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第十一章 多彩的物质世界第一节 宇宙和微观世界
一．宇宙是由物质组成的
我们用光年这个长度单位来度量银河系或星体的大小
二．物质是由分子组成的
1.分子
分子是保持物质原有性质不变的最小粒子
2.分子的大小
我们通常以10-10m做单位来量度分子的大小
三.固态、液态、气态的微观模型
1.固态：具有一定的体积和形状
2.液态：具有一定的体积，没有确定的形状，具有流动性
3.气态：没有确定的体积和形状，具有流动性
注意：形成以上三种不同状态的原因：分子间作用力的不同。
四.原子及其结构
1.物质是由分子组成的，分子又是由原子组成的。
2.原子的结构与太阳系十分相似，它的中心是原子核，在原子核周围，有一定数目的电子在绕核运动。
3.原子核是由质子和中子组成的
注意：自然界中存在的最小粒子不是质子、中子或电子。
五.纳米技术
1.纳米是一个长度单位，符符号是nm。1nm=10-10m，一般分子的直径大约是0.3~0.4nm
2.纳米科学技术是纳米尺度内的科学技术，研究对象是一小堆分子或单个的原子、分子。
例题：
1.下列说法错误的是
A.宇宙由物质组成 B.物质是由分子组成，分子又是由原子组成的
C.原子核是由质子组成的 D.原子由位于中心的原子核和核外电子组成
2.下图所示是氢原子结构示意图，其中原子核是图中的____ (填“A”或“B”)，原子核带____电
3.一百多年来，科学家一直在不断地探索微小粒子，且已取得了辉煌的成果，科学家首先发现了电子，进而认识到原子是由______和______组成；原子的结构与______十分相似，电子受非平衡力的作用而绕______高速旋转
4.下列说法正确的是
A.纳米是长度单位 B.光年是时间单位
C.可以用光年描述物质的微观模型 D. 可以用纳米描述星系之间的距离
5.下列物体的尺度由小到大排列的是
A.夸克、原子核、质子、原子 B.质子、原子核、原子、夸克
C.夸克、质子、原子核、原子 D.原子、原子核、质子、夸克
6.对宇宙和微观世界的描述中，不正确的是
A.地球是由物质组成的 B.物质处于不停的运动中
C.物质是由分子组成的 D.分子是微观世界中的最小微粒
7.固体、液体、气体的分子间的相互作用力从弱到强的排列顺序的是
A.固、液、气 B.液、气、固 C.气、固、液 D.气、液、固
第二节 质量
一．质量
1.物体所含物质的多少叫做质量，通常用字母m表示
2.在国际单位制中，质量的单位是千克，符号是kg。
常用单位还有克（g），毫克（mg），吨（t）
3.单位的换算：
1kg=103g
1mg=10-3g=10-6kg
1t=103kg
注意：我们还须记忆一些常见物体的质量：一个中学生的体重大约是kg
二．质量的测量
1.常用的测物体质量的工具是托盘天平和台秤。
2.托盘天平的使用（书P10）
（1）构造
底座、分度盘、横梁、标尺、游码、指针、平衡螺母、托盘等，每架天平都有一套配套的砝码。
（2）使用方法
①放：把天平放在水平台上，或放在其他水平的支持面上
②拨：把游码拨到标尺左端的零刻线处
③调：调节横梁右端的平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处（或指针左右摆动幅度相等）
补充;调节平衡螺母的方法：把平衡螺母向指针偏向的反方向调，如指针左偏，向右调平衡螺母
④测：把被测物体放在天平的左盘，估计一下被测物体的质量，用镊子按“先大后小”的顺序向右盘依次试加砝码。若所有合适的砝码都用上后，天平仍不平衡，再调节游码在标尺上的位置，最终使天平的横梁平衡（或指针左右摆动幅度相等）
注意：放物体和砝码要“左物右码”，加砝码要“先大后小”
⑤读：右盘里砝码的总质量加上游码在标尺上所对应的刻度值，就等于左盘里物体的质量
⑥收：测量完毕。应把物体取下，用镊子把砝码放回盒内，把游码拨回标尺的零刻线处，以备下次使用。
注意：书P13的关于台秤的图要会看
补充：如何测一枚大头针或一张邮票的质量？
例题：
1.关于质量的说法正确的是
A.水结成冰后，质量变大了 B.把铁块加热后，再锻压成铁片，质量变小
C.物理课本在广州和在北京时，质量是一样的 D.1kg的棉花和1kg的铁块的质量并不想等
2.一根铜棒，在下列各种情况下，质量会发生变化的是
A.把铜棒加热到100oC B.把钢棒压成一张薄铜板
C.宇航员把铜棒带上月球 D.用锉刀对钢棒进行加工
3.用托盘天平测量物体的质量，测量过程中向右移动游码的作用相当于
A.向左调节平衡螺母 B.向右调节平衡螺母 C.往右盘里增加砝码 D.从右盘里减去砝码
4.下列物体中，质量约为的是
A.一颗图钉 B.一册九年级物理课本 C.一张学生课桌 D.一把木椅
5.小红用托盘天平测物体质量时，将被测物体和砝码位置放反了。若天平平衡时，左盘上放着100g和20g的砝码各一个，游码读数是4g，则物体的质量是
A.124g B.122g C.118g D.116g
6.小丽用调节好的天平称一个苹果的质量，天平平衡后，她发现右盘砝码总质量为100g，游码所在位置为0.4g，则这个苹果的质量为________g
7.小刚在调节天平平衡时，游码未回零，位于标尺的0.2g的位置，然后用调节好的天平称量苹果，最终读数为121.8g，则苹果的质量应为__________g
8. 某同学用托盘天平测一物体的质量，天平平衡时，右盘中三个砝码分别是50 g、20 g、10 g，游码位置如图10—1所示，则该物体质量是____.
图10—1
思考题：有27个钢球，外形完全一样，其中一个中间有气泡而偏轻。现给你一架不带砝码的天平，你怎样最快地把此球选出？最少要称几次？
复习：
1.在使用托盘天平测量物体的质量时，会造成测量结果偏小的是
A.使用磨损的砝码
B.调节天平平衡时，忘了把游码拨到左端的零刻线处
C.调节横梁平衡时，指针偏向分度盘左边就停止调节平衡螺母
D.读数时，头部偏向游码右边，会造成视线与游码左端的标尺不垂直
2.关于卢瑟福提出的原子结构的核式模型，下列说法中不正确的是
A.原子由质子和中子组成 B.原子由原子核和电子组成
C.原子的质量几乎集中在原子核内 D.原子核位于原子中心，核外电子绕原子核高速旋转
3.台秤是一种称量质量的工具。使用前，将台秤放在水平面上，游码置于零刻度，调节
使秤杆水平平衡。某次称量情况如图11，被称货物的质量是 kg。
4.使用天平时，应将天平放在______上，将_________拨到标尺左端的_______处，如果横梁不平衡时，应根据指针偏转的方向调节横梁右端的____________，直至横梁平衡。若横梁的左臂偏高，应该向___________转动螺母。
第三节 密度
一． 物质的质量与体积的关系
1.实验探究
（1）选取体积相同的实心长方体木块、铝块、铁块，用天平测出它们各自的质量，用刻度尺分别测出边长后算出它们的体积
（2）选取大小不同的若干正方体铝块，用天平测出它们各自的质量，用刻度尺分别测出边长后算出它们的体积
2.实验结论
（1）同种物质，质量与体积的比值是一个定值
（2）不同的物质，质量与体积的比值一般不同
（3）体积相同时，质量与体积比值大的物质的质量大
补充:液体的密度不一定小于固体的密度
二.密度
1.密度
（1）某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度
（2）密度是物质的一种特性，不随该物质组成的物体的质量、体积的变化而变化。
2.密度公式
，其中m表示质量，V表示体积，表示密度
（1）同种物质的物体，密度一定时，该物体的质量与体积成正比，即一定时，
（2）不同物质的物体，体积一定时，该物体的质量与密度成正比，即V一定时，
（3）不同物质的物体，质量一定时，该物体的体积与密度成反比，即m一定时，
3.密度单位
（1）国际单位制中密度的单位：kg/m3，除此之外，常用密度单位还有g/cm3
（2）单位的换算
1kg/m3==110-3g/cm3
例题：
1.甲、乙两立方体的边长是2:1，质量之比是4:3，那么甲、乙两物体的密度之比是
A.3:8 B.3:2 C.1:6 D.2:3
2.由质量相等的甲、乙两种金属制成合金块，这两种金属的密度分别为，若总体积不变，则合金密度为
A. B. C. D.
3. 由体积相等的甲、乙两种金属制成合金块，这两种金属的密度分别为，若总体积不变，则合金密度为
A. B. C. D.
4.一个实心球是由密度分别为1和2两个半球组成的（12），测得该球的平均密度恰好和水的密度相同，则
A.1+2 =水 B. 1+2=4水 C.1+2=2水 D.
5.人体的密度近似水的密度，一个初三学生身体体积最可能是
A.0.005m3 B.0.05m3 C.0.5m3 D.5m3
6. 人们常说“铁比木头重”这句话的科学含义是
A．铁块的质量比木块的质量大 B．铁块受的重力比木块受的重力大
C．铁块的密度比木块的密度大 D．拿起铁块比拿起木块费力
7. 一只塑料桶最多能装5 kg汽油，如果用它来装水的话，桶内最多能装的水质量为
A．等于5 kg B．大于5 kg C．小于5 kg D．无法判断
8. 有三只相同的杯子里盛有体积不等的水，小明同学将质量相等的实心铁块、铝块、铜块分别浸没在这三只杯子的水中，通过比较他发现三只杯子中水面高度正好相同，则原来盛水最多的杯子是 （铜>铁>铝）
A．放入铜块的杯子 B．放入铝块的杯子
C．放入铁块的杯子 D．无法判断
9.分别由不同物质a、b、c组成的三个实心体，它们的质量和体积的关系如图1所示，由图可知
A.a物质的密度最大 B.c物质的密度最大
C.b物质的密度是2×103kg/m3 D.条件不足，无法判断
10.甲物质的密度为2.5t/m3，乙物质的密度为2.5kg/dm3，丙物质的密度为2.5g/cm3，丁物质的密度为250kg/m3，其中密度最小的物质是
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
11.体积和质量相等的铜球和铝球，以下说法不正确的是
A.铜球一定是空心的 B.铝球一定是空心的
C.如果铝球是空心的，则铜球一定是空心的 D.如果两个球都是空心的，则铜球空心更大些
12.下列说法中，质量和密度都不变的是
A.被“神六”从地面带入太空的照相机 B.密闭容器内的冰熔化成水
C.一支粉笔被老师用去一半 D.矿泉水喝掉一半后放入冰箱冻成冰
13.你所在的教室内空气的质量大约是 （）
A.几十克 B.几千克 C.几百千克 D.几十毫克
14.有大小相等、用不同材料制成的甲、乙两实心球，当天平的右盘放上两个甲球，左盘上放上三个乙球时，天平恰好处于平衡状态，那么
A.甲、乙两球的质量之比是3:2 B.甲、乙两球的质量之比是2:3
C.甲、乙两球的密度之比是3:2 D.甲、乙两球的密度之比是2:3
15.一个质量为0.25kg的玻璃瓶，盛满水时称得质量是1.5kg，若盛满某液体时称得质量是1.75kg，那么这种液体的密度是
A. B. C. D.
16.体积为1m3的冰块全部熔化成水后，水的质量是________kg，水的体积是__________m3。（）
17.一个瓶子最多能盛1kg的水，这个瓶子的容积是______m3,；若用这个瓶子装密度为0.9103kg/m3,的食用油，用这个瓶子最多能装______kg的食用油。
18.市场上出售一种“金龙鱼”牌食用调和油，瓶上标有“5L”字样，已知瓶内调和油的密度为0.92103kg/m3，则该瓶由的质量是______kg。如果调和油用去一半，则剩余半瓶调和油的密度是__________
18.医院里有一只氧气瓶，容积是10dm3，装有密度为2.5kg/m3的氧气，某次抢救病人用去了5g氧气，则瓶内剩余氧气的密度是__________kg/m3
第四节 测量物质的密度
一.量筒的使用
1.使用前，首先要认清量筒的最大测量值和分度值，在测量前应根据被测物体的尺度和测量精度的要求来选择合适的量筒。
2.读数时，视线应与量筒内液体凹液面的最低处（或凸液面的最高处）保持相平。
3.单位
1mL=1cm3，1L=1dm3
二.固体体积的测量
对于像石块这种不溶于水但形状不规则的固体，我们往往使用“排水法”进行测量。
排水法：先在量筒中倒入适量的水，读出其体积V1，然后用细声系住（体积忽略不计的绳）固体，慢慢放入量筒的水中，读出这时的体积V2，则被测固体的体积是V=V2-V1
三.测物质的密度的方法（实验原理：）
1.测固体密度的方法（形状不规则且不溶于水的固体）
（1）将被测固体放在天平上称出其质量为m
（2）在量筒中倒入适量水，读出水的体积V1,
（3）然后用细绳将固体系好，放入量筒中，读出此时水的体积V2
设计表格
次数
固体的质量m/g
固体放入前水的体积V1/m3
固体和水的总体积V2/m3
固体的体积V=（V2-V1）/m3
固体的密度/（g•cm3）
1
2
3
2.测液体密度的方法
（1）将被测液体倒入烧杯中，用天平测出总质量为m1
（2）再将烧杯中的液体倒入量筒中一部分，读出体积V
（3）将盛有剩余液体的烧杯放在天平上，称出所剩液体和烧杯质量为m2
设计表格
次数
烧杯和液体的总质量m1/g
烧杯和所剩液体的质量m2/g
量筒中液体的质量m=m1-m2/g
量筒中液体的体积V/m3
液体的密度/（g•cm3）
1
2
3
例题：
1. 薛悟理同学在实验宝里用托盘天平和量筒测某种矿石的密度．采取了如下的实验操作：
A．将矿石用细线系好后慢慢地放入量筒中并记下总的体积．
B．把游码放在标尺的零刻度线处，调节横梁上的螺母，使横梁平衡
C．把天平放在水平桌面上．
D．将矿石放在左盘中。将砝码放在右盘中并移动游码直至横梁平衡
E，在量筒中倒入一定量的水并记下水的体积．
(1)正确的实验操作顺序是 (只填标号)
(2)在调节天平时，发现指针如图9甲所示偏向分度盘的右侧，此时应将平衡螺母向 调．
(3)用天平称矿石的质量，把矿石放在天平的左盘。天平平衡时．放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图9乙所示；量筒量出矿石的体积如图9丙所示，由此可知，矿石的密度ρ= kg/m3．
2. 小明在实验室里测量一块形状不规则、体积较大的矿石的密度。
⑴用调节好的天平测量矿石的质量，当天平平衡时，右盘中砝码和游码的位置如图甲所示，矿石的质量是 g。
甲 乙
⑵因矿石体积较大，放不进量筒，因此他利用一只烧杯，按图乙所示方法进行测量，矿石体积是 cm3。
⑶矿石的密度是 kg/m3，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”“不变”）。
3.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）
4. 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：（等效代替法）
（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。
5. 有一只玻璃杯、水和天平，怎样测出小石子的密度？（等效代替法）
6.要检验牛奶是否为纯牛奶，我们可以测出牛奶的密度。现给你一架天平、一个空奶瓶和足量的水，请设计合理的方案测出牛奶的密度，并写出牛奶密度的表达式。
7.下面是小方设计的“测食用油密度”的实验方法：用天平测出空烧杯的质量m1，向烧杯内倒入适量食用油，再测出烧杯和食用油的总质量m2，然后把烧杯内的食用油全部倒入量筒中，读出量筒内食用油的体积为V1，根据他的设计，回答下列问题：
（1）按该实验方案进行测量，食用油密度的表达式是____________，上述实验方案存在的问题是误差较大，试分析产生误差较大的主要原因__________________________________（2）请你将上述实验方案进行改进并写出主要实验步骤
①__________________________________________________
②__________________________________________________
③__________________________________________________
（3）在下方设计一个实验表格，用于记录改进后测量的数据以及所得的结果
复习：
1.下列说法正确的是
A.一块砖切成体积相等的两块后，砖的密度变为原来的一半
B.铁的密度比铝的密度大
C.铜的密度是是8.9103kg/m3，表示1m3铜的质量是8.9103kg
D.密度不同的两个物体，其质量一定不同
2.跟自行车打气，里面气体的密度将
A.增大 B.减小 C.不变 D.以上情况都有可能
3.同种材料制成的甲、乙两个物体，它们的体积之比是3:1，则这两个物体的密度之比是
A.1：1 B.1:3 C.3:1 D.9:1
4.下列有关密度的说法正确的是
A.一滴水的密度小于一桶水的密度
B.因为铝的密度小于铁的密度，所以铝比铁轻
C.液体的密度一定小于固体的密度
D.不同物质的密度一般不同
5.长度相同，材料也相同的甲、乙两个实心圆柱体，甲的直径是乙的直径的两倍，则甲的密度是乙的密度的__________倍，甲的质量是乙的质量的_________倍
6.在“探究物质的密度”的实验中，图12所示是我们实验用的天平，砝码盒中配备的砝码有100g、50g、20g、10g、5g等。
请填写下列空格：
(1）调节天平时应将________移至______的零刻度处，然后调节________，使天平横梁平衡。
(2）小王同学进行了下列实验操作：
A．将烧杯中盐水的一部分倒入量筒，测出这部分盐水的体积V；
B．用天平测出烧杯和盐水的总质量ml；
C．用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2；
以上操作的正确顺序是：________________ (填字母代号)。
(3)小王测量烧杯和盐水的总质量ml时，估计盐水和烧杯的总质量在150g左右。试加砝码时，应用镊子夹取100g、50g砝码各1个放入右盘中，若指针右偏，则应取下______g砝码，试加上其它砝码，同时调节游码。
(4)图13是小李同学在实验操作过程中的情况。他的错误是：
_________________________________________________________
7.在“探究液体的密度”实验中：
（1）使用天平时，应将天平放在水平台面上，游码移至称量标尺左端的_______刻度线上；若指针偏向分度标尺的左边，应将平衡螺母向________调节直到横梁平衡（选填“左”或“右”）；
（2）用调好的天平测量液体的质量，一位同学的测量情况如图18所示，则烧杯和液体的总质量是_________g；若烧杯的质量是20g，则液体的质量是_________g。
（3）甲、乙、丙、丁四组同学分别量取了不同体积的同种液体，并测量出液体的质量，老师将他们的测量结果列在黑板上，如下表所示。经分析，发现四组同学的测量数据中，有一组同学的测量数据存在错误，你认为错误的是________组，你的判断方法是：____________________________。
组 别
甲
乙
丙
丁
液体的质量m / g
8.0
16.2
19.8
31.8
液体的体积V / cm3
10.0
20.0
30.0
40.0
8. 为了研究物质的某种特性，某同学选用了三种不同材料制成的长方体样品，他用实验中测得和经过计算的数据见下表。
实验次数
样品
质量
（g）
体积
(cm)
质量/体积
(g/cm)
1
铝块1
21.6
8.0
2.7
2
铝块2
43.2
16.0
2.7
3
松木1
4.0
8.0
0.5
4
松木2
16.0
32.0
0.5
5
钢块
71.2
8.0
8.9
(1)对实验1、2或3、4中的实验数据进行比较，可以得的结论是，同种物质，它的质量跟体积成______________，单位体积的质量_______________
(2)比较1、3、5中的实验数据，可以得出的结论是；相同体积的不同物质，质量___________，不同物质的_____________一般不相同
第五节 密度与社会生活
一．密度与温度
1.气体密度与温度的关系（事例）
（1）在室温下，吹鼓两个气球，分别把它们放在冰箱的冷藏室和炉火附近。
①冰箱中的气球体积变小，说明：气体温度下降，分子间的距离变小，体积变小，而质量不变，因此气体密度变大
②炉火附近的气球体积变大，说明：气体温度上升，分子间的距离变大，体积变大，而质量不变，因此气体密度变小
（2）把风车放在点燃的酒精灯附近，风车能转动起来
蜡烛燃烧，使空气密度减小，上升，而温度低的冷空气会从四面八方流动过来，从而使蜡烛火焰周围形成向上的气流，因此使风车转动起来
（3）结论：温度升高，密度减小；温度降低，密度增大
2.液体、固体密度与温度的关系
一般情况下，也满足上述结论，即温度升高，密度减小；温度降低，密度增大。但是，固、液体的热胀冷缩并不像气体那样明显。
3.特例
实验表明，4oC的水密度最大。当温度高于4oC时，随着温度的升高，水的密度越来越小；当温度低于4oC时，随着温度的降低，水的密度也越来越小。水凝固成冰时体积变大，密度变小。水在0oC~4oC时，出现反常膨胀现象。
注意：在严寒冬天，河面封冻了，河底的鱼儿仍然可以自由自在的游弋，此时河堤的温度大约是4oC
思考：寒冷的北方的冬天，自来水管为什么会被冻裂？
二.密度与物质的鉴别
考察点主要是判断空心实心问题以及混合密度问题
例题：
1.将一钢球放入盛有100mL水的量筒中，水水面上升到160mL处。又用天平称出该球质量为234g，此钢球是空心还是实心的？若为空心的，在空心部分注满煤油，那么钢球的总质量为多少？（）
2.用盐水选种，要求盐水的密度是1.1kg/m3，现在配制了0.5m3的盐水，称得盐水的质量为0.6kg，这种盐水合不合要求？若不合要求，应加盐还是加水？加多少千克？
3.有一个玻璃瓶，它的质量为0.1kg，当瓶内装满水时，瓶和水的总质量为0.4kg。用此瓶装金属粒若干，瓶和金属颗粒的总质量是0.8kg，若在装金属颗粒的瓶中再装满水时，瓶、金属颗粒和水的总质量为0.9kg，求
（1）玻璃瓶的容积（2）金属颗粒的质量（3）金属颗粒的密度
4.小华家的晒谷场上有一堆稻谷，体积为4.5m3，为了估测这堆稻谷的质量，他用一只空桶平平地装满一桶稻谷，测得桶中的稻谷的质量为10kg，再用这只桶装满一桶水，测得桶中水的质量为9kg，那么这堆稻谷的总质量约为多少吨？
5..物质从液态变为固态时，下列关于体积变化的正确说法是
A．体积都变小 B．体积都变大
C．有的体积变小，有的体积不变 D．以上均不正确
6.有一件金、铜两种金属制成的工艺品，如果铜的体积占总体积的六分之一，制成这个工艺品的合金的密度是____________kg/m3。（）
7.某工厂生产的酒精，要求含水量不超过10%，用测密度的方法检查产品的质量，则密度在_____________kg/m3到_____________ kg/m3范围内的酒精是合格的
8.某同学称得10dm3的黄河水的质量为10.18kg，已知沙的密度为2.5103kg/m3，则每立方米的黄河水中含沙___________kg
9.市场上出售的“洋河酒”，包装上注明的净含量为500mL，酒精度为55%，求这瓶酒的质量为__________g
13
用心 爱心 专心
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