备考2024年中考物理重难点精讲精练：80-热点41 测量物质的密度实验（精讲）

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中考物理热点复习精讲精练 热点41测量物质的密度实验（精讲）知识梳理实验名称测量小石块的密度测量盐水的密度原理器材天平、量筒、细线、小石块、水等天平、量筒、烧杯、盐水等方法一方法二步骤1.用天平测出小石块的质量m2.向量筒中倒入适量的水，记下水的体积V13.将用细线拴好的小石块浸没在量筒内的水中，记下液面对应的刻度V24.计算出小石块的密度1.在烧杯中倒入适量盐水，用天平测出总质量m12.将烧杯中的一部分盐水倒入量筒中，记下量筒中盐水的体积V3.用天平测出烧杯和剩余盐水的质量m24.计算出盐水的密度1. 用天平测出空烧杯的质量m12.向烧杯中倒入适量的盐水，用天平测出烧杯和盐水的总质量m23.将烧杯中的盐水倒入量筒，测出盐水的体积V4.计算出盐水的密度表达式 方法指导1.在测盐水的密度时，若采用上面的方法二，由于在将烧杯中的盐水倒入量筒时倒不干净，使得所测盐水的体积偏小，从而导致测得的盐水的密度偏大，因此为使实验结果更准确，最好采用方法一2.对于密度比水小，无法浸没在量筒内水中的固体，我们可以采用以下两种方法测量固体的体积：①助沉法。即将待测固体和能沉入水中的重物用细线系在一起，先将能沉入水中的重物浸没在量筒内的水中，读出体积V1，再将两个物体一起浸没在水中，读出体积V2，则待测体的体积V= V2- V1，如图所示②针压法。即用一根细针将待测固体压入量筒内的水中使其浸没，测固体的体积。3.若待测固体较大，无法放入量筒中，可以采用以下两种方法测量体积：①溢水法。将待测固体放入装满水的溢水杯中，用小烧杯接住溢出来的水，然后将小烧杯中的水倒入量筒中，测出水的体积就等于固体的体积。如图所示②补水法。往烧杯中加水直至待测固体浸没在水中,在水面的位置做标记,取出待测固体，往量筒内装入体积为V1的水,然后将量筒的水缓慢倒入烧杯中直至水面到达标记处,量筒内剩余水的体积为V2，则固体的体积为V= V1- V2,如图所示. 典例讲解例1.下列测量物质密度的方案中，最合理的是（　　）A．测小矿石密度：用装有适量水的量筒测体积后，再用天平测质量 B．测比赛用铅球密度：用天平测质量后，再用装有适量水的量筒测体积 C．测牛奶密度：用天平测出烧杯和牛奶的总质量，将烧杯中的部分牛奶倒入量筒，再次用天平测出烧杯和剩余牛奶的总质量              D．测樟脑球的密度：先用天平测出6颗樟脑球的质量，再将6颗樟脑球用保鲜膜包起来，放入装有适量水的量筒测体积【分析】测量固体的密度需要分别测量出物体的质量和体积，但是在测量过程中需要考虑实际情况，具体问题具体分析；测量液体的密度实验中，可先测出烧杯和待测液体的总质量，然后将一部分待测液体倒入量筒中，读出其体积，再测出烧杯和剩余待测液体的质量，用总质量减去剩余的质量即为量筒中待测液体的质量，最后根据密度公式求出待测液体密度。【解答】A、用装有适量水的量筒测小矿石的体积，取出时小矿石上会沾有一些水，再用天平测质量时，会导致小矿石的质量测量值偏大，则密度测量值的误差较大，故A不合理；B、比赛用的铅球体积和质量比较大，用量筒和天平无法测量出它的体积和质量，故B不合理；C、测量牛奶的密度实验中，可先测出烧杯和牛奶的总质量，然后将一部分牛奶倒入量筒中，读出其体积，再测出烧杯和剩余牛奶的质量，用总质量减去剩余的质量即为量筒中牛奶的质量，最后根据密度公式求出牛奶密度，故C合理；D、将6颗樟脑球用保鲜膜包好后，先用天平测其质量，再用装有适量水的量筒测体积，由于樟脑球的密度小于水的密度，所以用量筒无法测量出它的体积，故不D合理。故选：C。例2．学习了“测量物质密度实验”以后，来到实验室测量糖水的密度。（1）将天平放在 　   　台上，将游码移到标尺左端的 　   　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 　   　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 　   　g；（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 　   　cm³，配制糖水的密度是 　   　kg/m3。（4）实验后小鹏想只用一架天平（带砝码）和一个小瓶，利用刚测得的糖水密度，测量一枚玉戒指的密度，请你帮他将下列步骤补充完整：①用天平测出玉戒指的质量为m0；②将小瓶中加 　   　（选填“适量”或“满”）糖水，测出其总质量为m1；③　   　，用毛巾擦干小瓶外溢出的糖水，测出此时的总质量为m2；④玉戒指的密度ρ玉戒指＝　   　ρ糖水。【分析】（1）使用天平测量物体的质量前，把天平放在水平台上，将游码移到标尺左端的零刻度线处，移动平衡螺母，如果指针左偏，向右调节平衡螺母；如果指针右偏，向左调节平衡螺母，使天平横梁在水平位置平衡；（2）知道烧杯质量，读出白糖和烧杯的总质量，可求出白糖的质量；（3）读出量筒中水的体积，利用m＝ρV求水的质量，与白糖的质量相加可得量筒内糖水的总质量，读出量筒中糖水的体积，利用密度公式求糖水的密度；（4）根据ρ＝测量玉戒指的密度，测出了玉戒指的质量m0后，还需要知道玉戒指的体积，利用排水法，玉戒指的体积等于其排开糖水的体积，计算出其排开糖水的质量，根据V＝可求出糖水的体积，从而得知玉戒指的体积，由此设计实验步骤并推导出玉戒指的密度表达式。【解答】（1）将天平放在水平台上，将游码移到标尺左端的零刻度线处，此时指针偏向在分度盘中央刻度线右侧，则向左调节平衡螺母，使天平在水平位置平衡；（2）已知烧杯质量m1＝32g，由图乙知，白糖和烧杯的总质量m2＝20g+20g+5g+4g＝49g，白糖的质量：m糖＝m2﹣m1＝49g﹣32g＝17g；（3）由图丙知，量筒中水的体积V水＝40mL＝40cm3，水的质量：m水＝ρ水V水＝1g/cm3×40cm3＝40g，量筒内糖水的总质量：m＝m糖+m水＝17g+40g＝57g，由图丁知，量筒中糖水的体积V＝50mL＝50cm3，糖水的密度：ρ＝＝＝1.14g/cm3＝1.14×103kg/m3；（4）测量玉戒指的密度时，原理为ρ＝，测出了玉戒指的质量m0后，可再利用排水法测量出玉戒指的体积，由此设计实验步骤：①用天平测出玉戒指的质量为m0；②将小瓶中加满糖水，测出其总质量为m1；③将玉戒指放入装满糖水的小瓶内，用毛巾擦干小瓶外溢出的糖水，测出此时的总质量为m2；则溢出糖水的质量为：m糖水＝m0+m1﹣m2，溢出糖水的体积为：V糖水＝＝，玉戒指的体积等于溢出糖水的体积，即V0＝V糖水＝，玉戒指的密度为：ρ玉戒指＝＝＝。故答案为：（1）水平；零刻度线；左；（2）17；（3）50；1.14×103；（4）②满；③将玉戒指放入装满糖水的小瓶内；④。例3．小丽在学习了密度知识后，对测量物质的密度产生了浓厚的兴趣，于是利用学过的知识来“测量酸奶的密度”，过程如下：（1）小丽用托盘天平先测量酸奶的质量，在调节天平平衡时发现天平的指针偏向刻度盘的右侧，为使天平平衡，应将横梁右端的螺母向 　   　调。（2）天平调节平衡后，小丽用天平测得空烧杯的质量为31.4g，接着将酸奶倒入烧杯中，当天平平衡后，测得烧杯和酸奶总质量如图所示，则酸奶的质量为 　   　g。如图所示用量筒测出酸奶的体积为 　   　cm3，则酸奶的密度为 　   　kg/m3。（3）试验结束后，小丽和同学们互相交流，认为小丽的测量方法测得的密度值偏 　   　，原因是 　   　。（4）小丽试验时不小心打碎了量筒，于是她巧妙地利用天平，有盖的玻璃瓶和水，测量酸奶的密度：第一步：用天平测出有盖小玻璃瓶的质量为m1。第二步：在小玻璃瓶中 　   　水并盖上盖子，用天平测出瓶和水的总质量为m2。第三步：将小玻璃瓶中的水 　   　，再 　   　酸奶并盖上盖子，测出瓶和酸奶的总质量为m3。第四步：则酸奶的密度的表达式：　   　。【分析】（1）天平指针偏右，应向左调平衡螺母；（2）天平平衡时物体的质量等于右盘中砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值。注意标尺的分度值；被测液体的质量等于烧杯和水的总质量减空烧杯的质量；认清量筒的分度值，然后读出酸奶的体积。根据公式ρ＝计算出酸奶的密度；（3）根据操作过程分析测量的物理量，由于将酸奶从烧杯倒入量筒时不能完全倒干净，造成所测体积偏小，从而计算出的密度偏大；（4）此过程缺少量筒，所以解决此题关键是解决酸奶的体积。根据提示，我们可以计算出已知质量的水的体积，让酸奶和水的体积相同就可以了。为使水和酸奶的体积相同，应在小瓶中盛满水或酸奶。【解答】（1）指针偏向刻度盘的右侧，为使天平平衡，应将横梁右端的螺母向左调；（2）由图乙知，标尺的分度值为0.2g，烧杯和水的总质量m总＝50g+20g+10g+1.4g＝81.4g；所以液体的质量m＝81.4g﹣31.4g＝50g；由丙图知量筒的分度值是2mL，所以量筒中酸奶的体积为40cm3。根据ρ＝＝＝1.25g/cm3＝1.25×103kg/m3；（3）由题意知，当将酸奶倒入量筒时，不能倒干净，所以所测酸奶的体积偏小，根据公式ρ＝，所测的密度偏大；（4）实验过程中正确步骤如下：第一步：用天平测出有盖小玻璃瓶的质量为m1；第二步：在小玻璃瓶中装满水并盖上盖子，用天平测出瓶和水的总质量为m2；第三步：将小玻璃瓶中的水倒出，再装满酸奶并盖上盖子，测出瓶和酸奶的总质量为m3；第四步：酸奶的体积：V酸奶＝V水＝，酸奶的质量：m酸奶＝m3﹣m1；酸奶密度的表达式：ρ奶＝＝＝•ρ水。故答案为：（1）左；（2）50；40；1.25×103；（3）大；由于将酸奶从烧杯倒入量筒时不能完全倒干净，造成所测体积偏小；（4）装满；倒出；装满；ρ奶＝•ρ水。