2022年中考物理二轮专题训练——特殊方法测密度
展开这是一份2022年中考物理二轮专题训练——特殊方法测密度,共21页。试卷主要包含了2g;,小宇同学要测量木块的密度, DCEBA 等内容,欢迎下载使用。
2022年中考物理二轮专题训练——特殊方法测密度
类型一 称重法测密度
1.小明用“天平和量筒测量盐水的密度”。
(1)实验原理是______;
(2)小明先将托盘天平放在水平桌面上,调节天平平衡。接下来小明按照下面步骤开始操作:
①测出空烧杯质量为29.2g;
②测出烧杯和盐水总质量;其数值如图甲所示为______g;
③将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,盐水体积如图乙所示,则盐水的密度ρ=______kg/m3,此实验方法测出盐水的密度会______(选填“偏大”或“偏小”);
(3)小明在学习浮力相关知识后,认为利用弹簧测力计、小石块、细线、分别装有适量盐水和水的烧杯等器材,同样可以测出盐水密度(实验时石块不能碰到容器底和容器壁)。请你帮助小明完成下列实验操作:
①将小石块用细线系好,挂在弹簧测力计下端,记下弹簧测力计示数G;
②将挂在弹簧测力计下的小石块,浸没在水中,记下弹簧测力计示数F1;
③取出石块并擦干,将挂在弹簧测力计下的小石块______,记下弹簧测力计示数为F2;
④盐水密度表达式ρ盐水=______。(用所测量的物理符号表示,水的密度ρ水)
2.(2020福建)在测量某液体密度的实验中。
(1)把托盘天平在水平工作台上,将游码移到标尺左端______刻度线处,指针位置如图甲所示,应将平衡螺母向______调节,使天平横梁平衡;
(2)将装有待测液体的烧杯放在天平左盘,平衡时,右盘砝码质量和称量标尺上的示数值如图乙,待测液体和烧杯的总质量为______g;
(3)将烧杯中适量的液体倒入量筒内,液面位置如图丙,则量筒中的液体体积为______mL。称得剩余液体和烧杯的总质量为22g,则液体的密度为______g/cm3;
(4)小明提出另一种测量待测液体密度的方案,器材有弹簧测力计、金属块、水和两个烧杯。简要步骤如下:
①分别往两个烧杯中装适量的水和待测液体;
②将金属块挂在弹簧测力计下,静止时测力计示数记为F1;
③将挂着的金属块浸没在水中(未接触烧杯),静止时测力计示数记为F2;
④将挂着的金属块浸没在待测液体中(未接触烧杯),静止时测力计示数记为F3;
⑤液体的密度ρ液=______ (用ρ水及测得的物理量表示)。
3.小明和小红对具有吸水性的小石块的密度进行了测量。(已知)
(1)小明的实验过程如下:
①将天平放置于水平桌面上,游码放到标尺左端的零刻度线处,天平上指针的位置如图所示,下一步的操作是______;
②用调节好的天平测出小石块的质量为m;
③往量筒中倒入适量的水,读出水面对应的刻度值为;
④用细线系好小石块将其浸没在量筒里的水中,读出水面对应的刻度值为;
⑤小石块的密度:=______;
(2)小红的实验过程如下:
①将用细线系好的小石块挂在弹簧测力计下,测出小石块重为G;
②将挂在弹簧测力计下的小石块______在水中,读出弹簧测力计示数为F;
③小石块的密度:=______;
(3)对小明和小红的实验进行分析与论证,可知小明实验的测量值比小石块密度的真实值______(选填“偏大”或“偏小”)。为了使测量结果更准确,可以在完成小明的实验步骤②后,将______,再继续进行实验。
4.为了测定某种液体的密度,同学们分成两组分别进行实验。
(1)第一小组同学用到的实验器材有天平、量筒、烧杯等,她们的操作步骤如下:
①首先将天平放置于水平桌面上,观察到天平是_______(选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆;
②将游码放到标尺左端的零刻度线处,发现天平分度盘的指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向___ (选填 “左”或“右”)调节,直至天平横梁平衡;
③将待测液体倒入空烧杯中,用天平测量出烧杯和待测液体的总质量m1=92.6g,然后将烧杯中适量的待测液体倒入空量筒中,如图乙所示,则量筒中待测液体的体积为V=____ mL, 再次用天平测量出烧杯和剩下待测液体的总质量m2=59.8g,则量筒中待测液体的质量为_______g;
④通过以上步骤,测得这种待测液体密度为__________kg/m3;
(2)第二小组同学用到的实验器材有弹簧测力计、烧杯、细线、体积为V0的物体等,他们的方法如下:
①将物体用细线挂在弹簧测力计下,如图丙所示,静止时弹簧测力计的示数为F1;
②然后将弹簧测力计下的物体浸没到装有待测液体的烧杯中,如图丁所示,静止时弹簧测力计的示数为F2;
③该组同学测出待测液体密度的表达式为ρ=_______(请用 F1、F2、V0、g表示)。
5.75%的医用酒精可以有效灭活新型冠状病毒,小刚从网上购置了两瓶某品牌75%的医用酒精,说明书如图甲所示,小刚查到75%的医用酒精密度为0.87g/cm3,于是想通过测量该酒精的密度来鉴定其产品是否合格∶
(1)小刚取适量该酒精进行实验∶
①为使测量结果更准确,以下实验操作步骤合理顺序是____(用字母表示)。
A.计算酒精的密度
B.用天平测出烧杯的质量52.4g
C.在烧杯中盛适量的酒精,用天平测出酒精和烧杯的总质量
D.调节天平平衡
E.将烧杯中的酒精倒入量筒中,读出其体积,如图乙所示
②测量酒精和烧杯总质量时,砝码和游码的位置如图丙所示,则总质量为____g,该酒精的密度是______。
③根据测量结果,小刚能否鉴定该产品是否合格?并说明理由。______
(2)在学完浮力的知识后,小刚又想到可以利用弹簧测力计,水、烧杯、细线和小石块来测量该酒精的密度,实验操作步骤如下∶
a.用细线将小石块绑好,挂在弹簧测力计下,读出测力计示数F1
b.在烧杯中倒入适量的水,将小石块挂在弹簧测力计下使其浸没在水中,读出测力计示数F2
c.算出小石块的体积V石
d.在擦干水的烧杯中倒入适量的酒精,将已擦干的小石块挂在弹簧测力计下,使其浸没在酒精中,读出测力计示数F3
根据上述操作步骤,请你帮助小刚推导出该酒精密度的表达式______(表达式用测量量的字母表示,水的密度用表示,推导过程要有必要的文字说明)。
6.在某次探究实验中,需要测出实验所用盐水的密度,小玲、小亮分别进行了如下实验:
(1)小玲在使用天平时,先将天平放在水平台上,发现天平的游码未归零,但指针却指在分度盘的中央,他应该先将游码调到 处,再将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,天平横梁才能在水平位置平衡。
(2)小玲的实验过程如下:
①用已调节好的天平测出空烧杯的质量为20g;
②再往烧杯中倒入适量的盐水,天平平衡时,砝码的质量和游码的位置如图甲所示,则烧杯与盐水的总质量为 g;
③把烧杯中的盐水倒入量筒中,如图乙所示,盐水的体积为 mL,盐水的密度为 kg/m3;
④这样测出的盐水密度会 (选填“偏大”或“偏小”)。
(3)小亮用弹簧测力计、小石块、细线、烧杯和水也能测出盐水的密度,请你和小亮一起完成以下实验设计:
①把小石块挂在弹簧测力计挂钩上,在空气中测出石块的重力G;
②把小石块浸没在水中,记下弹簧测力计的示数F1;
③ ;
④盐水密度ρ盐水= (用测得的物理量和ρ水表示)。
7.开原以盛产大蒜闻名,小越想知道开原大蒜的密度,他将一些蒜瓣带到学校测量。
(1)他将天平放在水平桌面上,把游码放到标尺左端零刻度线处,指针静止时指在分度盘右侧,他应向 (填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)小越测得一个蒜瓣的质量如图甲所示为 g。
(3)他将蒜瓣放入装有25ml水的量筒中,水面上升到图乙所示的位置,蒜瓣的体积为 cm3,密度为 kg/m3。
(4)小越对实验进行评估,觉得蒜瓣太小,测得体积的误差较大,导致测得的密度不准。他设计了下列解决方案,其中合理的是 (填字母)。
A.换量程更大的量筒测量
B.测多个蒜瓣的总质量和总体积
C.换分度值更大的量筒测量
(5)同组的小爱同学测得一个装饰球A的密度为ρ0,他们想利用它测量一杯橙汁的密度,发现装饰球A在橙汁中漂浮,于是选取了测力计、细线和一个金属块B,设计了如图丙所示的实验过程:
①用测力计测出装饰球A的重力为G;
②将装饰球A和金属块B用细线拴好挂在测力计下,并将金属块B浸没在橙汁中静止,读出测力计的示数为F1;
③将装饰球A和金属块B都浸没在橙汁中静止(不碰到杯底),读出测力计的示数为F2.根据②、③两次测力计示数差可知 (填“装饰球A”或“金属块B”)受到的浮力。橙汁密度的表达式ρ橙汁= (用ρ0和所测物理量字母表示)。
类型二 浮沉条件法测密度
1.“停课不停学”期间,小明在“云课堂”中学习了密度计的相关知识后,想用家中可用器材(如图所示),测出一枚新鲜鸡蛋的密度。已知水的密度为,请你帮他设计一个测量鸡蛋密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量:______;
(2)写出鸡蛋密度的数学表达式______(用已知量和测量量表示)。
2.小琪非常喜欢吃大樱桃,很想知道它的密度,于是进行了如下测量:
(1)将天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻线处,指针的位置如图甲所示,则应将平衡螺母向______(填“左”或“右”)端调节,使横梁平衡。
(2)他取来一颗大樱桃,用天平测出了大樱桃的质量如图乙所示为______g。
(3)将一颗大樱桃放入装有水的量筒中,水面上升到图丙所示的位置,大樱桃的体积为______,密度为______。
(4)小琪将大樱桃放入量筒中时,筒壁上溅了几滴水,所测的大樱桃密度会______(填“偏大”或“偏小”)。
(5)小琪还想利用大樱桃(已知密度为)、平底试管、刻度尺测量家里消毒液的密度,实验步骤如下:
①在平底试管中倒入适量的消毒液,用刻度尺测量试管中液面的高度。
②将大樱桃放入试管内的消毒液中,大樱桃处于漂浮状态,用刻度尺测量试管中液面的高度。
③取出大樱桃,在其内部插入一根细铁丝(忽略大樱桃体积的变化),重新放入试管内的消毒液中,由于浸没在消毒液中时重力______(填“大于”“小于”或“等于”)浮力,大樱桃沉入试管底部,用刻度尺测量试管中液面的高度。
④消毒液密度的表达式为______。
3.小亮想测量一个小木块(不吸水)的密度,他有天平、圆柱形玻璃杯、适量的水、细针等器材,经过思考,想出了如下的实验方法。
(1)图甲是小亮在调节天平时的情景,小丽指出了他在操作上的错误,你认为错误之处是: 。
(2)小亮纠正错误后调节好天平,按照以下步骤继续实验:
①将小木块放在天平左盘,右盘加砝码并移动游码,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在玻璃杯中装满水,用细针缓慢地将木块压入水中,使之浸没,利用排水法,测出溢出水的质量为30g,则小木块的体积为 cm3.(已知ρ水=1.0g/cm3)
③算出小木块的密度:ρ木= 3 kg/m3。
(3)受小亮实验的启发,小丽在实验时除了利用原有的圆柱形玻璃杯、适量的水和细针外,又找了一把刻度尺,不用天平也测出了木块的密度,请你将下列测量步骤补充完整:
①在玻璃杯中装入适量的水,用刻度尺测出杯中水的深度为h0。
②将木块轻轻放入玻璃杯中,待它漂浮时, 。
③用细针缓慢地把木块压入水中,使之浸没,用刻度尺测出杯中水的深度为hm。
④写出小木块密度的表达式:ρ木= (用测量的物理量和已知量的符号表示)。
4.为做好消毒防疫,学校给各班准备了一些瓶装的75%消毒酒精。小明所在的物理兴趣小组围绕这些消毒酒精开展下列活动。
(1)把天平放在水平台面上,先将________,再调节平衡螺母,使指针对准分度盘中央的刻度线;接着小明用天平测出瓶酒精的总质量为96.2g,再将部分酒精倒入量筒中,液面如图甲所示:最后用天平测出剩余酒精和瓶的总质量,测量结果如图乙所示,天平的读数为________g,75%消毒酒精的密度为________g/cm3;
(2)如图丙所示是小明用粗细均匀吸管制成的简易密度计,竖直漂浮在水中时,水面位于图中A处,图中AB间距离为10.5cm,则A处应标为________g/cm3。再将该密度计漂浮在75%消毒酒精中,此时所受的浮力的________(选填“大于”、“等于”或“小于”)在水中所受的浮力,它浸入酒精中的深度h为________cm;
(3)如图丁所示是三位同学用不同的粗细均匀吸管制成的密度计,竖直漂浮在水中时的情形,其中密度计________(选填“①”、“②”或“③”)在测量其他液体密度时结果更精确。
类型三 简单机械法测密度
1.密度是物质的重要属性,生产、生活中常常需要测量各种液体的密度。某同学在综合实践活动中自制了测量液体密度的杠杆密度计,可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值,受到了老师的肯定和表扬,结构如图所示。
所用器材:轻质杠杆(自身重力忽略不计)、两种规格的空桶(100mL和200mL)、质量为m的物体A、细线。
设计过程如下:
(1)将杠杆在O点悬挂起来,空桶悬挂在B点,质量为m的物体A悬挂在C点时,杠杆水平平衡。测出B点到O点的距离为l,C点到O点的距离为l0,此时C点的密度刻度线应标注为______;
(2)在B点的空桶内注满液体,空桶容积为V,移动物体A至C1位置,使杠杆在水平位置平衡。C1点到O点的距离为l1,此时C1点的密度值为______(用题中所给的字母表示);
(3)已知密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm,则密度为0.8×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为______cm;
(4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些,应选择______规格的空桶(选填“100mL”或“200mL”)。
2.小明利用天平和量筒测量石块的密度,进行如下测量:
(1)把天平放在水平台上,游码移到标尺左端零刻度线处,指针在分度盘的位置如图甲所示,为使天平横梁平衡应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节;
(2)用天平测石块质量,当横梁平衡时,放在右盘中的砝码和游码位置如图乙所示,则石块质量为______g;用量筒测出石块体积为6cm3,则石块密度为______kg/m3;
(3)小明猜想能否使用刻度尺和杠杆等器材测量石块密度,于是他进行如下探究:(杠杆重力忽略不计)
①如图丙所示,杠杆处于水平位置且平衡;
②保持石块的悬点位置A不变,将石块浸没在盛水的杯中(未与杯底、杯壁接触),调整重物的悬点位置至C点,使杠杆再次处于水平位置且平衡,则C点应该在B点的______(选填“左”或“右)侧、用刻度尺测量OC的长度l3;
③石块密度的表达式ρ=______(选用字母ρ水、l1、l2、l3表示);
④改变石块浸没在水杯中的深度(未与杯底、杯壁接触)对实验结果______(填“有”或“没有”)影响。
3.某同学利用弹簧测力计、刻度尺和杠杆等器材测量长方体实心金属块的密度。
(1)挂金属块前,杠杆左端下沉,应将右侧的平衡螺母向______调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)杠杆调平后,在A点用轻绳悬挂金属块。B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,如图甲所示。此时弹簧测力计示数为2.5N。金属块质量为______kg;(g取10N/kg)
(3)已知金属块底面积为30cm2,高度如图乙所示。金属块高度为______cm,金属块密度为______kg/m3;
(4)改变金属块和弹簧测力计的位置,进行多次实验,其目的是______;
(5)在某次测量过程中、不慎沿斜下方拉弹簧测力计,由此次数据得出的金属块密度值比实际密度______。
4.为了测量某金属块的密度进行了如下操作:
(1)由于手中没有天平,现利用杠杆平衡原理测物体的质量。如图甲所示,调节杠杆两端的螺母,使杠杆在不挂钩码时保持水平并静止,达到平衡状态。将待测金属块用细线挂在杠杆左侧A点,用完全相同的细线将若干钩码挂在杠杆右侧B点,使杠杆重新在水平位置保持静止。已知右侧钩码的总质量为52g,则该金属块的质量为______g;
(2)将水倒入量筒中,液面位置如图乙所示,再把金属块完全浸没在量筒的水中,液面升高,如图丙所示,则该金属块的体积为______m3 ;
(3)由(1)、(2)步可求得金属块的密度为______kg/m3;
(4)若在第(2)步中先进行图丙所示操作,再进行图乙所示操作,则所测得金属块的密度相对于第(3)步______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
5.李华利用生活中常见物品巧妙地测出一石块的密度,实验过程如下:
A.取一根筷子,用细线将其悬挂,调节悬挂位置,直至筷子水平平衡,悬挂位置记为O点,如图甲所示;
B.将矿泉水瓶剪成烧杯形状,倾斜固定放置,在瓶中装水至溢水口处,用细线系紧石块,将石块缓慢浸入水中,溢出的水全部装入轻质塑料袋中,如图乙所示;
C.取出石块,擦干水分;将装水的塑料袋和石块分别挂于筷子上O点两侧,移动悬挂位置使筷子仍水平平衡,用刻度尺分别测出O点到两悬挂点的距离l1和l2,如图丙所示.
(1)已知水的密度为ρ水,则石块密度ρ石=_____(用字母ρ水和所测得的物理量表示);
(2)采用上述实验方法,筷子粗细不均匀对实验结果____(选填“有”或“无”)影响;
(3)图乙所示步骤中,若瓶中的水未装至溢水口,实验结果将_____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”).
6.小致根据杠杆平衡条件在家测量某液体的密度,其装置放在水平面上,如图所示。轻质硬杆和垂直固定在一起,压在电子秤上,O为支点,且测量过程中O点和C点位置保持不变。
(1)调节杆在水平位置平衡,其目的是______;
(2)将一个质量不计的矿泉水瓶装满水,用细线将矿泉水瓶悬挂在杆的D点上,记录此时电子秤的示数为m,测量悬挂点D到O点的距离为;
(3)取下装水的矿泉水瓶,将另一个完全相同的矿泉水瓶装满待测液体,用细线将矿泉水瓶悬挂在D点,此时电子秤的示数小于m,则待测液体的密度______水的密度(选填“大于”、“等于”或“小于”)。向______(选填“左”或“右”)移动悬挂点的位置,直到电子秤的示数仍为m,测量此时悬挂点到O点的距离为;
(4)待测液体密度的表达式为______(水的密度用水表示);
(5)若考虑矿泉水瓶的质量,测量结果为,则______(选填“>”、“=”或“<”)。
7.如图是“利用杠杆测量石块密度”的实验。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)在实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态;要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节,这样做的目的是 ,并消除杠杆自重对实验的影响。
(2)在溢水杯中装满水,如图乙所示,将石块缓慢浸没在水中,让溢出的水流入小桶A中,此时小桶A中水的体积 石块的体积。
(3)将石块从溢水杯中取出,擦干后放入另一相同小桶B中,将装有水和石块的A、B两个小桶分别挂在调好的杠杆两端,移动小桶在杠杆上的位置,直到杠杆在水平位置回复平衡,如图丙所示。此时小桶A、B的悬挂点距支点O分别为13cm和5cm,若不考虑小桶重力,则石块密度的测量值为 kg/m3;若考虑小桶重力,石块的实际密度将比上述测量值 。
8.小宇同学要测量木块的密度。实验器材有:木块、弹簧测力计(0 ~ 5N)、底部固定有滑轮的水槽、细线及足量的水。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)先用弹簧测力计测木块的重力,如图甲,示数为______N;再用细线绕过滑轮将木块与测力计连接起来,接着往水槽倒入适量的水,使木块浸没在水中,如图乙,木块在水中静止时测力计示数为1.6N,木块的密度为______kg/m3;
(2)小明分析发现,如果把水换成其他液体,测力计的示数就会不同,于是他把测力计的刻度改成相应的密度值,将该装置改装为测量液体密度的“密度计”。原测力计的1.0N刻度处应标注为______kg/m3.
2022年中考物理二轮专题训练——特殊方法测密度
类型一 称重法测密度
1.小明用“天平和量筒测量盐水的密度”。
(1)实验原理是______;
(2)小明先将托盘天平放在水平桌面上,调节天平平衡。接下来小明按照下面步骤开始操作:
①测出空烧杯质量为29.2g;
②测出烧杯和盐水总质量;其数值如图甲所示为______g;
③将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,盐水体积如图乙所示,则盐水的密度ρ=______kg/m3,此实验方法测出盐水的密度会______(选填“偏大”或“偏小”);
(3)小明在学习浮力相关知识后,认为利用弹簧测力计、小石块、细线、分别装有适量盐水和水的烧杯等器材,同样可以测出盐水密度(实验时石块不能碰到容器底和容器壁)。请你帮助小明完成下列实验操作:
①将小石块用细线系好,挂在弹簧测力计下端,记下弹簧测力计示数G;
②将挂在弹簧测力计下的小石块,浸没在水中,记下弹簧测力计示数F1;
③取出石块并擦干,将挂在弹簧测力计下的小石块______,记下弹簧测力计示数为F2;
④盐水密度表达式ρ盐水=______。(用所测量的物理符号表示,水的密度ρ水)
【答案】 ① ② 71.2 ③ 1.05×103 ④ 偏大
⑤ 浸没在盛有适量盐水的烧杯中 ⑥
2.(2020福建)在测量某液体密度的实验中。
(1)把托盘天平在水平工作台上,将游码移到标尺左端______刻度线处,指针位置如图甲所示,应将平衡螺母向______调节,使天平横梁平衡;
(2)将装有待测液体的烧杯放在天平左盘,平衡时,右盘砝码质量和称量标尺上的示数值如图乙,待测液体和烧杯的总质量为______g;
(3)将烧杯中适量的液体倒入量筒内,液面位置如图丙,则量筒中的液体体积为______mL。称得剩余液体和烧杯的总质量为22g,则液体的密度为______g/cm3;
(4)小明提出另一种测量待测液体密度的方案,器材有弹簧测力计、金属块、水和两个烧杯。简要步骤如下:
①分别往两个烧杯中装适量的水和待测液体;
②将金属块挂在弹簧测力计下,静止时测力计示数记为F1;
③将挂着的金属块浸没在水中(未接触烧杯),静止时测力计示数记为F2;
④将挂着的金属块浸没在待测液体中(未接触烧杯),静止时测力计示数记为F3;
⑤液体的密度ρ液=______ (用ρ水及测得的物理量表示)。
【答案】零 右 82 50 1.2 ⋅ρ水
3.小明和小红对具有吸水性的小石块的密度进行了测量。(已知)
(1)小明的实验过程如下:
①将天平放置于水平桌面上,游码放到标尺左端的零刻度线处,天平上指针的位置如图所示,下一步的操作是______;
②用调节好的天平测出小石块的质量为m;
③往量筒中倒入适量的水,读出水面对应的刻度值为;
④用细线系好小石块将其浸没在量筒里的水中,读出水面对应的刻度值为;
⑤小石块的密度:=______;
(2)小红的实验过程如下:
①将用细线系好的小石块挂在弹簧测力计下,测出小石块重为G;
②将挂在弹簧测力计下的小石块______在水中,读出弹簧测力计示数为F;
③小石块的密度:=______;
(3)对小明和小红的实验进行分析与论证,可知小明实验的测量值比小石块密度的真实值______(选填“偏大”或“偏小”)。为了使测量结果更准确,可以在完成小明的实验步骤②后,将______,再继续进行实验。
【答案】 (1) ①向左调节平衡螺母,使天平平衡 ⑤
(2) ②完全浸没 ③ (3)偏大 具有吸水性的小石块浸没在水中吸足水
4.为了测定某种液体的密度,同学们分成两组分别进行实验。
(1)第一小组同学用到的实验器材有天平、量筒、烧杯等,她们的操作步骤如下:
①首先将天平放置于水平桌面上,观察到天平是_______(选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆;
②将游码放到标尺左端的零刻度线处,发现天平分度盘的指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向___ (选填 “左”或“右”)调节,直至天平横梁平衡;
③将待测液体倒入空烧杯中,用天平测量出烧杯和待测液体的总质量m1=92.6g,然后将烧杯中适量的待测液体倒入空量筒中,如图乙所示,则量筒中待测液体的体积为V=____ mL, 再次用天平测量出烧杯和剩下待测液体的总质量m2=59.8g,则量筒中待测液体的质量为_______g;
④通过以上步骤,测得这种待测液体密度为__________kg/m3;
(2)第二小组同学用到的实验器材有弹簧测力计、烧杯、细线、体积为V0的物体等,他们的方法如下:
①将物体用细线挂在弹簧测力计下,如图丙所示,静止时弹簧测力计的示数为F1;
②然后将弹簧测力计下的物体浸没到装有待测液体的烧杯中,如图丁所示,静止时弹簧测力计的示数为F2;
③该组同学测出待测液体密度的表达式为ρ=_______(请用 F1、F2、V0、g表示)。
【答案】 (1) 等臂 右 40 32.8 0.82×103 (2).
5.75%的医用酒精可以有效灭活新型冠状病毒,小刚从网上购置了两瓶某品牌75%的医用酒精,说明书如图甲所示,小刚查到75%的医用酒精密度为0.87g/cm3,于是想通过测量该酒精的密度来鉴定其产品是否合格∶
(1)小刚取适量该酒精进行实验∶
①为使测量结果更准确,以下实验操作步骤合理顺序是____(用字母表示)。
A.计算酒精的密度
B.用天平测出烧杯的质量52.4g
C.在烧杯中盛适量的酒精,用天平测出酒精和烧杯的总质量
D.调节天平平衡
E.将烧杯中的酒精倒入量筒中,读出其体积,如图乙所示
②测量酒精和烧杯总质量时,砝码和游码的位置如图丙所示,则总质量为____g,该酒精的密度是______。
③根据测量结果,小刚能否鉴定该产品是否合格?并说明理由。______
(2)在学完浮力的知识后,小刚又想到可以利用弹簧测力计,水、烧杯、细线和小石块来测量该酒精的密度,实验操作步骤如下∶
a.用细线将小石块绑好,挂在弹簧测力计下,读出测力计示数F1
b.在烧杯中倒入适量的水,将小石块挂在弹簧测力计下使其浸没在水中,读出测力计示数F2
c.算出小石块的体积V石
d.在擦干水的烧杯中倒入适量的酒精,将已擦干的小石块挂在弹簧测力计下,使其浸没在酒精中,读出测力计示数F3
根据上述操作步骤,请你帮助小刚推导出该酒精密度的表达式______(表达式用测量量的字母表示,水的密度用表示,推导过程要有必要的文字说明)。
【答案】 (1). DCEBA (2). 105.2 (3). 0.88g/cm3 (4). 根据测量结果,小刚能鉴定该产品是合格,理由是:在实验误差允许范围内,该酒精密度的测量值0.88g/cm3与75%的医用酒精密度为0.87g/cm3的标准相符合 (5). ρ水
6.在某次探究实验中,需要测出实验所用盐水的密度,小玲、小亮分别进行了如下实验:
(1)小玲在使用天平时,先将天平放在水平台上,发现天平的游码未归零,但指针却指在分度盘的中央,他应该先将游码调到 处,再将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,天平横梁才能在水平位置平衡。
(2)小玲的实验过程如下:
①用已调节好的天平测出空烧杯的质量为20g;
②再往烧杯中倒入适量的盐水,天平平衡时,砝码的质量和游码的位置如图甲所示,则烧杯与盐水的总质量为 g;
③把烧杯中的盐水倒入量筒中,如图乙所示,盐水的体积为 mL,盐水的密度为 kg/m3;
④这样测出的盐水密度会 (选填“偏大”或“偏小”)。
(3)小亮用弹簧测力计、小石块、细线、烧杯和水也能测出盐水的密度,请你和小亮一起完成以下实验设计:
①把小石块挂在弹簧测力计挂钩上,在空气中测出石块的重力G;
②把小石块浸没在水中,记下弹簧测力计的示数F1;
③ ;
④盐水密度ρ盐水= (用测得的物理量和ρ水表示)。
【答案】(1)标尺左端的零刻度线;右;(2)②42;③20;1.1×103;④偏大;(3)③把小石块浸没在盐水中,记下弹簧测力计的示数F2;④ρ水。
7.开原以盛产大蒜闻名,小越想知道开原大蒜的密度,他将一些蒜瓣带到学校测量。
(1)他将天平放在水平桌面上,把游码放到标尺左端零刻度线处,指针静止时指在分度盘右侧,他应向 (填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)小越测得一个蒜瓣的质量如图甲所示为 g。
(3)他将蒜瓣放入装有25ml水的量筒中,水面上升到图乙所示的位置,蒜瓣的体积为 cm3,密度为 kg/m3。
(4)小越对实验进行评估,觉得蒜瓣太小,测得体积的误差较大,导致测得的密度不准。他设计了下列解决方案,其中合理的是 (填字母)。
A.换量程更大的量筒测量
B.测多个蒜瓣的总质量和总体积
C.换分度值更大的量筒测量
(5)同组的小爱同学测得一个装饰球A的密度为ρ0,他们想利用它测量一杯橙汁的密度,发现装饰球A在橙汁中漂浮,于是选取了测力计、细线和一个金属块B,设计了如图丙所示的实验过程:
①用测力计测出装饰球A的重力为G;
②将装饰球A和金属块B用细线拴好挂在测力计下,并将金属块B浸没在橙汁中静止,读出测力计的示数为F1;
③将装饰球A和金属块B都浸没在橙汁中静止(不碰到杯底),读出测力计的示数为F2.根据②、③两次测力计示数差可知 (填“装饰球A”或“金属块B”)受到的浮力。橙汁密度的表达式ρ橙汁= (用ρ0和所测物理量字母表示)。
【答案】(1)左;(2)5.4;(3)5;1.08×103;(4)B;(5)装饰球A;。
类型二 浮沉条件法测密度
1.“停课不停学”期间,小明在“云课堂”中学习了密度计的相关知识后,想用家中可用器材(如图所示),测出一枚新鲜鸡蛋的密度。已知水的密度为,请你帮他设计一个测量鸡蛋密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量:______;
(2)写出鸡蛋密度的数学表达式______(用已知量和测量量表示)。
【答案】 (1) ①用刻度尺测出塑料管的长度为;②将装有适量盐的塑料管竖直漂浮在水中,测出塑料管露出液面的长度为;③将鸡蛋放入水中,向水中加盐使鸡蛋悬浮,再测出塑料管露出液面的长度为 (2)
2.小琪非常喜欢吃大樱桃,很想知道它的密度,于是进行了如下测量:
(1)将天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻线处,指针的位置如图甲所示,则应将平衡螺母向______(填“左”或“右”)端调节,使横梁平衡。
(2)他取来一颗大樱桃,用天平测出了大樱桃的质量如图乙所示为______g。
(3)将一颗大樱桃放入装有水的量筒中,水面上升到图丙所示的位置,大樱桃的体积为______,密度为______。
(4)小琪将大樱桃放入量筒中时,筒壁上溅了几滴水,所测的大樱桃密度会______(填“偏大”或“偏小”)。
(5)小琪还想利用大樱桃(已知密度为)、平底试管、刻度尺测量家里消毒液的密度,实验步骤如下:
①在平底试管中倒入适量的消毒液,用刻度尺测量试管中液面的高度。
②将大樱桃放入试管内的消毒液中,大樱桃处于漂浮状态,用刻度尺测量试管中液面的高度。
③取出大樱桃,在其内部插入一根细铁丝(忽略大樱桃体积的变化),重新放入试管内的消毒液中,由于浸没在消毒液中时重力______(填“大于”“小于”或“等于”)浮力,大樱桃沉入试管底部,用刻度尺测量试管中液面的高度。
④消毒液密度的表达式为______。
【答案】 (1) 左 (2) 8.4 (3) 8 1.05 (4)偏大 (5) 大于
3.小亮想测量一个小木块(不吸水)的密度,他有天平、圆柱形玻璃杯、适量的水、细针等器材,经过思考,想出了如下的实验方法。
(1)图甲是小亮在调节天平时的情景,小丽指出了他在操作上的错误,你认为错误之处是: 。
(2)小亮纠正错误后调节好天平,按照以下步骤继续实验:
①将小木块放在天平左盘,右盘加砝码并移动游码,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在玻璃杯中装满水,用细针缓慢地将木块压入水中,使之浸没,利用排水法,测出溢出水的质量为30g,则小木块的体积为 cm3.(已知ρ水=1.0g/cm3)
③算出小木块的密度:ρ木= 3 kg/m3。
(3)受小亮实验的启发,小丽在实验时除了利用原有的圆柱形玻璃杯、适量的水和细针外,又找了一把刻度尺,不用天平也测出了木块的密度,请你将下列测量步骤补充完整:
①在玻璃杯中装入适量的水,用刻度尺测出杯中水的深度为h0。
②将木块轻轻放入玻璃杯中,待它漂浮时, 。
③用细针缓慢地把木块压入水中,使之浸没,用刻度尺测出杯中水的深度为hm。
④写出小木块密度的表达式:ρ木= (用测量的物理量和已知量的符号表示)。
【答案】(1)游码未移至标尺左端的零刻度线处;(2)①18.6;②30;③0.62×103;(3)②用刻度尺测出杯中水的深度为h;④•ρ水。
4.为做好消毒防疫,学校给各班准备了一些瓶装的75%消毒酒精。小明所在的物理兴趣小组围绕这些消毒酒精开展下列活动。
(1)把天平放在水平台面上,先将________,再调节平衡螺母,使指针对准分度盘中央的刻度线;接着小明用天平测出瓶酒精的总质量为96.2g,再将部分酒精倒入量筒中,液面如图甲所示:最后用天平测出剩余酒精和瓶的总质量,测量结果如图乙所示,天平的读数为________g,75%消毒酒精的密度为________g/cm3;
(2)如图丙所示是小明用粗细均匀吸管制成的简易密度计,竖直漂浮在水中时,水面位于图中A处,图中AB间距离为10.5cm,则A处应标为________g/cm3。再将该密度计漂浮在75%消毒酒精中,此时所受的浮力的________(选填“大于”、“等于”或“小于”)在水中所受的浮力,它浸入酒精中的深度h为________cm;
(3)如图丁所示是三位同学用不同的粗细均匀吸管制成的密度计,竖直漂浮在水中时的情形,其中密度计________(选填“①”、“②”或“③”)在测量其他液体密度时结果更精确。
【答案】游码归零 61.2 0.875 1 等于 12 ②
类型三 简单机械法测密度
1.密度是物质的重要属性,生产、生活中常常需要测量各种液体的密度。某同学在综合实践活动中自制了测量液体密度的杠杆密度计,可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值,受到了老师的肯定和表扬,结构如图所示。
所用器材:轻质杠杆(自身重力忽略不计)、两种规格的空桶(100mL和200mL)、质量为m的物体A、细线。
设计过程如下:
(1)将杠杆在O点悬挂起来,空桶悬挂在B点,质量为m的物体A悬挂在C点时,杠杆水平平衡。测出B点到O点的距离为l,C点到O点的距离为l0,此时C点的密度刻度线应标注为______;
(2)在B点的空桶内注满液体,空桶容积为V,移动物体A至C1位置,使杠杆在水平位置平衡。C1点到O点的距离为l1,此时C1点的密度值为______(用题中所给的字母表示);
(3)已知密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm,则密度为0.8×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为______cm;
(4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些,应选择______规格的空桶(选填“100mL”或“200mL”)。
【答案】 (1) 0 (2) (3) 3.2 (4) 200mL
2.小明利用天平和量筒测量石块的密度,进行如下测量:
(1)把天平放在水平台上,游码移到标尺左端零刻度线处,指针在分度盘的位置如图甲所示,为使天平横梁平衡应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节;
(2)用天平测石块质量,当横梁平衡时,放在右盘中的砝码和游码位置如图乙所示,则石块质量为______g;用量筒测出石块体积为6cm3,则石块密度为______kg/m3;
(3)小明猜想能否使用刻度尺和杠杆等器材测量石块密度,于是他进行如下探究:(杠杆重力忽略不计)
①如图丙所示,杠杆处于水平位置且平衡;
②保持石块的悬点位置A不变,将石块浸没在盛水的杯中(未与杯底、杯壁接触),调整重物的悬点位置至C点,使杠杆再次处于水平位置且平衡,则C点应该在B点的______(选填“左”或“右)侧、用刻度尺测量OC的长度l3;
③石块密度的表达式ρ=______(选用字母ρ水、l1、l2、l3表示);
④改变石块浸没在水杯中的深度(未与杯底、杯壁接触)对实验结果______(填“有”或“没有”)影响。
【答案】左 15.6 左 没有
3.某同学利用弹簧测力计、刻度尺和杠杆等器材测量长方体实心金属块的密度。
(1)挂金属块前,杠杆左端下沉,应将右侧的平衡螺母向______调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)杠杆调平后,在A点用轻绳悬挂金属块。B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,如图甲所示。此时弹簧测力计示数为2.5N。金属块质量为______kg;(g取10N/kg)
(3)已知金属块底面积为30cm2,高度如图乙所示。金属块高度为______cm,金属块密度为______kg/m3;
(4)改变金属块和弹簧测力计的位置,进行多次实验,其目的是______;
(5)在某次测量过程中、不慎沿斜下方拉弹簧测力计,由此次数据得出的金属块密度值比实际密度______。
【答案】右 0.75 2.50 1×104 测量多组数据求平均值,减小误差 偏大
4.为了测量某金属块的密度进行了如下操作:
(1)由于手中没有天平,现利用杠杆平衡原理测物体的质量。如图甲所示,调节杠杆两端的螺母,使杠杆在不挂钩码时保持水平并静止,达到平衡状态。将待测金属块用细线挂在杠杆左侧A点,用完全相同的细线将若干钩码挂在杠杆右侧B点,使杠杆重新在水平位置保持静止。已知右侧钩码的总质量为52g,则该金属块的质量为______g;
(2)将水倒入量筒中,液面位置如图乙所示,再把金属块完全浸没在量筒的水中,液面升高,如图丙所示,则该金属块的体积为______m3 ;
(3)由(1)、(2)步可求得金属块的密度为______kg/m3;
(4)若在第(2)步中先进行图丙所示操作,再进行图乙所示操作,则所测得金属块的密度相对于第(3)步______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 (1) 39 (2) 5×10-6 (3) 7.8×103 (4) 偏小
5.李华利用生活中常见物品巧妙地测出一石块的密度,实验过程如下:
A.取一根筷子,用细线将其悬挂,调节悬挂位置,直至筷子水平平衡,悬挂位置记为O点,如图甲所示;
B.将矿泉水瓶剪成烧杯形状,倾斜固定放置,在瓶中装水至溢水口处,用细线系紧石块,将石块缓慢浸入水中,溢出的水全部装入轻质塑料袋中,如图乙所示;
C.取出石块,擦干水分;将装水的塑料袋和石块分别挂于筷子上O点两侧,移动悬挂位置使筷子仍水平平衡,用刻度尺分别测出O点到两悬挂点的距离l1和l2,如图丙所示.
(1)已知水的密度为ρ水,则石块密度ρ石=_____(用字母ρ水和所测得的物理量表示);
(2)采用上述实验方法,筷子粗细不均匀对实验结果____(选填“有”或“无”)影响;
(3)图乙所示步骤中,若瓶中的水未装至溢水口,实验结果将_____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”).
【答案】ρ水 无 偏大
6.小致根据杠杆平衡条件在家测量某液体的密度,其装置放在水平面上,如图所示。轻质硬杆和垂直固定在一起,压在电子秤上,O为支点,且测量过程中O点和C点位置保持不变。
(1)调节杆在水平位置平衡,其目的是______;
(2)将一个质量不计的矿泉水瓶装满水,用细线将矿泉水瓶悬挂在杆的D点上,记录此时电子秤的示数为m,测量悬挂点D到O点的距离为;
(3)取下装水的矿泉水瓶,将另一个完全相同的矿泉水瓶装满待测液体,用细线将矿泉水瓶悬挂在D点,此时电子秤的示数小于m,则待测液体的密度______水的密度(选填“大于”、“等于”或“小于”)。向______(选填“左”或“右”)移动悬挂点的位置,直到电子秤的示数仍为m,测量此时悬挂点到O点的距离为;
(4)待测液体密度的表达式为______(水的密度用水表示);
(5)若考虑矿泉水瓶的质量,测量结果为,则______(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】 (1)便于测量力臂 (3) 小于 左 (4) (5) <
7.如图是“利用杠杆测量石块密度”的实验。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)在实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态;要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节,这样做的目的是 ,并消除杠杆自重对实验的影响。
(2)在溢水杯中装满水,如图乙所示,将石块缓慢浸没在水中,让溢出的水流入小桶A中,此时小桶A中水的体积 石块的体积。
(3)将石块从溢水杯中取出,擦干后放入另一相同小桶B中,将装有水和石块的A、B两个小桶分别挂在调好的杠杆两端,移动小桶在杠杆上的位置,直到杠杆在水平位置回复平衡,如图丙所示。此时小桶A、B的悬挂点距支点O分别为13cm和5cm,若不考虑小桶重力,则石块密度的测量值为 kg/m3;若考虑小桶重力,石块的实际密度将比上述测量值 。
【答案】(1)平衡;右;便于从杠杆上测量力臂;(2)等于;(3)2.6×103;偏大。
8.小宇同学要测量木块的密度。实验器材有:木块、弹簧测力计(0 ~ 5N)、底部固定有滑轮的水槽、细线及足量的水。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)先用弹簧测力计测木块的重力,如图甲,示数为______N;再用细线绕过滑轮将木块与测力计连接起来,接着往水槽倒入适量的水,使木块浸没在水中,如图乙,木块在水中静止时测力计示数为1.6N,木块的密度为______kg/m3;
(2)小明分析发现,如果把水换成其他液体,测力计的示数就会不同,于是他把测力计的刻度改成相应的密度值,将该装置改装为测量液体密度的“密度计”。原测力计的1.0N刻度处应标注为______kg/m3.
【答案】 (1)2.4 0.6×103 (2)0.85×103
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