《中考物理总复习》专题四 质量和密度.pdf

年中考 年模拟 中考物理专题四质量和密度对应学生用书起始页码 页质量和密度质量定义：物体所含物质的多少叫作质量特点：质量是物体本身的属性，其大小不随物体的形状、状态和位置的变化而改变单位：基本单位是千克，常用单位有吨、克和毫克，它们之间的换算关系是 测量工具日常生活中常用杆秤、台秤、案秤等实验室用天平使用方法注意事项密度定义：某种物质组成的物体的质量与体积的比值叫作这种物质的密度公式：单位：基本单位是 ，常用单位有 。 两者的换算关系是 特点：密度是物质的固有属性之一，即同种物质的密度一般相同，不同种物质的密度一般不同测量原理：器材：天平、量筒合理步骤：通常先测质量，后测体积应用：鉴别物质；计算不便于直接测量的物体的质量或体积考点一 质量和密度概念及应用 一、密度知识的应用应用公式方法举例鉴别物质种类用天平和量筒测出物体的质量和体积，用公式计算出物体的密度，再查密度表，看与何种物质的密度相同测算出一件工艺品是由哪种材料制成的计算较大物体的质量通过查密度表或测一小块样品得到密度，再测出它的体积，根据公式算出该物体的质量求一块大理石纪念碑的质量计算不规则物体的体积用天平测量物体的质量，物质的密度可以从密度表中查出，根据公式可算出不规则物体的体积测量形状不规则的 机 器 零 件 的体积 二、判断物体是空心还是实心方法判断思路判断结果比质量假设此物体是实心的，查密度表中此物质的密度，根据 计算物体的理论质量 若 物，则是空心若 物 ，则是实心续表方法判断思路判断结果比体积假设此物体是实心的，查密度表中此物质的密度，根据计算物体的理论体积 若 物，则是空心若 物，则是实心比密度根据质量和体积计算出物体的密度，通过比较物体的密度与制成该物体材料的密度 的大小关系来判断若 物 ， 则是空心若 物 ，则是实心考点二 质量和密度的测量 一、天平的使用天平的调节：依照“游码归零”和平衡螺母“左偏右调，右偏左调”的原则调节横梁平衡。测量质量：遵循“左物右码”的原则；用镊子从大到小添加砝码；加上最小砝码后指针偏右时，应取下该砝码，并拨动游 码； 读 游 码 所 对 的 刻 度 值 时 以 左 边 为 准； 物砝游示。 二、液体密度测量的误差分析根据公式 可知，密度的测量与质量和体积的测量紧密相关。 质量的测量一般使用天平，体积的测量一般使用量筒，但其中有一个顺序问题要注意。例如，测量油的密度的过程如下：专题四 质量和密度 方案一方案二步骤 用 天平测 量空 烧杯的 质 量为 ；将油倒入烧杯，用天平测烧杯和油的总质量为 ；将烧杯中的油倒入量筒中，测出体积为 ；油的密度 将适量的油倒入量筒中，测出体积为 ；用天平测出空烧杯的质量为 ；将量筒中的油倒入烧杯，测出总质量为 ；油的密度 误差分析先测出油的质量，再将油从烧杯中倒入量筒中时，有少许油残留在烧杯壁上，导致所测 偏小，偏大先测出油的体积，再将量筒中的油倒入烧杯中，会有少许油残留在量筒壁上，导致所测 偏小， 偏小 注意 密度测量进行误差分析是建立在对题目熟悉的基础上，需要分析出是哪一步骤出现误差，是导致质量有误差还是体积有误差，再进一步分析所测密度会怎样变化。一、特殊情况下使用天平造成读数的偏差特殊情况造成原因读数偏差游码没有归零游码忘记归零，但横梁是平衡的，就直接对物体称量读数物物码颠倒调节好天平后，测量时，物体与砝码的位置放错若没有使用游码，读数物；若使用了游码，读数物（物读数游示）砝码生锈砝码自身质量变大读数物砝码沾上污物砝码上沾有灰尘或小水珠，砝码自身质量变大读数物砝码磨损砝码自身质量变小读数物二、平衡螺母和游码平衡螺母游码位置横梁的左右两端标尺上作用调节横梁平衡等效向右盘添加小砝码使用天平调节过程中使用需要在右盘中加入比最小砝码更小的质量时移动游码如何解释反膨胀现象 一般物质由于温度影响，其体积为热胀冷缩。 但也有少数热缩冷胀的物质，如水、锑、铋、液态铁等，在某种条件下恰好与上面的情况相反。 实验证明，将 的水加热到 时，其体积不但不增大，反而缩小。物质的密度由物质内分子的平均间距决定。 对于水来说，由于水中存在大量单个水分子，也存在多个水分子组合在一起的缔合水分子，而水分子缔合后形成的缔合水分子的分子平均间距变大，所以水的密度由水中缔合水分子的数量、缔合的单个水分子个数决定。 具体地说，水的密度由水分子的缔合作用、水分子的热运动两个因素决定。 当温度升高时，水分子的热运动加快、缔合作用减弱；当温度降低时，水分子的热运动减慢、缔合作用加强。 综合考虑两个因素的影响，便可得知水的密度变化规律。在水变成固态时，呈现出缔合水分子的形状。 此时，水分子的排列比较“松散”，雪、冰的密度比较小。对应学生用书起始页码 页方法一 常见物体密度的测量方法归纳 测石块密度（）原理：。（）器材：天平、量筒、水、细绳和石块。（）步骤：用天平测出石块质量 ；量筒中倒入适量水，读出体积 ；石块放入量筒中，读出体积 。（）表达式：石块。注意 （）若为形状规则物体，如正方体可以用刻度尺测量边长，计算体积。（）若为易溶于水的固体（如糖块），可以用排沙法测体积。（）若为密度小于水的固体，可以用针压法测体积。（）若被测物体体积较大，可用溢水法或补水法测体积。例 （ 天津， 分） 某校同学参加社会实践活动时，在山上发现一块很大的岩石，他们想测出这块岩石的密度。几位同学随身携带的工具和器材有：电子天平（附说明书）、购物用的弹簧秤、卷尺、喝水用的茶缸、铁锤、细线和一瓶饮用水（已知水的密度为 ）。 请你从中选用部分工具和器材，帮他们设计一种精确测量岩石密度的实验方案。 要求：（）写出主要的实验步骤；（）写出岩石密度的数学表达式（用已知量和测量量表示）。解析（）电子天平量程为 ，故要取一小块同样材质的岩石。 电子天平称出质量，没有量筒，不能直接测出体积，故可以考虑用排水法与浮力知识求得体积。（）细线提着岩石块浸没水中时，天平示数增大为 ，是因为岩石块对水有向下的压力，压力大小等于岩石块受到的浮力， 年中考 年模拟 中考物理故 浮压（），岩石块体积 石排浮，岩石块密度石。答案 （）用铁锤敲击岩石，取下适当体积的小岩石块；用电子天平称出小岩石块的质量 ；在茶缸中倒入适量的水，称出茶缸和水的总质量 ；用细线系好小岩石块，提着细线的一端，将小岩石块浸没在水中保持静止（岩石块不与茶缸接触），读出此时天平的示数 。（）说明：其他方法正确也可得分。测牛奶密度（）原理：。（）器材：天平、量筒、烧杯和牛奶。（）步骤：用天平测出烧杯的质量 ；用天平测出烧杯和牛奶的总质量 ；将烧杯中牛奶全部倒入量筒中，读出体积 。（）表达式：牛奶。注意 （） 步骤中牛奶倒入量筒中后，烧杯中会有少量牛奶剩余，导致测量的 偏小，因此 牛奶偏大。（）若将顺序调整为 为第一步，第二步将烧杯中一部分牛奶倒入量筒中，第三步为测出烧杯和剩余牛奶的总质量，则倒出的牛奶质量和体积对应，减小了误差。例 （ 吉林， 分）在测量盐水密度的实验中，已知空烧杯的质量是 ，烧杯和盐水的总质量如图所示，则盐水的质量是 ；将烧杯中的盐水全部倒入量筒中测得体积是 ，则盐水的密度是 。 采用这种测量方法得到的结果将 。解析 烧杯的质量 ，烧杯和盐水的总质量 总 ，盐水的质量 总 ，盐水的体积 ，盐水的密度 。盐水倒入量筒中时，烧杯内壁会残留少量盐水，使测量的盐水体积比实际偏小，由 可知得到的盐水密度会偏大。答案 偏大（或变大；或增大；或增加）方法二 测量密度时替代法的使用归纳 天平砝码缺失时，用替代法测质量方法简介：天平砝码缺失，但可以调节平衡。步骤：天平调节平衡；左、右两盘内各放一烧杯（相同烧杯），物体放于左盘，向右盘杯中加水，直至平衡，则 物水；右盘杯中水全部倒入量筒，测出体积，计算出水的质量，即为 物。例 老师鼓励张峰在缺少砝码的条件下测出大理石的密度，现有器材：天平、量筒、两个完全相同的烧杯、水、一小块大理石、细线和滴管等。 张峰稍加思考，决定用以下的方法进行实验，请你完成下面的问题。（）实验步骤：将天平放在水平台上，游码拨至 ，调节使天平平衡。用量筒取体积为 的水待用。在天平左右两盘各放一只烧杯，将大理石放在左盘的烧杯里，把量筒内的水加到右盘的烧杯中，待天平将要平衡时，改用滴管，使天平再次平衡，最后把滴管内多余的水挤到量筒内。记下量筒内剩余水的体积为 ， ，记下此时量筒的读数为 。（）请利用上述实验中所测得的量表示大理石的密度 石 。解析 （）将天平放在水平台上，游码拨至零刻度处，调节平衡螺母使天平平衡。 记下量筒内剩余水的体积为 ，把大理石放入量筒中，让大理石浸没在水中，记下此时量筒的读数为 。（）由实验步骤知，大理石的质量与右盘烧杯中水的质量相等，右盘烧杯中水的体积 水 ，大理石的质量 水水水水（）；大理石的体积 ；大理石的密度 石水。答案 （）零刻度处平衡螺母把大理石浸没在量筒内的水中（）水缺少量筒时，用替代法测体积方法简介：量筒缺失，物体体积可以通过相同体积的水得到。步骤：天平调节平衡；烧杯内放入待测物体，若为固体可倒入适量水浸没物体，杯壁上做标记，称出质量；物体取出，加水至标记处，称出总质量；求出加入水的质量，计算出加入水的体积，即为物体的体积。例 （ 广东， 分）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：（）将天平放在水平桌面上，把游码拨至标尺 ，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 （选填“左”或“右”）调。（）用调好的天平分别测出鹅卵石的质量是 和空烧杯的质量是 。（）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 ，然后放在天平左盘，如图丙所示，杯、水和鹅卵石的总质量为 。（）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 ，如图乙所示，用天平测出杯和水的总质量为 ，此时杯中水的体积为 。（）根据所测数据计算出鹅卵石的密度为 。（）若小明在第（）步骤测量过程中，用镊子添加砝码并向右旋动平衡螺母，直至天平平衡，此错误操作将导致所测密度偏 。专题四 质量和密度 解析 （）把天平放在水平桌面上，游码拨到标尺左端的零刻度线处，通过调节平衡螺母使天平平衡；指针偏向分度盘的右侧，要使横梁在水平位置平衡，应将平衡螺母往左调。（） 由图知，杯、水和鹅卵石的总质量： ；水的质量 水 石杯 ，此时水的体积 水水水 。（）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 ，用天平测出杯和水的总质量为 ，此时杯中水的质量 水 总杯 ；体积 水水水 。（）由题意知，鹅卵石的体积等于加入水的体积，则 水 水 ；鹅卵石的密度 石 。（）若小明在第（）步骤测量过程中向右旋动平衡螺母，相当于向砝码盘添加质量很小的砝码，故所加砝码变少，测得水的质量偏小，水的体积偏小，则鹅卵石的体积偏小，根据 知鹅卵石的密度测量值偏大。答案 （）零刻度线 左 （） （） （）（）大替代法测密度方法简介：利用浮力知识，当一物体在某液体中悬浮时，物液，测出液体密度即为待测物体的密度。步骤：（）配制液体，使某物体刚好可以在液体中悬浮。（）用天平和量筒测出液体密度。（）物液。例 （ 广西钦州学科素养测试，）某同学利用“替代法”测量一粒花生米的密度，实验过程如下。（）在下列空格中填写适当内容（实验时间较短，不考虑花生米的吸水性）。选择一粒饱满的花生米放入装有适量水的透明玻璃杯中，发现花生米下沉至杯底，如图甲，此时花生米所受的浮力 （选填“大于”“等于”或“小于”）其重力。往杯中逐渐加盐并搅拌，待观察到花生米处于（选填“漂浮”或“悬浮”）状态时（如图乙）停止加盐，此时盐水的密度 （选填“大于”“等于”或“小于”）花生米的密度。取出花生米，用调好的天平测玻璃杯和盐水的总质量，如图丙，天平的读数为 。将玻璃杯中的部分盐水倒入量筒，如图丁，量筒的读数为 ，并用天平测得剩余盐水与杯子的质量为 。根据上述实验数据和密度公式即可算出花生米的密度。（）若实验中加盐过量，可进行的操作是： 。解析 （）因花生米下沉至杯底，可知花生米所受浮力小于重力；由题图乙可知花生米在盐水中处于悬浮状态，则此时盐水的密度等于花生米的密度；由图丙可知天平读数为： ；由图丁可知量筒读数为 。 （）若实验中加盐过量，可向盐水中加水，降低盐水的密度。答案 （）小于 悬浮 等于 （）向盐水中加水花生米在盐水中悬浮时浮力等于重力，盐水花生米。本题测花生米密度利用了等效替代法。 花生米悬浮时 盐水花生米，故测出花生米悬浮时盐水的密度，就可知花生米的密度。方法三 图像法在密度问题中的应用 图像能直观简洁地反映物理规律。 如 图像，因为 所以对于同一种物质是一个定值，故 图像为过原点的直线；比较图像中两种物质的密度大小时，可以取相同体积比质量，质量大的密度大；也可以取相同质量比较体积，体积小的密度大。例 （ 天津部分区县一模，）甲、乙两种液体的质量与体积的关系图像如图所示，由图可知，甲的密度是 。若将平放在地面上的两个完全相同容器中分别装满甲、乙两种液体，则装有 （填“甲”或“乙”）液体的容器对水平地面的压强较大。解析 由图可知，甲的密度 甲 ；乙的密度 乙 ，两个相同的容器装满甲、乙两种液体，则装甲液体的容器总重力较大，对地面的压强较大。答案 甲 变式训练 （ 广东深圳， 分）下列说法错误的是（ ）答案 年中考 年模拟 中考物理解析 图甲是一条过原点的倾斜直线，反映了重力和质量成正比， 正确；由 图像和密度公式知该物质密度 ，故该物质可能是水， 正确；由图丙可知物体的路程没有随时间发生变化，故该物体处于静止状态， 正确；当温度低至 时，水银已经变成固体（水银的凝固点为 ），无法进行温度的测量， 错误。 选 。