【备考2023】2022年中考物理人教版真题分类汇编——专题 6.质量和密度( 含解析)
展开一、单选题
1.(2022·巴中)2022年4月16日,中国航天太空出差“三人组”乘坐神舟十三号返回舱在东风着陆场成功着陆,结束了他们在“天和核心舱”6个月的太空驻留,下列相关说法正确的是( )
A.航天员在“天和核心舱”内的“卧室”睡觉时,相对于地面,航天员是静止的
B.航天员把自己的手机从地球带到太空后,手机的质量变小了
C.在太空驻留期间,航天员做实验时不能使用托盘天平测物体质量
D.航天员在太空驻留期间主要通过举哑铃来锻炼身体
2.(2022·大连)我国自主研发的C919大型商用客机采用了极轻的新型复合材料。“极轻”反映了这种材料的( )
A.密度小B.导电性强C.导热性好D.弹性大
3.(2022·巴中)小刚在恒温游泳池中潜水时发现自己吐出的一个气泡在水中上升的过程中不断变大。关于该气泡在水中上升时的变化情况,下列说法正确的是( )
A.密度不变,浮力变小B.密度变小,浮力变大
C.密度和浮力都变小D.密度和浮力都变大
4.(2022·威海)密度对自然万物和人类社会都有重要的意义,下列有关密度的说法错误的是( )
A.为了更好地适应生存环境,很多水生生物的密度与水的密度接近
B.化学实验中,利用向下排空气法可以收集密度比空气小的气体
C.密度是物质的一种性质,不同种类的物质密度一定不同
D.大江大河奔腾到海的过程中,泥沙因密度比水大不断沉降形成冲积平原
5.(2022·大连)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器。两个容器开口大小相同、底面积相同,分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面高度不同。下列说法正确的是( )
A.两种液体密度的大小关系是ρa>ρb
B.桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲>F乙
C.两种液体对容器底压强的大小关系是pa
6.(2022·桂林)如图所示,底面积和质量都相同的甲、乙两个规则容器(容器厚度不计),装有质量相同的A、B两种液体,放在水平桌面上,液面高度相同,若液体对容器底部的压强分别为pA、pB,液体对容器底部的压力分别为FA、FB;容器对桌面的压强分别为p甲、p乙,容器对桌面的压力分别为F甲、F乙,则它们的大小关系正确的是( )
A.pA>pB,FA>FB;p甲=p乙,F甲=F乙
B.pA
D.pA
7.(2022·河池)某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是( )
A.石块在水中受到的浮力方向竖直向下
B.石块在水中受到的浮力大小为1.0N
C.石块浸没在水中时,排开水的体积为1.2×10-4m3
D.丙图中盐水的密度为1.1×103kg/m3
二、多选题
8.(2022·滨州)小滨用天平、烧杯和量筒测牛奶的密度,如图甲乙丙丁表示了他主要的操作过程。①调节天平平衡;②测出烧杯和牛奶的总质量m1;③把牛奶倒入量筒中,测出烧杯的质量m2;④读出牛奶的体积V。根据实验过程及测量数据。下列四个选项正确的是( )
A.调节天平平衡时,指针如图甲所示,应将平衡螺母向左移动
B.烧杯的质量m2为41.4g
C.牛奶的体积V为100mL
D.牛奶的密度ρ为1.1g/cm3
9.(2022·沈阳)篆刻是中国传统技艺的重要组成部分。如图所示,用篆刻刀在质地均匀的印章上刻字的过程中,下列说法正确的是( )
A.篆刻完成前后,印章的质量变小
B.篆刻完成前后,印章的密度不变
C.篆刻刀刀刃做的锋利,是为了增大压力
D.篆刻刀刀柄表面粗糙,是为了增大摩擦
三、填空题
10.(2022·滨州)石墨烯是一种新材料,具有优异的光学、电学、力学特性,石墨烯还具有很好的韧性,且可以弯曲。北京冬奥会运动场馆的最低温度可达-30℃左右,利用石墨烯制作的智能温控加热羽绒服可帮助工作人员抵御寒冷,有效提升保暖效果。可见,这种材料具有密度 (选填“较大”或“较小”)、电阻 (选填“较大”或“较小”)的特点。
11.(2022·巴中)如图,质量相等的实心均匀正方体A和B平放在水平地面上(ρA>ρB),它们对地面的压强分别为pA和pB,则pA pB。现竖直切去左半部分(如图中虚线所示),剩余部分对地面的压强分别为pA′和pB′,则pA′ pB′,pA′ pA。(均选填“>”“<”或“=”)
12.(2022·襄阳)一质地均匀的长方体放在水中(小部分露出水面,大部分没入水中),现在将它露出水面的部分截取走,剩余部分静止时仍漂浮于水面上。若第二次漂浮时露出水面的体积是物体原体积的425,则此长方体的密度为 g/cm3。(ρ水=1.0g/cm3)
13.(2022·南通)长江生态不断恢复,江面上再现“江豚群舞”的场最。小明利用3D打印机打印出江豚模型如图甲所示,该模型的长度是 cm。把模型放在天平的左盘,天平平衡时,右盘中无砝码,游码的示数如图乙,模型的质量为 g。将模型放入盛满水的溢水杯中,溢出水2.8g。该模型在水中静止时的状态是 ,放入模型后,水对杯底的压强大小将 。
四、实验探究题
14.(2022·镇江)即热式饮水机工作原理如图1所示,水箱中的水被水泵抽出后,流经电阻丝时被加热,实现边加热边出热水的即热功能,电阻丝最大加热功率为2000W。用户可根据需要调节出水温度和出水量。小军对该饮水机进行了探究。
表一
(1)小军探究过程如下(设电阻丝产生的热量全部被流经的水吸收且无热量损失):
①将出水量设置为250mL,出水质量为 kg;
②用温度计测出水箱内水的初温如图2所示,示数为 ℃;
③保持水的初温和出水量不变,改变出水温度,测量出水时间并记录在表1中;
④根据表1数据计算出加热功率,第1次实验时的加热功率为 W;
(2)小军采用的实验方法是 ,小军由表1数据得出结论:饮水机可根据出水温度自动选择不同的控制方式,当出水温度低于85℃时,仅通过改变 来调节出水温度,若上述实验中将出水温度设定为88℃,可估算出水时间约为 s;
(3)小军对实验进行了反思:上述结论在冬季还适用吗?为得到精准的结论,小军将表1设计优化如下并重新实验,你认为①、②处应分别填写的是 和 。
15.(2022·镇江)用图1所示的实心陶瓷材质的冰墩墩模型来估测镇江香醋的密度。
⑴将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图2所示,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节;
⑵用天平测量冰墩墩质量,当天平平衡时,右盘中的砝码和游码位置如图3所示,其质量为 g,体积为 cm3;(陶瓷材料的密度为2.7×103kg/m3)
⑶如图4所示,在甲、乙两只烧杯中分别倒入适量香醋后,用天平测出烧杯乙和香醋的总质量m1=135.2g;
⑷如图5所示,将冰墩墩用细线系住后放入烧杯甲中,在烧杯壁上标记液面的位置;
⑸将冰墩墩取出, ,测出烧杯乙及剩余香醋的总质量m2=102.8g;
⑹根据以上实验数据,求得镇江香醋的密度,ρ= g/cm3,与真实值相比,用本方案所测出的香醋密度 (选填“偏大”、“偏小”或“相同”)。
16.(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)。
五、计算题
17.(2022·滨州)建造某跨江大桥时,需将长百米、重千余吨的桥梁从江中吊起,施工时采用了将桥梁与水面成一定倾角出水的起吊方案,为了探究该方案的合理性,某研究性学习小组做了以下两个模拟实验。水平桌面上放置一个装有适量水的烧杯,杯的底面积为1×10-2m2,将小金属板用细线吊着,然后将其浸没在烧杯内的水中,杯中的水没有溢出。将同一小金属板分别与水面平行和与水面成一定倾角从水下缓慢拉出,如图乙、图丙所示。在这两个过程中测力计所受拉力的变化情况,如图丁坐标图像所示。(g=10N/kg,ρ=1×103kg/m3)求:
(1)根据实验数据,实验2中的最大拉力比实验1中的最大拉力减小了多少;
(2)小金属板的密度;
(3)当小金属板浸没水中后,水对烧杯底部增大的压强。
18.(2022·湘西)某品牌电热锅的简化电路如图乙所示,闭合开关S1接通电源后,可以转换触点开关S2使电热锅处于加热或保温状态。设电源电压U=220V,电热锅加热功率P加=1100W,保温功率P保=110W,水的比热容c水=4.2×103J/(kg⋅℃),水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)连接电热锅的电线至少要能承受多大的电流?
(2)保温状态下,电热锅每小时耗电多少度?
(3)某次测试中发现将1.5L温度为23℃的水加热至100℃费时10 min,则电热锅的效率是多少?
19.(2022·湘西)从高处掉入水里的苹果,最终会漂浮在水面上。设苹果的质量m=150g,苹果密度均匀,其密度ρ苹=0.6×103kg/m3,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)苹果漂浮在水面上时受到的浮力F1大小;
(2)苹果浸没在水中时受到的浮力F2的大小。
六、综合题
20.(2022·长春)周末,小明一家人自驾去净月潭游玩。
(1)汽车在行驶过程中,爸爸脚踩刹车,汽车停下来,说明力能改变物体的 ,小明由于 要保持原来的运动状态,所以身体会向前倾;
(2)汽车行驶的平均速度约为40km/h,从家到净月潭开车时间为0.5h,小明家到净月潭的路程约为 km;
(3)净月潭水域宽阔,有效调节了周围环境的温度,这是因为水的 大。
21.(2022·襄阳)一底面积为8cm2的容器放置在水平地面上(如图甲所示),内放有一创意“潜艇”模型。“潜艇”是由高20cm、底部嵌有金属块的塑料制成的柱体(ρ塑料=0.8×103kg/m3)。缓慢向图甲所示容器中注水到一定深度时“潜艇”会漂浮,继续注水到24cm时停止,注水质量m与容器中水的深度h的m-h关系图象如图乙所示。当把“潜艇”水平切掉一部分后,剩余部分放入水中恰好悬浮(如图丙所示),测得“潜艇”剩余部分的质量为0.05kg。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)图丙中“潜艇”剩余部分悬浮于水中时受到的浮力为 N;由图乙分析可知,当注水深度为 cm时,“潜艇”对容器底部压力刚好为0;
(2)注水停止时水对容器底部的压力;
(3)“潜艇”水平切掉的高度Δh以及图乙中m1的值各为多少?
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.航天员在“天和核心舱”内的“卧室”睡觉时,航天员相对于“天和核心舱”是静止的,“天和核心舱”相对于地面是运动的,所以相对于地面,航天员是运动的,A不符合题意;
B.质量表示物体所含物质的多少,与物体所处的位置无关,所以航天员把自己的手机从地球带到太空后,手机的质量不变,B不符合题意;
C.托盘天平是借助重力称量物体质量的,所以在太空驻留期间,太空中是一个失重环境,航天员做实验时不能使用托盘天平测物体质量,C符合题意;
D.太空中是一个失重环境,举哑铃时不能锻炼身体,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体间有位置变化时,是运动的;物体的质量和空间位置无关;没有重力时,不能利用天平测量质量。
2.【答案】A
【解析】【解答】“极轻”是指体积一定时,材料的质量小,反映了这种材料的密度小,与材料的导电性、导热性、弹性无关,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】体积一定时,材料的质量小,反映了这种材料的密度小。
3.【答案】B
【解析】【解答】由于气泡上升过程中逐渐变大,故其体积逐渐变大,根据 F浮=ρgV排 阿基米德原理,可知浮力逐渐变大,气泡内部的气体的质量不变,体积逐渐变大,根据 ρ=mV 可知密度逐渐变小,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】质量一定时,体积变大,密度减小;液体密度一定时,排开液体的体积越大, 受到的浮力越大。
4.【答案】C
【解析】【解答】A.为了更好地适应生存环境,很多水生生物的密度与水的密度接近,根据物体的浮沉条件得,水生生物的密度与水的密度接近时,在水中处于悬浮状态,可以在水中自由游动,A正确,不符合题意;
B.化学实验中,根据物体的浮沉条件得,密度大的气体下沉,密度小的气体上浮,所以利用向下排空气法可以收集密度比空气小的气体,B正确,不符合题意;
C.密度是物质的一种性质,不同种类的物质密度可能相同,例如煤油与酒精的密度相同,C错误,符合题意;
D.大江大河奔腾到海的过程中,根据物体的浮沉条件得,泥沙因密度比水大不断沉降形成冲积平原,D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】处于悬浮状态,液体密度等于物体密度;密度大的气体下沉,密度小的气体上浮;密度是物质的一种性质,不同种类的物质密度可能相同;下沉时,物体密度大于液体密度。
5.【答案】C
【解析】【解答】A.因为甲乙两个容器中液体的质量相等,但甲中液体的体积大于乙中液体的体积,所以由密度公式ρ=mV可知,甲中液体的密度小于乙中液体的密度,即ρa<ρb,A不符合题意;
B.因为两个容器放在水平桌面上,所以容器对桌面的压力大小等于容器的重力与液体的重力之和,而两个容器的质量和容器内液体的质量均相等,所以由重力公式G=mg可知,两个容器对桌面的压力大小相等,再根据力的作用的相互性可知,桌面对两个容器支持力的大小也相等,B不符合题意;
C.由图可知,甲为柱形容器,液体对容器底的压力与液体的重力相等;乙装液体部分为口小底大的锥形容器,液体对容器底的压力大于液体的重力,由于两容器中液体的质量相等,则甲中液体对容器底部的压力小于乙中液体对容器底部的压力,由压强公式p=FS可知,在容器底面积相同时,甲中液体对容器底部的压强小于乙中液体对容器底部的压强,即pa
故答案为:C。
【分析】根据密度公式ρ=mV,判断密度大小;水平面上压力等于重力,相互作用力大小相等;根据压强公式p=FS,判断压强大小。
6.【答案】B
【解析】【解答】由图可知,A液体体积大于B液体体积,A、B两种液体质量相同,由ρ=mV
可知ρA<ρB
液面高度相同,根据p=ρgh
可得液体对容器底部的压强关系pA
可得液体对容器底部的压力关系FA
F乙=G乙=GB+G容
两种液体质量相同,液体的重力相同,则F甲=F乙
根据p=FS
容器对桌面的压强p甲=p乙
ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】当质量相同时,体积越大, 密度越小;在深度相同时,液体密度越小,容器底的压强越小;液体对容器侧壁有压力,容器底的压力小于液体的重力;根据总重力可以判断压力的大小关系。
7.【答案】B
【解析】【解答】A.石块浸没在水中后,弹簧测力计对石块的拉力变小了,说明石块受到竖直向上的浮力,A不符合题意;
B.由图甲可知,物体的重力G=2N,由图乙可知,石块浸没在水中时弹簧测力计的示数F拉=1N,则石块在水中受到的浮力为F浮=G-F拉=2N-1N=1N
B符合题意;
C.石块浸没在水中时,根据阿基米德原理可知,排开水的体积为V排=F浮ρ水g=1N1×103kg/m3×10N/kg=1×10-4m3
C不符合题意;
D.物体的重力G=2N,由图丙可知,石块浸没在盐水中时弹簧测力计的示数F拉'=0.8N,则石块在盐水中受到的浮力为F浮'=G-F拉'=2N-0.8N=1.2N
根据阿基米德原理可知,盐水的密度为ρ盐水=F浮'gV排=1.2N10N/kg×1×10-4m3=1.2×103kg/m3
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物体受到的浮力竖直向上;根据物体的重力和进入液体后测力计的示数差, 计算浮力;根据浮力和液体密度可以计算排开液体的体积,利用物体的质量和体积的比值, 计算密度。
8.【答案】B,C,D
【解析】【解答】A.调节天平平衡时,指针如图甲所示,指针左偏,应将平衡螺母向右移动,A不符合题意;
B.如图丙,游码的示数为1.4g,砝码的质量为40g,则烧杯的质量m2为m2=m砝码+m游码=40g+1.4g=41.4g
B符合题意;
C.如图丁,分度值为5mL,牛奶的体积V为100mL,C符合题意;
D.牛奶的密度ρ为ρ=mV=m1-m2V=150g+1.4g-41.4g100mL=1.1g/cm3
D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】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,利用质量和体积的比值, 计算密度。
9.【答案】A,B,D
【解析】【解答】A.篆刻完成前后,由于印章上被刻掉很多碎屑,因而印章的质量变小,A符合题意;
B.篆刻完成前后,印章的质量变小,体积也相应变小,剩下的印章的密度不变,B符合题意;
C.篆刻刀刀刃做的锋利,是为了通过减小受力面积的方式来增大压强,而非增大压力,C不符合题意;
D.篆刻刀刀柄表面粗糙,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】物质减少,质量变小;密度是物质本身的属性,不随质量的变化而改变;通过减小受力面积的方式可以增大压强;通过增大接触面的粗糙程度可以增大摩擦。
10.【答案】较小;较小
【解析】【解答】石墨烯是一种超轻材料,导电性能超强,即石墨烯的密度较小、电阻较小。
【分析】体积一定时,质量越小,密度越小;容易导电的物体电阻较小。
11.【答案】>;>;=
【解析】【解答】由于AB两物体质量相等且 ρA>ρB ,根据 ρ=mV ,可知A物体体积小于B物体,A物体的边长小于B物体的边长,A物体的底面积小于B物体。再根据压强公式 p=FS 可知,压力相同,受力面积越小压强越大,故 pA>pB 。
根据均匀柱体压强公式 p=ρgh 可知,竖着切去左半部分后,AB物体对平面的压强不变,即 pA=pA'
pB=pB'
故 pA'>pB' 。
【分析】根据物体的质量判断重力关系,利用压力和受力面积的比值, 分析压强的大小;竖直切割柱形固体时,压强大小不变。
12.【答案】0.8
【解析】【解答】长方体放在水中小部分露出水面,大部分没入水中,说明长方体处于漂浮状态,且长方体的密度与水的密度比较接近;漂浮时长方体受到的浮力等于重力,即 F浮=G ,根据 F浮=ρ液gV排
和 G=mg=ρVg
可得 ρ水gV排=ρVg
整理可得 V排V=ρρ水=ρ1.0g/cm3
则 V排=ρV1.0g/cm3 ……①
将它露出水面的部分截取走,剩余部分的体积为V排,同理可得第二次漂浮时 V排'V排=ρρ水=ρ1.0g/cm3
则 V排'=ρV排1.0g/cm3=ρ1.0g/cm3×ρ1.0g/cm3×V ……②
第二次漂浮时露出水面的体积是物体原体积的 425 ,即 V露'V=V排-V排'V=425 ……③
将①②代入③,化简解得 ρ=0.2g/cm3 (不符合题意,舍去)或0.8g/cm3,即此长方体的密度为0.8g/cm3。
【分析】漂浮物体受到的浮力等于物体的重力;根据漂浮物体的密度和液体密度的比值等于排开液体的体积和物体总体积的比值,结合液体密度,计算物体密度的大小。
13.【答案】3.35;3.6;沉底;不变
【解析】【解答】由图可知,刻度尺的分度值为0.1cm,由于刻度尺读数时需估读到分度值的下一位,所以物体的长度为3.35cm。
由图乙可知,标尺的分度值为0.2g,所以模型的质量为3.6g。
模型的质量m=3.6g=0.0036kg
模型的重力G=mg=0.0036kg×10N/kg=0.036N
将模型放入盛满水的溢水杯中,排开水的质量m排=2.8g=0.0028kg
根据阿基米德原理可知,模型受到的浮力为F浮=G排=m排g=0.0028kg×10N/kg=0.028N
由于F浮< G,所以模型放入水中静止时处于沉底状态。
放入模型后,溢水杯中水面高度不变,水的密度不变,根据p=ρgh可知,水对杯底的压强不变。
【分析】根据物体对应刻度尺的位置,测量长度;根据天平上砝码和游码的位置,测量质量;根据物体的重力和排开液体的重力判断状态;液体压强和液体密度、深度有关。
14.【答案】(1)0.25;24;1050
(2)控制变量法;加热功率;33.6
(3)水的初温/℃;水升高的温度/℃
【解析】【解答】(1)①将出水量设置为V=250mL=250cm3
出水质量m=ρV=1g/cm3×250cm3=250g
②由图2知温度计的分度值为1℃,则温度计的示数为24℃。
④第1次实验,水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×0.25kg×(40℃-24℃)=1.68×104J
由于无热量损失,所以加热器产生的热量W=Q吸=1.68×104J
加热器的功率 P=Wt=1.68×104J16s=1050W
(2)实验中保持水的初温和出水量不变,改变出水温度,用到了控制变量法。
由表1数据知当出水温度低于85℃时,仅通过改变加热功率来调节出水温度。
由表1数据知当出水温度高于85℃时,加热功率不变,都为1999W,此时水吸收的热量Q吸′=c水mΔt′=4.2×103J/(kg•℃)×0.25kg×(88℃-24℃)=6.72×104J
由于无热量损失,所以加热器产生的热量W′=Q吸′=6.72×104J
由 P=Wt 得水时间 t'=W'P'=6.72×104J1999W≈33.6s
(3)由于冬季温度变化较大,为得到精准的结论,实验中需要记录水的初温度、末温度以及升高的温度,所以表格①处应该填写水的初温/℃,②处应填水升高的温度/℃。
【分析】(1)根据物体的密度和体积的乘积,计算质量;根据温度计液柱位置,测量温度;根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量,根据功和时间的比值, 计算功率大小;
(2)改变被研究的物理量,保持其他因素不变,是控制变量法;改变加热器的功率,物体的温度变化会改变;根据热量和功率的比值, 计算加热时间;
(3)探究加热时的温度变化时,需要记录初温和末温。
15.【答案】左;81;30;将乙烧杯中的香醋倒入甲烧杯直至标记处;1.08;偏大
【解析】【解答】(1)将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图2所示,此时指针右偏,则应将平衡螺母向左调节,使天平平衡。
(2)游码在标尺上对应的刻度值为1g,冰墩墩的质量为m=50g+20g+10g+1g=81g
陶瓷材料的密度为ρ=2.7×103kg/m3=2.7g/cm3
由密度公式可得冰墩墩的体积为 V=mρ=81g2.7g/cm3=30cm3
(5)算出从乙烧杯倒入甲烧杯香醋的质量和香醋的体积(冰墩墩的体积),由密度公式可算出香醋的密度。将冰墩墩取出,将乙烧杯中的香醋倒入甲烧杯直至标记处,乙烧杯内减少的香醋的体积就是冰墩墩的体积,即V醋=V=30cm3
乙烧杯减小的香醋的质量为m醋=m1﹣m2=135.2g﹣102.8g=32.4g
香醋的密度为 ρ醋=m醋V醋=32.4g30cm3=1.08g/cm3
(6)将冰墩墩从香醋中取出时会带出一部分香醋,会使烧杯乙及剩余香醋的总质量偏小,根据m醋=m1﹣m2
可知测量的香醋质量偏大,由密度公式可知用本方案所测出的香醋密度偏大。
【分析】(1)调节天平平衡时,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;根据质量和密度的比值, 计算体积;
(5)根据液面位置相同时体积的相等,测量液体的体积;
(6)根据质量和体积的比值, 计算密度大小;测量的体积偏小时,密度偏大。
16.【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。
17.【答案】(1)解:如图定,实验1最大的拉力为12N,实验2的最大值为9N,实验2中的最大拉力比实验1中的最大拉力减小了Fmax=F1-F2=12N-9N=3N
答:实验2中的最大拉力比实验1中的最大拉力减小了3N;
(2)解:如图当小金属板浸没时的拉力为6N,当小金属板离开水面后的拉力为9N,此时小金属受重力和拉力,故物体的重力的大小为9N,故浮力的大小为F浮=G物-F3=9N-6N=3N
小金属板的体积为V物=V排=F浮ρ水g=3N1×103kg/m3×10N/kg=3×10-4m3
小金属板的密度为ρ物=m物V物=G物gV物=G物gV物=9N10N/kg×3×10-4m3=3×103kg/m3
答:小金属板的密度为3×103kg/m3;
(3)解:当小金属板浸没水中后,水对烧杯底部增大的压力与小金属板的浮力是相互作用力,大小相等,故当小金属板浸没水中后,水对烧杯底部增大的压强p=ΔFS=F浮S=3N1×10-2m2=300Pa
答:当小金属板浸没水中后,水对烧杯底部增大的压强为300Pa。
【解析】【分析】(1)根据物体受到的拉力大小,计算拉力差;
(2)根据浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积;利用物体的重力计算质量,根据质量和体积的比值, 计算密度;
(3)根据压力差和受力面积的比值, 计算压强差。
18.【答案】(1)解:由题意可知,设闭合开关S1接通电源后, S2接a时,电热锅处于加热状态,S2接b时,电热锅处于保温状态,则通过a的电流Ia=P加U=1100W220V=5A
通过b的电流Ib=P保U=110W220V=0.5A
因为电热锅的电线与两电阻分别是串联的,所以,连接电热锅的电线至少要能承受5A电流;
答:连接电热锅的电线至少要能承受5A的电流;
(2)解:保温状态下,电热锅每小时耗电为W=P保t=110×10-3kW×1h=0.11kW⋅h
答:保温状态下,电热锅每小时耗电0.11度;
(3)解:根据题意,水的质量为m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg
水升高的温度Δt=100℃-23℃=77℃
水吸收的热量是Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×1.5kg×77℃=4.85×105J
电热锅加热10分钟消耗的电能为W=P加t=1100W×10×60s=6.6×105J
则电饭锅的效率η=QW×100%=4.85×105J6.6×105J×100%=73.5%
答:某次测试中发现将1.5L温度为23℃的水加热至100℃费时10 min,则电热锅的效率是73.5%。
【解析】【分析】(1)利用电功率和电压的比值,计算电流;
(2)利用电功率和时间的乘积,计算消耗的电能;
(3)根据物体的密度和体积的乘积,计算质量;利用物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量;根据电功率和时间的乘积,计算电能;根据热量和电能的比值,计算电热效率。
19.【答案】(1)解:苹果的质量m=150g,则苹果的重力G=mg=150×10-3kg×10N/kg=1.5N
苹果漂浮在水面上时受到的浮力等于重力,则浮力F1=G=1.5N
答:苹果漂浮在水面上时受到的浮力F1大小为1.5N
(2)解:苹果的质量m=150g,苹果密度均匀,其密度ρ苹=0.6×103kg/m3,则苹果的体积V=mρ萍=150×10-3kg0.6×103kg/m3=2.5×10-4m3
苹果浸没在水中时受到的浮力F2=ρ水Vg=1.0×103kg/m3×2.5×10-4m3×10N/kg=2.5N
答:苹果浸没在水中时受到的浮力F2的大小为2.5N。
【解析】【分析】(1)根据物体的质量计算重力;
(2)利用物体的质量和密度的比值,计算体积;利用液体密度和排开的体积,计算浮力大小。
20.【答案】(1)运动状态;惯性
(2)20
(3)比热容
【解析】【解答】(1)爸爸脚踩刹车,汽车受到阻力的作用,所以会汽车停下来,说明力能改变物体的运动状态。
一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,这种性质叫惯性。汽车突然刹车时,小明的下半身随车厢一起停止运动,而上半身由于惯性,保持原来的运动状态,所以身体向前倾。
(2)小明家到净月潭的路程约为s=vt=40km/h×0.5h=20km
(3)因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和砂石经过相同时间的太阳照射,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,相同质量的水和砂石放出相同的热量时,水的温度降低的少,从而使得该地区昼夜的温差小,有效调节了周围环境的气温。
【分析】(1)力能改变物体的运动状态;保持原来的运动状态不变的性质叫惯性;
(2)根据s=vt,计算路程;
(3)比热容大的物体,吸收相同的热量,温度变化小。
21.【答案】(1)0.5;18
(2)解:注水到24cm时停止,水的深度 h2=24cm=0.24m
水对容器底部的压强 p=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.24m=2.4×103Pa
水对容器底部的压力 F=pS=2.4×103Pa×8×10-4m2=1.92N
(3)解:当注入水深度24cm时 h=18cm=0.18m
“潜艇”恰好处于漂浮状态,由浮漂条件有 F浮=G总=G切+G剩
所以 ρ水gV排=m切g+m剩g
即 ρ水gS潜×0.18m=ρ塑gS潜×△h+m剩g ——①
当把“潜艇”水平切掉一部分后,剩余部分放入水中恰好悬浮时, F浮'=G剩' ,即 ρ水gS潜(0.2m-△h)=m剩g ——②
①②联立得 △h=0.1m=10cm
将 △h=0.1m 代入②,解得 S潜=5×10-4m2=5cm2
所以“潜艇”恰好处于漂浮状态时注入水的体积 V1=(S容-S潜)h1=(8cm2-5cm2)×18cm=54cm3
此过程中注水的质量 m1=ρ水V1=1.0g/cm3×54cm3=54g
【解析】【解答】(1)由题知,“潜艇”剩余部分的质量为0.05kg,剩余部分放入水中恰好悬浮,此时“潜艇”受到的浮力 F浮=G剩=m剩g=0.05kg×10N/kg=0.5N
由图乙可知,当注入水的深度在18cm时,图象出现拐点,且此后注入相同深度的水时水的质量增大,而“潜艇”高是20cm,所以,当注入水的深度h1=18cm时,“潜艇”恰好处于漂浮状态,此时“潜艇”对容器底部压力刚好为0。
【分析】(1)根据物体的质量计算重力,悬浮的物体受到的浮力等于物体的重力;根据深度的不同判断物体受到的力;
(2)根据液体密度和深度,可以计算液体压强的特点,利用压强和受力面积的乘积,计算压力;
(3)漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力;悬浮的物体受到的浮力等于重力;根据物体受到的力,判断体积的变化;根据密度和体积的乘积,计算质量。实验次数
出水温度/℃
出水时间/s
加热功率/W
1
40
16.00
2
45
16.05
1374
3
50
15.95
1712
4
60
18.90
2000
5
85
32.04
1999
6
95
37.29
1999
实验次数
①
出水温度/℃
②
出水时间/s
加热功率/W
1
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