第16讲 密度及其测量-学案

第16讲密度及其测量考纲要求备考指津1．理解密度的概念；能使用其定义式ρ＝m/V进行简单的计算；能用密度知识定性解释生活中的一些相关现象。2．能利用实验器材较为准确地测量一般物质的密度；并能阐明测量固体和液体的密度的方法及过程。密度的概念、密度公式、密度的测量、密度知识的应用始终是考查的重点，出现的题型较多，有选择题、填空题、实验探究题、计算题等。对密度的测量，不仅考查实验原理和测定方法，而且考查根据实验原理设计实验、记录实验数据并得出实验结果，注重考查实验能力、误差分析能力。分值一般在3～5分。预计今后考试将注重考查实验探究能力及应用密度知识解决实际问题的能力。考点梳理考点1密度（1）概念单位体积的某种物质的____叫做这种物质的密度，用符号____表示。密度是物质的一种特性，每种物质都有自己的密度，不同物质的密度一般____，密度跟物质的质量、体积、形状、运动状态无关，但同种物质在不同状态、不同温度时的密度不同。（2）公式及应用ρ＝eq\f(m,V)，其中ρ、m、V三者中已知两个量可求第三个量。①根据______，利用密度可以鉴别物体是由哪种物质组成的。每种物质都有一定的密度，不同的物质密度一般不同。②由ρ＝eq\f(m,V)得m＝ρV，可求物体的质量。对于较大的物体，其质量不能用测量工具直接测量，可设法测出体积，查出该物质的密度再计算。③由ρ＝eq\f(m,V)得V＝eq\f(m,ρ)，可求体积。对某些形状不规则的物体，它的体积不易直接测量，可设法测出它的质量，查出该物质的密度再计算。（3）单位密度的国际单位是______，常用单位是g/cm3，它们的换算关系是1g/cm3＝______kg/m3。考点2密度的测量（1）原理：____________m用天平测量，V用刻度尺或量筒、量杯测量。（2）量筒的使用测量液体的体积时，只需将待测液体倒入____，读出液面所达到的刻度，即为被测液体的体积。（3）测固体体积的方法根据公式计算体积：对于形状规则的物体，可用______测出相关长度，再根据体积公式计算体积。排水法：对于形状不规则且不溶于水的物体，可根据浸没时其体积____它排开水的体积用量筒间接测量。考点3密度的应用（1）计算不便于直接测量的质量：m＝____。（2）计算不便于直接测量的体积：V＝________。（3）由________求出物质的密度后，可以用来鉴别物质。（4）物质的密度值可以作为选择材料的标准。自主测试1．人体的密度与水的密度差不多，某人的质量是60kg，他的体积大约为________m3，假如他登上月球，他的质量将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。2．为了测量一元硬币的密度，小刚用天平测量10枚硬币的质量，平衡时右盘所加砝码及游码的位置如图甲所示；图乙是10枚硬币放入量筒前后的液面情况。由测量可得10枚硬币质量为________g,10枚硬币的体积为______mL。所测硬币材料的密度为______kg/m3。甲乙3．小明在实验室里测量一块形状不规则、体积较大的矿石的密度。因矿石放不进量筒，所以他借用一只烧杯，运用________（填一种物理方法），按如图所示的程序操作，测出矿石的体积是________cm3。再用托盘天平测出矿石的质量，并得出了矿石的密度；从图A到图B的操作会引起密度测量值比真实值________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。重难突破1．巧用“等量代换”的方法测量物质的密度密度的测量是我们学习的重点，通过对物体密度的测量过程考查天平的使用、实验误差的分析等有关知识。测量物体密度的基本公式ρ＝eq\f(m,V)，质量可用天平测量，液体体积利用量筒直接测量，固体体积多利用“排水法”，通过等量代换间接测量。另外，在缺少量筒或量杯的条件下，利用空瓶（或空烧杯）的等容性或固体物质排水的等积性进行设计或创新，并解决一些实际问题，也是今后考试的一大走向。（1）测固体的密度【例1】有一金属块，请你测出它的密度。现提供的器材有：托盘天平（含砝码）、溢水杯、烧杯、水、细线。（1）实验步骤：a．将天平放在水平桌面上，游码移到标尺的零刻度线上，调节________使横梁平衡。b．用天平测出金属块的质量如图甲、乙所示，金属块的质量是______g。c．用天平测量出__________，并将水注入溢水杯至满，用细线系好金属块放入溢水杯中，使溢出的水流入烧杯，用天平测出__________。（2）金属块密度的表达式是__________。（2）测液体密度【例2】只用天平、空瓶和水，怎样测牛奶的密度？2．图象法在解决密度问题时的妙用ρ＝eq\f(m,V)是物质密度的数学表达式，对同一种物质来说，m与V成正比，m—V图象就可以反映这种物质质量与体积的关系，在如图所示的图象中，横轴表示体积，纵轴表示质量，直线A、B就表示了两种物质的密度大小以及它们各自质量与体积的关系，不难看出直线A或B与横轴的夹角大小就表示了它们各自密度的大小，直线A或B的斜率就是物质的密度。【例3】甲、乙两种物质，它们的质量跟体积关系如图所示，则ρ甲______（选填“＜”或“＞”）ρ乙，其中乙物质可能是________。易错剖析易错点密度的测量【例】用天平和量筒测定盐水密度，有如下操作：A．用天平称出烧杯和剩余盐水的总质量m1；B．用天平称出烧杯和盐水的总质量m2；C．将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分；D．调节天平使天平平衡；E．记下量筒中盐水的体积V；F．用公式ρ＝eq\f(m2－m1,V)计算出盐水的密度。那么要使测量误差尽量减小的正确操作顺序应是______________。1．（2012·江苏无锡中考）我国自主研发生产的一种碳纤维产品，各项性能达到国际先进水平，其密度是钢的四分之一，强度是钢的十倍。它最适合用于制作（）A．汽车的底盘B．产品包装盒C．打夯的重锤D．航空器部件2．（2012·黑龙江哈尔滨中考）某同学分别测量了三块橡皮泥的质量和体积，并根据测量数据画出如图所示的图象，橡皮泥的密度是________g/cm3。若另一块同种橡皮泥的体积为20cm3，其质量是________g。3．（2011·云南玉溪中考）某山区初级中学的同学在学习了“科学探究的方法”和“密度”知识后，产生了探究马铃薯（俗称洋芋）密度的兴趣。他们经过讨论提出如下猜想：A．洋芋的密度与品种有关；B．洋芋的密度与质量有关；C．洋芋的密度与成熟度有关。（1）请你根据生活经验，再提出一个猜想：_____________________________________。（2）为了验证猜想A，需要控制洋芋的________和______，为此他们从市场上选购了“小紫芋”“黄心洋芋”和“白心洋芋”三个不同品种的洋芋。（3）请根据表中数据计算“白心洋芋”密度值为______kg/m3。比较三次的实验数据可以得到结论：_____________________________________________________________。次数品种成熟度质量/g体积/cm3密度/（kg·m－3）1“小紫芋”成熟20181.11×1032“黄心洋芋”成熟2018.31.09×1033“白心洋芋”成熟2018.7______4．（2010·安徽中考）为测量某金属块的密度：（1）用调节好的天平测金属块的质量，天平平衡时，右盘中所加的砝码和游码位置如图甲所示。则所测金属块的质量是________g。（2）把金属块放入装有60cm3水的量筒中，液面上升的位置如图乙所示，则金属块的体积是________cm3。该金属块的密度是________kg/m3。甲乙5．（2012·云南大理等八地中考）甲、乙两组同学在学习了密度知识后，对营养餐中牛奶的密度进行了探究。①先把天平放在水平桌面上，并将游码移到标尺左端的零刻度线处，发现指针如图所示，则此时应将平衡螺母向________（选填“左”和“右”）边调节。两组同学实验步骤如下表：甲组乙组1用天平称出烧杯和牛奶的总质量m1用天平称出空烧杯质量m12将一部分牛奶倒入量筒中，读出示数V用天平称出烧杯和牛奶的总质量m23再用天平称出烧杯和剩余牛奶的总质量m2将牛奶全部倒入量筒中，读出示数V4牛奶密度的表达式是：________牛奶密度ρ＝eq\f(m2－m1,V)②甲组测出的牛奶密度表达式是：____________。（用实验中测出物理量的字母表示）③你认为________组（选填“甲”或“乙”）同学的实验方法更好。1．你在使用中性笔解答中考试题时，中性笔中的墨水保持不变的物理量是（）A．质量B．密度C．重力D．体积2．下列图象中，能正确反映同种物质的质量和体积关系的是（）3．如图是小明在探究甲、乙、丙三种物质质量与体积关系时作出的图象。分析图象可知（）A．ρ甲＞ρ乙＞ρ丙B．ρ甲＞ρ丙＞ρ乙C．ρ丙＞ρ乙＞ρ甲D．ρ乙＞ρ甲＞ρ丙4．甲物质的密度为5g/cm3，乙物质密度为2g/cm3，各取一定质量混合后密度为3g/cm3。假设混合前后总体积保持不变，则所取甲、乙两种物质的质量之比是（）A．5∶2B．2∶5C．5∶4D．4∶55．社会上食品造假事件时有发生。小明的奶奶从自由市场上购买了一箱牛奶，小明想知道牛奶是否掺水。通过查阅资料得知，在牛奶中掺水后，掺水含量与牛奶密度的关系如下表所示。小明取100mL这种牛奶，测得它的质量为102.2g，则这种牛奶（）牛奶中掺水含量0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%牛奶密度（g/cm3）1.0301.0271.0241.0211.0181.0151.0121.0091.0061.0031.000A．未掺水B．掺水含量20%以下C．掺水含量20%～30%D．掺水含量30%以上6．元宵佳节，湖城许多人燃放孔明灯（如图）祈福。（1）孔明灯上升时，灯罩内的气体密度________（选填“大于”“小于”或“等于”）灯罩外的空气密度。（2）孔明灯内火焰温度高达300℃以上，燃烧时一旦飘落到加油站、森林、居民区等地，易使可燃物温度达到________而引发火灾。7．用天平和量筒测量酱油的密度。（1）将天平放在________桌面上，把游码放在标尺的________处，调节天平平衡；（2）用天平测得烧杯和酱油的总质量m总为140g。图（a）显示的是将烧杯中一部分酱油倒入量筒后，烧杯和剩余酱油的总质量m，则m＝________g；（3）图（b）显示的是从烧杯中倒入量筒内的酱油的体积V，则V＝________cm3；（4）酱油的密度ρ＝________g/cm3。8．某小组测量一种易溶于水、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甲、乙所示。（1）将太平放在水平桌面上，将游码移至标尺的________处，然后调节________，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甲所示，则称量的颗粒质量是____g。甲乙（2）因颗粒易溶于水，小组同学采用图乙所示的方法测量体积，所称量的颗粒体积是________cm3。（3）该物质的密度是________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________。9．给你一张密度表和一个可沉于水中的小铁球，请你再自选其他器材，设计一个实验来判断该小铁球是实心的还是空心的。简述你的实验方案。（1）主要器材：___________________________________________________________；（2）简要做法：________________________________________________________