1、密度(1)定义:在物理学中,把由某种物质组成的物体的质量与其体积的比叫做这种物质的密度,用符号p表示。(2)物理意义:密度是表示体积相同的不同物质,质量一般不同,这一物质特性的物理量。物质的特性就是指物质本身具有的又能相互区别的一种性质。(3)“密度是物质的特性”这句话有两种含义:每种物质都有它确定的密度,对于同种物质组成的物体而言,物体的质量与体积成正比,所以无论物体的质量、体积怎样变化,质量与体积的比值是不变的,即物质的密度一定,与这种物质组成的物体的质量、体积无关。不同的物质,其密度一般不同。平时习惯上讲“铁比木头重”是指铁的密度大于木头的密度,在体积相同的情况下,铁的质量大于木头的质量
2、。 “特性”是指外部条件不变时所具有的一种性质,当条件变化时”特性”也随之变化,例如物质密度与温度有关。“属性”是物体本身固有的、不随外部条件变化而变化的一种性质,它具有不变的唯一,性,例如质量是物体的属性。密度是物质的一种特性,它与物体的体积、质量大小无关,与物体的状态、温度等有关。密度仅仅是物质的特性之一,物质的特性除密度以外,还有形状、状态、颜色及硬度等,有些物质密度虽然相同,但属不同物质,因此,不能认为密度相同就一定是同种物质,只能说不同物质,密度一般不同。要正确鉴别物质,除依据密度外还应借鉴物质其他的一-些特性。(4)密度公式:p=式中的m表示质量,V表示体积,p表示密度。公式表示的
3、意义是:某种物质的密度等于该物质的质量与体积的比。此式是求物质密度大小的计算式。同种物质,其密度在一定状态下是一个定值,且不随质量或体积的改变而改变。密度公式只能表明密度等于质量m与体积V的比值,不能说明的大小随m和V的变化而变化。物理学中的定义式与数学中的比例式是有区别的,定义式中各量之间除了数量关系外,更重要的是有特定的物理含义。因此,理解物理公式,不能只看各物理量之间的数学关系,更重要的是要理解各物理量特定的物理含义。(5)国际单位制中密度的单位是由质量的单位和体积的单位组合而成的,国际单位制中质量的单位是千克(kg),体积的单位是立方米(m),则密度的单位就是千克/米,读作千克每立方米
4、,符号是kg/m。(6)密度的常用单位还有克/厘米(g/cm)。1g/cm=1000kg/m,其换算过程为:1g/cm=lx10kg/m。(7)运用密度公式p=计算物体密度时,如果:m的单位为kg,V的单位为m,则的单位为kg/m;m的单位为g.V的单位为cm,则p的单位为g/cm。例关于密度的公式p=中,下列说法中正确的是( )A. 密度是物质的一种特性,决定于物质的类别B. 由公式可知,密度与质量成正比,与体积成反比C. 物体的质量越大,其密度就越大D.不同的物质密度一定不同,固体的密度一定比液体的密度大 解析:密度是物质本身的一种特性,与物质的种类、状态有关,故A正确;密度是物质本身的一
5、种特性,对于同种物质,密度是确定的,与质量、体积无关,故B错误;物体的质量越大,因体积不确定,则密度大小不能确定,故C错误;不同物质的密度一般不同,但也有不同物质密度相同的,例如煤油、酒精的密度都是0.8x103kg/m3;大部分固体的密度大于液体的密度,但也有液体密度大于固体密度的,如水银的密度大于铜、铁、铝的密度等,故D错误。答案:A1. 测形状不规则固体(不溶于水)的密度(1)实验原理:p=(2)实验器材:托盘天平(附砝码)、量简、水、细线、烧杯、待测物体。(3) 实验步骤:把天平放在水平工作台上,调节天平的横梁平衡,用天平称出被测物体的质量m;在量简中加入适量的水,记下体积V;用细线拴
6、好被测物体,使其慢慢浸没在量简的水中,记下被测物体和水的总体积V2,(当物体在水中不下沉时,如木块,可采用助沉法),算出被测物体的体积V物=V2-V1;根据密度的公式计算出被测物体的密度例小杜同学在长江边捡到了一块漂亮的鹅卵石,他用天平和量简测量鹅卵石的密度。(1)他设计了下列实验步骤:用调节好的天平测出鹅卵石的质量m;向最筒中倒进适量的水,读出水的体积V1;根据密度的公式,算出鹅卵石的密度;将鹅卵石浸没在量简内的水中,读出鹅卵石和水的总体积V2。他应采用正确的实验步骤顺序为_(选填下列选项前的字母).A. B. C.D.(2) 如图5-3-5甲所示,小杜在调节天平横梁平衡过程中的操作错误是_
7、.(3)小杜纠正错误后,重新调节天平平衡并测量鹅卵石的质量,当天平平衡时右盘砝码和游码如图乙所示,鹅卵石的质量为_g;由图丙和丁可知鹅卵石的体积是_cm3,计算出鹅卵石的密度为_g/cm。(4)若鹅卵石磨损,它的密度将_“不变,变大,变小”)。(5)用量简测量水的体积,读数时视线应与液体凹面的底部_,若小杜在图丙中读数正确,在图丁中读数时视线仰视,所测得鹅卵石的密度将_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。答案:(1)A(2)调节天平平衡时游码没有归零(3)27102.7(4)不变(5)在同一水平线上(相平)偏大2. 测液体的密度液体的体积可以直接用量筒(或量杯)测出,而质量无法直接用天平称出,
8、称量液体质量时一般先称出容器和液体的总质量,再将容器中的一部分液体倒入量筒中并记下其体积,然后称出容器和剩余液体的总质量,两者之差就是量简中液体的质量,最后根据公式p=,求得液体的密度。(1)实验原理:p=(2)实验器材:托盘天平(附砝码)、量筒、烧杯待测液体。(3)实验步骤:把天平放在水平工作台上,调节天平的平衡螺母使横梁平衡,用天平称出烧杯和液体的总质量m1;把烧杯中的一部分液体倒人量简中,记下量简中液体的体积V;用天平称出烧杯和剩余液体的总质量m2,算出量简中液体的质量m=m1-m2;根据密度公式计算出液体的密度p=例小欣为了测量液体A的密度,进行了如下实验:(1)将天平放在水平台面上,
9、把游码移到称量标尺的零刻度线处。横梁静止时,指针指在分度标尺中央刻度线的左侧,如图5-3-6甲所示。为使横梁在水平位置平衡,应将横梁右端的平衡螺母向_端移动。(2)将液体A倒入量筒中,如图乙所示,则量筒中液体A的体积为_cm.(3)将量筒中的液体A全部倒入空烧杯中,把烧杯放在调节好的天平的左盘中,当右盘中砝码的质量和游码在称量标尺上的位置如图丙所示时,天平横梁再次水平平衡,则烧杯和液体A的总质量为_.(4)实验中测得所用空烧杯的质量为80g,根据上述实验数据计算液体A的密度为_kg/m。(5)该实验方案会造成测量结果比液体A的密度真实值_(选填“偏大”或“偏小”)。例(2018.山东滨州中考改
10、编)如图5-3-7所示为水的密度在010范围内随温度变化的图像,下列分析判断错误的是( )A.温度等于4时,水的密度最大B.在0-4范围内,水具有热缩冷胀的特性C.温度分别为1和7的两杯水,其密度相同D. 一杯水在2时的体积大于在10时的体积解析:A(V)由题图可知,在4C时水的密度是最大的。B(V)在04C范围内,温度升高,水的密度变大,由p=可知,质量不变的情况下,水的体积会减小,故水具有热缩冷胀的性质。C(V)由题图可知,水在1C时的密度与7C时的相同,密度与质量无关,即使质量不同,它们的密度仍然相同。D(x)水在2C时的密度大于10C时的密度,同一杯水,质量一定,由V=”知,其在2C时
11、的体积小于在10C时的体积。答案:D例(宁夏中考)小明想知道酱油的密度,于是他和小华用天平和量简做了如图5-3-8所示的实验。(1)天平调节平衡后,测出空烧杯的质量为17g,在烧杯中倒人适量的酱油,测出烧杯和酱油的总质量如图甲所示;将烧杯中的酱油全部倒人量简中,酱油的体积如图乙所示,则烧杯中酱油的质量为_g,酱油的密度为_kg/m。(2)小明用这种方法测出的酱油密度与真实值相比_“偏大”或“偏小”)。(3)小华认为不用量简也能测量出酱油的密度。他进行了如下实验操作:调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0;在烧杯中装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;把烧杯中的水倒尽,再装满酱油,用天平测出烧
12、杯和酱油的总质量为m2;则小华测出的酱油密度的表达式=_(已知水的密度为.)。(2018年湖南衡阳中考)为了测量某种液体的密度,小明取了适量这种液体德样品,进行了如图5-3-9所示德三种方案的实验(1) 实验前小明将天平放在_台上,把游码放在零刻度处,发现指针指在分度标尺中央刻度线的左侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向_(选填“右或“左”)调节。(2)实验记录数据:m1=30g,m2=52g,m3=52.8g,m4=_g(如图5-3-10中的甲),V1=_mL(如图5-3-10中的乙),V2=10mL,V3=19mL,其中方案3液体密度大小为_g/cm3(3)分析比较上述三种实验方案,你觉得比较
13、合理的应该是_(选填“方案1”“方案2”或“方案3)。例(2018.广东深圳中考)“测量橙汁的密度”实验:(1)为了使测量结果更准确,下列实验步骤的合理顺序是_(用字母表示)A.计算橙汁的密度B.用天平测出空烧杯的质量C.烧杯中盛适量的橙汁,用天平测出橙汁和烧杯的总质量D. 调节天平平衡E.将烧杯中的橙汁全部倒人量简中,读出橙汁的体积(2)测量橙汁和烧杯总质量时,砝码和游码的位置如图5-3-11甲所示,则总质量为_g(3)不用量筒,只需添加一个完全相同的烧杯和适量的水,也可以完成该实验。实验步骤如下:A.用已调好的天平测出空烧杯的质量,记为m0;B.向一个烧杯倒人适量橙汁,用天平测出橙汁和烧杯
14、的总质量,记为m;C.向另个烧杯中倒人与橙汁等深度的水(如图乙),用天平测出水和烧杯的总质量,记为m2;D.橙汁的密度P橙汁=_(水的密度用水表示)。中考真题(2018.湖北宜昌中考2分)下列情况中,物质密度不变的是( )A.把纸撕成碎片 B.冰熔化成水C.氧气罐中的氧气用去一部分解 D.把铁丝烧红析:A(V)把纸撕成碎片-形状改变,物质种类和状态没变-密度不变。B(x)冰熔化为水-状态改变-密度发生变化。C(x)氧气罐内氧气用去一部分-质量变小,体积不变-密度变小。D(x)铁丝烧红-质量不变,体积变大(热膨胀)-密度变小。答案:A易误点辨析p=“不仅仅是一个数学关系式,它有一定的物理含义:(
15、1)对于同一种固态或液态的物质而言,一定,与m、V无关,此时是定值。(2)对于固态或液态的不同物质,当V一定时,m与成正比,即”=。(3)对于固态或液态的不同物质,当m一定时,V与成反比,即.(4)对于密封容器中的气体而言,当气体的质量减小时,由于气体具有流动性,气体会再次充满容器导致体积不变,由器中气体的密度变小。例小翔在学习密度时写出了一些交流材料,其中不正确的是( )A.不同物质在相同状态下,密度大小一般是不相等的B.把某容器中的物质用去一部分后,剩余物质密度的大小不变C.同种物质组成的实心物体在相同状态时,质量与其体积成正比D.质量相等的实心物体,体积较大的物质的密度较小中知识点一常见
16、物质的密度1.密度是物质的一种特性,不同的物质,密度-般不同,但是也有特例,如煤油和酒精的密度就相同。2.一般情况下,固体密度大,其次是液体的密度,最小的是气体密度,但是液态汞的密度比某些固体的密度要大。3.物质的密度与物质的状态有关,物质状态变化时,密度也随之变化。如水的密度一般为1.0x10kg/m,而冰的密度为0.9x10kg/m。物质的密度还与温度、大气压有关。我们应记住几个常用的密度值,如水的密度为1.0x10kg/m,酒精的密度为0.8x10kg/m3,煤油的密度为0.8x10kg/,冰的密度为0.9x10kg/,钢、铁的密度为7.9x10kg/等。估算题中,人体的密度近似等于水的
17、密度1.0x10kg/例1(2018广西防城港中考)甲、乙两种物体的质量和体积的关系图像如图5-4-1所示,则甲、乙两物体的密度之比是( )A.8:1 B.4:3 C.4:1 D.2:1用密度知识鉴别物质,计算物体的质量,计算物体的体积。物质鉴别不同物质的密度可能是相同的。例如,酒精和煤油都是液体,它们的密度都是0.8xkg/m3,可以通过气味区分它们。因此,要准确地鉴别物质,常常需要多种方法并用。3. 判断物体是否空心例有一铁球,其体积为100cm,其质量为750g,那么这个铁球是空心的还是实心的?(=7.9x10kg/m3)密度是物质的一种特性,物质的密度与该物质组成的物体的质量、体积、形
18、状、运动状态等无关。但密度在外界因素(如压强、温度、状态等)改变时将会发生变化。如一般的物体都具有热胀冷缩的性质,即温度变化时,质量不变,但体积改变,所以物质的密度也发生改变,因此,物体一般在温度升高时密度减小,在温度降低时密度增大。2.元件改换材料后质量变化的问题元件改换材料后,元件的体积是保持不变的。设元件的体积为V,原来材料的密度为p1,后来材料的密度为P2,则质量的变化量m=p1V-p2V。例3(2015.武汉三模)飞机设计师为减小飞机的质量,将一铁制零件改为铝制零件,使其质量减小104kg,则所需铝的质量为( )。(铁=7.9x10kg/m,铝=2.7x10kg/m)。A.138kg
19、B.104kgC.54kgD.35.5kg考法1密度与社会生活密度在社会生活中有着广泛的应用,其中典型的应用主要有以下几个方面。1.农业上利用密度的知识选种选种是要将饱满的种子与不饱满的种子分开,具体的做法是配备适当密度的盐水,使盐水的密度比饱满种子的密度小,比不饱满种子的密度大,种子倒人盐水中后,饱满种子在盐水中下沉,不饱满种子在盐水中漂浮,使饱满种子和不饱满种子分开。粮食作物打场后为了将作物砂石草屑分开,要进行扬场,扬场也是利用这些物质的密度不同将它们分开。2.工业上材料的选择 航空航天工业特别需要耐高温强度大、密度小的材料,如泡沫铝、气凝胶等都是密度非常小的航空设备材料;电影、戏剧的道具
20、墙砖、钢枪、杠铃等也是以密度小的材料替代;眼镜用钛合金取代传统的金属镜架,用树脂镜片代替传统的玻璃镜片,使眼镜的质量减小了很多,就是因为这些现代材料的密度小3.气体和液体的密度变化形成对流气体中,密度小的气体上升,密度大的气体下沉,形成气体的对流。发生火灾时,物品燃烧产生的有毒气体和大量的二氧化碳气体由于温度升高,密度变小上升到高处,所以逃生时应弓腰行走,互不相溶的液体密度大的沉底,密度小的漂浮在上面,利用这个原理调酒师调制出了漂亮的鸡尾酒。混合密度问题 混合密度问题分析的依据是混合物体的总质量等于参与混合的各物体质量之和,即m=m1+m2;混合物体的总体积等于参与混合的各物体的体积之和,即V
21、=V1+V2。且混合密度问题最典型的有以下几类:(1) 合金类问题;(2) 浓度配比问题;(3) 酒精浓度问题;(4)乙醇汽油问题。混合物密度的理解:不管物体是由几种物质混合面成,都可以把它看作一个整体,任何物体的密度都可以用总质量除以总体积来表示,自然混合的整体也不例外,难点在于如何表达总质量和总体积。例5工厂生产的酒精(酒精=0.8g/cm),含水量不得超过10%,质检员抽出甲、乙、丙、丁四瓶样本,测得它们的密度依次为0.81g/cm3,0.815g/cm3,0.82g/cm,0.83g/cm,其中合格的是(不考虑酒精和水混合前后的体积变化)( )。A.只有甲 B.甲、乙C.甲、乙、丙D.
22、甲、乙、丙、丁测量密度的特殊方法 用天平称体积如果只有天平没有量筒,那么我们也可以利用天平“称”体积。如在容器中装满水,用天平测出水的质量,根据水的密度就可以求出水的体积,这就是容器的容积。再在容器中装满待测液体,则液体的体积就是容器的容积。这种用称水的质量得到V,巧妙地表示出V液的方法就是物理中常用的“等效替代法”。这种方法的关键是利用了容器的容积不变,两次在容器中都装满液体,这样体积才相等。但液体装满后在天平中不好称(装满液体容易洒漏),所以常采用在约半杯的地方做记号的方式,保证体积相等。另外,前面讲过的“排水法”得到V固=V水,也是“等效替代法”4.(2017呼和浩特模拟)小芸同学想利用
23、一台已经调好的天平、一只空杯和适量的水,测量妈妈刚买回来的面粉的密度,她的操作步骤如下,请填写出正确操作和结果。(1)用天平测出空杯的质量m1;(2)空杯中装满面粉后,用天平测出杯子和面粉的总质量m2;(3)倒掉杯中的面粉,洗净杯后,杯中_用天平测出_;(4)面粉的密度为_(用测出的量和水的密度p来表示)。例(多选)现有密度分别为1、2(12)的两种液体,质量均为m0,某工厂要用它们按体积比1:1的比例配制-一种混合液(设混合前后总体积不变),且使所得混合液的质量最大。则( )A.这种混合液的密度为B.这种混合液的密度为C.按要求配制后,剩下的那部分液体的质量为D.按要求配制后,剩下的那部分液
24、体的质量为考例1(2017黄冈模拟)从密度公式=步看,下列说法中正确的是()。A.与m成正比 B.与V成反比C.对于同一种物质而言,m与V成正比 D.以上说法均正确4.(2015.兰州中考)甲、乙两个金属块,甲的密度是乙的,乙的质量是甲的2倍,那么甲的体积是乙的_倍。真题1(2015宜昌中考)不漏气的橡皮氢气球由地面上升到高空中,球内气体的质量与密度的变化情况是( )A. 质量增加,密度增加 B.质量不变,密度减小C.质量减小,密度减小 D.质量不变,密度不变(2016.苏州中考)为测量某种液体的密度,小明利用天平和量杯测量了液体和量杯的总质量m及液体的体积V,得到了几组数据并绘出了m-V图像
25、,如图5-3-13所示,下列说法正确的是()。A.该液体的密度为2g/cm B.该液体的密度为1.25g/cmC.量杯的质量为40g D.60cm的该液体质量为60g(2019福建厦门外国语海沧附属学校第二次月考)如图5-3-1所示,密封容器中装有氧气,当活塞P向右移动时,容器内氧气的密度将( )A.不变B.变大C.变小D.无法确定3.(2014云南昆明中考,10,)冰的密度为0.9x10kg/m3,表示的物理意义是_.那么体积为2m的冰的质量为_kg。1.(2019福建泉州惠安广海中学第三次段考)一个空瓶质量为mo,装满水后的总质量为m1.若先在瓶内装些金属颗粒后总质量为m2,再往瓶中装水至瓶满后的总质量为m3。则瓶内金属颗粒的密度为()A. B.C. D.2. 阿基米德采用排水法解决了王冠掺假问题,现有一个金和银做成的王冠,用排水法测出其体积为56.9cm3,若与王冠质量相同的纯金块和纯银块的体积分别为52.5cm和96.5cm3,则王冠中银的质量和金的质量之比(金=19.3g/cm,P银=10.5g/cm)( )A.1:8B.1:9C.1:10D.1:111. (2017山东济南长清期末,19,)小明往塑料瓶内装人一些水,拧紧盖子后放人冰箱冷冻室一段时间后,取出瓶子发现瓶子内的水已完全凝固,则瓶内水结冰的过程中( )A. 质量不变 B.体积变大C.密度不变 D.重力减小24