2022年中考物理真题汇编:特殊方法测密度附解析
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2022年中考物理真题汇编:特殊方法测密度附解析学生版
一、实验探究题
1.(2022·鞍山)同学们发现:李子会沉在水底,而丑橘可以漂浮在水面上。于是他们利用实验室的器材测量了两种水果的密度。
(1)测量李子的密度:
①将天平放在水平台上,如图甲所示,将游码放到标尺左端的零刻度线处,向 调节平衡螺母,直至指针指在分度盘的中线处,使天平横梁平衡;
②接着配制浓度合适的盐水,使李子恰好 在盐水中,测出盐水的密度即为李子的密度;测量步骤如下:
步骤一:在小烧杯中加入适量配置好的盐水,用天平测量其质量,当天平平衡后,砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,小烧杯和盐水的总质量为 g;
步骤二:把小烧杯中的一部分盐水倒入量筒中,测量其体积如图丙所示;
步骤三:测出小烧杯和剩余盐水的总质量为39.8g;
则李子的密度ρ李子= kg/m3;
(2)测量丑橘的密度:
步骤一:如图丁-1所示,用台秤测量容器和水的总质量为m1;
步骤二:如图丁-2所示,丑橘漂浮在水面上,台秤的示数为m2;
步骤三:如图丁-3所示,按压丑橘使其刚好 在水中,台秤的示数为m3;
则丑橘的密度ρ丑橘= 。(用字母表示,已知水的密度为ρ水)
2.(2022·盘锦)为了测量盐水密度,小方同学进行了如下实验:
(1)将天平放在水平桌面上,游码放到标尺左端零刻度线处,发现指针静止时如图甲所示,应将平衡螺母向 调,使横梁平衡;
(2)先测出烧杯和盐水的总质量为123.2g。然后将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分,如图乙所示,量筒读数时做法正确的是: (选填“a”“b”或“c”);
(3)把烧杯和剩余盐水放在天平左盘中称量,当横梁平衡时,所用砝码和游码在标尺上的位置如图丙所示,则烧杯和剩余盐水的总质量为 g;
(4)盐水的密度为 kg/m3;
(5)小方利用一把刻度尺、装有适量水的水槽和两个相同的薄壁圆柱形平底玻璃容器(容器厚度忽略不计)也测量出了另一种液体的密度。
①向容器中倒入适量的液体,将容器缓慢的放入水槽中,处于竖直漂浮状态,如图丁所示,测出容器下表面到水面的距离为h1。
②从容器中取出一部分液体,放入另一个放在水平桌面上的玻璃容器中,如图戊所示,测量出 为h0。
③容器再次处于竖直漂浮状态,如图己所示,测出容器下表面到水面的距离为h2。
④液体密度ρ液= (用h1、h2、h0、ρ水表示)。
3.(2022·柳州)小东学习了密度的有关知识后,做如下实验。
(1)小东在实验室里测量玻璃珠的密度。
①他将天平置于 桌面,移动游码至标尺左端 点,调节平衡螺母使横梁平衡;
②接着测量几个玻璃珠的质量,天平平衡时托盘中的砝码及游码的位置如图甲所示,则这些玻璃珠的质量为 g;
③将这些玻璃珠放入量筒,量筒中水面变化如图乙所示,则玻璃珠的总体积为 cm3,玻璃珠的密度为 kg/m3;
④小东按规范操作完成了实验,才发现天平横梁因磨损出现的缺口如图丙中A处所示,那么玻璃珠质量的测量值 (选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值;
(2)小东回到家里,想要测量家里的空气密度,器材有:未充气的新皮球(如图丁,皮球壁厚度忽略不计),电子秤,打气筒(每次能打出一筒体积为V0的空气)。已知皮球充气后如图戊所示,内部气压大于大气压。方法如下:
i.用电子秤测出未充气的新皮球的质量m1;
ii.用打气筒给新皮球打入n筒空气后,皮球如图戊,用电子秤测出其质量m2;
iii.计算空气密度的表达式为ρ= ;
由于空气浮力的影响,上述测量不够准确。仅用现有器材更准确地测量空气密度,需要增加一个步骤: ;
用你增加步骤中测得的物理量及已测得的物理量计算空气密度,表达式为ρ'= 。
4.(2022·鄂州)小华同学学习了密度知识后,想知道家里的一个白色金属摆件是用什么材料制成的,他进行了如下实验:
(1)如图所示,用弹簧测力计测出摆件的重力G= N;
(2)将摆件完全浸没在水中(不接触容器底),读出弹簧测力计的读数F=2.9N,则摆件的体积是 m3;
(3)依据上述数据算出工艺品的密度为 g/cm3(结果保留一位小数);
(4)根据如表几种金属的密度值,在测量误差范围内,小华同学家里的摆件最有可能是用 制成的。
金属
银
钢、铁
铝
密度(g/cm3)
10.5
7.9
2.7
5.(2022·深圳)小红在游玩时见了一些石头,拿了其中一块来做实验。
(1)天平放在水平桌面上指针如甲图所示,平衡螺母应向 (选填“左”或“右”)调,直至平衡;
(2)如图乙,小石头的质量为 g,可求得小石块的密度为 g/cm3;
(3)砝码磨损,按照以上步骤,测得小石块密度 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(4)若使用弹簧测力计测量石头密度,如图:
ρ石= (水的密度为ρ水,用已知物理量符号表示)。
6.(2022·锦州)小明和小红使用不同的器材分别对石块的密度进行了测量。
(1)小明将托盘天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左侧零位,发现指针所处位置如图甲所示,应将平衡螺母向 移动,使天平横梁在水平位置平衡;
(2)把石块放在天平的 盘中,用镊子向另一个盘中加减砝码,再移动游码。当天平平衡时,砝码质量以及游码在标尺上的位置如图乙所示,则石块的质量是 g;
(3)小明又测出石块的体积是20cm3,则石块的密度是 kg/m3;
(4)实验后,小明发现所用的砝码生锈了,则所测石块密度比真实值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(5)小红用圆柱形容器、刻度尺和一个不吸水的小木块等器材测量石块密度:
①如图丙所示,容器内装入适量的水,小木块放入容器内静止时,测出容器内水深为h1;
②如图丁所示,用细线把石块与木块系住放入容器内静止时,测出容器内水深为h2;
③如图戊所示,将石块直接放入容器内水中,测出容器内水深为h3;
④石块密度的表达式ρ石= 。(用字母表示,水的密度为ρ水)
7.(2022·宁夏)近几年,宁夏各市、县对老旧小区楼房进行外墙保温改造。某物理兴趣小组的同学们在综合实践活动中,选择研究保温材料的各种性能及其应用。他们从市场上选择了三种常用的保温材料进行研究如图,材料相关信息如下表。
项目
I号
II号
III号
聚氨酯泡沫
聚苯乙烯泡沫
岩棉
传热系数W/(m·K)
0.033
0.042
0.065
防火性能
阻燃B1级
阻燃BI级
不燃A级
吸水性%
≤0.08
≤0.2
≤5
隔音性
好
好
一般
最高使用温度℃
75
65
600
Z/(kg/m2)
1.4
1.0
2.4
(1)高空坠物存在安全隐患,同学们观察表格中缺少密度信息,于是选取了上表中的一种材料进行密度测量,如图所示。
① 如图甲所示,将一小块这种材料放在调好的天平上,测出它的质量为 g;
② 如图乙所示,在量筒中倒入适量的水,读出此时的体积;
③ 如图丙所示,用铁丝将保温材料压入水中使其浸没,读出此时的体积,则该材料的密度为 g/cm3,此时测得的密度会比实际密度 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);(由表中信息可知,保温材料的吸水性很小,忽略材料吸水性)
(2)当保温材料的厚度一定时,为了方便比较材料的性能,在表格中的项目里引入参数“Z”,单位为kg/m2。同学们观察表格中的Z,猜想它可能与材料密度有一定关系。
① 已知保温材料厚度均为h,请推导出Z与材料密度ρ的关系 ;(结果用已知量的符号表示)
② 三种材料厚度均为5cm,请利用上述实验中测出的密度值计算出该材料的Z值,并推断出它是哪种材料 ?
③ 若一栋楼某一侧面的面积为300m2,则需要I号保温材料的质量是 kg。
(3)请根据你家居住地的气候特点,房屋高度及表格中保温材料的相关性能,为你居住的房屋选出一种合适的保温材料,并说明选择依据。选择 号保温材料。选择理由: 。(注:传热系数越大,保温性能越差)
8.(2022·无锡)实验课上,老师和同学们测量塑料小条及酒精溶液的密度。
(1)他们用天平和量筒测量塑料小条的密度:
①调节天平平衡时,若指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,则应将平衡螺母向 调节,使天平平衡,取20根相同的塑料小条放在天平的左盘,移动游码至图(a)所示位置,天平再次平衡,则20根小条的总质量为 g;
②在量筒中加入适量酒精,如图(b)所示,液面示数为 mL,再将20根小条全部浸没在酒精中,量筒内液面达到9mL,则塑料小条的密度为 g/cm3;
(2)他们用电子密度计测量酒精溶液的密度,电子密度计主要由玻璃砝码、挂钩、测量支架等组成。测质量时,示数由测量支架所受的拉力大小决定,如图(c)中显示的20.00g表明是质量为20.00g的砝码对支架产生的拉力;
①如图(d)所示,将玻璃砝码浸没在纯净水中,示数变小,原因是砝码受到水的 ,此时测量支架所受拉力相当于11.00g的物体所产生的拉力,按下“密度”键后,电子密度计能依据阿基米德原理换算出纯净水的密度为0.996g/cm3,如图(e)所示;
②提起玻璃砝码并擦干,再浸没在待测酒精溶液中,示数变为12.00g,如图(f)所示,则该酒精溶液的密度最接近于 g/cm3。
A.0.913 B.0.889 C.0.885 D.0.800
9.(2022·北部湾)实验小组的同学利用学过的物理知识测定一块吊坠的密度。
(1)把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺左端 处时,发现指针偏向分度盘的左侧,此时应向 调节平衡螺母,使横梁平衡;
(2)将吊坠放在天平左盘中,向右盘中加砝码并调节游码直到横梁平衡。此时,右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,则吊坠的质量是 g;
(3)往量筒中倒入50mL水,将吊坠浸没在水中,液面位置如图乙所示,则吊坠的密度是 kg/m3;
(4)整理实验器材时发现,使用的砝码有磨损,则测得的密度值偏 ;
(5)实验小组讨论后,不用砝码,只利用天平、两个相同的烧杯、量筒和水也能测出吊坠的密度。请将实验步骤补充完整。
①在两个烧杯中倒入等量的水,分别放在已调平衡的天平的左右盘中如图丙所示;
②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡,记下加水的体积为V1,如图丁所示;
③ ,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到横梁平衡,并记下再次加入水的体积为V2;
④吊坠密度的表达式为ρ= 。(用V1、V2、ρ水表示)
10.(2022·天津)小芳发现家中的一串珍珠项链能沉在水底,乐于探索的她想测量这串项链的密度。受到“曹冲称象”故事的启发,她利用如图所示的器材和足量的水(含取水工具,水的密度为ρ0)进行实验,实验步骤如下:
①在量筒中装入适量的水,记下体积V1;
②将项链浸没在量筒的水中,记下体积V2;
请你帮小芳完成实验。要求:
(1)写出步骤②之后的实验步骤和需要测量的物理量 ;
(2)写出珍珠项链密度的数学表达式(用已知量和测量量表示) 。
答案解析部分
1.【答案】(1)右;悬浮;81.4;1.04×103
(2)浸没;m2−m1m3−m1ρ水
【解析】【解答】(1)①由图甲可知,天平左边低,右边高,说明左边重,故应将平衡螺母向右调,直至指针指在分度盘的中线处,使天平横梁平衡。
②由物体的浮沉条件可知,当物体悬浮时,物体的密度等于液体的密度。此时盐水的密度恰好等于李子的密度,应使李子悬浮在盐水中。
由图乙可知,小烧杯和盐水的总质量为m总=1.4g+50g+20g+10g=81.4g
把小烧杯中的一部分盐水倒入量筒中,由图丙可知,量筒的分度值为2mL,示数为40mL,即倒出盐水的体积为V倒=40mL=40cm3
测出小烧杯和剩余盐水的总质量为39.8g,则倒出盐水的质量为m倒=m总-m剩=81.4g-39.8g=41.6g
因盐水的密度恰好等于李子的密度,则李子的密度为ρ李子=ρ盐水=m倒V倒=41.6g40cm3=1.04gcm3=1.04×103kgm3
(2)由图丁可知,丑橘的质量为m=m2-m1
需要根据排开液体的体积来求丑橘的体积,因此如图丁-3所示,按压丑橘使其刚好浸没在水中,台秤的示数为m3,此时排开水的质量为m排=m3-m1
丑橘的体积为V=V排=m3−m1ρ水
则丑橘的密度ρ丑橘=mV=m2−m1m3−m1ρ水=m2−m1m3−m1ρ水
【分析】(1)调节天平水平平衡时,平衡螺母向偏高的一侧调节;天平称量质量时,物体质量等于砝码加游码;根据公式ρ李子=ρ盐水=m倒V倒,求解密度;
(2)根据公式ρ丑橘=mV=m2−m1m3−m1ρ水=m2−m1m3−m1ρ水,求解密度表达式。
2.【答案】(1)右
(2)b
(3)54.2
(4)1.15×103
(5)容器内液体深(高)度#容器下表面到液面距离;ℎ1−ℎ2ℎ0ρ水
【解析】【解答】(1)由图甲可知,使用前,指针停在分度盘的左侧,所以应向右调节平衡螺母。
(2)量筒读数时,视线应与凹液面的最低相平,所以正确的做法是b。
(3)把烧杯和剩余盐水放在天平左盘中称量,当天平重新平衡时,所用砝码、游码的位置如图丙所示为20g+20g+10g+4.2g=54.2g
所以烧杯和剩余盐水的总质量为54.2g。
(4)根据密度公式ρ=mV
可知,盐水的密度为ρ=mV=123.2g−54.2g60mL=1.15g/cm3=1.15×103kg/m3
(5)为了便于测量出倒出的液体的质量,因此要测量出容器下表面到液面的距离h0。
因为薄壁圆柱形平底玻璃容器是一样的,那么它两的底面积都为S,根据压强公式p=FS
可知,薄壁圆柱形平底玻璃容器在丁容器中受到的浮力为F丁=ρ水gℎ1S
薄壁圆柱形平底玻璃容器在戊容器中受到的浮力为F戊=ρ水gℎ2S
取出的液体的重力为G=F丁−F戊=ρ水gℎ1S−ρ水gℎ2S=ρ水gS(ℎ1−ℎ2)
取出的液体的质量为m=Gg=ρ水gS(ℎ1−ℎ2)g=ρ水S(ℎ1−ℎ2)
液体的密度为ρ=mV=ρ水S(ℎ1−ℎ2)Sℎ0=ℎ1−ℎ2ℎ0ρ水
【分析】(1)调节天平水平平衡时,平衡螺母向偏高的一侧调节;
(2)量筒读数时,视线应与凹液面的最低相平;
(3)物体质量等于砝码质量加游码质量;
(4)根据公式ρ=mV,计算密度;
(5)根据公式ρ=mV=ρ水S(ℎ1−ℎ2)Sℎ0=ℎ1−ℎ2ℎ0ρ水,确定实验步骤及密度表达式。
3.【答案】(1)水平;0刻度;26.2;10;2.62×103;等于
(2)m2−m1nV0;测出篮球的体积V1;m2−m1nV0−V1
【解析】【解答】(1)天平使用前要放在水平桌面上,将游码移动到0刻度处,然后进行调平衡。
天平平衡时托盘中的砝码及游码的位置如图甲所示,根据天平的使用方法,物体质量等与砝码质量加上游码指示的刻度数,即25g加1.2g,玻璃珠质量为m=26.2g。
将这些玻璃珠放入量筒,量筒中水面变化如图乙所示,即玻璃珠的体积为V=35cm3−25cm3=10cm3=10−5m3
故玻璃珠的密度为ρ=mV=26.2g10cm3=2.62g/cm3=2.62×103kg/m3
小东按规范操作完成了实验,也就是说天平在使用前是调过平衡的,所以测量出的质量不会受到影响。
(2)由题意知空气的体积为V空气=nV0
空气的质量为m空气=m2−m1
根据密度公式ρ空气=m空气V空气=m2−m1nV0
[9]由于篮球受到空气浮力的影响,故可以先测量出篮球的体积V1,故有下式关系m2g+ρ空V1g−m1g=ρ空nV0g
故可得ρ空=m2−m1nV0−V1
【分析】(1)使用天平时,先放水平;游码归零;根据天平上砝码和游码位置,测量质量;根据量筒中液面高度测量体积,根据体积差,计算物体的体积;利用质量和体积的比值, 计算密度;测量前后天平的缺损,不能影响结果;
(2)根据前后质量差,计算空气质量,结合质量和体积的比值, 计算密度。
4.【答案】(1)3.2
(2)3×10-5
(3)10.7
(4)银
【解析】【解答】(1)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数为3.2N,由二力平衡条件可知,摆件的重力G=F0=3.2N
(2)将摆件完全浸没在水中后弹簧测力计的示数F=2.9N,则摆件受到的浮力F浮=G-F=3.2N-2.9N=0.3N
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以由F浮=ρ液gV排可得,摆件的体积V=V排=F浮ρ水g=0.3N1×103kg/m3×10N/kg=3×10−5m3
(3)由G=mg可得,摆件的质量m=Gg=3.2N10N/kg=0.32kg
摆件的密度ρ=mV=0.32kg3×10−5m3≈10.7×103kg/m3=10.7g/cm3
(4)由表中几种金属的密度值可知,摆件的密度10.7g/cm3与银的密度10.5g/cm3相差不大,所以在测量误差范围内,小华同学家里的摆件最有可能是用银制成的。
【分析】(1)看清弹簧测力计的分度值,根据拉力等于重力,确定重力;
(2)根据F浮=G-F及F浮=ρ液gV排,求出摆件的体积;
(3)根据G=mg及ρ=mV,求出工艺品的密度;
(4)将工艺品的密度值与表中的金属密度比较,确定工艺品的成分。
5.【答案】(1)右
(2)89;8.9
(3)偏大
(4)F1F1−F2ρ水
【解析】【解答】(1)天平放在水平桌面上指针如甲图所示,指针偏左,说明左侧质量更大,因此应该将平衡螺母向右调,直至天平平衡。
(2)如图乙所示,小石头的质量为砝码质量加上游码示数,标尺上每一小格代表0.2g,故石块质量为m=50g+20g+10g+5g+4g=89g
石块体积为V=V2−V1=40mL−30mL=10mL=10cm3
故石头密度为ρ=mV=89g10cm3=8.9g/cm3
(3)砝码磨损,则测量的质量比实际质量更大,根据ρ=mV可知,体积不变时,所测密度偏大。
(4)石头浸没在水中所受浮力为F浮=F1−F2
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,石头的体积为V石=V排=F浮ρ水g=F1−F2ρ水g
石头质量为m石=Gg=F1g
则石头密度为ρ石=m石V石=F1gF1−F2ρ水g=F1F1−F2ρ水
【分析】(1)调节天平水平平衡时,平衡螺母向偏高的一侧调节;
(2)小石头的质量为砝码质量加上游码示数,根据公式ρ=mV,求出密度;
(3)根据公式ρ=mV,判断实验过程中,质量和体积的偏差,从而确定密度的偏差。
(4)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排及密度公式ρ=mV求出石块密度表达式。
6.【答案】(1)左
(2)左;46
(3)2.3×103
(4)偏小
(5)(ℎ2−ℎ1)(ℎ3−ℎ1)ρ水
【解析】【解答】(1)小明将托盘天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左侧零位,发现指针偏向分度盘的右侧,说明天平右侧偏重,应将平衡螺母向左移动,使天平横梁在水平位置平衡。
(2)用天平称量物体时,应把物品放在左盘,砝码放在右盘,因此把石块放在天平的左盘中,用镊子向另一个盘中加减砝码,再移动游码。
石块的质量等于右盘砝码的质量加上标尺上游码指示的质量,则石块的质量是m=20g+20g+5g+1g=46g
(3)小明又测出石块的体积是20cm3,则石块的密度是ρ=mV=46g20cm3=2.3g/cm3=2.3×103kg/m3
(4)实验所用的砝码生锈了,砝码的质量变大,所测物体的质量偏小,根据ρ=mV 可知,则所测石块密度比真实值偏小。
(5)设容器的底面积为S,由丙、戊两图可知石块的体积为V=Sℎ3−Sℎ1=S(ℎ3−ℎ1)
设丙图中木块浸入水中的体积为V丙 ,丁图木块和石块浸入水中的体积为V丁=V丙+S(ℎ2−ℎ1)
物体漂浮时浮力等于重力,由丙、丁两图可知,两种情况下浮力F浮丙=G木=ρ水gV丙
F浮丁=(G石+G木)=ρ水g[V丙+S(ℎ2−ℎ1)]
两式相减得G石=ρ水gS(ℎ2−ℎ1)
石块密度ρ石=G石gV=ρ水gS(ℎ2−ℎ1)gS(ℎ3−ℎ1)=(ℎ2−ℎ1)(ℎ3−ℎ1)ρ水
【分析】(1)调节天平平衡时,平衡螺母左偏右调,右偏左调;
(2)测量质量时,物体放在左盘;根据砝码和游码的位置,测量质量;
(3)利用质量和体积的比值, 计算密度;
(4)砝码生锈,质量变大,测量的结果偏小;计算的密度值偏小;
(5)根据物体漂浮时,受到的浮力等于物体的重力,根据液面深度的变化可以计算排开液体的体积,计算排开液体的质量,等于物体的质量;根据物体沉底时排开液体的体积,计算物体的体积;利用质量和体积的比值, 计算密度。
7.【答案】(1)0.4;0.02;偏小
(2)Z=ρℎ;II号材料;420
(3)I;I号传热系数较小,保温性能较好
【解析】【解答】(1)从图甲可以看到,天平右边的砝码为零,标尺的分度值为0.2g,游码的示数为0.4g,则一小块这种材料的质量为0.4g。
从图乙可以看到,水的体积为60cm3,从图丙可以看到,保温材料和水的总体积为80cm3,则保温材料的体积V材料=V总−V水=80cm3−60cm3=20cm3
根据密度公式可知,该材料的密度ρ材料=m材料V材料=0.4g20cm3=0.02g/cm3
该材料的密度为0.02g/cm3。
由题意可知,保温材料的吸水性很小,忽略材料吸水性,但是观察图丙可知,铁丝有一部分是浸在水中的,则计算出来保温材料的体积是偏大的,所以测得的密度会比实际密度偏小。
(2)观察Z的单位,单位为kg/m2,保温材料厚度h的单位为m,密度ρ的单位为kg/m3,由单位的关系可以猜想到参数“Z”与保温材料厚度的比,等于密度ρ,即ρ=Zℎ
化简可得Z=ρℎ,即为Z与材料密度ρ的关系。
该材料的密度为0.02g/cm3,该材料的厚度为5cm,根据公式Z=ρℎ,可知该材料的Z值Z=ρℎ=0.02g/cm3×5cm=0.1g/cm2=1kg/m2
该材料的Z值为1kg/m2,对照表中的数据,可知它是II号材料。
由题意可知,三种材料厚度均为5cm=0.05m,若一栋楼某一侧面的面积为300m2,则这种保温材料的体积为V=Sℎ=300m2×0.05m=15m3
这种材料为I号保温材料,对照表中数据可知,Z值为1.4kg/m2,这材料的厚度为0.05m,则这种材料的密度ρ'=Z'ℎ=1.4kg/m20.05m=28kg/m3
这种材料的质量为m'=ρ'V=28kg/m3×15m3=420kg
I号保温材料的质量是420kg。
(3)我家居住地气候比较寒冷,根据传热系数越大,保温性能越差,则选择I号保温材料,它的传热系数是最小的,保温性能最好,家居环境比较温暖。
【分析】(1)先确定物体的质量和体积,再根据公式ρ=mV,求出物体密度;判断实验过程中,质量和体积的偏差,从而确定密度的偏差;
(2)根据表格数据确定Z与材料密度ρ的关系;进而判断材料类别及质量;
(3)根据表格可知,传热系数越大,保温性能越差,解释实际温选择材料。
8.【答案】(1)右;4.6;4;0.92
(2)浮力;C
【解析】【解答】(1)①根据题意知道,指针偏左,根据“指针左偏右调、右偏左调”应将平衡螺母向右调节。
由图甲知道,标尺的分度值为0.2g,故20根小条的总质量为m=4.6g
②由图乙知道,液体的体积为4mL,根据题意知道,“再将20根小条全部浸没在酒精中,量筒内液面达到9mL”,所以,20根小条的体积V=9mL−4mL=5mL=5cm3
由ρ=mV知道,塑料小条的密度为ρ=mV=4.6g5cm3=0.92g/cm3
(2)①根据题意知道,将玻璃砝码浸没在纯净水中,由于受到水的浮力,故对测量支架的拉力减小,所以示数变小。
②根据题意知道,(d)所示,测量支架所受拉力相当于11.00g的物体所产生的拉力,图(f)所示,测量支架所受拉力相当于12.00g的物体所产生的拉力,即因排开液体的体积相同,而纯净水的密度大于酒精的密度,因排开纯净水的质量为20g-11g=9g>20g-12g=8g
所以,排开纯净水的重力变大,即物体受到的浮力变大,故说明石块受到的浮力大小还与排开液体的密度有关,则F浮水=m排水g
F浮酒精=m排酒精g
由阿基米德原理知道F浮=ρ液gV排=ρ液gV物
所以V物=F浮ρ液g
因物体的体积不变,故m排水gρ水g=m排酒精gρ酒精g
故酒精的密度为ρ酒精=m排酒精m排水×ρ水=8g9g×0.996g/cm3=0.885g/cm3
故答案为:C。
【分析】(1)调节天平平衡时,平衡螺母左偏右调;根据天平上砝码和游码的位置,测量质量;根据量筒中液面位置,测量体积;根据质量和体积的比值, 计算密度;
(2)浸入液体中的物体受到浮力;根据浮力和已知液体密度,计算未知液体的密度。
9.【答案】(1)零刻度线;右
(2)32.2
(3)2.3×103
(4)大
(5)将吊坠直接放在左盘烧杯的水中;ρ水(V1+V2)V1
【解析】【解答】(1)根据托盘天平的使用规则可知,首先把天平放在水平桌面上,然后将游码调到标尺左端零刻度线处,若发现指针偏向分度盘的左侧,说明左侧较重,所以把平衡螺母向右调节,才能使天平平衡。
(2)根据托盘天平的读数规则可知,左盘上物体的质量等于右盘砝码的质量与标尺上游码所表示的示数之和,所以吊坠的质量为
m=20g+10g+2.2g=32.2g
(3)由图可知,该量筒的分度值为2mL,根据液面所在的位置可知,此时量筒的示数为64mL,由题意可知,吊坠的体积等于量筒中水增加的体积,即吊坠的体积为
V=64mL-50mL=14mL=14cm3
根据密度公式ρ=mV可得,该吊坠的密度为ρ吊坠=mV=32.2g14cm3=2.3g/cm3=2.3×103kg/m3
(4)使用的砝码有磨损,会导致测量的质量偏大,根据ρ=mV可知,测得的密度值偏大。
(5)天平是一个等臂杠杆,将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡,记下加水的体积为V1, 此时右侧增加的水的重力等于右侧吊坠所受到的浮力,即F浮=G1,可得ρ水gV排=m1g=ρ水gV1
所以此时V排=V1,又因为吊坠在水中处于浸没状态,所以V吊坠=V排=V1
将吊坠直接放在左盘烧杯的水中,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到横梁平衡,并记下再次加入水的体积为V2,此时天平两侧的重力大小相等,所以右侧增加的水的重力等于吊坠的重力,即可得吊坠的重力为G吊坠=G2=ρ水g(V1+V2)
所以吊坠的质量为m吊坠=G吊坠g=ρ水g(V1+V2)g=ρ水(V1+V2)
根据密度公式ρ=mV可得,该吊坠的密度为ρ=m吊坠V吊坠=ρ水(V1+V2)V1
【分析】(1)使用天平时,游码归零,平衡螺母左偏右调;
(2)根据天平上砝码和游码的位置,测量质量;
(3)根据量筒液面位置,测量体积;利用质量和体积的比值, 计算密度;
(4)砝码磨损,测量质量偏大,计算的密度偏大;
(5)当物体浸入液体中时,根据排开液体的质量和液体密度的比值, 计算体积;利用物体的质量和体积的比值, 计算密度。
10.【答案】(1)③往大水槽中加入适量的水,使装有项链的小桶漂浮在水槽的水面上,并记下水面在小桶上的位置; ④取出项链,往小桶中加水使桶外水面到达所记位置,用量筒测出桶中水的体积V3。
(2)V3V2−V1ρ0
【解析】【解答】(1)③往大水槽中加入适量的水,使装有项链的小桶漂浮在水槽的水面上,并记下水面在小桶上的位置;
④取出项链,往小桶中加水使桶外水面到达所记位置,用量筒测出桶中水的体积V3。
(2)由步骤③④可知,项链的质量等于取出项链后向小筒中加的水的质量m=ρ0V3
由步骤①②可知,项链的体积V=V2-V1
项链的密度ρ项链=mV=ρ0V3V2−V1
【分析】(1)测量物体的密度时,先利用量筒中液面位置,测量体积;将物体漂浮在水面,测量质量;
(2)根据漂浮时排开液体的体积计算质量;根据质量和体积的比值,计算密度。
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