guān)系排列正確的是(  )
A.ρa(bǔ)>ρb>ρc B.ρa(bǔ)<ρb<ρc C.ρa(bǔ)>ρc>ρb D.ρc>ρa(bǔ)>ρb
【新考向】在物理圖象中不但縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)分別代表一定的物理意義,直線(xiàn)的斜率和面積也具有特定的物理意義。對(duì)圖中的兩個(gè)圖象所包含的信息的理解,錯(cuò)誤的是(  )
A.圖a中的斜率越大,表示物質(zhì)的密度越大
B.圖a中陰影部分面積表示該物質(zhì)的密度大小
C.圖b中水平直線(xiàn)表示物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
D.圖b中陰影部分面積表示該物體在對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程
為測(cè)量某種液體的密度,小明利用天平和量杯測(cè)量了液體和量杯的總質(zhì)量m及液體的體積V,得到了幾組數(shù)據(jù)并繪出了m﹣V圖象。下列說(shuō)法正確的是(  )
A.該液體密度為1g/cm3
B.該液體密度為1.25g/cm3
C.量杯質(zhì)量為40g
D.80cm3的該液體質(zhì)量為100g
用天平稱(chēng)量物體的質(zhì)量時(shí),當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤操作或者因天平自身問(wèn)題等原因,無(wú)法根據(jù)“物體的質(zhì)量=砝碼的質(zhì)量+游碼質(zhì)量”計(jì)算時(shí),能否依舊利用已有數(shù)據(jù)進(jìn)行求解。
(1)問(wèn)題之一“左碼右物”:小明同學(xué)用托盤(pán)天平稱(chēng)量一盛有液體的燒杯,添加100克砝碼一個(gè),20克砝碼兩個(gè)和5克砝碼一個(gè),游碼位置如圖甲所示,稱(chēng)量后發(fā)現(xiàn)誤將砝碼和燒杯在托盤(pán)上的位置放反了,請(qǐng)你幫助小明同學(xué)在不需要重新稱(chēng)量的前提下,利用已知讀數(shù)計(jì)算出該裝水燒杯的實(shí)際質(zhì)量為 。
(2)問(wèn)題之二“缺少游碼”:有一架天平缺少了游碼,用此天平稱(chēng)量某物體時(shí)右盤(pán)已有55克砝碼,指針向左偏了三小格,如果在右盤(pán)中再加1克砝碼時(shí),指針又向右偏了兩小格,指針變化情況如圖乙所示。則被稱(chēng)物體的質(zhì)量是 。
(2024 溫州二模)在“桔子的沉與浮”的實(shí)驗(yàn)中,小科發(fā)現(xiàn)剝皮的桔子會(huì)沉底,不剝皮的桔子會(huì)漂浮在水面(如圖1)。
(1)請(qǐng)分析比較圖1中兩桔子的浮力大小FA FB(選填“>”、“<”或“=”)。
(2)他查閱資料可知桔子上浮一部分原因是由于桔子皮表面有許多氣孔,內(nèi)部充滿(mǎn)空氣。請(qǐng)結(jié)合該實(shí)驗(yàn)原理,設(shè)計(jì)讓圖2中沉在水底的雞蛋浮起來(lái)的方法 。
(3)小科做完實(shí)驗(yàn)后,忘記整理器材,一段時(shí)間后,你認(rèn)為圖1中的A、B桔子,哪個(gè)更容易腐爛,并說(shuō)明理由。 。
(2024 上城區(qū)校級(jí)二模)明礬石是浙江的主要礦產(chǎn)之一,儲(chǔ)量豐富,主要分布在湖州、杭州、寧波、溫州等地區(qū)。明礬石用于制造鉀肥、鋁劑、硅酸鹽等化工產(chǎn)品。明礬石還可以用作殺蟲(chóng)劑、除草劑、醫(yī)藥等領(lǐng)域的原料。某同學(xué)為測(cè)量明礬石的密度,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
(1)將明礬石掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,如圖甲所示,測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.4N。
(2)接著利用圖乙所示的方法將明礬石浸沒(méi)在裝滿(mǎn)水的燒杯中,收集它排出的水,倒入量筒中,如圖丙。這塊明礬石的體積為50cm3,由此算出明礬石的密度為 kg/m3。
(3)上述測(cè)量體積的方法,產(chǎn)生誤差的主要原因是 ;會(huì)導(dǎo)致最終得到的明礬石的密度值 (填“偏大”或“偏小”)。
(4)小明做該實(shí)驗(yàn)時(shí),利用上圖中的甲、乙中的數(shù)據(jù),根據(jù)所學(xué)的浮力知識(shí),也計(jì)算出了明礬石的密度值。若甲圖中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F1,乙圖中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F2,請(qǐng)你用題中的字母將明礬石的密度推導(dǎo)出來(lái)。(水的密度為ρ水)
能力提升
如圖為實(shí)驗(yàn)室稱(chēng)量物體質(zhì)量的情形。
(1)天平調(diào)平衡操作過(guò)程如圖甲所示,這其中有個(gè)錯(cuò)誤,這個(gè)錯(cuò)誤是: 。
(2)甲圖改正錯(cuò)誤后,分度盤(pán)的指針如圖丙所示,此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使天平平衡。
(3)小科用已經(jīng)調(diào)節(jié)好平衡的天平測(cè)量木塊的質(zhì)量,部分操作過(guò)程如圖乙所示,使用了10克砝碼1個(gè),5克砝碼1個(gè),圖乙中還有一個(gè)錯(cuò)誤,這個(gè)錯(cuò)誤是 ,則木塊的實(shí)際質(zhì)量應(yīng)為 。
(4)使用托盤(pán)天平測(cè)量物體質(zhì)量的時(shí)候,可能造成測(cè)量結(jié)果偏大的是 。
A.調(diào)節(jié)天平平衡時(shí),指針偏向分度盤(pán)中央刻度線(xiàn)左側(cè)就停止移動(dòng)平衡螺母
B.使用生銹的砝碼(質(zhì)量比標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量大)
C.測(cè)量時(shí),指針偏向分度盤(pán)中央刻度線(xiàn)的右側(cè)就開(kāi)始讀數(shù)
D.使用已磨損的砝碼
E.測(cè)量時(shí)平衡螺母向右移動(dòng)
(2024 寧波模擬)受《天工開(kāi)物》中桔棒汲水(圖甲)的啟發(fā),興趣小組同學(xué)自制了“杠桿密度計(jì)”。
(1)小明制作了液體密度計(jì)(圖乙)。他將一輕質(zhì)細(xì)硬桿用細(xì)繩固定在O點(diǎn),并懸掛起來(lái),使之在水平方向平衡。將一重物固定在A點(diǎn),在不計(jì)質(zhì)量的瓶子中裝滿(mǎn)水并移到B點(diǎn)時(shí),杠桿平衡。在B點(diǎn)處標(biāo)出1克/厘米3。
①在瓶中裝滿(mǎn)酒精,重復(fù)以上操作,在桿上標(biāo)出懸掛點(diǎn)C,計(jì)為0.8克/厘米3,C點(diǎn)在B點(diǎn)的 。(選填“左側(cè)”或“右側(cè)”)
②小明想要增大密度計(jì)的精確度,他可以采取的措施是 。(寫(xiě)出一點(diǎn))
(2)小紅發(fā)現(xiàn)體積較大的石塊無(wú)法利用量筒和天平測(cè)量密度,她制作了一個(gè)固體密度計(jì)(圖丙),測(cè)量步驟如下:
①將細(xì)桿在O點(diǎn)固定并懸掛起來(lái),使它在水平位置保持平衡。確定D點(diǎn)和E點(diǎn),測(cè)量OD長(zhǎng)20厘米,OE長(zhǎng)40厘米。
②把大石塊懸掛在D點(diǎn),在E點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉,讀出其示數(shù)F為7牛。
③把大石塊浸沒(méi)在水中,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F2為4.5牛。
請(qǐng)根據(jù)小紅的測(cè)量數(shù)據(jù),計(jì)算大石塊的密度。
【新考向】(2024 寧波模擬)水箱是生活中常用的供水工具。小明根據(jù)水箱的結(jié)構(gòu)自制了圓柱形薄壁水箱模型。如圖甲所示為該模型的示意圖,A為注水口,B為出水口,C為溢水口(當(dāng)水箱中的水面達(dá)到溢水口則水會(huì)從溢水口溢出)。小明對(duì)該模型進(jìn)行了探究,他先關(guān)閉出水口,從注水口勻速向空模型中注入水,通過(guò)停表記錄時(shí)間為t,每隔2min暫停注入并用天平測(cè)量模型與水的總質(zhì)量為m。小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出如圖乙所示的m﹣t圖像。已知溢水口距模型底部的距離為hc=20cm,模型的底面積為S=200cm2,注水速度為v=50mL/min,ρ水=1g/cm3。忽略各水口體積等次要因素。
(1)求模型的質(zhì)量m0;
(2)當(dāng)模型中的水面達(dá)到溢水口后,停止注水,小明將圖丙所示底面積為SM=100cm2,高為hM的圓柱形金屬塊M放入模型中(金屬塊M沉底),溢出水后,測(cè)得總質(zhì)量為m1=6200g,取出金屬塊M后,再次測(cè)得總質(zhì)量為m2=3500g(不計(jì)取出金屬塊M的過(guò)程中所粘水的質(zhì)量)。求金屬塊M的密度ρM。
(3)在(2)題中當(dāng)金屬M(fèi)沉底且水面與溢水口齊平時(shí),停止注水,通過(guò)放水開(kāi)關(guān)B放出水。求當(dāng)放出2.4kg水時(shí),模型中剩余水的深度。
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