第11章 多彩的物质世界
【中考透视】近几年来，对物体质量进行估计、用天平称质量与测算密度的实验题的结合、操作天平是中考的热点，另外中考中也常把后面将会学习到的液体的压强、浮力等内容综合起来进行考查．今后中考中也易出综合性考查题．本章主要围绕原子结构、物质的组成和质量、密度的概念、物质密度的测定等相关知识进行命题．对本章的单独考查，一是考查基础知识的掌握程度；二是考查探究实验的操作技能和综合能力；三是考查应用公式计算的基本技能．题型以填空题、选择题、计算题、实验探究题为主，试题难度以中等为主． 【知识网络图示】
宇宙是由物质组成的[来源:中。教。网z。z。s。tep] 宇宙 多银河系与恒星；太阳系与行星；地球和月球 彩的宇宙和微观世界 物质是由分子组成的 物固态、液态、气态物质分子的组成特点[来源:z&zs&tep.com] 质世微观世界 分子是由原子组成的 界质子
原子核
中子[来源:中_国教_育出_版网] 原子结构 核外电子
概念：物体所含物质的多少
单位：千克(kg)，克(g)，毫克(mg)，吨(t)[来源:中国教育出版网zzstep.com] 质量(物体的属性) 工具：天平等
测量 调节天平
天平的使用 使用规则[来源:z#zs#tep.com] 概念：单位体积的某种物质的质量(密度是物质的特性)，叫这种物质的密度 公式：ρ=
m V来源:中,国教,育出,版网] 多彩的物质世界单位：kg／m3和g／m3，1 g／cm3=103 kg／m3[鉴别物质，判断空心和实心
密度的应用 计算质量m=ρV
计算体积V＝
密度 m?[来源:中+国教+育出+版网] 天平的使用与质量的测量
密度的测量 量筒的使用与体积的测量及体积单位
测密度的原理:ρ＝
m[来源:中国教育出版网zzstep.com] V密度与社会生活
一般物体都具有热胀冷缩的性质；密度随温度 升高而减小
密度与温度
水在0～4℃反常膨胀[来源:z#zs#tep.com] 4℃时水的密度最大
密度与物质鉴别
一、例题剖析
【专题1】密度值的应用问题 例1 质量是200g的瓶子，盛满水后的质量是1．2kg，若用这个瓶子盛满某种液体时，瓶子和液体的总质量是13．8 kg，求该液体的密度。
解：m水＝m水+瓶-m瓶＝1.2 kg-0.2 kg＝1.0 kg， m液＝m液+瓶-m瓶＝13.8 kg-0.2 kg＝13.6 kg，[来源:V水＝V液， 由密度公式ρ＝
mm液m1.0kg13.6kg-3333
得 V水= 水?=1.0×10m，ρ==13．6×10kg/m， ?液
33?33V?水1.0?10kg/mV液1.0?10kg/m【解题策略】要判断这是何种液体，只要算出它的密度值，查密度表即可．这需要知道这种液体的质量和体积，液
体的质量等于液体和瓶的总质量减去瓶的质量；液体的体积就等于瓶的容积，这可以利用水的质量和密度求得． 例2 一个体积为20cm3、质量是89g的空心铜球，若将其空心部分铸满铅，该球的总质量是多大?(ρ铜＝8．9
×103kg／m3，ρ铅＝11.3×103kg／m3) 解：此球所需铜的体积V铜＝
m球?铜?89g＝l0cm3，空心部分体积V空＝V球-V铜＝20 cm3-10 cm3＝10 cm3，[来38.9g/cm铅的质量m铅＝ρ铅V空＝11.3 g／cm3×10cm3＝113 g，球的总质量m总=m球+m铅＝89 g+113 g＝202 g．
【解题策略】 球的总质量等于铜的质量加上空心部分铸满的铅的质量，本题的关键是把球的空心部分体积求出来．对于此类题我们采用框架图来分析，思路会更清晰些．如图11-44所示，从所求出发，找出每一个相关的量．
【专题2】 与密度有关的混合问题[来源:z_zs_tep.com] 例3 农民用盐水选种，既可靠又简便易行，要求盐水的密度是1．1× 103 kg／m3，现在配制0.5 dm3的盐水，称其质量为0.6 kg，这样的盐水是否符合要求?如不符合要求，应如何配制?[来源:zzstep.com] 解：由公式ρ=
mm0.6kg得ρ===1.2×l03kg／m3． ?33VV0.5?10m∵1．2×103kg／m3＞1．1×103kg／m3，∴不符合要求，应加水．
设应加水的质量为m′,[来源:中#教#网z#z#s#tep] 那么ρ
标准=
m?m?m?m?0.6kg+m???,
??mmV?V?V?0.5?10?3m3??水1.0?103kg/m3代入已知量整理得m′＝0.5 kg，即应加水0.5 kg．
【解题策略】 配制盐水可看成将盐跟纯水混合在一起，判定已配好的盐水是否符合[来源:z_zs_tep.com]要求，可根据密度来判定，若盐水密度大于给定标准，应该加水才行；若盐水密度小于给定标准，则应加盐，故应先求盐水密度．
例4 某工厂生产的酒精，厂内质检的标准是含水量超过l0％为不合格产品，为把好[来源:中&国教&育出&版网]质量关，又让基层质检员易于操作，技师将标准换算成以密度来表示，那么合格产品的密度应在什么范围内?产品密度较大时，是含水少了还是含水多了?
解：设产品中含水恰为10％(即产品的总质量中有10％是水)．[来源:z+zs+tep.com] 由ρ=
mmm1?==g／cm3=0.82g／cm3．
VV酒?V水0.9m0.1m0.90.1???酒?水0.81.0 由于ρ酒＝0．82 g／cm3，所以0.8 g／cm3＜ρ合格产品≤0.82 g／cm3．
如果产品密度大于0．82 g／cm3，一定是含水过多，不合格．[来源:中&国教&育出&版网] 【解题策略】 酒精内含水，我们变通理解为纯水和纯酒精的混合物，实际是液体混合的有关计算，由于纯酒精的密度是0．8 g／cm3，水的密度为1．0 g／cm3，因此产品中含水越多，密度越接近水的密度，就是说产品密度越大时，含水越多，超过某定值就是不合格产品．
专题3 测量密度的方法
1．天平、排水法测固体密度[来源:中#国教#育出#版网] 【专题解读】用天平测几次质量，用“排水”法转换成算出体积，然后由密度公式ρ＝
m求解密度．此类题没V有量筒，无法直接测体积，用“排水转换法”．这种方法是常规天平、量筒法的派生．[来源:中教网] 例5 试用盛满水的烧杯、调节好的天平和砝码、细线，来测量一块石头的密度，要求根据测量的步骤，分别用适当的符号表示要测的物理量．最后用测出的物理量写出石头密度的表达式．[来源:z+zs+tep.com] 分析 先用天平测出石头的质量，然后把烧杯装满水，利用排水法，测两次质量，求出石头体积，进而求密度． 答案：方法一：(1)用天平测出石头的质量m；(2)在烧杯中装满水，用天平测出总[来源:中#国教#育出#版网]质量为m1；(3)用细线系住石头放入水中浸没，溢出部分水，取出石头，再用天平称出此时烧杯和剩余水的总质量为m2，则石头的体积为V＝V溢水＝
m溢水?水?m1?m2?水
石头密度为ρ＝
mm＝·ρ水.[来源:z.zs.tep.com] Vm1?m2方法二：(1)用天平称出石头的质量m；(2)在烧杯里装满水，用天平称出总质量为m1；(3)将石头浸没水中，部分水溢出，不取出石头再用天平称出此时总质量为 m2，则石头的体积V＝V溢水＝
m溢水?水?m1?m?m2?水．[来源:中教 石头密度为ρ=
mm＝·ρ水 Vm1?m?m2m求解密度． V 【解题策略】 此题是测密度大于水的固体的密度．给出的实验器材如果没有量筒，则对于密度大于水的固体(如金属块、一串钥匙等等)，可采用用天平称几次质量、满杯排水法转换测出体积，最后利用ρ＝
2．天平、满杯法测液体密度 例6 没有量筒，只有一个空瓶、一台天平(含砝码)、足够多的水，利用这些东西能测出食用油的密度是多少吗?(已知ρ水＝1.0×103kg／m3)要求： (1)写出实验步骤．
(2)推导出计算食用油密度的公式．[来源:中国教育出版网zzstep.com] 分析 先用天平称空瓶的质量，再在空瓶中装满水用天平称质量，求出瓶子容积；再在空瓶中装满油，用天平称质量，求出油的质量，由ρ＝
m求解密度． V答案：(1)实验步骤：①用天平称出空瓶质量m1；②在瓶中装满水，用天平称出瓶和水的总质量m2；③倒出瓶中的水，擦干，在瓶中装满食用油，用天平称出瓶和食用油的总质量m3 (2)推导过程：①满瓶水的质量m水＝m2-m1；②满瓶水的体积，即瓶子的容积V =V水m]＝
m水?水?m2?m1?水；③满瓶食用油的质量m油＝m2-m1；④食用油的密度
ρ油＝
m3?m1m?m1?水?3?103kg/m3.
m2?m1m2?m1m求解密度． V 【解题策略】 这是测液体的密度时，在只有天平没有量筒的情况下，用天平测几次质量，用满杯排水法转换测出待测液体的体积，由公式ρ=
3．标记法
例7 给你如下器材：天平、烧杯、适量的水、牛奶、细线，请设计实验测量牛奶的密度，要求写出实验步骤及牛奶密度的表达式．
分析 题中器材给出细线，是做标记用的，可在烧杯外壁做记号，标出液面的位置．用天平称两次质量即可得到牛奶的质量．此题关键是牛奶的体积，可用细线做记号，使牛奶[来源:中,国教,育出,版网]与水的体积相等，利用等量转换法，求出水的体积即为牛奶体积．水的体积需用天平称两次质量求出水的质量，利用V水＝
m水?水即可求得．
答案：步骤：（1）用调节好的天平测出空烧杯的质量m；（2）在烧杯中装入适量的水[来源:zzstep.com]，用细
线在水面处做标记，用天平称出烧杯和水的总质量m1；（3）倒出水，擦干烧杯，再向烧杯内倒入牛奶直至标记处，用天平称出烧杯和牛奶的总质量m2.
牛奶密度表达式：ρ
牛奶
=
m2?m??水.[来源:中教网] m1?m 【解题策略】 此题测液体密度，标记的目的是使所测液体的体积与水的体积相等，这种标记法是满杯法的迁移．做记号的物体除了用细线还可以用笔．
4．替代法[来源:中国教育出版网zzstep.com] 【专题解读】实验替代法是灵活解决实验问题的一种测量方法．当所给器材不足时，就可利用替代物或替代工具、替代元件作替代．
例8 在做测物体密度的实验时，老师在实验桌上给同学们摆放上一架天平，一个量筒，两个完全相同的烧杯，一些水和一些小金属球，让同学们利用这些器材测出小金属球的密度．细心的小明发现老师没给砝码，一问才知道老师是故意不给的．小明想了想，举手向老师要了一支滴管，就动手做起实验，并很快得出结果，你能替小明说说他是怎样测出小[金属球密度的吗?
分析 没有砝码，显然无法用天平称出质量．天平能够称出质量是因为左右盘物体质量相等，我们可以利用天平的这种特点，将右盘中的砝码用水来替代，只要天平平衡，则左]盘中金属球的质量就等于右盘中水的质量，水的质量虽也无法测出，但可用量筒测出体积，ρ水已知，即可算出质量，金属球的体积可用“排水法”测出，金属球密度进而由ρ＝
m可求解．[来源:中国教育出版网zzstep.com] V答案：步骤：(1)调节天平使之横梁平衡，将两个完全相同的烧杯分别放于天平的左、右盘中，一个烧杯中放入适量的金属球，另一个烧杯中放入水，使天平再次平衡，则m球＝ m水；(2)将烧杯里的水倒入量筒中，记下水的体积为V1，则m球＝m水＝ρ水V1；(3)将烧杯[来源:中教网]里的金属球倒入量筒的水中，使之能够浸没，记下总体积为
m水?水V1m球V1V2，则金属球的体积V球＝V2-V1；(4)求解金属球密度ρ球＝?????.
V球V2?V1V2?V1V2?V1水【解题策略】此题用替代物替代了砝码来测质量．] 5．天平、刻度尺法
【专题解读】 此方法适用于形状规则的固体，如正方体、长方体、圆柱体等．用天平称其质量，用刻度尺测其体积，由ρ＝
m求解其密度．[来源:z*zs*tep.com] V 例9 为了测一个长方体塑料块的密度(其密度小于水的密度)，现有器材如下：天平、刻度尺，写出具体实验步骤，并写出其密度表达式．
分析 长方体的体积公式为：体积＝长×宽×高，用天平称质量，由ρ＝
m即可求出密度． V 答案：步骤：(1)用天平称出塑料块的质量为m；(2)用刻度尺分别测出此塑料块的长a，宽b，高c，则体积V＝a·b·c，密度表达式ρ＝
mm＝.[来源:中*国教*育出*版网] Vabc【解题策略】 天平、刻度尺法比较适用于形状规则的固体，综合运用了物理与数学知识．
二、规律方法专题[来源:zzstep.com] 专题4 判断物体是实心的还是空心的三种方法
【专题解读】 判断物体是实心的还是空心的有如下三种方法： (1)根据公式ρ
物体
＝
m物体，求出ρV物体物体
，再与该物质密度ρ比较；若ρ
物体
＜ρ，则为]空心的；若ρ
物体
＝ρ，则为
实心的．
(2)把物体作为实心物体对待，利用公式m＝ρ·V，求出体积为V的实心物体的质量m，然后将m与m物体比较，若m＞m物体，则该物体为空心的；若m=m物体,则该物体为实心的． [来源:中国教育出版网zzstep.com] (3)把物体作为实心物体对待，根据公式V＝
m?，求出V，再与V物体比较，若V＜V物体，则该物体为空心的；若
V＝V物体，则该物体为实心的．[来源:中国教育出版网zzstep.com] 例10 铝球的体积为400 cm3，质量为810 g，问：该球是空心的还是实心的? (ρ铝＝2.7×103kg／m3) 分析 此题可从三个方面来考虑，比较密度、质量或体积，一题多解．[来源:z,zs,tep.com] 解法1：比较密度法：
球的密度度ρ=
m球810g=2.025g／cm3． ∵ρ＜ρ铝，∴此球是空心的．[来源:中教网] ?3V球400cm
