第十章 多彩的物质世界
一 复习提纲
一、质量：
1、定义：物体所含物质的多少叫质量。
2、单位：国际单位制：主单位kg ，常用单位：t g mg
对质量的感性认识：一枚大头针约80mg 一个苹果约 150g
一头大象约 6t 一只鸡约2kg
3、质量的理解：固体的质量不随物体的形态、状态、位置、温度 而改变，所以质量是物体本身的一种属性。
4、测量：
⑴ 日常生活中常用的测量工具：案秤、台秤、杆秤，实验室常用的测量工具托盘天平，也可用弹簧测力计测出物重，再通过公式m=G/g计算出物体质量。
⑵ 托盘天平的使用方法：
①“看”：观察天平的称量以及游码在标尺上的分度值。
②“放”：把天平放在水平台上，把游码放在标尺左端的零刻度线处。
③“调”：调节天平横梁右端的平衡螺母使指针指在分度盘的中线处，这时横梁平衡。
④“称”：把被测物体放在左盘里，用镊子向右盘里加减砝码，并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡。
⑤“记”：被测物体的质量=盘中砝码总质量+ 游码在标尺上所对的刻度值
⑥注意事项：A 不能超过天平的称量
B 保持天平干燥、清洁。
⑶ 方法：A、直接测量：固体的质量
B、特殊测量：液体的质量、微小质量。
二、密度：
1、定义：单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度。
2、公式： 变形
3、单位：国际单位制：主单位kg/m3，常用单位g/cm3。
这两个单位比较：g/cm3单位大。
单位换算关系：1g/cm3=103kg/m3 1kg/m3=10-3g/cm3
水的密度为1.0×103kg/m3，读作1.0×103千克每立方米，它表示物理意义是：1立方米的水的质量为1.0×103千克。
4、理解密度公式
⑴同种材料，同种物质，ρ不变，m与 V成正比；
物体的密度ρ与物体的质量、体积、形状无关，但与质量和体积的比值有关；密度随温度、压强、状态等改变而改变，不同物质密度一般不同，所以密度是物质的一种特性。
⑵质量相同的不同物质，密度ρ与体积成反比；体积相同的不同物质密度ρ与质量成正比。
5、图象：
左图所示：ρ甲>ρ乙
6、测体积——量筒（量杯）
⑴用途：测量液体体积（间接地可测固体体积）。
⑵使用方法：
“看”：单位：毫升（ml）=厘米3 ( cm3 ) 量程、分度值。
“放”：放在水平台上。
“读”：量筒里地水面是凹形的，读数时，视线要和凹面的底部相平。
7、测固体的密度：
：
说明：在测不规则固体体积时，采用排液法测量，这里采用了一种科学方法等效代替法。
8、测液体密度：
⑴ 原理：ρ=m/V
⑵ 方法：①用天平测液体和烧杯的总质量m1 ；
②把烧杯中的液体倒入量筒中一部分，读出量筒内液体的体积V；③称出烧杯和杯中剩余液体的质量m2 ；④锝出液体的密度
ρ=（m1-m2）/ V
9、密度的应用：
⑴鉴别物质：密度是物质的特性之一，不同物质密度一般不同，可用密度鉴别物质。
⑵求质量：由于条件限制，有些物体体积容易测量但不便测量质量用公式m=ρV算出它的质量。
⑶求体积：由于条件限制，有些物体质量容易测量但不便测量体积用公式V=m/ρ算出它的体积。
⑷判断空心实心：
练习：密度的几种特殊测量：
1、 
有天平、烧杯、水，请测出一杯牛奶的密度（缺量筒）
步骤：①用天平测出空烧杯的质量为m0 ；②向烧杯内倒满水，用天平测出杯和水的总质量为m1 ；③把烧杯内的水全部倒掉，在装满牛奶，用天平测出杯和牛奶的总质量为m2 ；④牛奶的密度为：
ρ=（m2- m0）·ρ水/（m1- m0）
2、 有弹簧测力计、烧杯、水、细线，你能测出小石块的密度吗？写出简要步骤。(阿基米德原理)
步骤：①用细线栓牢小石块，用弹簧测力计称出小石块的重力G1；②烧杯中盛适量的水，使石块全部浸没于水中，用弹簧测力计测出小石块在水中的重力G2；③石块的密度ρ=G1·ρ水/(G1- G2)
3、 有一密度小于水的长方体小木块、烧杯和水，给你一把刻度尺能测出木块的密度吗？(阿基米德原理，漂浮条件)
步骤：①烧杯中加入适量的水，把木块放入水面上，用刻度尺量出木块露出来得高度h1；②从水中拿出木块，量出平放时木块的高h2；③木块的密度
ρ=ρ水·（h2- h1）/h2
二 题型归纳
10．1 宏观世界与微观世界
题型一 知道物质由分子组成,知道分子的概念
例 1 下列关于分子的说法,正确的是（ ）
A．分子是组成物质的最小微粒
B．分子是物体不能再分的最小微粒
C．分子是组成物质的仍能保持其化学性质的最小微粒
D．以上说法都不对
知识点 知道分子的概念
闯关点拨 分子是人们认识物质微观世界的第一道大门，它是保持物质化学性质不变的一种最小微粒。而分子则由更小的微粒─原子组成。例如水分子由两个氢原子和一个氧原子所组成
答 选C
例2 1mm3的一滴油滴在水面上,充分扩展后面积最大为3m2,则估测一下油分子的直径约为( )
A. 3.3×10—6dm B. 3.3×10—10 m C. 3.3×108m D. 3.3×10—6m
知识点 用油膜法测分子的直径
闯关点拨 油膜法测分子直径是一个非常典型的测定微小分子直径的方法，设油分子的直径是D，且油分子是单个紧密排列成的：
则有SD＝V，所以D＝V/S＝1mm3/3m2＝1×10—9 m3/3m2＝3.3×10—10m
选 B
[拓展题] 某中物质分子的直径为2×10—10m．假设将这种物质的分子一个个仅挨着排列，则在1mm内可以排列多少各分子？若将这么多的乒乓球（直径为4cm）用线沿直径方向串起来，那么这根线至少要多长？
闯关点拨 模型是物理学中经常采用的一种处理方法，把分子当作球体就是一种模型．分子的大小一般用“直径”来表示．
解 1mm内可以容纳的分子数为n
（个），
这根线的长度为l＝5×106×4cm＝2×107cm=2×105m＝200km．
题型二 了解固态、液态、气态的微观模型，并会解释一些有关的现象
例 物质的状态改变时体积发生改变，有关说法不正确的是（ ）
A．主要是由于构成物质的分子在排列上发生变化
B．固体物质具有一定的形状和体积，是因为构成它们的粒子间有强大的作用力
C．气态物质的分子的间距很大，分子间作用力极小，容易被压缩
D．液态物质的分子间的作用力较固体分子间的作用力大
知识点 了解分子在固体、液体和气体状态下的结构
闯关点拨 本题主要考查分子在固体、液体和气体状态下的微观结构．固态物质中，分子间的排列十分紧密且有规则，粒子间有强大的作用力将分子凝聚在一起．分子来回振动，但位置相对稳定，就像学生坐在自己的座位上身子可以来回晃动一样．因此，固体物质具有一定的体积和形状．液体物质中，分子没有固定的位置，运动比较自由，粒子间的作用力比固体小，就像学生在自己的教室中交换座位，但又没有离开教室一样．因此，液体没有确定的形状，具有流动性．气态物质中，分子间距很大，并高速向四面八方运动，粒子之间的作用力很小，易被压缩．就好比学生在操场上玩，他们处于完全自由的状态，四处奔跑．因此，气体具有很强的流动性．
解 选D
题型三 本组题主要考查你对原子结构的认识
例1 知道了一切物质都是由分子、原子所组成，知道了原子是由带正电的原子核和带负电的电子所组成，就能解释物体的带电与不带电。一个物体没有带电，是因为（ ）
A．物体内部没有电荷
B．物体内部原子个数与电子个数相等
C．物体内原子核所带的正电荷总数与电子所带的负电荷总数相等
D．物体内原子核的正电荷数与一个电子所带负电荷数相等
知识点 认识原子的核式模型
闯关点拨 原子是由核外电子和原子核组成的，而电子和原子核都是带电的，所以任何物体内部都有电荷。物体内部原子个数与电子个数一般是不等的，但是在通常情况下，原子核内的质子数与核外电子总数相等。由于质子与电子所带电的电性相反、电量相等，且中子是不带电的，所以原子是不带电的。故一般情况下，物体对外也不显电性。
答 选C
10．2 质量
题型一 本组题型考查对质量概念的理解，对质量单位的认识
例 一根铜棒，在下列情况下，其质量会变化的是（ ）
A．把铜棒扎成一薄铜片 B．把铜棒加热到300℃
C．宇航员将铜棒带到月球上 D．钳工用锉刀对它进行加工
知识点 质量的初步概念
闯关点拨 质量是物体的一个基本属性，它的大小与物体所含物质的多少有关，而与物体的温度、形状、状态和地理位置无关．本题中A形状变了，B温度变了，C地理位置变了，但都没有改变物体所含物质的多少，故质量不变．当钳工用锉刀对铜棒进行加工时，铜棒中所含的铜在减少，其质量将变小，故选项D是正确的．
答 选D
题型二 考查操作托盘天平的技能，掌握托盘天平的调节和称量质量的方法
例 小明同学在用天平测物体质量的实验中，首先取来托盘天平放在水平桌面上，发现如图10-2所示情况．
(1)他应采取的措施是__________________________________；
(2)天平调节平衡后，小明按图10-3所示的方法来称量物体的质量，小华立即对小明说：“你操作时至少犯了两个错误．”小华所说的两个错误是：
①______________________________________________________________________，
②______________________________________________________________________.
(3)小明虚心地听取了小华的建议，重新进行操作．在称量过程中，又出现了如图10-2所示的情况，他_____________________________________________________________；
(4)天平再次平衡后，所用砝码和游码位置如图10-4所示，那么小明所称量物体的质量是_________g．
知识点 托盘天平的调节和称量质量的方法
闯关点拨
(1)天平调节分水平调节和横梁调节两步．在调节横梁平衡时，应通过调节平衡螺母来实现．图10-2显示天平的左端下沉，应将平衡螺母向右调节．
(2)称量时，必须把被测物体放在左盘内，在右盘内增减砝码，而且砝码应该用镊子夹取，轻拿轻放．因此，图6-2中小明犯了两个错误：①用手拿砝码；②物体和砝码放反了托盘．
(3)称量过程中使天平平衡是通过增减砝码和移动游码来实现的．出现了如图10-2情况，显示物体质量偏大，应向右盘内增加砝码或向右移动游码(相当于向右盘内增加小砝码)．应注意的是，此时不能调节平衡螺母来使天平的横梁平衡，否则，天平称量前的平衡被破坏，测出的质量就不对了．
(4)天平平衡后，右盘内砝码的总质量加游码指示的左边的质量值即为被测物体的质量．因此，称量物体的质量是m物＝20 g＋20 g+5 g+2.4 g＝47.4 g．
答 (1) 将平衡螺母向右调节．
（2）①用手拿砝码；②物体和砝码放反了托盘．
（3）应向右盘内增加砝码或向右移动游码．
（4）47.4 g
[变形题] 小明在练习使用天平称物体质量时，怎么也想不通老师为什么反复强调：
(1)调节横梁平衡时，要把游码放在横梁左端的零刻度线；
(2)物体与砝码的放置遵循“左物右码”的原则．
他想了许久，针对老师强调的两点，进行了如下实验：
(1)按天平正确操作程序测物体的质量m物，天平平衡时，砝码个数与游码位置如图10-5所示，则该物体的质量为__________g．
(2)故意将游码放在0.2 g的位置，再调节平衡后，继续对此物体进行称量．天平平衡后，砝码个数与游码的位置如图10-6所示．
(3)天平调节平衡后，故意将此物体放在右盘，砝码放在左盘内．天平平衡后，砝码个数与游码位置如图10-7所示．
图10-5 图10-6 图10-7
请你帮小明分析—下，为什么第二次和第三次测量时砝码总质量与游码所指示的质量值与第一次不同?
闯关点拨 托盘天平测物体的质量，强调“左物右码”的原则是因为：游码向右移动，相当于直接给右盘加小砝码．因此，如果按要求操作，物体的质量就直接等于m码+m游．
第一次测量的物体的质量为m物＝20g+10 g+5 g+1.6 g＝36.6 g．
调节天平平衡时，若游码未归零，而是故意将游码放在0.2 g的位置，则游码的真正零点应在 0.2 g处．读数时应将游码指示的质量值减去0.2g．
如将两者放反，实际也能测量物体质量，理解游码的作用后，不难得到m物＝m码－m游
答 （1）36.6g
（2）第二次测量的物体的质量为m物＝20g+10g＋5 g+1.8 g－0.2 g＝36.6 g，结果与第一次测量值相同．
（3）第三次测量的物体的质量为m物＝(20 g＋10 g＋10 g)－3.4 g＝36.6 g，与第一次测量值相同．
说明 虽然实验的第二、第三步也能称出物体的质量，但却很不方便，且容易出错．为保证能快速、准确地称量出物体的质量，请你仍按照天平的使用说明进行操作．
题型三 会熟练使用天平测量固体和液体的质量
例1 某同学使用托盘天平称物体质量时，采用了如下步骤：
（1）把天平放在水平桌上，把游码放在标尺左端零点上；
（2）调节天平横梁右端螺母；
（3）将被测物体放在右盘里
（4）根据估计，用手拿砝码放在左盘里，再移动游码直到横梁平衡
（5）计算砝码的总质是，并观察游码所对应的刻度值，得出所称物体的质量
（6）称量完毕把砝码放回盒内
以上有三个步骤中各有遗漏，请在下列横线前的括号内写出这些遗漏和错误步骤的序号，并在横梁上加以补充或纠正
( )___________________________________________
( )___________________________________________
( )___________________________________________
知识点 会用天平测量物体质量的实验步骤和天平的使用方法，
闯关点拨 对于天平的横梁平衡调节，要说出横梁平衡的标志；对于物体和砝码放置的位置，要注意不能颠倒，另外，取砝码时，不能直接用手拿取．
答 （2）使指针对准标尺中央的红线处，这时横梁平衡；
（3）将“右”改为“左”
（4）将“手拿”改为“镊子夹”，将“左”改为“右”
例2 用天平称量出100 g的水步骤如下，其顺序合理的是 （ ）
(1)把天平放在水平台上
(2)调节横梁的螺母，使横梁平衡
(3)在右盘中加减砝码，并移动游码位置使天平可以平衡
(4)将空杯放在右盘里
(5)右盘中砝码总质量与游码在标尺上的读数之和就是空烧杯的质量
(6)把游码放在标尺的零刻度线处
(7) 在右盘内放入100 g的砝码
(8)在左盘烧杯内加水，直到天平平衡
A．(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8) B．(1)(6)(2)(4)(3)(5)(7)(8)
C．(1)(3)(2)(4)(5)(6)(7)(8) D．(1)(2)(5)(4)(3)(6)(7)(8)
知识点 会用天平测量液体的质量
闯关点拨 要称量一定质量的水，即液体的质量作了限制，可在称完空杯子的质量后，在右盘内直接放入100g的砝码，再在左盘烧杯内加水，直到天平平衡，则左盘烧杯内水的质量即为100g．
答 选B
题型四 会用天平测量微小物体的质量
例 用天平称一粒米的质量，下列方法中相对比较简便而又正确的是…( )
A．先测出100粒米的质量，再通过计算求得
B．把一粒米放在一只杯子中，测出其质量，再减去杯子的质量
C．把一粒米放在天平盘里仔细测量
D．把一粒米放在天平盘里，反复测量，再求平均值
知识点 会用间接测量的方法测量微小的质量
闯关点拨 利用天平测量一些细小物体的质量，是一类既有思考性又有趣味性的问题．一架托盘天平的感量是有限的．所谓感量即天平能直接测出的最小质量数，常见的有0.1 g、0.2 g或0.5 g几种，一粒米显然不足天平的感量，所以不管怎样仔细、反复测量单粒米的质量，肯定是不准确的，也没有意义．因此选项C、D不正确；而选项B提示的方法也不可行，有无一粒米的杯子质量几乎没有差别．联系“测多算少”的思路，选项A方案是可行的．
答 选A
说明 测一张邮票的质量，测一根大头针的质量，测1cm长的棉线的质量等，方法类似．
[变形题] 有一盒大头针，估计有几百枚．你能只利用一架天平就知道这盒大头针的确切数目吗?请把你的做法告诉大家．
闯关点拨 一枚大头针的质量较小，用普通天平不能准确测出一枚大头针的质量．要想准确测出一枚大头针的质量，可采用累计法．
答 方法一：先数出20枚大头针，用天平测出它们的质量m(g)，则一枚大头针的质量就是m/20．再用天平测出一盒大头针的总质量M(g)，则这盒大头针的个数为：N＝20M/m(枚)．
方法二：数出50枚大头针，放在已调节好的天平的左盘，在右盘内放大头针，直到天平平衡，这时右盘内的大头针的个数就是50枚．如此继续下去，经N次直到天平不能平衡时为止，再数出盘内大头针的个数n．这盒大头针的总个数为：50N+n(枚)．
说明 此法可以扩展到测量数量很多的钮扣粒数、书的本数、面值相等的钱数、衣服件数等．
10．3 密度
题型一 理解密度的概念，理解密度是物质的一种特性
例1 由密度的概念及公式
，可以判定对于同一种物质（ ）
A．密度是一样的 B．体积越小，密度越大
C．质量越大，密度越大 D．体积越大，密度越大
知识点 理解密度的物理意义
闯关点拨 物理学中的定义式与数学中的函数式是有区别的，定义式中各量之间除了数量关系外，更重要的是有其特定的物理含义．因此，对于物理量的定义式不能从中简单地得出谁跟谁成正比，谁跟谁成反比的结论．
分析和解 密度是由物质种类决定的，与物体的质量、体积无关．因而B、C、D选项都是错误的．对于某中物质组成的物体，其密度是一个定值，质量跟体积的比值等于密度，因而也是一个定值．
答 选A
例2 关于密度的概念下列说法正确的是（ ）
A．同一种物质它的密度跟其质量成正比，跟其体积成反比
B．把一铁块压成铁片，它们的密度就小了
C．一种固体和一种液体，它们的质量相等，体积相等，则它们的密度也相等
D．质量相等的两种物质，密度大的体积也大
知识点 知道密度是物质的一种特性
闯关点拨 密度是物质的一种特性，对于同种物质，无论质量和体积怎样改变，物质的密度始终是不变的，所以A、B是错误的。质量相等的不同物质，密度大的体积反而小，所以D也是错误的。一般来讲，不同物质的密度是不同的，但并不等于密度相同的就一定是同种物质，C所述的结论是正确的，因为按密度的概念，可以判断两种物质的密度的确相等。
答 选C
[变形题] 将一块质量分布均匀的砖分割成体积大小不同的两部分，则( )．
A．体积大的密度一定大 B．体积小的密度一定大
C．两者的密度一定相等 D．两者的密度一定不相等
答 选C
题型二 通过实验探究，知道物质的质量与体积的关系，会用图像的方法解决物理问题
例 为了研究物质的某种特性，某同学分别用甲、乙两种不同的液体做实验，实验时，他用量筒和天平分别测出甲（或乙）液体在不同体积时的质量，下表记录的是实验测得的数据及求得的质量跟体积的比值。
| 物质 | 实验次数 | 体积（c㎡） | 质量（g） | 质量/体积（g/c㎡） |
| 甲 | 1 | 10 | 18 | 1.8 |
| 2 | 20 | 36 | 1.8 | |
| 3 | 30 | 54 | 1.8 | |
| 乙 | 4 | 10 | 8 | 0.80 |
| 5 | 20 | 16 | 0.80 | |
| 6 | 30 | 24 | 0.80 |
（1）分析上表中的实验次数1与2（2与3、1与3）或4与5（5与6、4与6）的体积及质量变化的倍数关系，可归纳出的结论是____________________
（2）分析上表中实验次数___________，可归纳出的结论是相同体积的甲、乙两种液体，它们的质量是不相同的。
（3）分析上表中甲、乙两种液体的质量与体积的比值关系，可归纳出的结论是___________
知识点 通过实验探究，理解密度的概念
闯关点拨 本题引导同学们通过分析研究物质的某种特性的实验数据，探究和归纳知识。应注意在分析数据时明确：对同种物质，在体积改变时，质量和体积比值特点；对不同物质在体积相同的情况下，质量与体积的比值特点，不难得出结论。
答 （1）甲（或乙）液体的质量与体积成正比。（2）1与4（2与5、3与6）在相同体积时的质量关系。（3）甲（或乙）液体，它的质量与体积的比值是一个确定的值；甲与乙液体，它们的质量与体积的比值是不同的。
题型三 能较灵活地利用密度公式及其变形公式计算物质的密度及物体的质量、体积
例1 一个瓶子的质量为20g，装满水时，用天平测得总质量为120g，若用这个瓶子装密度为1.8×103kg/m3的硫酸最多可装多少千克?
知识点 利用密度公式及其变形公式进行计算
闯关点拨 要求瓶子最多可以装多少硫酸，硫酸的密度是已知的，只需知道硫酸的体积，而硫酸的体积等于瓶子容积，求出瓶子的容积是关键，根据装满水时水的质量和水的密度求出瓶的容积，就可求出最多能多少千克硫酸了。
解 解法一：（分步求解是最基本的解题方法）
根据水的质量m水=120g-20g=100g=0.1kg和水的密度
=1.0×103 kg/m3求出水的体积为：
则硫酸的体积为V硫酸=V容=V水
m硫酸=ρ硫酸·V硫酸=1.8×103 kg/m3×1×10-4m3 =0.18kg
解法二：掌握了密度知识比例关系,也可以用比例方法解题.
∵V硫酸=V水
例2 一铁球的质量是2.2kg，体积是0.4×10-3m3,试鉴定此球是空心的还是实心的。
（ρ铁=7.9g/cm3）
知识点 应用密度知识解决实际问题
闯关点拨 鉴定球是否空心有三种方法。方法一：比较密度，假设球是实心的，用求出的铁球密度与铁的已知密度相比,若相等则是实心的，若小于铁的密度则是空心的；方法二：比较质量假设球是实心的，求出铁球的质量与题目所给的质量相比，若相等则是实心，若大于题目所给的质量则是空心的；方法三：比较体积求出铁球中铁的体积与题所给体积相比，若相同则是实心的，若小于题目所给的体积则是空心的。
解 方法一：铁球密度ρ=m/V=2.2kg/0.4×10-3m3=5.5×103kg/m3
因为5.5×103kg/m3＜7.9×103kg/m3，所以是空心的。
方法二：若铁球是实心的，则铁球的质量m=ρV=7.9×103kg/m3×0.4×10-3m3=3.16kg
因为3.16kg＞2.2kg，所以球是空心的。
方法三：因为铁的体积：V=m/ρ=2.2kg/7.9×103kg·m-3=0.28×10-3m3＜0.4×10-3m3
所以铁球是空心的。
[变形题] 用相同质量的铝和铜制成体积相等的球，已知ρ铝=2.7×103kg/m3，ρ铜=8.9×103kg/m3，则下列说法正确的是（ ）
A．铜球不可能是实心的 B．铝球是实心的，铜球可能是实心的
C．铜球是空心的，铝球一定是空心的 D．铝球和铜球都是实心的
解 根据密度公式，有
，因铝球和铜球的质量相同，但ρ铝＜ρ铜，故V铝＞V铜，即实心铝球的体积必然大于实心铜球的体积，而体重要求铝球和铜球的体积要相等，在铝球体积无法减小的前提下，只有增大铜球的体积，才有可能使两球的体积相等，故铜球只能制成空心的，即铜球不可能是实心的，因此A选项正确，可排除B、D选项；至于C选项可以这样来分析──当铜球是空心的时候，铝球有两种可能，要么是实心，要么是空心，即铝球可能而并非一定是空心的，故排除C选项
答 选A
10.4密度的测量
题型一 有关测量物质密度的实验题
例1 在“用天平和量筒测定固体密度”的实验中，某同学正确测得石块质量为48g,体积如图10-16甲为________cm3，石块的密度是_______________kg/m3 ，图乙是个别同学在实验操作过程中的情况；图丙是部分同学实验结束离开实验室后留下的情景。指出图中违反实验操作规则和实验不规范之处。
图乙：________________________________________________________。
图丙：_________________________________________________________。
|
知识点 用天平和量筒测物质的密度
闯关点拨 从甲图可以看出V水=60mL，水和石块的总体积V总=80mL，则V石=60 mL；利用天平测量质量时，在称量时不能调节平衡螺母，实验完成后应该整理好器材。
答 20 
称物体质量时又重新调节平衡螺母 离开实验室前没有把器材整理好
例2 在用天平和量筒测量某种食油的密度时，以下操作步骤中，不必要且不合理的是（ ）
A．用天平测出空烧杯的质量
B．取适量的油倒入烧杯中，用天平测出杯和油的总质量
C．将烧杯中的油倒入量筒中，测出倒入量筒中的油的体积
D．用天平测出烧杯和剩余油的总质量
知识点 利用等量替代法测物质的密度
闯关点拨 我们在设计实验步骤的时候，必须具有可操作性和科学性，并能力求减少实验的误差。因此，本题就应该先测烧杯和油的总质量，再测出倒出油后的杯子质量，这样两者之差就是倒出油的质量，而此时量筒内油的体积也就是倒出的油体积，有利于减小实验误差，因而用天平测出空烧杯的质量是不必要且不合理的。
答 选A
[变形题] 某班同学收集到一块火山岩标本，他们使用天平、盛水量筒和绳子测火山岩的密度时，出现不规范操作：
（1）用绳子扎住这块火山岩，浸没在量筒的水中测它的体积．
（2）测量过程中观察量筒读数时，视线均与液面边缘相平．
（3）测火山岩体积时发现火山岩吸水性很强．
（4）测完火山岩体积，将其取出立即放在天平的盘中称测量．
上述有些操作会造成测量值偏大或偏小，其中造成测量值偏小的步骤是 ．（填序号）
分析 本题所测的石块──火山岩，与平常的石块不同，火山岩质地疏松，吸水性强，在用排水法测它的体积石易造成偏差，这种偏差主要是：（1）对质量测量的偏差．先放入水中测体积后，火山岩吸收了较多的水，再测质量时，火山岩的质量测量值比真实值大；（2）体积测量偏差．当干的火山岩放入水中后吸收了较多水，使得量筒中的水变少，示数增加的值偏少，测量得到的火山岩体积的测量值比真实值小．
解 造成测量值偏小的步骤是（1）．
例3 “正北牌”方糖是利用一种白砂糖精制而成的长方形糖块,为了测出它的密度,除了一些方糖外,还有下列器材:天平、量筒、毫米刻度尺、水、白砂糖、小勺、镊子、玻璃棒,利用上述器材可有多种测量方糖密度的方法,请你设计出2种测方糖密度大小的方案．要求：写出方案的设计步骤及所测物理量，并用所测物理量表示方糖的密度．
知识点 用多种方法测物质的密度
闯关点拨 此题是一个开放型试题，在这个实验中，实验原理是相同的，但由于实验方法不同，从而导致结论不同，解题的关键是熟练掌握实验原理和基本仪器的使用．
解 测量方法有以下几种：
方法一：用天平测出3块方糖的质量m，用毫米刻度尺测出其中一块的长a、宽b、高c，则密度
．
方法二：用天平测出3块方糖的质量m，向量筒里倒入适量水，记下水的体积V1；把三块方糖放入量筒内的水中，马上读出这时水和方糖的总体积V2，则密度
．
方法三：用天平测出3块方糖的质量m，向量筒里倒入适量水并放入白砂糖，用玻璃棒搅动制成白砂糖的饱和溶液，记下饱和溶液的体积V1，把3块方糖放入饱和溶液中，记下饱和溶液和方糖的总体积V2．则密度．
方法四：用天平测出3块方糖的质量m，再把3块方糖放入量筒里，倒入适量白砂糖埋住方糖，晃动量筒，使白砂糖表面变平，记下白砂糖和方糖的总体积V1；用镊子取出方糖，晃动量筒使白砂糖表面变平，记下白砂糖的体积V2．则密度
．
题型二 测量物质密度的一些特殊方法
例 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、一些细砂及适量的水（设水的密度
已知）。请你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。
知识点 用间接方法测量物质的密度
闯关点拨 测小矿石的密度
，需测出小矿石的质量m和体积V。用量筒可测出小矿石体积，小矿石质量如何测得是本题的难点和重点。
析 根据
，对已知密度的物体，如果其体积能够测得，则其质量可求得。在所提供的物体中，只有水的密度已知，其他密度未知，利用量筒和水以及天平，可以间接地测出其他物体的质量。
为了使被测小矿石的质量与量杯中水的质量相等，测量小矿石质量前，需先用一些细砂平衡量杯的质量，即在一盘放空量杯，在另一盘放细砂并调节细砂使天平平衡，再在装细砂的盘中加小矿石，并在量杯中加水，使天平再次平衡，此时
，读出水的体积即可求得
。
答 （1）实验步骤及要测量的物理量：
A．将空量杯放在右盘，在左盘放适量的细砂，使天平平衡；
B．在左盘再放上小矿石，在右盘的空量杯中慢慢加水，直至天平再次平衡；
C．记录下此时量杯中水的体积
；
D．取下量杯，在杯中装适量的水，记录下此时量杯中水的体积
；
E．将小矿石放入量杯中，记录下此时量杯中水面对应的示数
。
（2）推导：
[变形题] 给你一架已调好平衡的天平(配有砝码)，和一个盛满水的烧杯，只用这些器材(不使用任何其他辅助工具)，测出一包金属颗粒的密度．要求：写出测量步骤和计算该金属颗粒的密度数学表达式．
解 （1）用天平测出金属颗粒的质量m1；
（2）用天平测出盛满水的烧杯的总质量m2；
（3）将这些金属颗粒投入烧杯的水中，待水溢出后，用天平测出烧杯、水和金属颗粒的总质量m3．
（4）金属颗粒的密度：
．
题型三 利用密度知识解决简单的实际问题
例 如图10-17所示，A、B是从一块厚度均匀的薄铁皮上截下来的两块小铁皮，其中A块是正方形，B块形状不规则．给你刻度尺、天平和砝码，你能否测算出B块铁皮的面积？写出测量步骤并推导出面积的表达式．
知识点 用密度知识解决简单的问题
闯关点拨 由于两块铁皮的厚度相同，故它们的面积与体积成正比，即SA∶SB=VA∶VB，而它们的材料又相同，则体积又与质量成正比，由此可得SA∶SB= mA∶mB．所以只要测出mA、mB和SB即可求得B的面积．
答 （1）用刻度尺测出A的边长为a；（2）用天平分别测出A、B的质量为mA、mB．
B的面积：
．
三、本章测试
（第10章 多彩的物质世界）
一、填空题（每空1分，共30分）
1、科学家们发现，物质是__________，（可分的/不可分的），科学家把能保持物质______的粒子称为分子，分子的体积非常小，通常它的直径约为____nm。可分的、原来的性质、0.1
2、物质处于不同状态时具有不同的物理性质：（1） 态物质具有一定的体积和形状；（2） 态物质没有确定形状，具有流动性；（3） 态物质容易被压缩，具有流动性。（选填“气”、“液”或“固”）固、液、气
3、物体所含_______________叫做质量，物体和物质是_________（填“相同”或“不相同”）。铁钉是________，组成铁钉的铁是____________。物质的多少、不相同、物体、物质
4、世界上最大的鸟是鸵鸟，它的卵有1.5Kg，合_________g；世界上最小的鸟是蜂鸟，它的卵只有0.35g，合_________mg；铁的密度是7.9×103Kg/m3，合__________g/cm3；1.5×103；350；7.9；
5、.某同学在测铁块质量时,首先取来托盘天平,放在水平桌面上,随后就把铁块放在天平的右盘里,再在天平的左盘里放入砝码,从而称出铁块的质量.该同学在实验中出现了两个明显的错误是(1) ;(2) .
6、一定质量的水结成冰后，它的 变小， 变大， 不变（填“质量”或“体积”或“密度”）
7、某金属块的质量是1.08×103 kg，体积为0.4 m3，它的密度是 kg/m3,现将它截去三分之一，剩余部分的是______g/cm3。
8、在“测定液体密度”的实验中：
(1)使用托盘天平时，应将天平放在水平桌面上，游码移至标尺左端 点上，若发现指针静止时指在分度盘中央的左侧，则应将平衡螺母向 调节，使横梁平衡。
(2)用调节好的天平称液体质量。往烧杯中倒人液体，称出杯与液体的总质量为70
g,把杯中一部分液体倒入量筒中，如图1甲所示；再称烧杯和剩下液体的总质量时，发现加减砝码总不能使天平平衡，这时应移动 使天平平衡。若天平再次平衡时所用砝码和游码的位置如图1乙所示。则倒入量筒内液体的质量
为 g，量筒内液体的体积是 cm3。
（3)该液体的密度是 g/cm3，查密度表可知该液体可能是 。
9、一瓶氧气的密度为5kg/m3，对病人供氧时用去了一半，则瓶内剩余氧气的密度为_____________kg/m3。
10、在调好的天平两盘上各放一铝块和铁块，天平恰能保持平衡。则铝块与铁块的质量之比m铝：m铁=_____，体积之比V铝：V铁=_____。（ρ铝=2.7×103 kg/m3，ρ铁=7.8×103 kg/m3 ）
二、选择题（共22分，第11－18小题，每小题只有一个正确答案，每小题2分。19-20每小题有一个或几个正确答案，每小题3分，把你认为正确答案的序号填写在题后的括号内，不选、多选或错选得0分）
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| D | B | C | A | B | B | D | C | ABC | BC |
11、19世纪末叶，汤姆逊发现了电子，将人们的视线引入到原子的内部。由此，科学家们提出了多种关于原子结构模型。通过学习，你认为原子结构与下列事物结构最接近的是
A．西红柿 B．西瓜 C．面包 D．太阳系
12、下列微粒按从大到小的顺序排列正确的是
A．分子 夸克 质子 电子 B．分子 原子核 质子 夸克
C．原子核 电子 质子 分子 D．分子 原子 电子 原子核
13、下列说法正确的是
A．一物体被移到月球上质量将变小 B．1㎏铁块的质量比1㎏木头质量大
C．将一铁块拉成铁丝，它的质量将不发生变化 D．一块冰熔化成水，其质量减少
14、一用久了的天平，砝码严重磨损，若用这样的天平去称量物体的质量，其结果是
A．偏大 B．偏小 C．是准确的 D．以上情况都有可能
15、影视中常见一些房屋道具倒塌,或重物落下,不会将演员砸成重伤,这些重物是用
A.密度比实物大的材料做的 B.密度比实物小的材料做的
C.密度与实物相同的材料做成 D.密度与实物相近的材料做成
16、科学家研究发现：地球上金属锇的密度为22.6×10
kg/ m;宇宙中的“中子星”，其1cm的物质有10
t,“脉冲星”核的密度为10
g/cm，“超巨星”的密度是氢气密度的17万分之一，上述密度最大的物质是
A．“超巨星” B．“脉冲星”核 C．“中子星” D．金属锇
17、由同种不锈钢制成的饭锅、饭盒、小勺，根据公式ρ=m/V，可以得出的结论是
Ａ．锅的质量大，所以饭锅的密度大 Ｂ．饭盒的体积比小勺大，所以饭盒密度比小勺小
Ｃ．小勺的体积小，所以小勺的密度大Ｄ．饭锅、饭盒、小勺体积不同，但它们的密度相同
18、要测量一根大头针的质量，下列测量方法中正确的是
A．把一根大头针放在天平左盘中仔细测量
B．将一根大头针放在容器里测出总质量，再减去容器质量
C．测出100根大头针的质量，然后求平均值
D．多次测量同一根大头针的质量，然后求平均值
19使用天平测量物体的质量，下列说法正确的是
A.在调节横梁平衡时，如果天平左盘下沉则应该把平衡螺母向右调
B.每移动一次天平的位置，都要重新调节横梁平衡
C.称量物体质量时，若天平横梁不平衡，则不能调节平衡螺母
D.天平托盘哪边下沉，平衡螺母就向哪边调
20、已知酒精的密度为0.8×103kg/m3,下列说法能够成立的是
A.能装1kg纯净水的瓶子一定能装下1kg的酒精
B.能装下0.8kg酒精的瓶子一定能装下1kg纯净水
C.同体积的水和酒精质量之比是5∶4
D.同质量的水和酒精体积之比是2∶5
三、简答或作图题（共18分）
21、一架托盘天平，由于更换了其中一个托盘，称量前无法把天平调节平衡，即时把平衡螺母旋到最右边，指针最终也只能指着零点左边一个分度的地方，现在要使用这架天平测量物质的质量，请你设计两种应急的使用方案。（4分）
提示：可以向右盘加一个小砝码或物体分别向左、右盘放，测两次
22、图2所示是三个相同的烧杯，甲杯放盐水，乙杯放煤油，丙杯放水，当杯中液体的质量相等时，在图2中画出杯内液面的大概位置。（3分）
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23、在两个广口瓶中分别盛有纯酒精和纯水．请你用二种方法将它们区分开来（不能用品尝的方法，只要求说出区分的方法并明确说出结论，不用叙述具体的实验操作步骤）。（6分）
例：用量筒量出相同体积的纯酒精和纯水倒入质量相同的烧杯中，放到已调平衡的天平的两个托盘上。下沉的一端是纯水。
方法一：
方法二：
.方法1.采用相同质量比较体积，体积大的为酒精（m一定酒精的ρ大V小）质量一定的酒精密度小体积大；方法2. 闻气味法，有气味的为酒精；方法3.点燃法，取一点点燃能燃烧的是酒精；方法4.敞开放在空气中，更易挥发的是酒精；方法5.沾一点在手上，感觉更凉的是酒精。（等等，答对两个即可）
24、请你自己选择器材，设计一种测量茶杯容积的方法。（5分）
四、探究或计算题(共30分)
25、探究“金属螺帽（直径小于2cm）是否是铜制成的”（9分）
（1）猜想：
（2）写出所需的实验器材：
（3）简要写出相应的实验步骤。
（4）对实验结果进行分析的方法：
⑴是铜制成的或不是铜制成的
⑵天平、量筒、水、细绳。
⑶①用天平测出金属螺帽的质量m
②量筒中装入适量水，读出水的体积V1
③将螺帽放入量筒中的水中，读出螺帽和水的总体积V2
（4）算出密度ρ＝m/（V2-V1）与铜的密度比较得出结论。
有多种方法，用其他解法，只要正确，按相应步骤给分。
26、为探究物质的某种特性，同学们找来大小不同的蜡块和大小不同的干松木做实验，实验得到如下数据：（7分）
| 实验 次数 | 蜡块 | 干松木 | ||
| 体积V/cm3 | 质量m/g | 体积V/cm3 | 质量m/g | |
| 1 | 10 | 9 | 10 | 5 |
| 2 | 20 | 18 | 20 | 10 |
| 3 | 30 | 27 | 30 | 15 |
| 4 | 40 | 36 | 40 | 20 |
(1)请你用图像形象地把两种物质的质量随体积变化的情况表示出来(如图2所示)。
(2)通过对以上图像的分析，你可以得到什么结论(要求写出两条)?在物理学上通常用什么物理量来表示物质的这种属性?
（1）略（2）同种物质的质量与体积的比值相同，(1分)不同物质的质量与体积的比值一般不同(1分)。密度。(1分)
27、“人体的密度近似于水”，请你依此现象编一道计算题，并要求解答。(4分)
人体的密度近似于水，小明的质量为50kg，小明的体积大约多大？
解：
28、1m3水结成冰后体积是变大还是变小了？请通过计算说明。(4分)
29、为了判断一个小铁球是不是空心的，某同学测得如下数据：(ρ铁=7.9×103㎏/m3) （6分）
| 铁球的质量m/g | 水的体积V水/ml | 水和铁球的总体积V总/ml |
| 79 | 60 | 75 |
(1)该小铁球是空心的，还是实心的？写出依据。
(2)若小铁球是空心的，空心部分的体积是多大？