【物理实验·力学】
实验四：检测盐水和小铁块的密度
【实验目的】
1．学会滴定管的使用方式，会用烧杯检测液体和固体的容积（一是用烧杯检测液体容积的技巧；二是用烧杯检测不规则形状物体容积的方式）；
2．能借助天平和阻值检测不同形状固体和液体的密度；
3．感受等量替换的技巧；
4．在实验中熟悉天平和量杯的使用技能，规范实验操作步骤，培养严谨的科学心态。
【实验器材】
天平、量筒、小铁块、盐水、烧杯、细线等。
【实验原理】
ρ=m/V
【实验打算】
1．实验前可与中学生讨论怎样借助密度公式来测定物质的密度，须要测出什么量？用哪些办法和仪器来检测？启发中学生思索，迸发兴趣，厘清实验原理和实验技巧。
2．在测固体的容积时，要弄明白须要记录什么数据。并把所测得的有关数据填入数据表中，再求出铁块的容积和密度。
3．烧杯一定要放置在水平面上，之后再将液体装入烧杯中。观察量杯里液面抵达的刻度时，不能拿起滴定管，应蹲下观察，视线要跟液手相平，若液面呈凹形，观察时要以凹形的顶部为准；若液面呈凸形，观察时要以凸形的底部为准。
4．晓得量杯的构造，学会判断量杯的最小分度和阻值，认识“ml”表示“毫升”。
【器材打算】
1．测小铁块密度最好选一些大小形状均合适的小铁块（容积最好在20～40cmcm3之间）。不能太小，不易于测出质量和容积；不能太大，不易于装入烧杯或则质量超出天平的阻值。
2．小铁块用细线系牢，避免在实验时装入烧杯时开裂打坏烧杯。
【同步实验】
1．测定盐水的密度
（1）把天平置于水平台面上，调节天平平衡，（这儿向朋友说明一下，测金属块的密度完成后，只要天平没动，可以不再调节，但若果作为一个独立实验必须有这一步）；
（2）在烧瓶中盛盐水，称出它们的质量m1；
（3）把烧瓶中的盐水放入烧杯中一部份，测出它的容积V；
（4）称出量筒和杯中剩余盐水的质量m2；
（5）估算出烧杯内盐水的质量m1－m2，计入表格；
（6）求出盐水密度ρ＝（m2－m1）/V。
烧瓶和盐水的质量m1（g）
烧瓶和杯内剩余
盐水的质量m2（g）
量杯中盐水质量m1－m2（g）
量杯中盐水的容积V（g）
盐水的密度ρ（g/cm3）
2．测铁块的密度
（1）将天平置于水平桌面上，调节天平平衡；
（2）测出铁块的质量m；
（3）向烧杯中注入一定量的水，测出的水的容积V1；
（4）将铁块用细线拴好，没入水底，测出铁块和水的总体积V2；
（5）估算出铁块的容积V2－V1；
（6）估算出铁块密度ρ＝m/（V2－V1）。
铁块的质量
m（g）
铁块装入前水的容积V1（cm3）
铁块和水的总体积V2（cm3）
铁块的容积V2－V1（cm3）
铁块的密度ρ（g/cm3）
整理实验器材：
1．把天平的游码调到标尺上端的“0”刻线处。
2．把量杯中的盐水放入废水桶。
3．用抹布把小铁块抹干，并将实验台抹干；
4．把所有器材有秩序摆好。
【交流评估】
1．排液法测容积的做法和这些技巧的适用条件是哪些？
第一，这些物质不能溶于这些液体，若溶于这些液体就要换用其他的液体（溶于水的可以用酒精柴油等物质取代水）或想其他的解决办法；第二，这些物质不能吸收这些液体，若吸收也须要换成其它的液体。因而排液法不是万能的。
2．固体若吸收这些液体或溶于水，和水能发生化学反应，除换成其它液体外，还有哪些方式？
排沙法：类似于排水法，只不过是用沙来取代水。先把适量的沙放入量杯摇平，记录容积V1；之后把物体埋入沙中摇平，记录容积V2，则被测物体的容积V=V2－V1。
3．假若是一个规则物体不仅用量杯可以检测它的容积外，还可以用哪些办法？
还可以用刻度尺来检测。
4．测小铁块密度时，在烧杯中装一定量的水底“一定量的水”的标准是哪些？
一是要能浸入小铁块；二是装入小铁块时水不能超过刻度线（阻值）或溢出。
5．检测盐水密度时，假若先测空烧瓶的质量，后将盐水放入烧瓶，测出总质量，再将烧瓶中盐水放入量杯中，测出其容积。这么求得的盐水密度比真实值（填“偏大”、“偏小”或“不变”）为何?
将烧瓶中的盐水都放入量杯中时，不管怎样悉心正确操作，烧瓶内壁就会沾有一点盐水，这会造成检测下来的容积比实际值小一点。而烧瓶加水水质量乘以空烧瓶的质量却是所有盐水的质量，因而估算下来的密度都会比实际值偏大一点。
6．测定盐水的密度时，能不能先测盐水的容积，再检测筒和盐水的质量，最后检测筒的质量哪些？
不能。一是量杯太高，置于天平上不稳定，在检测的过程中，天平摇晃易倾倒；二是最后倒出盐水后量杯内的盐水倒不净，降低实验偏差。
7．在铁块的密度检测中为何要先测质量后测容积，若先测容积在测质量对结果是否有影响？
测固体密度时应当先测质量再测容积，若先测容积再测质量可能会因固体上沾有水而使测得的质量偏大，测得的密度也偏大。
8．蜡块不跳入水底，怎么用天平和量杯测出蜡块的密度？
（1）针压法：用针压进水里，针的容积可以忽视；
（2）重物拉拽法：在水中放一重物，加盐杂记阴道积，再把蜡块用线系上，用水中的重物带到水里，记下两次的差，就是蜡的容积了。
[视频]
1．测定盐水的密度
班主任演示实验1：
班主任演示实验2：
中学生实验：
2．测金属块的密度
班主任演示实验1：
班主任演示实验2：
班主任演示实验3：
中学生实验1：
中学生实验2：
!7~A
3．测物体的密度：
【考题赏析】
一、理化生实验测试
用天平和量杯检测铁块的密度（2019年湖南省中招理化生实验操作考试）二、八题化学实验（16分）
试卷
实验器材：托盘天平（带砝码）、量筒、石块（已用细线系牢）、盛有水的烧瓶、滴管、抹布。
实验内容：
用天平和量杯检测铁块的密度（16分）
（1）检测器材。（2分
（2）实验记录。（12分）
（3）估算铁块的密度。（2分）
4）整理器材。
铁块的质量m/g
量杯中水的容积V1/cm3
量杯中水和铁块的总体积V2/cm3
铁块的容积V/cm3
铁块的密度
ρ/（g·cm-3）
评分卡
解读
命题意图：
1．铁块紧贴中学生生活，容易找到，不吸水，故选铁块作为检测对象。
2．为了节约中学生实验操作的时间和器材的安全，实验中用到的天平早已调节平衡(游码在零刻度线处)。但检测前仍要求考生检测天平是否平衡，此步骤主要考查中学生是否具有良好的实验习惯，若中学生觉得横梁不平衡，可以继续调节使横梁平衡。
3．考虑到时间问题，只检测一组数据。
器材打算：
1．天平可用称量为200g的天平，天平早已调节平衡，游码早已在零刻度线位置。
2．量杯可用阻值为100mL的烧杯。
3．铁块已用细线系牢。这样可以节约中学生实验操作的时间，同时也可以防止因为中学生系得不牢造成铁块砸破量杯或其他车祸发生。若实验过程中出现铁块与细线开裂的现象，监考班主任应当立刻给中学生更换铁块。
从减少实验偏差的角度考虑，被检测的铁块应当越大越好。考试用的铁块，通常都是在建筑工地上找的，因为形状不规则，太大了不能直接装入量杯，所以，在保证就能装入量杯的情况下，尽可能选用大一些的铁块。
按照各地器材的实际情况，铁块也可以用柱状的铝块取代。
4．盛水的烧瓶也可用其他容器取代。
实验提示：
1．为了减少铁块沾水对检测结果的影响，应当先检测铁块的质量，再检测铁块的容积。假如次序颠倒，扣1分。并且，次序颠倒后，若考生将铁块擦掉后，再检测质量的，可以不扣分。
2．检测铁块的容积时，次序也不能颠倒，还是考虑铁块沾水对检测结果的影响。次序颠倒，同样扣1分。
3．利用于滴管将滴定管中的水添加到整刻度，有利于降低读数偏差，而且，是否使用滴管将滴定管中的水添加到整刻度，不做要求，不用滴管也不扣分。
4．天平的使用要符合天平使用的规则。
（1）把铁块置于右盘中的物理实验测盐水的密度，扣1分；
（2）用手直接添加砝码的或把砝码放在桌面上的，扣1分；
（3）读数错误的，扣1分；
（4）检测过程中再调节平衡螺丝的，扣1分；
（5）根据天平的使用规则，实验结束，应当把砝码放回砝码盒，游码归零。
有些天平，用钳子拨游码实在困难时，可以用手撩动游码，并且，前提条件是先用钳子拨不动。任何情况下都不能用手直接拿砝码。
5．量杯的使用要符合量杯使用的规则。
（1）读数时把量杯提离桌面的，扣1分。
（2）读数时视线不与液面的凹手相平的，扣1分。
（3）读数错误的，扣1分。
6．实验过程中，对读数、计算的要求不高，读数时，是否估读不扣分；但监考班主任会和考生同时读数，所以不要随便散布数据，否则扣分。密度的估算结果有效数字位数不做要求。单位也不要求换算成国际单位制中的单位。（监考班主任可以配备估算器）。
器材整理：
1．实验结束整理器材时，天平的平衡不能破坏，故意破坏天平横梁平衡，扣1分。
2．烧杯中的水应当倒回原先烧瓶中，继续循环使用。
3．滴管放回烧瓶中。
试题点评：整理器材没有单独给分，整张试题最后整理器材给2分。
二、中考试卷
1．（2019•荆州市）把一枚猪肉装入水底，猪肉坠入水中。这枚猪肉的密度到底多大呢？因此，小利同事进行了实验。
（1）以下实验步骤，合理的次序应为。
①将蛋黄倒入装满水的溢杯子中，并用小烧瓶接住溢出来的水。
②往烧杯中放猪肉时，发觉烧杯口径小，放不进去。
③用托盘天平测得猪肉的质量为54g。
④将小烧瓶中的水放入烧杯中，测出水的容积（如图）。
（2）实验中，托盘天平应置于桌面上。
（3）测得猪肉的密度应为g/cm3。
（4）从理论上剖析，实验中，因为小量筒的水不能倒干净，会造成检测结果偏。
答案：③②①④；水平；1.08；大
点评：此题主要考查的是中学生对天平和量杯的读数、密度估算公式、误差剖析等知识的理解和把握，难易程度适中。
因为小烧瓶的水不能倒干净，造成检测的排沸水的容积偏小，即猪肉的容积偏小，猪肉的质量不变，由密度公式可知会使猪肉的密度偏大。
2．（2019•长春市）“创新”小组在某次实践活动中，采集了一块矿石（矿石不吸水），检测它的密度。
（1）在检测之前，要观察量杯的。
（2）检测过程的情境如图，正确且合理检测质量的操作次序为，测出矿石的密度为g/cm3。
（3）永深朋友继续如下操作：
①将矿石从量杯中取出，直接置于天平上测质量记为m测，并记下此时量杯中海面的刻度值V3。
②测量容积时，才发觉矿石有变化了，将它处理复原后，浸入在烧杯的水底，记下此时海面的刻度值V4，因而求出矿石的容积并算出密度。
这样的操作可能对实验结果形成影响，请你写出形成的影响及缘由。
答案：阻值和分度值；④①③；2.6；直接置于天平上测质量记为m测，致使质量偏大，检测容积时，才发觉矿石有变化了，将它处理复原后容积无影响，由ρ=m/V可知，密度偏大。
点评：本题是有关固体密度的检测实验，检测密度的实验题是常规性实验题，要把握天平、量筒的正确使用及密度的估算公式。
3．（2017•山东省）小明发觉橙子装入水底会下沉，于是想办法检测它的密度。
（1）将托盘天平置于水平桌面上，将标尺上的游码移至零刻度线处，调节平衡螺丝，直至表针在，表示天平平衡。
（2）用天平检测橙子质量，天平平衡时砝码和游码的示数如图所示，橙子质量为g。小明借助排水法测得橙子的容积为，则橙子的密度是kg/m3。
（3）做实验时，小明若先用排水法测出橙子的容积，接着用天平测出橙子质量，这样测得的密度值将比真实值（选填“偏大”或“偏小”）。
（4）小亮不用天平，借助弹簧测力计、细线、盛有水的大烧瓶等器材，也巧妙测出了橙子的密度。请你将他的检测步骤补充完整，已知水的密度为ρ水。
①用弹簧测力计测出橙子的重力G；
②；
③橙子密度的表达式为：ρ橙=（用测出的化学量和已知量的字母表示）。
答案：（1）分度盘的中央；（2）162；1.08×103；（3）偏大；
（4）②将橙子浸入在水底，读出弹簧测力计的示数为F；③［G/（G－F）］ρ水
点评：本题是综合考查密度的检测和压强的有关实验应用。本实验中的方式是常规方式和特殊情况下检测固体密度的方式。本题中第四步用到了等效取代法，利用了弹簧测力计，通过压强求V排来得出橙子的容积，有一定的难度，如今可以不关注着一问，等学完压强的知识再完成。
【练习测评】
1．小明借助如下器材检测猪肉的密度：托盘天平、溢杯子、烧杯、量筒、鸡蛋、足够的水。
（1）实验的步骤如下：
①把猪肉装入调节好的天平左盘，在右盘增减砝码并调节游码，天平平衡后，右盘所放砝码以及游码位置如图甲所示，则猪肉的质量为g。
②由于猪肉较大不能用量杯直接检测其容积，因而借助溢杯子来检测。将适量的水放入溢杯子中，让海面跟溢水口相平，再将猪肉轻轻装入溢杯子中，浸入水底后，猪肉所排开的水全部盛于空烧瓶中，如图乙所示。
③将烧瓶的水放入量杯中，如图丙所示。则溢出水的容积为ml。
甲乙丙
④通过估算可得猪肉的密度为kg/m3。
（2）在这个实验中偏差不可防止。就本实验写出一条可能导致偏差的缘由。
答案：（1）58；（3）50；（4）1.16×103；（5）将水从烧瓶放入量杯中时，烧瓶的内壁会沾有水，不能倒干净，所以测出猪肉的容积偏小，密度偏大
2．荸荠是我省的主要农小麦物理实验测盐水的密度，它的密度是多大呢？朋友们想出了不同的检测方式。
（1）小丽用调节平衡后的天平检测一块马铃薯的质量，她在天平右盘放上适量的砝码后，发觉表针在中央刻度线两侧来回摆动，但偏向一侧的角度较大，要使天平恢复平衡，她应。
天平平衡后，游码的位置和所用的砝码如图所示，则这块荸荠的质量为g。
小丽又用排水法测得这块荸荠的容积为230ml，则她测出的玉米的密度约为kg/m3。
（2）小亮凭荸荠虽能沉到水中，但在水里拿荸荠时觉得很轻的经验,恐怕到荸荠的密度比水大不了多少。于是从中学借来了一支密度计，并用精盐、水、大茶壶和密度计进行实验，也测出了玉米的密度。他的方式步骤是：。
答案：（1）往右撩动游码；252.6；1.1×103；（2）把马铃薯装入盛有足量水的大茶壶中，在大茶壶中逐步加入精盐并搅拌，当玉米漂浮时，用密度计测出盐水的密度，就等于荸荠的密度
3．小科借助天平、量筒、水和细线检测一小块形状不规则的矿石的密度，实验过程如右图所示：
（1）由图可知，通过估算可知矿石的密度ρ=kg/m3。
（2）小敏朋友提出另外一种检测方式：
①用天平测矿石的质量m；
②往烧瓶中加适量水浸入矿石，在海面位置作上标记。取出矿石，药量简取水平缓放入烧瓶，让海面升至标记处，如图所示。烧杯内倒出水的容积V即为矿石的容积；
③计算出矿石的密度ρ。
按照以上步骤，你觉得测出的密度值会（填“偏大”、“偏小”或“不变”），理由是。
答案：2.34×103；偏小；取出矿石时，矿石上会沾有水，因而放入水的容积小于矿石的容积，容积检测偏大
4．某小组检测—种易溶于水且形状不规则的固体小颗粒物质的密度，检测的部份方式和结果如图甲、乙所示。
甲
乙
（1）将天平置于水平桌面上，将游码移至标尺的处，之后调节，使天平平衡。接着，用天平检测适量小颗粒的质量。当天平重新平衡时，砝码质量和游码位置如图甲所示，则称量的颗粒质量是g。
（2）因颗粒易溶于水，小组朋友采用图乙所示的方式检测容积，所称量的颗粒容积是cm3。
（3）该物质的密度是g/cm3。
（4）在步骤C中，若摇晃不够充分，则测出的密度比实际密度值偏。
答案：（1）零刻度；平衡螺丝；147.6；（2）60；（3）2.46；（4）小
5．给你一架托盘天平，一只空瓶、水、一杯果汁，没有量杯，请你想办法测出果汁的密度，写出实验步骤及蜂蜜密度的表达式。
答案：（1）借助天平测出空杯子的质量m1；
（2）在空瓶中装满水，用天平测出杯子和水的总质量m2；
（3）在空瓶中装满蜂蜜，再测出盛满蜂蜜的瓶和蜂蜜的总质量m3；
（4）表达式：蜂蜜的密度为：ρ蜂蜜=（m3－m1）/（m2－m1）×ρ水。
假如倍感不错