密度设计实验题归类

2012-11-21 紫曦唯幂1

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密度设计实验题归类密度设计实验既是重点，也是难点，我们应先掌握一些常见的方法，然后具体问题具体分析，现将“密度”实验的常见类型总结如下：

　　一、测密度大于水的固体的密度

　　1.天平、砝码、量筒都给的分组实验

　　例1.用天平、量筒、砝码、水、烧杯、细线、石块，测石块的密度。

　　步骤：(1)用天平测出石块的质量m石

　　(2)在量筒中放适量水，记下体积V1，将石块浸没量筒内的水中，记下体积V2

　　(3)则石块密度为ρ石=m石/v石=m石/(v2-v1)

　　说明：测石块体积用的方法称“减量法”。

　　2.只给天平、量筒(或量杯)，不给砝码，测固体密度

　　例2.给你一架无砝码，无游码，已调好的等臂天平和一个量杯、细绳，一些细沙及适量的水，请测出一块小矿石的密度。

　　要求：①写出实验步骤及要测量的物理量

　　②推出用所测物理量表达矿石密度的表达式

　　步骤：(1)在天平一个盘内放量杯，另一个盘内放沙子使天平平衡

　　(2)在放沙子的盘内放矿石，在量杯内加水直至天平平衡，记下此时量杯内水的体积v水

　　(3)把量杯取下来放适量水，记下此时水的体积V0，把用细线拴好的矿石投入量杯内的水中，记下此时量杯内水的体积V1

　　(4)则由(1)(2)得m石=m水=ρ水V水

　　由(3)得V石=V1-V0

　　∴ρ石=m石/V石=ρ水V水/(V1-V0)

　　说明：无砝码，无游码，已调好的等臂天平相当于自制天平。

　　3.给天平、砝码，不给量筒的设计实验

　　例3.给你天平、砝码、烧杯、水、细线，设计一个测一小块金属密度的方案。

　　步骤：方法一：(1)用天平测出小金属块的质量m

　　(2)用天平测出烧杯和适量水的质量m1

　　(3)将烧杯倾斜到水刚好流不出来，将石块用细线吊着浸没其中，溢出一部分水，再取出石块

　　(4)用天平测出烧杯和剩余水的总质量为m2

　　(5)则ρ=m/V石=m/[(m1-m2)/ρ水]=mρ水/(m1-m2)

　　注：此法可称为满溢法，满溢的方式还有不同，如：先将烧杯中装满水，再将石块放入后不取出，直接用天平测质量，也可计算；再或将烧杯中装满水，将石块放入，再取出，也行，但此法不如方法一中的“满溢”误差小。

　　方法二：(1)用天平测出石块的质量m

　　(2)用天平测出烧杯和适量水的总质量m1

　　(3)将石块用细线吊着浸没在烧杯内的水中，但不碰杯底，测出此时的总质量m2 一、测密度小于水的固体密度的方法

　　例1.给你天平、砝码、量筒、水、细线、金属块，写出测蜡块密度的主要步骤及数学表达式。

　　步骤：（1）用天平测出蜡块的质量m

　　（2）在量筒中盛适量水，在蜡块下吊着金属块，将金属块浸没在量筒内的水中，记下水面的位置V1

　　（3）将蜡块也浸没在量筒内的水中，记下水面位置V2

　　（4）则蜡块密度ρ=m/V=m/（V2-V1）

　　说明：以上测蜡块密度的方法称为悬锤法，若题目中给针，则可用针压法，即用针将蜡块压入水中。

　　二、测液体密度的方法

　　1．给天平、量筒的分组实验。

　　例2.给你天平、量筒、砝码、盐水、烧杯，测出盐水的密度。

　　步骤：（1）用天平测出烧杯和适量盐水的质量m1

　　（2）将烧杯中盐水倒入量筒中一部分，测出盐水的体积V

　　（3）用天平测出烧杯和剩余盐水的质量m2

　　（4）则ρ=m/V=（m1-m2）/V

为了测量油的密度，某同学采用了如下步骤为了测量油的密度，某同学采用了如下步骤：A．移动平衡螺母使横梁平衡；B．油瓶放在左盘，称得瓶和油的总质量；C．将一部分油倒入量筒中，称得瓶和剩余的油的质量；D．将天平置于水平桌面上；E．将游码移到标尺左端的零刻度线；F．称得空瓶的质量； G．将器材整理好．

（1）该同学多余的一个步骤是（用字母表示） F；

又遗漏了哪一步骤？H．读出量筒中油的体积．
（2）将实验步骤按正确顺序排列（用字母表示） DEABCHG．

考点：液体密度的测量；天平的使用．

专题：实验题；错解分析题．

分析：（1）首先把天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度．然后调节天平横梁平衡，
称量瓶和油的总质量，把油倒入量筒中一部分，称量剩余的油和瓶的质量，
读出量筒中油的体积，
根据ρ=

计算密度，
整理器材．
根据测量液体密度的一般步骤，找出多余的和缺少的步骤．
（2）对测量液体密度的步骤排序，无论是详略，按照上面的一般步骤进行判断．

解答：解：（1）经分析，根据上面的步骤可知称量空烧杯的质量是多余的．
没有测量油的体积，要读出量筒中油的体积．
（2）有天平、砝码、量筒、瓶子、油等器材，测量液体密度的一般步骤：
首先把天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度．然后调节天平横梁平衡，
称量瓶和油的总质量，把油倒入量筒中一部分，称量剩余的油和瓶的质量，
读出量筒中油的体积，
根据ρ=

计算密度，
整理器材．
根据上面的步骤排序为：DEABCHG．
故答案为：（1）F；读出量筒中油的体积；（2）DEABCHG．

点评：有的同学在测量液体的密度时，首先测量空烧杯的质量，烧杯中倒入被测液体，再把液体倒入量筒中，这种测量液体的密度的方法误差太大，测量值会偏小．这种操作方法不正确．问题1：酒精温度计里面的酒精温度升高时，质量，体积，密度。（选填“不变”、“变大”或“变小”）

在科学史上，氩就是通过计算未知气体的密度发现的。1892年英国化学家雷姆赛发现从空气中提取的氮气密度比从硝酸和氨里提取的氮气的密度大0.5%。开始它以为是从空气中提取的氮气不纯，于是想办法除去了氮气中所含的二氧化碳、氧气、水分，但仍发现从空气中提取的氮气密度大，他由此推断空气中可能含有一种未知的气体，并计算出这种未知气体的密度比氧气和氮气的大。后来经过科学分析，确认了空气中果然含有一种以前不知道的新气体，把它命名为氩。

问题2：雷姆赛通过发现两种方法得到氮气的密度不同，就推断空气中可能含有一种未知的气体，其依据是什么？

密度在农业上可以用来判断土壤的肥力。一般的土壤含有无机物（矿物质）和有机物（腐殖质），含有腐殖质越多的土壤越肥沃，如果土壤含矿物质多，因为矿物质的密度较大，所以这种土壤的密度也较大。一般含矿物质多的土壤密度为2.6×10³kg/m³。如果土壤含有腐殖质多，则土壤的密度较小，例如黑土的密度一般为2.3×10³kg/m³。因此土壤越肥沃，它的密度越小。假如土壤的密度较大，可以初步判断这种土壤是比较贫脊的。在农业上除了应用密度来判断土壤的肥力外，播种前选种也用到密度。把要选的种子放在水里，饱满健壮的种子由于密度而沉到水底，瘪壳和杂草种由于密度而浮在水面。

问题3：在上文的空中选填“大”或“小”

在工业生产上，有些工厂用的原料往往也根据密度来判断它的优劣。例如有的淀粉制造厂以土豆为原料，土豆含淀粉量的多少直接影响淀粉的产量。一般来说含淀粉量多的土豆密度较大，所以通过测定土豆的密度不仅能判断出土豆的质量，还可以由此估计淀粉的产量。在铸造厂的生产中也用到密度，工厂在铸造金属物体前，需要估计熔化多少金属注入型砂的模子里比较合适，这时就需要根据模子的容积和金属的密度，计算出需熔化的金属量，以避免造成浪费。

参考答案：

1．不变变大变小

2．同种物质的密度相同

3．大小