1、专题五 测量物质的密度,研题型解易,考情通览,类型一 常规方法测量物质密度,题型特点 近几年山西中考密度测量有固体、液体交替考查的规律,基本上遵循常规考 法。常规法测量物质的密度以= 为实验原理,以天平为主要器材测量物体 的质量,以量筒为主要器材测量物体的体积,旨在考查两种基本测量工具的使 用,根据测量的数据计算物体的密度,评价测量结果、误差分析。,解题策略 利用的物理思想:间接法测量物体密度,需要先测量出物体的质量和体积,对 于实验方案的选取、误差的分析,都应该从测量物体的质量和体积的过程着 手,判断出是质量还是体积引起的误差,进而分析出密度值是偏大还是偏小和 方案的优劣。,典例1(2018
2、岳阳)用天平和量筒测量某品牌牛奶的密度。 (1)天平放在水平台上,将游码移到零刻度线处,指针位置如图甲,应向左(选填 “左”或“右”)调节平衡螺母,直至横梁平衡; (2)往烧杯中倒入适量牛奶,测得烧杯和牛奶的总质量为106 g; (3)将烧杯中部分牛奶倒入量筒,如图乙,再测出烧杯和剩余牛奶的质量,如图 丙; (4)算出牛奶的密度为 1.1 g/cm3; (5)若操作第(3)步时,不慎将少量牛奶附着在量筒内壁上,测得的牛奶密度将 会偏大(选填“偏小”“不变”或“偏大”);,(6)两个相同的杯子分别装满水和牛奶,总质量较大的是装 牛奶 的杯子。(水= 1 g/cm3),思路点拨 熟练掌握天平和量筒
3、的使用方法;根据实验方案得出倒入量筒中 待测液体的质量和体积,再根据密度公式计算出待测液体的密度值;评估实验 结果时,重点分析体积和质量在测量过程中哪些环节容易产生误差,对实验结 果的影响会怎样。,高分秘籍 天平和量筒是初中物理学中两种基本的测量工具。正确、准确地测量 物质的密度是考试热点。建议在复习过程中通过专题的方式在常规测量的 基础上逐步找到实验误差的原因,并能准确地表达和分析。,1.(2018潍坊)用天平和量筒等器材测量食用油的密度,实验步骤如下: (1)天平调好后,将盛有食用油的烧杯放在天平的左盘,在右盘中添加砝码并 拨动游码,天平平衡时,游码位置和所加砝码如图甲所示,则烧杯和食用油
4、的 总质量是 73.4 g; (2)将烧杯中食用油倒入量筒中一部分,液面位置如图乙所示,倒出 的食用油体积为 40 mL;,甲,乙,(3)用天平测出烧杯和剩余食用油的质量为41.0 g,则该食用油的密度 = 0.81103 kg/m3; (4)若将食用油倒入量筒时,量筒壁上沾上了少量食用油,则食用油密度的测 量值比真实值 大 (选填“大”“小”或“不变”)。,答案 说明:第(1)、(2)小题每空1分,其余每空2分,本题共6分。,类型二 特殊方法测物质密度,题型特点 特殊方法测量密度一般是指利用除天平、量筒以外的测量工具间接测量质 量和体积这两个物理量。例如:测力计和细线的组合可以测出固体的重力
5、,进 而算出质量;测力计、水和细线的组合可以利用等量转换的思想测出一个固 体的体积;量筒和水的组合可以间接测出漂浮物的质量;天平、水和带盖的瓶 子的组合可以间接测出待测液体的体积;等等。,解题策略 利用的物理思想:,1.等效替代法。如:固体浸没在水中时,V物=V排水;漂浮在水上的物体,m待测= m排水;利用同一容器分别装待测液体和水,V液=V水。,2.转化法。如:固体浸没在水中时V物=V排水= ,将体积的测量转化成了质 量的测量,在缺少量筒的情况下可以利用天平来完成质量和体积的测量;漂 浮在水上的物体,m待测=m排水=V排水水,将质量的测量转化成了体积的测量,在缺 少天平的情况下可以利用量筒来
6、完成质量和体积的测量;利用同一容器分 别装待测液体和水,V液=V水= ,将体积的测量转化成了质量的测量,在缺少 量筒的情况下可以利用天平来完成质量和体积的测量。 这类试题综合能力要求较高,建议分类训练。,典例2(2018连云港)现有一形状不规则的金属块,小明同学用弹簧测力计、 细线、烧杯、水,测出了金属块的密度。 (1)请将实验步骤补充完整。 用细线系住金属块,用弹簧测力计测出其重力G; 将金属块浸没在水中,再次读出弹簧测力计的示数F ; 金属块密度的表达式为= 水 (已知水的密度为水)。 (2)实验反思:在实验中,要使测力计的示数有明显的变化,金属块的体积应该,大一些 (选填“大些”或“小一
7、些”)。,思路点拨 利用弹簧测力计和细线的组合可以测出固体的重力,进而算出质 量;利用弹簧测力计、水和细线的组合可以测出固体在水中受到的浮力,求出 固体排开水的体积V排,再利用等量转换的思想求出固体的体积V固=V排;最后利 用测密度原理= 代入公式进行整理和误差分析。,高分秘籍 将测密度的实验与转换法相结合是此类题的一种拓展方式,考查了学生 对物理量相互之间逻辑思维的理解能力。建议在复习过程中通过划分专题 的方式逐步梳理出测质量和体积的常规和特殊方法,调整思路,不断整合,提 升能力。,2.(2018海南)小红去昌江棋子湾游玩时,捡到一块漂亮的小彩石。回到学校 后,他应用所学的物理知识测量这块彩
8、石的密度,实验操作如下: (1)如甲图所示,用细线拴住彩石,挂在弹簧测力计上,根据弹簧测力计的示数 可知,彩石的重力是 3.6 N。 (2)如乙图所示,将彩石浸没水中,根据弹簧测力计的示数可 计算出彩石所受的浮力是 1.2 N。,(3)利用以上测量数据计算出这块彩石的密度是 3103 kg/m3。(g取10N/kg),类型三 测特殊物质的密度,题型特点 特殊的物质通常有:吸水性的固态物质、易溶性的固态物质、体积较大的物 质、无法下沉的物质、有空隙的物质、不能与液体接触的固体小颗粒或粉 末状物质。应对的方法有:排沙法、沉坠法、针压法、等效代替法等。这类 物质在山西中考中也有可能出现。,解题策略
9、在掌握常规法、特殊法测量物质密度的基础上,结合题目给出的待测物质的 特殊性,分析出应对的方法进行解题即可。,典例3(2018福建A)小明要测量木块的密度。实验器材有:木块、弹簧测力计 (05 N)、底部固定有滑轮的水槽、细线及足量的水。(g取10 N/kg) (1)先用弹簧测力计测木块的重力,如图甲,示数为 2.4 N;再用细线绕过滑轮将 木块与弹簧测力计连接起来,接着往水槽倒入适量的水,使木块浸没在水中, 如图乙,木块在水中静止时弹簧测力计示数为1.6 N。木块的体积为 410-4 m3, 密度为 0.6103 kg/m3。本实验中滑轮的作用是 改变力的方向 。,(2)小明分析发现,如果把水
10、换成其他液体,弹簧测力计的示数就会不同,于是 他把弹簧测力计的刻度改成相应的密度值,将该装置改装为测量液体密度的 “密度计”。原弹簧测力计的1.0 N刻度处应标注为 0.85103 kg/m3,该“密度,计”的刻度分布 均匀 (选填“均匀”或“不均匀”)。 (3)若要增大这种“密度计”的最大测量值,可以采取的方法有 换用更大量程 的弹簧测力计(换用体积更小的木块、换用密度更大的物块等) (写出一种即 可)。,思路点拨 待测物体为木块,其密度小于水的密度,浸入水中后会漂浮在水 面,无法浸没,故设计了如图乙所示的实验方案,利用定滑轮改变力的方向,向 下将木块拉入水中,直至浸没,这样就可以利用等效替
11、代法了,木块的体积与 其排开液体的体积相等,即V木=V排。利用弹簧测力计测出木块的重力,进而算 出其质量m;利用弹簧测力计、水和细线的组合可以测出木块在水中受到的 浮力,关键要对木块进行受力分析,木块受竖直向下的拉力、重力和竖直向上 的浮力,通过读取此时弹簧测力计的示数,即木块受到的拉力,求出木块受到 的浮力F浮=G木+F拉和F浮=液V排g,进而求出木块排开水的体积V排,V木=V排;最后,利用测密度原理= 带入公式进行整理即可。分析如何增大“密度计”的 最大测量值,可以利用表达式液= 进行分析,得出答案。,高分秘籍 特殊物质的密度测量往往跟特殊的测量方法相结合,要求学生从物质的 特点出发设计实验,能力层次要求更高。计算时往往结合数学中的方程知 识、体积公式等,实质上也是对学科渗透能力层面的考查。,3.小强观察到学校在硬化路面时,工人师傅用振动器在混凝土上来回振动,他 想这样做可能是为了增大混凝土的密度,于是他用天平、量筒和细沙等器材 做了如下实验: (1)他用调好的天平按图中的顺序进行实验,根据图中数据可知道,量筒中细 沙质量是 110 g,体积是 50 cm3,细沙的密度是 2.2103 kg/m3。,(2)接下来他将量筒内的细沙 压实(合理即可) 并抹平,发现体积变小,由此判断 所测细沙密度变大,从而验证了他的想法。,
