初中科学华师大版八年级上册1 密度达标测试
展开一、密度及其测量
(1)密度
定义 | 在物理学中,某种物质组成的物体的。质量与它的体积之比叫做这种物质的密度 |
公式 | ρ=,ρ表示密度,m表示质量,V表示体积 |
单位 | 基本单位:千克每立方米,符号是kg/m3 常用单位:g/cm3 换算关系:1 g/cm3=103kg/m3 |
基本性质 | 属性:密度是物质的一种特性,其大小与质量和体积无关;不同物质的密度一般不同 |
可变性:同一种物质的密度会随物体的温度、状态的改变而改变 | |
几种常见 的密度值 | 水的密度是1.0×103kg/m3 酒精的密度是0.8×103kg/m3 冰的密度是0.9×103kg/m3 |
测量工具 | 天平、量筒 |
密度的应用 | 密度与温度:温度能够改变物质的密度,常见物质受温度影响的规律是热胀冷缩,一般气体受温度影响最大,固体、液体受温度影响最小 |
密度的应用:(1)鉴别物质 (2)判断实心、空心 |
【温馨提示】1)密度反映的是体积相同的物质质量不同这一特性。同一物质,在温度、压强等条件相同的情况下,密度总是一定的。
2)不同物质的密度一般不同,因此可以根据密度鉴别物质的种类。
【特别关注】运用公式ρ=m/V及其变形式进行计算应注意:①公式中物理量应针对同一物体;②统一公式中物体量的单位.;③当题中涉及几种物质时,每个物理量应采用“脚标”的方式加以区分.
(2)密度的测量
①体积的测量
测量工具 | 量筒、量杯 | ||
量筒 | 单位 | mL 1 mL=1cm3 | |
量筒的 使用 | 看 | 量程和分度值 | |
放 | 放在水平台上 | ||
读 | 量筒中的液面是凹形的,读数时,视线要和凹面的底部相平;量筒中的液面是凸形的,读数时,视线要和凸面的顶部相平 |
②密度的测量
实验原理 | ρ= |
测量工具 | 天平、量筒 |
测量液体密度的实验步骤 | (1)用天平测量出烧杯和液体的质量m1 (2)向量筒中注入适量的液体,读出体积V (3)用天平测量烧杯和剩余液体的质量m2 (4)用公式ρ=计算出液体的密度 |
测量固体的密度的实验步骤 | (1)用天平测量出固体的质量m (2)向量筒中注入适量的水,读出水的体积V1 (3)将固体全部浸没在水中,读出体积为V2 (4)用公式ρ=计算出固体的密度 |
【温馨提示】(1)测量固体的密度时,必须先测量固体的质量,然后再测量固体的体积,这样就不会因为物体表面有液体残留,造成所测质量偏大,所测密度偏大。(2)测量液体密度时,若先测量空烧杯的质量,再测量液体和烧杯的总质量,然后将液体全部倒入量筒中,会由于烧杯中的液体倒不尽,使得所测体积偏小,所测密度偏大,误差较大。
二、密度是物质的一种属性
1、密度是物体的特征。油比水轻,说的是油的密度小于水的密度,所以油漂浮在水上。
2、不同物质,在体积一定时,质量跟密度成正比;不同物质,在质量一定时,体积跟密度成反比。
3、不同物质,质量相等时,体积跟密度成反比(ρ甲>ρ乙,当甲、乙都是m时,V甲<V乙)。如质量相等的铜块和铁块,铜块体积小于铁块体积。
4、不同物质,体积相等时,质量跟密度成正比(ρ甲>ρ乙,当甲乙两物质体积都是V时,m甲>m乙)。如同一个瓶,装满水和装满油相比较,装满水的质量大。
5、气体有充满空间的特点,比如氧气瓶内氧气用掉一半,质量减小一半,体积不变,则密度减小一半。
三、密度公式的变形及应用
1、根据密度定义式ρ=m/V,结合数学思维进行灵活的公式变形,如m=ρV或V=m/ρ计算物质的密度、质量或者体积。
2、鉴别问题:根据物质的密度不同,通过测定物体密度,确定物体材料。
利用ρ=m/V可以求出物质的密度,再对照密度表可以鉴别物质,可用于鉴别物质是否纯净,物体是否空心等。
例如有一只金戒指,用量筒测得其体积为0.24cm3,用天平称出其质量为4.2g,判断戒指是否是由纯金制成的?
判断方法:ρ=m/V=4.2g/0.24cm3=17.5g/cm3=17.5×103kg/m3<ρ金,故戒指不是纯金的。
3、空心问题:通过比较物体密度、比较体积、比较质量三种方法判断物体是实心还是空心。
①如果m实>m物,则物体是空心的;②如果V实<V物,则物体是空心的;③如果ρ实>ρ物,则物体是空心的。
例如一铜球的质量是178g,体积是40cm3。判断该铜球是空心的还是实心的?
判断方法:
方法一:比较体积法V=m球/ρ铜=178g/(8.9g/cm3)=20cm3<V球;所以为空心球,球空心部分的体积V空=V球-V。
方法二:比较密度法ρ=m球/V球=178g/40cm3=4.45g/cm3<ρ铜;所以为空心球。
方法三:比较质量法m=ρ铜V球=8.9g/cm3×40cm3=356g>m球;所以为空心球。
4、利用密度计算体积或巧测密度
(1)无量筒,利用天平测容器的容积。例如一只玻璃瓶装满水时总质量为200g,装满酒精时总质量为180g,求这只瓶子的质量和容积分别为多少。
思路与方法:瓶子的容积一定,所以这类问题的解题关键在于求出V瓶。
m瓶+m水=m瓶+ρ水V瓶=200g ①
m瓶+m酒精=m瓶+ρ酒精V瓶=180g②
得:V瓶=100 cm3,m瓶=100g。
(2)利用天平、排水法测物质密度。例如一个装满水的玻璃杯的总质量为700g,将一金属块放入水中,待水溢出稳定后,把杯子外部擦干,称得其总质量为1040g,将金属块取出后其总质量为500g,求该金属块的密度。
思路与方法:首先求出溢出液体的体积,再根据进行解答。
m物=1040-500=540,m溢=700g-500g=200g,
V物=V溢=m溢/ρ水=200g/(1g/cm3)=200cm,
ρ物=m物/V物=540g/200m3=2.7×103kg/m3。
1、a,b,c为三种不同的液体,它们的质量与体积的关系如图所示( )
A.若a,b,c的质量相同,a的体积最大;
B.若a,b,c的质量相同,a的体积最小;
C.若a,b,c的体积相同,b的质量最大;
D.若a,b,c的体积相同,b的质量最小
2、(多选)下列例子中,密度不变的是( )
A.水结成冰 B.粉笔用了一半
C.铁杵磨成针 D.氧气瓶中的氧气被用去一半
3、50 mL水和50 mL酒精混合(ρ酒精=0.8×103 kg/m3),则该混合液的密度是( )
A.大于0.9×103 kg/m3 B.小于0.9×103 kg/m3
C.等于0.9×103 kg/m3 D.无法判断
1、如图(1)所示,桌面上放有三个相同的玻璃杯,分别装有质量相同的三种液体甲、乙、丙,它们的质量与体积的关系如图(2)所示,三个杯子从左至右依次装的液体种类是( )
A.乙,丙,甲 B.甲,丙,乙 C.甲,乙,丙 D.丙,乙,甲
2、小敏为了测量一实心塑料小球的密度,先用天平测出塑料小球的质量m,再用量筒测量塑料小球的体积(选用了石块来助沉)。先在量筒内放入适量的水,测得水的体积为V1,用细线拴一石块,没入水中,测出水和石块的总体积为V2,然后将石块和塑料小球拴在一起,没入水中,测出水面对应刻度为V3。若不考虑实验过程中水的损失,则塑料小球的密度应为( )
A. B. C. D.
3、如图所示,由不同物质制成的甲、乙两种实心球的体积相等,此时天平平衡。则制成甲、乙两种球的物质密度之比为( )
A.3∶4 B.4∶3 C.2∶1 D.1∶2
4、用相同质量的铝、铁、铜制成的体积相等的金属球(已知ρ铝=2.7×103千克/米3 ,ρ铁=7.9×103千克/米3 ,ρ铜=8.9×103千克/米3),则可能出现的情况是( )
A. 如果铜球是实心的,那么铁球一定是实心的
B. 如果铁球是实心的,那么铜球和铝球一定是空心的
C. 如果铝球是实心的,那么铁球和铜球一定是空心的
D. 三个球都是空心的,且空心部分体积V铝>V铜>V铁
5、如图所示一个瓶子里有不多的水,乌鸦喝不到水,聪明的乌鸦就衔了很多的小石块填到瓶子里,水面上升了,乌鸦喝到了水。如果瓶子的容积为450 mL,内有0.2 kg的水,若要水上升到瓶口,乌鸦投入其中的石块的体积是 ,石块的质量是 。(石块密度为2.6×103 kg/m3)
6、两块实心的正方体铁块,大的正方体边长是小的正方体边长的2倍,则大、小正方体铁块的密度之比是 ,体积之比是 ,质量之比是 。
7、一个体积为30 cm3的铜球,质量是178 g,问铜球是________(填“空心”或“实心”)的。若是空心的,灌满水后的总质量为________。(ρ铜=8.9×103 kg/m3)
8、甲、乙两块金属,它们的密度之比是 3∶1,质量之比是 1∶2,甲、乙两金属体积之比是 ,如果把甲截去一半,乙截去四分之三,剩下部分密度的之比是 。
9、2020年12月17日,“嫦娥五号”返回器携带质量为1731g的月球样品在预定区域安全着陆。样品容器是在真空状态下进行封装的。在回归地球的途中,月球样品的质量保持______;航空器能在高空飞行,原因之一是航空器材常采用强度高,密度______的合金或新型合成材料制成的。
10、小明在“测量液体密度的实验”中得到的数据如下表,根据表中数据可得到液体密度为 ,容器的质量为 。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
液体体积/cm3 | 5.8 | 7.9 | 16.7 | 35.1 |
液体和容器的总质量/g | 10.7 | 12.8 | 21.6 | 40.0 |
1、小明发现橙子在水中下沉,他用实验测量它的密度。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,把游码放到标尺左端的零刻度线处,调节 直到指针指在分度盘中线处。
(2)用调节好的天平称橙子的质量,当天平重新平衡时,所用砝码和游码在标尺上的位置如图所示,则橙子的质量是 g。利用排水法测出橙子体积是150 cm3,则橙子的密度
为 g/cm3。
(3)做完实验整理器材时,小明发现天平上的砝码有一个生锈了,这会导致测量的质
量 (选填“偏大”或“偏小”)。
(4)小明换了一种测量方法,在薄壁透明小水槽中注入适量的水,将其置于水平桌面上。让空烧杯漂浮在水面上,测出水的深度为h;再将橙子放入烧杯中,此时烧杯仍漂浮在水面上,测出水深为h1;最后将橙子取出放入水槽中,烧杯仍漂浮在水面上,橙子沉底后,浸没在水中,测出水深为h2,由此可求出橙子密度ρ橙= (用字母表示)。(整个过程中水没有溢出,且橙子不吸水)
2、学校研究性学习小组,测量一种矿石的密度。现有器材:小矿石块、天平(含砝码)、一个烧杯、足量的水、细线。小组同学们设计了一种测量矿石密度的方案如下:
(1)调节天平平衡后,小明用天平测量矿石块的质量,如图甲,指出实验操作中的错误: 。改正错误后,小明用正确的方法称矿石块的质量,平衡时放在盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图乙,则矿石块的质量m0为 g;
(2)在烧杯中倒满水,称出烧杯和水的总质量m1;
(3)将矿石块轻轻放入装满水的烧杯中,矿石块沉入杯底,烧杯溢出水后,将烧杯壁外的水擦干净,放在天平左盘上,称出此时烧杯、杯内矿石和水的总质量m2;
(4)写出矿石密度的表达式:ρ矿石= (用m0、m1、m2、ρ水来表示)。
3、小琪非常喜欢吃大樱桃,很想知道它的密度,于是进行了如下测量:
(1)将天平放在水平台上,游码移到标尺左端的“0”刻度线处,指针的位置如图甲所示,则应将平衡螺母向 (填“左”或“右”)端调节,使横梁平衡。
(2)他取来一颗大樱桃,用天平测出了大樱桃的质量(如图乙所示)为 g。
(3)将一颗大樱桃放入装有30 mL水的量筒中,水面上升到图丙所示的位置,大樱桃的体积为 cm3,密度为 g/cm3。
(4)小琪将大樱桃放入量筒中时,筒壁上溅了几滴水,所测的大樱桃密度会 (填“偏大”或“偏小”)。
(5)小琪还想利用大樱桃(已知密度为ρ0)、平底试管、刻度尺测量家里消毒液的密度,实验步骤如下:
①在平底试管中倒入适量的消毒液,用刻度尺测量试管中液面的高度h1。
②将大樱桃放入试管内的消毒液中,大樱桃处于漂浮状态,用刻度尺测量试管中液面的高度h2。
③取出大樱桃,在其内部插入一根细铁丝(忽略大樱桃体积的变化),重新放入试管内的消毒液中,由于浸没在消毒液中时重力 (填“大于”“小于”或“等于”)浮力,大樱桃沉入试管底部,用刻度尺测量试管中液面的高度h3。
④消毒液密度的表达式为ρ消毒液= 。
4、小明想测量大米的密度,但由于大米容易吸水,导致体积明显变化,因此用排水的方法测量大米的体积是不合理的。于是小明进行了如下思考。
他设想将大米与空气密封在一个注射器内,只要测出注射器内空气和大米的总体积及空气的体积,其差值就是大米的体积。但如何测出空气的体积呢?
查阅资料得知:温度不变时,一定质量气体的体积与其压强的乘积是定值。于是进行了如下实验:称取5 g大米并装入注射器内(如图),从注射器的刻度上读出大米和空气的总体积,通过压强传感器测出此时注射器内空气压强为p;而后将注射器内的空气缓慢压缩,当空气压强增大为2p时,再读出此时的总体积(压缩过程中大米的体积、空气的温度均不变),整理相关数据记录如下表。
| 注射器内空气压强 | 注射器大米的总体积内空气和 | 注射空气体积器内 |
压缩前 | p | 23 mL | V |
压缩后 | 2p | 13 mL | 0.5V |
由实验测得大米的密度为________克/厘米3。(计算结果精确到0.01)
5、一汽车最大运载量是30 t,容量是40 m3,现在要运钢材和木材两种材料,已知钢材的密度是7.8×103 kg/m3,木材密度是0.5×103 kg/m3。问这两种材料应该怎样搭配才能使这辆车得到充分利用?(结果保留两位小数)
6、用一个瓶子盛某种液体,测出装入液体的体积V与液体和瓶子的总质量m,画出mV的关系图像如图所示。求:
(1)空瓶子的质量是多少?
(2)该液体的密度是多少?
(3)如果在这个瓶子里装60厘米3的这种液体,液体与瓶子的总质量为多少?
7、体积是20 cm3的铜球,质量是89 g,求:(ρ铜=8.9×103 kg/m3,ρ铝=2.7×103 kg/m3)
(1)此球是空心还是实心?
(2)若是空心的,空心体积是多大?
(3)若将空心部分铸满铝,这个球的质量是多少?
8、小花同学利用天平和量杯测量某种液体的密度时,记录的实验数据如下表所示。这种液体的密度和空量杯的质量分别是( )
液体与量杯的质量m/g | 30 | 50 | 70 |
液体的体积V/cm3 | 10 | 30 | 50 |
A.3.0×103 kg/m3,10 g B.1.7×103 kg/m3,10 g C.1.4×103 kg/m3,20 g D.1.0×103 kg/m3,20 g
9、某工厂试生产了13个零件,发现有一个是次品,只知道其与正品的质量不等,若现在你身边只有一架天平,你怎么称出这个次品零件?请写出具体步骤。
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