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七下科學丨第03章 物質的特性
模塊一：質量
1. 質量的概念和特點
（1）概念：一切物體都是由物質構成的，質量表示物體含有物質的多少，用字母m表示。
（2）特點：質量是物體本身的固有屬性，不隨物體的形狀、狀態、位置的改變而改變。
2. 質量的單位
（1）常用單位：質量的常用單位是千克（kg），比千克大的單位有噸（t），比千克小的單位有克（g）、毫克（mg）。
（2）換算關系：1t=1000kg，1kg=1000g，1g=1000mg。
（3）不同物體的質量尺度
（4）一些常見物體的質量
物體 質量/千克 物體 質量/千克
大頭針 約8×10-5 大象 可達6×103
雞蛋 約0.05 鯨魚 可達1.5×105
蘋果 約0.15 月球 約7.4×1022
雞 約2.0 地球 約6.0×1024
成人 約50~80 太陽 約2.0×1030
模塊二：質量的測量
1. 質量測量工具
（1）生活中：常用秤測物體的質量，常見的有桿秤、度盤秤、電子秤、案秤、磅秤等。
（2）實驗室中：測量質量的儀器有托盤天平和物理天平等。
2. 托盤天平的結構
、
3. 托盤天平的使用
（1）放：將天平放在水平桌面上。
（2）移：用鑷子將游碼撥至標尺左端的“0”刻線處。
（3）調：調節橫梁上的平衡螺母，使指針指在分度盤中央刻度線處或在中央刻度線左右擺動的幅度一樣，此時橫梁平衡。調節秘訣：左偏右調，右偏左調。
（4）稱：左物右碼。將被測量物體放在左盤，估計被測物體質量后，用鑷子按“先大后小”的順序向右盤中加減砝碼，若最小的砝碼也不能使橫梁平衡，此時需要移動游碼，直到天平平衡。
（5）讀：將右盤中砝碼的總質量與游碼所對的刻度值相加，即為被測物體質量。游碼在標尺上讀數時，應以游碼左側邊緣所對刻度為準。稱量秘訣：m左=m右+m游移。
（6）收：稱量完畢，用鑷子將砝碼放回砝碼盒，并將游碼撥回標尺左端的零刻線處。
4. 托盤天平使用時的其它注意事項
（1）每臺天平能夠測量的最大質量叫做天平的“稱量”。用天平測量物體的質量時不能超過天平的“稱量”。
（2）保持天平干燥、清潔。不要把潮濕的物體和化學藥品直接放在天平盤里。不要把砝碼弄濕、弄臟，以免銹蝕。如果稱量液體質量，則必須放在玻璃器皿內。
5. 測量液體的質量
（1）按照“放”、“移”、“調”的要求將天平調節平衡。
（2）將容器放在天平的左盤中，稱出容器的質量m1。
（3）將液體倒入容器內，用天平稱出液體和容器的總質量m2。
（4）液體的質量即為m液=m2-m1，實驗完畢后整理實驗器材。
6. 托盤天平的測量結果分析
實驗操作或實驗條件 測量結果m測與物體實際質量m物大小比較
測量時左碼右物 若測量時游碼未移動，則m測=m物 若測量時游碼移動了，則m測m物
測量前游碼未歸零 m測m物（測量后游碼未移動或右移）
砝碼磨損 m測m物
砝碼生銹 m測m物
模塊三：密度
1. 密度
（1）定義：單位體積的某種物質的質量，叫做這種物質的密度。
（2）特點：密度是物質的一種特性，與物體的質量、體積、形狀和運動狀態無關。
（3）公式：，m表示質量，V表示體積，ρ表示密度。同一種物質在同一狀態下，其密度是不變的。
（4）單位：千克/立方米（kg/m3）或克/立方厘米（g/cm3），兩者的換算關系為1 g/cm3=1.0×103 kg/m3。
（5）物質密度表示的含義：例如水銀的密度為13.6×103 kg/m3，表示1立方米水銀的質量是13.6×103千克。
（6）根據課本列舉的密度表，可得出下列結論：
①同種物質狀態不同，密度不同；不同物質的密度一般不同，但也有少數物質密度相同。
②記住如水、冰、酒精等一些常見物質的密度，了解常見物質的密度大小關系，例如ρ金>ρ銅>ρ鐵>ρ鋁，ρ水>ρ酒精，ρ水>ρ冰。
③固體、液體的密度都比氣體的密度大。
2. 影響密度大小的因素
（1）密度是物質的一種特性，它與物體的體積、質量無關，它與下列因素有關：
①與物質的狀態有關；
②與物質的種類有關；
③與物體的溫度有關；
當物體密度發生變化時，物體質量是不變的，由于熱脹冷縮，物體的體積要發生變化。通常情況下，溫度對固體和液體的密度影響很小，其密度的變化可忽略不計。
（2）裝在某一容器中的氣體，當氣體用去一部分后，其質量減小了，體積不變，它的密度會減小。
模塊四：密度的常規計算
1. 密度的常規計算
（1）計算公式：，m表示質量，V表示體積，ρ表示密度。
（2）密度相關基礎計算
①直接利用密度公式 計算物體密度；
②根據密度公式的變形 計算物體質量；
③根據密度公式的變形 計算物體體積。
（3）密度基礎計算的解題步驟
①仔細審題，明確題中已知條件，且已知的各量要統一單位。
②分析求未知量所需要的條件。
③選擇適當的公式進行計算。
（4）氣體密度分析與計算：由于氣體是充滿它所在的容器，所以氣體的體積等于盛裝容器的容積。
模塊五：密度的測量
1. 測量石塊的密度
（1）實驗原理：。
（2）實驗器材：天平、量筒、水、石塊、細線。
（3）實驗步驟
①用天平稱出石塊的質量m；
②向量筒中倒入適量的水，讀出體積為V1；
③用細線將小石塊拴住，緩緩放入量筒中，并使其完全浸沒，讀出體積為V2；
④根據所測定的數據，計算石塊的密度為。
（4）實驗說明
①測量石塊體積時，倒入量筒中的水應使物體全部浸入，且能準確、方便讀數；
②測量石塊密度時，先測質量再測體積，可以減小因被測物體上沾有水而導致的誤差；
③如果要測量的固體（不吸水也不溶于水）不會自動全部浸入水中，可以采用懸重法或針壓法測定其體積。
2. 測量鹽水的密度
（1）實驗原理：。
（2）實驗器材：天平、量筒、鹽水、燒杯。
（3）實驗步驟
①將適量的鹽水倒入燒杯中，用天平測出燒杯和鹽水的總質量m1；
②將燒杯中的部分鹽水倒入量筒中，測出燒杯和剩余鹽水的總質量m2；
③讀出量筒中鹽水的體積V；
④根據所測定的數據，計算鹽水的密度為。
（4）實驗說明：實驗中無需測量空燒杯的質量。
模塊六：密度四大題型
題型一 比例計算
1. 基本公式
（1）定義式：。
（2）公式變形：和。
2. 基本比例關系
（1）同種物質組成的實心物體，體積大質量也大，物體的質量與它的體積成正比，即當ρ一定時，有。
（2）不同物質組成的物體，在體積相同的情況下，物體的質量與它的密度成正比，即當V一定時，有。
（3）不同物質組成的物體，在質量相同的情況下，物體的體積與它的密度成反比，即當m一定時，有。
題型二 圖象問題
1. 物質質量與物質體積關系圖像
（1）圖像說明：橫坐標表示物質體積，縱坐標表示物質質量，圖像中畫有一條或多條經過原點的直線，又稱m-V圖像，表示的是某一種或某幾種物質的質量與體積的關系。
（2）圖像信息
①可以從圖像中得知同種物質的質量與體積的關系，即同種物質的質量與體積成正比。
②可以根據橫縱坐標上的數據直接求出物質的密度。如圖1中的A點，其對應的質量為60g，體積為80cm3，則根據密度計算公式可得圖1所代表的物質密度大小為：
③可以比較不同物質的密度大小關系。相同體積比質量，質量越大，密度越大；相同質量比體積，體積越小，密度越大。如圖2所示，易知ρ甲>ρ乙。
2. 液體和容器總質量與容器中液體體積關系圖像
（1）情景說明：有一個如圖3所示的空瓶子，現在往瓶中倒入某種液體，隨著瓶內液體體積V不斷增多，瓶子與液體的總質量m也在不斷增大。
（2）圖像說明：橫坐標表示瓶子內液體的體積V，縱坐標表示瓶子與瓶內液體的總質量m，圖線是一條不經過原點的直線。
（3）圖像信息
①空瓶的質量：圖線與縱軸的交點表示的是V=0時的m的值，表示瓶中沒有液體時的總質量，也就是指空瓶的質量。由圖4中的A點可知，圖3中空瓶子的質量m0為40g；
②液體的密度：找到圖線上的兩個點，利用計算出該液體的密度。如圖4所示，圖線A點對應的總質量為40g，液體體積為0，B點對應的總質量為60g，液體體積為40cm3，則該液體的密度；
③當瓶內液體為V1時瓶子的總質量m1：利用上述已經求出的瓶子質量m0以及液體的密度ρ液，可求得m1=m0+ρ液V1。如圖4，C點處對應的液體體積VC為100 cm3，
此時瓶子總質量mC= m0+ρ液VC=40g+0.5g/cm3100 cm3=90g
題型三 空心球問題
1. 判斷物體是否空心的方法
（1）比較體積法
①分析：計算實心部分體積：，比較V實與V物的關系。
②討論：若V物>V實，則為空心；若V物=V實，則為實心。
（2）比較質量法
①分析：假定物體實心，計算，比較m與m物的關系。
②討論：若m>m物，則為空心；若m=m物，則為實心。
（3）比較密度法
①分析：計算物體密度：，比較ρ物與ρ實的關系。
②討論：若ρ物<ρ實，則為空心；若ρ物=ρ實，則為實心。
說明：ρ實代表構成物體的物質密度，ρ物代表物體密度，V實代表實心部分的體積，V物代表物體的體積，m物代表物體的質量。
2. 空心部分的體積大小計算
V空 = V物 - V實 =。
題型四 平均密度
1. 混合物的質量、體積與密度
（1）混合物的總質量：m總 = m1 + m2 = ρ1V1 + ρ2V2。
（2）混合物的總體積：V總 = V1 + V2 = + （不考慮混合后總體積的變化）。
（3）混合物的平均密度： = 。
2. 兩種平均密度（不考慮混合后總體積的變化）
（1）兩物質等體積混合后的平均密度：= = = 。
（2）兩物質等質量混合后的平均密度：= = = 。
模塊七：熔化與凝固
1. 熔化
（1）探究固體熔化規律
①如圖，把裝有海波的試管放入盛水的燒杯里，緩慢加熱，觀察海波狀態的變化。待溫度升到40℃開始，每隔0.5分鐘記錄一次溫度；在海波完全熔化后再記錄4~5次。
②改用松香做實驗，重復上述實驗。
時間單位：min 溫度單位：℃
時間 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
海波溫度 40
松香溫度 40
③將表格中的兩組數據先用點標在坐標圖上，再用平滑的曲線將各個點連接起來。
④根據你所畫的曲線圖，比較海波和松香熔化時溫度變化有什么不同。
（2）熔化的概念：物質從固態變成液態的過程叫做熔化。
（3）熔化的特點：物質熔化時需要吸收熱量。
（4）晶體與非晶體
①晶體：在熔化時具有一定的熔化溫度的固體叫晶體，晶體熔化時的溫度叫做熔點，熔點是物質的一種特性。常見晶體有海波、明礬、石膏、水晶、金屬等。
海波 明礬 石膏 水晶 銅
②非晶體：在熔化時沒有一定的熔化溫度的固體叫非晶體，非晶體沒有熔點。常見非晶體有松香、蜂蠟、玻璃、橡膠、塑料等。
松香 蜂蠟 玻璃 橡膠 塑料
③晶體與非晶體的熔化圖象
④一些晶體的熔點（℃）
金剛石 3550 金 1064 冰 0
鎢 3410 銀 962 固態水銀 -39
純鐵 1535 鋁 660 固態酒精 -117
各種鋼 1500左右 鉛 327 固態氮 -210
各種鑄鐵 1200左右 錫 232 固態氫 -259
銅 1083 海波 48 固態氦 -272
2. 凝固
（1）凝固的概念：物質從液態變成固態的過程叫做凝固，凝固是熔化的逆過程。
（2）凝固的特點：物質凝固時會放出熱量。
（3）晶體的凝固點：液態晶體在凝固過程中溫度保持不變，這個溫度叫做晶體的凝固點。
（4）晶體與非晶體的凝固圖象
3. 晶體熔化與凝固的條件與特點
條件 特點
晶體熔化 溫度達到熔點，持續吸熱 溫度不變
晶體凝固 溫度達到凝固點，持續放熱 溫度不變
模塊八：汽化與液化
1. 汽化
（1）汽化的概念：物質由液態變成氣態的過程叫做汽化，包括蒸發和沸騰兩種方式。
（2）汽化的特點：物質汽化時需要吸收熱量。
2. 蒸發
（1）蒸發的概念：在液體表面任何溫度下都能進行的汽化現象叫做蒸發。
（2）影響蒸發快慢的因素：大量事實表明，液體蒸發的快慢跟液體的表面積、溫度，以及液體表面空氣流動的快慢有關。
3. 沸騰
（1）沸騰的概念：在一定的溫度下，液體表面和內部同時進行的劇烈的汽化現象叫做沸騰。
（2）探究水的沸騰實驗
①實驗裝置
②溫度圖象
（3）沸騰的特點：沸騰是在液體表面和內部同時進行的；液體沸騰時，溫度保持不變。
（4）沸點：液體沸騰時的溫度叫做沸點。沸點是物質的一種特性，不同的液體沸點不同；同種液體的沸點與液面處的氣壓有關，氣壓越大，沸點越高，氣壓越小，沸點越低。
幾種液體在標準大氣壓下的沸點（℃）
液態鐵 2750 水 100 液態氧 -183
液態鉛 1740 酒精 78 液態氮 -196
水銀 357 乙醚 35 液態氫 -253
液態萘 218 液態氨 -33.4 液態氦 -268.9
（5）沸騰的條件：液體要沸騰，必須具備兩個條件，一是液體需要達到沸點，二是液體持續吸熱。
4. 蒸發和沸騰的比較
方式 蒸發 沸騰
相同點 都是汽化現象，都從液態變為氣態，都吸熱
不同點 發生部位 液面 內部和液面同時進行
溫度條件 任何溫度 達到沸點
劇烈程度 緩慢 劇烈
影響因素 液體的溫度、液體的表面積的大小、液體上方空氣的流動速度等 沸點與液面上方氣壓的高低有關
特點 蒸發致冷、可降溫 沸騰時液體溫度不變
5. 液化
（1）液化的概念：物質由氣態變為液態的過程叫做液化。
（2）物質液化時會放出熱量。
（3）液化的兩種方式：給氣體降溫，或在一定溫度下，壓縮氣體的體積。
降溫 壓縮氣體體積
鏡片 起霧 冬天 哈氣 壺嘴“白氣” 打火機 液化 石油氣 液氧
（4）液化現象分析：水蒸氣是無色透明的氣體，肉眼無法觀察到；“白氣”、“白霧”通常是水蒸氣遇冷液化形成的小水珠。
實驗與生活實例 分析原因
在燒杯中加熱水，將一塊干玻璃片蓋在燒杯上，可看到玻璃片的下表面附著一些小水珠 水蒸氣遇到較冷的玻璃片液化成小水珠
冬季的早晨，人說話時，可以看到嘴里不斷地呼出“白氣” 呼出的水蒸氣遇到冷空氣液化成小水珠
戴眼睛的同學從寒冷的室外進入溫暖的教室，鏡片上會出現一層水霧變得模糊不清 室內水蒸氣遇到較冷的鏡片液化成小水滴
模塊九：升華與凝華
1. 升華
（1）升華的概念：物體直接從固態變成氣態的過程叫做升華。
（2）升華的特點：物體升華時需要吸收熱量。人們常利用升華吸熱的特性來降低物體的溫度，如利用干冰升華時吸收大量熱來實施人工降雨，制造舞臺煙霧效果，食品冷藏，醫療麻醉等。
（3）升華現象：放在衣柜和書柜中的樟腦丸會變小，最后消失不見了；北方冬季，放在室外的冰凍衣服會慢慢變干；用久的燈泡燈絲會變細。
2. 凝華
（1）凝華的概念：物體從氣態直接變成固態的過程叫做凝華。
（2）凝華的特點：物體凝華時需要放出熱量。
（3）凝華現象：冬季常看到的“霧凇”；冰棍外表的“霜”；冬季窗戶玻璃的內表面上的“冰花”；用久的白熾燈泡內壁變黑。
模塊十：物態變化綜合
1. 物質的三態變化
2. 自然界中的物態變化
自然界中有很多自然現象都和物態變化有關，其中的云、雨、霧、露、霜、雪、冰雹是常見的自然現象，它們的形成原因不盡相同。
（1）云：暖濕氣流上升，在上升過程中，空氣逐漸冷卻，水蒸氣液化成小水滴或凝華成小冰晶，相互聚集便形成云。
（2）雨：云中的小水珠或者小冰晶，隨著氣流的急速升降而上下運動，它們相聚后越聚越大，達到一定程度后會下落。在下落過程中，小冰晶吸熱熔化成小水珠，與原來的小水珠一起落到地面，這就是雨。
（3）霧：在沒有風時，水蒸氣在地面附近遇冷液化成小水珠，就形成了霧。
（4）露：夜間的氣溫比白天低，所以在夜間，空氣中的水蒸氣會凝結在植物或其他物體的表面上液化而形成露。
（5）霜、雪：在寒冷的冬天，地表附近的水蒸氣在夜間遇到溫度很低的地表物體和植物時，會凝華而形成白色的霜；如果高空的溫度很低，水蒸氣凝華成小冰晶，便可能會以雪的形式降到地面。
（6）冰雹：云中的水珠被上升氣流帶到低于0℃的高空，凝結為小冰珠，小冰珠在下落時，其外層受熱熔化成水，并彼此結合，使冰珠越來越大，如果上升氣流很強，冰珠就會再升入高空，在其表面形成一層冰殼，經過多次上下翻騰，能結合成較大的冰珠，當上升氣流托不住它時，冰珠就落到地面，形成冰雹。
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