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專題五測量物質(zhì)的密度,研題型解易,考情通覽,類型一常規(guī)方法測量物質(zhì)密度,題型特點近幾年山西中考密度測量有固體、液體交替考查的規(guī)律,基本上遵循常規(guī)考法。常規(guī)法測量物質(zhì)的密度以ρ=為實驗原理,以天平為主要器材測量物體的質(zhì)量,以量筒為主要器材測量物體的體積,旨在考查兩種基本測量工具的使用,根據(jù)測量的數(shù)據(jù)計算物體的密度,評價測量結(jié)果、誤差分析。,解題策略利用的物理思想:間接法測量物體密度,需要先測量出物體的質(zhì)量和體積,對于實驗方案的選取、誤差的分析,都應(yīng)該從測量物體的質(zhì)量和體積的過程著手,判斷出是質(zhì)量還是體積引起的誤差,進而分析出密度值是偏大還是偏小和方案的優(yōu)劣。,典例1(2018岳陽)用天平和量筒測量某品牌牛奶的密度。(1)天平放在水平臺上,將游碼移到零刻度線處,指針位置如圖甲,應(yīng)向左(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)平衡螺母,直至橫梁平衡;(2)往燒杯中倒入適量牛奶,測得燒杯和牛奶的總質(zhì)量為106g;(3)將燒杯中部分牛奶倒入量筒,如圖乙,再測出燒杯和剩余牛奶的質(zhì)量,如圖丙;(4)算出牛奶的密度為1.1g/cm3;(5)若操作第(3)步時,不慎將少量牛奶附著在量筒內(nèi)壁上,測得的牛奶密度將會偏大(選填“偏小”“不變”或“偏大”);,(6)兩個相同的杯子分別裝滿水和牛奶,總質(zhì)量較大的是裝牛奶的杯子。(ρ水=1g/cm3),思路點撥熟練掌握天平和量筒的使用方法;根據(jù)實驗方案得出倒入量筒中待測液體的質(zhì)量和體積,再根據(jù)密度公式計算出待測液體的密度值;評估實驗結(jié)果時,重點分析體積和質(zhì)量在測量過程中哪些環(huán)節(jié)容易產(chǎn)生誤差,對實驗結(jié)果的影響會怎樣。,高分秘籍天平和量筒是初中物理學(xué)中兩種基本的測量工具。正確、準(zhǔn)確地測量物質(zhì)的密度是考試熱點。建議在復(fù)習(xí)過程中通過專題的方式在常規(guī)測量的基礎(chǔ)上逐步找到實驗誤差的原因,并能準(zhǔn)確地表達和分析。,1.(2018濰坊)用天平和量筒等器材測量食用油的密度,實驗步驟如下:(1)天平調(diào)好后,將盛有食用油的燒杯放在天平的左盤,在右盤中添加砝碼并撥動游碼,天平平衡時,游碼位置和所加砝碼如圖甲所示,則燒杯和食用油的總質(zhì)量是73.4g;(2)將燒杯中食用油倒入量筒中一部分,液面位置如圖乙所示,倒出的食用油體積為40mL;,甲,乙,(3)用天平測出燒杯和剩余食用油的質(zhì)量為41.0g,則該食用油的密度ρ=0.81103kg/m3;(4)若將食用油倒入量筒時,量筒壁上沾上了少量食用油,則食用油密度的測量值比真實值大(選填“大”“小”或“不變”)。,答案說明:第(1)、(2)小題每空1分,其余每空2分,本題共6分。,類型二特殊方法測物質(zhì)密度,題型特點特殊方法測量密度一般是指利用除天平、量筒以外的測量工具間接測量質(zhì)量和體積這兩個物理量。例如:測力計和細線的組合可以測出固體的重力,進而算出質(zhì)量;測力計、水和細線的組合可以利用等量轉(zhuǎn)換的思想測出一個固體的體積;量筒和水的組合可以間接測出漂浮物的質(zhì)量;天平、水和帶蓋的瓶子的組合可以間接測出待測液體的體積;等等。,解題策略利用的物理思想:,1.等效替代法。如:①固體浸沒在水中時,V物=V排水;②漂浮在水上的物體,m待測=m排水;③利用同一容器分別裝待測液體和水,V液=V水。,2.轉(zhuǎn)化法。如:①固體浸沒在水中時V物=V排水=,將體積的測量轉(zhuǎn)化成了質(zhì)量的測量,在缺少量筒的情況下可以利用天平來完成質(zhì)量和體積的測量;②漂浮在水上的物體,m待測=m排水=V排水ρ水,將質(zhì)量的測量轉(zhuǎn)化成了體積的測量,在缺少天平的情況下可以利用量筒來完成質(zhì)量和體積的測量;③利用同一容器分別裝待測液體和水,V液=V水=,將體積的測量轉(zhuǎn)化成了質(zhì)量的測量,在缺少量筒的情況下可以利用天平來完成質(zhì)量和體積的測量。這類試題綜合能力要求較高,建議分類訓(xùn)練。,典例2(2018連云港)現(xiàn)有一形狀不規(guī)則的金屬塊,小明同學(xué)用彈簧測力計、細線、燒杯、水,測出了金屬塊的密度。(1)請將實驗步驟補充完整。①用細線系住金屬塊,用彈簧測力計測出其重力G;②將金屬塊浸沒在水中,再次讀出彈簧測力計的示數(shù)F;③金屬塊密度的表達式為ρ=ρ水(已知水的密度為ρ水)。(2)實驗反思:在實驗中,要使測力計的示數(shù)有明顯的變化,金屬塊的體積應(yīng)該,大一些(選填“大ー些”或“小一些”)。,思路點撥利用彈簧測力計和細線的組合可以測出固體的重力,進而算出質(zhì)量;利用彈簧測力計、水和細線的組合可以測出固體在水中受到的浮力,求出固體排開水的體積V排,再利用等量轉(zhuǎn)換的思想求出固體的體積V固=V排;最后利用測密度原理ρ=代入公式進行整理和誤差分析。,高分秘籍將測密度的實驗與轉(zhuǎn)換法相結(jié)合是此類題的一種拓展方式,考查了學(xué)生對物理量相互之間邏輯思維的理解能力。建議在復(fù)習(xí)過程中通過劃分專題的方式逐步梳理出測質(zhì)量和體積的常規(guī)和特殊方法,調(diào)整思路,不斷整合,提升能力。,2.(2018海南)小紅去昌江棋子灣游玩時,撿到一塊漂亮的小彩石。回到學(xué)校后,他應(yīng)用所學(xué)的物理知識測量這塊彩石的密度,實驗操作如下:(1)如甲圖所示,用細線拴住彩石,掛在彈簧測力計上,根據(jù)彈簧測力計的示數(shù)可知,彩石的重力是3.6N。(2)如乙圖所示,將彩石浸沒水中,根據(jù)彈簧測力計的示數(shù)可計算出彩石所受的浮力是1.2N。,,(3)利用以上測量數(shù)據(jù)計算出這塊彩石的密度是3103kg/m3。(g取10N/kg),,類型三測特殊物質(zhì)的密度,題型特點特殊的物質(zhì)通常有:吸水性的固態(tài)物質(zhì)、易溶性的固態(tài)物質(zhì)、體積較大的物質(zhì)、無法下沉的物質(zhì)、有空隙的物質(zhì)、不能與液體接觸的固體小顆粒或粉末狀物質(zhì)。應(yīng)對的方法有:排沙法、沉墜法、針壓法、等效代替法等。這類物質(zhì)在山西中考中也有可能出現(xiàn)。,解題策略在掌握常規(guī)法、特殊法測量物質(zhì)密度的基礎(chǔ)上,結(jié)合題目給出的待測物質(zhì)的特殊性,分析出應(yīng)對的方法進行解題即可。,典例3(2018福建A)小明要測量木塊的密度。實驗器材有:木塊、彈簧測力計(0~5N)、底部固定有滑輪的水槽、細線及足量的水。(g取10N/kg)(1)先用彈簧測力計測木塊的重力,如圖甲,示數(shù)為2.4N;再用細線繞過滑輪將木塊與彈簧測力計連接起來,接著往水槽倒入適量的水,使木塊浸沒在水中,如圖乙,木塊在水中靜止時彈簧測力計示數(shù)為1.6N。木塊的體積為410-4m3,密度為0.6103kg/m3。本實驗中滑輪的作用是改變力的方向。,(2)小明分析發(fā)現(xiàn),如果把水換成其他液體,彈簧測力計的示數(shù)就會不同,于是他把彈簧測力計的刻度改成相應(yīng)的密度值,將該裝置改裝為測量液體密度的“密度計”。原彈簧測力計的1.0N刻度處應(yīng)標(biāo)注為0.85103kg/m3,該“密度,計”的刻度分布均勻(選填“均勻”或“不均勻”)。(3)若要增大這種“密度計”的最大測量值,可以采取的方法有換用更大量程的彈簧測力計(換用體積更小的木塊、換用密度更大的物塊等)(寫出一種即可)。,思路點撥待測物體為木塊,其密度小于水的密度,浸入水中后會漂浮在水面,無法浸沒,故設(shè)計了如圖乙所示的實驗方案,利用定滑輪改變力的方向,向下將木塊拉入水中,直至浸沒,這樣就可以利用等效替代法了,木塊的體積與其排開液體的體積相等,即V木=V排。利用彈簧測力計測出木塊的重力,進而算出其質(zhì)量m;利用彈簧測力計、水和細線的組合可以測出木塊在水中受到的浮力,關(guān)鍵要對木塊進行受力分析,木塊受豎直向下的拉力、重力和豎直向上的浮力,通過讀取此時彈簧測力計的示數(shù),即木塊受到的拉力,求出木塊受到的浮力F浮=G木+F拉和F浮=ρ液V排g,進而求出木塊排開水的體積V排,V木=V排;最后,利用測密度原理ρ=帶入公式進行整理即可。分析如何增大“密度計”的最大測量值,可以利用表達式ρ液=進行分析,得出答案。,高分秘籍特殊物質(zhì)的密度測量往往跟特殊的測量方法相結(jié)合,要求學(xué)生從物質(zhì)的特點出發(fā)設(shè)計實驗,能力層次要求更高。計算時往往結(jié)合數(shù)學(xué)中的方程知識、體積公式等,實質(zhì)上也是對學(xué)科滲透能力層面的考查。,3.小強觀察到學(xué)校在硬化路面時,工人師傅用振動器在混凝土上來回振動,他想這樣做可能是為了增大混凝土的密度,于是他用天平、量筒和細沙等器材做了如下實驗:(1)他用調(diào)好的天平按圖中的順序進行實驗,根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知道,量筒中細沙質(zhì)量是110g,體積是50cm3,細沙的密度是2.2103kg/m3。,(2)接下來他將量筒內(nèi)的細沙壓實(合理即可)并抹平,發(fā)現(xiàn)體積變小,由此判斷所測細沙密度變大,從而驗證了他的想法。,