趙宇
本專題的知識主要有:(1)質(zhì)量的概念、單位;(2)天平的使用;(3)密度的概念、測定和應用;(4)密度與社會生活,其中,密度是本單元的重點,也是歷年來中考考查的重點.密度知識小僅與壓強、浮力的知識聯(lián)系緊密,還是學好壓強、浮力的基礎,應該引起同學們的高度重視!
中考的熱點是:質(zhì)量的估測:密度的理解,密度公式的相關計算;材料的性質(zhì)及應用:測密度的綜合性試題(包括天平、量筒的使用和讀數(shù),實驗方案的設計,誤差分析等);解釋生活中一些與密度有關的物理現(xiàn)象,以及物質(zhì)的屬性對科技進步的影響.難點是密度測量的誤差分析,密度知識與壓強和浮力知識的綜合應用,
預計2015年將會以選擇題、實驗探究題或者綜合應用題的形式出現(xiàn),試題難度不大,復習時要在理解質(zhì)量、密度和材料性質(zhì)的基礎上,再進一步弄清楚測定密度的原理、一般步驟和誤差分析等.
第1節(jié) 質(zhì)量
本節(jié)的重點足理解質(zhì)量的概念,知道質(zhì)量是物體的同有屬性之一,會用托盤天平測量固體和液體的質(zhì)量.
中考常見題型
對于質(zhì)量的考查,主要是看同學們是否理解質(zhì)量的概念、是否知道質(zhì)量是物質(zhì)的固有屬性之一.在中考試卷中通常以填空題或選擇題的形式出現(xiàn).
托盤天平是中學基本實驗儀器之一,在物理實驗加試和中考試題中都會出現(xiàn),必須能熟練地操作,準確地讀數(shù)!
例1(2014.黃岡)不漏氣的橡皮氫氣球由地面上升過程中,球內(nèi)氣體的質(zhì)量與密度的變化情況是().
A.質(zhì)量增加,密度增加
B.質(zhì)量小變,密度減小
C.質(zhì)量減小,密度減小
D.質(zhì)量不變,密度小變
思路分析:橡皮氫氣球不漏氣,在氣球上升的過程中,球內(nèi)所含氫氣的多少不變,質(zhì)量當然不變.在氣球上升的過程中,由于大氣壓隨海拔高度的增加而減小,所以氣球的體積會增大,球內(nèi)氣體的密度會減小.選B
例2 (2014.荊州)一捆粗細均勻的銅線,質(zhì)量約為9 kg,銅線的橫截面積是25 mm2,這捆銅線的長度約為().
A.4 m
B.40 m
C.400 m
D.4000 m
思路分析:粗細均勻的銅線可以看成圓柱體.銅的密度p=8.9xl03 kg/m3≈9xl03 kg/ m3,9 kg銅線的體積V=(),銅線的橫截面積.()10-6 m2,所以,銅線的長度().選B.
例3 (2014.無錫)某同學想用天平稱量一塊巖石的質(zhì)量,實驗前發(fā)現(xiàn)指針停在如圖1甲所示位置,此時應將橫梁右端的平衡螺母向________(填“左”或“右”)移動,直至天平平衡.稱量時將巖石放入天平左盤,當天平再次平衡后,右盤中砝碼質(zhì)量和游碼位置如圖l乙所爪,則巖石質(zhì)量是______g.若將該巖石帶到月球,其質(zhì)量________(填“變大”“變小”或“不變”).
思路分析:發(fā)現(xiàn)橫梁指針向右偏,此時應將平衡螺母向左調(diào),因為使用天平稱量物體時,物體質(zhì)量等于砝碼質(zhì)量加游碼對應的刻度,且圖示中標尺的分度值為0.2 g,所以金屬塊的質(zhì)量為57.4 g.因為質(zhì)量是物質(zhì)的一種屬性,它不隨物體的狀態(tài)、形狀、所處的空間位置的變化而變化,所以若將該巖石帶到月球,其質(zhì)最不變.
答案:左 57.4 不變
第2節(jié) 密度
重點考點
密度是“用比值來定義的物理量”,這種定義方法是物理學中常用的方法,如速度的定義是“運動物體在單位時間內(nèi)通過的距離”:壓強的定義是“單位面積上所受的壓力”;功率的定義是“物體在單位時間內(nèi)所做的功”:比熱容的定義是“單位質(zhì)量的某種物質(zhì),溫度升高1℃所吸收的熱量”等.只不過由于密度是我們在學習的過程中較早遇到的,所以大部分同學一開始很難接受和理解,但是,一旦同學們理解了這種定義的真正含義,便能舉一反三,迅速理解并掌握速度、壓強、功率、比熱容等物理量的含義,密度是歷年來中考的必考內(nèi)容,考查重點一般集中在密度的概念、計算、圖象上,
中考常見題型
考查密度的中考題涉及各種題型,填空題、選擇題、實驗探究題和綜合應用題都會出現(xiàn).試題一般考查同學們是否親歷密度概念的建立過程,是否理解密度的含義,是否掌握密度的兩套單位及其換算關系,是否會利用密度鑒別物質(zhì)等.
另外,圖象題也是中考喜歡出的一種題型,因為圖象能很直觀地表示兩個物理量之間的關系,也便于發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律,
例4 (2014.沈陽)密度知識與生活聯(lián)系非常緊密,下列關于密度的一些說法中正確的是().
A.1 kg冰與lkg水的密度相等
B.乒乓球不慎被擠癟但無破損,球內(nèi)氣體密度變大
C.為減輕質(zhì)量,比賽用自行車采用強度高、密度大的材料制造
D.節(jié)日放飛的氣球可以飄在空中,是因為氣球內(nèi)部氣體的密度比空氣大
思路分析:水結成冰,質(zhì)量不變而體積變大,密度會變小,A錯;比賽用的自行車只有采用強度高、密度小的材料制造,才能既結實耐用又能減輕質(zhì)量,C錯;根據(jù)物體沉浮條件,節(jié)日放飛的氣球,只有球內(nèi)氣體的密度比空氣小,才能飄浮在空中,這類氣球一般充氫氣或氦氣等密度較小的氣體,D錯;被擠癟的乒乓球若無破損,它的質(zhì)量不變而體積變小,球內(nèi)氣體密度會變大.選B.
例5(2014.聊城)通過實驗,得到了α、b、c三個實心體的m-V圖象如圖2所示,分析圖象可知().
A.α物質(zhì)密度最小
B.α物質(zhì)密度是c的兩倍
C.b物質(zhì)的密度是l.Oxl03 kg/m3
D.同種物質(zhì)組成的物體,質(zhì)量越大,密度越大
思路分析:從圖象可以看出,2 cm3的α、b、c三個實心體,α的質(zhì)量約為3.6 g,b的質(zhì)量為2g,c的質(zhì)量為lg.等體積的三個實心體,α的質(zhì)量最大,密度最大,A錯;等體積的α物質(zhì)的質(zhì)量是c的3.6倍,密度也是c的3.6倍,B錯;6的密度pb=(),C正確;同種物質(zhì)組成的物體,質(zhì)量越大,體積越大,但密度是定值,D錯.選C.
第3節(jié) 測量物質(zhì)的密度
重點考點
密度的測量可大致分為兩類:一類是測量固體的密度;另一類是測量液體的密度,本節(jié)知識的重點是正確使用天平測量質(zhì)量、用量筒測量體積,進而計算出物質(zhì)的密度,并對測量結果進行評估.難點是測量液體的密度時,對因操作順序不同而造成的誤差的分析.
中考常見題型
密度的測量屬于典型的間接測量.其中既涉及基本儀器的正確使用和讀數(shù),又涉及理論分析和計算,在中考題中一般以實驗探究題的形式出現(xiàn).
例6 (2014.岳陽)用天平和量筒測某礦石的密度:
(1)把天平放在水平臺上,游碼移至零刻線處,指針位置如圖3甲所示,此時應向_______(填“左”或“右”)調(diào)節(jié)平衡螺母.
(2)采一塊小礦石,用調(diào)好的天平測它的質(zhì)量,天平平衡時,右盤中砝碼的質(zhì)量和游碼在標尺上的位置如圖3乙所示,則礦石的質(zhì)量是________ g.
(3)將礦石放入盛有60 mL水的量筒中,靜止時液面情況如圖3丙所示,則該礦石的密度是________ g/cm3.
(4)根據(jù)測量結果,查閱表1,可推出該礦石的種類是________ .
思路分析:天平的指針偏向分度盤中央刻度線的左側,必須向有調(diào)節(jié)平衡螺母,才能使橫梁平衡,從乙圖可知石塊的質(zhì)量為84 g,從丙圖可知石塊的體積為20 CII13,所以石塊的密度().查閱表1可知,該礦石為黃銅礦.
答案:(1)右 (2)84 (3)4.2 (4)黃銅礦
例7 (2014.錦州)在“測量鹽水密度”的實驗中,實驗川砝碼盒巾配備有100 g、50 g、20 g、10 g、Sg的砝碼,請?zhí)顚懴铝锌崭瘢?/p>
(1)調(diào)節(jié)天平前應將游碼移至____處,然后調(diào)節(jié)________,使橫梁平衡.
(2)小明同學進行了下列實驗操作:A.將燒杯中鹽水的一部分倒入量筒,測出這部分鹽水的體積V:B.用天平測Ⅲ燒杯和鹽水的總質(zhì)量ml;C.用天平測出燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量m2.
以上操作的正確順序是:____(填字母代號).
(3)小明測量燒杯和鹽水的總質(zhì)量mi時,估計鹽水和燒杯的總質(zhì)量在150 g左右.加砝碼時,用鑷子夾取100 g、50 g砝碼各1個放人右盤中,若指針右偏,則應取下________ g的砝碼,試加其他砝碼,同時調(diào)節(jié)游碼.
(4)如圖4是小明同學在實驗操作過程中的情況.他的錯誤是:________________
思路分析:第(2)問測液體密度時操作順序不同,誤差也不同,我們先來分析兩種常見的錯誤方案.
方案1:先用天平測出空燒杯質(zhì)量m1,再向燒杯中倒入適量鹽水,用天平測出總質(zhì)量m2,然后將燒杯中的鹽水倒入量筒中測出鹽水的體積v,鹽水密度p=().誤差分析:將燒杯中的鹽水倒人量筒測體積時,因燒杯中有殘留,導致體積偏小,密度偏大.
方案2:先用天平測出空燒杯質(zhì)量ml,再向量筒中倒人適量鹽水,測出鹽水的體積V,然后將量筒中的鹽水倒入燒杯中,用天平測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m2,鹽水密度().誤差分析:將量筒中的鹽水倒人燒杯中測質(zhì)量時,因量筒中有殘留,導致質(zhì)量偏小,密度偏小.
因此,本題中測鹽水密度時,若按照BAC的順序操作,就能有效地減小因殘留導致的誤差.
答案:(l)零刻度線 平衡螺母 (2)BAC (3)50(4)測量中不能調(diào)平衡螺母
第4節(jié) 密度與社會生活
溫度能夠改變物質(zhì)的密度.常見的物質(zhì)中,氣體的熱脹冷縮最顯著,它的密度受溫度影響也最大.一般固體、液體也有熱脹冷縮的現(xiàn)象,但不像氣體那么明顯,一般來說,同種物質(zhì)溫度越高密度越小,遵從熱脹冷縮的規(guī)律,但是水比較特殊,水在4 ℃時密度最大.溫度高于4℃時,隨著溫度的升高,水的密度越來越?。簻囟鹊投?℃時,隨著溫度的降低,水的密度也越來越小.水凝同成冰時體積變大,密度變小.
密度是物質(zhì)的基本性質(zhì)之一,每種物質(zhì)都有自己的密度,密度在社會生活中有著重要而廣泛的應用.例如:通過對樣品密度等信息的采集,可以確定它的種類及其經(jīng)濟價值;鑒定牛奶、酒的品質(zhì),農(nóng)業(yè)選種時配制鹽水等,都要用到密度的知識.在工業(yè)生產(chǎn)中密度知識的應用也很廣泛:航空器材常采用高強度、低密度的合金或新型合成材料;機床底座則需要用堅固、密度大的材料制成,
重點考點
本節(jié)的重點是密度與溫度的關系、水的反常膨脹現(xiàn)象、密度與物質(zhì)鑒別、密度知識在生產(chǎn)及生活中的應用等.
中考常見題型
密度知識在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會生活中有著重要而廣泛的應用.在中考試卷中,這類考題通常以選擇題或填空題的形式出現(xiàn).
例8(2014.撫州)在生產(chǎn)和生活中,人們常把密度作為所選材料的主要考慮因素之一,下面屬于主要從密度的角度考慮選材的是().
A.用鎢作為白熾燈泡燈絲的材料
B.用塑料作為插座外殼的材料
C.用鋁合金作為制造飛機的材料
D.用橡膠作為汽車輪胎的材料
思路分析:選鎢絲作為白熾燈泡燈絲的材料,主要足因為鎢絲的熔點高:用塑料作為插座外殼的材料是因為塑料是很好的絕緣體:用橡膠作為汽車輪胎的材料主要是因為橡膠彈性好,耐磨,跟密度沒啥關系;用鋁合金作為制造飛機的材料,除了因為鋁合金堅固外,最主要的原因是鋁合金密度小,和等體積的鋼鐵相比,質(zhì)量輕,選C.