1、专项强化训练(二)(特殊方法测密度)类型一测特殊物质 1.(2019河南洛阳洛宁三模)小亮想测量一个小木块(不吸水)的密度。他利用天平、圆柱形玻璃杯、适量的水、细针等器材,经过思考,想出了如下的实验方法。(1)图1甲是小亮在调节天平时的情景,小丽指出了他在操作上的错误,你认为错误之处是:。(2)小亮纠正错误后调节好天平,按照以下步骤继续实验:将小木块放在天平左盘,天平平衡时右盘中所加砝码和游码的位置如图1乙所示,则小木块的质量为g。将玻璃杯中装满水,用细针缓慢地将木块压入水中,使之浸没,利用排水法,测出溢出水的质量为30 g,则小木块的体积为 cm3。(已知水=1.0103 kg/m3)测出小
2、木块的密度是 g/cm3。(3)小明受到他们的启发,在只有托盘天平的情况下,借助烧杯、细线、水测量另一小物块的密度,很快就找到了解决方法,步骤如下:用调节好的天平测量烧杯和水的总质量,操作情景如图2甲所示,其错误之处是:。重新调节好天平,按正确的方法称出了烧杯和适量水的总质量,示数如图2乙所示,由此可知,烧杯和水的总质量是 g。如图2丙所示,用细线拴着物块浸没在水中(物块未接触烧杯底且水未溢出),天平的示数变为36.2 g。将物块缓慢沉入烧杯底部,放开细线,如图2丁所示,天平的示数变为51.2 g,则物块的质量是g,物块的密度是 kg/m3。2. 为了测量大豆的密度,进行以下实验:(1)把天平
3、放在水平桌面上,如图所示。使用前,他应进行的操作是:首先将游码移至标尺的,然后,使指针对准分度标尺中央刻度线。(2)为了测量大豆的体积,将饮料瓶装满水,拧上盖子,放在调好的天平左盘上,天平平衡时,砝码的质量和标尺上的示数如图所示,则瓶和水的总质量为g。(3)把48 g大豆放入装满水的瓶中,停止溢水后,拧上盖子,擦干沾在瓶上的水,用天平测出瓶、瓶内剩余水和大豆的总质量为111克,根据溢出水的质量可求出大豆的体积为 cm3。(4)算出这种大豆的密度为 kg/m3。(5)由于大豆具有吸水性,用这种方法测出大豆的密度值比真实值偏。(选填“大”或“小”)3.(2019重庆B)小丽同学在“测量鸡蛋的密度”
4、实验中,进行了以下操作:(1)将天平放在桌面上,在天平托盘中分别放入不吸水的纸,把游码移到零刻度线处,指针静止后的情形如图甲所示。要使横梁平衡,应将横梁上的平衡螺母向(选填“左”或“右”)调,直至天平平衡。接着将鸡蛋放在天平的左盘,在右盘加减砝码、移动游码直到天平重新恢复平衡,所加砝码的质量和游码的位置如图乙所示,则被测鸡蛋的质量为g。(2)因可供选择的量筒口径较小,鸡蛋无法放入,小丽自制了一个溢水杯,采用如图丙所示的方法测量鸡蛋的体积,其具体做法是:先在溢水杯中加水,直到水面恰好与溢水口相平,把量筒放在溢水口下方,将鸡蛋慢慢放入溢水杯中,鸡蛋最终沉入水底,量筒收集完从溢水杯溢出的水后,示数如
5、图丙所示。他所使用量筒的分度值为 cm3,在读取量筒中水的体积时,视线应与液面(选填“相平”或“不相平”),鸡蛋的体积为 cm3。(3)被测鸡蛋的密度为 g/cm3。(4)若小丽用上述方法先测出鸡蛋的体积V,再取出溢水杯中的鸡蛋,放在天平的左盘,称出它的质量为m,然后利用=mV计算出鸡蛋的密度。用这种方法测得鸡蛋的密度与真实值相比会。(选填“偏大”“偏小”或“一样”)类型二器材残缺4.(2019四川遂宁)悠悠涪江水孕育了涪江两岸儿女。爱动脑筋的小红想知道涪江水的密度究竟有多大,于是她取了一些涪江水,在学校实验室找了下列器材:天平及砝码,量筒(刻度清晰但没有数字),烧杯,铜块(已知它的密度为1)
6、,细线。利用这些器材按下列步骤测出了涪江水的密度,请你帮小红完善实验探究过程:(1)把天平放在水平桌面上,将游码移到零刻度线处,指针偏向分度盘中线左侧,此时应向(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平横梁平衡。(2)用天平测出铜块的质量m1。(3)在量筒内倒入适量的涪江水,用细线拴住铜块,将它缓慢浸没在量筒内的水中并记下水面到达的刻度线A,然后取出铜块。(4)在烧杯内倒入适量的涪江水,用天平测出水和烧杯的总质量m2。(5)。(请你写出这一步的操作方法)(6)用天平测出烧杯内剩余涪江水和烧杯的总质量m3,砝码和游码位置如图,则m3=g。(7)计算涪江水的密度,则涪江水密度的表达式为=(物理量用
7、符号表示)。根据以上实验方案,小红测出的涪江水密度比真实值。(选填“偏大”或“偏小”)5.小强同学为了测量某种液体的密度,进行了以下实验:(1)首先将天平放在桌面上,游码移到标尺左端零刻度线,调节天平横梁平衡,发现指针偏向分度盘中央的右侧,此时应向(选填“左”或“右”)移动平衡螺母。(2)调节天平平衡后,小强又进行了以下三项操作A.用天平测量烧杯和剩余液体的总质量;B.将待测液体倒入烧杯中,用天平测出烧杯和液体的总质量;C.将烧杯中液体的一部分倒入量筒,测出这部分液体的体积。如图所示,以上操作的正确顺序是(填字母代号)。(3)由上图可得:量筒内液体的质量为g,该液体的密度为kg/m3。(4)根
8、据你的生活经验判断,该种液体可能是下面四种液体中的(填字母代号)。A.水B.水银C.香油D.盐水(5)小强不小心将量筒打碎了,老师说只用天平也能测量出液体的密度。于是小强添加了两个完全相同的烧杯和适量的水,设计了如下实验步骤,请你补充完整。调好天平,用天平测出空烧杯的质量为m0;将一个烧杯,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;用另一个烧杯装满待测液体,用天平测出烧杯和液体的总质量为m2;则液体的密度表达式=(已知水的密度为水)。(6)小明针对(5)中小强的实验设计进行评估后,认为小华设计的操作过程有不妥之处,你认为该不妥之处是:。6.在“测酸奶密度”的实验中:(1)小明的实验方案:用天平和量筒测
9、密度。把天平放在水平桌面上,将,若指针偏向分度盘左侧,应将平衡螺母向调,使横梁平衡。他用已调节好的天平测得空烧杯的质量m0为37.4 g;接着把酸奶倒入烧杯中,测得烧杯和酸奶的总质量m1,如图甲所示m1= g;然后把烧杯中的酸奶倒入量筒中,如图乙所示,V= cm3;则酸奶的密度= g/cm3。在交流讨论中,小雨同学认为小明测得的酸奶密度值偏大。其原因是。(2)小雨的实验方案:巧妙地利用天平、水和小玻璃瓶(带盖,防止液体装满后在后续实验中溢出)测出了酸奶的密度。请你简要写出小雨的实验过程和酸奶密度的计算表达式(用测量的物理量符号表示)。实验过程:酸奶密度的表达式奶=。答案精解精析1.答案(1)游
10、码未拨至标尺的零刻度线处(2)18.6300.62(3)测量时调节平衡螺母31.2204103解析(1)在调节天平平衡时,应先将天平放在水平台上,并将游码拨到标尺左端的零刻度线处,该同学未将游码拨到标尺左端的“0”刻度线处;(2)如图1乙所示,小木块的质量m=10 g+5 g+3.6 g=18.6 g;由=mV可得,木块的体积V木=V排水=m水水=30g1g/cm3=30 cm3;木块的密度木=mV木=18.6g30cm3=0.62 g/cm3;(3)在使用天平称量物块的质量时,应通过增减砝码和移动游码使天平平衡,不能再移动平衡螺母;烧杯和水的总质量为20 g+10 g+1.2 g=31.2
11、g;用细线拴着物块浸没在水中,天平的示数变为36.2 g,则物块排开的水的质量为m水=36.2 g-31.2 g=5 g;物块全部浸入水中,则物体的体积等于其排开的水的体积,则物块的体积为V物块=m水水=5g1g/cm3=5 cm3;将物块缓慢沉入烧杯底部,天平的示数变为51.2 g,则物块的质量为m=51.2 g-31.2 g=20 g;则物块的密度为物块=mV物块=20g5cm3=4 g/cm3=4103 kg/m3。2.答案(1)零刻线处调节平衡螺母(2)103(3)40(4)1.2103(5)大解析(1)天平在使用前,应放在水平桌面上,首先将游码移至标尺的零刻度线处,然后调节平衡螺母,
12、使指针对准分度标尺的中央刻度线。(2)读图可知,瓶和水的总质量为100 g+3 g=103 g。(3)由题意可知,放入大豆后,溢出水的质量为m水=103 g+48 g-111 g=40 g,溢出水的体积即大豆的体积,由公式=mV得大豆的体积为V=m水水=40g1g/cm3=40 cm3。(4)这种大豆的密度为= m大豆V=48g40cm3=1.2 g/cm3=1.2103 kg/m3。(5)由于大豆具有吸水性,所以溢出的水会偏少,则造成体积的测量值偏小,最终测出大豆的密度值比真实值偏大。3.答案(1)水平右42(2)2相平40(3)1.05(4)偏大解析(1)将天平放在水平桌面上,把游码移到标
13、尺的零刻度线处,调节天平横梁平衡时,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,说明左盘较重,应当将横梁上的平衡螺母向右调节,直至平衡。图乙中天平标尺的分度值为0.2 g,鸡蛋的质量为m=20 g+20 g+2 g=42 g。(2)如图丙所示的量筒分度值为2 cm3,读数时视线应该与量筒内凹液面的底部相平,由图丙中量筒示数可知,鸡蛋排开水的体积V排=40 cm3,因为鸡蛋沉底,所以鸡蛋的体积V=V排=40 cm3。(3)鸡蛋的密度=mV=42g40cm3=1.05 g/cm3。(4)若先测出鸡蛋的体积V,再用天平测其质量,这样鸡蛋上会沾有水,使得鸡蛋质量的测量值偏大,由密度公式=mV可知,密度的计算值偏大
14、。4.答案(1)右(5)将烧杯中的水倒入量筒中的标记A处(6)47.4(7)m2-m3m11偏大解析(1)调节天平横梁平衡时,指针偏向分度盘的左侧,此时应该将平衡螺母向右调节,直到指针指在分度盘的中央。(5)铜块放入水中排开液体的体积等于铜块的体积,根据V=m表示出铜块的体积,也就是排开水的体积,将烧杯中的水倒入量筒中的标记处,烧杯中水减少的质量等于铜块排开水的质量,故用天平测出水和烧杯的总质量m2后,需要将烧杯中的水倒入量筒中的标记A处。(6)从图读出剩余涪江水和烧杯的总质量m3=20 g+20 g+5 g+2.4 g=47.4 g。(7)铜块的体积等于排开水的体积,即V排=V铜=m11;烧
15、杯倒入量筒中的水的质量为m=m2-m3;涪江水密度的表达式为=mV=m2-m3m11=m2-m3m11;由于取出铜块时带着水,使得烧杯倒入量筒中的水的质量m偏大,根据=mV知密度偏大。5.答案(1)水平左(2)BCA(3)441.1103(4)D(5)装满水m2-m0m1-m0水(6)烧杯装满水,易洒出,不方便操作解析(1)在使用天平时,应先将天平放在水平桌面上,在调节过程中,若指针偏向分度盘的右侧,应将平衡螺母向左边调节。(2)要测量液体的密度,正确的过程是:将待测液体倒入烧杯中,用天平测出烧杯和液体的总质量;将烧杯中液体的一部分倒入量筒,测出这部分液体的体积;用天平测量烧杯和剩余液体的总质
16、量。所以正确的实验顺序是BCA。(3)在量筒上,10 mL之间有5个小格,所以1个小格代表2 mL,即量筒的分度值为2 mL即2 cm3,液体的体积为V=40 cm3;烧杯和液体的总质量为50 g+20 g+10 g+2.4 g=82.4 g,烧杯和剩余液体的质量为20 g+10 g+5 g+3.4 g=38.4 g,量筒中液体的质量为m=82.4 g-38.4 g=44 g,液体的密度为=mV=44g40cm3=1.1 g/cm3=1.1103 kg/m3。(4)水的密度是1.0103 kg/m3,水银的密度远大于水,香油的密度小于水,所以此中液体可能是密度略大于水的盐水,故选D。(5)小华
17、不小心将量筒打碎了,用天平也能测量出液体的密度:调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0。将一个烧杯装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为m1。则水的质量m水=m1-m0,由=mV得,水的体积V水=m1-m0水。用另一个烧杯装满待测液体,用天平测出烧杯和液体的总质量为m2。则液体的质量m液体=m2-m0,烧杯内水的体积等于液体的体积V液体=V水则液体的密度表达式=m液体V液体=m2-m0m1-m0水=m2-m0m1-m0水。(6)烧杯装满水,易洒出,不方便操作。6.答案(1)游码调到零刻度线处右81.4401.1将酸奶倒入量筒中时会有部分酸奶残留在烧杯中,使测量的体积偏小(2)用天平测出小玻璃瓶(含
18、盖)的质量m0在瓶内装满水,盖上盖子,用天平测出瓶和水的总质量m1倒干净水,再往瓶内装满酸奶,盖上盖子,用天平测出瓶和酸奶的总质量m2m2-m0m1-m0水解析(1)把天平放在水平桌面上,将游码调到零刻度线处,若指针偏向分度盘左侧,应将平衡螺母向右调,使横梁平衡。由图甲知,标尺的分度值为0.2 g,所以烧杯和酸奶的总质量为m1=50 g+20 g+10 g+1.4 g=81.4 g;由图乙知,量筒的分度值是2 mL,量筒中酸奶的体积为V=40 mL=40 cm3;酸奶的质量为m=m1-m0=81.4 g-37.4 g=44 g,酸奶的密度为=mV=44g40cm3=1.1 g/cm3。由题意知,当将酸奶倒入量筒时,会有一部分酸奶残留在量筒中,所以所测酸奶的体积偏小,由=mV知,所测的密度偏大。(2)实验过程:用天平测出小玻璃瓶(含盖)的质量m0;在瓶内装满水,盖上盖子,用天平测出瓶和水的总质量m1;倒干净水,再往瓶内装满酸奶,盖上盖子,用天平测出瓶和酸奶的总质量m2。由步骤可知,水和酸奶的体积相同,则酸奶密度的表达式奶=m奶V奶=m2-m0m1-m0水=m2-m0m1-m0水。第 8 页
