01 专题概述
在缺少实验器材的情况下进行探究活动的方法就是“等效替代”,变直接测量为间接测量.如:在体积或质量无法测量时,往往需要借助于水,通过测量与被测物体等体积的水的质量或等质量水的体积,利用水的中间过渡,从而测得密度.
(1)当不能直接利用天平称质量时,可以用“水+量筒”或“已知密度的物体+水+量筒”解决.
(2)当不能直接用量筒测物体的体积时,可以用“水+天平”解决,这种方法是让被测物体的体积与水的体积相m水
等,用天平称出水的质量,即可得出V物=V水=.
ρ水
02 专题训练
类型1 满杯法测量物质的密度
1.小刚同学想测酱油的密度,但家里只有天平、小空瓶,而没有量筒.他思考后按照自己设计的实验步骤进行了测量,测量内容及顺序如图甲所示.
(1)他第三次测得物体的质量如图乙中砝码和游码所示,其质量m3=__47.4__g. (2)由三次测量结果可知,水的质量m水=__30__g,酱油的体积V油=__30__cm3. (3)根据小刚测量的数据,酱油的密度ρ油=__1.1×103__kg/m3. 类型2 排水法测量物质的密度
2.星开同学想测量妈妈从海南给她带来的小贝壳密度,她准备了托盘天平(配了砝码)、大烧杯、小烧杯、细线和水等器材.
(1)如图甲所示是她在调节天平的平衡螺母,从图中可以发现她在使用天平过程中存在的错误是:__调节平衡螺母前,没有将游码拨到标尺左端的零刻度线处__.
(2)纠正错误后,再测贝壳的质量,所用天平的标尺如图乙所示,最小砝码的质量与标尺最大刻度值相同.测量时按规定在__右__盘加入15 g的砝码后,天平的指针偏向左侧,这时贝壳的质量__大于__(填“小于”“等于”或“大于”)15 g,再另加入5 g的砝码后,指针偏向右侧,接下来的操作是:__取下新加的5__g砝码,拨动游码__,直至天平平衡.图乙所示为天平最后平衡时的情景,则贝壳的质量m=__18.2__g.
(3)测出空小烧杯的质量m1.
(4)将装有水的大烧杯和空的小烧杯如上图丙所示放置(水至溢水口). (5)用细线悬挂贝壳缓缓浸没于大烧杯内的水中,有部分水溢出进入小烧杯. (6)测出溢出的水和小烧杯的总质量m2. 由上述实验可得:溢出水的体积是:__度为ρ水).
类型3 等质量法测量物质的密度
3.一次课外小组活动中,小明同学做“测石块密度”的实验,实验器材:托盘天平(没有砝码)、量筒、水、两个相同的烧杯、塑料绳、小石块(不吸水).请帮小明完成实验步骤:
(1)将天平放在水平台上,调节天平横梁平衡时,发现指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,此时应将平衡螺母向__右__(填“左”或“右”)移动.
(2)将一只空烧杯和小石块放在天平左盘,__右盘内放相同的烧杯,并在杯内加水__,直到天平重新平衡. (3)__将右盘烧杯中的水倒入量筒中__,记下量筒中水的体积V0. (4)在量筒中加入适量水,记下水的体积V1.
(5)用塑料绳系住小石块,使其浸没在量筒内的水中,读出水面所对的刻度值V2. V0ρ水(6)石块密度ρ石=____.(水的密度用ρ水表示)
V2-V1类型4 标记法测量物质的密度
4.(广东中考)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__零刻度处__,发现横梁稳定时指针偏向分度盘的右侧,要使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母往__左__(填“左”或“右”)调.
(2)用调好的天平分别测出鹅卵石的质量是31.8 g、空烧杯的质量是90 g.
m2-m1mρ水__,贝壳的密度是:____(都用物理量符号表示,水的密ρ水m2-m1
(3)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,然后将烧杯放在天平左盘,如图丙所示,杯、水和鹅卵石的总质量为__161.8__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,如图乙所示,用天平测出杯和水的总质量为142 g,此时杯中水的体积为__52__cm3.
(5)根据所测数据计算出鹅卵石的密度为__2.65__g/cm3. 类型5 排沙法测量物质的密度
5.某小组测量一种易溶于水且形状不规则的固体小颗粒物质的密度,测量的部分方法和结果如图1、2所示.
图1
图2
A.在量筒甲中装适量的细铁砂,抹平表面 B.将称量的颗粒装入量筒乙
C.将甲中铁砂全部倒进乙中,反复摇动后抹平表面
(1)将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺的__零刻度__处,然后调节__平衡螺母__,使天平平衡.接着,用天平测量适量小颗粒的质量.当天平重新平衡时,砝码质量和游码位置如图1所示,则称量的颗粒质量是__147.6__g.
(2)因颗粒易溶于水,小组同学采用图2所示的方法测量体积,所称量的颗粒体积是__60__cm3. (3)该物质的密度是__2.46__g/cm3.
(4)在步骤C中,若摇动不够充分,则测出的密度比实际密度值偏__小__. 类型6 助沉法测量物质的密度
6.各种复合材料由于密度小、强度大,广泛应用于汽车、飞机等制造业.小明想测量一块实心复合材料的密度.
(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,发现指针静止时指在分度盘中线的左侧,如图甲,则应将平衡螺母向__右__(填“左”或“右”)调节,使横梁平衡.
(2)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,则应该__C__(填选项前的字母).
A.向右调平衡螺母 B.向右盘中加砝码 C.向右移动游码
当天平重新平衡时,盘中所加砝码和游码位置如图乙所示,则所测物块的质量为__16.4__g.
(3)因复合材料的密度小于水,小明在该物块下方悬挂了一铁块,按照如图丙所示顺序,测出了该物块的体积,则这种材料的密度是__0.82×103__kg/m3.
(4)分析以上步骤,你认为小明在测体积时的操作顺序会引起密度测量值比真实值__偏小__(填“偏大”“不变”或“偏小”).
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