中考物理一轮复习微专题01《几种测密度的方法》考点跟踪突破训练 (含答案)
展开【专题概述】
测量固体物质的密度的方法有很多,根据题目给予的条件不同,或者固体的性质不同,如是否规则、大小、吸水性及漂浮在水面以及缺少测某一物理量的工具等,测固体密度,尤其体现在测固体体积上方法多样,这类实验探究题也是中考高频考题之一.
【方法指导】
一、测固体体积的四种方法
1.浸没于液体中的物体
(1)公式法:规则的物体体积V=长×宽×高.
(2)排水法:较小不规则物体体积V=V2-V1.
(3)称重法:用弹簧测力计分别测得在空气中重力为G和在水中的示数F,则物体的体积为V=eq \f(G-F,gρ水).
(4)溢水法:将溢水杯装满水,物体放入溢水杯中,把被溢出的水收集到小烧杯中,用天平测出水的质量m水,则V=eq \f(m水,ρ水).
2.漂浮水面的物体
(1)针压法(工具:量筒、水、大头针):用大头针将漂浮物按入水中,记下量筒中水的变化.
(2)沉坠法(工具:量筒、水、细线、金属块):把适量水倒入量筒,再用细线拴住金属块放入水中记V1,然后把金属块和漂浮物拴在一起沉没水中记下V2,则体积V=V2-V1.
(3)拉没法:将定滑轮固定在窗口底部,利用定滑轮可以改变用力方向将漂浮物拉没入水中.
3.易吸水的物体
(1)在物体的外表涂上一层薄薄的不溶于水的物质,比如油漆等.
(2)将该物体先放入水中,让它吸足水,再来测体积.
(3)可用排油法或排沙法.
4.易溶于水的物体:采用饱和溶液法或排沙法
二、缺少某一测量工具测密度
1.当缺少某一测量工具时,可以利用密度的知识间接地进行测量,如用天平、水可以测出墨水瓶的容积;用量筒和水可以测铁块的质量.
2.利用浮力知识和二力平衡知识测密度,如用天平、水、细线可以测出某一金属块的密度;用量筒、水可以测出橡皮泥的密度;用弹簧测力计、水、细线测某一金属块的密度等.
3.利用杠杆知识或液体压强知识也可以测物质的密度.
【分类训练】
类型一 测量特殊物质的密度
1.(6分)(广东省卷)小明用天平、烧杯、油性笔及足量的水测量一块鹅卵石的密度,实验步骤如下:
(1)将天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺_左端的零刻度线处_,发现横梁稳定时指针偏向分度盘的右侧,要使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母往_左_(选填“左”或“右”)调.
(2)用调好的天平分别测出鹅卵石的质量是31.8 g和空烧杯的质量是90 g.
(3)如图甲所示,把鹅卵石轻轻放入烧杯中,往烧杯倒入适量的水,用油性笔在烧杯壁记下此时水面位置为M,然后放在天平左盘,如图丙所示,杯、水和鹅卵石的总质量为_161.8_g.
(4)将鹅卵石从水中取出后,再往烧杯中缓慢加水,使水面上升至记号M,如图乙所示,用天平测出杯和水的总质量为142 g,此时杯中水的体积为_52_cm3.
(5)根据所测数据计算出鹅卵石的密度为_2.62_g/cm3.
(6)若小明在第(4)步骤测量过程中,用镊子添加砝码并向右旋动平衡螺母,直至天平平衡,此错误操作将导致所测密度偏_大_.
2.(4分)(枣庄)火山石可以漂浮在水面上.小王用天平、量筒和水等器材测量某块火山石的密度,实验步骤如下:
a.小王用调节好的天平测出火山石的质量为m,其示数如图所示;
b.往量筒中倒入水,使水面到达V1=50 mL处;
c.用细线系住火山石,放入量筒,用细铁丝将其压入水中足够长的时间,水面到达V2=54 mL处;
d.取出火山石,水面下降到了V3=48 mL处;
e.小王认为火山石体积测量不够准确,它的体积应该包含材质和其中空隙部分的体积,于是又向量筒中加水到50 mL处,将刚才取出的火山石表面附着的水擦干净,再次压入量筒的水中,此时水面到达V4=55 mL处.
请回答下列问题:
(1)在步骤d中,水面没有回到50 mL处的原因是
_火山石吸附了2_mL的水(或火山石吸附了一定体积的水)_.
(2)请你根据小王的实验思路,将有关数据及计算结果填入下表.
(3)观察表格,请你指出其中存在的不足之处_记录体积无单位_.
3.(7分)(本溪)在学完密度知识后,小强想利用天平和量筒测量粉笔的密度.
(1)小强将天平放在水平桌面上,把游码移至标尺左端_零刻度线_处,发现指针在分度盘中线的右侧,他将平衡螺母向_左_调节,直至天平横梁平衡.
(2)他找来几根粉笔头,用天平测量它们的质量,天平平衡时盘中的砝码和游码对应的位置如图甲所示,这些粉笔头的质量是_6.8_g.
(3)他将适量水倒入量筒中,读出水的体积,将这些粉笔头放入量筒中,发现它们先是漂浮并冒出气泡,然后慢慢下沉继续冒出气泡,老师告诉他这是由于粉笔疏松多孔并具有吸水性造成的.如果用这种方法测量粉笔头体积,会导致密度的测量结果_偏大_(选填“偏大”或“偏小”).
(4)为了更加准确的测出粉笔头的体积,他把所有吸饱水的粉笔头取出,放入装有25 mL水的量筒中,液面对应的示数如图乙所示,粉笔头的体积是_10_cm3,粉笔的密度为ρ粉笔=_0.68_g/cm3.
(5)小强又利用已知密度的粉笔和量筒测出了果汁的密度,请你根据他的实验步骤写出果汁的密度表达式.
①在量筒中倒入适量果汁,读出液面对应的示数为V1;
②将一根粉笔用保鲜膜包好,放入量筒中,粉笔漂浮(如图丙所示),读出液面对应的示数为V2;
③利用细长针将粉笔完全压入果汁中(如图丁所示),读出液面对应的示数为V3;
④果汁密度的表达式为ρ果汁=_eq \f(V3-V1,V2-V1)ρ粉笔_(用字母表示,ρ粉笔已知).
类型二 特殊方法测量物质的密度
4.(4分)(福建)如图所示,小丽利用天平、玻璃杯、体积为20 cm3的金属块、细线等器材测量蜂蜜的密度.
(1)将天平放在水平台上,将游码放到标尺左端的_零_刻度线上,调节横梁平衡;
(2)在玻璃杯中倒入适量的蜂蜜如图甲所示,用天平称出蜂蜜和玻璃杯的总质量m0,其示数如图乙所示,m0=_122.4_g;
(3)将金属块浸没在蜂蜜中,金属块不接触玻璃杯并保持静止,且蜂蜜无溢出,如图丙所示.天平平衡后,砝码的总质量加上游码在标尺上对应的刻度值为m=150.4 g,则蜂蜜密度ρ=_1.4_g/cm3;
(4)小明用天平测出同种蜂蜜和玻璃杯的总质量后,将浓稠粘滞的蜂蜜沿量筒壁缓缓倒入量筒内测量体积,再用天平测出剩余蜂蜜和玻璃杯总质量.对比小丽的测量方法,小明所测得的密度值_偏大_(选填“偏大”或“偏小”).
5.(5分)(常德)某学习小组想测量一块形状不规则的小矿石的密度,他们手边只有以下器材:天平一台,但没有砝码,两个质量相近的烧杯,量筒(其内径略小于矿石块的尺寸,无法将石块直接放入其中)细线、滴管和足量的水(已知水的密度为ρ水),该小组利用上述器材设计了如下实验方案,请你帮助他们完善方案.
实验方案(主要实验步骤):
(1)将两个烧杯分别放入天平的两个托盘上,各注入适量的水(保证后面的操作中水均不会从烧杯溢出),使天平平衡,如果在后面的步骤中要将矿石块放到左盘上的烧杯内,则对左盘烧杯的注水量还应有何要求:_左盘烧杯中的注水量能够使矿石块浸没,并且浸没后水不会溢出_.
(2)向量筒中加入适量的水,记下体积V1.
(3)手提细线吊住矿石块,将它浸没在左盘的烧杯中,且不与烧杯接触,用滴管将量筒中的水滴入_右_盘的烧杯中,直到天平平衡.
(4)记下此量筒中剩余水的体积V2,矿石块所受浮力F浮=_ρ水g(V1-V2)_.
(5)_松开后,矿石块沉入杯底_,再用滴管将量筒中的水滴入右盘的烧杯中,直到天平平衡.
(6)记下量筒中最后剩余水的体积V3.
(7)矿石块的密度ρ=_eq \f(ρ水(V1-V3),V1-V2)_.
【解析】(5)将手松开后,矿石块沉入杯底,这时再用滴管将量筒中的水滴入右盘的烧杯中,这一过程滴入的水的质量为m=ρ水(V2-V3),所以矿石块的重力G=F浮+mg=ρ水g(V1-V3),则矿石块密度为ρ=eq \f(m,V)=eq \f(ρ水(V1-V3),V1-V2).
6.(5分)(绥化)同学们在实验室测量某种小矿石的密度,选用天平、量筒、小矿石、细线和水,进行如下的实验操作:
A.在量筒中倒入适量的水,记下水的体积;将小矿石用细线系好后,慢慢地浸没在水中,记下小矿石和水的总体积;
B.把天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端的零刻度线处,调节横梁上的平衡螺母,使横梁平衡;
C.将小矿石放在左盘中,在右盘中增减砝码并移动游码,直到横梁恢复平衡.
(1)为了减小实验误差,最佳的实验操作顺序是:_BCA_(填写字母).
(2)在调节天平时,发现指针的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向_左_调.(选填“左”或“右”)
(3)用调节好的天平称量小矿石的质量,天平平衡时,右盘中砝码的质量和游码的位置如图乙所示,用量筒测量小矿石的体积如图丙所示,由此可以算出小矿石的密度为ρ=_2.6_g/cm3.
(4)量筒不小心被打碎了,老师说只用天平还能测量出陈醋的密度.某组同学添加了两个完全相同的烧杯和适量的水,设计了如下实验步骤,请你补充完整:
①调节好天平,用天平测出空烧杯质量为m0;
②将一个烧杯装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;
③用另一个烧杯装满陈醋,用天平测出_烧杯和陈醋的总质量_为m2;
④根据测得的物理量求出了该陈醋的密度ρ.
(5)针对(4)中的实验设计进行评估讨论后,同学发现该实验设计存在不足之处是:在操作过程中,烧杯装满液体,易洒出,不方便操作.
(6)整理实验器材时发现,天平的左盘有一个缺角,则测量结果_仍然准确_.(选填“偏大”“偏小”或“仍然准确”).
7.(9分)( 宁夏)小宁想测量一只玉石手镯的密度,进行了以下的实验操作:
(1)如图甲所示,小宁把天平放在水平桌面上,看到指针指在分度盘的中线处,于是直接使用天平进行测量,小宁操作的错误是:_游码未归零_.
(2)改正错误后,小宁用调节好的天平测玉石手镯的质量,所用砝码的个数和游码的位置如图乙所示,则玉石手镯的质量为_37_g.
(3)小宁测量玉石手镯的体积时遇到了难题,玉石手镯不能放进100 mL的量筒中,无法测量手镯的体积.请你从天平、烧杯(数量、大小不限)、量筒(100 mL)、小木块、水、细线中选用合适器材,找到一种测量手镯体积的方法,写出具体的操作步骤(可以结合画图用文字说明).
由于手镯体积过大不能直接放进量筒中,采用了下面的方法:A.用烧杯和木块组成一个溢水杯,在溢水杯中倒满水,如答图甲所示;B.将手镯用细线系好,把手镯浸没在答图乙所示的溢水杯中.同时用小烧杯收集从溢水杯流出的水;C.将小烧杯收集到的水全部倒入量筒中,如答图丙所示,手镯的体积即为量筒中水的体积.
(4)在学习完浮力的知识后,小宁又想到可以利用弹簧测力计、水、烧杯、细线测量玉石手镯的密度.
①用细线拴住手镯挂在弹簧测力计上,用弹簧测力计测出手镯所受的重力G;
②将手镯浸没在装有适量水的烧杯内,记录此时弹簧测力计的示数F;
③请推导出手镯密度的表达式ρ石=_eq \f(G,G-F)ρ水_(用已知量,测量量表示,比如水的密度用ρ水表示).
推导过程:(测量量用字母表示,推导过程要有必要的文字说明)
推导过程:
①用弹簧测力计测出手镯的重力G,则手镯的质量m=eq \f(G,g);②将手镯浸没在烧杯内的水中,读出此时弹簧测力计示数为F,则手镯受到的浮力为F浮=G-F,根据阿基米德原理F浮=G-F=ρ水gV排可知,手镯的体积V=V排=eq \f(G-F,ρ水g);
③手镯密度ρ石=eq \f(m,V)=eq \f(G,G-F)ρ水.
物理量
实验
次数
火山石的
质量m/g
V1
V2
V3
V4
火山石的
体积V/cm3
火山石
的密度
ρ/g·
cm-3
1
①4.2
50
54
48
55
②5
③0.84
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