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物理八年级上册第六章 质量和密度第3节 测量物质的密度优秀学案
展开1、密度测量工具的使用
(1)密度测量工具:密度测量的常用工具是量筒(量杯)、天平。用量筒测量固体和液体的体积;用天平测量物体质量。
(2)量筒的使用:如图(1)所示,使用量筒时应注意以下几个方面:一、首先分清量筒的量程、单位和分度值(常见量筒单位是ml,1ml=1cm3,1L=1000ml=10-3m3;图(1)中,量筒量程100ml,分度值2ml);二、量筒使用时应放在水平桌面上;三、当液面是凸面时,视线应与凸液面的顶部保持水平;当液面是凹面时,视线应与凹液面的底部保持水平,图(2)中,红线表示正确读数的视线方向,此时读数为7.0ml)。
图(1) 图(2)
(3)天平的使用:用天平测量物体的质量。
天平的使用及注意事项:测量时,应将天平放在水平桌面上;先将游码拨回标尺左端的零刻线处(归零),再调节平衡螺母,使指针指到分度盘的中央刻度(或左右摆动幅度相等),表示横梁平衡;将物体放在左盘,砝码放在右盘,用镊子加减砝码并调节游码,使天平重新平衡;被测物体的质量=右盘中砝码的总质量+游码在标尺上的指示值。
2、固体密度的测量及试验
(1)用天平测量固体的质量m;
(2)在量筒中倒入适量的水,读出水的体积V1;
(3)用细线拴住固体,轻放浸没在水中,读出固体与水的总体积V2;
(4)计算固体的密度: QUOTE 。
3、液体密度的测量及试验
(1)用天平称出烧杯的质量m1;
(2)将适量的液体倒入烧杯中,用天平称出烧杯与液体的总质量m2;
(3)将烧杯中的液体倒入量筒中,读出量筒中液体的体积V;
(4)计算液体的密度:。
【考点1 密度测量工具的使用】
【典例1-1】(2022秋•东莞市期末)实验是科学学习的基本方法之一,如图实验操作规范的是( )
A.称量前调节天平平衡
B.读取量筒中液体体积
C.用温度计测量液体的温度
D.刻度尺测量物块长度
【答案】B
【分析】(1)称量前先把游码移至0刻度线,并调节平衡螺母,使天平左右平衡。
(2)使用量筒读数时,视线要与量筒内液体的凹液面的最低处相平;
(3)使用温度计测量液体温度时,应让温度计的玻璃泡浸没在待测液体中,既不能碰容器底,也不能碰容器壁;
(4)使用刻度尺测量物体长度时,要从0刻度线或以某一刻度当作“O”刻度开始量起。
【解答】解:A、天平调零的方法:游码拨到标尺的最左端,移动平衡螺母使天平平衡,图中游码未在最左端,故A错误;
B、读取量筒中液体的体积,视线与量筒内液体的凹液面的最低处相平,故B正确;
C、由图可知,用温度计测量液体的温度时,温度计的玻璃泡碰到了容器底,故C错误;
D、用刻度尺测量物块长度,没有从0刻度线或其它整刻度线量起,故D错误。
故选:B。
【典例1-2】(2022•樟树市模拟)小瑶用托盘天平测得药液和药瓶的总质量为60g,然后将药液倒一部分在量筒中,如图甲所示,再将药瓶放在天平上称剩余的质量,天平平衡时如图乙所示,量筒中药液的体积是 2×10﹣5 m3,量筒中药液的质量是 31.4 g。
【答案】2×10﹣5;31.4。
【分析】(1)读取液体体积时,视线要与凹液面底部相平,单位为mL;
(2)读出剩余药液与容器总质量,知道药液和药瓶的总质量,可求量筒中药液质量;
【解答】解:如图甲所示,药液的体积:V=20mL=20cm3=2×10﹣5m3;
如图乙知:剩余药液和烧杯的总质量是砝码20g+5g,游码刻度3.6g,共20g+5g+3.6g=28.6g;
量筒里液体的质量是:m=60g﹣28.6g=31.4g。
故答案为:2×10﹣5;31.4。
【变式1-1】(2022秋•两江新区期末)下列关于实验器材的使用和说法,正确的是( )
A.用托盘天平测量物体质量时,发现横梁不平衡时应调节平衡螺母使天平平衡
B.使用刻度尺测物体长度时,刻度尺的刻度面可以不紧贴被测物体
C.量筒在读数时,视线应与液面相平,若俯视,其体积测量值比真实值偏小
D.若与天平配套的砝码被沾了油污,测量物体质量时,其测量值比真实值偏小
【答案】D
【分析】(1)用托盘天平测量物体质量的过程中,不能调节平衡螺母;
(2)使用刻度尺测物体长度时,刻度尺的刻度面要紧贴被测物体;
(3)量筒在读数时,视线应与液面相平,俯视偏大,仰视偏小;
(4)当砝码沾满了油污,砝码本身的质量会变大,而物体的质量经这样的砝码测出来会仍按砝码所标的质量读出,物体的测量值会比真实值偏小。
【解答】解:A、用托盘天平测量物体质量前,发现横梁不平衡时应调节平衡螺母使天平平衡,测量过程中,不能调节平衡螺母,故A错误;
B、使用刻度尺测物体长度时,刻度尺的刻度面要紧贴被测物体,故B错误;
C、量筒在读数时,视线应与液面相平,若俯视,其体积测量值比真实值偏大,故C错误;
D、由于砝码沾满了油污,砝码的质量会比砝码所标的质量大,这样测出来的值会比真实值偏小,故D正确。
故选:D。
【变式1-2】(2021秋•保定期末)在使用量筒测量液体体积时,甲、乙、丙三位同学读数情况如图1所示,其中 乙 同学读数方法正确。量筒中液体体积为 59 mL。乙同学称量物体质量如图2所示,其中的操作错误有:
① 手拿砝码 ;
② 物体和砝码的位置放反了 。
丙同学测量物体的质量时,误将物体和砝码的位置放反,当天平平衡时,所用的砝码和游码的位置如图3所示,则测得该物体的质量应为 23g 。
【答案】乙;59;手拿砝码;物体和砝码的位置放反了;23g。
【分析】(1)量筒读数时,先明确量筒的分度值,再根据液面位置读数,视线应与凹液面的底部相平。
(2)天平的正确使用方法是:①把天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻度;②调节平衡螺母(左偏右调,右偏左调,先快后慢)使指针指到分度盘的中央,或左右偏转的格数相同;③把物体放在左盘,估计被测物体质量,用镊子向右盘放砝码或移动游码,直到横梁重新平衡;④物体的质量等于砝码的质量与游码对应的刻度值的和。
(3)正常情况下,天平的使用应遵循左物右码,而当放反时也可以根据它们之间的等量关系进行计算,得出正确的结果。
【解答】解:由图可知,
(1)量筒读数时,视线应与凹液面的底部相平,故乙的读数方法是正确的,量筒的分度值为1mL,量筒中液体的体积为59mL;
(2)据天平的正确使用可知,此图中的错误有:手拿砝码;物体和砝码的位置放反了;
(3)根据天平的测量要求,左盘中的质量m左=右盘中砝码的质量m右+游码的示数m游.当放反时,右盘成了物体,所以m右=m左﹣m游=20g+5g﹣2g=23g。
故答案为:乙;59;手拿砝码;物体和砝码的位置放反了;23g。
【考点2 固体密度的测量及试验】
【典例2-1】(2023•肥城市模拟)小明在牛山国家森林公园进行研学活动时,捡到一块彩色的小石块,他想利用天平和量筒测量小石块的密度。如图甲、乙、丙分别是他调节天平、测量石块质量和体积时的情景,下列有关说法中( )
①甲图中应将平衡螺母向右调,使天平横梁平衡
②由图乙可知,小石块的质量是63.8g
③小石块的密度是3.17g/cm3
④若先用量筒和水测量石块体积,再用天平测量石块质量,测得石块的密度会偏大
A.只有①③正确B.只有②④正确
C.只有③④正确D.只有①②③正确
【答案】C
【分析】(1)调节天平平衡时,平衡螺母的移动方向与指针的偏转方向相反;
(2)被测物体的质量等于砝码的质量加上游码在标尺上所对的刻度值,游码读数时要以左侧所对的刻度为准;
(3)石块的体积等于水和石块的总体积减水的体积,根据ρ=计算出石块的密度;
(4)石块从水中取出时会沾有水,会导致所测量的质量偏大,根据ρ=分析测得密度值的变化。
【解答】解:①由图甲知,指针右偏,应将平衡螺母向左调,使横梁水平平衡,故①错误;
②由图乙知,标尺的分度值为0.2g,游码左侧所对的刻度为2.2g,则石块的质量m=50g+10g+3.4g=63.4g,故②错误;
③由图丙知,石块的体积V=60mL﹣40mL=20mL=20cm3,
石块的密度ρ===3.17g/cm3,故③正确;
④将图乙和图丙顺序对调(即先测石块的体积再测质量),因为将石块从水中取出时会沾有水,会导致所测量的质量偏大,所以根据ρ=可知,所测小石块密度偏大,故④正确;
故选:C。
【典例2-2】(2023•高港区二模)小华计划测量一块形状不规则的小石块密度,备用器材有天平、量筒、水和细线等。用调节好的天平测小石块的质量时,小华估计小石块的质量约为55g,他用镊子依次将50g砝码和最小的5g砝码放在天平的右盘,发现天平的指针静止时仍如图甲所示,则他接下来应该进行的操作是 取下5g砝码并向右移动游码 ;当右盘中所加砝码和游码位置如图乙所示时天平横梁平衡,则小石块的质量为 52 g;在量筒内先倒入适量的水,如图丙所示,然后将用细线系好的小石块放入量筒中,如图丁所示。测得小石块的密度为 2.6×103 kg/m3。将小石块放入量筒中时,若有一些水溅到量筒壁上,则小石块密度的测量值比真实值会 偏大 (偏大/不变/偏小)。
【答案】取下5g砝码并向右移动游码;52;2.6×103;偏大。
【分析】(1)物体放在天平的左盘,游码放在天平的右盘,通过加减砝码和调节游码在标尺上的位置使天平平衡(指针偏左说明物体重,可以通过加砝码或向右移动游码使天平平衡;若指针偏右说明砝码重,需要减砝码),左盘中物体的质量等于右盘中砝码的质量加上游码的示数;
(2)物体的质量等于右盘中砝码的质量加上游码的示数;
(3)石块的体积等于量筒的两次示数之差;根据密度的计算公式ρ=计算出矿石的密度;
(4)量筒壁上有水滴,使小石块的体积变小,结合密度公式即可判断。
【解答】解:测量质量时,应将石块放在左盘中,在另一盘加入一定量的砝码后,天平的指针偏向左侧,再加入最小的5g砝码后,指针偏向右侧,说明砝码的总质量较大,即这时石块的质量小于右盘中砝码的总质量;接下来的操作是:取下5g砝码并向右移动游码,直至天平平衡;
图乙中天平标尺的分度值为0.2g,石块的质量=砝码的质量加上游码的示数;
则石块的质量m=50g+2g=52g;
量筒中水的体积V水=20cm3,石块和水的总体积V总=40cm3,
故石块的体积:V=V总﹣V水=40cm3﹣20cm3=20cm3,
石块的密度:ρ===2.6g/cm3=2.6×103kg/m3;
将小石块放入量筒中时,在量筒壁上溅了几滴水,则小石块的体积偏小,由可知,ρ偏大。
故答案为:取下5g砝码并向右移动游码;52;2.6×103;偏大。
【典例2-3】(2023•夏邑县模拟)小伟在地质公园进行研学活动时,捡到两块形状不规则的不同质地、不同大小的矿石,他想知道两块矿石的密度,设计了如下实验方案。
(1)将天平放在水平桌面上,把游码移至标尺左端零刻度线处,发现指针在分度盘中线的右侧,他应将平衡螺母向 左 调节,使天平平衡;
(2)用调好的天平测小矿石的质量,天平平衡时,右盘中砝码和游码位置如图甲所示,则小矿石的质量为 64 g;
(3)如图乙所示,用量筒测出小矿石体积为 20 cm3,则小矿石的密度为 3.2×103 kg/m3;
(4)若考虑小矿石吸水,所测得的密度与实际值相比 偏大 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”);
(5)小伟和物理兴趣小组的同学按图丙所示的步骤接着测量了另一块较大矿石的密度,由于取出大矿石时带出一部分水,所测得的密度与实际值相比 偏小 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
【答案】(1)左;(2)64;(3)20;3.2×103;(4)偏大;(5)偏小。
【分析】(1)调节横梁平衡,指针偏向分度盘中线左侧,平衡螺母向右调节,指针偏向分度盘中线右侧,平衡螺母向左调;
(2)物体质量等于砝码的质量与游码在标尺上所对的刻度值之和,由此读出小矿石质量;
(3)小矿石的体积等于小矿石进入水中前后水面对应的刻度值的差;知道小矿石的质量和体积,根据密度公式求出小矿石的密度;
(4)小矿石吸水,所测得的体积比真实偏小,所以测得的密度偏大;
(5)将小矿石从烧杯中取出时,小矿石上沾有水,杯中需加更多的水。
【解答】解:(1)指针在分度盘中线的右侧,此时应将平衡螺母向左调节,直到天平平衡;
(2)由图甲可知,天平标尺分度值0.2g,小矿石的质量为:m=50g+10g+4g=64g;
(3)由图乙可知,量筒分度值为2mL,量筒中水的体积为20mL,小矿石浸没入水中后读数为40mL,所以小矿石的体积为:V=40mL﹣20mL=20mL=20cm3;
小矿石的密度为:ρ===3.2g/cm3=3.2×103kg/m3;
(4)测体积时小矿石吸水,测出的体积比真实值偏小,根据密度公式ρ=,得出这样测出的密度比真实值偏大;
(5)取出小矿石时带出一部分水,量筒减少的水的体积作为小矿石的体积,所测小矿石的体积偏大,根据ρ=可知,密度的测量值与实际值偏小。
故答案为:(1)左;(2)64;(3)20;3.2×103;(4)偏大;(5)偏小。
【变式2-1】(2023•栾川县模拟)用托盘天平和量筒测量一小金属块的密度;图1是放入最小的2g砝码后的情形;图2和图3分别是测量金属块质量和体积时的情形。下列说法正确的是( )
A.图1应将平衡螺母向右调,使横梁平衡
B.图2中测量的金属块质量是53.4g
C.由图3得金属块的体积是80cm3
D.通过计算可知,该金属块的密度是8.9g/cm3
【答案】B
【分析】(1)在测量前的调平用平衡螺母,在测量过程中的调平,应该用游码或砝码,据此题中的条件分析即可;
(2)被测物体的质量等于添加砝码的总质量加上游码在标尺上对应的刻度值;
(3)用排水法测量物体的体积,物体的体积等于量筒两次读数的差值;
(4)根据密度公式计算出金属块的密度。
【解答】解:A、用调好的天平测量该物块的质量时,当在右盘放入最小的砝码后,指针偏在分度盘中线左侧一点,即说明此时右盘所放的砝码的质量较小,故应该向右调节游码,使得天平再次平衡,故A错误;
B、由图2知,标尺的分度值为0.2g,则金属块的质量为:m=50g+2g+1.4g=53.4g,故B正确;
C、由图3知,金属块的体积为:V=V2﹣V1=80mL﹣60mL=20mL=20cm3,故C错误;
D、金属块的密度为:ρ===2.67g/cm3,故D错误;
故选:B。
【变式2-2】(2023•姜堰区二模)小明用电子秤、玻璃杯和水测量鸭蛋的密度,测量步骤如图所示,依次读出图中电子秤显示的质量。分析计算时,他发现只要读出图中的三个质量就能求出鸭蛋的密度,其中有一个图的质量是必须要读出的,这个图是 E (填字母)。若读出A、C、E三次的质量分别是mA、mC和mE,则鸭蛋的密度ρ= ρ水 (用mA、mC、mE和ρ水表示),该结果 不受 (填“受”或“不受”)鸭蛋取出时带走水多少的影响。
【答案】E;ρ水;不受。
【分析】测出了鸭蛋的质量,再通过排水法来计算鸭蛋的体积,鸭蛋浸没在水中时,由A、C两图可知:V蛋=V排,由A、C、E三图可知加入水的体积即为鸭蛋的体积,根据公式ρ=计算出鸭蛋的密度。
【解答】解:测出了鸭蛋的质量mA,再用排水法来测量鸭蛋的体积,鸭蛋浸没在水中时,V蛋=V排;补入水的体积即鸭蛋的体积,求出鸭蛋的密度,其中E的示数是必须要读出的;
排开水的质量为:m排=mE+mA﹣mC,
鸭蛋的体积为:V蛋=V排==,
鸭蛋的密度为:
ρ蛋===ρ水;
由于取出鸭蛋时带出一些水,在补入水时已补上,由A、C、E三图中三个数据计算排开水的体积可以不受带出水对实验的影响。
故答案为:E;ρ水;不受。
【变式2-3】(2022秋•章贡区期末)端砚是中国四大名砚之一。为了测定端砚的密度,小可利用家庭实验室的器材测一端砚的密度如图1,他可用的器材有:托盘天平(含砝码)、烧杯、细线、水和端砚。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端 零刻度线 处,发现天平静止时分度盘上指针偏左,则应将横梁右端的平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,使横梁平衡。
(2)在烧杯中放入适量的水,用细线拴住端砚,将端砚浸没在水中,在水面到达的位置上标上“标记”如图2甲,用天平测出水和烧杯总质量m1;
(3)将端砚从水中取出,用天平测出剩余水和烧杯的总质量m2如图2乙;
(4)向烧杯中加水到 标记处 ,再用天平测出此时水和烧杯的总质量m3如图2丙;
(5)端砚的质量m石= m1﹣m2 ;
(6)设水的密度为ρ水,则端砚体积的表达式:V石= ,端砚密度的表达式:ρ石= (均用所测物理量的字母表示);
(7)图2乙中取出端砚时带走了一些水,小可所测的端砚质量 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)端砚的真实质量。
【答案】(1)零刻度线;右 (4)标记处 (5)m1﹣m2;(6);;(7)大于。
【分析】(1)用托盘天平测量物体质量时,把天平放置在水平桌面上;游码移到标尺左端的零刻度处,然后调节平衡螺母,平衡螺母向上翘的一端移动,直到天平平衡;
(4)在烧杯中放入适量的水,用细线拴住端砚,将端砚浸没在水中,在水面到达的位置上做标记;将端砚从水中取出,加水到标记处,再次加入水的体积和端砚体积相等;
(5)用总质量减去剩余水和烧杯的总质量就是端砚的质量;
(6)根据等效替代法,端砚的体积等于加入水的体积,求出加入水的质量,根据密度公式计算出加入水的体积,从而得出端砚密度的表达式;
(7)若步骤③中取出端砚时会带走一些水,使得m2偏小,从而得出端砚的质量偏大。
【解答】解:(1)①将托盘天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端零刻线处,发现天平静止时右边横梁高,则应将平衡螺母向右调节,使横梁平衡;
(4)向烧杯中加水到标记处,再用天平测出此时水和烧杯的总质量m3;
(5)由步骤(2)(3)知,端砚的质量为:m石=m1﹣m2;
(6)根据等效替代法,加入水的体积即为石块的体积:V石==;
端砚的密度为:ρ石===;
(7)若步骤③中取出端砚时会带走一些水,使得m2偏小,根据m石=m1﹣m2可知,测出端砚的质量偏大,即所测的端砚质量大于端砚的真实质量。
故答案为:(1)零刻度线;右 (4)标记处 (5)m1﹣m2;(6);;(7)大于。
【考点3 液体密度的测量及试验】
【典例3-1】(2023•姑苏区校级二模)小明利用托盘天平和量筒测量盐水的密度,部分操作过程如图所示,下列说法中正确的是( )
①量筒中液体的质量为82.4g
②盐水的密度是1.1×103kg/m3
③按照乙、甲、丙的顺序实验,会使测量结果偏大
④按照甲、丙、乙顺序操作,如果盘中5g砝码因磨损质量变小,则测得盐水密度偏小
A.只有①②正确B.只有②③正确C.只有③④正确D.只有③正确
【答案】C
【分析】(1)(2)使用天平测量物体质量时,首先要明确标尺的分度值(标尺中最小一格代表的质量),被测物体的质量等于砝码的总质量加上游码所对应的刻度;已知烧杯和盐水的总质量和剩余盐水和烧杯的质量,可以得到量筒中盐水的质量;读取量筒中液体的体积时,首先要明确量筒的分度值,读数时视线与液面最凹处相平,利用公式ρ=得到盐水的密度;
(3)按照乙甲丙的顺序实验会有一部分水附着在烧杯壁上,根据公式ρ=判断密度的变化;
(4)天平是较精密的测量工具,砝码锈蚀或缺损就不能再使用了,因为此时的砝码的质量与标准值不同,会导致测量结果错误。
【解答】解:①②、烧杯和盐水的总质量为:m1=50g+20g+10g+2.4g=82.4g,
剩余盐水的质量为:m2=20g+10g+5g+1.0g=36.0g,
量筒中盐水的质量为:m=m1﹣m2=82.4g﹣36.0g=46.4g,
量筒的分度值为2mL,量筒中盐水的体积为40mL,即40cm3,
盐水的密度为ρ===1.16g/cm3=1.16×103kg/m3,故①②错误;
③如果按照乙甲丙的顺序实验会有一部分水附着在烧杯壁上,倒入量筒中的盐水比实际偏小,由公式ρ=判断密度偏大,故③正确;
④如果盘中5g砝码磨损,则砝码的质量比实际偏小,所以当右盘放置磨损砝码时,称得烧杯和剩余盐水的质量要比实际质量偏大,则两次质量测量之差偏小,根据密度公式可知测得盐水密度偏小,故④正确。
故选:C。
【典例3-2】(2023•禹会区二模)小明利用电子秤、小空瓶,测量家里酱油的密度,设计实验如图所示。酱油的体积V油= 30 cm3。根据小明测量的数据,酱油的密度ρ油= 1.1 g/cm3。在小明的实验操作中,由于无法把水倒干净,测出酱油的密度将 偏小 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。(ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】30;1.1;偏小。
【分析】在酱油的体积等于空瓶子的容积,即内部水的体积,根据V=计算出水的体积,也就是酱油的体积;再结合ρ=计算出酱油的密度;
小明在实验操作中无法把水倒干净,使瓶内残留了部分水,这将造成所测量的酱油的质量偏小,导致密度偏小。
【解答】解:空瓶的质量m1=14g,小瓶装满水后的总质量m2=44g,
水的体积:m水=m2﹣m1=44g﹣14g=30g,
酱油的体积等于水的体积,由公式ρ=,
V酱油=V水===30cm3,
酱油的质量m酱油=47g﹣14g=33g,
酱油的密度:ρ酱油===1.1g/cm3。
实验操作中无法把水倒干净,使瓶内残留了部分水,导致瓶内酱油的质量偏小,体积是不变的,等于瓶子的容积,因此酱油的密度偏小。
故答案为:30;1.1;偏小。
【典例3-3】(2023•庐阳区校级三模)小明为测量家乡特产一一小磨香油的密度,进行了如下操作:
①把托盘天平放在水平桌面上,取下两侧的橡胶垫圈,稳定后指针指在分度盘的位置如图甲所示,请详细叙述接下来的调节过程 把游码移到横梁标尺左端零刻线,如果指针仍然左偏,向右调平衡螺母,使指针对准分度盘中央 ;
②在烧杯中倒入适量香油,置于托盘天平左盘,天平横梁平衡后如图乙所示;
③将烧杯中一部分香油倒入量筒中,如图丙所示。再用托盘天平测量此时烧杯(包括剩余液体)的质量为20g;
④算出香油的密度ρ= 0.95×103 kg/m3。
【答案】①把游码移到横梁标尺左端零刻线,如果指针仍然左偏,向右调平衡螺母,使指针对准分度盘中央;④0.95×103。
【分析】(1)首先把天平放在水平桌面上,再调节平衡螺母直到横梁平衡;调节天平平衡时,如果指针向左偏,平衡螺母向右调,如果指针向右偏,平衡螺母向左调;
(2)天平在读数时应将砝码的质量与游码的示数相加;
量筒在读数时,看清分度值,视线要和量筒内凹液面的底部相平;
再利用密度的公式可计算出香油的密度。
【解答】解:①首先把天平放在水平桌面上,由图1可知,指针向左偏,接下来的调节过程为:把游码移到横梁标尺左端零刻线,如果指针仍然左偏,向右调平衡螺母,使指针对准分度盘中央;
④由图乙可知,烧杯和香油的总质量:m2=50g+5g+3g=58g,
量筒中香油的质量:m=m1﹣m2=58g﹣20g=38g,
读图可知,量筒的分度值为2mL,量筒中香油的体积V=40mL=40cm3;
香油的密度ρ===0.95g/cm3=0.95×103kg/m3。
故答案为:①把游码移到横梁标尺左端零刻线,如果指针仍然左偏,向右调平衡螺母,使指针对准分度盘中央;④0.95×103。
【变式3-1】(2023•天宁区校级模拟)某同学做“测量液体密度”的实验后,进行了操作总结和新的探索。没有量筒,只用天平、烧杯、水,也能测出某种未知液体的密度。它先测出空杯的质量和装有一定体积的水时的质量分别为32.2g和132.2g,再用这只烧杯装同样体积的待测液体后,天平示数如图所示,已知ρ水=1.0×103kg/m3,以下正确的是( )
A.用手直接加减砝码
B.测量时发现指针指在分度盘左侧,应往右移动平衡螺母
C.待测液体的密度是0.8×103kg/m3
D.待测液体的密度是0.9×103kg/m3
【答案】C
【分析】(1)天平称量物体质量时,不能用手向右盘中加减砝码,要用镊子;测量时为使横梁平衡,可通过增减砝码和调节游码,不能移动平衡螺母;
(2)根据题意可以求的水的质量,根据密度公式可得水的体积,即烧杯的容积,可知待测液体的体积,根据题意可以求得待测液体的质量,根据密度公式可以求得待测液体的密度。
【解答】解:A.天平称量物体质量时,不能用手向右盘中加减砝码,要用镊子,故A错误;
B.测量时为使横梁平衡,可通过增减砝码和调节游码,不能移动平衡螺母,故B错误;
CD.水的质量:
m水=m总1﹣m烧杯=132.2g﹣32.2g=100g
水的体积:,
烧杯的容积:
V=V水=100cm3
待测液体的体积:
V液=V=V水=100cm3,
这只烧杯装满待测液体后总质量:
m总1=100g+10g+2.2g=112.2g
待测液体的质量:
m液=m总2﹣m烧杯=112.2g﹣32.2g=80g
待测液体的密度:,
故C正确,D错误。
故选:C。
【变式3-2】(2023•门头沟区一模)为了测量某种液体的密度,小明将装有适量某种液体的烧杯,放在已调整好的天平上测量其质量,天平平衡后,右盘中所放砝码及游码在标尺上的位置如图甲所示。则液体和烧杯的总质量是 94 g;然后将烧杯内的部分液体倒入量筒中,如图乙所示,液体的体积是 60 cm3;小明用天平测量了剩余的液体及烧杯的总质量为40g,则根据上述实验数据可知该液体的密度是 0.9×103 kg/m3。
【答案】94;60;0.9×103。
【分析】天平平衡时物体的质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值。在进行量筒的读数时,注意量筒的分度值。根据公式ρ=进行计算液体的密度
【解答】解:由图甲可知,砝码的总质量是90g,游码的读数是4g,所以液体和烧杯的总质量是94g。
由图乙可知,此时液体的体积是60cm3。
剩余的液体及烧杯的总质量为40g,所以倒入量筒内液体的质量m=94g﹣40g=54g,
液体的密度。
故答案为:94;60;0.9×103。
【变式3-3】(2023•连平县二模)学校在端午节给每一位同学提供了一盒香蕉味的牛奶,小肇和小庆想通过学过的物理知识测量出牛奶的密度。
方案一:用天平和量筒。
(1)他们把天平放在水平台上,当游码移至零刻度处时,指针偏向分度盘的右侧,这时他们应将平衡螺母向 左 (选填“左”或“右”)调,使横梁在水平位置平衡;
(2)天平平衡后,他们开始测量,测量步骤如下:
A.用天平测出烧杯和剩余牛奶的总质量,读数如图甲所示;
B.将适量的牛奶倒入烧杯中,用天平测出烧杯和牛奶的总质量;
C.将烧杯中牛奶的一部分倒入量筒,测出倒出到量筒的这部分牛奶的体积如图乙;
请根据以上步骤,写出正确的操作顺序: B、C、A (填字母代号);
(3)若在步骤B中测得烧杯和牛奶的总质量为76.6g,其余步骤数据如图所示,则倒入量筒的这部分牛奶的质量是 33 g,体积是 30 cm3;
(4)据密度的计算公式可以算出,牛奶的密度是 1.1×103 kg/m3。
方案二:利用电子秤、小金属块、铁架台、细线、两个相同的烧杯测量牛奶的密度,如图丙所示。
请将方案二实验步骤补充完整:
(5)把挂上金属块的铁架台放在电子秤上(金属块没有浸入液体中),电子秤示数为m1;
(6)调节升降台的高度,使金属块浸没在水中,静止时读出此时电子秤的示数为m2;
(7)将升降台上装水的烧杯换成装有适量牛奶的烧杯,调节升降台的高度,使 金属块浸没在牛奶中 ,读出此时电子秤的示数为m3;
(8)牛奶的密度的表达式为ρ牛奶= •ρ水 (已知水的密度为ρ水)。
【答案】(1)左;(2)B、C、A;(3)33;30;(4)1.1×103;(7)金属块浸没在牛奶中;(8)•ρ水。
【分析】(1)把天平放在水平桌面上,将游码移至零刻度处,按“右偏左调”的原则调节平衡螺母,使横梁平衡;
(2)在测量液体密度时,为了减小误差,测出的是倒在量筒中液体的质量和体积,根据分析排列成顺序;
(3)天平的示数等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值;量筒中牛奶的质量为两次质量之差;读出量筒中牛奶的体积;
(4)根据ρ=计算出牛奶的密度;
(7)(8)根据金属块排开水的体积与排开牛奶的体积相等列等式表示出牛奶的密度。
【解答】解:(1)他们把天平放在水平台上,当游码移至零刻度处时,指针偏向分度盘的右侧,则应当将平衡螺母向左使横梁平衡;
(2)在测量时,需先测出烧杯和牛奶的总质量,再将烧杯中的一部分牛奶倒入量筒,测出这部分牛奶的体积,并测出烧杯和剩余牛奶的总质量,所以测量顺序为B、C、A;
(3)剩余牛奶与烧杯的总质量:m剩=20g+20g+3.6g=43.6g;
倒入量筒中牛奶的质量:m=m总﹣m剩=76.6g﹣43.6g=33g;
量筒中牛奶的体积:V=30mL=30cm3;
(4)牛奶的密度:
ρ===1.1g/cm3=1.1×103kg/m3;
(7)根据(1)(2)知金属块浸没在水中时排开水的质量,若测量出金属块浸没牛奶中排开牛奶的质量,根据排开液体的体积不变,即可求出牛奶的密度,所以将升降台上装水的烧杯换成装有适量牛奶的烧杯,调节升降台的高度,使金属块浸没在牛奶中读出此时电子秤的示数为m3;
(8)根据(1)(2)知金属块浸没在水中时排开水的质量为:
m排=m1﹣m2;
根据(1)(3)知金属块浸没在牛奶中时排开牛奶的质量为:
m排′=m1﹣m3;
因为排开液体的体积不变,根据密度变形公式V=知:=,
牛奶的密度为:ρ牛奶=•ρ水。
故答案为:(1)左;(2)B、C、A;(3)33;30;(4)1.1×103;(7)金属块浸没在牛奶中;(8)•ρ水。
一、选择题。
1.(2023春•梁溪区校级期中)要想一次尽可能准确地量出100g密度为0.8×103kg/m3的酒精,应使用下列量筒中的(前为量程,后为分度值)( )
A.50mL,1mLB.100mL,1mLC.150mL,1mLD.500mL,2mL
【答案】C
【分析】根据密度知识计算出酒精的体积,选择能够盛下所有酒精的量筒,还要尽可能使用分度值小的量筒,增加实验的准确性。
【解答】解:ρ=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3;根据密度公式计算100g酒精的体积:V===125cm3=125mL;
A和B中量筒的量程小于125mL;A、B不符合题意;
C和D中量筒量程都大于125mL;但是C中量筒的分度值小,准确度高;故C符合题意;D不符合题意;
故选:C。
2.(2023春•句容市月考)物理学是一门以实验为基础的自然科学,下列有关仪器使用操作正确的是( )
A.用刻度尺测量物体长度时,必须从刻度尺左端的零刻度线开始量起
B.量筒读数时,视线应与液体凹液面的底部相平
C.用托盘天平称量物体质量过程中,发现横梁不平衡时可调节平衡螺母
D.用托盘天平称量物体质量过程中,应从最小质量的砝码开始添加砝码
【答案】B
【分析】结合刻度尺、量筒、托盘天平的使用方法逐项分析解答即可。
【解答】解:A.用刻度尺测量物体长度时,不是必须从刻度尺左端的零刻度线开始量起,如果不是从零刻度线量起,记录数据时,应用物体两端所对应的刻度值相减得到物体的长度,故A错误;
B.量筒读数时,视线应与凹液面的最低处或者凸液面的最高处相平,故B正确;
C.用托盘天平称量物体质量过程中,发现横梁不平衡时,不能调节平衡螺母,应通过增减砝码或移动游码使天平平衡,故C错误;
D.用托盘天平称量物体质量过程中,应从最大质量的砝码开始添加砝码,故D错误。
故选:B。
3.(2022秋•双城区期末)如图所示,是一些常用的物理测量仪器,其中使用方法正确的是( )
A.测木块长度
B.测液体体积
C.测液体温度
D.测木块质量
【答案】B
【分析】结合图示中的操作,根据每个测量工具或仪器仪表的使用规则分别分析,最终做出判断。
【解答】解:A、用刻度尺测量物体长度时要放正,不能歪斜,故A错误;
B、使用量筒测量液体的体积时,视线要和液柱的凹面底部相平,故B正确;
C、温度计的玻璃泡碰到容器底部和容器壁,故C错误;
D、砝码不能用手拿取,应用镊子夹取,故D错误。
故选:B。
4.(2023•金牛区模拟)在实验中经常遇到现象或效果不明显的问题,我们需要对实验进行优化改进。下列采取的措施不合理的是( )
A.探究物态变化时,为使温度计示数变化明显,可以选择分度值较小的温度计
B.探究光的折射时,为使观察效果更明显,使用彩色激光笔和烟雾
C.测小车平均速度时,为方便时间的测量,应尽量增大木板与水平面的夹角
D.测量石块的密度时,为了便于体积的测量,石块的体积不宜太大
【答案】C
【分析】(1)一般说,测量工具分度值越大,准确程度越小;
(2)光的传播路径上人是看不到光的传播的,但是使用彩色激光笔和烟雾,人可以看见光的传播路径;
(3)在路程一定时,时间与速度成反比,斜面坡度越大,小车下滑速度越快;
(4)在测量小石块的密度时用量筒测体积更准确。
【解答】解:A、用温度计探究物态变化时,为了使温度计示数变化明显,应该选择分度值小一些的温度计,故A合理;
B、光在同种均匀介质中传播时,传播路径是看不到的,但我们可以通过让彩色光从烟雾中通过,使在光的传播路径的烟雾被光照亮,从而反映出光的传播路径,故B合理;
C、斜面坡度越大,小车下滑的速度越大,所用时间越少,在测量小车的平均速度时,为了方便时间的测量,减小误差,斜面要保持较小的坡度,故C不合理;
D、在测量小石块的密度时,因为用量筒测体积更准确,所以需要用体积较小的石块,故D合理。
故选:C。
5.(2023春•越秀区校级期中)用天平和量筒测量某固体密度,步骤如图所示,下列描述正确的是( )
A.甲图,托盘天平左盘偏高,应先将左侧平衡螺母向右旋转
B.乙图,正确调平天平后,测量固体的质量为32.4g
C.丙图,固体的体积为38cm3
D.经计算,该固体密度为1.5g/cm3
【答案】B
【分析】(1)使用天平时,应该先把游码移到零刻度出,若指针右偏,向左调平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处;
(2)物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值;
(3)利用排水法测不规则的固体体积时,物体的体积等于水和物体总体积与水的体积之差;
(4)根据密度公式ρ=计算密度。
【解答】解:A、使用天平时,应该先把游码移到零刻度处,若指针右偏,向左调平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处,故A错误;
B、由图乙可知,天平的分度值是0.2g,则固体的质量为:m=20g+10g+2.4g=32.4g,故B正确;
C、由图丙可知,固体的体积为:V=38mL﹣20mL=18mL=18cm3,故C错误;
D、固体的密度为:
ρ===1.8g/cm3,故D错误。
故选:B。
6.(2022秋•芝罘区期末)体育课上,同学们纷纷对铅球的材料是否是纯铅的产生怀疑。下课时,小明向体育老师借了一个新的4公斤的女生铅球,然后和小组同学一起用如图所示的方法测出铅球的体积。你认为他们实验测得的铅球密度与真实值相比将( )
A.偏大B.偏小C.不变D.无法确定
【答案】B
【分析】把铅球从水取出时,铅球会带走部分水,导致所测铅球体积增大,密度偏小。
【解答】解:把铅球从水取出时,铅球会带走部分水,则用量筒往容器加水时就需要多加水,导致所测铅球体积增大,根据ρ=可知,所测的密度会比真实值偏小。
故选:B。
7.(2023•商水县二模)小明测量家中菜油密度的实验步骤如下:①用电子秤测出空矿泉水瓶的质量m;②在矿泉水瓶中装满水,测出总质量m1;③倒干水后在矿泉水瓶中装满菜油,测出总质量m2。已知水的密度为ρ水,则菜油的密度为( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】利用同一个矿泉水瓶分别盛满水和菜油时,菜油的体积等于水的体积,根据题意知道水的质量和水的密度,可以计算出水的体积,菜油的质量可由质量差计算出来,再应用密度公式计算菜油的密度。
【解答】解:由题意知,矿泉水瓶中水的质量m水=m1﹣m,水的体积V水=,则菜油的体积V油=V水=;
菜油的质量m油=m2﹣m,则菜油的密度==。
故选:D。
8.(2023春•滨湖区期中)为了测量花生油的密度,某实验小组制定了如下实验步骤:
①用调好的天平测出烧杯的质量m;
②用调好的天平测出花生油和烧杯的总质量m2;
③将烧杯中的花生油倒入量筒中,读出花生油的体积V;
根据实验数据计算花生油的密度。以上实验步骤安排最合理的是( )
A.①②③B.③②①C.②③①D.①③②
【答案】C
【分析】先测烧杯和花生油的质量,再测烧杯和剩下花生油的质量,这样算出的质量便是量筒中花生油的质量,从而避免因烧杯中花生油倒不干净而使花生油的体积偏小。
【解答】解:测液体密度的实验步骤最合理的是:先测烧杯和液体的总质量,再将液体向量筒中倒入一部分,再测烧杯和剩下液体的质量,最后利用密度公式计算液体密度;
故合理的实验顺序为:
②用调好的天平测出花生油和烧杯的总质量m2;
③将烧杯中的花生油倒入量筒中,读出花生油的体积V;
①用调好的天平测出烧杯的质量m;
综合分析,合理的步骤为:②③①。
故选:C。
二、填空题。
9.(2022秋•南山区校级期末)如图所示的量筒,其量程是 0~100 mL,分度值是 1 mL。三名同学在用量筒测液体体积时,读数情况如图所示,其中 乙 读数正确,量筒中液体体积为 60 mL。
【答案】0~100;1;乙;60。
【分析】量程是量筒的最大刻度值,数一数从60mL到70mL一共有多少小格,就可以计算出量筒的分度值;
量筒读数时,视线要和液面的凹面底部相平,既不能仰视,也不能俯视。
【解答】解:由图可知,该量筒的量程是0~100mL;从60mL到70mL共10个格,每一个格(分度值)为1mL;
量筒读数时,视线要和液柱的凹面底部相平;如图,甲俯视,读的数据比实际偏大;丙仰视,读的数据比实际偏小;乙的读数方法是正确的。
量筒的分度值是1mL,液面在60mL处,液体的体积为60mL。
故答案为:0~100;1;乙;60。
10.(2023•桂林二模)(1)如图1测得物理课本的宽度为 18.50 cm。
(2)如图2甲所示的“观察水的沸腾”实验中,当水沸腾时,温度计示数如图2乙所示,此时水的沸点是 98 ℃,可见其液面上方气压 低于 (选填“高于”、“等于”或“低于”)1标准大气压。
(3)小桂想测量一块鹅卵石的密度。他将天平放在水平台面上,把游码移到零刻度线处时,分度盘上的指针如图3甲所示,此时应将平衡螺母向 左 (选填“左”或“右”)调节,使天平横梁水平平衡;再将石块放上天平左盘,当天平再次水平平衡时,所用砝码和游码在标尺上的位置如图3乙所示,接着测鹅卵石体积如图3丙所示。该鹅卵石的密度为 2.7 g/cm3。
【答案】(1)18.50;(2)98;低于;(3)左;2.7。
【分析】(1)使用刻度尺时要明确其分度值,起始端从0开始,读出末端刻度值,就是物体的长度;起始端没有从0刻度线开始的,要以某一刻度线为起点,读出末端刻度值,减去起始端所对刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位;
(2)温度计的分度值是1℃,此时是零上,液柱上表面对准了90℃上面第8个小格处,读作98℃;沸点的高低和气压有关,气压升高,沸点升高,气压降低,沸点降低;
(3)调节天平横梁平衡时,根据指针的偏转方向判断天平哪端下沉,调节过程中,平衡螺母向上翘的方向移动;
物体的质量等于砝码的质量加上游码的示数;根据量筒的读数规范读出两个示数,进一步求得鹅卵石体积;根据密度公式ρ=计算出鹅卵石的密度。
【解答】解:(1)由图知,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm;课本左侧与0.00cm刻度线对齐,右侧与18.50cm对齐,所以课本的长度为L=18.50cm﹣0.00cm=18.50cm;
(2)温度计的分度值是1℃,此时是零上,液柱上表面对准了90℃上面第8个小格处,读作98℃,所以水的沸点是98℃。
沸点的高低和气压有关,气压降低,沸点降低,一个标准大气压下,水的沸点是100℃,此时沸点98℃低于100℃,所以气压低于一个标准大气压;
(3)图3甲中指针偏向右端,为使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母向左调节;
据图3乙可知,此天平标尺的分度值是0.2g,故此时鹅卵石的质量是:m=20g+5g+2g=27g;
由图3丙可知,量筒中水的体积V1=30mL;量筒中水和鹅卵石的总体积V2=40mL;故鹅卵石的体积:V=V2﹣V1=40mL﹣30mL=10mL=10cm3
该鹅卵石的密度为:ρ===2.7g/cm3。
故答案为:(1)18.50;(2)98;低于;(3)左;2.7。
11.(2023春•苏州期中)以下是测定菜油密度的实验步骤:
(1)用天平测出空矿泉水瓶的质量m;
(2)在矿泉水瓶中装满水,用天平测出总质量m1;
(3)在矿泉水瓶中装满菜油,用天平测出总质量m2;
(4)将菜油全部倒入量筒中,用量筒测出矿泉水瓶里所盛菜油的体积V1;
(5)将菜油倒入量筒中,测出剩余菜油和瓶的总质量m3;
(6)读出量筒中所盛菜油的体积V2;
(7)计算菜籽油的密度。
有三个实验小组分别选用其中部分实验步骤测量出菜油的密度,并写出表达式①ρ=;②ρ=;③ρ=,(ρ水已知)你认为较合理且误差较小的表达式是 ①③ 。
【答案】①③
【分析】液体密度ρ=,分别表示出菜油的质量和体积,代入密度公式,可得到其密度表达式,对照给出的公式比较即可得到答案。
【解答】解:①由实验步骤可知,若不用量筒,可选用(1)(2)(3)(7)测量菜油的密度,则水的质量m水=m1﹣m,菜油的质量:m油=m2﹣m,
菜油的体积:V油=V水==,
则菜油的密度:ρ===•ρ水,故表达式①合理;
②若用V1表示菜油的体积,则一定是将菜油全部倒入量筒中测量体积,即选用(1)(3)(4)(7)进行测量;
菜油的质量:m油=m2﹣m,菜油的体积:V油=V1,菜油的密度:ρ==,该方案中,将菜油全部倒入量筒中测量体积,会有部分菜油附着在矿泉水瓶的内壁上,使得测量的体积V1小于(3)矿泉水瓶中菜油的体积,由ρ=可知,计算出的菜油密度偏大,故表达式②不合理;
③若使用量筒,则应先测量矿泉水瓶与菜油的总质量,将部分菜油倒入量筒测量体积,在测量剩余菜油与矿泉水瓶的总质量,即选用(3)(5)(6)(7)进行测量;
菜油的质量:m油=m2﹣m3,菜油的体积:V油=V2,菜油的密度:ρ==,故表达式③合理。
故较合理且误差较小的表达式是①③。
三、实验探究题。
12.(2022秋•宜春期末)小江和小雯在实验室测量物体的密度,实验步骤如下:
(1)用调好的天平分别测出鹅卵石的质量是31.8g和空烧杯的质量是90g;
(2)如图甲所示,把鹅卵石轻轻放入烧杯中,往烧杯倒入适量的水,用油性笔在烧杯壁记下此时水面位置为M,然后放在天平左盘,如图丙所示,则杯、水和鹅卵石的总质量为 161.8 g;
(3)将鹅卵石从水中取出后,再往烧杯中缓慢加水,使水面上升至记号M,如图乙所示,用天平测出杯和水的总质量为142g。此时杯中水的体积为 52 cm3;
(4)根据所测数据计算出鹅卵石的体积为 12 cm3,密度为 2.65×103 kg/m3;
(5)小江在第(3)步骤测量过程中,发现所用的砝码中有一个磨损了,他没有更换,他这样做将导致所测密度 偏小 (选填“偏大”或“不变”或“偏小”)。
(6)小雯尝试用刻度尺测量某液体的密度:如图丙所示,将带有阀门的“U”型管竖直倒置,两个管口分别插入盛有水和某液体的烧杯中;打开阀门,从抽气口抽出适量的空气,待两管中的液面升高到一定高度时,关闭阀门,测量出管内外水的高度差h1=7.2cm、某液体的高度差h2=8.0cm。若当时外界大气压为p0,实验中“U”型管内的气体压强为p,则p0 > p(选填“>”“=”或“<”),待测液体的密度ρ= 0.9×103 kg/m3。
【答案】(2)161.8;(3)52;(4)12;2.65×103;(5)偏小;(6)>;0.9×103。
【分析】(2)砝码与游码示数之和是天平所测物体的质量;
(3)先求得水的质量,然后由密度公式可以求出水的体积;
(4)杯和水的总质量减去空烧杯的质量得到水的质量,根据密度计算公式可求得水的体积,鹅卵石的体积等于添加的水的体积;
(5)根据公式ρ=求出鹅卵石的密度;
(6)从液体压强p=ρgh和压力平衡角度分析解决。
【解答】解:(2)由图知,杯、水和鹅卵石的总质量为m=100g+50g+10g+l.8g=161.8g;
(3)水的质量为m水=142g﹣90g=52g,
根据密度公式可得此时水的体积为;
(4)甲图中水的质量为m水1=161.8g﹣90g﹣31.8g=40g,
故甲图中水的体积为,
因此鹅卵石的体积为,
鹅卵石的密度为;
(5)如果所用的砝码中有一个磨损了,没有更换,他这样做将导致所测水的质量偏大,紧接着在计算鹅卵石的体积时,会导致鹅卵石的体积比实际值偏大,因而最终会导致密度偏小。
(6)图丙,左管中与烧杯中液面相平处的压强为p0=p+ρgh1
故p0>p,
由题意可知左右管中压强相等p水=p液,
即ρ水gh1=ρ液gh2,
故。
故答案为:(2)161.8;(3)52;(4)12;2.65×103;(5)偏小;(6)>;0.9×103。
13.(2022秋•清河区校级期末)在实验室做“用天平测物体的质量”实验中,先要将天平放在 水平桌面(水平台) 上,同时将 游码 放在标尺的零刻线处,此时发现指针偏向分度盘的左边,为了使天平的横梁平衡,应将平衡螺母向 右 调节。称量物体时,应将物体放在天平的 左 盘中,向 右 盘中加减砝码时。在“测定小金属块密度”的实验中,小金属块的质量和体积如图所示,则该金属块的质量为 27 g,体积为 10 cm3,小金属块的密度为 2.7g/cm3 。
【答案】水平桌面(水平台);游码;右;左;右;27;10;2.7g/cm3。
【分析】(1)在使用天平前应先进行调节,应遵循先放平、再归零、再调节的步骤,调节天平时,应反向调节平衡螺母;
(2)在称量时,应遵循左物右码,试加砝码时应用镊子夹取,并按照由大到小的顺序试加。天平在读数时应将砝码质量与游码示数相加,读取量筒中的体积时,应求两次量筒示数之差,最后利用密度公式求出金属块的密度。
【解答】解:(1)在使用天平测量物体质量的操作中,应先将天平放在水平桌面(水平台)上,同时将游码移至标尺的零刻线处,若发现指针偏向分度盘的左边,应将平衡螺母向右调节;
(2)测量过程中,应将物体放在天平的左盘中,向右盘中加减砝码时,应先加质量大的,
读图可知,金属块的质量为:20g+5g+2g=27g,
金属块的体积为:35mL﹣25mL=10mL=10cm3,
金属块的密度:ρ===2.7g/cm3。
故答案为:水平桌面(水平台);游码;右;左;右;27;10;2.7g/cm3。
14.(2022秋•金寨县期末)测量某种液体密度的主要实验步骤如下:
(1)实验时,要将天平放在 水平 实验台上。用调节好的天平测量烧杯和液体的总质量,当天平再次平衡时,如图甲所示,烧杯液体的总质量为 122 g;
(2)将烧杯中的部分液体倒入量筒中,如图乙所示,量筒中液体的体积为 60 cm3;
(3)用天平测出烧杯和杯内剩余液体的总质量为74g,则量筒中液体的质量为 48 g;
(4)计算出液体的密度为 0.8 g/cm3。
【答案】(1)水平;122;(2)60;(3)48;(4)0.8。
【分析】(1)物体的质量等于砝码质量加游码在标尺上对应的刻度值,看清标尺分度值,求出质量;
(2)看清量筒的分度值读出体积;
(3)用烧杯和液体的总质量减去烧杯和杯内剩余液体的总质量可求出量筒中液体的质量;
(4)利用密度公式求出密度。
【解答】解:(1)实验时,要将天平放在水平实验台上;由图甲可知,标尺上的分度值是0.2g,烧杯和液体的总质量为100g+20g+2g=122g;
(2)由图乙可知,量筒的分度值为2mL,量筒中液体的体积V=60mL=60cm3;
(3)天平测出烧杯和杯内剩余液体的总质量为74g,则量筒中液体的质量m=122g﹣74g=48g;
(4)液体的密度:ρ===0.8g/cm3。
故答案为:(1)水平;122;(2)60;(3)48;(4)0.8。
15.(2022秋•宜州区期末)小明测量色拉油的密度,进行了以下实验:
(1)把天平放在水平桌面上,游码移到标尺零刻度处,发现指针静止在分度盘中央刻度线的左侧,此时应将平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,使天平平衡。
(2)用调节好的天平测量色拉油和烧杯的总质量,小明的操作如图甲所示,其操作错误是: 称量时调节平衡螺母 。
(3)小明正确测得色拉油和烧杯的总质量为59.2g,然后将一部分色拉油倒入量筒中,如图乙所示;再将烧杯放在天平上,称得剩余色拉油和烧杯的总质量如图丙所示,由此可知:量筒中色拉油的质量是 28 g,量筒中色拉油的体积是 32 cm3,色拉油的密度是 875 kg/m3。
(4)小明在将色拉油倒入量筒时,量筒壁和烧杯壁上都沾上了部分色拉油,量筒壁沾上了部分色拉油导致测量的色拉油的密度 大于 (选填“小于”、“等于”或“大于”)真实值,烧杯壁沾上了部分色拉油导致测量的色拉油的密度 等于 (选填“小于”、“等于”或“大于”)真实值。
【答案】(1)右;(2)称量时调节平衡螺母;(3)28;32;875; (4)大于;等于。
【分析】(1)调节天平平衡时,平衡螺母向上翘的一端移动;
(2)调节天平横梁平衡时才能调节平衡螺母,使天平的横梁平衡,在称量过程中是通过加减砝码或移动游码来使天平的横梁平衡;
(3)测出部分液体倒入量筒之后,剩余液体和烧杯质量。然后用烧杯和液体总质量减去烧杯和剩余液体质量即等于倒入量筒的液体质量。通过量筒读出体积,根据密度公式求出密度;
(4)量筒壁沾上了部分色拉油影响体积的测量。烧杯壁沾上了部分色拉油,沾在壁上的色拉油已经包含在剩余色拉油和烧杯质量里,不会造成质量和体积的测量。
【解答】解:(1)把天平放在水平桌面上,游码移到标尺的零刻度线处,发现指针左偏,说明天平的左端下沉,右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动;
(2)如图所示,天平正处于称量过程中,此时不能调节平衡螺母;
(3)测得色拉油和烧杯的总质量为59.2g,倒入量筒中的色拉油体积为32mL,如图丙所示,测得剩余液体和烧杯质量为31.2g,量筒中的色拉油质量m=59.2﹣31.2=28g;由公式ρ===875kg/m3;
(4)量筒壁上沾着色拉油,使量筒中的色拉油体积偏小,根据密度公式,得出所测密度偏大;由于用烧杯和色拉油的总质量减去烧杯和剩余色拉油的质量即倒入量筒中色拉油的质量,再用量筒中色拉油的质量除以量筒中色拉油的体积恰好等于色拉油的密度;所以烧杯沾上了色拉油对实验结果没有影响。
故答案为:(1)右;(2)称量时调节平衡螺母;(3)28;32;875; (4)大于;等于。
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