12.实验十二：测量物质密度

实验十二：测量物质的密度 一、实验要点巧提炼 测量物质的固体密度 实验器材 天平、量筒 实验原理 Vm  实验过程(1)用天平测出物体的质量 m.(2)向量筒中倒入适量的水,读出量筒的示数 V 1 ,用细线拴住物体,使物体浸没在量筒的水中,读出量筒的示数 V2.(3)物体的密度 ρ =V Vm1 2 .误差分析 特殊情况 密度表达式 实验误差 将物块放入量筒中，操作过程中有水溅出 V 2 偏小，密度偏大 细线对测量结果有影响 V 2 偏大，密度偏小 先测体积，再测质量 物块沾有水，质量偏大，密度偏大 ρ＝mV 2 －V 1ρ＝mV 2 －V 1ρ＝mV 2 －V 1

测量物质的固体密度 实验器材 天平、量筒、烧杯 实验原理 Vm  实验过程（1）在烧杯中倒入适量的待测盐水，用天平测量烧杯和盐水的总质量 m 1 ；（2）将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分，用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量 m 2，（3）记录倒入量筒中的盐水的体积为 V ；（4）则盐水密度的表达式：Vm m2 1  .误差分析 特殊情况 密度表达式 实验误差 先分别测出烧杯及烧杯与液体的质量，再测量液体的体积 Vm m1 2  烧杯壁沾有液体，导致 V 偏小，密度偏大 先测液体体积，再分别测出烧杯及烧杯与液体的质量 Vm m1 2  m 2 偏小，导致密度偏小 二、针对训练再巩固 1．喜欢书法的小明同学用压纸石块设计了如下测量与探究活动，如图所示：

（1）小明在学校用天平和量筒测量压纸石块的密度：

①将托盘天平放置于水平桌面上，将游码移动至零刻度处，发现指针偏向分度盘右侧，他应将平衡螺母向（选填“左”或“右”）调，直至横梁平衡； ②将石块放在天平的（选填“左”或“右”）盘，在另一盘中增减砝码并移动游码，直至横梁再次平衡，此时砝码和游码如图 a 所示，则石块的质量 m＝ g； ③他在量筒中装入 40mL 的水，将石块缓慢浸没在水中，如图 b 所示，则石块的体积 V＝ cm 3，由密度公式 ρ＝mV 可算出它的密度.（2）小方回家找来一块石块，用操作方便、精确度高的电子秤测量石块的密度.他设计的实验步骤如下：

①将适量的水装入柱形杯中，置于电子秤上，如图 c 所示； ②用体积不计的细绳系好石块，缓慢浸入水中直至刚好浸没，电子秤示数逐渐增大，则水对杯底的压力，石块所受浮力大小（以上两空选填“增大”“不变”或“减小”），如图 d 所示位置，石块所受浮力大小为 N； ③他将石块沉入杯底，松开细绳，电子秤示数如图 e 所示，则石块的重力为 N； ④则小方测量的石块的密度为 kg/m 3 ．（保留 1 位小数）2．因研究石墨烯而获得 2010 年诺贝尔物理学奖之后，安德烈•海姆进而研究氧化石墨烯薄膜并获得新进展.为探究氧化石墨烯薄膜的物理特性，他进行了这样一组实验，如图所示：

①将氧化石墨烯薄膜覆盖在有刻度的空烧杯口上，测得总质量 m 1 ； ②将薄膜揭开，向烧杯内倒入酒精与水的混合物，盖紧薄膜，测得其总质量 m 2 ； ③一个月后，发现薄膜覆盖紧密完好，烧杯内液体体积明显减小，测得此时总质量 m 3 ； ④以后，烧杯内液体体积保持不变，已知 ρ 酒精 ＝0.8×10 3 kg/m 3，问：

（1）一个月后，通过计算可知烧杯内剩余的液体密度为 kg/m 3，由此可以判断氧化石墨烯薄膜（选填“有”“没有”）良好的透水性的物理特性.（2）由于分子间有空隙，所以混合前原有水的体积应为 m 3.3．小亮和小刚利用学校实验室的器材测量一个丑橘的密度.请帮他们完成下面的实验：

（1）如图甲所示，小亮将天平放在 上，游码调零后，他调节天平横梁上的平衡螺母，使指针静止时指在 的中线处，就说明天平的横梁平衡了.（2）小亮用调节好的天平测量出丑橘的质量为 m.（3）因为丑橘放不进量筒中，所以小亮设计了如下实验步骤测量丑橘的体积：

①他向量筒内装入足够多的水，测出水的体积为 V 1 ； ②他将丑橘轻轻放入装满水的烧杯中，丑橘静止时如图乙所示，可以判断出丑橘的密度（选填“大于”“等于”或“小于”）水的密度（用水表示）.再用细长针将丑橘慢慢压入水中浸没（丑橘始终完好，没有水进入）； ③再从烧杯中取出丑橘，将量筒中的水倒入烧杯中，当烧杯中的水被填满时，量筒中剩余水的体积为V 2 ； 由此就可以测量出丑橘的体积，这种方法测量的结果比丑橘体积的真实值偏（选填“大”或“小”）.（4）综上所述，丑橘密度的表达式：ρ＝.（用所测及给出的物理量符号表示）（5）小亮提出一个问题：如果在上述实验中不使用天平，利用现有的器材能不能测出丑橘的质量呢？小刚想了想说：“只要在上面的实验步骤②的后面补充如下操作就可以”.②补充：撤掉长针，丑橘会漂浮在水中，将量筒中的水倒入烧杯中，当烧杯中的水被填满时，量筒中剩余水的体积为 V 3 ； 由此我们可以得到丑橘质量的表达式：m＝.（用所测及给出的物理量符号表示）4．生活中杀菌消毒经常用到酒精.小铭看到家里买的酒精瓶上写着“75%酒精”的字样，想检测一下标的“酒精浓度 75%”是否正确.小铭查到了酒精百分比浓度和密度之间的对应关系，于是想通过测量酒精的密度来确定酒精浓度.为了测量酒精的密度，小铭取适量酒精样品进行了如下实验，请你帮他把实验步骤补充完整，并回答下面的问题.酒精密度（g/cm 3）酒精百分比浓度% 0.914 57.8 0.903 62.8 0.891 67.7 0.879 72.4 0.868 76.9 0.856 81.3 0.843 85.5（1）实验步骤：

①将天平放在水平台面上，把游码移到标尺的零刻度线处.如果横梁静止时，指针指在分度盘中央刻度线的左侧，如图甲所示.为使横梁在水平位置平衡，应将横梁上的平衡螺母向（选填“左”或“右”）端移动； ②用天平测出空烧杯的质量为 10g，用 m 1 表示，并记录在表格中； ③在烧杯中倒入适量的待测酒精，用天平测出烧杯和酒精的总质量，此时砝码质量和游码在标尺上的位置如图乙所示，烧杯和酒精的总质量为 g，用 m 2 表示，并记录在表格中； ④将烧杯中的酒精全部倒入量筒中，如图丙所示，读出酒精的体积用 V 表示，并记录在表格中； ⑤根据上述实验数据计算此种酒精的密度为 g/cm 3 ．（保留三位小数）（2）由以上测量的实验数据可知，小铭家里买的“75%酒精”最接近以下哪种浓度（选填字母）.A.67.7% B.72.4% C.76.9% D.81.3% 参考答案

1.（1）①左 ②左 53.4 ③20（2）②增大 增大 0.214 ③0.534 ④2.5×10 3 2.（1）0.8×10 3 有（2）2.6×10﹣ 5 3.（1）水平台面 分度盘（3）小于 大 4）（5）ρ 水（V 2 ﹣V 3）4.（1）①右 ③62 ⑤0.867（2）C

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