登录
学习任务二 测量液体的密度
|实验探究|
测量盐水的密度
[实验思路]
根据实验原理
[实验过程]
(1)调节天平至平衡，往烧杯中倒入适量的盐水，测量烧杯和盐水的总质量$m_1$，如图甲所示，并将数据记录在表格中。
(2)将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分，读出量筒内盐水的体积$V$，如图乙所示，并将数据记录在表格中。
(3)测量烧杯和剩余盐水的总质量$m_2$，如图丙所示，并将数据记录在表格中。
(4)实验数据记录表格如下。
[实验结论]
根据公式计算盐水的密度$\rho＝$
|探究归纳|
(1)不能使用烧杯上的刻度值读取液体体积，否则会使体积的误差变大。
(2)实验中如果先测量空烧杯的质量，并把烧杯中的盐水全部倒入量筒中，烧杯内壁有残留盐水会导致体积偏小，根据密度公式$\rho＝\dfrac{m}{V}$可知，测量的密度$\rho$偏大。
|学以致用|
|实验探究|
测量盐水的密度
[实验思路]
根据实验原理
$\rho=\dfrac{m}{V}$
，用天平
测量盐水的质量，用量筒
测量盐水的体积。[实验过程]
(1)调节天平至平衡，往烧杯中倒入适量的盐水，测量烧杯和盐水的总质量$m_1$，如图甲所示，并将数据记录在表格中。
(2)将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分，读出量筒内盐水的体积$V$，如图乙所示，并将数据记录在表格中。
(3)测量烧杯和剩余盐水的总质量$m_2$，如图丙所示，并将数据记录在表格中。
(4)实验数据记录表格如下。
[实验结论]
根据公式计算盐水的密度$\rho＝$
$\dfrac{m_1-m_2}{V}$
（用所测物理量的符号表示）。|探究归纳|
(1)不能使用烧杯上的刻度值读取液体体积，否则会使体积的误差变大。
(2)实验中如果先测量空烧杯的质量，并把烧杯中的盐水全部倒入量筒中，烧杯内壁有残留盐水会导致体积偏小，根据密度公式$\rho＝\dfrac{m}{V}$可知，测量的密度$\rho$偏大。
|学以致用|
答案
实验思路：$\rho=\dfrac{m}{V}$；天平；量筒
实验结论：$\dfrac{m_1-m_2}{V}$
实验结论：$\dfrac{m_1-m_2}{V}$
解析
【分析】
测量液体密度的核心是利用密度公式间接获取质量和体积：首先回忆密度的定义式为$\rho=\frac{m}{V}$，因此需要测量盐水的质量和体积；测量质量的工具是天平，测量液体体积的工具是量筒。实验中为减小误差，采用“倒出法”：先测烧杯和盐水的总质量$m_1$，倒出部分盐水后测烧杯和剩余盐水的总质量$m_2$，则倒出盐水的质量为$m_1-m_2$，量筒读出倒出盐水的体积$V$，代入密度公式即可得到盐水密度。
【解析】
1. 实验原理：密度的定义式$\rho=\frac{m}{V}$，因此需要测量质量和体积；
2. 测量工具：测量质量用天平，测量液体体积用量筒；
3. 实验结论推导：倒出盐水的质量为$m=m_1-m_2$，体积为量筒读数$V$，代入密度公式得盐水密度$\rho=\frac{m_1-m_2}{V}$。
【答案】
实验思路：$\rho=\dfrac{m}{V}$；天平；量筒；实验结论：$\dfrac{m_1-m_2}{V}$
【知识点】
密度的测量，密度公式应用
【点评】
本题为初中物理基础实验题，考查测量液体密度的实验原理、工具选择及密度计算，核心是掌握间接测量质量的方法，理解“倒出法”减小误差的思路，属于学生需熟练掌握的实验内容。
【难度系数】
0.7
测量液体密度的核心是利用密度公式间接获取质量和体积：首先回忆密度的定义式为$\rho=\frac{m}{V}$，因此需要测量盐水的质量和体积；测量质量的工具是天平，测量液体体积的工具是量筒。实验中为减小误差，采用“倒出法”：先测烧杯和盐水的总质量$m_1$，倒出部分盐水后测烧杯和剩余盐水的总质量$m_2$，则倒出盐水的质量为$m_1-m_2$，量筒读出倒出盐水的体积$V$，代入密度公式即可得到盐水密度。
【解析】
1. 实验原理：密度的定义式$\rho=\frac{m}{V}$，因此需要测量质量和体积；
2. 测量工具：测量质量用天平，测量液体体积用量筒；
3. 实验结论推导：倒出盐水的质量为$m=m_1-m_2$，体积为量筒读数$V$，代入密度公式得盐水密度$\rho=\frac{m_1-m_2}{V}$。
【答案】
实验思路：$\rho=\dfrac{m}{V}$；天平；量筒；实验结论：$\dfrac{m_1-m_2}{V}$
【知识点】
密度的测量，密度公式应用
【点评】
本题为初中物理基础实验题，考查测量液体密度的实验原理、工具选择及密度计算，核心是掌握间接测量质量的方法，理解“倒出法”减小误差的思路，属于学生需熟练掌握的实验内容。
【难度系数】
0.7
例2 (云南中考)妈妈制作了一杯奶茶,小明想知道奶茶的密度,他将奶茶带到实验室进行了测量。
(1)将托盘天平放在工作台上,将游码移至标尺左端的处,当指针静止时,指针位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向调节,直到指针对准分度盘的中线。
(2)小明进行了如下操作:
①将适量奶茶倒入烧杯中,用托盘天平测出奶茶和烧杯的质量$m_1=188.2\ \mathrm{g}$。
②将烧杯中的部分奶茶倒入量筒中,如图乙所示,测出奶茶的体积$V=\_\_\_\_\_\_\mathrm{mL}$。
③用托盘天平测量烧杯和剩余奶茶的质量$m_2$,测量结果如图丙所示,$m_2=\_\_\_\_\_\_\mathrm{g}$。
(3)根据实验数据,计算出奶茶的密度$\rho=\_\_\_\_\_\_\mathrm{g/cm}^3$。
(4)在步骤②中,有少量的奶茶附着在量筒液面上方的内壁上,测得的奶茶密度比真实值(选填“大”或“小”)。烧杯中剩余奶茶的密度(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(1)将托盘天平放在工作台上,将游码移至标尺左端的处,当指针静止时,指针位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向调节,直到指针对准分度盘的中线。
(2)小明进行了如下操作:
①将适量奶茶倒入烧杯中,用托盘天平测出奶茶和烧杯的质量$m_1=188.2\ \mathrm{g}$。
②将烧杯中的部分奶茶倒入量筒中,如图乙所示,测出奶茶的体积$V=\_\_\_\_\_\_\mathrm{mL}$。
③用托盘天平测量烧杯和剩余奶茶的质量$m_2$,测量结果如图丙所示,$m_2=\_\_\_\_\_\_\mathrm{g}$。
(3)根据实验数据,计算出奶茶的密度$\rho=\_\_\_\_\_\_\mathrm{g/cm}^3$。
(4)在步骤②中,有少量的奶茶附着在量筒液面上方的内壁上,测得的奶茶密度比真实值(选填“大”或“小”)。烧杯中剩余奶茶的密度(选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案
(1)水平；零刻度线；右
(2)②80.0 ③104.2
(3)1.05
(4)大；不变
(2)②80.0 ③104.2
(3)1.05
(4)大；不变
解析
【分析】
本题是测量奶茶密度的实验题，需结合天平的使用规则、量筒读数方法、密度公式及密度的特性解题。首先明确天平使用前的调节步骤，量筒读数需关注凹液面对应的刻度，天平读数为砝码与游码示数之和，再利用倒出奶茶的质量和体积计算密度，最后根据密度公式分析体积测量偏差对密度的影响，同时理解密度是物质的固有特性。
【解析】
(1) 托盘天平使用时，应先放在水平工作台上，将游码移至标尺左端的零刻度线处；图甲中指针偏左，说明左侧偏重，此时应将平衡螺母向右调节，直至指针对准分度盘中线。
(2) ②量筒的分度值为2mL，液面与80mL刻度线对齐，故奶茶体积$V=80\ \mathrm{mL}$；③天平读数为砝码质量加游码示数，砝码质量为100g，游码对应刻度为4.2g，因此剩余奶茶和烧杯的质量$m_2=100\ \mathrm{g}+4.2\ \mathrm{g}=104.2\ \mathrm{g}$。
(3) 倒出奶茶的质量$m=m_1 - m_2=188.2\ \mathrm{g}-104.2\ \mathrm{g}=84\ \mathrm{g}$，体积$V=80\ \mathrm{cm}^3$，根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，得奶茶密度$\rho=\frac{84\ \mathrm{g}}{80\ \mathrm{cm}^3}=1.05\ \mathrm{g/cm}^3$。
(4) 步骤②中，少量奶茶附着在量筒内壁，导致测得的体积$V$偏小，由$\rho=\frac{m}{V}$可知，质量$m$测量准确，体积偏小则测得的密度比真实值大；密度是物质的固有特性，与质量、体积无关，故烧杯中剩余奶茶的密度不变。
【答案】
(1) 水平；零刻度线；右
(2) ②80；③104.2
(3) 1.05
(4) 大；不变
【知识点】
天平的使用；密度的测量；密度的特性
【点评】
本题考查密度测量的基础实验操作，涵盖天平调节、量筒读数、密度计算及误差分析，是中考常见题型，需熟练掌握实验步骤和公式应用，理解密度是物质的特性。
【难度系数】
0.6
本题是测量奶茶密度的实验题，需结合天平的使用规则、量筒读数方法、密度公式及密度的特性解题。首先明确天平使用前的调节步骤，量筒读数需关注凹液面对应的刻度，天平读数为砝码与游码示数之和，再利用倒出奶茶的质量和体积计算密度，最后根据密度公式分析体积测量偏差对密度的影响，同时理解密度是物质的固有特性。
【解析】
(1) 托盘天平使用时，应先放在水平工作台上，将游码移至标尺左端的零刻度线处；图甲中指针偏左，说明左侧偏重，此时应将平衡螺母向右调节，直至指针对准分度盘中线。
(2) ②量筒的分度值为2mL，液面与80mL刻度线对齐，故奶茶体积$V=80\ \mathrm{mL}$；③天平读数为砝码质量加游码示数，砝码质量为100g，游码对应刻度为4.2g，因此剩余奶茶和烧杯的质量$m_2=100\ \mathrm{g}+4.2\ \mathrm{g}=104.2\ \mathrm{g}$。
(3) 倒出奶茶的质量$m=m_1 - m_2=188.2\ \mathrm{g}-104.2\ \mathrm{g}=84\ \mathrm{g}$，体积$V=80\ \mathrm{cm}^3$，根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，得奶茶密度$\rho=\frac{84\ \mathrm{g}}{80\ \mathrm{cm}^3}=1.05\ \mathrm{g/cm}^3$。
(4) 步骤②中，少量奶茶附着在量筒内壁，导致测得的体积$V$偏小，由$\rho=\frac{m}{V}$可知，质量$m$测量准确，体积偏小则测得的密度比真实值大；密度是物质的固有特性，与质量、体积无关，故烧杯中剩余奶茶的密度不变。
【答案】
(1) 水平；零刻度线；右
(2) ②80；③104.2
(3) 1.05
(4) 大；不变
【知识点】
天平的使用；密度的测量；密度的特性
【点评】
本题考查密度测量的基础实验操作，涵盖天平调节、量筒读数、密度计算及误差分析，是中考常见题型，需熟练掌握实验步骤和公式应用，理解密度是物质的特性。
【难度系数】
0.6
