專題04密度測量實驗（教師版）

專題4密度測量實驗（教師版）一、目標(biāo)要求目標(biāo)要求重、難點會用量筒和天平測液體的密度重點會應(yīng)用密度知識間接測量物體的質(zhì)量或體積難點二、知識點解析實驗一測量固體的密度實驗原理：。2．實驗器材及作用(1)實驗器材：天平一套、量筒、適量的水、小石塊、細(xì)線(2)實驗器材的作用a．天平、量筒的作用(分別測量小石塊的質(zhì)量和體積)b．天平和量筒的使用及讀數(shù)3．實驗注意事項(1)測量特殊物質(zhì)密度的方法a．吸水性物質(zhì)：可讓其吸足水再測量體積b．密度小于水的物質(zhì)：可用針壓法使其完全浸沒在水中測量其體積c．粉末狀物質(zhì)：可用量筒測其體積(2)實驗步驟的設(shè)計(先測量固體的質(zhì)量，后測量固體的體積，如果先測量固體體積，后測量質(zhì)量，因為物體沾有水，使所測質(zhì)量_____，導(dǎo)致測量密度______)(3)若在實驗過程中沒有天平或者沒有量筒，則可以用水作為等量替換物質(zhì)4．實驗拓展(1)誤差分析(①若固體有空隙，則所測體積偏小，密度_________；②誤差分析（從m、V的測量來分析有沒有誤差，根據(jù)來判斷偏大、偏?。?；(2)量筒讀數(shù)時，若仰視讀數(shù)，所測體積會偏小，若俯視讀數(shù)，所測體積會偏大(3)固體密度的計算或表達式的推理實驗二測量液體的密度1．實驗原理：______2．實驗器材及作用(1)實驗器材：天平一套、量筒、待測鹽水、小燒杯(2)實驗器材的作用a．天平、量筒的作用(分別測量鹽水的質(zhì)量和體積，天平和量筒的使用及讀數(shù)b．小燒杯的作用(要將鹽水倒入小燒杯測量其質(zhì)量)3．實驗注意事項為了減小實驗誤差，采用差值法測量鹽水的密度4．實驗拓展(1)誤差分析a．若先測量液體的體積，再分別測出燒杯及燒杯與液體的總質(zhì)量，有少量被測液體殘留在量筒壁上，導(dǎo)致所測質(zhì)量______，所測密度值______.b．若先測出燒杯與液體的質(zhì)量，再測出液體的體積，有少量被測液體殘留在燒杯壁上，導(dǎo)致所測體積______，所測密度值______.(2)若實驗過程中缺量筒，則可以用一個固定的容器或者標(biāo)記筆記錄下等體積的兩種液體，通過體積相等，質(zhì)量之比等于密度之比來求待測液體的密度(3)量筒讀數(shù)時，若仰視讀數(shù)，所測體積會偏??；若俯視讀數(shù)，所測體積會偏大(4)實驗步驟的補充及排序(5)液體密度的計算或表達式的推理三、考查方向1.固體的密度測量實驗典例一：（2020春?啟東市校級期中）如圖所示是測量某圓柱體金屬塊密度的實驗操作過程和實驗情景。（1）在調(diào)節(jié)天平時，將游碼移到標(biāo)尺左端的處，發(fā)現(xiàn)指針如圖甲所示，此時應(yīng)把平衡螺母向（選填“左”或“右”）移動。（2）根據(jù)圖乙和丙中所測數(shù)據(jù)可知，金屬塊的質(zhì)量m＝g，體積V＝cm3，金屬塊的密度ρ＝kg/m3。（3）已知該柱體和50g砝碼底面積相同，則圖乙天平平衡時，柱體對天平左盤的壓強（選填“大于”、“小于”或“等于”）砝碼對右盤的壓強。（4）整理器材時，小明發(fā)現(xiàn)天平的左盤有一個缺角，則小明所測的密度值（偏大/偏小/仍然準(zhǔn)確）。2.液體的密度測量實驗典例二：（2020春?東臺市期中）小強為了測量鹽水的密度，進行了如下實驗：（1）將天平放在水平臺上，游碼移到橫梁標(biāo)尺左端的處。橫梁靜止時，指針指在分度盤中央刻度線的左側(cè)，如圖甲所示。為使橫梁在水平位置平衡，應(yīng)將橫梁右端的平衡螺母向端移動。（2）他將盛有適量鹽水的燒杯放在調(diào)節(jié)好的天平左盤內(nèi)，測出杯子和鹽水的總質(zhì)量為95g。然后將杯中鹽水一部分倒入量筒中，如圖乙所示，則量筒中鹽水的體積為cm3。（3）再將盛有剩余鹽水的燒杯放在天平左盤內(nèi)，這時出現(xiàn)了如圖丙所示的情況，小強接下來應(yīng)進行的操作是：（調(diào)節(jié)平衡螺母/增減砝碼并移動游碼），使天平橫梁再次平衡，讀出右盤中砝碼質(zhì)量和游碼在標(biāo)尺上的刻度值如圖丁所示，則杯子及杯內(nèi)剩余鹽水的總質(zhì)量為g。（4）根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)計算鹽水的密度為kg/m3。（5）在測量體積的過程中，若有一部分鹽水濺出，測出的密度將（變大/不變/變小）。四、模擬訓(xùn)練一、基礎(chǔ)練習(xí)1．（2019春?淮安月考）實驗室里，同學(xué)們用托盤天平測量橡皮泥的質(zhì)量。（1）圖甲是小華正在調(diào)節(jié)天平平衡，圖乙是小明正在用天平測量橡皮泥的質(zhì)量，分別指出他們在操作中的錯誤。小華：；小明：。（2）小紅按照正確的方式操作，托盤中加入圖丙的砝碼后，圖丁是指針靜止時的位置，發(fā)現(xiàn)砝碼盒中最小的砝碼只有5g，接下來她的操作應(yīng)該是；圖戊是天平平衡后，游碼指示的位置，則小紅所測的橡皮泥的質(zhì)量為g。（3）接下來測量橡皮泥的密度，應(yīng)添加的實驗器材是。2．（2019春?高郵市校級月考）實驗桌上有一架托盤天平（沒有砝碼）、一只量筒、水、兩個相同的燒杯、細(xì)線、小石塊、滴管。小明利用上述器材測小石塊密度。（1）請你將實驗步驟補充完整：①小明將天平放在水平臺上，同時將移至標(biāo)尺左端的零刻度線處，在兩個盤內(nèi)各放一只燒杯，發(fā)現(xiàn)指針如圖所示，這時應(yīng)將天平橫梁右端的平衡螺母向調(diào)（填“左”或“右”），直至使橫梁平衡；②將小石塊放入左盤的燒杯內(nèi)，向，直到天平重新平衡；③將燒杯內(nèi)的水全部倒入量筒中，測出水的體積（如圖a所示）；④用細(xì)線系住小石塊，使其浸沒在圖a量筒的水中，測量水和石塊的總體積（如圖b）；（2）則石塊的密度為kg/m3（3）在上述步驟③中，由于。導(dǎo)致測得的密度偏。3．（2019春?銅山區(qū)校級月考）小明周末隨父母到“徐州市呂梁山風(fēng)景區(qū)”的鳳冠山游玩時，帶回一小塊巖石樣本。他想通過實驗的方法來測定石塊的密度。（1）在調(diào)節(jié)天平平衡時，小明發(fā)現(xiàn)指針在分度盤上的位置如圖甲所示，此時應(yīng)該將平衡螺母向（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)。（2）在用調(diào)節(jié)好的天平測樣石的質(zhì)量時，所用的砝碼和游碼的位置如圖乙所示，用量筒測出樣石的體積如圖丙所示，據(jù)此小明算出樣石的密度為kg/m3。（3）若實驗中先測樣石的體積，再測樣石的質(zhì)量，你認(rèn)為測出的樣石密度值比真實值偏（選填“大”或“小”），原因是。4．（2019春?吳江區(qū)校級月考）小紅想測量冰紅茶的密度；小麗想測量一塊小礦石的密度，于是二人利用已學(xué)過的相關(guān)物理知識，做了如下實驗：小紅利用天平（含砝碼）、量筒、燒杯測量冰紅茶密度，過程如下：②將天平放在水平臺上，調(diào)節(jié)橫梁平衡②用天平測出燒杯和冰紅茶的質(zhì)量是m1；③將燒杯中的冰紅茶倒入量筒一部分，示數(shù)v如圖甲所示；④再用天平測出燒杯和剩余冰紅茶的質(zhì)量m2，砝碼和游碼的示數(shù)如圖乙；⑤請你將實驗的相關(guān)數(shù)據(jù)填入下面表格：燒杯和冰紅茶的質(zhì)量m1/g量筒中冰紅茶的體積V/cm3燒杯和剩余冰紅茶的質(zhì)量m2/g量筒中冰紅茶的質(zhì)量m/g冰紅茶的密度ρ茶（g?cm﹣3）1175．（2019春?鹽都區(qū)月考）小明利用托盤天平、量筒、燒杯和水來測量一長方體金屬塊的密度。實驗步驟如下：A．用細(xì)線將金屬塊拴好，輕輕放入量筒的水中，測出水和金屬塊的總體積V總B．計算金屬塊的密度C．往量筒中倒入適量的水，測出水的體積V水D．用天平稱出金屬塊的質(zhì)量m（1）上述實驗步驟的正確順序是。（2）為記錄實驗數(shù)據(jù)，小明設(shè)計了實驗記錄表格（如下表）。當(dāng)記錄實驗數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)表格少設(shè)計了一項，該項是。物理量實驗次數(shù)金屬塊的質(zhì)量m/g量筒內(nèi)水的體積V/mL金屬塊的體積V/mL金屬塊的密度ρ/（g/cm3）（3）當(dāng)天平平衡時，盤中砝碼和游碼如圖甲，該金屬塊放入量筒前、后的情況如圖乙、丙所示，則金屬塊的體積是cm3，此金屬塊的密度是kg/m3。（4）實驗中，如果小明沒有將游碼完全調(diào)到零刻線就開始調(diào)節(jié)天平平衡，然后測量小石塊的質(zhì)量，再測小石塊的體積。那么他最后測得的小石塊的密度比真實值（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）。6．（2019春?鹽都區(qū)校級月考）小剛在測量大米密度的實驗中。（1）將天平放在水平桌面上，移動游碼至標(biāo)尺左端零刻度線后，指針位置如圖1所示，此時應(yīng)將橫梁上的平衡螺母向側(cè)調(diào)節(jié)，使天平平衡。先用天平測得空燒杯的質(zhì)量為50g，再測得裝入適量大米時燒杯和大米的總質(zhì)量為g。（2）將燒杯中大米倒入空量筒，壓實抹平，測得其體積為90mL，計算得到大米的密度為kg/m3。（3）小剛測得大米的密度比真實值（大/?。?，其原因是。7．（2020春?吳江區(qū)期中）小剛在測量食用油密度的實驗中，先將天平放在水平桌面上，移動游碼至標(biāo)尺左端“0”刻度線后指針位置如圖甲所示，他隨即在天平左盤中放入盛有食用油的燒杯，在右盤中加入砝碼，并移動游碼，使天平平衡，測得燒杯和食用油的總質(zhì)量為87.8g。（1）隨后，他提起燒杯向空量筒中倒入30.0mL的食用油，再將燒杯放入天平左盤中，當(dāng)右盤所加砝碼和游碼位置如圖乙所示時，天平再次平衡，于是他計算得出食用油的密度為kg/m3。（2）在開始測量質(zhì)量前，小剛沒有調(diào)節(jié)天平平衡，這使他第一次測得的燒杯和食用油的總質(zhì)量（選填“偏大”“不變”或“偏小”），在（1）中測得的食用油密度（選填“偏大”“不變”或“偏小”）。8．（2020春?江寧區(qū)期中）在“測量牛奶密度”的實驗中。（1）小明先將牛奶倒入量筒，如圖甲所示，則牛奶的體積為cm3；（2）將天平放在水平臺面上，如圖乙所示，他應(yīng)先，再調(diào)節(jié)，使天平平衡；（3）用調(diào)節(jié)好的天平測出空燒杯的質(zhì)量為33g，然后將量筒中的牛奶倒入燒杯，測量燒杯和牛奶的總質(zhì)量，天平平衡時如圖丙所示，則燒杯中牛奶的質(zhì)量為g。（4）根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)計算量筒中牛奶的密度為kg/m3，小明發(fā)現(xiàn)測得的密度比標(biāo)準(zhǔn)值小，這是因為小明在測量時，由于量筒中的殘留，使得所測的量偏。9．（2019春?阜寧縣期中）小明測量色拉油的密度，進行了以下實驗：（1）把天平放在水平桌面上，游碼移到標(biāo)尺零刻度處，發(fā)現(xiàn)指針靜止在分度盤中央刻度線的左側(cè)，此時應(yīng)將平衡螺母向（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使天平平衡。（2）用調(diào)節(jié)好的天平測量色拉油和燒杯的總質(zhì)量，小明的操作如圖甲所示，其操作錯誤是：。（3）小明正確測得色拉油和燒杯的總質(zhì)量為59.2g，然后將一部分色拉油倒入量筒中，如圖乙所示；再將燒杯放在天平上，稱得剩余色拉油和燒杯的總質(zhì)量如圖丙所示，由此可知：量筒中色拉油的質(zhì)量是g，量筒中色拉油的體積是cm3，色拉油的密度是kg/m3。（4）如果小明實驗結(jié)束后發(fā)現(xiàn)天平左邊托盤下一直沾著一點小污垢，這會使測得的色拉油的密度（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。（5）小明在將色拉油倒入量筒時，量筒壁和燒杯壁上都沾上了部分色拉油，量筒壁沾上了部分色拉油導(dǎo)致測量的色拉油的密度與真實值比（選填“偏大”、“偏小”或“不變”），燒杯壁沾上了部分色拉油導(dǎo)致測量的色拉油的密度與真實值比（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。10．（2018春?揚州期中）小亮想知道油的密度，于是他和小華用天平和量筒做了如下實驗：（1）將天平放在工作臺上，將游碼放在處，若發(fā)現(xiàn)指針指在分度盤的右側(cè)，要使橫梁平衡，應(yīng)將。（2）用天平測出空燒杯的質(zhì)量為17g，在燒杯中倒入適量的醬油，測出燒杯和醬油的總質(zhì)量如同甲所示，將燒杯中的醬油全部倒入量筒中，醬油的體積如圖乙所示，則燒杯中醬油的質(zhì)量為g，醬油的密度為kg/m3。（3）小亮用這種方法測出的醬油密度會（填“偏大”或“偏小”）。二、提升練習(xí)1．（2020春?江都區(qū)月考）利用一個燒杯、天平和適量的水，小剛同學(xué)測出了一小塊不規(guī)則小石塊的密度。（1）小剛同學(xué)使用天平稱量物體質(zhì)量，調(diào)平時，出現(xiàn)圖甲所示情況，他應(yīng)向調(diào)節(jié)平衡螺母使橫梁平衡；如果在稱量過程中，出現(xiàn)圖甲所示情況，他應(yīng)，最終測得小石塊的質(zhì)量為52g；（2）如圖乙所示：A．往燒杯中加入適量的水；B．把小石塊浸沒，在水面到達的位置做上標(biāo)記；C．取出小石塊，測出此時燒杯和水的總質(zhì)量為127g；D．往燒杯中加水，直到，再測出此時燒杯和水的總質(zhì)量為140g；（3）計算出小石塊的體積為cm3；（4）計算出小石塊的密度為kg/m3；（5）在一旁觀看的小敏同學(xué)認(rèn)為該測量值和真實密度相比明顯（偏大/偏?。?，只利用原有實驗器材，改進實驗步驟，即可消除這一人為偏差，其方法是。2．（2020春?高郵市期中）小明在實驗室里測量一塊形狀不規(guī)則、體積較大的礦石的密度。（1）在使用已調(diào)節(jié)好的托盤天平，按規(guī)范的操作來稱量礦石的質(zhì)量時，通過增、減砝碼后指針偏在分度盤中線右邊一點，這時應(yīng)該；A．向左調(diào)平衡螺母B．往右盤中加砝碼C．從右盤中減砝碼D．向右移動游碼（2）當(dāng)天平平衡時，右盤中砝碼和游碼的位置如圖所示，礦石的質(zhì)量是g；（3）因礦石體積較大，放不進量筒，因此他利用一只燒杯，按如圖所示方法進行測量，礦石的體積是cm3。（4）礦石的密度是kg/m3，從圖A到圖B的操作引起的密度測量值比真實值（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。（5）小明不小心把量筒摔破了，于是老師又給小明一個燒杯，請完成以下實驗步驟并測出礦石的密度。①用調(diào)節(jié)好的天平測出礦石的質(zhì)量m1；②將適量的水倒入燒杯并測出總質(zhì)量m2；③將礦石輕放入燒杯內(nèi)，標(biāo)記下此時水面位置；④將礦石取出后，加水至標(biāo)記處，測出此時燒杯和水的總質(zhì)量m3；⑤由此可得礦石的體積為；⑥礦石密度的表達式為；（這兩空用字母表示，水的密度用ρ表示）⑦由于礦石具有吸水性而產(chǎn)生誤差，所以測得礦石的密度將（填“偏大”、“偏小”或“不變”）；⑧若此實驗中由于將礦石取出時帶走了一部分水，這將導(dǎo)致測出來的密度比實際密度（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。（2020春?濱?？h期中）小紅和小明想分別測量一塊不規(guī)則瓷片和一個吸水的軟木塞的密度。（1）他們把天平放在水平桌面上，將移到零刻度線處，然后調(diào)節(jié)使天平平衡。（2）小明先用調(diào)節(jié)好的天平測量瓷片的質(zhì)量，所用砝碼的個數(shù)和游碼的位置如圖一，則瓷片的質(zhì)量為g。（3）他發(fā)現(xiàn)瓷片放不進量筒，改用如圖一所示的方法測瓷片的體積。a．往燒杯中加入適量的水，把瓷片浸沒，在水面到達的位置上作標(biāo)記，然后取出瓷片；b．在量筒裝入40mL的水，然后將量筒內(nèi)的水緩慢倒入燒杯中，讓水面到達標(biāo)記處，量筒里剩余水的體積如圖所示。（4）用密度公式計算出瓷片的密度ρ為g/cm3。（5）根據(jù)以上步驟，你認(rèn)為小明同學(xué)測出的瓷片密度值（選填“偏大”、“偏小”或“準(zhǔn)確”）。（6）小紅想測量開水瓶軟木塞的密度，于是切下一塊干軟木用單層薄保鮮膜密封包好，進行了實驗，實驗步驟如下：小明發(fā)現(xiàn)小紅的步驟中，有一個步驟是多余的，這一步驟是，測得軟木塞的密度表達式為（用下面選項中的物理量符號表達）。A．用調(diào)好的天平測出軟木塊的質(zhì)量m，示數(shù)如圖二甲；B．在量筒中裝入適量的水，如圖二乙，讀出水的體積V1；C．用細(xì)線系住軟木塊和鐵塊，將鐵塊浸沒在水中，如圖二丙，讀出水和鐵塊的總體積V2；D．將軟木塊和鐵塊同時浸沒在水中，如圖二丁，讀出水、鐵塊和軟木塊的總體積V3。4．（2020春?濱湖區(qū)期中）小明測量一塊實心復(fù)合材料的密度。（1）將托盤天平放在水平桌面上，將游碼移至標(biāo)尺處，通過調(diào)節(jié)平衡螺母，使橫梁平衡；（2）用調(diào)好的天平測量該物塊的質(zhì)量時，當(dāng)在右盤放入最小的砝碼后，指針偏在分度盤中線左側(cè)一點，則應(yīng)該（選填“向右調(diào)平衡螺母”、“向右盤中加砝碼”或“向右移動游碼”）；（3）當(dāng)天平重新平衡時，右盤所加砝碼和游碼位置如圖甲所示，則該物塊質(zhì)量為g；（4）因復(fù)合材料的密度小于水，小明在該物塊下方懸掛了一鐵塊，按照如圖乙所示①②③的順序，測出了該物塊的體積，則這種材料的密度是kg/m3；（5）以上測體積時的操作順序會引起密度測量值比真實值（選填“偏大”、“不變”或“偏小”），為了使測量結(jié)果更加準(zhǔn)確，只需將圖乙中的步驟（選填“①”、“②”或“③”）和步驟（選填“①”、“②”或“③”）的測量先后順序?qū)φ{(diào)即可。5．（2020春?海安市期中）物理小組測量一個不規(guī)則小石塊的密度。（1）將天平放在水平工作臺上，天平調(diào)平時，把游碼移到標(biāo)尺的處，觀察到指針偏向分度盤中央刻度線的右側(cè)，應(yīng)將平衡螺母向（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)。（2）如圖﹣1所示小石塊的質(zhì)量為g，用圖﹣2所示方法測得小石塊的體積為cm3，則小石塊的密度為kg/m3。（3）如果天平的砝碼缺失，如何測量物體的質(zhì)量？小組設(shè)計了下列測量方案（已知水的密度為ρ水）如圖﹣4所示。①將兩個相同的燒杯分別放在天平左、右托盤中，調(diào)節(jié)天平平衡②向右盤燒杯中加水直到天平平衡③將燒杯中的水全部倒入空量筒中，測出體積④將小石塊輕輕放入左盤燒杯中⑤計算小石塊的質(zhì)量。上述實驗步驟正確的順序為（填序號）。（4）如果不借助天平和量筒，是否可以測量液體的密度？如圖﹣3，兩個相同的容器分別裝有質(zhì)量相等的水和煤油（ρ水＞ρ煤），則（填“甲”或“乙”）液體是煤油，用刻度尺量出甲和乙液面到容器底的高度分別為h1和h2，則煤油的密度表達式為：（用h1、h2、ρ水來表示）6．（2020春?啟東市校級期中）小明所在的學(xué)習(xí)小組需要測量一杯鹽水的密度。（1）小明初步設(shè)計了如下實驗步驟：A．用天平測出燒杯的質(zhì)量m1；B．往燒杯中倒入適量鹽水，測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m2；C．將燒杯中的鹽水倒入量筒中，測出鹽水的體積V；D．計算得出鹽水的密度ρ＝。（2）小組成員認(rèn)為該方案會使測量結(jié)果選填（“偏大”或“偏小”），你認(rèn)為合理的步驟順序為（填序號）。（3）小華認(rèn)為不用量筒也能測量出鹽水的密度，他進行了如下實驗操作：①調(diào)好天平，用天平測出空燒杯質(zhì)量為m0；②在燒杯中裝滿水，用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量為m1；③把燒杯中的水倒盡，，用天平測出為m2，從而求出鹽水的密度。（4）請你合理猜測：鹽水的密度ρ純水密度ρ水（選填“大于”或“小于”）。7．（2020春?無錫期中）物理實驗小組在實驗室測量液體的密度。（一）小陸小組在測量酸奶的密度時，準(zhǔn)備了量筒（如圖甲所示）和天平。（1）他先用天平測出空燒杯的質(zhì)量為30g，接著他將酸奶倒入燒杯，用天平測量燒杯和液體的總質(zhì)量，天平平衡時的情景如圖乙所示，則燒杯和酸奶的總質(zhì)量m1＝g，然后他打算將燒杯中的酸奶倒入量筒中，由于酸奶比較粘稠且不透明，容易粘在筒壁上，對測量影響較大；于是他找到了5mL針筒（如圖丙所示），用針筒抽取5ml酸奶，測量燒杯和剩余酸奶的總質(zhì)量m2＝57.6g；則酸奶的密度為kg/m3，同組的小紅觀察發(fā)現(xiàn)，用針筒測量酸奶體積，還有一個優(yōu)點是：。（2）同組的小昊同學(xué)在實驗中發(fā)現(xiàn)了一個“問題”，他發(fā)現(xiàn)5mL針筒的刻度線前的尖端還是有一點小“空隙”，這會導(dǎo)致測得的酸奶密度比實際值（填“偏大”、“偏小”或“不變”）；于是，小昊和小陸想出了一種正確測量方法，小陸接著做出了正確的操作：將此時抽滿酸奶的針筒中的一部分酸奶返回?zé)?，測量燒杯和剩余酸奶的總質(zhì)量m3，記下此時，則酸奶密度表達式：。（二）小華小組測量了醬油的密度在實驗過程中，小華說如果天平?jīng)]有砝碼能不能測呢？老師說也能測量出醬油的密度。于是老師給小華添加兩個完全相同的燒杯、一個滴管和適量的水，設(shè)計了如下實驗步驟，請你補充完整。①將天平放在水平臺上，調(diào)節(jié)好天平。②將一個燒杯中倒?jié)M水，另一個燒杯中倒入醬油。分別放在天平的左、右兩盤中。③，使天平平衡。④用量筒分別測出燒杯中水的體積為V1，醬油的體積為V2。⑤則醬油的密度表達式ρ＝（已知水的密度為ρ水）。專題4密度測量實驗參考答案知識點解析實驗一測量固體的密度實驗原理：ρ=2．實驗器材及作用(1)實驗器材：天平一套、量筒、適量的水、小石塊、細(xì)線(2)實驗器材的作用a．天平、量筒的作用(分別測量小石塊的質(zhì)量和體積)b．天平和量筒的使用及讀數(shù)3．實驗注意事項(1)測量特殊物質(zhì)密度的方法a．吸水性物質(zhì)：可讓其吸足水再測量體積b．密度小于水的物質(zhì)：可用針壓法使其完全浸沒在水中測量其體積c．粉末狀物質(zhì)：可用量筒測其體積(2)實驗步驟的設(shè)計(先測量固體的質(zhì)量，后測量固體的體積，如果先測量固體體積，后測量質(zhì)量，因為物體沾有水，使所測質(zhì)量偏大，導(dǎo)致測量密度偏大)(3)若在實驗過程中沒有天平或者沒有量筒，則可以用水作為等量替換物質(zhì)4．實驗拓展(1)誤差分析(①若固體有空隙，則所測體積偏小，密度偏大；②誤差分析（從m、V的測量來分析有沒有誤差，根據(jù)來判斷偏大、偏小）；(2)量筒讀數(shù)時，若仰視讀數(shù)，所測體積會偏小，若俯視讀數(shù)，所測體積會偏大(3)固體密度的計算或表達式的推理實驗二測量液體的密度1．實驗原理：ρ=2．實驗器材及作用(1)實驗器材：天平一套、量筒、待測鹽水、小燒杯(2)實驗器材的作用a．天平、量筒的作用(分別測量鹽水的質(zhì)量和體積，天平和量筒的使用及讀數(shù)b．小燒杯的作用(要將鹽水倒入小燒杯測量其質(zhì)量)3．實驗注意事項為了減小實驗誤差，采用差值法測量鹽水的密度4．實驗拓展(1)誤差分析a．若先測量液體的體積，再分別測出燒杯及燒杯與液體的總質(zhì)量，有少量被測液體殘留在量筒壁上，導(dǎo)致所測質(zhì)量偏小，所測密度值偏小.b．若先測出燒杯與液體的質(zhì)量，再測出液體的體積，有少量被測液體殘留在燒杯壁上，導(dǎo)致所測體積偏小，所測密度值偏大.(2)若實驗過程中缺量筒，則可以用一個固定的容器或者標(biāo)記筆記錄下等體積的兩種液體，通過體積相等，質(zhì)量之比等于密度之比來求待測液體的密度(3)量筒讀數(shù)時，若仰視讀數(shù)，所測體積會偏?。蝗舾┮曌x數(shù)，所測體積會偏大(4)實驗步驟的補充及排序(5)液體密度的計算或表達式的推理考察方向典例一：【答案】（1）零刻度；左；（2）54；20；2.7×103；（3）大于；（4）仍然準(zhǔn)確?！窘馕觥渴褂锰炱綍r，天平放在水平臺上，游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度處，指針指向分度盤的右側(cè)，說明天平的右端下沉，左端上翹，平衡螺母向上翹的左端移動。（2）金屬塊的質(zhì)量：m＝50g+4g＝54g，金屬塊的體積：V＝80cm3﹣60cm3＝20cm3，金屬塊的密度：ρ＝＝＝2.7g/cm3＝2.7×103kg/m3。（3）該柱體和50g砝碼底面積相同，即受力面積相同，柱體的質(zhì)量大，重力大，柱體對水平托盤壓力大，所以柱體對天平托盤的壓強大于砝碼對天平托盤的壓強。（4）天平托盤有缺損，已經(jīng)通過調(diào)節(jié)平衡螺母來達到平衡，不會影響測量結(jié)果，所以測量結(jié)果仍然準(zhǔn)確。故答案為：（1）零刻度；左；（2）54；20；2.7×103；（3）大于；（4）仍然準(zhǔn)確。典例二：【答案】（1）零刻度線；右；（2）30；（3）增減砝碼并移動游碼；62；（4）1.1×103；（5）變大?！窘馕觥浚?）將天平放在水平臺面上，將游碼移到標(biāo)尺的零刻線處，由圖知，指針左偏，說明左盤低右盤高，平衡螺母需向右調(diào)節(jié)；（2）量筒的分度值為2ml，量筒中液體的體積是：V＝30ml＝30cm3；（3）若右盤偏高，則說明物體的質(zhì)量大，則需向右盤中增減砝碼并移動游碼；天平平衡時物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加游碼在標(biāo)尺上所對的刻度值杯子及杯內(nèi)剩余鹽水的總質(zhì)量：m′＝50g+10g+2g＝62g；（4）量筒內(nèi)鹽水的質(zhì)量m＝95g﹣62g＝33g，鹽水的密度為：ρ＝＝＝1.1g/cm3＝1.1×103kg/m3；（5）在測量體積的過程中，若有一部分鹽水濺出，因此所測的液體體積會偏小，根據(jù)公式ρ＝得，測得的密度比真實值變大。故答案為：（1）零刻度線；右；（2）30；（3）增減砝碼并移動游碼；62；（4）1.1×103；（5）變大。一、基礎(chǔ)練習(xí)1.【答案】（1）游碼沒有放置到零刻度線處；用手直接拿砝碼；（2）取走5g砝碼，移動游碼，直至天平平衡；24.6；（3）量筒和水?！窘馕觥浚?）由甲圖可知，在調(diào)節(jié)天平平衡時，游碼沒有歸零；由乙圖可知，圖中用手直接拿砝碼了；這些操作都是錯誤的；（2）小紅按照正確的方式操作，托盤中加入圖丙的砝碼后，指針指向分度盤的右側(cè)，表明砝碼的質(zhì)量大于物體的質(zhì)量，此時應(yīng)減小砝碼的質(zhì)量，且最小的砝碼只有5g，故應(yīng)拿出最小的5g的砝碼，然后移動游碼，直至天平平衡；圖戊是天平平衡后游碼指示的位置，標(biāo)尺的分度值為0.1g，游碼在標(biāo)尺上的示數(shù)為4.6g，根據(jù)題意可知此時砝碼的質(zhì)量為20g，則所測橡皮泥的質(zhì)量：m＝20g+4.6g＝24.6g；（3）要測量橡皮泥的密度，還需要測量出橡皮泥的體積，可以用量筒和水，利用排水法測出橡皮泥的體積，然后根據(jù)質(zhì)量和體積求出橡皮泥的密度。故答案為：（1）游碼沒有放置到零刻度線處；用手直接拿砝碼；（2）取走5g砝碼，移動游碼，直至天平平衡；24.6；（3）量筒和水?！敬鸢浮浚?）①游碼；右；②右盤燒杯內(nèi)加水；③3×103kg/m3；（3）由于燒杯中水有殘留；偏小。【解析】（1）①將托盤天平放在水平臺面上，將游碼調(diào)到標(biāo)尺左端的零刻度處，調(diào)節(jié)天平在水平面上平衡時要將平衡螺母向指針偏轉(zhuǎn)的相反方向調(diào)節(jié)，指針偏向分度盤的左側(cè)，所以應(yīng)向右調(diào)節(jié)平衡螺母。②天平?jīng)]有砝碼，不變按照常規(guī)進行測量，把天平的橫梁調(diào)平之后，左右兩盤放相同燒杯，左盤再放小石塊，右盤燒杯中倒水，使天平橫梁重新平衡。即可測得水的質(zhì)量等于小石塊的質(zhì)量。③把右盤燒杯中的水倒入量筒，測量體積，知道水的密度，可以求出水的質(zhì)量；（2）小石塊的質(zhì)量m石＝m水＝ρ水V1＝1×103kg/m3×60×10﹣6m3＝6×10﹣2kg，小石塊的體積V石＝V2﹣V1＝80cm3﹣60cm3＝20cm3＝2×10﹣5m3，小石塊的密度ρ石＝＝＝3×103kg/m3。（3）燒杯殘留有少量水，所測得水的體積偏小，水的質(zhì)量偏小，根據(jù)密度的公式可知，密度偏小。故答案為：（1）①游碼；右；②右盤燒杯內(nèi)加水；③3×103kg/m3；（3）由于燒杯中水有殘留；偏小。【答案】（1）左；（2）2.6×103；（3）偏大；有水殘留在礦石上，礦石質(zhì)量的測量值大于真實值?！窘馕觥浚?）如圖甲所示指針右偏，此時應(yīng)該將平衡螺母向左調(diào)節(jié)；（2）如圖所示，游碼的分度值是0.2g，m＝50g+2g＝52g；水的體積V1＝20ml，巖石和水的總體積V2＝40ml，V＝V2﹣V1＝40ml﹣20ml＝20ml＝20cm3石塊的密度為：ρ石＝＝＝2.6g∕cm3＝2.6×103kg/m3；（3）若小明先測出礦石的體積，再測出礦石的質(zhì)量時，有水殘留在礦石上，礦石質(zhì)量的測量值大于真實值，其體積不變，根據(jù)公式ρ＝可得所測礦石密度偏大。故答案為：（1）左；（2）2.6×103；（3）偏大；有水殘留在礦石上，礦石質(zhì)量的測量值大于真實值。4.【答案】40；76.2；40.8；1.02?！窘馕觥繄D甲中量筒的讀數(shù)就是冰紅茶的體積V＝40cm3，圖丙中砝碼的總質(zhì)量和游碼的示數(shù)之和就是杯和剩余冰紅茶的質(zhì)量m2＝50g+20g+5g+1.2g＝76.2g，原來燒杯和冰紅茶的質(zhì)量減去杯和剩余冰紅茶的質(zhì)量m2就是量筒中冰紅茶的質(zhì)量m＝117g﹣76.2g＝40.8g，根據(jù)密度公式求出冰紅茶的密度ρ茶＝＝＝1.02g/cm3。故答案為：40；76.2；40.8；1.02。5.【答案】（1）DCAB；（2）水和金屬塊的總體積；（3）5；6.8×103；（4）偏大?！窘馕觥浚?）測量石塊的密度，應(yīng)先測質(zhì)量，再測水的體積，最后測水和固體的總體積，實驗步驟如下：D．用天平稱出石塊的質(zhì)量m。C．往量筒中倒入適量的水，測出水的體積V水。A．用細(xì)線將石塊拴好，輕輕放入量筒內(nèi)的水中，測出水和石塊的總體積V總。B．計算石塊的密度。即實驗步驟的順序應(yīng)調(diào)整為：DCAB；（2）記錄實驗數(shù)據(jù)時，表格少設(shè)計了一項是水和金屬塊的總體積；（3）①由圖可知，砝碼的總質(zhì)量為30g，游碼示數(shù)為4g，故石塊的質(zhì)量為m＝30g+4g＝34g；②由圖可知，水與石塊的總體積為15mL即15cm3，故石塊體積V＝15cm3﹣10cm3＝5cm3；③石塊的密度ρ＝＝＝6.8g/cm3＝6.8×103kg/m3；（4）游碼沒有調(diào)零就調(diào)節(jié)天平橫梁平橫，實際上零刻度右移，但是讀數(shù)時還是按照原來的零刻度讀數(shù)，質(zhì)量的測量值偏大，體積不變，則石塊的測量值比真實值偏大。故答案為：（1）DCAB；（2）水和金屬塊的總體積；（3）5；6.8×103；（4）偏大。6.【答案】（1）左；132.8；（2）0.92×103；（3）??；米粒間存在較大間隙?！窘馕觥浚?）在測量大米密度的實驗中。先將天平放在水平桌面上，天平的調(diào)節(jié)原則：左偏右調(diào)，右偏左調(diào)，先快后慢，因此當(dāng)指針偏向右側(cè)，應(yīng)將橫梁上的平衡螺母向左側(cè)調(diào)節(jié)，使天平平衡。物體的質(zhì)量等于砝碼質(zhì)量加上游碼示數(shù)，則大米和燒杯質(zhì)量m＝100g+20g+10g+2.8g＝132.8g，（2）大米的質(zhì)量m＝m總﹣m燒杯＝132.8g﹣50g＝82.8g，大米的體積V＝90mL＝90cm3，則大米的密度ρ＝＝＝0.92g/cm3＝0.92×103kg/m3。（3）由于米粒間存在較大間隙，因用量筒直接測量大米體積，則會導(dǎo)致測得的體積值偏大，ρ＝可知測得大米的密度比真實值小。故答案為：（1）左；132.8；（2）0.92×103；（3）??；米粒間存在較大間隙。7.【答案】（1）0.9×103；（2）偏?。徊蛔?。【解析】（1）剩余的燒杯和食用油的質(zhì)量為：m＝50g+10g+0.8g＝60.8g，量筒中食用油的質(zhì)量為：m＝87.8g﹣60.8g＝27g；食用油的密度為：ρ＝＝＝0.9g/cm3＝0.9×103kg/m3。（2）由甲圖可知，指針指向分度盤的右側(cè)，說明右側(cè)的質(zhì)量大，沒有調(diào)節(jié)天平平衡，使得稱量的物體的質(zhì)量會偏小，因為兩次測得燒杯和食用油（燒杯和剩余食用油）的總質(zhì)量都偏小，且偏小的程度相同，導(dǎo)致量筒中食用油的質(zhì)量測量準(zhǔn)確，體積不變，故測出的密度不變。故答案為：（1）0.9×103；（2）偏??；不變。8.【答案】（1）30；（2）游碼歸零；平衡螺母；（3）30.6；（4）1.02×103；質(zhì)量；小?！窘馕觥浚?）牛奶的體積：V＝30ml＝30cm3。（2）將天平放在水平臺面上，游碼歸零，然后再調(diào)節(jié)平衡螺母，使天平的橫梁平衡。（3）燒杯和牛奶的總質(zhì)量：m1＝50g+10g+3.6g＝63.6g，燒杯中牛奶的質(zhì)量：m＝m1﹣m2＝63.6g﹣33g＝30.6g。（4）牛奶的密度：ρ＝＝＝1.02g/cm3＝1.02×103kg/m3。量筒中測量牛奶的體積是準(zhǔn)確的，量筒中的牛奶不能全部倒入燒杯，導(dǎo)致燒杯中牛奶的質(zhì)量偏小，密度測量值偏小。故答案為：（1）30；（2）游碼歸零；平衡螺母；（3）30.6；（4）1.02×103；質(zhì)量；小。9.【答案】（1）右；（2）稱量時調(diào)節(jié)平衡螺母；（3）28；32；875；（4）不變；（5）偏大；不變。【解析】（1）把天平放在水平桌面上，游碼移到標(biāo)尺的零刻度線處，發(fā)現(xiàn)指針左偏，說明天平的左端下沉，右端上翹，平衡螺母向上翹的右端移動。（2）如圖，物體放在天平的左盤，是在稱量過程中不能再調(diào)節(jié)平衡螺母。（3）物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加游碼對應(yīng)的刻度值，燒杯和剩余色拉油的質(zhì)量：m1＝20g+10g+1.2g＝31.2g量筒中色拉油的質(zhì)量：m＝m2﹣m1＝59.2g﹣31.2g＝28g色拉油的體積：V＝32mL＝32cm3色拉油的密度：ρ＝＝＝0.875g/cm3＝875kg/m3（4）天平左邊托盤下一直沾著一點小污垢，這個污點已經(jīng)在調(diào)節(jié)平衡螺母時調(diào)平了，不影響稱量結(jié)果，所以密度測量值不變。（5）量筒壁沾上了部分色拉油導(dǎo)致測量的體積變小，質(zhì)量不變，所以密度測量值偏大。燒杯壁沾上了部分色拉油，沾在壁上的色拉油已經(jīng)包含在剩余色拉油和燒杯質(zhì)量里，不會造成質(zhì)量和體積有誤差，所以密度測量值不變。故答案為：（1）右；（2）稱量時調(diào)節(jié)平衡螺母；（3）28；32；875；（4）不變；（5）偏大；不變。10.【答案】（1）水平；標(biāo)尺左端零刻線；平衡螺母向左調(diào)；（2）45；1.125×103；（3）偏大?！窘馕觥浚?）在調(diào)節(jié)托盤天平時，首先將其放在水平桌面上，游碼放在標(biāo)尺的左端零刻度線處，此時，若發(fā)現(xiàn)指針指在分度盤的中央零刻度線的右邊，說明右側(cè)質(zhì)量略大，應(yīng)旋動衡量右端的螺母，使之向左移動。（2）量筒的分度值為2cm3，量筒中醬油的體積為V＝40cm3；在天平的標(biāo)尺上，1g之間有5個小格，一個小格代表的質(zhì)量是0.2g，即天平的分度值為0.2g；燒杯和醬油的總質(zhì)量是m1＝50g+10g+2g＝62g；空燒杯的質(zhì)量為m2＝17g，燒杯中醬油的質(zhì)量為m＝m1﹣m2＝62g﹣17g＝45g，醬油的密度為ρ＝＝＝1.125g/cm3＝1.125×103kg/m3。（3）小明不可能把燒杯內(nèi)的醬油全部倒入量筒內(nèi)，導(dǎo)致測量的醬油的體積偏小，由公式ρ＝知：密度測量結(jié)果偏大。故答案為：（1）水平；標(biāo)尺左端零刻線；平衡螺母向左調(diào)；（2）45；1.125×103；（3）偏大。二、提升練習(xí)1.【答案】（1）左；取下最小的砝碼，然后向右調(diào)節(jié)游碼使橫梁平衡；（2）液面與標(biāo)記對齊；（3）13；（4）4×103；（5）偏??；測A圖裝置的質(zhì)量，利用AD兩圖來計算石塊體積。【解析】（1）調(diào)平時指針偏向分度盤的右側(cè)，應(yīng)向左調(diào)節(jié)平衡螺母，使天平平衡；如果在稱量過程中，出現(xiàn)圖甲所示情況，他應(yīng)取下最小砝碼，向右移動游碼；（2）D、通過石塊排開水的體積得到石塊的體積，所以往燒杯中加水，直到水面與標(biāo)記相平；（3）由實驗步驟CD可得，小石塊的體積：V＝V排＝＝＝13cm3；（4）小石塊的密度：ρ＝＝＝4g/cm3＝4×103kg/m3；（5）取出小石塊時帶出了少量水，導(dǎo)致測得水的體積偏大，由公式ρ＝可知，測得的密度偏??；只利用原有實驗器材，改進實驗步驟，即可消除這一人為偏差，其方法是：將步驟C后面的“測出此時燒杯和水的總質(zhì)量”，改在步驟A中即可。故答案為：（1）左；取下最小的砝碼，然后向右調(diào)節(jié)游碼使橫梁平衡；（2）液面與標(biāo)記對齊；（3）13；（4）4×103；（5）偏小；測A圖裝置的質(zhì)量，利用AD兩圖來計算石塊體積。2.【答案】（1）C；（2）175.6；（3）70；（4）2.51×103；偏??；（5）⑤；⑥；⑦偏大；⑧不變?！窘馕觥浚?）測量中，增、減砝碼后指針偏右，說明右側(cè)砝碼質(zhì)量偏大，應(yīng)減少右盤砝碼的質(zhì)量，故C正確；（2）礦石的質(zhì)量：m＝100g+50g+20g+5g+0.6g＝175.6g；（3）礦石的體積：V＝200cm3﹣130cm3＝70cm3；（4）礦石的密度：ρ＝＝≈2.51g/cm3＝2.51×103kg/m3；將石塊從水中取出時，石塊表面沾有部分水，量筒中的水倒入燒杯達到標(biāo)記處時，倒入水的體積比礦石的實際體積偏大，由公式ρ＝知，質(zhì)量一定，體積偏大，所以測量的礦石密度偏小；（4）小明不小心把量筒摔破了，用天平燒杯和適量的水也能測量出礦石的密度：①用調(diào)節(jié)好的天平測出礦石的質(zhì)量m1；②將適量的水倒入燒杯并稱出m2；③將礦石輕放入燒杯內(nèi)，標(biāo)記下此時水面位置；④將石塊取出后，加水至標(biāo)記處，稱出此時燒杯和水的總質(zhì)量m3；⑤則排開水的質(zhì)量為m水＝m3﹣m2，由ρ＝得排開水的體積：V溢＝＝，礦石的體積V＝V排＝，⑥礦石的密度：ρ礦石＝＝＝；⑦由于礦石吸入部分水，所以排開水的體積偏小，根據(jù)ρ＝知，密度偏大；⑧若此實驗中將礦石拿出后帶了一部分水，后來又加水到標(biāo)記處，排開水的質(zhì)量仍為m3﹣m2，故測出來的密度與實際密度相等。故答案為：（1）C；（2）175.6；（3）70；（4）2.51×103；偏??；（5）⑤；⑥；⑦偏大；⑧不變。3.【答案】（1）游碼；平衡螺母；（2）32；（4）2.29；（5）偏??；（6）B；?！窘馕觥浚?）使用天平測量物體質(zhì)量使，需先將天平放在水平桌面上，將游碼歸零，再調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡；（2）瓷片的質(zhì)量是20g+10g+2g＝32g；（3）由圖3可知，量筒中液體的凹液面的底部與26mL刻度線相平，所以瓷片的體積：40mL﹣26mL＝14mL＝14cm3；（4）瓷片的密度ρ＝＝＝2.29g/cm3；（5）因為取出瓷片時，瓷片上會沾有水，因此倒入水的體積大于瓷片的體積，由ρ＝可知，測量結(jié)果偏?。唬?）由于木塞的體積為等于水、鐵塊和軟木塊的總體積V3減去水和鐵塊的總體積V2，所以不需要單獨測量出水的體積，故步驟B多余；木塞的體積為：V＝V3﹣V2，故木塞的密度為：ρ＝＝。故答案為：（1）游碼；平衡螺母；（2）32；（4）2.29；（5）偏??；（6）B；。4.【答案】（1）零刻度；（2）向右移動游碼；（3）16.4；（4）0.82×103；（5）偏小；“②”“③”?！窘馕觥浚?）將托盤天平放在水平桌面上，將游碼移至標(biāo)尺零刻度處，通過調(diào)節(jié)平衡螺母，使橫梁平衡；（2）用調(diào)好的天平測量該物塊的質(zhì)量時，當(dāng)在右盤放入最小的砝碼后，指針偏在分度盤中線左側(cè)一點，即說明此時右盤所放的砝碼的質(zhì)量較小，故應(yīng)該向右調(diào)節(jié)游碼，使得天平再次平衡；（3）據(jù)圖可知，此時天平標(biāo)尺的分度值是0.2g，故此時待測物體的質(zhì)量是：m＝10g+5g+1.4g＝16.4g；（4）據(jù)丙圖中的②可知，此時的體積為60mL，據(jù)丙圖中的③可知，此時的體積為40mL，故復(fù)合材料的體積是：V＝60cm3﹣40cm3＝20cm3；故該材料的密度是：ρ＝＝＝0.82g/cm3＝0.82×103kg/m3；（5）由于測量過程中，復(fù)合材料上面會沾有一些水，故使得測量的體積偏大，據(jù)密度公式可知，密度偏小。為了使測量結(jié)果更加準(zhǔn)確，只需將圖乙中的步驟“②”和步驟“②”的測量先后順序?qū)φ{(diào)即可。故答案為：（1）零刻度；（2）向右移動游碼；（3）16.4；（4）0.82×103；（5）偏小；“②”“③”。5.【答案】（1）零刻度線；左；（2）23.2；10；2.32×103；（3）①④②③⑤；（4）乙；ρ煤油＝?ρ水。【解析】（1）將天放在水平工作臺上。天平調(diào)平時，把游碼移到