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第四章　物质与材料
【构建知识网络】
知识点1 质量及其测量
1．质量
(1)定义：物体所含_____的多少叫作质量，通常用字母m表示．
(2)国际单位：_____，符号是___，其他常用单位有克(g)、毫
克(mg)、吨(t)．
物质
千克
kg
(3)1 g＝_____kg；1 mg＝_____g＝_____kg；1 t＝___kg.
(4)性质：质量是物体本身的一种属性，物体的质量不随它的
_____、_____和_____而改变．
10－3
10－3
10－6
103
形状
状态
位置
(5)常考质量估测：一枚第5套人民币一元硬币质量约为6 g；
一个鸡蛋的质量约为60__；普通中学生的质量约为50___；一
个苹果的质量约为150__；物理课本的质量约为200__；一份
物理试卷的质量约为8__．
g
kg
g
g
g
2．质量的测量
(1)测量工具：生活中常见磅秤、案秤、杆秤、电子秤；实验
室常用_____测质量．
(2)天平的使用
　①放：把天平放在_________上．
　②拨：用镊子把游码移到标尺左端的_________处．
天平
水平桌面
零刻度线
　③调：调节横梁两端的平衡螺母，使指针指在_____________
(左偏右调，右偏左调，使横梁平衡)．
　④测：称量前估测被测物体的质量；称量时把被测物体放在
盘中，用镊子按“_________”的顺序在盘中依次加砝码，并
调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡(左物右码，先
大后小)．
　⑤读：被测物体的质量＝右盘中砝码的总质量＋游码端在标
尺上所对应的刻度值．
分度盘的中央
先大后小
【名师点拨】
（1）待测物体的质量不能超过天平的最大测量值.（2）应使用镊子取放砝码.（3）不要把潮湿的物品或化学药品直接放在天平的托盘中称量.
【名师点拨】
用天平测量质量的误差分析
(1)测量前指针偏左就测量物体质量，所测的物体质量偏大；若测量前指针偏右，则所测的物体质量偏小．
(2)游码未置于标尺左端的零刻度线处就测量物体质量，如果游
码位置不动，就没有起到小砝码的作用，此时物体的质量与游
码位置无关，物体质量等于砝码总质量，若记作m物＝m砝＋m游，
则所测物体质量偏大；如果在称量的过程中移动了游码的位置，
将游码向右移动，相当于在右盘中添加砝码，所测的物体质量
偏大．
(3)物码错位问题：称量时误将被测物体和砝码位置放反，如果游码位置不移动，所测物体质量无偏差；若游码向右移动，此时m物＝m砝－m游，若记作m物＝m砝＋m游，则所测的物体质量偏大．
(4)若使用的砝码磨损了一小块，则测量结果相比物体真实质量偏大；若使用的砝码已生锈，则测量结果相比物体真实质量偏小．
知识点2 量筒的使用与读数
　①看：看量程、分度值和单位，如图所示，
量筒的量程是_______mL，分度值是__mL.
　②放：放在___________上．
0～100
1
水平的桌面
　③读：读数时，视线与量筒内液体的凹液面的_____处保持水
平．
　④记：记录时包括数字和单位，如图所示的读数是___mL.
　⑤注：从甲同学的方向读数偏___，从丙同学的方向读数偏___．
最低
60
大
小
知识点3 密度
1．物体的质量与体积的关系
(1)同种物质质量与体积的比值是_____的，物质不同比值_____
_____．
(2)质量与体积的关系图像如图所示：
一定
一般
不同
2．物质的密度
(1)定义：某种物质_____与_____之比，叫作这种物质的密度．
(2)公式：______．变形公式：求质量m＝ρV，求体积V＝ .
(3)单位：m表示质量，常用单位为kg或g；V表示体积，1 mL＝
1 cm3＝_____m3，1 L＝1 dm3＝_____m3；ρ表示密度，其单位
为m和V的组合单位，基本单位为kg/m3，常用单位为g/cm3.
质量
体积
10－6
10－3
(4)单位换算：1 g/cm3＝___kg/m3.
(5)常见物质的密度：水的密度为1.0×103 kg/m3；冰的密度为
0.9×103 kg/m3；酒精的密度为0.8×103 kg/m3.
(6)特性：密度是物质的一种特性，其大小与物质的_____有关，
与物体的质量、体积___关，跟温度与物质的状态___关．(后两
空均填“有”或“无”)
103
种类
无
有
【名师点拨】
(1)氧气瓶中氧气的密度，随瓶中氧气质量的减小而减小．
(2)混合物质的密度，两种等质量的物质混合ρ＝ ；
两种等体积的物质混合ρ＝ .
(7)密度与温度的关系
　①关系：一般来说，同种物质温度越高密度越小，遵从_____
_____的规律，但是水比较特殊，水在4 ℃时密度最大．
　②特例：水凝固成冰时，_____不变，体积_____，密度_____．
热胀
冷缩
质量
变大
变小
(8)密度与物质鉴别
　①原理：不同物质的密度一般不同，可以根据密度公式ρ＝ ，
求出密度来鉴别物质．
　②应用：鉴定牛奶；农业选种时配制盐水；航空器材常利用高
强度、低密度的合金或新型合成材料；机床底座用坚固且密度大
的材料制成．
3．物质的属性
(1)延展性：描述物质可锤炼可压延程度，金属金、铜常被描述为延展性好的金属．
(2)导热性：描述物质传导热量的属性．
(3)导电性：物体传导电流的属性，金属导电性各不相同，通常银的导电性最好，其次是铜和金．
4．认识材料
(1)气凝胶：具有_____、_______等性能．在新能源汽车、航
空航天领域有多种用途．
(2)以碳纤维和金属陶瓷为代表的_________：由两种或更多种
不同类型的材料组合而成，通过集合不同材料的优点，能够在
不同领域制造出更高性能的产品．
隔热
耐高温
复合材料
(3)纳米材料：当材料微粒的尺寸缩小到纳米级别其性质与宏
观尺度的材料相比会发生显著变化．我们把使用该种方法制成
的材料统称为_________．例如：将常见的柔软的石墨一层一
层剥离制造出来的_______就是一种纳米材料，它是目前世界
上最薄、最坚硬的物质，其强度比钢铁高出许多倍，另外它还
具有优良的_______、_______和透光性．石墨烯已成为制造新
一代___________、_______等的理想材料．
纳米材料
石墨烯
导热性
导电性
太阳能电池
传感器
(4)半导体材料：半导体材料的出现和广泛应用，把人类社会
由工业社会推向信息社会．
(5)人们将_____、_____和_____并列为现代文明的三大支柱．
在这三大支柱中，_____又是能源和信息的基础．
信息
能源
材料
材料
(1)平常所说的“铁比棉花重”，指的是铁的质量比棉花的质
量大．( )
(2)已调好的天平，搬到另一个工作台上，无需再调节即可使
用．( )
(3)使用天平测量质量的过程中，需要两次调节天平平衡，均
可以通过调节平衡螺母来实现．( )
(4)量筒和量杯都能测量液体的体积．( )
(5)密度大的物体，其质量一定大．( )
×
×
×
√
×
(6)由密度公式ρ＝ 可知，密度与质量成正比，与体积成反
比．( )
(7)密度是物体的特性，不同物质一定有不同的密度．( )
(8)水温低于4 ℃时，随着水温降低，水的密度变大．( )
(9)水结成冰后，质量不变但密度变小．( )
(10)将一块石头从地球带到月球，其质量会变小．( )
×
×
×
√
×
实验1 测量固体的密度
【实验装置】
【命题点扫描】
1．实验原理：_______．
2．实验器材及作用
(1)天平：测量固体的质量．
(2)量筒、水：测量固体的体积．
(3)细线：拴住固体慢慢浸入量筒的水中．
(4)固体：密度大于水、不规则、不溶于水的待测固体(可放入量筒内)．
3．实验步骤
(1)用_____测出固体的质量m.
(2)在量筒中倒入_________，读出量筒的示数V1.
(3)将待测固体用细线拴住_____在盛水的量筒中，读出量筒的
示数V2.
(4)固体的密度ρ＝______．
天平
适量的水
浸没
4．实验表格
固体的质量m/g 水的体积V1/cm3 固体和水的总体积V2/cm3 固体的体积V/cm3 固体的密度
ρ/(g·cm－3)
5.实验操作及注意事项
(1)固体体积的测量方法
　①不溶于水、形状不规则的固体——排水法；
　②漂浮的固体——坠沉法或针压法；
　③较大固体——溢水法；
　④形状规则的固体——用_______测量各边长度．
刻度尺
(2)测量固体的密度要注意实验的正确操作，尽可能避免“液体残留”等问题给实验带来的误差．
6．交流与反思
(1)天平使用不当产生的误差：①操作不当；②砝码保存不当导致质量不准确．
(2)操作过程导致的误差：①固体沾水测质量；②物体放进量筒导致液体溅出．
7．实验改进与拓展(溢水法测密度)
(1)用天平测出固体的质量m.
(2)将溢水杯中装满水，把固体放入溢水杯中使其浸没，同时
用量筒盛接溢出的水，测得溢出水的体积为V水，则固体的体
积V＝V水．
(3)固体的密度ρ＝ ＝____．
【命题增长点】
1．实验原理与器材选择
在测量不规则固体密度的实验中，测量不规则物体体积时，量
筒内的水要适量，“适量”的标准是_______________________
_______________________________________________________．
量筒内水的体积加上物体
体积不超过量筒最大刻度，且物体放入后水面能高于物体顶部
2．数据处理与综合应用
多次测量同一固体密度并取平均值的目的是_______________
_______________________．
减小偶然误差，
使测量结果更接近真实值
实验2 测量液体的密度
【实验装置】
【命题点扫描】
1．实验原理：_____．
2．实验步骤
(1)在烧杯中倒入适量的待测液体，_______________________
________．
(2)将烧杯中的液体_________________，读出量筒中液体的体积V.
(3)用天平测出________________________．
(4)液体的密度ρ＝_____.
用天平测出液体和烧杯的
总质量m1
倒入量筒中一部分
烧杯和剩余液体的总质量m2
3．实验表格
液体和烧杯的总质量m1/g 剩余液体和烧杯的总质量m2/g 量筒中液体的质量m/g 量筒中液体的体积V/cm3 液体的密度
ρ/(g·cm－3)
4.交流与反思
若不采用“取样法”测液体密度，而是借助空烧杯、天平和量
筒来测量液体的密度．
(1)先测量质量，后测量体积，会因为烧杯内壁沾有液体，导致
测量液体的体积偏___而使密度测量值偏___．
(2)先测量体积，后测量质量，会因为量筒内壁沾有液体，导致
所测量液体的质量偏___而使密度测量值偏___．
小
大
小
小
5．实验改进与拓展(特殊方法测液体的密度)
(1)缺少量筒时，可借助水利用“等体积法”测液体的密度．
　①调好天平，用天平测出空烧杯质量为m0；
　②在烧杯中装满水，用天平测出烧杯和水的总质量为m1；
　③把烧杯中的水倒尽，再装满待测液体，用天平测出烧杯和
待测液体的总质量为m2.
则待测液体密度的表达式ρ＝_________(已知水的密度为ρ水)．
(2)缺少天平和量筒时，可利用浮力测量液体的密度，常用的
方法有
　①等体积法(将物体分别浸没在水中和待测液体中)：
　②等浮力法(将物体分别漂浮在装满水和待测液体的溢水杯
中)：
【命题增长点】
动态场景下的实验分析
某同学在测量盐水密度时，进行了以下操作：
①用天平测出空烧杯质量为20 g；
②向烧杯中倒入适量盐水，测得总质量为60 g；
③将烧杯中的盐水全部倒入量筒，测得体积为38 mL；
④发现烧杯内壁残留少量盐水，又向量筒中添加了部分盐水使体积变为40 mL，并测出此时烧杯和剩余盐水的总质量为18 g.
(1)该同学添加盐水的操作对测量结果的影响是_______________
_______________________________________________________
___________________________________________________．
(2)计算此时该盐水的实际密度为__________．
添加盐水的操作
导致测量的体积偏大(添加的盐水体积未知且未计入质量)，而
质量测量值不变，根据ρ＝ ，会使计算出的密度值偏小
1.05 g/cm3
解析：倒入量筒的盐水质量m＝60 g－18 g＝42 g，体积V＝
40 cm3，根据ρ＝ ，可得盐水密度ρ＝ ＝1.05 g/cm3.
考点1 质量的理解(2025年13套卷4考)
[2024·青岛]小明帮妈妈做饭时，对几个物理量进行了估测，他的估测中合理的是( )
A．10个鸡蛋的质量约是500 g
B．煮熟一锅米饭约需10 s
C．铁锅的直径约是28 mm
D．刚蒸熟的馒头温度约是37 ℃
【名师点拨】
质量是指物体所含物质的多少，是物体的一种属性，一个物体位置、状态和空间位置的改变不会使质量发生变化．
考点2 质量的测量(2025年13套卷5考)
1．[2025·烟台]小明用天平测量牛奶密
度时，把天平放在水平桌面上，游码归
零后，指针静止时如图甲所示，此时他应将平衡螺母向___(填
“左”或“右”)调节．天平平衡后，他将标有250 mL的整盒牛
奶放在天平左盘进行称量，天平再次平衡时如图乙所示，则整
盒牛奶的质量为______g．若空奶盒的质量为56.4 g，则牛奶的
密度为_________kg/m3.
右
321.4
1.06×103
2．[2025·济宁]如图甲所示，物体的长度为_____cm；用托盘
天平测量物体的质量，按照正确的实验步骤进行操作，当天平
平衡时，右盘中砝码的情况和游码在标尺上的位置如图乙所示，
则物体的质量为_____g.
2.70
36.6
【易错警示】
在读取游码示数时，由于游码有一定宽度，导致不知读哪边的
数据，有的读游码中间，有的读右边，而读左边的刻度才正确；
注意游码标尺的分度值，并不是所有标尺的分度值都是0.2 g．
考点3 密度(2025年13套卷8考)
1．[2024·枣庄]密度与生活联系非常紧密，关于密度的一些说法正确的是( )
A．1 kg的铁块比1 kg的棉花重
B．可以利用密度来鉴别物质，因为不同物质的密度一定不同
C．航空器材常采用熔点高、密度大的新型材料
D．一旦发生火灾，受困人员常采取弯腰撤离，是因为烟雾温度高、密度小，向上方聚集
【名师点拨】
物质的密度与该物质组成的物体的质量、体积、形状、运动状态无关，但受温度、状态的影响．
2．[2024·滨州]用天平和量筒测量固体密度的实验中，下列说法正确的是( )
A．测量时先测物体的体积，再测物体的质量
B．用调好的天平称量物体质量时，物体应放在天平的左盘中
C．称量物体质量过程中，若横梁不平衡，可调节平衡螺母
D．使用量筒测量体积时，可以俯视读数
3．[2025·济宁]两个相同的薄壁圆柱形容器置于水平桌面上，
一个装有4 kg的水，另一个装有某种液体．分别从两容器中抽
出相同体积的水和该液体，抽出前后水和该液体对容器底的压
强如表所示．则该液体抽出前的质量为__kg，该液体的密度为
________kg/m3.
容器底受到的压强 抽出前 抽出后
p水 2 000 Pa 1 000 Pa
p液 2 000 Pa 1 200 Pa
4
0.8×103
考点4 走进材料世界(2025年13套卷2考)
1．[2025·威海]为应对低温环境，中国第五座南极科考站秦岭站主楼外墙采用了30 cm厚的聚苯乙烯泡沫作为保温材料，如图所示．下列物品应用材料的性质与其不同的是( )
A．羽绒服——鹅绒
B．暖水瓶塞——软木
C．铁锅——铁
D．冰箱壁填充物——发泡棉
2．[2022·青岛]浙江大学课题组成功研制出的“全碳气凝胶”，是目前最轻的固态材料，哪怕将杯子大小的气凝胶放在狗尾草上，纤细的草须也不会被压弯(如图所示)．它具有优良的隔热性和很强的弹性，它还是吸油能力最强的材料之一，吸油量可高达自身质量的900倍．若将“全碳气凝胶”应用于实际生产和生活，以下设想不可行的是( )
A．制作轻盈的保暖服
B．治理海洋漏油污染
C．制作沙发坐垫
D．制作暖气散热片
3．[2023·聊城]我国首个火星探测器“天问一号”在火星着陆时，其表面温度超过1 200 ℃.为应对这种“极热”考验，我国科学家在探测器的表面涂有自主研发的气凝胶材料．说明这种气凝胶材料的( )
A．隔热性好 B．导热性好
C．导电性强 D．延展性强
1．[2025·上海]一个鸡蛋的质量约为( )
A．5 000克
B．500克
C．50克
D．5克
2．[2025·德阳]元旦期间，小明一家人决定从成都到德阳游览东湖山公园．下列数据符合实际的是( )
A．成都到德阳的距离约50 m
B．一双运动鞋的质量约10 kg
C．小明正常步行的速度约1.1 m/s
D．元旦期间东湖山的平均气温约35 ℃
3．[2024·自贡]某同学用已调节好的托盘天平测量物体的质
量，他将物体放入天平左盘里，通过增、减砝码后，发现指针
指在分度盘中央刻度线的左边一点，这时他应该( )
A．把横梁右端螺母向右旋出一些
B．把横梁右端螺母向左旋进一些
C．把天平右盘的砝码减少一些
D．把游码向右移动一些
4．[2024·绥化]将一瓶酸奶喝掉一半后，下列关于剩下半瓶酸奶的说法中，正确的是( )
A．质量和密度都不变
B．质量和密度都变为原来的一半
C．质量不变，密度变为原来的一半
D．质量变为原来的一半，密度不变
5．[2025·山西]在AI时代，大数据中心的计算机主机在处理
海量数据时会产生大量电热．如图所示，将主机直接浸泡在氟
化液中，可有效冷却且能使电路元件长期稳定工作．由此可知，
氟化液除具有良好的导热性外，还应具有良好的( )
A．导电性
B．腐蚀性
C．绝缘性
D．磁性
6．[2025·黑龙江]有一个容器的质量是20 g，装满水后总质量是570 g，装满某液体后总质量是460 g．则该容器的容积和某液体的密度分别是( )
A．550 mL、0.75×103 kg/m3
B．440 mL、0.75×103 kg/m3
C．500 mL、0.8×103 kg/m3
D．550 mL、0.8×103 kg/m3
7．[2025·山西]制作航天器部件的材料常需
要满足“低密度、高强度”等条件．航天小
组的同学们调查了铝合金和碳纤维两种材料，
其质量与体积关系如图所示．分析图像可知( )
A．铝合金的密度为5.4 g/cm3
B．碳纤维的密度是铝合金的2倍
C．质量相同时，用铝合金制成的实心部件体积较大
D．体积相同时，用碳纤维制成的实心部件质量较小
8．[2025·德阳]2024年12月26日，我国首架第六代战斗机试
飞成功，若它以2倍声速(v声＝340 m/s)匀速直线飞行10 s，
则它通过的路程为______m．我国自主研发生产出了世界上最薄
的“手撕钢”，被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”，其厚度只
有1.5×10－3 cm，密度为7.9 g/cm3，则面积大小为2×103 cm2
的“手撕钢”的质量为_____g.
6 800
23.7
9．[2025·湖南]小红用托盘天平测量一块橡皮的质量．
(1)把天平放在水平的桌面上，将游码移到标尺左端的零刻度
线处，指针的位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向___端调
节，使横梁水平平衡．
(2)调节天平平衡后，把橡皮放在左盘中，在右盘中加减砝码
后，观察到指针左偏，于是进行如图乙所示的操作，请指出其
操作的不当之处：_______________________．
右
在称量时调节了平衡螺母
(3)经过正确操作，横梁达到水平平衡时，右盘砝码的质量及
游码的位置如图丙所示，此橡皮质量为_____g.
11.2
10．[2025·湖北]律管是古人用来给乐器定音的
工具．用十二根长度不同的律管吹出十二个高低
不同的标准音，十二根律管吹出的声音_____(填
声音的特性)不同．其中最长的一根叫黄钟律管，如图所示．据
文献记载，它还曾作为汉代统一度量衡的标准，管长九寸(约
20 cm)，在管腔中装满大小适中的黍，体积为一龠(约10 mL)，
质量为十二铢(约7.8 g)，由此推算汉代一寸约为_____cm(保留
两位小数)，黍的密度约为_____g/cm3.
音调
2.22
0.78
11．[2025·连云港]在“测量盐水密度”的实验中：
(1)向烧杯中倒入适量盐水，用天平测出烧杯与盐水的总质量是75 g.
(2)将烧杯中的部分盐水倒入量筒中，此时量筒内盐水的体积是20 mL.
(3)在测量烧杯和剩余盐水的总质量时，发现加减质量最小的
砝码仍不能使天平平衡，这时应_________使天平平衡．若天
平再次平衡时，所用砝码、游码的位置如图所示，则烧杯和剩
余盐水的总质量是___g，倒入量筒内的盐水的质量是___g，盐
水的密度为_____g/cm3.
移动游码
54
21
1.05
12．[2025·宜宾]物理兴趣小组的同学想估测满车厢小石子(如图甲所示，上表面可视为一平面)的总质量，进行了如下的实验．回答下列问题：
(1)测得该车厢的长、宽、高分别为4 m、2 m、0.5 m，则车厢
内小石子的总体积约为__m3.
(2)从车厢中取一些小石子用保鲜膜包裹、扎紧(保鲜膜质量忽
略不计且可防水)，放在已调节好的天平上进行测量．先在右
盘中放上一定量的砝码，天平横梁左低右高，再添加5 g砝码，
天平横梁左高右低，取下5 g砝码，接下来应该调节_____(填
“平衡螺母”或“游码”)的位置，平衡后如图乙所示．测得
这些小石子质量为___g.
4
游码
63
(3)如图丙所示，将这些小石子缓慢放入装满水的溢水杯中，
用量筒测得溢出水的体积为___mL.
(4)计算出这些小石子的密度为________kg/m3.
(5)由此估算该车厢小石子的总质量为________kg.
(6)若只取其中一个较大的石子进行密度测量，由此估算出该
车厢小石子的总质量，结果会_____(填“偏大”或“偏小”)．
30
2.1×103
8.4×103
偏大

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