2023年中考物理高频考点突破——特殊方法测密度
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这是一份2023年中考物理高频考点突破——特殊方法测密度,共30页。试卷主要包含了测量小石块的密度等内容,欢迎下载使用。
2023年中考物理高频考点突破——特殊方法测密度
1.测量小石块的密度。
甲 乙
(1)用调节好的天平测量小石块的质量,右盘所加砝码和游码位置如图甲所示,天平平衡,则小石块的质量___________。
(2)没有量筒,用下列方案测量小石块的体积。
①向烧杯中加入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量为;
②如图乙所示,将烧杯放在水平台面上,用细线系住小石块轻轻放入烧杯中,使小石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置;
③将小石块从水中取出后,向烧杯中缓慢加水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量;
④计算出小石块密度___________。
(3)在上述第③步聚中,将小石块从水中取出时带出了较多的水,对小石块体积的测量值的影响是___________(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
2.小明和小红使用不同器材分别对酒精的密度进行了测量。
(1)请将他们的实验过程补充完整。
小明利用天平、烧杯、刻度尺和水(ρ水已知)测量酒精密度的过程如下:
①往烧杯中倒入适量的水,用调节好的天平称出烧杯和水的总质量为m:
②用刻度尺测出水的深度为h1;
③将水倒出,倒入酒精,用天平称出烧杯和酒精的总质量也为m;
④___________________________;
⑤计算酒精的密度的表达式为:酒精=________________。
(2)小红利用弹簧测力计、烧杯、石块、细绳和水(水已知)测量酒精密度的过程如下:
①用细绳拴住石块,并用弹簧测力计测出石块重为G;
②将石块浸没在水中,并记录弹簧测力计的示数F1;
③_____________;
④计算酒精密度的表达式为:酒精=_________。
3.小明利用实验室的器材测一块矿石的密度,他选用的器材有:天平(最大称量为200g)、量筒、烧杯、杠杆、弹簧测力计(量程为0~5N)、细线、水。(g=10N/kg)
(1)小明同学首先进行估测,他感觉矿石比一瓶500mL的矿泉水还沉,于是他没有直接用天平来测矿石的质量,他的理由是___________。
(2)小明用如图甲所示的方法借助杠杆来测量矿石质量
①发现杠杆右端下沉,他应将平衡螺母向_________调节(选填“左”或“右”)。若未调节杠杆在水平位置平衡,就进行测量,则质量的测量值______(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
②小明用已调节好的杠杆进行实验,读出的弹簧测力计示数为1.8N,则该矿石的质量m=______kg。
(3)接着他用如图乙所示的方法测量矿石的体积,他的做法是:
①将矿石放入烧杯,往烧杯中加入适量的水,让矿石浸没,在水面到达的位置做上标记;
②取出矿石,用量筒量取150mL水,倒入烧杯,直至达到标记位置为止,量筒中剩余的水如图丙所示。
则矿石的体积V=_______cm3,矿石的密度ρ=________kg/m3。
(4)小明利用家中的电子秤设计出如下实验,操作步骤如下:
①将装有适量水的烧杯放在电子秤上,打开开关并设置归零;
②如图丁所示,用细绳系住矿石,手提细绳将矿石缓慢浸没在烧杯内的水中,读出电子秤的示数为m1;
③松开细绳,使矿石沉入烧杯底部,如图戊所示,待电子秤示数稳定后,读出其示数为m2;
④则矿石的密度为___________。
4.某同学测量形状不规则某矿石的密度,该矿石无法放入量筒,故选用水、烧杯、天平、细线(质量、体积均不计)、铁架台等器材进行实验,主要过程如下:
(1)将天平放置在水平桌面上,把游码拨至标尺的__处,并调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)将装有适量水的烧杯放在天平的左盘,加减砝码,并移动游码,直至天平平衡,这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图甲所示,则烧杯和水的总质量为__g。
(3)如图乙所示,用细线系住矿石,悬挂在铁架台上,让矿石浸没在水中,细线和矿石都没有与烧杯接触,天平重新平衡时,右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为144g,则矿石的体积为__cm3。
(4)如图丙所示,矿石下沉到烧杯底部,天平再次平衡时,右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为174g,则矿石的质量为____g,矿石的密度为__kg/m3。
5.真密度是指粉末材料在绝对密实状态下单位体积的固体物质的实际质量,即除去内部孔隙或者颗粒间的空隙后的密度。焦炭是一种质硬而多孔的颗粒固体,小华想测量焦炭的真密度,进行了如下实验和思考:
(1)方法一:将天平放在水平桌面上,测量焦炭的质量,用如图甲所示方法测量体积,由此计算出焦炭的密度,会导致测量结果________(大于/小于/等于)真密度。
(2)方法二:小华查阅资料得知:一定质量的气体,温度不变,压强变为原来的2倍时体积变为原来的一半,称取9 g焦炭并装入注射器内,如图乙所示,从注射器的刻度上读出焦炭和空气的总体积,通过压强传感器测出此时注射器内的空气压强为1.0×105 Pa;而后将注射器内的空气缓慢压缩,当空气压强增大为2.0×105 Pa时,再读出此时焦炭和空气的总体积(压缩过程中焦炭的体积、空气的温度均不变),整理相关数据记录如表,根据方法二求出焦炭的体积为________cm3,焦炭的密度为ρ焦=________g/cm3。
状态
注射器内空气的压强
注射器内空气和焦炭的总体积
压缩前
1.0×105Pa
25 mL
压缩后
2.0×105Pa
15 mL
6.在初三物理测量密度的专题实验复习课上,同学们都总结了很多关于密度测量的知识,下面是晓丽和小彬同学总结的密度测量方法:
(1)晓丽在家中自制了一个简易密度计并用它来测定盐水的密度。
实验器材有:刻度尺、圆柱形竹筷、细铁丝、烧杯、水、待测盐水。
实验步骤如下:
a、用刻度尺测出竹筷的长度L;
b、竹筷的下端缠上适量的细铁丝;
c、把自制的密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h1(如图所示);
d、把自制的密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2。
根据上面的步骤回答下列问题:
①密度计是利用浮力______重力的特点工作的,水对竹筷下表面的压强______盐水对竹筷下表面的压强;(两空均选填“大于”、“等于”或“小于”)
②被测盐水的密度表达式:ρ盐水=______;(不计铁丝体积,水的密度为ρ水)
(2)小彬同学在看过晓丽同学的简易密度计后,提出了更加大胆的猜想,设计出了一个密度秤。如图所示,小彬利用图所示装置来测量烧杯中液体的密度,已知物块的体积是80cm3,图甲、乙中物块均处于静止状态,弹簧测力计示数如图所示。
①图乙中,物块受到的浮力为______ N,烧杯中液体的密度为______ g/cm3;
②小彬对本实验原理进行了进一步分析,从而得到弹簧测力计的示数与被测液体的密度之间的函数关系,则符合此关系的应是图丙中的图线______;(选填“a”、“b”或“c”)
③根据上述结论,小彬对弹簧测力计刻度进行重新标度,将图乙装置改装成一个密度秤,它的零刻度应标在______ N处,用它测量时,待测液体密度ρ液应不超过______ g/cm3。
7.小军利用天平、水和烧杯来测量一不规则小石块的密度,请将他的实验步骤补充完整。
步骤一:测量质量
(1)把托盘天平放在水平台面上,将标尺上的______移到零刻度处,调节天平的平衡螺母使天平平衡;
(2)用天平测量小石块的质量,右盘中的砝码和标尺上的游码如图1所示,则小石块的质量为______ g;
步骤二:测算体积,如图2所示:
(3)往烧杯中加入适量的水,把小石块浸没,在水面到达的位置上作标记;
(4)取出小石块,测得烧杯和水的总质量为153g;
(5)______,再测出总质量为183g;
(6)计算出小石块的体积;
步骤三:计算密度
(7)用密度公式计算出小石块的密度为______ g/cm3。;
分析:(8)同小组的小明对小军的实验方案进行分析,发现该方案会导致测算小石子密度偏小,请你帮他说明偏小原因:______。
8.小亮同学发现花生米在水中沉底,于是设计了一个实验方案测量一粒花生米的密度的实验。
(1)将天平放在水平台上,游码移到零刻度线处,发现指针位置如图甲所示,应将平衡螺母向__(选填“左”或“右”)调节,使横梁在水平位置平衡。
(2)用调好的天平测量出烧杯的质量为51.2g。在烧杯中倒入适量的水,将花生米放入装有适量水的透明烧杯中,花生米下沉至杯底。往烧杯中逐渐加盐并充分搅拌,直至观察到花生米处于悬浮状态后停止加盐,如图乙所示。
(3)取出花生米,用调好的天平测量烧杯和盐水的总质量,当天平平衡时右盘中砝码和游码的位置如图丙所示,则烧杯和盐水的总质量为__g。
(4)将烧杯中的盐水全部倒人量筒中,如图丁所示。
(5)根据实验数据可计算出花生米的密度为__kg/m3,由于烧杯中有残留的盐水。实验中测量出的花生米的密度值与真实值相比__(选填“偏大”“偏小”或“一样大”)。
9.小华利用浮力知识测量橡皮泥的密度。
A.测出空烧杯的质量m0。
B.将橡皮泥捏成碗状,轻放入盛满水的溢水杯中,橡皮泥漂浮,用烧杯接住溢出的水。
C.测出烧杯和水的总质量m1,如图。
D.将该橡皮泥取出捏成团,放入盛满水的溢水杯中,橡皮泥沉底,用另一相同的空烧杯接住溢出的水。
E.测出烧杯和水的总质量m2。
(1)调节天平平衡时,发现指针静止时指在分度盘中央刻度线右侧,则应将平衡螺母向 ______ 调节,由图可知m1= ______ g。
(2)橡皮泥密度的表达式为ρ= ______ 。(用m0、m1、m2等物理量的符号表示)。
(3)操作B、D中橡皮泥所受浮力分别为FB、FD,则FB、FD的大小关系是:FB______FD。
10.在测量不规则矿石的密度实验中,因矿石无法放入量筒,故选用水、烧杯、天平(带砝码和镊子)、细线、铁架台等器材进行实验,主要过程如下:
(1)将天平放置在___________上,用___________将游码拨至标尺的左端的零刻度线处,并调节平衡螺母使天平平衡;
(2)将装有适量水的烧杯放入天平的左盘,然后往天平的右盘增减砝码,并移动游码,直至天平平衡,这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图甲所示,则烧杯和水的总质量为___________g;
(3)如图乙所示,用细线系住矿石,悬挂在铁架台上,让矿石浸没在水中,细线和矿石都没有与烧杯接触,天平重新平衡时,右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为164g,则矿石的体积为___________cm3;()
(4)如图丙所示,矿石下沉到烧杯底部,天平再次平衡时,右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为224 g,则矿石的密度为___________kg/m3。
11.请根据图示的实验器材,设计一种实验方案,测量出某一可浮于水面上的木块的密度。要求写出关键的实验步骤,并用所测得的物理量写出木块密度的表达式。
实验步骤:
(1)___________;
(2)将烧杯中的部分水倒入溢水杯,使溢水杯中水面与出水口相平;
(3)将小桶放在溢水杯口,将木块轻轻放入溢水杯中,使其漂浮在水面上。当杯口不再向外流水时,用测力计测出小桶和溢出水的总重G2;
(4)将小桶继续放在溢水杯口,___________。当杯口不再向外水流时,用测力计测出小桶和溢出水的总重力G3;
(5)木块密度的表达式:___________。
12.小明为了测量煤油的密度,做了如下实验:
(1)将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端零刻度线处,发现指针指在分度盘左侧,要使天平平衡,应将平衡螺母向 ______ (选填“左”或“右”)调;
(2)用调好的天平测出烧杯和煤油的总质量为173.4g,现把烧杯中的煤油倒一部分到量筒中,再把烧杯和剩余的煤油放到天平上,当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示,可知倒入量筒中煤油的质量为 ______ g,且由如图乙所示得到,倒出去的煤油的体积为 ______ cm3;
(3)根据测量结果可知煤油的密度ρ为 ______ kg/m3。
(4)小明采用下面方法,也能测出煤油的密度:他用弹簧测力计通过绳子拉着一块已知质量为m、密度为ρ铁的铁块,使它浸没并静止在煤油中,此时绳子受到的拉力为F,如图丙所示,则煤油的密度表达式ρ= ______ (请用m、ρ铁、F、g等物理量符号表示)。
13.在学完浮力的知识后,小致用弹簧测力计、玻璃杯、水、细线等器材,来测量一个软木块的密度。小致的测量过程如下:
(1)先用弹簧测力计测出软木快的重为G木,然后把木块放入装有水的玻璃杯中,木块漂在水面,此时木块受到的浮力_____它的重力。
(2)小致用牙签把木块完全压入水中(水不溢出),并在水面到达的位置O处做了标记,然后把木块从水中取出。
(3)小致又找来了一个铁块(其体积大于木块的体积),用弹簧测力计测出铁块的重为G铁,再用弹簧测力计拉着铁块慢慢浸入水中,当_____时,读出此时测力计的示数为F,此时铁块受到的浮力为______。
(4)小致测出木块密度的表达式为ρ木=______( 水的密度用ρ水表示)。
(5)测量完后,聪明的小致看到了家里的电子秤,于是他又找来一块软木块,调节好电子秤,又用电子科和已有的器材,进行了如下图所示的测量。
①小致利用这些数据,可求出软木块的密度为_________g/cm3。
②由于软木块吸水,小致用此方法测得的密度值会比它的真实值____________。
14.某中学环保小组在黄河边取了适量的河水样品,分别用不同方法对河水的密度进行了测量。
(1)小刚把样品带回学校,用天平和量筒做了如下实验:
①将天平放在______台上,把游码移到零刻度线处,调节平衡螺母直至天平平衡。
②用天平测出空烧杯的质量为30g,在烧杯中倒入适量的河水样品,测出烧杯和河水的总质量如图甲所示,则烧杯中河水的质量为______g,将烧杯中的河水全部倒入量筒中如图乙所示,则河水的密度为______。
③小刚用这种方法测出的河水密度比真实值______(选填“偏大”或“偏小”)。
(2)小亮把样品带回家,用家里的一台电子秤(如图丙所示)和没喝完的半瓶纯净水,做了如下实验:
①用电子秤测出半瓶纯净水的总质量为,并用笔在瓶身水面位置标记为;
②把瓶中的水全部倒出并将瓶内吹干,用电子秤测出空瓶的质量为;
③把河水慢慢倒入空瓶中,直至液面与______相平,再用电子秤测出瓶和河水的总质量为;
④则河水的密度表达式______(纯净水的密度用表示);
⑤小亮测算河水的体积使用了下列三种物理方法中的______。
A.控制变量法
B.等量替代法
C.类比法
15.在没有天平,且塑料块无法放入量筒的情况下,小明巧妙测出了塑料块的密度。
如甲图所示,先将塑料块轻轻放入装满水的大烧杯中,用小烧杯把溢出的水接住;如乙图所示,将小烧杯中的水倒入量筒,则溢出水的体积为______cm3:如丙图所示,将塑料块轻轻放入装满酒精的大烧杯中,用量筒测出溢出酒精的体积为;则塑料块的密度为______;塑料块在甲、丙两图中所受的浮力之比为______。(,)
16.小华同学想测量一粒花生米的密度,实验过程如下:
(1)选择一粒饱满的花生米放入装有适量水的烧杯中,花生米下沉至杯底, 往烧杯中逐渐加盐并充分搅拌,直至观察到花生米处于______状态,随即停止加盐,此时花生米密度与盐水密度相等;
(2)用天平测量质量前,发现指针位置如图甲所示,则应将横梁右端的平衡螺母往______(选填“左”或“右”)调节;
(3)取出花生米,用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量,如图乙所示,为______ g;
(4)将烧杯中的盐水一部分倒入量筒中,如图丙示,其体积为______mL;
(5)用天平测出烧杯和剩余盐水的质量为58g,则量筒中盐水的质量为______g,计算出盐水的密度即可知花生米的密度,本实验中花生米的密度为______ kg/m3(结果保留两位小数)。
17.小明把一小块玛瑙石和一个小木块带到实验室,测量它们的密度:
(1)如图甲所示,小明忘记把游码归零就调节天平平衡了,及时改正后,他应将平衡螺母向______侧移动(选填“左”或“右”),天平才能重新平衡。
(2)在实验过程中,小明测得的实验数据如图乙、丙所示,玛瑙石的质量是______g, 玛瑙石的体积是_______cm3,玛瑙石的密度是______kg/m3。
(3)小明把玛瑙石做成一件小工艺品后,其质量减少,玛瑙石的密度______(填“变大”“不变”或“变小”)。
(4)小明尝试只用量筒和水测量小木块的密度,如图丁所示操作如下:
①向量筒内倒入适量的水,体积记为 V1;
②将小木块轻轻放入量筒内,静止后,水面对应的体积记为 V2;
③再用细钢针将小木块浸没在水中,水面所对应的体积记为 V3,
由此得到木块密度的表达式 ρ=______。(用 ρ 水和所测物理量符号表示)
18.在测量小木块(不吸水)密度的实验中。
(1)如图甲是小亮在调节天平时的情景,错误之处是______;小亮纠正错误后调节好天平,继续实验:
①将小木块放在天平左盘,天平平衡时右盘中所加砝码和游码的位置如图乙所示,则小木块的质量为______g;
②将玻璃杯中装满水,用细针缓慢地将木块压入水中,并使木块_______在水中。测得溢出水的质量为30 g,则小木块的体积为______cm3;
③测出小木块的密度是______g/cm3。
(2)小丽则按图方法得到小木块密度的表达式ρ木=______(用ρ水、h1、h2、h3表示)
19.小明同学从外地旅游带回一块坚硬的矿石,他利用器材测量这块矿石的密度,测量过程中,他取g=10N/kg。他可用的器材有:天平(最大称量为200g)、量筒、烧杯、杠杆、弹簧测力计(量程为5N)、细线、水。
(1)小明同学首先进行估测,他感觉矿石比一瓶500mL的矿泉水重些,于是他没有直接用天平(附砝码)来测矿石的质量。你认为他的理由是______;
(2)小明同学用图甲所示的装置进行测量,图中杠杆水平,细线竖直。他正确操作后,读出弹簧测力计的示数为1.8N,则该矿石的质量为m=______kg;
(3)接着利用图乙所示的方法将矿石没入水中,收集它排出的水,倒入量筒中,如图丙。这块矿石的体积为______mL,由此测出矿石的密度为______kg/m3。(保留一位小数)
20.小明和小华利用天平、量筒测量酱油的密度:
(1)小明在调节天平平衡时,发现指针指在分度盘的右侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向__调节;
(2)用天平测出烧杯和酱油的总质量为0.06g,将烧杯中一部分酱油倒入量筒后,酱油的体积如图甲所示,再测出烧杯和剩余酱油的总质量如图乙所示,则酱油的密度为__;
(3)小华不用量筒只用天平、一个带盖的饮料瓶和适量的水,按照如下步骤也测出了酱油的密度,请将步骤补充完整:
①调节天平平衡,
②用天平测出空饮料瓶的质量为,
③__,
④将饮料瓶内外擦干后装满酱油,盖紧瓶盖用天平测出饮料瓶和酱油的总质量为,
⑤酱油的密度__(已知水的密度为。
(4)在完成实验后小明指出刚才小华在步骤①调节天平平衡时,游码没有移到标尺左端的“0”刻度线,其他操作正常,则小华测得酱油的密度将__(选填“偏大”、“偏小”或“不变”。
参考答案:
1. 32 无影响
【详解】(1)[1]由图甲可知,小石块的质量
m=20g+10g+2g=32g
(2)[2]加入的水的质量
m水=165.2g-152.4g=12.8g
加入水的体积为
=12.8cm3
加入水的体积与石块的体积相同,故石块的体积V=12.8cm3。石块的密度
(3)[3]当从烧杯中取出石块时,虽然石块会沾走一定量的水,但仍然向烧杯中缓慢加水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量没有偏差,测量的体积也就没有偏差。
2. 用刻度尺测出酒精液面到烧杯底的高度为h2 •ρ水 将石块浸没在酒精中,并记录弹簧测力计的读数F2 • ρ水
【详解】(1)[1]因为烧杯是一样的,即底面积相同,故测出液体高度h,利用v=sh得出酒精的体积。故用刻度尺测出酒精液面到烧杯底的高度为h2。
[2]两次装水和装酒精用的是同一个烧杯,质量不变,由于总质量都为m,则杯中的水和酒精的质量相同,则有
ρ水sh1=ρ酒Sh2
则酒精的密度为
ρ酒= •ρ水
(2)[3][4]根据①②可得小石块浸没在水中所受的浮力,然后将小石块完全浸没在酒精中,得出测力计的示数,得出在酒精中的浮力,所以第③是将石块浸没在酒精中,并记录弹簧测力计的读数F2;石块在水中所受浮力
F浮水=G-F1
石块在酒精中所受浮力
F浮酒=G-F2
由F浮=ρ液gV排得
V=V排=
则
=
即
=
解得
ρ酒=• ρ水
3. 矿石质量超过天平量程 左 大于 0.54 120 4.5×103
【详解】(1)[1] 500mL矿泉水的质量
m=ρV=1g/cm3×500cm3=500g
因为矿石的质量大于500g,而天平的最大称量为200g,因此不使用天平是因为矿石的质量超过了天平的最大称量值。
(2)①[2][3]当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,此时,应把平衡螺母向左调节,使杠杆在水平位置平衡;未调节杠杆在水平位置平衡,杠杆右端下沉,右端质量较大,弹簧测力计的示数会偏大,质量的测量值大于真实值。
②[4]由图可知
l1∶l2=3∶1,F1=1.8N
由杠杆平衡条件可知F1l1=Gl 2,则矿石的重力
=5.4N
矿石的质量
=0.54kg
(3)[5]由图丙可知,量筒中剩余液体体积为30cm3。所以矿石的体积
V=150mL-30mL=120mL=120cm3
[6]矿石的密度
ρ==4.5g/cm3=4.5×103kg/m3
(4)[7]将装有适量水的烧杯放在电子秤上,打开开关并归零,电子秤的示数为m1;为矿石排开水的质量,排开水的体积
V排=
因为全部浸没,所以矿石的体积
V=V排=
矿石的质量是m2,矿石的密度
4. 零刻度 124 20 50 2.5×10
【详解】(1)[1]天平在使用前应进行调平,调平之前游码要滑到零刻度处。
(2)[2]如图甲所示,烧杯和水总质量为砝码加游码,即
m=100g+20g+4g=124g
(3)[3]质量值总和增加20g是由于放入矿石后水对矿石产生浮力,力的作用是相互的,矿石产生向下的力,因此可知矿石所受浮力为
F浮=G增=m增g=0.02kg×10N/kg=0.2N
由于矿石浸没,则矿石体积为
(4)[4][5]矿石质量为
m矿=m总-m=174g-124g=50g
矿石密度为
5. 小于 5 1.8
【详解】(1)[1]将天平放在水平桌面上,测量焦炭的质量,用如图甲所示方法测量体积,由于焦炭颗粒间存在间隙,由此测量出的体积偏大,则根据计算出焦炭的密度小于真密度。
(2)[2][3]根据表中的相关数据可知
联立可得
焦炭的密度为
6. 等于 等于 1 1.25 c 1.5 1.875
【详解】(1)①[1][2]密度计是利用物体漂浮时所受浮力等于重力的特点工作的,因密度计在水中和盐水中均漂浮,故所受浮力均等于重力,由浮力的产生条件可知,水对竹筷下表面的压力等于盐水对竹筷下表面的压力,因是同一根竹筷,横截面积相等,故由可知,,水对竹筷下表面的压强等于盐水对竹筷下表面的压强。
②[3]设竹筷的横截面积为S,由阿基米德原理可知,竹筷放入水中时所受浮力为
同理可得,竹筷放入盐水中时所受浮力为
由F水=F盐水解得,被测盐水的密度为
(2)①[4][5]由图甲中可知,物块的重力为G=1.5N,由图乙中可知,弹簧测力计的拉力为F=0.5N,故物块受到的浮力为
由阿基米德原理可知,物块所受浮力为
故液体的密度为
②[6]由称重法及阿基米德原理可知,物块所受浮力为
解得弹簧测力计的示数F与被测液体的密度之间的关系为
因G、g、V均为定值,故可知F与之间的关系为一次函数关系,且F随的增大而减小,故可知符合此关系的是图丙中的图线c。
③[7][8]当液体的密度为零时,物块所受浮力为零,此时弹簧测力计的示数等于物块的重力,为1.5N,故它的零刻度线应标在1.5N处,因物块的重力为1.5N,故物块所受浮力最大不能超过1.5N,由可知,待测液体的密度最大为
即待测液体的密度应不超过1.875g/cm3。
7. 游码 62 往烧杯加水至标记处 2.07 取出小石块上带水,导致测量体积偏大
【详解】(1)[1]使用天平时,把托盘天平放在水平台面上,将标尺上的游码移到零刻度处,调节天平的平衡螺母使天平平衡。
(2)[2]由图1可知,石块的质量
m=50g+10g+2g=62g
(5)[3]往烧杯中加水,直到标记处,再测出总质量为183g。
(7)[4]往烧杯中加入水的质量为
m=183g-153g=30g
所以石块的体积
V=V水==30cm3
小石块的密度为
≈2.07g/cm3
(8)[5]由于将石块从水中捞出时,上面会沾有水,所测石块的体积偏大,则所测密度偏小。
8. 左 111.2 偏大
【分析】天平放在水平台上,游码归零,平衡螺母向上翘的一端移动直到指针指在分度盘中央刻线处;物质质量等于砝码质量与游码示数之和;根据密度公式计算盐水密度;烧杯中的盐水往量筒中倒入时烧杯壁上粘有盐水,分析盐水体积的测量情况,根据密度公式分析即可。
【详解】(1)[1]将天平放在水平台上,游码移到零刻度线处,发现指针位置如图甲所示,应将平衡螺母向左调节,使横梁在水平位置平衡。
(3)[2]取出花生米,用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量
(5)[3]量筒中盐水的体积为,倒出的盐水的质量
盐水的密度
[4]因本实验用的花生米在此盐水中悬浮,据物体在液体中悬浮的受力情况和阿基米德原理可知有
并且,可知本实验中花生米的密度等于此盐水的密度;烧杯中的盐水往量筒中倒入时烧杯壁上留有盐水,从而使测量的体积变小,而测量的质量准确,根据密度公式可知密度变大。
9. 左 32 大于
【详解】(1)[1]调节天平平衡时,发现指针静止时指在分度盘中央刻度线右侧,说明右侧重,根据杠杆平衡原理,应该向左调节平衡螺母知道天平平衡。
[2]由图可知,烧杯和水的总质量m1为
(2)[3]因为橡皮泥捏成碗状时漂浮,所以浮力等于橡皮泥的重力,根据阿基米德原理可得,浮力等于排开液体的重力,所以,橡皮泥的重力等于排开液体的重力,根据公式可得,橡皮泥的质量等于排开液体的质量,即橡皮泥的质量为
将该橡皮泥取出捏成团,放入盛满水的溢水杯中,橡皮泥沉底,此时橡皮泥的体积等于排开水的体积,即橡皮泥的体积为
则橡皮泥的密度为
(3)[4]将橡皮泥捏成碗状,轻放入盛满水的溢水杯中,橡皮泥漂浮,所以浮力等于橡皮泥的重力,即;将该橡皮泥取出捏成团,放入盛满水的溢水杯中,橡皮泥沉底,此时橡皮泥所受的浮力小于重力,即,所以。
10. 水平桌面 镊子 124 40 2.5×103
【详解】(1)[1][2]将天平放在水平桌面上,用镊子把游码放移到标尺左端的零刻线处。
(2)[3]由图甲可知,游标的分度值为0.2g,水和烧杯的总质量为
(3)[4]用线拉着矿石浸没在水中,增加的重力等于物体的重力减去拉力,所增加的重力就是浮力,即
又浸没时,矿石的体积就是排开水的体积
(4)[5]放入矿石后增加的重力就是物体的重力,所以增加的质量就是物体的质量即
矿石的密度
11. 用测力计测出小桶的重力G1 用大头针压木块,使其浸没在溢水杯中水面以下
【详解】(1)[1]用测力计测出小桶的重力G1。
(4)[2]将小桶继续放在溢水杯口,用大头针压木块,使其浸没在溢水杯中水面以下,当杯口不再向外水流时,用测力计测出小桶和溢出水的总重力G3。
(5)[3]木块漂浮时,排开水的重力为
因为木块漂浮,所以F浮=G木=mg,根据阿基米德原理可知
木块浸没时,排开水的重力为
排开水的质量为
所以木块浸没时排开水的体积为
所以木块的密度为
12. 右 31.2 40 0.78×103
【分析】根据二力平衡和力的作用是相互的分析,正确使用天平测量质量,量程测量体积,根据计算煤油密度;已知铁块的重力和将物块浸没在水中弹簧测力计的示数,利用称重法求出该物体所受的浮力,再利用阿基米德原理求煤油的密度。
【详解】(1)[1]将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端零刻度线处,发现指针指在分度盘左侧,说明左侧偏重,则要使天平平衡,应将平衡螺母向右调。
(2)[2]用调好的天平测出烧杯和煤油的总质量为173.4g,现把烧杯中的煤油倒一部分到量筒中,再把烧杯和剩余的煤油放到天平上,当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示,游码刻度盘上分度值为0.2g,可知烧杯和剩余煤油的总质量为
可知倒入量筒中煤油的质量为
[3]由如图乙所示得到,倒出去的煤油的体积为40mL即cm3。
(3)[4]根据测量结果可知煤油的密度为
(4)[5]小明用弹簧测力计通过绳子拉着一块已知质量为m、密度为ρ铁的铁块,使它浸没并静止在煤油中,此时绳子受到的拉力为F,如图丙所示,铁块的体积为
根据阿基米德原理可知铁块受到的浮力为
在竖直方向上受力平衡,则
即
则煤油的密度表达式为
13. 等于 水面到达的标记处 0.5 偏大
【详解】(1)[1]由于木块漂在水面,木块处于漂浮状态,所以此时木块受到的浮力等于它的重力。
(3)[2][3]为了测量木块的体积,所以应该让铁块排开水的体积等于木块完全压入水中时排开水的体积,所以用弹簧测力计拉着铁块慢慢浸入水中,当水面到达的标记处时,读出此时测力计的示数为F,此时铁块受到的浮力为
(4)[4]由阿基米德原理可知,铁块排开水的体积为
因为铁块排开水的体积等于木块完全压入水中时排开水的体积,即木块的体积等于铁块排开水的体积,即
木块的质量为
所以木块的密度
(5)[5]由图可知,木块的质量为
木块全部浸入水中时,木块排开水的质量为
木块排开水的体积为
木块完全浸入水中,所以木块的体积等于木块排开水的体积,所以木块的密度
[6]软木快浸入水中会吸水,体积不变,排开水的质量不变,而烧杯和水的质量会减小,故第三幅图中电子秤的示数偏小,所以算的木块的体积偏小,所以小致用此方法测得的密度值会比它的真实值偏大。
14. 水平 39.6 1.1 偏大 处 B
【详解】(1)[1]将天平放在水平桌面上,把游码移到零刻度线处,调节平衡螺母直至天平平衡。
[2][3]在甲图中,标尺的分度值是,故此时烧杯和河水的质量是
故河水的质量是
由图乙知量筒中河水的体积为
河水的密度为
[4]小丽用这种方法测量时,河水的质量是准确的,但是测量河水的体积时,由于烧杯中的水不能全部倒出,所以测得河水的体积偏小,故据可知,测得密度偏大。
(2)[5][6][7]据上面的分析可知,此题是通过计算水的体积而得出河水的体积,即用电子秤测出半瓶纯净水的总质量为,并用笔在瓶身水面位置标记为;把瓶中的水全部倒出并将瓶内吹干,用电子秤测出空瓶的质量为;故此时的水的质量是
故水的体积是
把河水慢慢倒入空瓶中,直至液面与标记处相平,再用电子秤测出瓶的总质量为;故此时河水的质量是
则河水的密度表达式
此方法中,用水的体积代替河水的体积,即等量替代法,故选B。
15. 46 0.92 23∶20
【详解】[1]由乙图知溢出水的体积为,此时塑料块在水中漂浮,即塑料块的重力
[2]由公式得塑料块的质量为
将塑料块轻轻放入装满酒精的大烧杯中,用量筒测出溢出酒精的体积为;由丙图知塑料块在酒精中完全浸没即塑料块的体积等于;所以塑料块的密度为
[3]根据阿基米德原理知塑料块浸没在酒精中时所受到的浮力为
所以塑料块在甲、丙两图中所受的浮力之比为
16. 悬浮 左 111 50 53
【详解】(1)[1]花生米悬浮在盐水中,花生米的密度和盐水的密度相等。
(2)[2]天平放在水平桌面上,游码归零后,发现指针向右偏,说明右端下沉,左端上翘,所以平衡螺母向左调节。
(3)[3]烧杯和盐水的总质量
m总=100g+10g+1g=111g
(4)[4]量筒中盐水的体积
V=50mL=50cm3
(5)[5]量筒中盐水的质量为
m=m总-m剩=111g-58g=53g
[6]盐水的密度
17. 右 51 20 2.55×103 不变
【详解】(1)[1]游码归零后天平左侧重,导致天平左偏,因此他应将平衡螺母向右侧移动,天平才能重新平衡。
(2)[2][3][4]如图乙,砝码的质量为50g,游码的示数为1g,故玛瑙石的质量为51g;如图丙所示,水的体积为50mL,玛瑙石和水的总体积为70mL,故玛瑙石的体积为20cm3;玛瑙石的密度为
(3)[5]小明把玛瑙石做成一件小工艺品后,其质量减少,玛瑙石的密度不变,因为密度是物质的一种特性,其大小与物质种类有关。
(4)[6]将小木块轻轻放入量筒内,静止后木块漂浮,浮力等于木块的重力,所以木块的质量为
再用细钢针将小木块浸没在水中,水面所对应的体积记为 V3,则木块的体积为
由此得到木块密度的表达式
18. 在调节平衡螺母时,未将游码归零 18.6 浸没 30 0.62
【详解】(1)[1]天平测量前,应先将游码归零,再调节平衡螺母。如图甲是小亮未将游码归零就调节平衡螺母。
[2]天平左边放被测物体,右边放砝码,天平平衡时,被测物体的质量等于砝码质量加上游码示数。由图得,所加游码质量为15g,游码示数位3.6g,所以小
木块的质量为18.6g。
[3][4]将玻璃杯中装满水,用细针缓慢地将木块压入水中,利用排水法测小木块体积,木块浸没在水中时排开水的体积等于木块的体积。测得溢出水的质量为30 g,由
得,排开水的体积为30 cm3,则小木块的体积为30cm3。
[5]由得,小木块的密度是0.62g/cm3。
(2)由图得,未加入木块前,烧杯中水的深度为h1;将木块放入水中,木块漂浮在水面上,此时木块受到的浮力等于木块的重力、水的深度变为h2。设烧杯的底面积为S,排开水的体积为
用针将木块压到刚好浸没入水中,水的深度变为h3,此时排开的液体的体积等于木块的体积,即
小木块密度
19. 因为500ml水质量为500g,大于天平最大称量200g,因此不能用天平直接称矿石的质量 0.54 85 6.4×103
【详解】(1)[1]由可得,500mL矿泉水的质量
因为矿石的质量大于500g,而天平的最大称量为200g,因此不使用天平是因为矿石的质量超过了天平的最大称量值。
(2)[2]由图甲可知L1∶L2=3∶1,又知F1=1.8N,并且F1L1=GL2,所以
矿石的质量
(3)[3]由图丙可知,量筒中液体的凹液面的底部与85mL刻度线相平,所以矿石的体积为85mL=85cm3。
[4]矿石的密度
20. 左 将饮料瓶装满水,盖紧瓶盖用天平测出饮料瓶和水的总质量为,随后将水全部倒出 不变
【详解】(1)[1]小明在调节天平平衡时,发现指针指在分度盘的右侧,说明天平的右端下沉,左端上翘,平衡螺母向上翘的左端移动。
(2)[2]烧杯和剩余酱油的质量为
,
量筒中酱油的质量
量筒中酱油的体积
酱油的密度
(3)[3][4] 用天平测量酱油的密度:①调节天平平衡,②用天平测出空饮料瓶的质量为,③将饮料瓶装满水,盖紧瓶盖用天平测出饮料瓶和水的总质量为,随后将水全部倒出;饮料瓶的容积
④将饮料瓶内外擦干后装满酱油,盖紧瓶盖用天平测出饮料瓶和酱油的总质量为,饮料瓶的容积
水的体积和酱油的体积都相等,所以
酱油的密度
故酱油的密度为。
(4)[5]调节天平横梁平衡时,游码没有归零,导致饮料瓶的质量、装满水的饮料瓶质量、装满酱油的饮料瓶的质量都偏大相等的量,但是不影响它们的差值,根据,所以测量酱油的密度不变。
【点评】用天平和量筒是常规测量液体密度的方法,在没有量筒时,可以采用相同体积来测量液体的密度,也是密度测量的常用方法。
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