01实验剖析
ρ=m/v
量筒、天平、待测物体或液体、细线、水、烧杯等
固体的质量可直接用天平称得,外形不规则物体的体积可通过“排水法”来测定,然后,根据密度定义求得密度。
①用天平测出石块的质量m;
②向量筒内倒入适量的水,测出的水的体积V1;
③把石块放入量筒中,测出石块和水的总体积V2;
④算出石块的体积V=V2-V1;
⑤利用公式ρ=m/v算出石块的密度。
(1)先测液体和容器的总质量,
(2)然后倒入量筒中一部分液体,并测出这部分液体的体积,
(3)再称出容器与剩余液体的总质量,两者之差就是量筒内液体的质量,
(4)再用密度公式求出液体的密度。
①用天平测出烧杯和盐水的总质量m1;
②将烧杯中的盐水倒入量筒中的一部分,记下体积V;
③用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2,算出量筒中盐水的质量m=m1-m2;
④利用公式ρ=m/v算出盐水的密度。
体积的测量
量筒:量筒是用来测量液体体积的仪器,。
(1)量筒上的单位一般是ml,1ml=1cm3
(2)量筒的使用方法与注意事项:
①选:选择量程与分度值适当的量筒;
②放:把量筒放在水平桌面上;
③测:若量筒内的液体内有气泡,可轻轻摇动,让气泡释放出来;
④读:读数时视线要与量筒内液面的中部相平,即要与凸液面(如水银)的顶部或凹液面的底部(如水)相平。
天平的使用
1、使用天平时,先观察量程和分度值,估测物体质量;再把天平放到水平桌面上,为什么?因为天平是一个等臂杠杆,只有天平处于水平平衡是,两边受到的力才相等,物体和砝码的质量才相等。
2、调节天平时应先将游码移到称量标尺左端零刻度处,再调节平衡螺母,时指针指在分度标尺中央红线处,或指针在中央红线左右摆动幅度相同即可。(左偏右调)
3、称量过程中要用镊子夹取砝码,左物右码,先大后小,最后移动游码,直至天平水平平衡。
4、读数=砝码读数+游码读数;
5、如果砝码缺了一角,所测物体质量比实际质量偏大。
6、使用量筒时先观察量程和分度值;
7、注意量筒的量程没有0刻度线。
8、观察时视线要与凹面底部或凸面顶部在同一水平线上。
9、如果使用天平时把左盘放置的砝码,右盘放置的物品,那么该天平是否可以准确测量物体的密度,为什么?
答:可以准确测量;因为如果左盘放置砝码,右盘放置物品时,只要读数时让砝码的读数减去游码的读数,仍可以测量准确的物品质量。
10、实验中将最小的砝码5g放入天平右盘后,发现中央分布盘的指针向右偏,那么接下来的操作应该是:先把最小为5g得砝码拿走,然后再移动游码。
02经典母题
测量小石块的密度
(1)将天平放在___________上,游码移到___________处,发现指针位置如图甲所示,为使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节。
(2)用调节好的天平测量小石块的质量,右盘所加砝码和游码位置如图乙所示,天平平衡,则小石块的质量m1为___________g;如果粗心的小明没有注意到砝码已经生锈,那么小石块的实际质量应该比m1的值(选填“偏大/偏小/相等”)。
(3)测量小石块密度的实验原理是___________;需要用到的主要实验工具是___________、___________。
(4)实验中发现没有量筒,用下列两种方案来测量小石块的体积。
方案一:
①如图丙所示,将烧杯放在水平台面上,用细线系住小石块轻轻放入烧杯中,加入适量的水,使小石块在水中,在烧杯壁上记下水面位置。
②将小石块从水中取出后,用天平测出烧杯和水的总质量m2为.4g。
③向烧杯内缓缓加水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量m3为.2g。
方案二:
①向烧杯中加入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量m4。
②如图丙所示,将烧杯放在水平台面上,用细线系住小石块轻轻放入烧杯中,使小石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置。
③将小石块从水中取出后,向烧杯中缓慢加水至标记处,然后再用天平测出烧杯和水的总质量m5。
(5)根据方案一测量结果计算出小石块密度ρ=___________kg/m3,测出的小石块密度与真实值相比___________(选填“偏大”或“偏小”),理由是:___________。
(6)你认为根据哪一种方案测量结果计算出的小石块密度更精确?为什么?
答:___________,理由是_________________________________。
(7)该实验中如果不缺乏量筒,在如下的实验操作步骤合理的顺序是___________。
①用天平测出小石块的质量
②用细线系住小石块,轻轻放入空量筒中
③在量筒中装入适量的水,记下水的体积
④将小石块从量筒中取出,记下水的体积
⑤用细线系住金属块,把金属块浸没在量筒的水中,记下水的体积
⑥根据实验数据计算金属块的密度
A.①②③④⑥B.②③④①⑥
C.①③⑤⑥D.①②③⑥
(1)水平台面;零刻度线;左;(2)32;偏小;(3)ρ=m/v;天平;量筒;(4)浸没;
(5)2.5×10;偏小;由于石块从水中拿出时,上面沾有水,所以倒入水的质量偏大,求得水的体积偏大,即小石块的体积偏大,根据密度公式ρ=m/v知,所测密度会偏小。(6)方案二;测量的小石块的体积误差比方案一小。(7)C。
(1)天平使用时要先将其放置在水平台面上,游码左端归置零刻度线处,确保天平平衡才能使用,根据图甲所示,指针偏向右端,为使横梁在水平位置平衡,应将横梁右端的平衡螺母向左端移动;
(2)天平的读数为砝码的读数加数游码的读数,因此小石块的质量m1=30g+2g=32g;如果在称量过程中发现砝码生锈,生锈会使砝码本身的质量变大,因此测量的石块质量会偏小。
(3)测量小石块的密度,根据ρ=m/v原理,需要测量出质量和体积,实验室测量质量的工具是天平,而不规则的固体,可以利用量筒“排水法”来间接测量体积。
(4)利用“排水法”测量不规则固体体积时需要把不规则固体完全浸没于水中,其排开水的体积就等于固体的体积。
(5)由②③步骤可知,倒入水的质量为:m水=.2g﹣.4g=12.8g,
此时水的体积V水=m水/ρ水=12.8g/1g/cm=12.8cm3,
小石块的体积等于倒入水的体积,则V=V水=12.8cm3,
小石块密度ρ=m/v=32g/12.8cm=2.5g/cm3=2.5×kg/m3。
由于石块从水中拿出时,上面沾有水,所以倒入水的质量偏大,求得水的体积偏大,即小石块的体积偏大,根据密度公式ρ=m/v知,所测密度会偏小。
(6)方案二测量结果计算出的小石块密度更精确,因为由于先测量了烧杯和水的总质量m4.然后使小石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置,所以向烧杯中缓慢加水至标记处,不至于加水过多。
(7)第一步,用天平测出小石块的质量;
第二步,在量筒中装入适量的水,记下水的体积;
第三步,用细线系住小石块,把小石块浸没在量筒的水中,记下水的体积;
第四步,根据实验数据计算出小石块的密度。分析知第一、二步的先后顺序对实验结果没有影响,故可互换,综合分析只有C正确。
03真题演练
练习1:(·河南)郑州市积极响应“国家黄河生态文明”战略,在沿黄地区大力发展石榴种植。小明发现他家的石榴比其他品种的石榴甜,汁更浓,想测一下石榴汁的密度。
(1)实验步骤如下:
①将空烧杯放在调好的天平上,测出其质量为40g;
②在烧杯中倒入适量的石榴汁,将其放在天平左盘上,在右盘内添加砝码。
当放入最小的5g砝码时,天平右端下沉,接下来应进行的操作是:______,直到天平平衡。此时砝码质量及游码位置如图甲所示。则烧杯和石榴汁的总质量为______g;
③将烧杯中的石榴汁倒入量简中,液面位置如图乙所示,则量筒中石榴汁的体积为____cm3;
④用上述测得的数据计算出石榴汁的密度为______kg/m3;
(2)分折实验过程,小丽认为,在步骤③中,由于烧桥中的石榴计有残留,会使密度的测量结果______(选项“偏大”或“偏小”)。她提出只要将(1)中实验步骤的顺序稍作调整就能使测量结果更准确,合理的顺序:____________。
(1)②将5g砝码拿下来,向右移动游码;62.4;③20;④1.12×;(2)偏大;②③①④。
(1)②当放入最小的5g砝码时,天平右端下沉,证明砝码过重,需要将5g砝码拿下来,向右移动游码使天平平衡。
如图甲所示,烧杯和石榴汁的总质量为
③由图乙可知,量筒的分度值为1mL,量筒中石榴汁的体积为
④石榴汁的密度为
(2)在步骤③中,由于烧桥中的石榴计有残留,会使得测得的体积偏小,最终密度偏大。
为减小误差,可先测烧杯和液体的质量,将液体倒入量筒,读出体积,再测出烧杯的质量,把步骤调成②③①④即可。
练习2:(·扬州)某学习小组利用空矿泉水瓶、烧杯、量筒、剪刀、记号笔、细线和足量的水(已知水的密度为ρ)测量了一块小矿石的密度,实验过程如下:
(1)实验步骤:
A.向量筒中加入适量的水,记下体积V1(如图1);
B.烧杯中注人适量的水,将石块放入剪下的矿泉水瓶内,使矿泉水瓶漂浮在烧杯中,并用记号笔在烧杯上标记此时液面的位置(如图2);
C.取出矿泉水瓶,将量筒中的水缓慢倒入烧杯至____________,量筒中剩余水的体积V2(如图3);
D.再用细线拴住小矿石缓慢放入量筒中,此时总体积V3(如图4)。
(2)小矿石的密度表达式ρ石=____________(用题中物理量符号表示);
(3)由于矿泉水瓶有质量,会导致小矿石密度测量值____________,有同学指出只要在步骤C进行适当修改就可以,该同学修改的内容是____________。
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