6.3 测量物质的密度（考点解读）（学生版）

63 测量物质的密度（考点解读）（原卷版） 1、密度测量工具的使用 （1）密度测量工具：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。 （2）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=1m3，1L=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70ml）。 图（1） 图（2） （3）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、固体密度的测量及试验 （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： ρ= m V 2−V 1 。 3、液体密度的测量及试验 （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： ρ= m V = m2−m1 V 。 【考点1 密度测量工具的使用】 【典例1-1】（2022 秋•东莞市期末）实验是科学学习的基本方法之一，如图实验操作规范 的是（ ） ． 称量前调节天平平衡 B． 读取量筒中液体体积 ． 用温度计测量液体的温度 D． 刻度尺测量物块长度 【典例1-2】（2022•樟树市模拟）小瑶用托盘天平测得药液和药瓶的总质量为60g，然后 将药液倒一部分在量筒中，如图甲所示，再将药瓶放在天平上称剩余的质量，天平平衡 时如图乙所示，量筒中药液的体积是 m3，量筒中药液的质量是 g。 【变式1-1】（2022 秋•两江新区期末）下列关于实验器材的使用和说法，正确的是（ ） ．用托盘天平测量物体质量时，发现横梁不平衡时应调节平衡螺母使天平平衡 B．使用刻度尺测物体长度时，刻度尺的刻度面可以不紧贴被测物体 ．量筒在读数时，视线应与液面相平，若俯视，其体积测量值比真实值偏小 D．若与天平配套的砝码被沾了油污，测量物体质量时，其测量值比真实值偏小 【变式1-2】（2021 秋•保定期末）在使用量筒测量液体体积时，甲、乙、丙三位同学读数 情况如图1 所示，其中 同学读数方法正确。量筒中液体体积为 mL。乙同学 称量物体质量如图2 所示，其中的操作错误有： ① ； ② 。 丙同学测量物体的质量时，误将物体和砝码的位置放反，当天平平衡时，所用的砝码和 游码的位置如图3 所示，则测得该物体的质量应为 。 【考点2 固体密度的测量及试验】 【典例2-1】（2023•肥城市模拟）小明在牛山国家森林公进行研学活动时，捡到一块彩色 的小石块，他想利用天平和量筒测量小石块的密度。如图甲、乙、丙分别是他调节天平、 测量石块质量和体积时的情景，下列有关说法中（ ） ①甲图中应将平衡螺母向右调，使天平横梁平衡 ②由图乙可知，小石块的质量是638g ③小石块的密度是317g/m3 ④若先用量筒和水测量石块体积，再用天平测量石块质量，测得石块的密度会偏大 ．只有①③正确 B．只有②④正确 ．只有③④正确 D．只有①②③正确 【典例2-2】（2023•高港区二模）小华计划测量一块形状不规则的小石块密度，备用器材 有天平、量筒、水和细线等。用调节好的天平测小石块的质量时，小华估计小石块的质 量约为55g，他用镊子依次将50g 砝码和最小的5g 砝码放在天平的右盘，发现天平的指 针静止时仍如图甲所示，则他接下来应该进行的操作是 ；当右盘 中所加砝码和游码位置如图乙所示时天平横梁平衡，则小石块的质量为 g；在量 筒内先倒入适量的水，如图丙所示，然后将用细线系好的小石块放入量筒中，如图丁所 示。测得小石块的密度为 kg/m3。将小石块放入量筒中时，若有一些水溅到量 筒壁上，则小石块密度的测量值比真实值会 （偏大/不变/偏小）。 【典例2-3】（2023•夏邑县模拟）小伟在地质公进行研学活动时，捡到两块形状不规则的 不同质地、不同大小的矿石，他想知道两块矿石的密度，设计了如下实验方。 （1）将天平放在水平桌面上，把游码移至标尺左端零刻度线处，发现指针在分度盘中 线的右侧，他应将平衡螺母向 调节，使天平平衡； （2）用调好的天平测小矿石的质量，天平平衡时，右盘中砝码和游码位置如图甲所示， 则小矿石的质量为 g； （3）如图乙所示，用量筒测出小矿石体积为 m3，则小矿石的密度为 kg/m3； （4）若考虑小矿石吸水，所测得的密度与实际值相比 （选填“偏大”、“偏 小”或“相等”）； （5）小伟和物理兴趣小组的同学按图丙所示的步骤接着测量了另一块较大矿石的密度， 由于取出大矿石时带出一部分水，所测得的密度与实际值相比 （选填“偏大”、 “偏小”或“相等”）。 【变式2-1】（2023•栾川县模拟）用托盘天平和量筒测量一小金属块的密度；图1 是放入 最小的2g 砝码后的情形；图2 和图3 分别是测量金属块质量和体积时的情形。下列说法 正确的是（ ） ．图1 应将平衡螺母向右调，使横梁平衡 B．图2 中测量的金属块质量是534g ．由图3 得金属块的体积是80m3 D．通过计算可知，该金属块的密度是89g/m3 【变式2-2】（2023•姜堰区二模）小明用电子秤、玻璃杯和水测量鸭蛋的密度，测量步骤 如图所示，依次读出图中电子秤显示的质量。分析计算时，他发现只要读出图中的三个 质量就能求出鸭蛋的密度，其中有一个图的质量是必须要读出的，这个图是 （填 字母）。若读出、、E 三次的质量分别是m、m 和mE，则鸭蛋的密度ρ＝ （用 m、m、mE和ρ 水表示），该结果 （填“受”或“不受”）鸭蛋取出时带走水多 少的影响。 【变式2-3】（2022 秋•章贡区期末）端砚是中国四大名砚之一。为了测定端砚的密度，小 可利用家庭实验室的器材测一端砚的密度如图1，他可用的器材有：托盘天平（含砝 码）、烧杯、细线、水和端砚。 （1）将托盘天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端 处，发现天平静止 时分度盘上指针偏左，则应将横梁右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调 节，使横梁平衡。 （2）在烧杯中放入适量的水，用细线拴住端砚，将端砚浸没在水中，在水面到达的位 置上标上“标记”如图2 甲，用天平测出水和烧杯总质量m1； （3）将端砚从水中取出，用天平测出剩余水和烧杯的总质量m2如图2 乙； （4）向烧杯中加水到 ，再用天平测出此时水和烧杯的总质量m3如图2 丙； （5）端砚的质量m 石＝ ； （6）设水的密度为ρ 水，则端砚体积的表达式：V 石＝ ，端砚密度的表达式：ρ 石＝ （均用所测物理量的字母表示）； （7）图2 乙中取出端砚时带走了一些水，小可所测的端砚质量 （选填“大于” “小于”或“等于”）端砚的真实质量。 【考点3 液体密度的测量及试验】 【典例3-1】（2023•姑苏区校级二模）小明利用托盘天平和量筒测量盐水的密度，部分操 作过程如图所示，下列说法中正确的是（ ） ①量筒中液体的质量为824g ②盐水的密度是11×103kg/m3 ③按照乙、甲、丙的顺序实验，会使测量结果偏大 ④按照甲、丙、乙顺序操作，如果盘中5g 砝码因磨损质量变小，则测得盐水密度偏小 ．只有①②正确 B．只有②③正确 ．只有③④正确 D．只有③正确 【典例3-2】（2023•禹会区二模）小明利用电子秤、小空瓶，测量家里酱油的密度，设计 实验如图所示。酱油的体积V 油＝ m3。根据小明测量的数据，酱油的密度ρ 油＝ g/m3。在小明的实验操作中，由于无法把水倒干净，测出酱油的密度将 （填 “偏大”、“偏小”或“不变”）。（ρ 水＝10×103kg/m3） 【典例3-3】（2023•庐阳区校级三模）小明为测量家乡特产一一小磨香油的密度，进行了 如下操作： ①把托盘天平放在水平桌面上，取下两侧的橡胶垫圈，稳定后指针指在分度盘的位置如 图甲所示，请详细叙述接下来的调节过程 ； ②在烧杯中倒入适量香油，置于托盘天平左盘，天平横梁平衡后如图乙所示； ③将烧杯中一部分香油倒入量筒中，如图丙所示。再用托盘天平测量此时烧杯（包括剩 余液体）的质量为20g； ④算出香油的密度ρ＝ kg/m3。 【变式3-1】（2023•天宁区校级模拟）某同学做“测量液体密度”的实验后，进行了操作 总结和新的探索。没有量筒，只用天平、烧杯、水，也能测出某种未知液体的密度。它 先测出空杯的质量和装有一定体积的水时的质量分别为322g 和1322g，再用这只烧杯装 同样体积的待测液体后，天平示数如图所示，已知ρ 水＝10×103kg/m3，以下正确的是（ ） ．用手直接加减砝码 B．测量时发现指针指在分度盘左侧，应往右移动平衡螺母 ．待测液体的密度是08×103kg/m3 D．待测液体的密度是09×103kg/m3 【变式3-2】（2023•门头沟区一模）为了测量某种液体的密度，小明将装有适量某种液体 的烧杯，放在已调整好的天平上测量其质量，天平平衡后，右盘中所放砝码及游码在标 尺上的位置如图甲所示。则液体和烧杯的总质量是 g；然后将烧杯内的部分液体 倒入量筒中，如图乙所示，液体的体积是 m3；小明用天平测量了剩余的液体及烧 杯的总质量为40g，则根据上述实验数据可知该液体的密度是 kg/m3。 【变式3-3】（2023•连平县二模）学校在端午节给每一位同学提供了一盒香蕉味的牛奶， 小肇和小庆想通过学过的物理知识测量出牛奶的密度。 方一：用天平和量筒。 （1）他们把天平放在水平台上，当游码移至零刻度处时，指针偏向分度盘的右侧，这 时他们应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调，使横梁在水平位置平衡； （2）天平平衡后，他们开始测量，测量步骤如下： 用天平测出烧杯和剩余牛奶的总质量，读数如图甲所示； B 将适量的牛奶倒入烧杯中，用天平测出烧杯和牛奶的总质量； 将烧杯中牛奶的一部分倒入量筒，测出倒出到量筒的这部分牛奶的体积如图乙； 请根据以上步骤，写出正确的操作顺序： （填字母代号）； （3）若在步骤B 中测得烧杯和牛奶的总质量为766g，其余步骤数据如图所示，则倒入 量筒的这部分牛奶的质量是 g，体积是 m3； （4）据密度的计算公式可以算出，牛奶的密度是 kg/m3。 方二：利用电子秤、小金属块、铁架台、细线、两个相同的烧杯测量牛奶的密度，如图 丙所示。 请将方二实验步骤补充完整： （5）把挂上金属块的铁架台放在电子秤上（金属块没有浸入液体中），电子秤示数为 m1； （6）调节升降台的高度，使金属块浸没在水中，静止时读出此时电子秤的示数为m2； （7）将升降台上装水的烧杯换成装有适量牛奶的烧杯，调节升降台的高度，使 ，读出此时电子秤的示数为m3； （8）牛奶的密度的表达式为ρ 牛奶＝ （已知水的密度为ρ 水）。 一、选择题。 1．（2023 春•梁溪区校级期中）要想一次尽可能准确地量出100g 密度为08×103kg/m3的酒 精，应使用下列量筒中的（前为量程，后为分度值）（ ） ．50mL，1mL B．100mL，1mL ．150mL，1mL D．500mL，2mL 2．（2023 春•句容市月考）物理学是一门以实验为基础的自然科学，下列有关仪器使用操 作正确的是（ ） ．用刻度尺测量物体长度时，必须从刻度尺左端的零刻度线开始量起 B．量筒读数时，视线应与液体凹液面的底部相平 ．用托盘天平称量物体质量过程中，发现横梁不平衡时可调节平衡螺母 D．用托盘天平称量物体质量过程中，应从最小质量的砝码开始添加砝码 3．（2022 秋•双城区期末）如图所示是一些常用的物理测量仪器，其中使用方法正确的是 （ ） ． 测木块长度 B． 测液体体积 ． 测液体温度 D． 测木块质量 4．（2023•金牛区模拟）在实验中经常遇到现象或效果不明显的问题，我们需要对实验进 行优化改进。下列采取的措施不合理的是（ ） ．探究物态变化时，为使温度计示数变化明显，可以选择分度值较小的温度计 B．探究光的折射时，为使观察效果更明显，使用彩色激光笔和烟雾 ．测小车平均速度时，为方便时间的测量，应尽量增大木板与水平面的夹角 D．测量石块的密度时，为了便于体积的测量，石块的体积不宜太大 5．（2023 春•越秀区校级期中）用天平和量筒测量某固体密度，步骤如图所示，下列描述 正确的是（ ） ．甲图，托盘天平左盘偏高，应先将左侧平衡螺母向右旋转 B．乙图，正确调平天平后，测量固体的质量为324g ．丙图，固体的体积为38m3 D．经计算，该固体密度为15g/m3 6．（2022 秋•芝罘区期末）体育课上，同学们纷纷对铅球的材料是否是纯铅的产生怀疑。 下课时，小明向体育老师借了一个新的4 公斤的女生铅球，然后和小组同学一起用如图 所示的方法测出铅球的体积。你认为他们实验测得的铅球密度与真实值相比将（ ） ．偏大 B．偏小 ．不变 D．无法确定 7．（2023•商水县二模）小明测量家中菜油密度的实验步骤如下：①用电子秤测出空矿泉 水瓶的质量m；②在矿泉水瓶中装满水，测出总质量m1；③倒干水后在矿泉水瓶中装 满菜油，测出总质量m2。已知水的密度为ρ 水，则菜油的密度为（ ） ． B． ． D． 8．（2023 春•滨湖区期中）为了测量花生油的密度，某实验小组制定了如下实验步骤： ①用调好的天平测出烧杯的质量m； ②用调好的天平测出花生油和烧杯的总质量m2； ③将烧杯中的花生油倒入量筒中，读出花生油的体积V； 根据实验数据计算花生油的密度。以上实验步骤安排最合理的是（ ） ．①②③ B．③②① ．②③① D．①③② 二、填空题。 9．（2022 秋•南山区校级期末）如图所示的量筒，其量程是 mL，分度值是 mL。三名同学在用量筒测液体体积时，读数情况如图所示，其中 读数正确，量 筒中液体体积为 mL。 10．（2023•桂林二模）（1）如图1 测得物理课本的宽度为 m。 （2）如图2 甲所示的“观察水的沸腾”实验中，当水沸腾时，温度计示数如图2 乙所 示，此时水的沸点是 ℃，可见其液面上方气压 （选填“高于”、“等于” 或“低于”）1 标准大气压。 （3）小桂想测量一块鹅卵石的密度。他将天平放在水平台面上，把游码移到零刻度线 处时，分度盘上的指针如图3 甲所示，此时应将平衡螺母向 （选填“左”或 “右”）调节，使天平横梁水平平衡；再将石块放上天平左盘，当天平再次水平平衡时， 所用砝码和游码在标尺上的位置如图3 乙所示，接着测鹅卵石体积如图3 丙所示。该鹅 卵石的密度为 g/m3。 11．（2023 春•苏州期中）以下是测定菜油密度的实验步骤： （1）用天平测出空矿泉水瓶的质量m； （2）在矿泉水瓶中装满水，用天平测出总质量m1； （3）在矿泉水瓶中装满菜油，用天平测出总质量m2； （4）将菜油全部倒入量筒中，用量筒测出矿泉水瓶里所盛菜油的体积V1； （5）将菜油倒入量筒中，测出剩余菜油和瓶的总质量m3； （6）读出量筒中所盛菜油的体积V2； （7）计算菜籽油的密度。 有三个实验小组分别选用其中部分实验步骤测量出菜油的密度，并写出表达式①ρ＝ ；②ρ＝ ；③ρ＝ ，（ρ 水已知）你认为较合理且误差较小 的表达式是 。 三、实验探究题。 12．（2022 秋•宜春期末）小江和小雯在实验室测量物体的密度，实验步骤如下： （1）用调好的天平分别测出鹅卵石的质量是318g 和空烧杯的质量是90g； （2）如图甲所示，把鹅卵石轻轻放入烧杯中，往烧杯倒入适量的水，用油性笔在烧杯 壁记下此时水面位置为M，然后放在天平左盘，如图丙所示，则杯、水和鹅卵石的总质 量为 g； （3）将鹅卵石从水中取出后，再往烧杯中缓慢加水，使水面上升至记号M，如图乙所 示，用天平测出杯和水的总质量为142g。此时杯中水的体积为 m3； （4）根据所测数据计算出鹅卵石的体积为 m3，密度为 kg/m3； （5）小江在第（3）步骤测量过程中，发现所用的砝码中有一个磨损了，他没有更换， 他这样做将导致所测密度 （选填“偏大”或“不变”或“偏小”）。 （6）小雯尝试用刻度尺测量某液体的密度：如图丙所示，将带有阀门的“U”型管竖直 倒置，两个管口分别插入盛有水和某液体的烧杯中；打开阀门，从抽气口抽出适量的空 气，待两管中的液面升高到一定高度时，关闭阀门，测量出管内外水的高度差1＝ 72m、某液体的高度差2＝80m。若当时外界大气压为p0，实验中“U”型管内的气体压 强为p，则p0 p（选填“＞”“＝”或“＜”），待测液体的密度ρ＝ kg/m3。 13．（2022 秋•清河区校级期末）在实验室做“用天平测物体的质量”实验中，先要将天 平放在 上，同时将 放在标尺的零刻线处，此时发现指针偏向分度盘 的左边，为了使天平的横梁平衡，应将平衡螺母向 调节。称量物体时，应将物体 放在天平的 盘中，向 盘中加减砝码时。在“测定小金属块密度”的实验中， 小金属块的质量和体积如图所示，则该金属块的质量为 g，体积为 m3，小金 属块的密度为 。 14．（2022 秋•金寨县期末）测量某种液体密度的主要实验步骤如下： （1）实验时，要将天平放在 实验台上。用