人教版2024-2025学年八年级物理上册举一反三系列6.3测量物质的密度(原卷版+解析)

6.3测量物质的密度（原卷版）本节学习目标1.通过密度测量，进一步巩固密度的概念；2.会实验量筒测量液体和不规则物体的体积；3.掌握固体和液体物质密度的测量方法；4.培养学生科学实验态度。要点一测量物质的密度1.测量工具：密度测量的常用工具是量筒（量杯）、天平。用量筒测量固体和液体的体积；用天平测量物体质量。（1）量筒的使用：如图（1）所示，使用量筒时应注意以下几个方面：一、首先分清量筒的量程、单位和分度值（常见量筒单位是ml，1ml=1cm3，1l=1000ml=10-3m3；图（1）中，量筒量程100ml，分度值2ml）；二、量筒使用时应放在水平桌面上；三、当液面是凸面时，视线应与凸液面的顶部保持水平；当液面是凹面时，视线应与凹液面的底部保持水平，图（2）中，红线表示正确读数的视线方向，此时读数为7.0ml）。图（1）图（2）（2）天平的使用：用天平测量物体的质量。天平的使用及注意事项：测量时，应将天平放在水平桌面上；先将游码拨回标尺左端的零刻线处（归零），再调节平衡螺母，使指针指到分度盘的中央刻度（或左右摆动幅度相等），表示横梁平衡；将物体放在左盘，砝码放在右盘，用镊子加减砝码并调节游码，使天平重新平衡；被测物体的质量=右盘中砝码的总质量+游码在标尺上的指示值。2.液体密度的测量：液体密度的测量步骤如下：（1）用天平称出烧杯的质量m1；（2）将适量的液体倒入烧杯中，用天平称出烧杯与液体的总质量m2；（3）将烧杯中的液体倒入量筒中，读出量筒中液体的体积V；（4）计算液体的密度：。例如：QUOTE如图（3）所示，假设空烧杯质量为22g，天平示数为烧杯和液体的总质量，天平读数为49.0g，故液体质量为27.0g；从量筒中读取液体体积为30.0ml；那么液体密度为：图（3）液体密度测量图（4）固体密度测量3.固体密度的测量：固体密度的测量步骤如下：（1）用天平测量固体的质量m；（2）在量筒中倒入适量的水，读出水的体积V1；（3）用细线拴住固体，轻放浸没在水中，读出固体与水的总体积V2；（4）计算固体的密度：QUOTE。例如：图（4）中，固体质量m为27.0g；液体体积V1为30ml，液体与固体总体积V2为40ml；固体密度：。QUOTE要点诠释：测量的原理：根据可知，用天平测出物体的质量，用量筒测出物体的体积V，就可以求出它的密度。4.考查方向考查方向解答思路天平调平衡移动平衡螺母（指针左偏，平衡螺母右移；指针右偏，平衡螺母左移）天平使用把天平放在水平桌面上，游码放在“零”位，调节平衡螺母使天平平衡，左盘放被测物体，右盘放砝码，不得用手夹取砝码求被测量物体质量物体总质量等于砝码总质量加上游码读数液体体积测量视线要与液面相平，1mL=1cm3被测物体密度用密度公式进行计算即可被测物质密度误差烧杯或被测固体均粘有部分液体，由实验步骤可知被测质量偏小时，密度偏小；被测质量偏大时，密度偏大靠增减砝码无法使天平平衡时取下最小砝码，调节往右调节游码实验评价根据测量过程确定测量值偏大还是偏小并分析实验过程中存在问题【例】小杜同学在长江边捡到了一块漂亮的鹅卵石，他用天平和量筒测量鹅卵石的密度。（1）他设计了下列实验步骤：①用调节好的天平测出鹅卵石的质量m；②向量筒中倒进适量的水，读出水的体积V1；③根据密度的公式，算出鹅卵石的密度ρ；④将鹅卵石浸没在量筒内的水中，读出鹅卵石和水的总体积V2。他应采用正确的实验步骤顺序为（选填下列选项前的字母）。A、①②④③B、①②③④C、②③④①D、②③①④（2）如图甲所示，小杜在调节天平横梁平衡过程中的操作错误是。（3）小杜纠正错误后，重新调节天平平衡并测量鹅卵石的质量，当天平平衡时右盘砝码和游码如图乙所示，鹅卵石的质量为g；由图丙和丁可知鹅卵石的体积是cm3，计算出鹅卵石的密度为g/cm3。（4）若鹅卵石磨损后，它的密度将（选填“变大”“变小”或“不变”）。（5）用量筒测量水的体积，读数时视线应与液体凹面的底部，若小杜在图丙中读数正确，在图丁中读数时视线仰视，所测得鹅卵石的密度将（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。【变式1】(1)在“测量小石块的密度”实验中，小强先用调节好的天平测量小石块的质量，天平平衡时右盘中的砝码质量、游码在标尺上的位置如图甲所示；然后再用量筒测量小石块的体积如图乙所示。则该小石块的质量为______g，密度为______kg/m3。(2)若小强先利用量筒测量小石块的体积，再利用天平测量小石块的质量，那么最终测量出的小石块的密度将比小石块的真实密度______（选填“偏大”“偏小”或“一样大”）。【变式2】小红利用托盘天平（最大测量值200g。分度值0.2g），量筒，水（ρ水＝1.0×103kg/m3）、食盐，烧杯、白纸、滴管、勺子等器材配置盐水，步骤如下：（1）调节天平时，将天平放在水平台面上，将游码移至标尺左端的“0”刻度线处，若此时指针偏向分度盘中央刻度线的左侧，应将平螺母向调节，使指针对准分度盘中央的刻度线。（2）为称量出2g盐，小红先将一张白纸放在天平左盘上，仅移动游码，天平再次平衡时，游码示数如图甲所示，则白纸的质量为g；接下来，应该先将游码移至g处，再用勺子向左盘的白纸上逐渐加盐，直至天平再次平衡。（3）用量筒量取50mL的水，并全部倒入烧杯中，再将2g盐全部倒入烧杯中（假设加盐后烧杯中水的体积不变），则小红所配置的盐水密度为g/cm3。（4）小红发现可以用实验中的天平和烧杯制作“密度计”。她测出空烧杯的质量为50g。然后在烧杯中加水，使烧杯和水的总质量为100g，并在水面位置处做好标记，如图乙所示。测量液体密度时，将待测液体加至“标记”处，用天平称量出烧杯和液体的总质量m。为方便使用该“密度计“，小红做了如下的使用说明：①图丙中横坐标表示m，纵坐标表示待测液体密度ρ．请在图丙的坐标系中画出ρ﹣m图象，并在坐标轴上标出ρ的最大值。②理论上，该“密度计”可以鉴別密度差异不小于g/cm3的液体。【变式3】用天平测量一石块的质量，天平平衡时所用砝码及游码如图甲所示，则石块的质量为g。将该石块放入盛有30mL水的量筒中，液面位置如图乙所示，图中读数时视线正确的是（a/b/c）。石块的密度是kg/m3。6.3测量物质的密度（解析版）本节学习目标1.通过密度测量，进一步巩固密度的概念；2.会实验量筒测量液体和不规则物体的体积；3.掌握固体和液体物质密度的测量方法；4.培养学生科学实验态度。要点一测量物质的密度1.测量工具：密度测量的常用工具是量筒（量杯）、天平。用量筒测量固体和液体的体积；用天平测量物体质量。（1）量筒的使用：如图（1）所示，使用量筒时应注意以下几个方面：一、首先分清量筒的量程、单位和分度值（常见量筒单位是ml，1ml=1cm3，1l=1000ml=10-3m3；图（1）中，量筒量程100ml，分度值2ml）；二、量筒使用时应放在水平桌面上；三、当液面是凸面时，视线应与凸液面的顶部保持水平；当液面是凹面时，视线应与凹液面的底部保持水平，图（2）中，红线表示正确读数的视线方向，此时读数为7.0ml）。图（1）图（2）（2）天平的使用：用天平测量物体的质量。天平的使用及注意事项：测量时，应将天平放在水平桌面上；先将游码拨回标尺左端的零刻线处（归零），再调节平衡螺母，使指针指到分度盘的中央刻度（或左右摆动幅度相等），表示横梁平衡；将物体放在左盘，砝码放在右盘，用镊子加减砝码并调节游码，使天平重新平衡；被测物体的质量=右盘中砝码的总质量+游码在标尺上的指示值。2.液体密度的测量：液体密度的测量步骤如下：（1）用天平称出烧杯的质量m1；（2）将适量的液体倒入烧杯中，用天平称出烧杯与液体的总质量m2；（3）将烧杯中的液体倒入量筒中，读出量筒中液体的体积V；（4）计算液体的密度：。例如：QUOTE如图（3）所示，假设空烧杯质量为22g，天平示数为烧杯和液体的总质量，天平读数为49.0g，故液体质量为27.0g；从量筒中读取液体体积为30.0ml；那么液体密度为：图（3）液体密度测量图（4）固体密度测量3.固体密度的测量：固体密度的测量步骤如下：（1）用天平测量固体的质量m；（2）在量筒中倒入适量的水，读出水的体积V1；（3）用细线拴住固体，轻放浸没在水中，读出固体与水的总体积V2；（4）计算固体的密度：QUOTE。例如：图（4）中，固体质量m为27.0g；液体体积V1为30ml，液体与固体总体积V2为40ml；固体密度：。QUOTE要点诠释：测量的原理：根据可知，用天平测出物体的质量，用量筒测出物体的体积V，就可以求出它的密度。4.考查方向考查方向解答思路天平调平衡移动平衡螺母（指针左偏，平衡螺母右移；指针右偏，平衡螺母左移）天平使用把天平放在水平桌面上，游码放在“零”位，调节平衡螺母使天平平衡，左盘放被测物体，右盘放砝码，不得用手夹取砝码求被测量物体质量物体总质量等于砝码总质量加上游码读数液体体积测量视线要与液面相平，1mL=1cm3被测物体密度用密度公式进行计算即可被测物质密度误差烧杯或被测固体均粘有部分液体，由实验步骤可知被测质量偏小时，密度偏小；被测质量偏大时，密度偏大靠增减砝码无法使天平平衡时取下最小砝码，调节往右调节游码实验评价根据测量过程确定测量值偏大还是偏小并分析实验过程中存在问题【例】小杜同学在长江边捡到了一块漂亮的鹅卵石，他用天平和量筒测量鹅卵石的密度。（1）他设计了下列实验步骤：①用调节好的天平测出鹅卵石的质量m；②向量筒中倒进适量的水，读出水的体积V1；③根据密度的公式，算出鹅卵石的密度ρ；④将鹅卵石浸没在量筒内的水中，读出鹅卵石和水的总体积V2。他应采用正确的实验步骤顺序为（选填下列选项前的字母）。A、①②④③B、①②③④C、②③④①D、②③①④（2）如图甲所示，小杜在调节天平横梁平衡过程中的操作错误是。（3）小杜纠正错误后，重新调节天平平衡并测量鹅卵石的质量，当天平平衡时右盘砝码和游码如图乙所示，鹅卵石的质量为g；由图丙和丁可知鹅卵石的体积是cm3，计算出鹅卵石的密度为g/cm3。（4）若鹅卵石磨损后，它的密度将（选填“变大”“变小”或“不变”）。（5）用量筒测量水的体积，读数时视线应与液体凹面的底部，若小杜在图丙中读数正确，在图丁中读数时视线仰视，所测得鹅卵石的密度将（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。【答案】（1）A；（2）游码没移到标尺左端的零刻度线上；（3）27；10；2.7；（4）不变；（5）偏大。【解析】（1）经分析得，测量鹅卵石的密度的骤为：①用调节好的天平测出矿石的质量m；②向量筒中倒进适量的水，测出这些水的体积V1；④将鹅卵石浸没在置筒内的水中，测出鹅卵石和水的总体积V2；③根据密度的公式，求出鹅卵石的密度ρ；故选A；（2）托盘天平使用时，首先要调节横梁平衡，在调节横梁平衡前，要用镊子将游码移到标尺左端的零刻度线处，而在图示调节横梁平衡的过程中，游码仍在标尺的中间，没有移到标尺左端的零刻线处。（3）由图知，标尺的分度值为0.2g，砝码的质量为20g、5g，游砝所对的刻度值为2g，则鹅卵石的质量m=20g+5g+2g=27g。量筒中水的体积为10cm3，放入鹅卵石后的总体积为20cm3，则石子的体积V=20cm3-10cm3=10cm3。则鹅卵石的密度：ρ=m/V=27g/10cm3=2.7g/cm3=2.7×103kg/m3。（4）密度是物质本身的一种特性，与质量和体积无关．该鹅卵石磨损后，它的密度将不变。（5）量筒读数，视线与液面底部相平，若仰视读数，读数比实际偏小；根据ρ=m/V可知，m不变，V偏小，则所测得鹅卵石的密度将偏大。【点睛】（1）用天平测量固体密度（大于水的密度）的步骤：天平放在水平面上，游码归零，调节天平的横梁平衡；用天平测量固体的质量；量筒中倒入适量的水，测量水的体积；把固体浸没在水中，测量水和固体的总体积；根据密度公式，计算固体的密度。（2）在称量物体的质量之前，要调节天平的平衡螺母使横梁平衡，平衡螺母向上翘的一端移动。在称量物体的过程中，要增减砝码或移动游码来使天平的横梁平衡。（3）鹅卵石的质量由砝码的质量和游码所对的刻度值之各读出。鹅卵石的体积由量筒中水的体积和放入鹅卵石后的总体积算出，最后算鹅卵石的密度。（4）密度是物质本身的一种特性，与质量和体积无关。（5）用量筒量取液体时，量筒要放平，读数时视线应与凹液面的最低处相平；如果仰视液面，读数比实际偏小，若俯视液面，读数比实际偏小；据此结合密度公式进行分析解答。【考点分析】本题考查了天平的调节、量筒读数、天平的读数、固体密度的测量方法等，掌握原理，学习中学会以不变应万变。【变式1】(1)在“测量小石块的密度”实验中，小强先用调节好的天平测量小石块的质量，天平平衡时右盘中的砝码质量、游码在标尺上的位置如图甲所示；然后再用量筒测量小石块的体积如图乙所示。则该小石块的质量为______g，密度为______kg/m3。(2)若小强先利用量筒测量小石块的体积，再利用天平测量小石块的质量，那么最终测量出的小石块的密度将比小石块的真实密度______（选填“偏大”“偏小”或“一样大”）。【答案】(1)81；(2)2.7×103；(3)偏大。【解析】(1)由图甲可知，小石块的质量：m=50g+20g+10g+1g=81g；由图乙可知，小石块的体积为：V=70cm3-40cm3=30cm3小石块的密度：。(2)先测出了石块的体积，然后测质量，由于石块上会沾有水，所以这样测得的质量会偏大，由可知，所测的密度偏大。【变式2】小红利用托盘天平（最大测量值200g。分度值0.2g），量筒，水（ρ水＝1.0×103kg/m3）、食盐，烧杯、白纸、滴管、勺子等器材配置盐水，步骤如下：（1）调节天平时，将天平放在水平台面上，将游码移至标尺左端的“0”刻度线处，若此时指针偏向分度盘中央刻度线的左侧，应将平螺母向调节，使指针对准分度盘中央的刻度线。（2）为称量出2g盐，小红先将一张白纸放在天平左盘上，仅移动游码，天平再次平衡时，游码示数如图甲所示，则白纸的质量为g；接下来，应该先将游码移至g处，再用勺子向左盘的白纸上逐渐加盐，直至天平再次平衡。（3）用量筒量取50mL的水，并全部倒入烧杯中，再将2g盐全部倒入烧杯中（假设加盐后烧杯中水的体积不变），则小红所配置的盐水密度为g/cm3。（4）小红发现可以用实验中的天平和烧杯制作“密度计”。她测出空烧杯的质量为50g。然后在烧杯中加水，使烧杯和水的总质量为100g，并在水面位置处做好标记，如图乙所示。测量液体密度时，将待测液体加至“标记”处，用天平称量出烧杯和液体的总质量m。为方便使用该“密度计“，小红做了如下的使用说明：①图丙中横坐标表示m，纵坐标表示待测液体密度ρ．请在图丙的坐标系中画出ρ﹣m图象，并在坐标轴上标出ρ的最大值。②理论上，该“密度计”可以鉴別密度差异不小于g/cm3的液体。【答案】（1）右；（2）0.4；2.4；（3）1.04；（4）①如上图所示；②0.004。【解析】（1）由题意可知，天平放在水平台面上且将游码移至标尺左端的“0”刻度线处，此时指针偏向分度盘中央刻度线的左侧，由“右偏左调，左偏右调”的规则可知，应将平螺母向右调节，使指针对准分度盘中央的刻度线；（2）由甲可知，标尺的分度值为0.2g，则白纸的质量为0.4g，要称量出2g盐，可以先将游码移至2.4g处，再用勺子向左盘的白纸上逐渐加盐，直至天平再次平衡；（3）水的体积V水＝50mL＝50cm3，由ρ＝可得，水的质量m水＝ρ水V水＝1.0g/cm3×50cm3＝50g，则盐水的质量m盐水＝m水+m盐＝50g+2g＝52g，则小红所配置的盐水密度ρ盐水＝＝＝1.04g/cm3；（4）①由题意可知，空烧杯的质量m0＝50g，然后在烧杯中加水，使烧杯和水的总质量m1＝100g，则烧杯内