中考專題訓(xùn)練第十一章 多彩的物質(zhì)世界

中考專題訓(xùn)練第十一章多彩的物質(zhì)世界動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理重點(diǎn)講解這些數(shù)值是如何計(jì)算出來的重點(diǎn)講解圖2圖1在課本中，說到分子的小，舉了兩個(gè)例子，一是將一滴油酸在水面上散開后，可形成厚度為10－10m的薄油層，說明分子的直徑就是10－10圖2圖1第二個(gè)例子是數(shù)1cm3空氣中分子的個(gè)數(shù)。如果在一個(gè)容積為1cm3的小盒子上開一個(gè)小孔，如圖2所示，每秒讓1億個(gè)分子跑出來，要經(jīng)過9000年，容器中的分子才能全部跑出來。這9000年是怎樣計(jì)算出來的呢？由于1cm3的空氣中有×，約9000年。授之以漁授之以漁注重理解本質(zhì)，熟悉天平使用天平的使用共分為如下四步，每步在實(shí)際測量中都會(huì)出現(xiàn)一些不同情況，我們應(yīng)該注重從本質(zhì)上理解天平的構(gòu)造、原理，從而進(jìn)一步熟悉天平的使用。第一步：使用天平時(shí)，應(yīng)將天平放在水平工作臺(tái)上。例1、下列做法是否正確，為什么？(1)將己調(diào)好的天平移動(dòng)一下位置后，可以直接稱量；(2)不管桌面是否水平，只要調(diào)平橫梁就可以稱量；分析：(1)不正確。因?yàn)樘炱诫m然己調(diào)好，但移動(dòng)位置后，底面是否水平是不知道的，所以此時(shí)仍要繼續(xù)觀察橫梁是否平衡，如果不平，仍需要繼續(xù)調(diào)節(jié)；(2)不正確。天平平衡的標(biāo)志雖然是橫梁平衡，但它是建立在底面水平基礎(chǔ)上的，如果底面不水平，刀口的位置就可能不在中央，兩盤到刀口的距離就不相等了。圖1第二步：使用前，將游碼移至稱量標(biāo)尺左端的“0圖1例2、（2022年鎮(zhèn)江）如圖1所示，實(shí)驗(yàn)室里常用托盤天平測量物體的_________，請你指出圖中在調(diào)節(jié)天平時(shí)的錯(cuò)誤是：_________________________。分析：托盤天平是用來測量物體質(zhì)量的；圖中的錯(cuò)誤在于游碼沒移至稱量標(biāo)尺左端的“0”刻度線上；就調(diào)節(jié)平衡螺母，這很難使其平衡。第三步：天平的右盤放置砝碼，左盤放置需稱量的物品，添加砝碼和移動(dòng)標(biāo)尺游碼，使指針對(duì)準(zhǔn)分度標(biāo)尺的中央刻度線，此時(shí)砝碼質(zhì)量與稱量標(biāo)尺上的示數(shù)之和即為所稱量的物品的質(zhì)量。例3、(2022年廣西桂林)在“用天平稱物體質(zhì)量”的實(shí)驗(yàn)中，張強(qiáng)同學(xué)用已調(diào)節(jié)好的天平在稱物體質(zhì)量時(shí)，通過增、減砝碼后指針偏在分度盤中線左邊一點(diǎn)，這時(shí)應(yīng)該（）A．把橫梁右端螺母向右旋出一些B．把橫梁右端螺母向左旋進(jìn)一些C．把天平右盤的砝碼減少一些D．向右移動(dòng)游碼分析：由于該天平己調(diào)好，并在盤內(nèi)添加了砝碼，所以就不能調(diào)節(jié)螺母了，故A、B不對(duì)；此時(shí)橫梁仍不能平衡，就需要通過調(diào)節(jié)游碼來調(diào)節(jié)，故選D。例4、（2022年淮安）用托盤天平測量物體的質(zhì)量。測量過程中向右移動(dòng)游碼的作用相當(dāng)于()A．向左調(diào)節(jié)平衡螺母B．向右調(diào)節(jié)平衡螺母C．往右盤里增加砝碼D．從右盤里減去砝碼20g圖220g圖220g5g012345g例5、（2022年無錫）用托盤天平測量金屬塊的質(zhì)量時(shí)，天平左盤放金屬塊，右盤放砝碼，移動(dòng)游碼后，使天平再次平衡。若右盤中砝碼及游碼指示位置如圖2所示，則金屬塊的質(zhì)量為________g。分析：物體的質(zhì)量應(yīng)等于砝碼的質(zhì)量加上稱量標(biāo)尺上的示數(shù)。砝碼質(zhì)量為20g+20g+5g=45g，稱量標(biāo)尺每個(gè)最小格為0.2g，則標(biāo)尺上的示數(shù)為2.4g；則物體的質(zhì)量為45g+2.4g=47.4g。例5、小明同學(xué)使用天平測物體質(zhì)量時(shí)，不留神，將物體和砝碼位置放反了，當(dāng)天平平衡時(shí)，左盤中共用到了20g、20g、5g砝碼各1個(gè)，此時(shí)游碼指示的示數(shù)是2.4g，則物體的實(shí)際質(zhì)量應(yīng)該為()A．47.4gB．42.6gC．45gD．無法知道物體的質(zhì)量分析：用天平稱量物體質(zhì)量時(shí)，實(shí)際上兩盤及游碼質(zhì)量存在如下關(guān)系：左盤物體的質(zhì)量=右盤物體的質(zhì)量+游碼對(duì)應(yīng)的示數(shù)；針對(duì)該題，則20g+20g+5g=物體質(zhì)量+2.4g，則物體質(zhì)量=42.6g，選B。第四步：從砝碼盒中取砝碼時(shí)，必須用鑷子夾取，不要用手提取。例6、某同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開砝碼盒，發(fā)現(xiàn)鑷子沒有了，他該如何取放砝碼呢？分析：從砝碼盒中取砝碼時(shí)，不要用手提取的目的是防止手上的汗液對(duì)砝碼產(chǎn)生腐蝕作用，致使砝碼的質(zhì)量出現(xiàn)偏差；如果沒有鑷子，只要手不接觸砝碼就行，可以通過干凈的布、紙墊著取放。授之以漁授之以漁出了問題的天平怎么辦？天平是一個(gè)精密的測量工具，它的使用也有一套完整的程序，但是用天平測質(zhì)量時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些小的問題，對(duì)這些問題的正確處理正是考查對(duì)天平使用的一個(gè)熱點(diǎn)。一、天平的調(diào)節(jié)正確步驟：把天平放在水平桌面上易于操作的地方，用鑷子把游碼輕輕撥至標(biāo)尺左側(cè)的零位，調(diào)節(jié)平衡螺母，使橫梁水平平衡。習(xí)題1、小華在調(diào)節(jié)天平時(shí)，忘記了將游碼歸零，結(jié)果用這架天平稱物時(shí)()A．測量值大于真實(shí)值B．測量值小于真實(shí)值C．測量值等于真實(shí)值D．條件不足，不好判斷分析：游碼沒歸零，調(diào)節(jié)天平平衡時(shí)我們可以通過調(diào)節(jié)螺母使其重新平衡，再用它測量物體質(zhì)量又平衡時(shí)，沒歸零的游碼所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量值將加入物體的質(zhì)量，故測量的質(zhì)量值將增大。習(xí)題2、小明用一架托盤天平測量物體的質(zhì)量時(shí)，將己調(diào)好的天平又移動(dòng)了一個(gè)新位置，則此時(shí)()A．不用調(diào)節(jié)，直接可以測量物體的質(zhì)量B．應(yīng)該在新位置再次調(diào)節(jié)，才能測物體的質(zhì)量分析：托盤天平使用時(shí)應(yīng)該放在水平桌面上，如果在某個(gè)位置己調(diào)好，換了個(gè)位置，則不能保證這個(gè)位置與原來的確在一個(gè)平面上，故應(yīng)該重新調(diào)節(jié)天平，使其橫梁平衡，然后再測物體的質(zhì)量。習(xí)題3、某實(shí)驗(yàn)室有一架托盤天平(帶有一盒砝碼)，橫梁上的調(diào)節(jié)螺母己無法旋動(dòng)，其它部件均保持完好，天平的等臂性沒有改變。將它放在水平桌面上觀察橫梁平衡時(shí)，指針總偏向分度盤的左端，調(diào)換左、右兩盤的位置也無法改變這種狀況。請你使用這架天平，測出一個(gè)小金屬塊的質(zhì)量。要求簡述測量過程，表達(dá)出測量結(jié)果。(可以選用生活中常見的材料)____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。分析：用天平測質(zhì)量前應(yīng)把橫梁調(diào)平衡，調(diào)節(jié)橫梁平衡必須用螺母。該題中螺母己無法使用，螺母的作用就是將質(zhì)量不相等的兩盤調(diào)節(jié)成相等的，向右旋動(dòng)螺母相當(dāng)于右盤增加了一定質(zhì)量的物體，向左旋動(dòng)螺母相當(dāng)于左盤增加了一定質(zhì)量的物體?，F(xiàn)在螺母不能旋動(dòng)了，只能人為地向質(zhì)量較小的盤增加小重物了。指針總偏向左端，說明左盤質(zhì)量大，右盤質(zhì)量小，所以把游碼放在標(biāo)尺左端的0刻線處，在天平右盤加些小物件(如小砝碼、橡皮泥等)，就能使天平橫梁平衡；然后將待測金屬塊再放到天平左盤上，在右盤上加砝碼，并調(diào)節(jié)游碼，直至天平重新平衡。則右盤中砝碼的質(zhì)量加游碼所對(duì)的刻度值，就是待測金屬塊的質(zhì)量。二、測質(zhì)量時(shí)的方法正確步驟：把待測物體物在左盤，估計(jì)被測物體質(zhì)量的大小，用鑷子夾取適當(dāng)?shù)捻来a輕放在右盤中，用鑷子輕撥游碼，使指針在中央刻度線兩側(cè)擺動(dòng)的幅度基本相同時(shí)，就表示天平己經(jīng)平衡了，那么右盤中砝碼的質(zhì)量加上游碼對(duì)應(yīng)的質(zhì)量值，就是物體的質(zhì)量。習(xí)題4、天平用久了，砝碼會(huì)造成磨損，用這種受磨損的砝碼來稱物體的質(zhì)量，其測量結(jié)果將()A．偏大B．偏小C．不受影響D．無法判斷分析：砝碼磨損后的質(zhì)量減少，但所表示的質(zhì)量沒變，所以測量結(jié)果會(huì)變大。習(xí)題5、用調(diào)節(jié)好的天平去測量物體的質(zhì)量，在天平的右盤里無論如何加減砝碼，都不能使橫梁平衡，則此時(shí)可采用的方法是（）A．交換托盤B．移動(dòng)游碼C．調(diào)節(jié)橫梁上的平衡螺母分析：使用己調(diào)節(jié)好的天平去測量物體的質(zhì)量時(shí)，螺母和托盤都不能再調(diào)了，因?yàn)樗鼈兌际窃诜盼矬w之前就已經(jīng)調(diào)好的；由于天平砝碼的配制并不是所有規(guī)格的砝碼都有，在最小砝碼以下的質(zhì)量是靠移動(dòng)游碼對(duì)應(yīng)的刻度來代替的，向右撥動(dòng)游碼，相當(dāng)于向右盤增加了一定質(zhì)量的小砝碼；；若在右盤里加一個(gè)最小的砝碼，右盤下沉，則表示右盤應(yīng)該加一個(gè)比最小砝碼更小的砝碼，這時(shí)就通過移動(dòng)游碼來完成這項(xiàng)任務(wù)，故選C。習(xí)題6、用托盤天平稱物體質(zhì)量時(shí)，將被測物體和砝碼放錯(cuò)了位置。若天平平衡時(shí)，左盤放100g和20g的砝碼各一個(gè)，游碼所對(duì)應(yīng)的刻度值是A．124gB．122gC．118分析：向右撥動(dòng)游碼，相當(dāng)于在右盤增加了一定的質(zhì)量，則天平平衡時(shí)存在：左盤中的質(zhì)量=右盤中的質(zhì)量+游碼對(duì)應(yīng)的質(zhì)量值。結(jié)合本題，就存在以下等式：100g+20g=物體的質(zhì)量+4g，即物體的質(zhì)量=120g－4g一題多解一題多解巧用天平分辨真?zhèn)晤}目：有七只同種材料制成、外形完全相同的小零件，已知其中一只內(nèi)部的缺陷，質(zhì)量偏小，想用托盤天平來尋找這只零件，排除偶然因素，至少需要使用天平幾次()A．4次B．3次C．2次D．1次分析：有缺陷的零件，說明其質(zhì)量和其它的零件質(zhì)量是不同的。因天平兩托盤放質(zhì)量相等的物體時(shí)，它就會(huì)平衡，所以我們可以通過將不同的零件放到天平上，觀察天平的平衡情況來判斷有缺陷零件的是哪一個(gè)。方法(一)：因零件總數(shù)是7個(gè)，我們將3個(gè)放在天平的左盤，3個(gè)放在天平的右盤，剩下1個(gè)。如果天平平衡，則剩下的1個(gè)為有缺陷的零件，此時(shí)只用1次就可確定。這就屬于“偶然因素”，因我們不考慮這種情況，那就是指天平不平衡時(shí)的狀態(tài)；如果天平不平衡，則向上翹起的托盤中一定含有缺陷零件。同理，對(duì)于這3個(gè)零件，我們將2個(gè)分別放在天平的兩盤，如果天平平衡，則剩下的就是有缺陷零件；如果不平衡，上翹的盤中即為有缺陷零件。故需要使用天平2次。方法(二)：我們也可將零件分成這樣的三部分，2、2、3。天平的每盤放2個(gè)零件，如果天平平衡，則缺陷零件一定在剩下的3個(gè)零件中，我們可以通過再次在天平的兩盤各放1個(gè)來判斷出，也需要2次；如果天平不平衡，則上翹的盤中2個(gè)零件必有一個(gè)有缺陷，然后將這兩個(gè)再放到天平上比較，則上翹的盤中零件為有缺陷的，也使用天平2次?？磥恚襁@樣找有缺陷零件的題目，必須已知有缺陷零件的質(zhì)量是偏小還是偏大，如果零件的總數(shù)為N，則用天平找出次品的最少稱量次數(shù)(排除偶然因素)有以下規(guī)律：當(dāng)N≤3時(shí)，只需要1次；當(dāng)3<N≤32時(shí)，只需要2次；當(dāng)32<N≤33時(shí)，只需要3次；……當(dāng)當(dāng)3n－1<N≤3n時(shí)，只需要n次.如果我們把上題改一下，看你判斷：1、有7只同種材料制成、外形完全相同的小零件，已知其中一只內(nèi)部的缺陷，質(zhì)量偏大，想用托盤天平來尋找這只零件，排除偶然因素，至少需要使用天平幾次()A．4次B．3次C．2次D．1次2、有17只同種材料制成、外形完全相同的小零件，已知其中一只內(nèi)部的缺陷，質(zhì)量偏小，想用托盤天平來尋找這只零件，排除偶然因素，至少需要使用天平幾次()A．4次B．3次C．2次D．1次答案：1、C；2、B。授之以漁授之以漁三種提供信息方式的橫向比較在習(xí)題中，有許多向我們提供信息的方式，其中以圖示、表格、圖像提供的信息最為廣泛。下面我們就這三種提供信息的方式進(jìn)行橫向比較，以總結(jié)出其中的規(guī)律。一、以圖示的方式提供信息012345g50g10g01234550g151020304050圖1分析：由圖示可知，天平左盤放物體，右盤放砝碼，游碼被撥到一定的位置，故左盤中物體的質(zhì)量為50g+10g+5g+1.8g=66.8g，杯中液體的質(zhì)量為66.8g－30g=36.8g；液體的體積我們可以通過量筒的讀數(shù)得到，其體積為V=46mL=46cm3；則液體的密度為(g/cm以圖示方式提供信息主要是為了考查視圖能力、實(shí)驗(yàn)的基本操作、及簡單的單位換算等。做題時(shí)要特別注意一些小的環(huán)節(jié)，如游碼表示的質(zhì)量大小不能忽略、減去燒杯的質(zhì)量才是液體的質(zhì)量、量筒中每小格的體積是2mL等，不細(xì)心反而會(huì)造成大失誤。二、以表格的方式提供信息習(xí)題2、固原縣有一個(gè)女生研究小組，由于她們無法直接獲取黃河水，因而設(shè)計(jì)并進(jìn)行了黃河水含沙量的模擬研究。她們在一個(gè)量筒中放入50g干燥的“黃土”，先倒入250mL清水，接著每次加入50mL(1)分析右表中的有關(guān)數(shù)據(jù)，你認(rèn)為泥沙水的含沙量和泥沙水的密度有什么關(guān)系？序號(hào)泥沙質(zhì)量/g水體積/cm3泥沙水體積/cm3泥沙水質(zhì)量/gx含沙量/kg·m－3泥沙水密度/kg·m－3150250276300250300324350350350375400450400425450(2)研究小組發(fā)現(xiàn)，她們的實(shí)驗(yàn)可以測得“黃土”的密度，請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)算出“黃土”的密度，并作必要的說明。分析：在第1問中，欲找出泥沙水的含沙量和泥沙水的密度有什么關(guān)系，應(yīng)該在最后兩欄中進(jìn)行比較。由表可知，含沙量越大，泥沙水的密度就越大。在第二問中，欲求“黃土”的密度，應(yīng)知道它的質(zhì)量和體積，其質(zhì)量是已知的，為50g，那么它的體積是多大呢？這要求我們通過表格將它的體積得出來，通過比較我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，表中第3列和第4列分別列出的是水的體積和泥沙水的體積，其差就是“黃土”的體積，這四次的體積分別是26cm3、24cm3、25cm3、25cm3，我們?nèi)∑淦骄禐?5cm3。故“黃土”的密度(g/cm3)=2×103V/V/cm3m/g123甲乙圖2三、以圖像的方式提供信息習(xí)題3、如圖2所示，為質(zhì)量、體積的關(guān)系圖像，請根據(jù)圖像回答下列問題：(1)甲物質(zhì)的密度ρ甲為多少？(2)甲物質(zhì)的密度是乙物質(zhì)密度的幾倍？分析：(1)在圖像中，甲物質(zhì)對(duì)應(yīng)兩組非常明顯的數(shù)值，一組是m1=2.7g，V=1cm3；一組是m2=5.4g，V=2cm3。使用任何一組都可將甲的密度計(jì)算出來，故(g/cm3)=×103kg/m3(2)由圖像可知，在質(zhì)量都是2.7g時(shí)，甲對(duì)應(yīng)的體積是1cm3，乙對(duì)應(yīng)的體積是3cm3用圖像的方式提供信息也為我們提供了大量的數(shù)值，只要在圖像中選其合適的數(shù)值就可計(jì)算，這種狀態(tài)量的給予是通過兩坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)的量來實(shí)現(xiàn)的。授之以漁授之以漁如何讓物理計(jì)算變簡單密度這部分涉及的物理計(jì)算較多，不少同學(xué)在這里卡了殼，有的題知道怎樣做，可就是不知從何下手，有的知道怎樣解，可就是結(jié)果算不對(duì)，計(jì)算速度極慢。針對(duì)這種情況，我向大家提幾點(diǎn)建議，希望對(duì)同學(xué)們有所幫助。一、用科學(xué)計(jì)數(shù)法習(xí)題1、一個(gè)體積為的鐵球，其質(zhì)量是1.58kg分析：對(duì)于該球是否空心，我們有三種比較有方法，一是比較其密度，二是比較其質(zhì)量，三是比較其體積。聯(lián)系下面的問題，比較其體積還是較為簡便的，它可以在求注入水的質(zhì)量時(shí)快速算出空心的體積。如果質(zhì)量為1.58kg的球是實(shí)心的，其體積應(yīng)為，即，由于實(shí)際體積是dm3，故該球是空心的。空心部分的體積是V′=dm3－dm3=dm3，能注入水的質(zhì)量是m=ρ水V′=×103kg/m3××10－3在該題中，運(yùn)用科學(xué)計(jì)數(shù)法，將體積的得出變的簡單，如果密度表示為7900kg/m3，體積表示為0.0002m3，這運(yùn)算起來該多麻煩呀!現(xiàn)在將單獨(dú)得出10－3，與相除正好是，表示為×10－3m3也較為簡捷；再者，注入水的質(zhì)量計(jì)算時(shí)103二、針對(duì)不同的情況采用不同的單位習(xí)題2、一個(gè)小瓶子裝滿水后總質(zhì)量是210g，如先在小瓶中放入一小塊質(zhì)量為45.5g的金屬塊后再裝滿水，則稱得總質(zhì)量為水210g水251.5g45.5g圖1分析：為了能快速理解題意，我們不妨先畫出該題的示意圖，如圖1所示就是該題的示意圖。欲求該金屬塊的密度應(yīng)知道其質(zhì)量和體積，質(zhì)量等于45.5g，那體積就應(yīng)該是金屬塊排開水的體積，由于排開水的質(zhì)量能計(jì)算，m=210g－(水210水245.5g圖1由于該題所已知的質(zhì)量單位是g，如果我們變換成kg，勢必人為造成許多的麻煩，我們因勢力導(dǎo)，就用密度的另一個(gè)單位g/cm3，正好省去許多的麻煩，給解題帶來了方便。三、盡量綜合計(jì)算習(xí)題3、飛機(jī)設(shè)計(jì)師為減輕飛機(jī)重力，將一鋼零件改為鋁制零件，使其質(zhì)量減少104kg，則所需鋁的質(zhì)量是(ρ鋼=×103kg/m3，ρ鋼=×A．35.5kgB．54kgC．104分析：設(shè)零件的體積為V，則由題意得ρ鋼V－ρ鋼V=104kg則。所以所需鋁的質(zhì)量為m=ρ鋼V=×103kg/m3×m3=kg=54kg。該題是一個(gè)小綜合，我們并沒有將體積V的值具體計(jì)算出來，而是將它以分式的形式代入到下面的一個(gè)計(jì)算式子中，為最后綜合的約分打下了良好的基礎(chǔ)，由于體積值不用計(jì)算，也提高了整個(gè)題的解題速度。授之以漁授之以漁說說取樣研究問題的方法有時(shí)，我們遇到的物體的量很大，或物體的量不容易測量，那么此時(shí)就要學(xué)會(huì)用取樣的方法來研究這些問題。取物體的一小部分，或規(guī)則的一些小物體，我們稱之謂“樣本”，先對(duì)它進(jìn)行測量，然后再利用容易測得的量通過計(jì)算將物體未知的量算出。如2022年陜西省中考實(shí)驗(yàn)題：在學(xué)校學(xué)習(xí)生活中，課桌與我們朝夕相處。那么，你是否知道課桌所用的材料的體積有多大呢？某中學(xué)木工房新做了一批簡易木制課桌，請你運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)，選擇恰當(dāng)?shù)墓ぞ呋蚱鞑模O(shè)計(jì)一個(gè)方案來測定一張這種簡易課桌所用木料的體積。(方案設(shè)計(jì)應(yīng)該科學(xué)合理，不能損壞課桌)分析：課桌所用材料的體積是一個(gè)不容易的量，為此，我們可以采用取樣的方法，先取一小塊木塊做“樣本”，用天平測出它的質(zhì)量和體積，然后再稱出課桌的質(zhì)量，由于小木塊和課桌的材料是相同的，故它們的密度相同，由此可以計(jì)算出課桌的體積。若用刻度尺測得木塊的長、寬、高分別為a、b、c，質(zhì)量為m樣，課桌的質(zhì)量為M，則計(jì)算課桌的體積為：可見，在該題中，取樣的思想設(shè)計(jì)很突出。又如2022年南寧市中考實(shí)驗(yàn)題：如圖所示，A、B是從同一塊厚度均勻的金屬片上裁下的兩小片，其中A片是正方形的，B片的形狀不規(guī)則。請你用一種物理方法準(zhǔn)確地測出B片的面積。提供的器材有：①刻度尺；②天平(附砝碼)；③量筒、水和細(xì)線；④彈簧測力計(jì)和細(xì)線。要求：寫出所選用的器材，測量的步驟，所測的物理量，并用所測的物理量符號(hào)寫出B片面積的表達(dá)式。(注意：只需寫一種方法)ABAB步驟：____________________________________________________________________________________________________________。表達(dá)式：SB=______________________。分析：由于B片的形狀不規(guī)則，通過與A片比較可以看出，A片就是它的“樣本”，因?yàn)樗鼈兊牟牧舷嗤穸认嗤?。我們可以通過測量樣本B片的面積計(jì)算出A片的面積，這其中，兩片的密度是相同的，所以我們還要測出兩片的質(zhì)量。故選用的器材是②天平(附砝碼)或④彈簧測力計(jì)和細(xì)線測質(zhì)量，用①刻度尺測體積。若測得兩物體的質(zhì)量為mA、mB，A片的邊長為L，則A片的面積為L2，則B片面積的計(jì)算公式為?？梢?，在該題中，A片就是己給你的樣本。重點(diǎn)講解重點(diǎn)講解測物體的密度為什么多提供水平時(shí)我們都用天平和量筒測物質(zhì)的密度，天平測質(zhì)量，量筒測體積，二者相除即是物質(zhì)的密度；但在缺少測量工具的情況下，我們只能測出質(zhì)量和體積中的一個(gè)量，另一個(gè)量就需要通過一種已知密度的物質(zhì)來比較得出，這也是在測密度時(shí)經(jīng)常需要水的原因，通過某種等量關(guān)系，將不能直接測得的量通過已知密度的水來獲得。例1、只有一架天平，一只空茶杯和適量的水，請你利用現(xiàn)有器材，測出一碗豆?jié){的密度，寫出步驟及其表達(dá)式。分析：天平只能測質(zhì)量，但怎樣測出體積呢？由于豆?jié){和水都具有流動(dòng)性，如果讓它們具有相同的體積，那么豆?jié){的體積就可以通過測水的體積來獲得，這實(shí)際上是一個(gè)等量代換問題。實(shí)驗(yàn)步驟：(1)調(diào)節(jié)天平平衡，用天平測出空茶杯的質(zhì)量為m0；(2)用天平測出茶杯裝滿水后的總質(zhì)量m1；(3)用天平測出茶杯裝滿豆?jié){后的總質(zhì)量m2。計(jì)算公式：因?yàn)樗馁|(zhì)量m水=m1－m0，故水的體積V水=；豆?jié){的質(zhì)量m豆?jié){=m2－m0，故豆?jié){的體積V豆?jié){=。因?yàn)閂水=V豆?jié){；所以=，即。水例2、現(xiàn)有如圖所示的實(shí)驗(yàn)器材：一些碎玻璃、裝有果凍用的塑料小盒子(重力忽略不計(jì))、量杯一個(gè)、足量的水。僅利用這些器材，請你設(shè)計(jì)一個(gè)測量玻璃密度的實(shí)驗(yàn)方案。水要求：(1)寫出實(shí)驗(yàn)步驟，并用字母把要測量的物理量表示出來；(2)用測量的量將玻璃的密度表示出來。分析：量杯是用來測體積的，但怎樣測質(zhì)量呢？由于小試管放入盛水的量筒中會(huì)處于漂浮狀態(tài)，那么浮力就等于它受到的重力，通過測出排開水的體積，計(jì)算浮力，然后再求出小試管的質(zhì)量。故(1)測量步驟：①用量杯裝上適量的水，記下此時(shí)的示數(shù)V1；②用塑料小盒子裝適量的碎玻璃后，輕輕放入盛水的量杯中，讓其漂浮，記下此時(shí)的示數(shù)V2；③將塑料小盒子從量杯中取出后，記下此時(shí)的示數(shù)V3，然后將塑料小盒子中的玻璃全部倒入量杯中，記下此時(shí)的示數(shù)V4；(2)計(jì)算公式：由于塑料小盒子裝適量的碎玻璃后漂浮，故F浮=G排；即ρ水g(V2－V1)=m玻璃g；則m玻璃=ρ水(V2－V1)；又因?yàn)椴ＡУ捏w積V玻璃=V4－V3；所以?？梢?，測物體密度時(shí)如果缺少一種測量工具，一般會(huì)給定水，它的作用就是要將所缺少測量工具的物理量得出來，因?yàn)樗拿芏仁且阎?。授之以漁授之以漁如何設(shè)計(jì)開放類實(shí)驗(yàn)題物質(zhì)的屬性有很多，比如顏色、氣味、硬度、狀態(tài)、密度、凝固點(diǎn)、沸點(diǎn)等，想鑒別物質(zhì)，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)膶傩?。這類的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題都具有一定的開放性，需要我們的思維盡可能靈活些。例1、(2022年吉林)現(xiàn)有一杯水，一杯酒精，一鐵塊，一木塊，它們之間存在許多不同特征，由此請你提出一個(gè)你想研究的問題，并提出解決問題的方案。示例：提出問題：研究水和酒精沸點(diǎn)的高低。解決方案：加熱水和酒精至沸騰后，用溫度計(jì)測量即可得知。提出問題：_____________________________________________；解決方案：_____________________________________________。分析：該題給出了四種物質(zhì)，主要考查我們提出問題的能力。針對(duì)這四種物質(zhì)，如果我們從不同的角度去分析，你就會(huì)提出不同的問題。如從顏色角度去看，鐵塊和木塊的顏色不同；從氣味角度看，水和酒精的氣味不同；從硬度角度看，鐵塊和木塊的硬度也有不同；從密度角度看，水和酒精、鐵塊和木塊的密度也是不同的；這些都可以充當(dāng)我們提出問題的思路。故我們仿照示例可以整理出若干個(gè)這樣的問題：①問題：研究鐵塊和木塊密度的不同；方案：分別測出鐵塊和木塊的質(zhì)量和體積，計(jì)算它們的密度。②問題：研究鐵塊和木塊硬度的不同；方案：用鐵塊和木塊的棱相互擠壓，根據(jù)物體表面下陷的程度判斷硬度的大小。③問題：研究水和酒精凝固點(diǎn)的高低；方案：讓水和酒精溫度降低，用溫度計(jì)測量水凝固和酒精凝固時(shí)的溫度，說明酒精的凝固點(diǎn)比水低。例2、(2022年福州)有兩個(gè)大小相同、外表涂有相同防護(hù)漆的實(shí)心立方體，已知其中一個(gè)是鐵塊，另一個(gè)是木塊，你能在不損壞防護(hù)漆的前提下鑒別出它們嗎?請你寫出兩種鑒別方法。方法一：______________________；方法二：______________________。分析：由上題知道，鐵塊和木塊存在的差異是很多的，但由于它們的表面都涂有防護(hù)漆，所以我們就不能通過顏色鑒別了，又因?yàn)殍b別時(shí)不能損壞防護(hù)漆，所以不能通過硬度、燃點(diǎn)鑒別了。但題中有二者體積相等的已知條件，所以我們可以通過密度的不同來鑒別它，還可以通過磁鐵對(duì)鐵塊有吸引力來鑒別它，故方法有：(1)用磁鐵分別靠近它們，能夠被吸引的是鐵塊，不能夠被吸引的是木塊；(2)把它們都放入水中，上浮的是木塊，下沉的是鐵塊；(3)它他們放到己調(diào)好的天平兩端，下沉那端對(duì)應(yīng)的是鐵塊，上升的那端對(duì)應(yīng)是木塊。各方法填寫時(shí)要求言簡意賅，不拖泥帶水，把意思表達(dá)清楚即可。物理大觀園物理大觀園物理小常識(shí)物理小常識(shí)【資料1】砝碼盒為什么這樣組合？每架天平都配有一套砝碼，作為標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量。砝碼保存在砝碼盒里。砝碼的質(zhì)量通常是：（1）1，2，2，5，10，20，20，50，100克（2）10，20，20，50，100，200，200，500毫克。很容易看出，這是一個(gè)有規(guī)律的“1，2，2，5”序列。為什么砝碼的質(zhì)量要采用這樣的序列呢？我們知道，被測物體的質(zhì)量，只有通過天平與砝碼（質(zhì)量已知的標(biāo)準(zhǔn)物）相“比較”才能確定。因此，在測量所能達(dá)到的精確范圍內(nèi)，被測物的質(zhì)量可以認(rèn)為是一些正整數(shù)的組合。例如，15.3克可以認(rèn)為是由15克和300毫克這兩個(gè)單位不同的正整數(shù)組成的。用天平稱出這一質(zhì)量應(yīng)準(zhǔn)備如果天平的稱量范圍是1～100克，是不是就要準(zhǔn)備100只1克的砝碼呢？其實(shí)這是不必要的，采用“等量累積代替”法，我們就可以減少砝碼的個(gè)數(shù)。例如15就可以由5和10累積代替。不難發(fā)現(xiàn)，1～10以內(nèi)的任何整數(shù)都可以由1，2，2，5四個(gè)數(shù)經(jīng)過適當(dāng)搭配累積（相加）而成。如3＝2＋1．4，4＝2＋2，7＝5＋2……。因此，只要準(zhǔn)備質(zhì)量數(shù)分別是1，2，2，5克四只砝碼，就可以滿足1～10克整數(shù)稱量的需要。同理，要稱100～900毫克范圍內(nèi)100毫克整數(shù)倍的質(zhì)量，只需要準(zhǔn)備100，200，200，500毫克的四只砝碼。因此，砝碼盒內(nèi)砝碼的質(zhì)量都采用“1，2，2，5”序列。如果這盒砝碼的最小砝碼是100毫克，最大砝碼是100克，那么這臺(tái)天平用砝碼稱量的精確度為100毫克，稱量范圍為100毫克～211克。這就是說，凡在這個(gè)精確度和范圍內(nèi)的任何數(shù)值的質(zhì)量，都可由砝碼盒中的砝碼累積代替。如175.5克可由100克、另外，這樣組合還有利于較快地測出物體的質(zhì)量。測量時(shí)如果采用從小到大或從大到小，逐一增減砝碼的方法，添減砝碼和扭動(dòng)止動(dòng)旋扭的次數(shù)就會(huì)增多，這將引起橫梁變形，增大誤差。采用“半分法”添減砝碼（每次添減上次添減砝碼的一半），就會(huì)減少添減砝碼的次數(shù)，現(xiàn)以實(shí)例具體說明：如果待測物體的質(zhì)量是175．5克（現(xiàn)在我們尚不知道這個(gè)數(shù)值，要通過試驗(yàn)，把它測出來）。測量時(shí)，如果我們先放一個(gè)100克的砝碼，天平示出砝碼的質(zhì)量小于物體，如果我們采用從小到大的方法來添減砝碼，就要經(jīng)過下面這樣的步驟：添10克砝碼，（不足），再添20克（不足），再添50克（超過），取下10克（不足），添1克（不足），添2克（不足），添5克（超過），取下1克（不足），添100毫克（不足），添200毫克（不足），添500毫克（超過），取下200毫克（仍超過），取下100毫克，這時(shí)就平衡了。如果采用“半分法”添減砝碼，則只要經(jīng)過下面的步驟；先放100克的砝碼，不足，添上等于它一半的砝碼50克，還不足，再添等于50克一半左右的砝碼20克，仍不足，再添上也許你能由此聯(lián)想到，我們使用的人民幣，也是由1分、2分、5分，1角、2角、5角，1元，2元，5元等面值的硬幣或鈔票組成的?！举Y料2】密度單位的換算密度在國際單位制中的主單位是“千克／米3”，這是絕大多數(shù)同學(xué)都能夠掌握的，但是要換算單位，不少同學(xué)卻感到困難了。例如：鐵的密度是×103千克／米3＝克／厘米3。這個(gè)問題可以利用單位換算中的基本方法來解決，那就是分子里的單位變小多少倍，換算后的數(shù)值就變大多少倍：1千克＝103克；分母中的單位變小多少倍，換算后的數(shù)值要變小多少倍：1米3＝106厘米3，因此，×10千克／米3＝×103×（103／106）克／厘米3＝7．8克／厘米3；根據(jù)這種換算方法；分析一下可以得出密度的單位有一個(gè)規(guī)律，即：對(duì)于某種物質(zhì)的密度，在分別用“克／厘米3”，“千克／分米3”和“噸／米3”來做單位時(shí)，它們的數(shù)值是相同的。例如，鐵的密度，按照這個(gè)規(guī)律可知：ρ水＝7.8克／厘米3＝7.8千克／分米3＝噸／米3。這個(gè)“”物理與生活物理與生活【資料1】電子秤電子秤是目前城市商店中應(yīng)用較廣的稱量、計(jì)價(jià)工具，它最大的優(yōu)點(diǎn)是能夠自動(dòng)快速準(zhǔn)確地稱量和計(jì)價(jià)，另外，它還有累計(jì)顧客購買的不同貨物金額、累計(jì)總金額、去皮等多種功能。如圖是一般電子秤的外形圖，前面的三個(gè)數(shù)字顯示窗口，最左面的為質(zhì)量顯示，中間的為商品單價(jià)顯示，右面的為計(jì)價(jià)顯示，右端的裝置為指令鍵盤，上面的平板秤盤是放商品的地方。當(dāng)接通220V電源并開機(jī)后，單價(jià)顯示窗口顯示出“0.00”；如果商品單價(jià)為元，就分別按數(shù)字鍵1、2、3、4，即可將商品單價(jià)自動(dòng)輸入。把商品放在秤盤上，左邊窗口就顯示出商品的質(zhì)量數(shù)，右邊的計(jì)價(jià)窗口就顯示出商品的金額。如圖是電子秤的工作原理示意圖，當(dāng)商品放在秤盤上后，電阻應(yīng)變式傳感器將商品的輕重信號(hào)傳遞給中心控制電路，中心控制電路再將處理后的各種信號(hào)輸入給數(shù)字熒光顯示屏，在質(zhì)量顯示窗口就顯示出商品的質(zhì)量；如果質(zhì)量為“”，單價(jià)顯示窗口的數(shù)字如果是“”，那么計(jì)價(jià)窗口就顯示出“”．如果該顧客同時(shí)還買了另一種商品，則須重新輸入該商品的單價(jià)，然后按一下“累計(jì)”鍵，把商品放在秤盤上，即可在金額顯示窗口顯示出累計(jì)金額值。當(dāng)給另一位顧客計(jì)價(jià)時(shí)，必須先按一下“清除”鍵，即清除前一位顧客的金額，才能開始新的金額計(jì)價(jià)。如果需要查看一天的營業(yè)額時(shí)，可先按“功能”鍵，再按“累計(jì)”鍵，在金額顯示窗口即顯示出總金額累計(jì)值。電子秤是目前比較先進(jìn)、比較方便的稱量工具，其稱量規(guī)格一般有15kg、6kg、3kg等，其精度為1／3000，即稱量15kg時(shí)誤差在5g左右。目前，電子秤還在朝著高精度、多功能的方向發(fā)展著?！举Y料2】趣談水的幾個(gè)物理特性在我們?nèi)祟惿畹牡厍虮砻嫔?，?0%的地方由液態(tài)水覆蓋著，可以說地球是個(gè)名副其實(shí)的水球。幾乎所有的生命形式的主要構(gòu)成成分都是水，沒有水就沒有生命的存在，也不會(huì)有今天有滋有味的生活。水有很多我們熟知的特性，如無色、無味、能溶解許多物質(zhì)、在0℃時(shí)結(jié)冰、100一、水的溶解性與食味水比其他任何液體都能溶解更多的物質(zhì)，這要得力于它獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，特別是水分子的有極性。我們都知道水的分子式是H2O。水的分子結(jié)構(gòu)非常簡單，由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子呈一定對(duì)稱性組成V字型分子。這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致水分子在氧的一邊出現(xiàn)微弱的負(fù)電，而在氫的一邊形成微弱正電，所以水分子很容易相互形成立體的連接，也使它很容易與其他物質(zhì)的原子因電荷的吸引而相互接合，因而使水有很強(qiáng)的溶解其他物質(zhì)的能力。比如當(dāng)我們將鹽(NaCl)加到水中時(shí)，水分子的有極性使它與鹽分子間形成微弱結(jié)合，使得晶體鹽粒均勻分散到水中。正是這一特性才使得我們的生活中有那么多的美味，我們每一天都在不知不覺中喝下了各種水溶液，酸甜苦辣樣樣都有。水的這種強(qiáng)溶解性，使得動(dòng)物體內(nèi)的水溶液攜帶著各種所需要的物質(zhì)在體內(nèi)循環(huán)，從而也為生命的代謝起了重要的作用。二、水的密度與地球生命在地球環(huán)境條件下，水是已知惟一三態(tài)共存的自然物質(zhì)。水的不同狀態(tài)對(duì)應(yīng)分子的不同排列形式，在固體狀態(tài)下分子呈高度有序態(tài)存在。大多數(shù)物質(zhì)在一定壓力下，隨著溫度的下降，其密度會(huì)上升；而水卻比較特殊，在溫度大于4℃時(shí)，水是遵循這一規(guī)律的，包括從氣態(tài)水到液態(tài)的過程。但在低于4℃后，水的密度反而開始減小，即水在三、水的表面張力與植物的吸水對(duì)液態(tài)的水來說，它的水分子由于有極性會(huì)處于一種半有序的狀態(tài)，即水分子不斷形成小團(tuán)體同時(shí)這種連接又不斷被打斷，這是液態(tài)水有流動(dòng)性的一個(gè)根本原因。水分子之間的吸引使得水有一定的形狀，如在重力場中水滴是上小下大的尖橢圓球體而不是散開的。也正是水分子之間的這種內(nèi)聚力使得水與空氣接觸的表面形成了與水內(nèi)部不一樣的特征，即表層分子因所受內(nèi)聚力不同而具有比內(nèi)部水分子更高的勢能，于是產(chǎn)生表面的收縮，在表層上形成一定的張力，可以承受一定的重量。比如我們常看見水面上有小昆蟲站立，這時(shí)如果用一定倍數(shù)的放大鏡觀察，就會(huì)看到昆蟲站立處的水表面就像有一層膜一樣微微下凹。而且水越純凈表面張力越大，實(shí)驗(yàn)中可以看到在很純凈的水面上，一個(gè)5分的硬幣也不會(huì)下沉。同樣在水與容器的接觸壁處，由于水分子之間和水分子與容器的固體分子間的分子作用力的共同作用，水會(huì)沿壁上升或是下降一定的位置，這就是水的毛細(xì)現(xiàn)象。對(duì)于植物的根脈來說水是浸潤的，即水會(huì)在沒有外來壓力的情況下自動(dòng)沿植物的毛細(xì)管或毛細(xì)縫上升，其上升高度與毛細(xì)管的寬度及水溶液本身所含物質(zhì)以及地球的引力等因素相關(guān)。對(duì)于大多數(shù)不足1米四、熨斗對(duì)水潛熱的利用要升高水的溫度需要加熱，使1克水溫度升高1℃所要的熱能定義成1卡。1克水從0℃上升到100℃所要熱量是100卡，但要把100℃的這五、水的蒸發(fā)與涼爽的感覺除了前面提到的對(duì)液態(tài)水加熱可使其汽化之外，實(shí)際上在其他任何溫度下水都可以小規(guī)模地汽化，我們把這一現(xiàn)象叫水的蒸發(fā)，比如一年四季曬在外面的衣服都有可能曬干，這就是因?yàn)樗恼舭l(fā)的緣故。為什么在任意溫度下水分子都能蒸發(fā)？因?yàn)閺乃肿拥慕嵌葋碚f不是每一個(gè)分子在每一個(gè)時(shí)刻都有完全相同的能量，那些由于各種原因而具有相當(dāng)大能量的分子比較容易掙脫其他水分子的束縛而離開群體。從微觀角度來說是少數(shù)的受束縛的水分子變成了可任意移動(dòng)的水分子，從宏觀角度來看就是液態(tài)水汽化了。當(dāng)然在這一過程中，水是要吸熱的。炎熱的夏天灑一點(diǎn)水在手臂上或是自己體內(nèi)冒出一點(diǎn)汗水，感覺是如此涼快，就是因?yàn)樗谡舭l(fā)過程中帶走了人體體表的熱量。再加上水有強(qiáng)溶解其他物質(zhì)和能流動(dòng)的特點(diǎn)，所以再洗個(gè)澡會(huì)讓人覺得身上又清潔又涼快。當(dāng)然還有很多更容易蒸發(fā)的液體，如酒精，但酒精比水更貴，對(duì)老百姓來說再?zèng)]有比水更方便、更便宜的散熱劑了。六、水的比熱與地球溫度比熱是指將1克物質(zhì)每升高1所要的熱量。在一切固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)中，除氨之外，水有最大的比熱，通俗地講它能吸收大量的熱而溫度改變不多，這就是夏天在水邊感覺更涼快，冬天在水上感覺更加冷的原因。在地球的海洋地區(qū)，由于水的調(diào)節(jié)，它的溫度變化范圍在-2℃到35℃之間，所以一般沿海地區(qū)都是冬不太冷，夏不太熱，而在陸地干燥地區(qū)如沙漠里，其溫度可以在-70℃到57℃之間變化，而在沒有水的月球上其溫度則可以在-155℃到總之，水是地球上一種普通而神奇的物質(zhì)，離開了它，一切都無從談起。讓我們盡情享受這造物主的恩賜吧！課外拓展課外拓展【資料】用不準(zhǔn)確的天平進(jìn)行準(zhǔn)確的測量我們實(shí)驗(yàn)室用來測量物體質(zhì)量的天平是等臂杠桿，它是根據(jù)杠桿的平衡條件制作的測量儀器。因?yàn)閯?dòng)力臂等于阻力臂，所以左盤中的物重等于右盤中的砝碼重，左盤中的物體質(zhì)量等于右盤中的砝碼質(zhì)量。由于使用不當(dāng)和部分被損，一些天平實(shí)際上是不等臂杠桿，用這樣的天平直接測量，不管你是怎樣認(rèn)真地進(jìn)行正確操作，稱量結(jié)果與物體的真實(shí)值之間總有偏差。在粗略測量和練習(xí)使用天平時(shí)，都可以忽略由于儀器本身造成的誤差，但是在精確測量中，這是不允許的，如何用不準(zhǔn)確的天平進(jìn)行準(zhǔn)確的測量呢？第一種方法“是恒載法”。先將另外一個(gè)物體放到天平的一只托盤上，然后把砝碼放在另外一只托盤上，直至天平平衡；接著，把待測物體放到放砝碼的托盤上，并將其中的一部分砝碼逐漸取出，使天平恢復(fù)平衡；此時(shí)，被測物體的質(zhì)量就等于被取出的砝碼的質(zhì)量。由于砝碼是準(zhǔn)確的，所稱出的值就是它的真實(shí)值。第二種方法是“替代法”。把待測物體放到天平的一只盤上，另外拿些沙粒加到另外一只盤上，一直加到使天平平衡．然后，把待測物體拿下（沙粒別動(dòng)），逐漸把砝碼加到這只盤上，直到天平重新恢復(fù)平衡為止。這樣，被測物體的質(zhì)量就等于盤上砝碼的質(zhì)量。第三種方法是“復(fù)稱法”。首先把待測物體（設(shè)質(zhì)量為m）放在左盤，然后往右盤加砝碼（質(zhì)量為m1）使之平衡．此時(shí)，便有mgl1=m1gl2（l1、l2分別為左、右盤到天平中央刀口的距離）。接著，又將待測物體放到右盤，然后往左盤加砝碼（質(zhì)量為m2）至天平平衡。此時(shí)，也有m2gl1=mgl2。將兩式相比可得，只要將m1、m2的值代入上式，便可以得出待測物體的質(zhì)量了。物理史聞物理史聞【資料】愛迪生巧難阿普頓發(fā)明家愛迪生曾