1、课时训练(十三)特殊方法测物质的密度(限时:40分钟)1.2019唐山丰润区二模甲、乙两组同学测量金属块密度,每组实验器材有弹簧测力计、量筒、烧杯、水、金属块和细线。甲组同学的实验过程:a.观察弹簧测力计的量程和分度值,并规范调零;b.用弹簧测力计和细线测出金属块重力G;c.用量筒、水和细线测量并计算出金属块的体积V1;d.计算金属块的密度=。写出步骤b中使用弹簧测力计读数时的注意事项:;。(写出两点)乙组同学发现本组的弹簧测力计量程未知,刻度板上数字都已磨损,他们借助一个质量为m0的物体A,仍用该弹簧测力计测出了金属块的重力,已知物体A和金属块的重力均不超弹簧测力计量程,写出他们将弹簧测力计
2、规范调零后测出金属块重力的步骤及表达式。操作步骤:;。金属块重力表达式:。2.2019徐州小华用弹簧测力计、烧杯、水、薄塑料袋测量酱油的密度。(1)测量前,应检查弹簧测力计指针是否指在刻度线上。(2)把适量的酱油装入塑料袋,排出空气后扎紧口,用弹簧测力计测出其重力为3.6 N;然后用弹簧测力计提着塑料袋浸没在水中,如图K13-1所示,弹簧测力计示数为N。图K13-1(3)水的密度为1103 kg/m3,则可计算出酱油的密度为kg/m3。(4)小华想用上述器材继续测量白酒的密度,但白酒的密度比水小。请你帮她想出一个可行的办法并简要说明: 。3.在“测量物质的密度”实验中:(1)用调节好的天平测金
3、属块质量,天平平衡时砝码质量及游码在标尺上的位置如图K13-2甲所示,金属块的质量m为g。图K13-2(2)用细线系住金属块放入装有20 mL水的量筒内,如图乙所示,则金属块的体积V为 cm3。(3)计算出金属块的密度=g/cm3。(4)实验中所用细线会对测量结果造成一定影响,导致所测密度值(选填“偏大”或“偏小”)。(5)在上面实验的基础上,利用弹簧测力计和该金属块,只需增加一个操作步骤就能测出图丙烧杯中盐水的密度。增加的步骤是。盐水密度的表达式盐水=(用所测物理量符号表示)。4.2019邢台三模兴邢科技小组的同学准备用弹簧测力计、底面积为200 cm2的烧杯、水、吸盘、滑轮、细线等来测量木
4、块的密度。(木块不吸水,g取10 N/kg,水=1103 kg/m3)(1)使用弹簧测力计前,应先检查指针是否在的位置,若不在此位置,应先进行调整,然后再使用。(2)如图K13-3甲所示,用弹簧测力计测出木块在空气中的重力为N。图K13-3(3)将滑轮固定在吸盘的挂钩上,吸盘紧紧压在烧杯底部。在烧杯中倒入适量的水,用弹簧测力计将木块全部拉入水中,如图乙所示,此时弹簧测力计示数为0.4 N。(4)若不计摩擦和绳重,图乙中的木块受到的浮力为N,该木块的密度为kg/m3。拓展(5)木块全部浸没后与未浸入前相比,水对烧杯底部的压强增大Pa。(6)如果将烧杯中的水换成另一种液体,用弹簧测力计将该木块全部
5、拉入液体中后,弹簧测力计示数为0.8 N,该液体的密度为kg/m3。5.2019宁夏小明早餐经常吃一个煮鸡蛋。他想知道一个生鸡蛋的密度,但发现实验室的量筒口径太小,无法测量鸡蛋的体积,他进行了如图K13-4所示的实验。图K13-4(1)请你按照小明的实验思路,将实验步骤补充完整。把天平放在水平桌面上,分度盘上指针位置如图甲所示,他应该将平衡螺母向调节,使天平平衡;用天平测出烧杯的质量为65.8 g;在烧杯中装入适量的水,把鸡蛋放入水中,鸡蛋下沉至杯底,如图乙所示;如图丙所示,小明的操作是;取出鸡蛋,用调好的天平测烧杯和盐水的总质量,如图丁所示,天平的示数为g;将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,如图
6、戊所示,量筒的示数为96 mL;利用密度公式可计算出盐水的密度为盐水=kg/m3,即为鸡蛋的密度。(2)小明利用上述方法测出的盐水密度(选填“偏大”或“偏小”);小明同学很快想到,不需要增加器材,也不需要增加额外的步骤,只要将实验步骤的顺序稍加调整,就会大大减小上述误差。小明同学调整后的实验步骤顺序是(填写实验步骤前的序号)。(3)按照上面所述实验过程,请你帮助小明证明鸡蛋的密度等于盐水密度。(推导过程要有必要的文字说明)6.小芳的爸爸在外出差给她带回来一件小金属挂饰(实心),小芳想知道金属挂饰的材质,于是从学校实验室借了一些器材来测量它的密度。(1)她将天平放在水平桌面上,把游码轻轻拨至标尺
7、零刻度线处,稳定时发现分度盘上指针位置如图K13-5甲所示,要使横梁水平平衡,应将右侧的平衡螺母往(选填“右”或“左”)调。图K13-5(2)将挂饰放在已调好的天平上,测出其质量为21.6 g。(3)当她想测量挂饰的体积时,发现忘了借量筒,在她沮丧之时突然想到利用浮力的知识可以帮自己解决问题。她的测量过程如下:往烧杯中倒入适量的水,用调节好的天平测出烧杯和水的总质量为150 g。用细绳将挂饰拴好并浸没在水中(如图乙所示,挂饰不接触杯底,无水溢出)。在右盘中加减砝码并移动游码,当天平平衡后,右盘中砝码质量和游码的位置如图乙所示,此时天平的示数为g,则挂饰的体积为cm3。(4)小芳计算出金属挂饰的
8、密度为g/cm3;通过对照密度表(见下表)可知,该金属挂饰可能是制品。物质金银铜铁铝密度/(103 kgm-3)19.310.58.97.92.77.2019唐山路南区一模小林同学想测出一个实心塑料球的密度,实验器材有天平、量筒、水、细线、小铁块,她设计的步骤如下:A.用天平测出实心塑料球的质量,右盘中的砝码质量和游码的位置如图K13-6甲所示;B.向量筒中倒入适量的水,如图乙所示,记录此时水的体积为V1;C.用细线在塑料球下吊一个小铁块放入水中,静止时如图丙所示,记录此时量筒中水面对应的示数为V2;D.从水中取出塑料球,如图丁所示,记录此时量筒中水面对应的示数为V3;E.利用密度公式计算出结
9、果。图K13-6根据上述过程,回答下列问题:(1)用天平测量塑料球的质量m=g,塑料球的体积V=cm3。(2)计算出塑料球的密度=kg/m3,小林测出的实心塑料球的密度值比真实值偏(选填“大”或“小”)。拓展(3)实验后交流发现,只用量筒,在原有的实验过程中再加一个步骤,也可测出塑料球的密度。请你写出这个步骤:。(用字母表示出测量量)实心塑料球密度的表达式=。(用已知量和测量量的符号表示)8.2019唐山玉田县二模小明和小红使用不同器材分别对某液体的密度进行测量,请将他们的实验步骤补充完整。(1)小明将天平放在水平台面上,将游码移到标尺的零刻度线处。横梁静止时,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,
10、如图K13-7甲所示。为使横梁在水平位置平衡,应将横梁右端的平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节。图K13-7(2)将盛有适量该液体的烧杯放在调节好的天平左盘内,测出杯子和液体的总质量为128 g,然后将烧杯中液体的一部分倒入量筒中,如图乙所示,再将盛有剩余液体的烧杯放在天平左盘内,加减砝码并移动游码,使天平横梁再次在水平位置平衡,此时右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图丙所示,则烧杯及杯内剩余液体的总质量为g。(3)根据上述实验过程及数据可计算出液体的密度为kg/m3。拓展(4)小红利用一个装有足量水的大水槽、一把刻度尺、一只平底试管(厚度忽略不计),对液体密度进行了测量:将平底试管放入水
11、槽中,使其竖直漂浮在水面上,用刻度尺测出平底试管底部到水面的距离h1;,用刻度尺测出平底试管底部到水面的距离h2;再用刻度尺测出;已知水的密度为水,利用上述测量出的物理量和已知量计算液体密度的表达式液=。9.小晨设计了一个实验,用排水法测某实心金属块的密度。实验器材有小空筒、溢水杯、烧杯、量筒和水。实验步骤如下:让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中,如图K13-8甲所示;将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为20 mL,如图乙所示;将烧杯中20 mL水倒掉,从水中取出金属块,如图丙所示;将金属块放入小空筒,小空筒仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为44 mL,如图丁所示。图K13-8(1)被测金属块
12、的密度是g/cm3。(2)在实验步骤和中,将沾有水的金属块放入小空筒,测出的金属块密度将(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。10.2019唐山古冶区一模小明同学在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:(已知水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg)(1)如图K13-9甲、乙所示,先用弹簧测力计吊着石块,弹簧测力计的示数为1.8 N,然后让石块完全浸没在水中,弹簧测力计的示数为1 N。则石块受到水的浮力为N。图K13-9(2)如图丙所示,用弹簧测力计缓慢将石块拉出水面,随着石块露出水面的体积越来越大,观察到弹簧测力计的示数也越来越大,则石块受到水的浮力越来越 (选填“大”或“小”),说
13、明石块受到浮力的大小与有关。(3)通过比较图乙和图,可以探究浮力大小跟液体密度是否有关。(4)他通过上述实验又计算出该小石块的密度为g/cm3。拓展(5)同组的小红同学,继续用如图K13-10所示的方法测出了物块B的密度,她的具体操作如下:将物块B放入漂浮于水面的小烧杯中,小烧杯杯底距水面高度h1=25 cm,如图所示;将物块B取出后系在烧杯底静止后,小烧杯杯底距水面高度h2=15 cm,如图所示;剪断细绳后物块B沉入杯底,此时小烧杯杯底距水面高度h3=10 cm,如图所示,则物块B的密度为kg/m3。图K13-1011.2019保定莲池区一模小明利用一根木筷、物体M、托盘和烧杯自制简易密度秤
14、,主要制作步骤如下:如图K13-11所示,将烧杯放入A端的托盘中,改变物体M悬挂点的位置至B时,木筷恰好在水平位置静止;在A端的烧杯内注入体积为V0的水,改变物体M悬挂点的位置至C点时,木筷恰好在水平位置再次静止,并在C点标注水的密度值为1.0 g/cm3;在A端的烧杯内注入体积为V0的其他液体,重复步骤,在密度秤上标注刻度。图K13-11(1)从制作的步骤上分析,小明制作密度秤的原理是。(2)B点所标密度值为;要在该密度秤上标出密度为0.5 g/cm3的刻度线,则所标刻度线(选填“在”或“不在”)BC的中点位置。(3)小明发现他所制成的密度秤相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度秤测量液体
15、密度时误差较大。为此同学们提出了如下改进方案,其中可行的是。(填字母序号)A.增大物体M的质量B.换长些的木筷制作密度秤C.换更轻的木筷制作密度秤D.标密度秤的刻度线时,适当增大装入烧杯中液体的体积V0(4)小明最终所制成的密度秤,OA的长度为4 cm,OB的长度为2 cm,OD的长度为10 cm,物体M的质量为100 g,每次测量时,在A端烧杯内均倒入体积为100 cm3的液体,则该密度秤所能测量的液体的最大密度为多少?【参考答案】1.GV1g弹簧测力计和金属块在竖直方向静止时读数读数时视线正对刻度线把物体A挂在弹簧测力计的挂钩上,数出指针位置到零刻度线之间有n1个格取下物体A后挂上金属块,
16、数出指针位置到零刻度线之间有n2个格G=n2 m0gn12.(1)零(2)0.6(3)1.2103(4)将适量的水装入塑料袋排出空气后扎紧口用弹簧测力计提着塑料袋浸没在装白酒的烧杯中3.(1)27(2)10(3)2.7(4)偏小(5)将金属块挂在弹簧测力计下方,浸没在盐水中,读出弹簧测力计的示数Fmg-FgV4.(1)零刻度线(2)1.2(4)1.60.75103(5)80(6)1.251035.(1)右向烧杯水中加盐并搅拌直到鸡蛋悬浮在盐水中171.41.1103(2)偏大(3)鸡蛋悬浮在盐水中,鸡蛋受到的重力等于浮力,即G=F浮,可得鸡蛋gV鸡蛋=盐水gV排,鸡蛋悬浮在盐水中,V排=V鸡蛋
17、,故可得鸡蛋=盐水。6.(1)左端右(3)152.42.4(4)9.0铜7.(1)13.620(2)0.68103小(3)将塑料球放在图乙所示的水中静止时,记下量筒中水面对应的示数为V4(V4-V1)水V2-V38.(1)右(2)62(3)1.1103(4)将适量的待测液体倒入平底试管中,使其仍能竖直漂浮在水面上试管内液柱的高度h3h2-h1h3水9.(1)3.2(2)不变10.(1)0.8(2)小石块浸入水中的体积(或排开水的体积)(3)丁(4)2.25(5)1.510311.(1)F1l1=F2l2(或杠杆平衡原理)(2)0在(3)D(4)由图可知,当所装液体的密度为零时,物体M悬挂点的位置在B,由杠杆的平衡条件得:G烧杯AO=mMgOB,即G烧杯4 cm=0.1 kg10 N/kg2 cm,可得G烧杯=0.5 N;当物体M挂在杠杆上D点时,该密度秤测量液体的密度最大,则有(G液+G烧杯)OA=GMOD,即(G液+0.5 N)4 cm=0.1 kg10 N/kg10 cm,解得G液=2 N,所测液体的最大密度液最大=G液gV液=2N10N/kg10010-6m3=2103 kg/m3。
