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- 2021-11-06 发布
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第
11
讲
物质与密度
考点
·
梳理知识点
1.宇宙由大量的天体组成。地球及其他一切天体都是由物质组成的。
2.常见的物质是由大量的分子组成的。分子由原子组成,原子由原子核和
_________
组成,原子核由质子和中子组成,中子和质子还有自己的结构。
知识点一
物质世界
核外电子
示例1
请将银河系、质子、原子核、分子、原子、地球、生物体和太阳系按照从小到大的顺序排列起来:
。
双基突破
质子、原子核、原子、分子、生物体、地球、
太阳系、银河系
示例
2
下列关于固体、液体和气体的性质的描述中错误的是( )
A.气态分子间距很大,粒子间的作用力很小,容易被压缩
B.固体分子排列十分紧密,粒子间有强大的作用力
C.液体分子没有固定的位置,运动比较自由,因而没有确定的形状
D.所有物质从液态变为固态时体积都要变小
D
知识点二 质量
一、质量
1.
定义
:物体所含
___________
叫做质量,通常用字母
___
来表示。
2.
单位
:基本单位是
________
。其他常用单位:吨(t)、克(g)、毫克(mg)等。
换算关系:1kg=
____
t=
____
g=
____
mg。
3.
性质
:质量是物体的一种基本属性,它不随物体的
_____
、
_____
和
_____
的改变而改变。
物质的多少
m
千克(kg)
10
-3
10
3
10
6
形状
物态
位置
4.
常考质量估测
:一个鸡蛋的质量约为50g;一名普通中学生的质量约为50kg;一个苹果的质量约为150g;一本九年级物理教科书的质量约为300g;一头成年大象的质量约为5t;一枚一元硬币的质量约为6g。
二、质量的测量
1.
测量工具
:实验室常用的测量质量的工具是
_________
,生活中常用的测量质量的工具有台秤、案秤、杆秤等。
2.
天平的使用方法
托盘天平
看
观察天平的量程和分度值
放
把天平放在
______
上
移
将游码移至标尺左端的
_________
处
调
调节平衡螺母,使指针指在分度盘中央刻度线处
称
把物体放在
___
盘里,用镊子向
___
盘加减砝码(从大到小),并调节游码在标尺上的位置,直到横梁恢复平衡
读
被测物体的质量=右盘中砝码的总质量
__
游码左侧在标尺上所对的刻度值
注意事项
(1)被测物体的质量不能超过天平的量程;
(2)向盘中加减砝码时要用镊子,不能用手直接接触砝码,不能把砝码弄湿、弄脏;
(3)潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的托盘中
零刻度线
水平台
左
右
+
一、密度
1.
定义
:某种物质组成的物体的质量与它的体积之
____
叫做这种物质的密度。
2.
公式
:
_______
。变形式:
______
,
______
。
3.
单位
:基本单位是千克每立方米(kg/m
3
)。其他常用单位:克每立方厘米(g/cm
3
)。换算关系:1g/cm
3
=
_______
kg/m
3
。
4.
性质
:密度是物质的一种特性,它的大小跟物体的质量和体积无关,物质不同,密度一般也不同。
知识点三 密度
比
ρ=m
/
V
m=ρV
V=m
/
ρ
1.0×10
3
物质的质量、密度变化的几种特殊情况分析
(1)当物质在固态、液态和气态之间发生转换时,质量不变,体积发生变化,从而引起密度发生变化。例如:冰化成水时,质量不变,体积变小,密度变大。
(2)当容器中的气体使用一部分后,质量减小,体积不变,密度变小。例如:医院用的氧气瓶使用一部分后,剩余氧气的密度变小。
(3)当容器被压扁后(但没破裂),容器内的气体质量不变,体积变小,密度变大。例如:将乒乓球踩扁(未踩破)后,球内空气的密度变大。
易错警示
二、密度知识的应用
1.
求质量
:已知物质的密度和体积可以由
______
求质量。
2.
求体积
:已知物质的质量和密度可以由
______
求体积。
3.
鉴别物质
:已知物体的质量和体积可以求出
______
,从而鉴别出物体是由什么材料组成。
m=ρV
V=m
/
ρ
密度
示例
3
某同学用托盘天平和量筒测量一小石块的
密度,图甲是调节天平时的情形,图乙和图丙分别是测量石块质量和体积时的情形,下列说法中正确的是( )
A.图甲中应将平衡螺母向左调,使横梁平衡
B.图乙中测石块质量时,天平的示数是17.4g
C.由图丙量筒的示数测得石块的体积是40cm
3
D.利用图中信息,可计算出石块的密度是1.72×103kg/m
3
双基突破
D
考法
·
聚焦重难点
焦点
1
质量及其测量(重点)
样题1
从2019年5月20日起,用普朗克常量定义质量的单位——千克,以代替工作了100多年的国际千克原器(如图)。下列关于质量的说法正确的是( )
A.体积为1立方米的水的质量为1千克
B.实验室可用弹簧测力计来测量物体的质量
C.千克原器因生锈而质量减小,故不宜作为标准
D.物体的质量不会随温度的改变而改变
D
1.下列物体的质量发生了变化的是( )
A.一块橡皮被用掉了一半
B.实心球从空中落到地面
C.一根直铁丝被弯成弧形
D.试管中固态的萘熔化成为液态
对应训练
A
2.用水银温度计测量热水温度时,温度计内水银液面慢慢升高,在“水银液面升高”的过程中,有关温度计内水银的物理量不变的是( )
A.温度
B.体积
C.密度
D.质量
D
样题2
天平的工作原理是
________________
,如图所示,此时指针静止在
_______
(填天平的结构名称)的中线左侧。接下来的操作是
,使天平水平平衡。
杠杆的平衡条件
分度盘
向右盘
加砝码或移动游码
3.小明用天平测量苹果的质量,在调节天平平衡的过程中,发现指针如图甲所示,他应将平衡螺母向
___
(选填“左”或“右”)移动,直到指针指在分度盘中央,然后将苹果放到天平的左盘,向右盘加减砝码并移动游码,使天平再次平衡时,砝码质量和游码对应的刻度值如图乙所示,则苹果质量为
_____
g。
对应训练
右
156.4
焦点
2
密度的测量(重点、难点)
样题3
小强同学为了测量某种液体的密度。他取了适量的这种液体的样品倒入烧杯中,进行实验。
(1)实验前,小强把天平放在水平桌面上。将游码移至标尺左端
__________
处。
零刻度线
(2)调节横梁平衡时,发现指针位置如图甲所示,则他应该将平衡螺母向
____
(
选填“左”或“右”
)端移动。
(3)首先他用天平测出烧杯和液体的总质量m
1
=72.0g,再将烧杯中的部分液体倒入到量筒中(如图乙所示),则倒入量筒中液体的体积为
____
cm
3
。
左
30
(4)最后用天平测出烧杯和剩余液体的质量(如图丙所示)m
2
=
___
g。
(5)测得该液体的密度为
________
kg/m
3
。
39
1.1×10
3
4.在“测量石块的密度”实验中:
(1)小李同学首先用天平测出石块的质量,天平平衡时右盘砝码和游码位置如图甲所示,则石块的质量为
___
g。
(2)为了测量出石块的体积,小李同学先往量筒中加入一定量的水,如图乙所示,他的操作合理吗?
为什么?
。
对应训练
43
不合理;加水量太多,再浸入
石块后总体积可能超出量筒的量程
(3)四个小组测量出的石块密度如下表所示:
第一组
第二组
第三组
第四组
2.5×10
3
kg/m
3
2.6g/cm
3
2.6×10
2
kg/m
3
2.5g/cm
3
三
其中错误的是第
____
组的测量结果。
(4)对实验进行评估时,下列分析正确的是
( )
。
A.放置天平的操作台面不水平,测出的质量偏大
B.放置天平的操作台面不水平,测出的质量偏小
C.先测石块体积,后测石块质量,测出的密度偏小
D.先测石块体积,后测石块质量,测出的密度偏大
D
焦点
3
密度公式的应用(重点、难点)
样题4
寒冬,室外装满水的缸容易破裂。因为通常气温低于
___
℃时,缸里的水从表面开始凝固,而冰的密度比水小,水结成冰后质量
______
(选填“变大”“变小”或“不变”,下空同),体积
_______
,从而把水缸胀裂。
0
不变
变大
5.如图所示是将一个气球压入水中的过程(气球不会漏气且不会爆裂),球内气体的质量和密度变化情况是( )
A.质量变大,密度变大
B.质量不变,密度变小
C.质量变小,密度不变
D.质量不变,密度变大
对应训练
D
【解析】
气球下压过程中,只是位置的改变,球内气体多少没有变化,所以其质量不变;下压过程中气球受到水的压强变大,所以气球体积变小,根据ρ=m
/
V知,质量不变,体积变小,所以密度变大,故D正确。故选D。
样题5
如图所示是甲、乙两种物质的m-V图像。下列说法正确的是( )
A.体积为20cm
3
的甲物质的质量为10g
B.乙物质的密度与质量成正比
C.甲物质的密度比乙物质的密度小
D.甲、乙质量相同时,乙的体积是甲的2倍
D
【解析】
由图像可知,体积为20cm
3
的甲物质的质量为20g,故A错误;密度是物质的一种特性,状态相同的同种物质的密度是相同的,与质量和体积无关,故B错误;由图像可知,当甲、乙的体积都为V=20cm
3
时,m
甲
>m
乙
,由ρ=m
/
V可知,甲物质的密度大于乙物质的密度,故C错误;由图像可知,当甲、乙质量都为10g时,乙的体积为20cm
3
,甲的体积为10cm
3
,则乙的体积是甲的2倍,故D正确。故选D。
6.如图所示是甲、乙两种物质的质量与体积关系图像,分析图像可知( )
A.若甲、乙的质量相等,则甲的体积较大
B.若甲、乙的体积相等,则甲的质量较小
C.乙物质的密度为0.5kg/m
3
D.甲、乙两种物质的密度之比为4∶1
对应训练
D
样题6
某医院急诊室的一氧气钢瓶中装有密度为5kg/m
3
的氧气,给急救病人供氧用去了一半,则瓶内剩余氧气的密度是
___
kg/m
3
;若病人需要冰块进行物理降温,取450g水凝固成冰后使用,则水全部变成冰后的体积为
____
cm
3
。(ρ
冰
=0.9×10
3
kg/m
3
)
2.5
500
【解析】
一瓶氧气的密度为5kg/m
3
,给人供氧用去了一半,质量减半,而体积保持不变,根据ρ=m
/
V得,氧气的密度变为原来的一半,密度为ρ′=2.5kg/m
3
;水结冰后质量不变,m
冰
=m
水
=450g,由ρ=m
/
V得,冰的体积:V
冰
=m
冰
/
ρ
冰
=450g
/
0.9g/cm
3
=500cm
3
。
7.有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满酒精,乙溢水杯盛满某种液体。将一不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中,小球下沉到杯底,溢出酒精的质量是40g;将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入乙溢水杯中,小球漂浮且有1/11的体积露出液面,溢出液体的质量是50g。(已知ρ酒精=0.8×10
3
kg/m
3
)求:
(1)小球的体积;
(2)液体的密度。
对应训练
解:(1)小球在甲溢水杯中下沉,则小球的体积等于排开酒精的体积,根据ρ=m
/
V得,小球的体积:V
球
=V
排酒精
=m
排酒精
/
ρ
酒精
=40g
/
0.8g/cm
3
=50cm
3
;
(2)小球漂浮在乙溢水杯的液体中,根据漂浮条件和阿基米德原理可得:F
浮乙
=G
球
=G
排液
,
所以小球的质量:m
球
=m
排液
=50g,
则小球的密度:ρ
球
=m
球
/
V
球
=50g
/
50cm
3
=1g/cm
3
,
小球在乙中漂浮,且有1
/
11的体积露出液面,则V
排
=10
/
11V
球
,
由漂浮条件可得:F
浮乙
=G
球
,
根据阿基米德原理可得:ρ
液
g×10
/
11V
球
=ρ
球
gV
球
,
则液体的密度:ρ
液
=11
/
10ρ
球
=11
/
10×1g/cm
3
=1.1g/cm
3
。
考场
·
走进达州中考
命题点
1
密度的测量
1.(2016·达州)小张在家中自制了一个简易密度计并用它来测定盐水的密度。
实验器材有:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。
实验步骤如下:
①用刻度尺测出竹筷的长度L;
②竹筷的下端缠上适量的细铅丝;
③把自制的密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h
1
(如图所示);
④把自制的密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h
2
。
根据上面实验步骤回答下列问题:
(1)竹筷下端缠上适量的细铅丝,主要目的是
___________
(
选填“降低重心”或“增大支撑面”),使竹筷能竖直漂浮在液面
。
(2)密度计是利用浮力
_____
重力的条件工作的,竹筷下表面受到水的压强
_____
竹筷下表面受到盐水的压强。(
均选填“大于”“等于”或“小于”)
降低重心
等于
等于
(3)被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积
_____
(选填“越小”或“越大”)
。
(4)被测盐水的密度表达式:ρ
盐水
=
_______
(不计铅丝体积,水的密度为ρ
水
)。
越小
【解析】
(1)重心越低,稳度越大,故竹筷下端缠上适量的细铅丝,主要目的是降低重心,使竹筷能竖直漂浮在液面中。
(2)密度计不管放入哪种液体中,都是漂浮,所以浮力等于自身的重力;故重力相同,浮力相同,所以将该自制的密度计放入水或盐水中时,都是漂浮,浮力相等,据浮力的产生原因:“浮力的大小等于浸入液体中的物体上下表面的压力差”可知,F
浮
=F
下
-F
上
=F
下
-0=p
下
S-0=p
下
S;由于浮力相等,所以p
下
相等,故竹筷下表面受到水的压强等于竹筷下表面受到盐水的压强。
【解析】
(3)据F
浮
=ρ
液
gV
排
可知,同一密度计,在不同液体中的浮力相同,液体密度越大,排开液体的体积就越小。
(4)在水中时:F
浮
=ρ
水
gV
排1
=ρ
水
gS(L-h
1
);在盐水中时:F
浮
′=ρ
盐水
gV
排2
=ρ
盐水
gS(L-h
2
);因为F
浮
=F
浮
′,所以:ρ
水
gS(L-h
1
)=ρ
盐水
gS(L-h
2
),即:ρ
盐水
=
(
L-h
1
)/(
L-h
2
)·
ρ
水
。
2.(2013·达州)下面是小李同学和小张同学设计的
“测食用油密度”
的实验方案,请完善他们的方案,并回答后面的问题:
(1)小李同学的方案:用调节平衡的天平测出空烧杯的质量m
1
,向烧杯内倒入适量食用油,再测出烧杯和食用油的总质量m
2
,然后把烧杯内的食用油全部倒入量筒内,读出量筒内食用油的体积为V
1
;其测得的食用油密度的表达式为
___________
。
(2)小张同学的方案:在烧杯内倒入适量的食用油,用调节平衡的天平测出烧杯和食用油的总质量m
3
,然后将烧杯内部分食用油倒入量筒,再测出烧杯和剩余食用油的总质量m
4
,读出量筒内食用油的体积V
2
。其测得的食用油密度的表达式为
___________
。
(3)请你对上述两种实验方案进行评估,按
______
同学的实验方案进行测量,实验误差可能小一些。
小张
(4)下图是按小张同学的实验方案进行某次实验的情况,请将实验的数据及测量结果填入表中。
烧杯和食用油的总质量/g
烧杯和剩余油的总质量/g
倒出油的体积/cm
3
油的密度/(kg·m
-3
)
34.1
17.3
20
0.84×10
3
3.(2014·达州节选)如图所示,轻质杠杆AB可绕O点转动,在A、B两端分别挂有边长为10cm,重力为20N的完全相同的两正方体C、D,OA∶OB=4∶3;当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时,杠杆恰好水平静止,A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态。(g取10N/kg)求物体C的密度。
命题点
2
密度公式的应用