小明和小华在实验室里测量一块形状不规则、体积较大的矿石的密度．如图是小明的实验过程：因矿石体积较大，放不进量筒，因此小明利用一只烧杯，按下图方法进行测量，

题文

小明和小华在实验室里测量一块形状不规则、体积较大的矿石的密度．如图是小明的实验过程： （1）因矿石体积较大，放不进量筒，因此小明利用一只烧杯，按下图方法进行测量，则矿石的体积是______cm3．（2）小明用托盘天平已测得矿石的质量是175g，则矿石的密度是______kg/m3；在小明的方法中从图A到图B的操作引起的密度测量值比真实值______．（选填：偏大、偏小或不变）（3）小华嫌小明的方法很麻烦，就找来了烧杯和适量的水，用弹簧测力计对矿石做了两次测量，就测出了石块密度．那么小华除了要测出石块在空气中的重力G之外，还要测出______．石块密度的表达式为______．（用字母表示，水的密度为ρ水）

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）根据量筒的读数方法，视线与液面凹面底部平行，如图，量筒的分度值是10ml，量筒原有水的体积V1=200ml，量筒中剩下的水的体积V2=130ml，则量筒中倒出的水的体积V=V1-V2=200ml-130ml=80ml=70cm3．因为矿石的体积等于量筒中倒出水的体积，所以V矿=V=70cm3；（2）根据密度公式ρ=mV，已知矿石的质量m矿=175g，矿石的体积V矿=70cm3，所以矿石的密度ρ矿=m矿V矿=175g70cm3=2.5g∕cm3=2.5×103kg/m3；在小明的方法中从图A到图B的操作过程中矿石会带出一些水，使得所测量的矿石体积偏大，所以引起的密度测量值比真实值偏小；（3）小华的方法是用弹簧测力计对矿石做了两次测量，第一次测出石块在空气中的重力G，第二次把矿石全部浸入水中，读出弹簧测力计的示数F，矿石受到的F浮=G-F，根据F浮=ρ水V排g计算出矿石的体积V=V排=F浮ρ水g=G-Fρ水g，矿石的质量m=Gg，所以矿石密度的表达式为ρ矿=mV=GgG-Fρ水g=Gρ水G-F．故答案为：（1）70（2）2.5×103；偏小（3）石块浸没在水中时弹簧测力计示数F；Gρ水G-F．

点击查看固体密度的测量知识点讲解,巩固学习

解析

mV

考点

据考高分专家说，试题“小明和小华在实验室里测量一块形状不规则、.....”主要考查你对 [固体密度的测量 ]考点的理解。

固体密度的测量

测量密度的原理：原理：由密度公式可知，要测量某种物质的密度，需要测量由这种物质构成的物体的质量的体积。 测量方法：1. 形状规则的固体：质量可用天平测量，体积可直接用刻度尺测长、宽、高等，并利用体积公式算出，如正方体的体积V=a3，圆柱体的体积V=πr2h，长方体的体积V=abc，根据求得密度。 2. 形状不规则的固体（不溶于水）：（1）体积可用“排水法”间接测出（2）质量可用天平测量①先在量筒中倒入适量水，读出水的体积V1(水的多少以刚好淹没固体为宜。水过多，放入固体后液面会超过量程；水过少，不能淹没固体)②将固体用细线拴住慢慢放人量筒内水中，并使其全部淹没，此时读出水与固体的总体积V2 ③由V=V2-V1，得出固体体积。最后根据求得密度。

Ⅰ方法一：天平量筒法例：有一块形状不规则的石块，欲测量它的密度，所需哪些器材并写出实验步骤，并表示出测量的结果。分析：用天平和量筒测定密度大于水的物质的密度，可用排水法测体积。实验原理：实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、滴管、线、水、石块实验步骤：（1）用调节好的天平，测出石块的质量m；（2）在量筒中倒入适量的水，测出水的体积V1；（3）将石块用细线拴好，放在盛有水的量筒中，（排水法）测出总体积V2； 实验结论：ρ==。Ⅱ方法二：助沉法例：有一块形状不规则的蜡块，欲测量它的密度，所需哪些器材并写出实验步骤，并表示出测量的结果。分析：用天平和量筒测定密度小于水的物质的密度，可用助沉法测体积。实验原理：实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、滴管、线、水、蜡块、铁块。实验步骤：（1）用调节好的天平，测出蜡块的质量m；（2）在量筒中倒入适量的水，如图甲将蜡块和铁块用细线拴好，先将测铁块没入水中，测出水和石块的体积V1 （3）再将蜡块浸没在水中，如图乙。（助沉法）测出水、石块、蜡块的体积总体积V2； 实验结论：注意：物质的密度比水小，放在量筒的水中漂浮，不能直接用量筒测出体积。例题中采用的方法是助沉法中的沉锤法，还可以用针压法，即用一根很细的针，将物体压入量筒的水中，忽略细针在水中占据的体积，则可用排水法直接测出物体的体积了。Ⅲ方法三：等浮力法例：小明家买的某品牌的牛奶喝着感觉比较稀，因此他想试着用学过的知识测量一个这种牛奶的密度。他先上网查询了牛奶的密度应该为1.03g/cm3，然后他找来一根粗细均匀的细木棒，在木棒的表面均匀地涂上一层蜡，并在木棒的一端绕上一段金属丝（体积不计），做成了一枝“密度计”，小明又找来一个足够深的盛水容器和一把刻度尺，请你帮助小明利用这些器材设计一个测量牛奶密度的方案。要求写出主要的测量步骤并推导出计算牛奶密度的公式（有足量的水和牛奶）。实验原理：漂浮条件、阿基米德原理。实验器材：刻度尺、粗细均匀的细木棒、一段金属丝、烧杯、水、牛奶。实验步骤： （1）将一段金属丝绕在木棒的一端，制成“密度计”，用刻度尺测出其长度L；（2）将“密度计”放入盛有水的烧杯中，使其漂浮在水中，用刻度尺测出“密度计”露出水面的高度h水；（3）将“密度计”放入盛有牛奶的烧杯中，使其漂浮在牛奶中，用刻度尺测出“密度计”露出牛奶液面的高度h牛。 实验结论：因为“密度计”在水中和在牛奶中，均处于漂浮状态。因此“密度计”在水中和在牛奶中受到的浮力都等于“密度计”的重力。“密度计”的重力不变，所以两次浮力相等。即F牛＝F水，根据阿基米德原理可得：ρ牛gV牛排＝ρ水gV水排ρ牛gSh牛排＝ρ水gSh水排∵h牛排＝L－h牛h水排＝L－h水∴ρ牛（L－h牛）＝ρ水（L－h水）牛奶的密度：注意：从给定的器材看，即无量筒，也无天平，此时解题的着眼点就不能局限于利用质量、体积测密度。应该展开丰富的联想，而给出“密度计”，是和浮力有关的，就要联想到利用浮力测液体的密度。这种利用两次浮力相等来测密度，我们简称为“等浮力法”。 Ⅳ弹簧测力计法（也可称双提法）例：张小清同学捡到一块不知名的金属块，将它放到水中可以沉没，现在，小清同学想测出它的密度，但身边只有一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水，请你帮她想一想，替她设计一个测量金属块密度的实验过程，写出实验步骤分析与解：        这是一道典型的利用浮力知识测密度的试题。阿基米德原理的重要应用就是已知浮力求体积。它的基本思路就是用弹簧测力计测出浮力，利用水的密度已知，求得物体的体积，即可计算出物体的密度值。实验原理：阿基米德原理实验器材：一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水、金属块、线。实验步骤：（1）用细线系住金属块，在烧杯中倒入适量的水；（2）用弹簧测力计测出金属块受到的重力G；（3）用弹簧测力计测出金属块浸没在水中受到的拉力F。实验结论：注意：利用弹簧测力计提着金属块测一次重力；再提着金属块测一次金属块在水中时弹簧测力计的拉力。因此简称为双提法。这一实验使用的仪器少，操作简单，是常用的测量物体密度的方法。