一.测量固体的密度
1.(吸水性颗粒物)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实验和思考。
实验一:按图13甲和乙的方法分别测量大米的质量和体积,由此计算出大米的密度。
(1)使用托盘天平称取5克大米。称量过程中发现天平指针偏向右边(如图13甲),接下来小明应如何操作? 。
(2)由于米粒间存在较大间隙,按图乙的方式用量简直接测量大米体积,则会导致测得的体积值偏 。
小明思考:能否用排空气的方法测量大米的体积呢?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? 查阅数据得知:温度不变时,一定质量气体的体积与其压强的乘积是定值。于是进行了实验二:称取5克大米并装入注射器内(如图丙),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表。
注射器内空气压强 注射器内空气和大米的总体积 23毫升 13毫升 注射器内空气体积 V 0.5V 3
压缩前 压缩后 P 2P (3)由实验二测得大米的密度为 克/厘米。(计算结果精确到0.01)
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2.(形状不规则物体)很多同学都喜欢玩橡皮泥,是因为橡皮泥容易捏成各种形状,小萍和小琴想知道橡皮泥的密度到底有多大,她们决定去实验室测一下.实验室老师给她们提供了以下器材:天平(含砝码)、量筒、量杯、水等.
(1)小萍的方案:利用天平和量筒来测量橡皮泥的密度 实验原理:ρ= . 主要实验步骤:
①用已调好的天平测出一块大小合适的橡皮泥的质量m(如图甲所示); ②向量筒中倒入适量的水,读出水的体积V0=18cm;
③将橡皮泥浸没在量筒内的水中,读出水面所对应的刻度V;(如图乙所示) ④计算出橡皮泥的体积V; ⑤算出橡皮泥的密度ρ. 请将表格中的数据补充完整:
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橡皮泥的质量 m/g 水的体积 V0/cm 18 3橡皮泥和水的总体积橡皮泥的体积 V1/cm V/cm 33橡皮泥的密度 ρ/g•cm ﹣3 (2)小琴认为:不用天平,只用量杯(如图丙)和水也可以测出橡皮泥的密度.实验步骤如下: ①取适量水倒入量杯.读出水的体积为v2;
②将橡皮泥捏成船形,放入量杯,使其漂浮在水面,读出水面所对应的刻度为V3,计算橡皮泥的质量m= ;(水的密度用表示)
③取出橡皮泥.将它捏成实心体.放入量杯.使它沉人水中.读出水面所对应的刻度为v4.算出橡皮泥的体积V;
④计算橡皮泥的密度.
(3)请你仔细观察图中的量筒和量杯,发现了什么? .由此判断,谁的测量结果误差更大些? .
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3.(密度小于水的物质)同学们想测量开水瓶软木塞的密度,于是切下一块干软木,进行了实验,实验步骤如下:
①调整天平横梁平衡;
②用天平测出软木块的质量m,示数如图17甲; ③在量筒中装入适量的水,如图17乙; ④读出水的体积V1;
⑤用细线系住软木块和铁块,将铁块浸没在水中,如图17丙,读出水和铁块的总体积V2; ⑥将软木块和铁块同时浸没在水中,如图17丁,读出水、铁块和软木块的总体积V3; 请回答以下问题:
(1)在步骤①中,发现天平指针偏向分度盘中央刻度线左侧,则应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母。
(2)请根据上述实验步骤,将下面表格内容填写完整。
软木块的质量 物理量 水的体积 水和铁块的 总体积V2/cm 3水、软木块和铁块 软木的密度 的总体积V3/cm 3m/g 数值 V1/cm3 40 ρ木/(kg·m-3) (3)小红同学发现在上述步骤中,有一步骤是多余的,这一步骤是 (填序号)。 (4)同学们经过评估交流后,发现干软木具有吸水性,则所测密度应 (选填“大于”或“小于”)软木的实际密度.
4.(缺量筒)小文和小红想测石块的密度,发现桌上的器材有:天平、砝码、烧杯、足量的水、胶头滴管。他们经过思考,进行下面的操作:
(l)小文把天平放在水平桌面上,调节平衡螺母,使天平平衡。小红认为此操作有误,错误是
。
(2)用调节好的天平称石块的质量,右盘中的砝码和标尺上的游码如图甲所示,则石块的质量为 g。
(3)为了测石块体积,他们进行了如图乙所示的实验操作:
a.把烧杯中装适量水,并在水面的位置做好标记,并用天平测出烧杯和水的总质量为103g。
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b.将石块放入装水的烧杯中,倒出超过标记处的水,并用胶头滴管使水面恰好在标记处,测出此时烧杯、水、石块全部的质量为145g。 c.通过计算,求出石块的体积为
cm,石块的密度为
3
kg/m。
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(4)实验结束后,他们进行讨论:若b操作中倒出水后,水面低于标记处,这样的情况下测出的密度值将 (填“偏大”或“偏小”)。
(5)在这个实验中,若把天平换成另一种测量工具——弹簧测力计,利用其余部分器材,也可以测出石块的密度。请完成实验操作的步骤,并写出石块密度的表达式。
实验步骤①用细线把石块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,测得
。
②
。
③石块密度的表达式:
(用所测物理量的字母表示,水的密度为ρ水)。
5. (溢水法)某同学要测一石块的密度.
(1)用调好的天平测图中石块的质量,当天平平衡时如图所示,石块的质量为m= g (2)(a)小明测量石块体积的操作步骤如下: A.测出空小烧杯的质量m1
B.把装了水的大烧杯和小烧杯如图乙所示放置.
C.把石块缓缓放入大烧杯中,大烧杯中部分水溢进小烧杯
D.测出承接了溢出水的小烧杯总质量为m2,根据测得的数据可知石块的体积V石= 石块的密度ρ石= (用字母表示) (b)若小华将溢出的水倒入量筒中,如图丙,测出石块的体积为 cm3石块的密度为 kg/m3,这个测量后将偏 .
6.(加水法) 小刚同学要测量一块形状不规则金属块的密度。
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(1)把天平放在水平桌面上,将游码移到 ,然后调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)用天平测量金属块的质量。当天平平衡时,放在右盘的砝码和游码位置如图所示,则金属块的质量为 g。
(3)他发现金属块放不进量筒,改用如图所示的方法测量金属块的体积,步骤如下: A.往烧杯中加入适量的水,把金属块浸没,在水面达到的位置上做标记,然后取出金属块。
B.先往量筒中装入40mL的水,然后将量筒中的水慢慢倒入烧杯中,让水面到达标记处,量筒中剩余的水的体积如图所示,则金属块的体积为 cm.
(4)计算出金属块的密度为 kg/m(保留一位小数)。 二.测量液体密度
1.(缺天平)在“测量盐水密度”的实验中,实验用砝码盒中配备有100g、50g、20g、10g、5g的砝码.请填写下列空格:
(1)调节天平前应将游码移至 处,然后调节 ,使横梁平衡. (2)小明同学进行了下列实验操作:
A.将烧杯中盐水的一部分倒入量筒,测出这部分盐水的体积V; B.用天平测出烧杯和盐水的总质量ml; C.用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2;
以上操作的正确顺序是: (填字母代号).
(3)小明测量烧杯和盐水的总质量m1时,估计盐水和烧杯的总质量在150g左右.加砝码时,用镊子夹取100g、50g砝码各1个放入右盘中,若指针右偏,则应取下 g的砝码,试加其它砝码,同时调节游码.
(4)如图是小明同学在实验操作过程中的情况.他的错误是: .
(5)另一同学想测出某品牌牛奶的密度,为此他利用实验台上的弹簧测力计、空饮料瓶、水、细线等物品来测量.其操作步骤是:
①用弹簧测力计测出空饮料瓶的重力G1;
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②在空饮料瓶中装满水,用弹簧测力计测出瓶和水的总重力G2,计算水的体积V= (用测出物理量的字母表示,水的密度ρ水已知);
③ ;(说出具体方法和要测出的物理量并用字母表示) ④计算牛奶密度ρ= .(用测出的物理量的字母表示)
2.(替代法)有一种巧妙测量人体血液密度的方法,测量前需先用天平和量筒测定几种硫酸铜溶液的密度备用.
(1)测量前,应把天平放在 上,当移动游码至零刻度处时,指针偏向分度盘的右侧,则应将平衡螺母向 调,使指针指在分度盘的中央. (2)接下来的测量步骤如下:
①往空烧杯中倒入适量的硫酸铜溶液,测出烧杯和溶液的质量为49.2g; ②将烧杯中的一部分溶液倒入量筒,读出量筒中溶液的体积为20mL; ③测出烧杯和剩余溶液的质量,砝码及游码的位置如图所示. 将下面的实验记录表填写完整.
(3)测定血液密度时,具体操作如下:在几支试管中分别装入密度已知且不等的硫酸铜溶液;然后向每支试管中滴入一滴待测血液,只要看到哪一支试管中的血滴处于悬浮状态,就知道被测血液的密度了.这是为什么?请利用所学知识,简要分析,写出推理过程. 分析推理过程: .(2分)
3.(浮力法)小青和小红都想测量某种液体的密度。
(1)小青的方法是:首先将天平放在水平桌面上,并将游码移至标尺的零刻度线处,发现指针偏向分度盘中央刻度线左侧,她应向______(选填“左”或“右”)侧调节平衡螺母,直至指针指在分度盘中央刻度线。 收集数据:
①向瓶中倒入适量液体,用天平测出瓶和液体的总质量m1=________g,如图甲所示; ②将瓶中的部分液体倒入量筒中,用天平测出瓶和剩余液体的质量m2,如图乙所示; ③用量筒测出倒入液体的体积V=_________mL,图丙所示。
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由以上数据可以得到液体的密度ρ液=__________g/cm3。(写出具体数值)
(2)小红用水、石块(密度大于被测液体密度)、烧杯、弹簧测力计也测到了该液体的密度,如图所示(ρ水为已知):
①用细线系住石块,并挂在弹簧测力计下,测得其重力为G,如图甲所示; ②用弹簧测力计拉住石块使其浸没在水中,测得拉力为F1,如图乙所示; ③用弹簧测力计拉住石块使其_______在待测液体中,测得拉力为F2。
由以上数据可以得出液体密度的表达式ρ液=__________________,石块密度的表达式ρ石=_______________(用本次实验收集到的物理量表达,水的密度用ρ水表达)。
(3)从实验操作的简单、方便这个角度来看_________(选填:“小青”或“小红”)的方法更好。
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测物质密度实验练习题
1.小明用天平、烧杯、油性笔及足量的水测量一块鹅卵石的密度,实验步骤如下:
(1)将天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺 ,发现横粱稳定时指针偏向分度盘的右侧,要使横粱在水平位置平衡,应将平衡螺母往 (选填“左”或“右”)调。 (2)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。
(3)如题18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,如题18图丙所示,杯、水和鹅卵石的总质量为 g。 (4)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,如题18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 cm。 (5)根据所测数据计算出鹅卵石的密度为 g/cm。
(6)若小明在第(4)步骤测量过程中,用镊子添加砝码并向右旋动平衡螺母,直到天平平衡,此错误操作将导致所测密度偏 。
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2.如图所示,小丽利用天平、玻璃杯、体积为20cm3的金属块、细线等器材测量蜂蜜的密度.
(1)将天平放在水平台上,将游码放到标尺左端的 刻度线上,调节横梁平衡.
(2)在玻璃杯中倒入适量的蜂蜜如图甲所示,用天平称出蜂蜜和玻璃杯的总质量m0,其示数如图乙所示,m0= g.
(3)将金属块浸没在蜂蜜中,金属块不接触玻璃杯并保持静止,且蜂蜜无溢出,如图丙所示.天平平衡后,砝码的总质量加上游码在标尺上对应的刻度值为m=150.4g,则蜂蜜密度ρ= g/cm;
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(4)小明用天平测出同种蜂蜜和玻璃杯的总质量后,将浓稠粘滞的蜂蜜沿量筒壁缓缓倒入量筒内测量体积,再用天平测出剩余蜂蜜和玻璃杯总质量.对比小丽的测量方法,小明所测得的密度值 (选填“偏大”或“偏小”).
3.小亮同学利用“替代法”测量一粒花生米的密度,实验过程中如下图所示。在下列空格中填写适当内容: (1)如图甲,选择一粒饱满的花生米放入装有适量水的透明烧杯中,发现花生米下沉至杯底,则花生米完全浸没在水中下沉时所受的浮力 重力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。 (2)如图乙,往烧杯中逐渐加盐并充分搅拌,直至观察到花生米处于 状态,随即停止加盐。
(3)如图丙示,取出花生米,用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量为 g;
(4)将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,用天平测出空烧杯的质量为59g,如图丁示,用量筒测出盐水的体积为 mL。
(5)通过公式计算出盐水的密度即可知花生米的密度,本实验中花生米的密度为 g/cm(结果小数点后保留两位数字).
4. 小红将苹果放入烧杯并逐渐向烧杯中加水,看到如图所示的情景
(1)比较A、B图可知:______图中苹果受到的浮力较大,从______图可以判断苹果的密度______(选填“大于”、“等于”或“小于”)水的密度;
(2)将烧杯中的水加满如图C所示,分析B、C两图可知,B图苹果受到的浮力______C图苹果受到的浮力大小(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)小红又拿来一个装了水(水足够多)的大量筒,水的体积为V1,借助这个量筒测出了苹果的密度(整个实验过程中苹果表面沾的水忽略不计,水的密度用P水表示):①在C图中,她轻轻取出苹果,将量筒中的水倒入烧杯中,当烧杯中的水被填满时,量筒中剩余水的体积为V2,则苹果的质量表达式:m=______; ②小红用针把苹果完全压入盛满水的烧杯中,水从烧杯中溢出后,再取出苹果,并继续将量筒中的水倒入烧杯中,当烧杯中的水再次被填满时,量筒中剩余水的体积为V3; ③苹果密度的表达式:ρ=______.
(4)如果把C图中的水换成盐水,苹果静止时,露出液面的体积将______(选填“大于”、“等于”或“小于”).苹果受到的浮力将______(选填“变大”、“不变”或“变小”)
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