6.3 测量液体和固体的密度-2024-2025学年人教版物理八年级上学期
2024-12-11
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特供
内容正文:
测量液体和固体的密度
【考点回归】
一、质量的测量
(1)日常生活中常用来测量质量的工具有案秤、台秤、杆秤等各种各样的秤,在实验室里常用托盘天平来测量物体的质量。
(2)托盘天平的使用:
①“放”:把天平放在水平台上;
②“拨”:把游码拨至标尺左端的零刻度线;
③“调”:调节横梁上的平衡螺母,若指针偏向分度盘的左侧,则应将平衡螺母向右调,使指针指在分度盘的中央,这时天平横梁平衡;
④“称”:称量时,把物体放在左盘里,用镊子按“先大后小”的顺序依次向右盘内加减砝码,当需向右盘中加的砝码质量小于砝码盒中最小砝码质量时,应调节游码直到指针指在分度盘的中央,此时横梁再次平衡;
⑤“读”:物体的质量等于右盘中砝码的总质量加上标尺上游码所对的刻度值;
⑥“收”:测量完毕,将砝码放回砝码盒,游码归零。
(3)使用天平的注意事项
①被测的质量不能超过天平的称量;
②加减砝码要用镊子,且动作要轻;切不可用手接触砝码,不能把砝码弄湿、弄脏;
③不要把潮湿的物体和化学药品直接放到天平的托盘中;
④在使用天平时,若将物体和砝码的位置放反,即“右物左码”,天平平衡后,物体的质量等于砝码的总质量减去游码所示的质量;
⑤测量物体质量的过程中,指针左右摆动的幅度相同时,也可以认为天平已平衡。
注意:(1)若测量质量过小、过轻的物体时,无法直接测量,可将物体累积到一定数量后测量,再求其中一份的质量,这种测量方法叫“累积法”。(2)称量物体前调节天平平衡时,应调节横梁两端的平衡螺母,调节规则“左偏右调,右偏左调”。(3)测量质量时可用以下歌谣记忆:游码先归零,螺母调平衡,左物和右码,从大到小用,巧妙动游码,读数要记清。
二、密度的测量
(1)测量原理:用天平测出物体的质量m,用量筒测出物体的体积V,根据公式即可算出物体的密度。
(2)测量石块的密度
①用天平称出石块的质量m;
②向量筒中倒入适量的水,测出水的体积V1;
③用细线系住石块,把石块没入量筒里的水中,记下石块和水的总体积V2;
④计算石块的密度:。
(3)测量盐水的密度
①往玻璃杯中倒入适量的盐水,用天平称出玻璃杯和盐水的总质量m1;
②把杯中的一部分盐水倒入量筒中,读出量筒中盐水的体积V;
③用天平称出玻璃杯和剩余盐水的总质量m2;
④计算盐水的密度:。
解读:(1)测量物质密度采用的是间接测量法。
(2)在测量固体物质密度时,一定要先测量质量后测量体积。如果先测量体积,那么在测量质量时,固体会因为沾有水导致测量质量不准确(沾有水的固体也不能直接放在托盘上)。
(3)测量固体物质密度时,先在量筒中放适量的水。这里的“适量”是指所放的水不能太多,固体放入时总体积不能超过量程;水也不能太少,要能使固体完全浸没。
(4)对于密度小于水的固体物质,需要采用“针压法”或“悬坠法”测出其体积。
(5)在测量液体的密度时,不要把原来装有液体的容器倒空后当成空容器来称量质量,因为此时容器内壁的液体会有残留,会导致结果有偏差。
【方法技巧】
1.用天平和量筒测量固体的密度。测量步骤:
(1)用天平测出固体的质量m。
(2)在量筒中倒入适量的水,测出水的体积为V1。
(3)把固体浸没在量筒的水中,测出二者的体积为V2。
(4)固体的密度ρ=m/V=m/(V2-V1)
2.用天平和量筒测量液体的密度。测量步骤:
(1)用天平测出烧杯和液体的总质m1。
(2)把烧杯中适量液体倒入量筒中,用天平测出剩余液体和烧杯的总质量m2。
(3)读出量筒中液体的体积V。
(4)液体的密度ρ=m/V=(m1-m2)/V
注意:中考试题里有时要结合浮力知识考查密度测量,这时要马上想到阿基米德原理或者浮沉条件。
【刷真题】
一.实验探究题(共25小题)
1.(2023秋•罗湖区校级期末)小黎从家里带了一些冰糖到实验室,想跟小红一起测量冰糖的密度。实验前,她们进行了一些问题的讨论:
(1)【实验设计】
①她们拿到的天平,左盘缺损了一个小角,你认为这台天平还能继续使用吗?请你写出判断及其理由, (填“能”或“不能”),理由: 。
②小黎想用排水法测冰糖的体积,小红忙阻止,原因是: 。
(2)【进行测量】
经过讨论,她们用天平测得冰糖质量(见甲图),后用乙图的方式测量冰糖体积。则冰糖的密度是 g/cm3。
(3)【评估交流】
①如果步骤C中,有部分芝麻洒出,则测得的密度值比实际密度值 (选填“偏大”“偏小”“不变”)。
②小红觉得还可以再改进一下实验。用细盐替代芝麻,你觉得这样做的好处是 。
2.(2023秋•宝安区期末)如图所示,某实验小组在实验室测量某种洗手液的密度。
方案一:
(1)将托盘天平放在水平台上,把游码移至标尺左端零刻线处,发现指针静止时,如图甲所示,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节使横梁平衡。
(2)将盛有适量洗手液的烧杯放在天平左盘,天平重新平衡时,右盘所加砝码及游码位置如图乙所示,烧杯和洗手液的总质量为 g;将烧杯中的部分洗手液倒入量筒,可测出烧杯和剩余洗手液的总质量为41.8g,由此计算出洗手液的密度为 g/cm3;
方案二:如图,用电子秤、烧杯、水测量洗手液的密度,具体步骤如下:
(1)将空烧杯放置在电子秤上,记下质量m1;
(2)在烧杯中倒入适量洗手液放在电子秤上,并在液面处做标记,记下质量m2;
(3)将烧杯中洗手液倒掉,洗净擦干,再在烧杯中倒入水至标记处再放在电子秤上,记下质量m3;
根据上述操作步骤,推导出洗手液的密度表达式为 (用题中所给符号表示,已知水的密度为ρ水)。对比分析方案一和方案二, (选填“方案一”或“方案二”)所测洗手液密度的结果更接近真实值。
3.(2023秋•罗湖区期末)某小组在实验室测量酸奶的密度,他们准备了如图所示的器材:
(1)将天平放在水平桌面上,把游码移至标尺左端0刻度线处,发现指针指在分度盘的左侧,应将平衡螺母向 调,使天平横梁在水平位置平衡。
(2)先用天平测出空烧杯的质量为30g,接着他将酸奶倒入烧杯,用天平测量烧杯和酸奶的总质量,天平平衡时的情景如图甲所示,则烧杯和酸奶的总质量m1= g。将酸奶倒入量筒时,由于酸奶比较粘稠且不透明,容易粘在筒壁上影响测量,于是找来5mL针筒如图乙所示,从烧杯中抽取V1=5mL酸奶,测量烧杯和剩余酸奶的总质量m2=57.6g;通过计算,可得出酸奶的密度为 kg/m。
(3)实验时,同组同学在实验中发现了一个“问题”,他发现容积5mL针筒的0刻度线前的尖端还是有一点小“空隙”,这部分体积并不计入针筒标记的刻度中,这会导致测得的酸奶密度比实际值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);于是,大家想出了一种正确测量方法,接着做出正确的操作;将刚才所抽取的酸奶V1=5mL中的一部分酸奶返回烧杯,测量烧杯和剩余酸奶的总质量为m3,记下此时 为V2,则酸奶密度表达式为: (用以上已知量和测量量符号表示)。
4.(2023秋•罗湖区校级期末)在学习完测量物质的密度之后,小刚同学希望通过所学知识测量出苹果的密度是多少,选取了托盘天平(砝码规格为100g、50g、20g、10g、5g)、量筒、烧杯、筷子等器材。(ρ水=1g/cm3)
(1)小刚将天平放置于水平桌面上,移动游码至标尺零刻度线处,发现分度盘指针向左偏转,这时应特平衡螺母往 调节,直到观察到 (从下列选项中选择所有正确的选项),认为天平平衡。
A.指针偏向左侧
B.指针静止在分度盘中央处
C.指针在分度盘中央左右摆动幅度相等
(2)用天平测量苹果的质量,小刚发现往天平右盘放入最小砝码时指针向右偏,取下最小砝码时指针向左偏,接下来的正确操作应该是调节 。天平平衡后,砝码和标尺上的游码如图甲所示,则苹果的质量m= g。
(3)测量苹果的体积时,小刚发现不能将苹果直接放入量筒中,于是他取来一个溢水杯和一个小烧杯,操作步骤如下。
①用天平测出小烧杯的质量m1=40g;
②在溢水杯中装满水,如图乙所示;
③用筷子将苹果按入水中,用小烧杯接住溢出的水,如图丙所示;
④当水不再流出时,用天平测出小烧杯和溢出水的总质量m2=280g;
由此可知,苹果的体积为V= cm3;计算出苹果的密度为ρ= g/cm3。
(4)用以上方法测量苹果的密度,会导致测量值与真实值相比偏小,你认为造成此误差的原因是 。
5.(2023秋•坪山区校级期末)小开家里有一瓶未知液体,于是小开拿到学校用学过的物理知识去验明“身份”。如图所示是小开利用天平和量筒对其进行了密度测量。操作如下:
(1)将天平放在水平台上,把游码移到标尺左端的零刻度线上,横梁静止时指针如图甲所示,要使横梁平衡,应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右)调节。
(2)将未知液体倒入烧杯中,并用天平测量烧杯和液体的总质量,加减砝码,当最小的砝码放入右盘后,横梁指针仍如图甲所示,接下来他应该 天平平衡。
(3)测出烧杯和未知液体的总质量为106g后,将烧杯中的一部分液体倒入量筒,如图乙所示,则量筒中液体的体积为 mL。
(4)测量烧杯和剩余液体的总质量,天平横梁平衡时如图丙所示,则量筒中液体的质量为 g,小开配制的盐水密度为 g/cm3。
(5)他的同学对测量方法进行改进,发现不用量筒也可以测量,于是他添加两个完全相同的烧杯和适量的未知液体,设计了如下实验步骤,请你补充完整:
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0;
②将烧杯装入适量的水,并水面处做好标记,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;
③向另一个相同烧杯缓慢加入液体至 ,用天平测出烧杯和液体的总质量为m2;
④则该液体的密度表达式ρ= 。(已知水的密度为ρ水)
6.(2023秋•龙华区期末)“商鞅方升”是上海博物馆的镇馆之宝,其容积是秦朝统一实施的体积标准——方升。方升有多大呢?某实践活动小组对其复制品设计如下方案对其容积展开测量。
【实验步骤】
①如图甲用天平测得空“商鞅方升”的质量m0。
②如图乙在“商鞅方升”内装入沙子直至沙子上表面与“商鞅方升”上表面齐平,测得“商鞅方升”与沙子的总质量m1。
③如图丙用小勺将沙子取出一部分装入量筒,测得“商鞅方升”与剩余沙子的总质量m2。
④如图丁测得量筒内沙子的体积V。
【数据分析与交流评估】
(1)根据图示信息推算:量筒内沙子的质量为 g,沙子的密度为 g/cm3;
(2)该复制品容积也就是沙子的总体积为 cm3,秦朝统一实施的体积标准——方升,1方升= 升。
(3)实验后,小明又想到一种实验方案。他设想:水的密度已知,上述四个步骤,如用水代替沙子,只要完成上述实验步骤中的 (选填【实验步骤】中①②③④的一个或多个),就能测出“商鞅方升”的容积V= (选用“m0、m1、m2、ρ水”表示)。
7.(2023秋•深圳校级期末)2023年12月29日,深圳外国语学校劳动美食节盛大开幕。在1班和2班的展台上,小名同学获得了袋牛奶,他想知道所喝牛奶的掺水含量,通过查阅资料得知,在牛奶中掺水后,掺水含量与牛奶密度的关系如表所示,于是他想用测牛奶密度的方法来判断。
牛奶中掺水含量
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
牛奶密度(g/cm3)
1.030
1.027
1.024
1.021
1.018
1.015
1.012
1.009
1.006
1.003
1.000
(1)将托盘天平放水平桌面上,移动 至标尺左端“0”刻度处,发现指针静止时指在分度盘中央的左侧,则应将平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”),使横梁水平平衡。
(2)用调平的天平测出一袋牛奶的总质量为210.4g,喝完牛奶后用天平测出空袋子的质量,所用砝码和游码的位置如图所示,则空袋子的质量为 g;小名观察到牛奶包装袋上标有“净含量200mL”字样。计算牛奶密度后通过表格判断出牛奶中掺水含量为 。
(3)物理课代表认为小名同学这种方法测出的密度值是不准确的,请写出一个导致密度值不准确的原因 。
(4)为了使测量更准确,课代表给出了改进后的测牛奶密度的方案:
a. ;
b.把杯内的牛奶适量倒入量筒内,读出量筒内牛奶的体积为V;
c.用天平测出剩余牛奶和杯子的质量m2。
请用该方案中测得的物理量字母写出牛奶密度的表达式:ρ牛奶= 。
8.(2023秋•深圳校级期末)2023年11月30日,深圳外国语学校第27届体育节胜利闭幕,11班小发同学想知道获得的奖牌是由什么金属制成的,他想通过测量组成奖牌的物质的密度进行判断。小发将奖牌放在调节好的天平左盘内。改变右盘中砝码的质量和游码的位置,使天平横梁在水平位置重新平衡,右盘中所放砝码及游码在标尺上的位置如图甲所示,然后,他将系好细线的奖牌(图丙中用A表示)放入盛有50mL水的量筒中,奖牌浸没在水中后,量筒中水面升高到如图丙所示的位置。请你将实验数据表中的表头和数据补充完整。
①
量筒中水的体积V1/cm3
②
组成奖牌的物质的密度ρ/g•cm﹣3
54
50
③
④
9.(2023秋•光明区期末)在“学习使用天平和量筒”的实验中,小明组选取的天平配备的砝码规格:100g、50g、10g、5g的砝码各一个,20g的砝码有两个。
(1)将天平放置于水平台面上,刻度盘指针如图甲所示,则应将平衡螺母往 调节。
(2)调节天平水平平衡后,测量空烧杯的质量。估计空烧杯的质量约40g,先将空烧杯轻放在托盘天平的 盘(选填“左”或“右”),再将 g砝码放入另一盘后,指针偏向如图甲所示,取下该砝码,再依次加减其他砝码,同时移动游码,直到天平平衡。最后,测得空烧杯质量为38.0g。
(3)将一定量的液体倒入空烧杯中,测得它们的总质量(如图乙所示),则烧杯中液体的质量为 g。
(4)小明用量程为50mL的量筒量取某液体,如图丙所示,该液体的体积应为 mL如果小明在读数时,眼睛没有平视液面,而是俯视液面,则读出的体积与真实值相比 。
10.(2023秋•福田区期末)为了预防病毒,学校采购了消毒液进行日常杀菌,为了测量某消毒液的密度,实验小组的同学进行了如下实验操作:
(1)将天平放置在水平桌面上,图甲是实验小组在调节天平平衡时的情景,请你指出他们在操作上的错误之处 ;改正错误后,天平指针静止时的位置如图乙所示,要使天平平衡,应将右边的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到指针指在分度盘的中线处;
(2)天平调平衡后,测量空烧杯的质量为28g,将适量的消毒液倒入空烧杯中,用天平测量消毒液和烧杯的总质量,当天平平衡时,右盘砝码数及游码的位置如图丙所示,烧杯中消毒液的质量是 g,接着将烧杯中的消毒液全部倒入量筒中,消毒液的体积如图丁所示,则消毒液的体积为 cm3;
(3)实验小组所测得消毒液的密度为 g/cm3;
(4)根据上述方法,实验小组测得消毒液的密度会 (选填“偏大”或“偏小”),原因是 ;
(5)如果实验中没有量筒,同学们经过讨论,觉得只用天平也能测量出消毒液的密度,于是同学们找来两个完全相同的烧杯和适量的水,设计了如下步骤,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用另一个相同的烧杯装满消毒液,用天平测出烧杯和消毒液的总质量为m2;
④则消毒液的密度表达式ρ= (已知水的密度为ρ水)。
11.(2023秋•南山区期末)小明找到了一块水晶原石,如图甲所示。他准备用如下器材测量原石的密度:天平(砝码盒里的砝码最小质量为5g)、量筒、细线和适量的水。
(1)用调好的天平测量原石质量时,在右盘放入10g的砝码,则指针指向图乙A位置,取下10g砝码,在右盘放入5g砝码,则指针指向图乙B位置,请写出接下来的操作: ;
(2)天平重新平衡时,盘中所加砝码和游码的位置如图丙所示,则原石的质量为 g。利用量筒测量原石体积的步骤如图丁所示,则可计算出原石的密度为 g/cm3;
(3)如果调整实验步骤,先测量原石的体积,后测其质量,会导致测量的密度 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12.(2022秋•龙华区期末)各种复合材料由于密度小、强度大,广泛应用于汽车、飞机等制造业。小明测量一块实心复合材料的密度。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的零度刻线处,发现指针静止时指在分度盘中线的左侧,如图甲所示,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使横梁平衡。
(2)用调好的天平测量该物块的质量时,当在右盘放入最小的砝码后,指针偏在分度盘中线左侧一点,则应该 (选填选项前的字母)。
A.向右调平衡螺母 B.向右盘中加砝码 C.向右移动游码
当天平重新平衡时,盘中所加砝码和游码位置如图乙所示,则所测物块的质量为 g。
(3)因复合材料的密度小于水,小明在该物块下方悬挂了一铁块,按照如图丙所示①②③顺序,测出了该物块的体积,则这种材料的密度是 g/cm3。
(4)分析以上步骤,你认为小明在测体积时的操作顺序会引起密度测量值比真实值 (选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
13.(2023秋•龙岗区校级期末)“沉睡三千年,一醒惊天下”,三星堆遗址出土了大量文物,如图甲所示是其中的金面具残片,文物爱好者小张和小敏同学制作了一个金面具的模型,用实验的方法来测量模型的密度。
(1)小张将调节好的天平放在水平台上,将模型放在左盘,在右盘加减砝码,其调节游码使天平再次水平平衡,砝码和游码如图乙所示,则模型的质量为 ;
(2)小张又进行了如图丙所示的三个步骤:
①在烧杯中加入适量水,测得烧杯和水的总质量为145g;
②用细线拴住模型并浸没在水中(水未溢出),在水面处做标记;
③取出模型,用装有40mL水的量筒往烧杯加水,直到水面达到 处,此时量筒由的水位如图丁所示;
(3)旁边的小敏发现取出的模型沾了水,她由此判断小张计算出的密度值将 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(4)于是小敏测出图丙③中烧杯和水的总质量为155g,由此小敏计算出模型的密度为 g/cm3,若只考虑模型带出水产生的误差,则小敏计算出的密度值将 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
14.(2023秋•福田区校级期末)小明在海边捡到了一块漂亮的鹅卵石,他想用天平和量筒测量鹅卵石的密度,如图是测量质量和体积时的情景,请完成以下问题。
(1)实验前小明先对托盘天平进行调平,如图甲所示,她操作中存在的错误是 。
(2)改正错误,测量中正确加减砝码后天平指针仍向左偏,这时应 ;最后平衡时,使用的砝码和游码的位置如图乙所示,则鹅卵石的质量是 g。
(3)用一根细线拴着鹅卵石缓慢浸没在装有35mL水的量筒中,液面位置如图丙所示,则鹅卵石的体积为 cm3,计算可得鹅卵石的密度为 g/cm3。
(4)如果小明实验时先测量鹅卵石的体积,再测量质量,最后所得密度会 (选填“偏大”“偏小”或“仍然准确”)。
15.(2023秋•福田区期末)牛奶的密度是检验牛奶质量的一项重要指标,标准牛奶的密度是1.015×103kg/m3~1.040×103kg/m3,小悟测量家中的牛奶是否符合标准,实验步骤如下:
A.将适量的牛奶倒入烧杯中,用天平测出牛奶和烧杯的总质量112.9g;
B.用天平测出烧杯和剩余牛奶的总质量如图乙所示;
C.按照如图甲的方式对天平进行调平;
D.将烧杯中的部分牛奶倒入量筒中,量筒中牛奶的体积如图丙所示。
(1)实验步骤的正确顺序是 。
(2)图甲有一处不当的操作是 。
(3)根据实验数据可以计算出牛奶的密度ρ牛奶= kg/m3。
(4)小悟家中的牛奶 (选填“符合”或“不符合”)标准。
16.(2023秋•福田区期末)小刚在上学路上捡到一个小石头,他想利用实验室的器材测一下石头的密度。
(1)甲图是测量小石头质量时,小石头已经放入天平左托盘的指针情况,此时为了让天平水平平衡,应该向右调节 (选填“平衡螺母”或“游码”)。
(2)乙图可得石头质量为 。
(3)丙图量筒的示数测得石块的体积是 。
(4)若先用排水法测石头的体积再测石头质量,则测得的石头密度 (选填“大于”“小于”“等于”)真实值。
17.(2022秋•罗湖区期末)小华的实验小组利用天平和量筒测量蜂蜜的密度。
(1)小华应将托盘天平放在 上。调节平衡螺母时,小华的操作如图甲所示,他的错误之处是 。改正错误后,若静止时指针指示如图乙的位置时,则应将平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”)使指针指在分度盘的中央刻度线上。
(2)天平调平后,小华设计了如下步骤:
①测出空烧杯的质量为40.2g;
②将适量的蜂蜜倒入烧杯中,天平平衡时,放在右盘中的砝码大小和游码的位置如图丙所示,称得烧杯和蜂蜜的总质量为 g;
③将烧杯中的蜂蜜全部倒入量筒中,液面达到的位置如图丁所示,蜂蜜的体积为 mL;
④则可以测得该蜂蜜的密度为 g/cm3。(小数点后保留1位小数)
(3)小华与小组成员讨论交流后认为,实验中蜂蜜的密度测量值比它的实际值要 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)为了减小实验误差,应将上面的实验步骤顺序稍加调整,调整后的实验步骤是 。(只填写实验步骤前的序号)
18.(2022秋•深圳期末)小明所在的课外兴趣小组需要密度为1.15g/cm3的盐水,为检验配置的盐水是否合格。
(1)小明设计了如下方案:
①用天平测出空烧杯的质量m1;
②往烧杯中倒入适量盐水,测出烧杯和盐水的总质量m2;
③将烧杯中的盐水倒入量筒中,测出盐水的体积V;
④液体的质量为 ,计算得出盐水的密度ρ= 。(用字母表示)
(2)小组成员认为该方案会使测量结果 (选填“偏大”或“偏小”),原因是 。
(3)小组成员改进了实验方案并进行了如下操作:
①将天平放在水平桌面上,将游码移至称量标尺零刻度线上,发现指针的位置如图甲所示,则需将平衡螺母向 调节;
②往烧杯中倒入适量盐水,将它放在天平的左盘,测出烧杯和盐水的总质量为 (如图乙);
③将烧杯中部分盐水倒入量筒中,读出盐水的体积为 cm3(如图丙);
④测出烧杯和剩余盐水的质量为15g;
⑤计算出盐水的密度为 kg/m3。
(4)为配制出合格的盐水,需要继续向盐水中适量 。(选填“加盐”或“加水”)
19.(2022秋•福田区期末)小刚测一个实心塑料球的密度(ρ球<ρ水),按以下步骤进行实验:
(1)将天平放在水平台上,把游码移至标尺左端的 处,横梁静止时分度盘上的指针如图甲,则需将横梁上的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使横梁在水平位置平衡;
(2)用天平测塑料球质量,横梁再次平衡如图乙,记录塑料球质量为m;
(3)把适量的水倒进量筒中,如图丙,记录此时水的体积为V1;
(4)用细线在塑料球下系一小铁块放入水中,静止时如图丁,记录此时量筒的示数为V2;
(5)捞出塑料小球,再把小铁块单独放入水中静止时如图戊,记录此时量筒的示数为V3;
(6)由实验可知,塑料球的质量m= g,塑料球的体积V= cm3,则塑料球的密度ρ= kg/m3;
(7)实验按照以上步骤,塑料球密度的测量值将会 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
20.(2022秋•南山区期末)学习了密度知识后,小明和小聪想测量平时所喝的酸奶的密度,具体操作如图1:
(1)把天平放在水平台上,游码移至零刻度处,调节天平平衡后,用烧杯装酸奶,测出酸奶和烧杯的总质量195g;
(2)用图乙的注射器抽取20mL的酸奶,测出剩余酸奶和杯子的总质量如图甲,读数为 g;
(3)计算出酸奶的密度为 kg/m3;
(4)实验时并未将杯中酸奶倒入量筒测量体积,而是用注射器抽取,这是因为 。
(5)小明想再测量一个小石块的密度,小聪说不用砝码也可以完成实验。于是他利用这个天平、量筒、烧杯等器材设计了如图2实验:
第一步:将天平放在水平台面上,游码放在标尺左端零刻度线处,在天平的左、右托盘上各放一个规格相同的烧杯,调节平衡螺母使天平平衡;
第二步:将小石块放入左盘上的烧杯中,向右盘上的烧杯中缓慢加水,直至天平再次平衡;
第三步:将右盘上烧杯中的水全部倒入量筒中,记读数为V1;
第四步:将小石块浸没在量筒的水中,记读数为V2。
则小石块的密度表达式ρ= (已知水的密度为ρ水)。这样测量的石块密度比实际值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
21.(2021秋•福田区期末)为了预防病毒,小红的妈妈采购了消毒液进行日常杀菌,为了测量某消毒液的密度,小红同学进行如下实验操作。
(1)将天平放置在水平桌面上,图1甲是小红在调节天平平衡时的情景,请你指出她在操作上的错误之处 ;改正错误后,天平指针静止时的位置如图1乙所示,要使天平平衡,应将 向 (选填“左”或“右”)调节,直到天平横梁水平平衡。
(2)用天平测出烧杯和适量消毒液的总质量为126.2g,将烧杯中的消毒液倒出一部分到量筒中,量筒中消毒液液面位置如图2所示,则量筒的中消毒液的体积为 cm3。
(3)用天平测出剩余消毒液和烧杯的质量时,小红依次将两个20g、1个10g砝码放在天平的右盘后,继续向右盘内加入最小的5g砝码时,发现天平的指针静止在分度盘中线的右侧,则他接下来应该进行的操作是 ;天平平衡后,所使用砝码和游码位置如图3所示,则量筒中的消毒液的质量为 g;消毒液的密度为 kg/m3。
(4)分析以上步骤,你认为小红所测消毒液的密度 (选填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
(5)如图4是她在实验结束后整理器材的情景,其中操作不规范的是 。
22.(2023秋•福田区校级期末)用托盘天平、量筒、烧杯、水等器材,测量金属块和橙汁的密度。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,把游码拨至零刻度线后,指针静止在如图甲所示的位置,则应将平衡螺母向 端调节(选填“左”或“右”)。
(2)调节托盘天平平衡后,测金属块的质量,当托盘天平中的砝码和游码的位置如图乙所示时,天平重新平衡,则金属块的质量是 g。
(3)用量筒测出金属块的体积如图丙所示,该金属块的密度是 kg/m3。
(4)小明和小红分别用托盘天平、量筒和烧杯测量橙汁的密度,下列分别是他们的实验步骤:
小明:
A.用调好的天平测出空烧杯的质量为m0
B.向烧杯中倒入适量的橙汁,用调好的天平测出橙汁和烧杯的总质量为m1
C.将烧杯内橙汁全部倒入量筒,测出其体积为V
D.计算出橙汁的密度
小红:
A.向烧杯中倒入适量的橙汁,用调好的天平测出橙汁和烧杯的总质量为m1
B.将烧杯内橙汁全部倒入量筒,测出其体积为V
C.用调好的天平测出空烧杯的质量为m0
D.计算出橙汁的密度
则 (选填“小明”、“小红”)的实验方案所测出的橙汁密度更准确;若按照另一方案实验,则会导致所测出的橙汁的密度比真实值 (选填“偏大”、“偏小”、“无影响”);
(5)在上述用托盘天平、量筒和烧杯测橙汁密度的实验中,若不用量筒,只用托盘天平、烧杯、适量的水和记号笔,也能测出橙汁密度,如图丁所示。
①用已调好的托盘天平测出空烧杯的质量m0。
②向烧杯倒入适量橙汁,用记号笔在烧杯外壁标记好橙汁液面的位置,用托盘天平测出烧杯内橙汁和烧杯的总质量m1。
③将烧杯中的橙汁倒掉并把烧杯内残留的橙汁擦干后,再向烧杯中倒入水至烧杯外壁的标记处,用托盘天平测出烧杯内水和烧杯的总质量m2。
④计算出橙汁的密度ρ橙汁= (水的密度用ρ水表示)。
23.(2023秋•盐田区期末)小聪利用注射器、天平(带砝码)测量酒精的密度。
(1)将天平放在水平台上,游码调至标尺左端零刻度线处,指针位置如图甲所示,应将平衡螺母向 移动,使天平横梁平衡。
(2)用注射器抽取适量酒精,体积如图乙所示为 mL。将装有酒精的注射器放到天平上,测得注射器和酒精的总质量为28g。
(3)用注射器继续抽取酒精至20mL处,再将注射器放到天平上,测得注射器和酒精的总质量如图丙所示为 g,测得酒精的密度为 g/cm3。
(4)若第2次使用注射器抽取的酒精中混有气泡,则测得的酒精密度值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)本实验使用注射器的优点是 (写出一条即可)。
24.(2022秋•龙岗区期末)在日常生活中,我们经常要用到浓度为75%的酒精,小明通过查阅资料得知该浓度酒精的密度为0.87g/cm3。他尝试用密度为0.8g/cm3的纯酒精配制浓度为75%的酒精。为检验自己配制的酒精是否合格,他进行了如下实验和分析。
(1)将天平放在水平台上并将游码移至标尺左端的零刻度线上,横梁静止时指针如图甲所示,此时可将横梁右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使横梁在水平位置平衡;
(2)测出烧杯和酒精的总质量为89g后,将烧杯中的一部分酒精倒入量筒,如图乙所示,量筒中酒精的体积为 cm3;
(3)测量烧杯和剩余酒精的总质量,天平横梁平衡时如图丙所示,则烧杯和剩余酒精的总质量为 g;
(4)通过计算可知,小明配制的酒精密度为 g/cm3。为了使浓度达到75%,他应该向配制的酒精溶液中添加适量的 (选填“纯酒精”或“水”)。
25.(2023秋•坪山区期末)小明想知道所喝牛奶是否掺水,通过查阅资料得知,在牛奶中掺水后,掺水含量与牛奶密度的关系如下表所示,于是他想用测牛奶密度的方法来判断。
牛奶中掺水含量
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
牛奶密度(g/cm3)
1.030
1.027
1.024
1.021
1.018
1.015
1.012
1.009
1.006
1.003
1.000
(1)将托盘天平放水平桌面上,移动游码至标尺左端“0”刻度处,发现指针静止时指在分度盘中央的左侧,则应将平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”),使横梁水平平衡。
(2)用调平的天平测出一袋牛奶的总质量为210g,喝完牛奶后用天平测出空袋子的质量,所用砝码和游码的位置如图所示,则空袋子的质量为 g;小明观察到牛奶包装袋上标有“净含量200mL”字样,可计算出牛奶的密度为 g/cm3。
(3)小华认为小明这种方法测出的密度值是不准确的,请写出一个导致密度值不准确的原因 。
(4)为了使测量更准确,小华给出了改进后的测牛奶密度的方案:
a. ;
b.把杯内的牛奶适量倒入量筒内,读出量筒内牛奶的体积为V;
c.用天平测出剩余牛奶和杯子的质量m2。
请用测得的物理量写出牛奶密度的表达式:ρ牛奶= 。
测量液体和固体的密度
参考答案与试题解析
一.实验探究题(共25小题)
1.(2023秋•罗湖区校级期末)小黎从家里带了一些冰糖到实验室,想跟小红一起测量冰糖的密度。实验前,她们进行了一些问题的讨论:
(1)【实验设计】
①她们拿到的天平,左盘缺损了一个小角,你认为这台天平还能继续使用吗?请你写出判断及其理由, 能 (填“能”或“不能”),理由: 使用天平前通过调节平衡螺母使天平平衡 。
②小黎想用排水法测冰糖的体积,小红忙阻止,原因是: 冰糖会溶于水,不能用排水法测冰糖的体积 。
(2)【进行测量】
经过讨论,她们用天平测得冰糖质量(见甲图),后用乙图的方式测量冰糖体积。则冰糖的密度是 1.8 g/cm3。
(3)【评估交流】
①如果步骤C中,有部分芝麻洒出,则测得的密度值比实际密度值 偏大 (选填“偏大”“偏小”“不变”)。
②小红觉得还可以再改进一下实验。用细盐替代芝麻,你觉得这样做的好处是 细盐之间的缝隙更小,可以减少测冰糖体积时的误差 。
【分析】(1)①天平左盘缺损角,在使用天平前通过调节平衡螺母使天平平衡,这台天平还能继续使用;
②冰糖会溶于水。
(2)使用天平时,被测物体的质量等于砝码质量与游码显示的质量之和,
根据乙图中A、C,利用排“芝麻”法测量冰糖的体积,利用密度公式求冰糖的密度;
(3)①如果步骤C中,有部分芝麻洒出,测得冰糖与芝麻的总体积偏小、冰糖的体积偏小,利用ρ可得测得的密度值是偏大还是偏小;
②用细盐替代芝麻,细盐之间的缝隙更小,可以减少测冰糖体积时的误差。
【解答】解:(1)①天平左盘缺损了一个小角,在使用天平前通过调节平衡螺母使天平平衡,这台天平还能继续使用;
②冰糖会溶于水,不能用排水法测冰糖的体积。
(2)甲图中,冰糖质量m=20g+10g+5g+1g=36g,
由乙图中A、C可得冰糖体积V=40mL﹣20mL=20mL=20cm3,
冰糖的密度:ρ1.8g/cm3;
(3)①如果步骤C中,有部分芝麻洒出,测得冰糖与芝麻的总体积偏小、冰糖的体积偏小,由ρ可知测得的密度值比实际密度值偏大;
②用细盐替代芝麻,细盐之间的缝隙更小,可以减少测冰糖体积时的误差。
故答案为:(1)①能;使用天平前通过调节平衡螺母使天平平衡;
②冰糖会溶于水,不能用排水法测量体积;
(2)1.8;
(3)①偏大;②细盐之间的缝隙更小,可以减少测冰糖体积时的误差。
【点评】本题为固体密度的测量实验,考查了天平和量筒的读数、排“芝麻”测冰糖体积的应用、实验偏差分析、以及实验方案改进,中档题。
2.(2023秋•宝安区期末)如图所示,某实验小组在实验室测量某种洗手液的密度。
方案一:
(1)将托盘天平放在水平台上,把游码移至标尺左端零刻线处,发现指针静止时,如图甲所示,则应将平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节使横梁平衡。
(2)将盛有适量洗手液的烧杯放在天平左盘,天平重新平衡时,右盘所加砝码及游码位置如图乙所示,烧杯和洗手液的总质量为 72.4 g;将烧杯中的部分洗手液倒入量筒,可测出烧杯和剩余洗手液的总质量为41.8g,由此计算出洗手液的密度为 1.02 g/cm3;
方案二:如图,用电子秤、烧杯、水测量洗手液的密度,具体步骤如下:
(1)将空烧杯放置在电子秤上,记下质量m1;
(2)在烧杯中倒入适量洗手液放在电子秤上,并在液面处做标记,记下质量m2;
(3)将烧杯中洗手液倒掉,洗净擦干,再在烧杯中倒入水至标记处再放在电子秤上,记下质量m3;
根据上述操作步骤,推导出洗手液的密度表达式为 ρ洗手液 (用题中所给符号表示,已知水的密度为ρ水)。对比分析方案一和方案二, 方案二 (选填“方案一”或“方案二”)所测洗手液密度的结果更接近真实值。
【分析】(1)天平的正确使用:①放:把天平放到水平桌面上;②移;把游码移到标尺左端零刻线处;③调:调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处.
(2)用天平测物体质量时,物体的质量等于砝码的质量加上游码所对刻度,而要准确读出游码所对刻度,必须明确标尺的分度值及以游码左端所对刻度为准;读出烧杯和洗手液的总质量、已知烧杯和剩余洗手液的总质量,可求得量筒中的洗手液的质量,量筒中洗手液的体积可从量筒中读出.然后,利用密度公式ρ可求出其密度。
(3)实验器材中只有测量质量的仪器,但没有测量体积的仪器,利用水的密度已知和等效替代法,结合密度公式求出洗手液的密度;结合题干中洗手液流动性较差,对前后两次实验进行分析,判断哪次所测洗手液密度的结果更接近真实值。
【解答】解:(1)使用天平的时候,要将天平放在水平台面上,把游码移到横梁标尺的零刻度线处,移动平衡螺母,使天平横梁在水平位置平衡,指针左偏应将平衡螺母向右调节;
(2)由图2可知,烧杯和洗手液的总质量m总=50g+20g+2.4g=72.4g;量筒中洗手液的体积为V=30mL=30cm3;洗手液的质量m=m总﹣m剩余=72.4g﹣41.8g=30.6g,
洗手液的密度:ρ1.02g/cm3。
(3)①由方案二的图可知,空烧杯的质量为m1,
②由方案二的图可知,烧杯和洗手液的质量之和为m2,所以洗手液的质量为m2﹣m1,
③由方案二的图可知,与洗衣液相同体积的水和烧杯的总质量为m3,所以水的质量为m3﹣m1,
则洗手液的体积为:V洗手液=V水,
根据ρ得洗手液的密度为:ρ洗手液;
对前后两次实验进行分析,方案二即在家所测洗手液密度的结果更接近真实值;造成方案一测量结果与真实值的差异较大的原因可能是由于测体积时,洗手液流动性较差,在测量体积时有一部分洗手液还沾在量筒壁上使得洗手液的体积偏小,根据ρ可知,密度偏大。
故答案为:方案一(1)右;(2)72.4;1.02;方案二:ρ洗手液;方案二。
【点评】本题是测液体密度的实验题目,考查了天平的使用、天平和量筒的读数、密度计算以及误差分析,属于密度测量中常见的问题,要掌握好。
3.(2023秋•罗湖区期末)某小组在实验室测量酸奶的密度,他们准备了如图所示的器材:
(1)将天平放在水平桌面上,把游码移至标尺左端0刻度线处,发现指针指在分度盘的左侧,应将平衡螺母向 右 调,使天平横梁在水平位置平衡。
(2)先用天平测出空烧杯的质量为30g,接着他将酸奶倒入烧杯,用天平测量烧杯和酸奶的总质量,天平平衡时的情景如图甲所示,则烧杯和酸奶的总质量m1= 63 g。将酸奶倒入量筒时,由于酸奶比较粘稠且不透明,容易粘在筒壁上影响测量,于是找来5mL针筒如图乙所示,从烧杯中抽取V1=5mL酸奶,测量烧杯和剩余酸奶的总质量m2=57.6g;通过计算,可得出酸奶的密度为 1.08×103 kg/m。
(3)实验时,同组同学在实验中发现了一个“问题”,他发现容积5mL针筒的0刻度线前的尖端还是有一点小“空隙”,这部分体积并不计入针筒标记的刻度中,这会导致测得的酸奶密度比实际值 偏大 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);于是,大家想出了一种正确测量方法,接着做出正确的操作;将刚才所抽取的酸奶V1=5mL中的一部分酸奶返回烧杯,测量烧杯和剩余酸奶的总质量为m3,记下此时 针筒内酸奶 为V2,则酸奶密度表达式为: (用以上已知量和测量量符号表示)。
【分析】(1)测量前调节天平平衡时,把游码移至标尺左端0刻度线处,平衡螺母应向指针偏离的相反方向调节,使天平横梁在水平位置平衡;
(2)根据图甲读出烧杯和酸奶的总质量等于砝码总质量加上游码在标尺上对应的刻度值;
用原来的总质量减去抽取后烧杯和剩余酸奶的总质量从而得到抽取酸奶的质量;根据ρ求出酸奶的密度;
(3)根据操作过程分析测量的物理量,由于针筒的刻度线前的尖端还是有一点小“空隙”,造成所测体积偏小,从而计算出的密度偏大;
合理的实验操作可以减小测量时的误差,并使操作简便,从这一角度分析步骤;
知道针筒中的一部分酸奶返回烧杯中时烧杯和剩余酸奶的总质量m3和用针筒抽取5mL酸奶时烧杯和剩余酸奶的总质量m2,进而可以得出返回烧杯内酸奶的质量,
再记下此时针筒内酸奶的体积V可得出返回烧杯内酸奶的体积,然后根据密度公式得酸奶密度表达式。
【解答】解:(1)测量前调节天平平衡时,把游码移至标尺左端0刻度线处,发现指针指在分度盘的左侧,应将平衡螺母向右调,使天平横梁在水平位置平衡;
(2)由图乙可知,标尺的分度值为0.2g,烧杯和酸奶的总质量为m1=60g+3g=63g,
用针筒抽取的酸奶质量为m=m1﹣m2=63g﹣57.6g=5.4g,
用针筒抽取的酸奶体积为V0=5mL=5cm3,
由密度公式ρ可得,酸奶的密度ρ;
(3)由于针筒的刻度线前的尖端还是有一点小“空隙”,使得针筒内测量的酸奶体积偏小,由密度公式ρ可得,质量不变,体积偏小,密度会偏大;
为了减小实验误差,可采取剩余法测量酸奶的密度,将此时抽满酸奶的针筒中的一部分酸奶返回烧杯,测量烧杯和剩余酸奶的总质量m3,进而得出针筒内返回烧杯酸奶的质量,记下此时针筒内酸奶的体积V2,得出返回烧杯内酸奶的体积,根据密度公式求出酸奶密度表达式。针筒内返回烧杯酸奶的质量为m′=m3﹣m2,针筒内返回烧杯酸奶的体积为V′=V1﹣V2,
由ρ得,酸奶的密度为ρ′。
故答案为:(1)右;(2)63;1.08×103;(3)偏大;针筒内酸奶; 。
【点评】本题考查了液体密度的测量,用天平和量筒来测液体的密度,是实验室中最常用的方法,重点应掌握天平的调节与使用方法、量筒的读数、密度公式的运用、实验步骤的合理安排以及实验误差的分析等。
4.(2023秋•罗湖区校级期末)在学习完测量物质的密度之后,小刚同学希望通过所学知识测量出苹果的密度是多少,选取了托盘天平(砝码规格为100g、50g、20g、10g、5g)、量筒、烧杯、筷子等器材。(ρ水=1g/cm3)
(1)小刚将天平放置于水平桌面上,移动游码至标尺零刻度线处,发现分度盘指针向左偏转,这时应特平衡螺母往 右 调节,直到观察到 BC (从下列选项中选择所有正确的选项),认为天平平衡。
A.指针偏向左侧
B.指针静止在分度盘中央处
C.指针在分度盘中央左右摆动幅度相等
(2)用天平测量苹果的质量,小刚发现往天平右盘放入最小砝码时指针向右偏,取下最小砝码时指针向左偏,接下来的正确操作应该是调节 移动游码,使天平平衡 。天平平衡后,砝码和标尺上的游码如图甲所示,则苹果的质量m= 196.8 g。
(3)测量苹果的体积时,小刚发现不能将苹果直接放入量筒中,于是他取来一个溢水杯和一个小烧杯,操作步骤如下。
①用天平测出小烧杯的质量m1=40g;
②在溢水杯中装满水,如图乙所示;
③用筷子将苹果按入水中,用小烧杯接住溢出的水,如图丙所示;
④当水不再流出时,用天平测出小烧杯和溢出水的总质量m2=280g;
由此可知,苹果的体积为V= 240 cm3;计算出苹果的密度为ρ= 0.82 g/cm3。
(4)用以上方法测量苹果的密度,会导致测量值与真实值相比偏小,你认为造成此误差的原因是 筷子会排开一定体积的水,导致测量的苹果的体积变大,质量不变,故密度的测量值要偏小 。
【分析】(1)根据指针偏向分度盘的左侧可知左侧质量大,所以把平衡螺母向右调节,才能使天平平衡;判断平衡的方法有:指针静止在分度盘中央处或指针在分度盘中央左右摆动幅度相等;
(2)当最小的砝码也不能使横梁平衡时,应通过调节游码使横梁平衡;
苹果的质量等于砝码的质量加上游码的示数;
(3)要使物体的体积等于物体浸没溢水杯时,物体排开水的体积,测量出物体排开水的质量即可根据密度公式表示出密度;
(4)筷子会排开一定体积的水,根据测量体积、质量的误差分析密度的误差。
【解答】解:(1)将天平放置于水平桌面上,移动游码至标尺零刻度线处,发现分度盘指针向左偏转,根据“右偏左调,左偏右调”的原则,应将平衡螺母向右调,直到指针静止在分度盘中央处或指针在分度盘中央左右摆动幅度相等;
(2)将最小砝码放在天平右盘中后,指针偏右,说明用最小砝码还是偏大了,此时要取下质量最小的砝码,向右移动游码直至天平平衡。
如图甲所示,横梁标尺的分度值为0.2g,所以矿石的质量为:m=100g+50g+20g+20g+5g+1.8g=196.8g;
(3)苹果排开水的质量:m排=m2﹣m1=280g﹣40g=240g,
苹果的体积就是排开水的体积:V=V排240cm3,
苹果的密度为:ρ0.82g/cm3;
(4)筷子会排开一定体积的水,导致测量的苹果的体积变大,质量不变,故密度的测量值要偏小。
故答案为:(1)右;BC;(2)移动游码,使天平平衡;196.8;(3)240;0.82;(4)筷子会排开一定体积的水,导致测量的苹果的体积变大,质量不变,故密度的测量值要偏小。
【点评】固体密度的测量是初中物理的重要实验,一定要熟练掌握。天平、量筒的读数,以及利用密度公式进行简单的计算,这都是测密度实验中最基本的技能,需要我们熟练掌握。
5.(2023秋•坪山区校级期末)小开家里有一瓶未知液体,于是小开拿到学校用学过的物理知识去验明“身份”。如图所示是小开利用天平和量筒对其进行了密度测量。操作如下:
(1)将天平放在水平台上,把游码移到标尺左端的零刻度线上,横梁静止时指针如图甲所示,要使横梁平衡,应将右端的平衡螺母向 右 (选填“左”或“右)调节。
(2)将未知液体倒入烧杯中,并用天平测量烧杯和液体的总质量,加减砝码,当最小的砝码放入右盘后,横梁指针仍如图甲所示,接下来他应该 向右移动游码 天平平衡。
(3)测出烧杯和未知液体的总质量为106g后,将烧杯中的一部分液体倒入量筒,如图乙所示,则量筒中液体的体积为 40 mL。
(4)测量烧杯和剩余液体的总质量,天平横梁平衡时如图丙所示,则量筒中液体的质量为 44 g,小开配制的盐水密度为 1.1 g/cm3。
(5)他的同学对测量方法进行改进,发现不用量筒也可以测量,于是他添加两个完全相同的烧杯和适量的未知液体,设计了如下实验步骤,请你补充完整:
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0;
②将烧杯装入适量的水,并水面处做好标记,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;
③向另一个相同烧杯缓慢加入液体至 标记处 ,用天平测出烧杯和液体的总质量为m2;
④则该液体的密度表达式ρ= •ρ水 。(已知水的密度为ρ水)
【分析】(1)规范使用天平。使用时,应先将天平放在水平的桌面上,将天平的游码归零,调节平衡螺母使横梁平衡;
(2)称量过程中,平衡螺母不能移动,只能通过增减砝码和移动游码,使天平恢复水平平衡;
(3)弄清量筒的分度值,根据液面对应的刻度读出量筒中液体的体积;
(4)量筒中盐水的质量等于烧杯和液体的总质量减去烧杯和剩余液体的总质量;知道量筒中液体的质量和体积,根据密度公式求出液体的密度;
(5)只有天平,没有量筒,可以利用等体积的水和液体,称量水和液体的质量,根据体积相等列出等式求出液体的密度。
【解答】解:(1)观察图甲可知,指针指向左侧,应将右端的平衡螺母向右调节,直至天平平衡;
(2)用天平测量烧杯和盐水的总质量,通过加减砝码无法使衡量平衡,如图甲所示,指针指向左侧,说明砝码的质量还不够,此时应向右调节游码,直至天平横梁平衡;
(3)观察图乙可知,量筒的分度值为4mL,读数为40mL,所以倒入量筒中盐水的体积为:V=40mL=40cm3;
(4)烧杯和剩余液体的总量为:m剩=50g+10g+2g=62g;量筒中液体的质量为:m=m总﹣m剩=106g﹣62g=44g,
盐水的密度为:1.1g/cm3;
(5)用天平也能测量出液体的密度:
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0;
②将烧杯装入适量的水,并水面处做好标记,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;则水的质量m水=m1﹣m0,由ρ可得,水的体积V';
③向另一个相同的烧杯缓慢加入液体至标记处,用天平测出烧杯和液体的总质量为m2;则液体的质量m液体=m2﹣m0,烧杯内液体的体积等于水的体积,
④则该液体的密度为:
ρ•ρ水。
故答案为:(1)右;(2)向右移动游码;(3)40;(4)44;1.1;(5)③标记处;④•ρ水。
【点评】用天平和量筒测液体的密度是我们最常用的方法,要求学生练掌握天平、量筒的使用方法,同时注意如何安排实验的步骤才能更有效地减小误差,能熟练运用密度公式进行计算。
6.(2023秋•龙华区期末)“商鞅方升”是上海博物馆的镇馆之宝,其容积是秦朝统一实施的体积标准——方升。方升有多大呢?某实践活动小组对其复制品设计如下方案对其容积展开测量。
【实验步骤】
①如图甲用天平测得空“商鞅方升”的质量m0。
②如图乙在“商鞅方升”内装入沙子直至沙子上表面与“商鞅方升”上表面齐平,测得“商鞅方升”与沙子的总质量m1。
③如图丙用小勺将沙子取出一部分装入量筒,测得“商鞅方升”与剩余沙子的总质量m2。
④如图丁测得量筒内沙子的体积V。
【数据分析与交流评估】
(1)根据图示信息推算:量筒内沙子的质量为 16 g,沙子的密度为 1.6 g/cm3;
(2)该复制品容积也就是沙子的总体积为 202 cm3,秦朝统一实施的体积标准——方升,1方升= 0.202 升。
(3)实验后,小明又想到一种实验方案。他设想:水的密度已知,上述四个步骤,如用水代替沙子,只要完成上述实验步骤中的 ①② (选填【实验步骤】中①②③④的一个或多个),就能测出“商鞅方升”的容积V= (选用“m0、m1、m2、ρ水”表示)。
【分析】(1)由图②和③可知,量筒中沙子的质量,由图④可知量筒中沙子的体积,根据密度公式可求出沙子的密度;
(2)由图①和②可知“商鞅方升”装满沙子时沙子的质量,根据V可求出“商鞅方升”装满沙子时沙子的体积,从而可求出“商鞅方升”的容积;
(3)由图①可知“商鞅方升”的质量,在图②中装满水,测量水和“商鞅方升”的总质量,根据水的质量等于水和“商鞅方升”的总质量减去“商鞅方升”的质量可求出水的质量,根据V可求出“商鞅方升”中水的体积,从而可求出“商鞅方升”的容积。
【解答】解:(1)由图②可知:“商鞅方升”和沙子的总质量m2=1023.2g,
由③可知:“商鞅方升”和剩余沙子的总质量m3=1007.2g,
所以量筒中沙子的质量m=m2﹣m3=1023.2g﹣1007.2g=16g,
由图④可知量筒中沙子的体积V=10mL=10cm3,
沙子的密度ρ1.6g/cm3;
(2)由图①可知:“商鞅方升”的质量m1=700g,所以“商鞅方升”装满沙子时沙子的质量m′=m2﹣m1=1023.2g﹣700g=323.2g,
“商鞅方升”装满沙子时沙子的体积V′202cm3,
即“商鞅方升”的容积V″=V′=202cm3=0.202L,
所以秦朝统一实施的体积标准——方升,相当于现代的0.202升;
(2)由图①可知“商鞅方升”的质量,在图②中装满水,测量水和“商鞅方升”的总质量,根据水的质量等于水和“商鞅方升”的总质量减去“商鞅方升”的质量可求出水的质量,根据V可求出“商鞅方升”中水的体积,从而可求出“商鞅方升”的容积,故只需完成①②两步即可;
水的质量为:m水=m1﹣m0,
“商鞅方升”中水的体积为V水。
故答案为:(1)16;1.6;(2)202;0.202;(3)①②;。
【点评】本题主要考查密度公式的应用,从图中得出量筒中沙子的质量和体积,求出沙子的密度是解题的关系,难度适中。
7.(2023秋•深圳校级期末)2023年12月29日,深圳外国语学校劳动美食节盛大开幕。在1班和2班的展台上,小名同学获得了袋牛奶,他想知道所喝牛奶的掺水含量,通过查阅资料得知,在牛奶中掺水后,掺水含量与牛奶密度的关系如表所示,于是他想用测牛奶密度的方法来判断。
牛奶中掺水含量
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
牛奶密度(g/cm3)
1.030
1.027
1.024
1.021
1.018
1.015
1.012
1.009
1.006
1.003
1.000
(1)将托盘天平放水平桌面上,移动 游码 至标尺左端“0”刻度处,发现指针静止时指在分度盘中央的左侧,则应将平衡螺母向 右 调节(选填“左”或“右”),使横梁水平平衡。
(2)用调平的天平测出一袋牛奶的总质量为210.4g,喝完牛奶后用天平测出空袋子的质量,所用砝码和游码的位置如图所示,则空袋子的质量为 5.6 g;小名观察到牛奶包装袋上标有“净含量200mL”字样。计算牛奶密度后通过表格判断出牛奶中掺水含量为 20% 。
(3)物理课代表认为小名同学这种方法测出的密度值是不准确的,请写出一个导致密度值不准确的原因 袋子壁会残留部分牛奶,测得空袋子的质量偏大,牛奶的质量偏小 。
(4)为了使测量更准确,课代表给出了改进后的测牛奶密度的方案:
a. 用调好天平测出烧杯和牛奶的总质量m1 ;
b.把杯内的牛奶适量倒入量筒内,读出量筒内牛奶的体积为V;
c.用天平测出剩余牛奶和杯子的质量m2。
请用该方案中测得的物理量字母写出牛奶密度的表达式:ρ牛奶= 。
【分析】(1)将托盘天平放水平桌面上,移动游码至标尺左端“0”刻度处,若天平不平,指针左偏,平衡螺母右移,指针右偏,平衡螺母左移。
(2)根据砝码和游码的位置可知空袋子的质量,由牛奶包装袋可知牛奶的体积,根据密度公式求出牛奶的密度;
(3)测量牛奶密度的基本原理是ρ,通过对质量和体积的测量是否存在明显不合理,确定测量结果的偏差。
(4)根据密度公式ρ推出牛奶密度的表达式。
【解答】解:(1)将托盘天平放水平桌面上,移动游码至标尺左端“0”刻度处,指针指在分度盘的左侧,所以平衡螺母应向右调节。
(2)由图知,游码标尺的分度值是0.2g,空袋子的质量为5g+0.6g=5.6g,牛奶的质量为210.4g﹣5.6g=204.8g,由包装袋上标有“净含量200mL”字样可知牛奶的体积为200mL=200cm3。
牛奶的密度为ρ1.024g/cm3,
则表格判断出牛奶中掺水含量为20%;
(3)喝完牛奶后用天平测出空袋子的质量,袋子壁会残留部分牛奶,使得测得空袋子的质量偏大,导致牛奶的质量偏小,根据密度公式ρ,质量偏小,体积不变,密度值就减小了,所以测得的密度值不准确。
(4)a、用调好天平测出烧杯和牛奶的总质量m1;
牛奶密度的表达式:ρ牛奶。
故答案为:(1)游码;右;(2)5.6;20%;(3)袋子壁会残留部分牛奶,测得空袋子的质量偏大,牛奶的质量偏小;(4)用调好天平测出烧杯和牛奶的总质量m1;。
【点评】本题考查液体密度的测量实验,是中考的重点,需重点掌握。求解密度,需测两个物理量﹣﹣质量和体积,在实验室中,质量用天平来测,体积测量往往需用量筒或量杯,应当掌握天平和量筒的正确使用和读数。测量过程中不可避免地存在误差,在条件允许的情况下,应该优化实验过程减小误差。
8.(2023秋•深圳校级期末)2023年11月30日,深圳外国语学校第27届体育节胜利闭幕,11班小发同学想知道获得的奖牌是由什么金属制成的,他想通过测量组成奖牌的物质的密度进行判断。小发将奖牌放在调节好的天平左盘内。改变右盘中砝码的质量和游码的位置,使天平横梁在水平位置重新平衡,右盘中所放砝码及游码在标尺上的位置如图甲所示,然后,他将系好细线的奖牌(图丙中用A表示)放入盛有50mL水的量筒中,奖牌浸没在水中后,量筒中水面升高到如图丙所示的位置。请你将实验数据表中的表头和数据补充完整。
① 奖牌的质量m/g
量筒中水的体积V1/cm3
② 奖牌与水的总体积V2cm3
组成奖牌的物质的密度ρ/g•cm﹣3
54
50
③ 70
④ 2.7
【分析】奖牌的质量等于砝码质量和游码示数之和,奖牌的体积等于奖牌与水的总体积减去水的体积,根据密度公式得出奖牌的密度。
【解答】解:由题意可知,①奖牌的质量m/g;
②奖牌与水的总体积V2cm3;
③由图丙可知,奖牌与水的总体积V2=70mL=70cm3;
④奖牌的体积V=V2﹣V1=70cm3﹣50cm3=20cm3,
奖牌的密度ρ2.7g/cm3。
故答案为:①奖牌的质量m/g;②奖牌与水的总体积V2cm3;③70;④2.7。
【点评】本题考查固体密度的测量,是一道基础题。
9.(2023秋•光明区期末)在“学习使用天平和量筒”的实验中,小明组选取的天平配备的砝码规格:100g、50g、10g、5g的砝码各一个,20g的砝码有两个。
(1)将天平放置于水平台面上,刻度盘指针如图甲所示,则应将平衡螺母往 左 调节。
(2)调节天平水平平衡后,测量空烧杯的质量。估计空烧杯的质量约40g,先将空烧杯轻放在托盘天平的 左 盘(选填“左”或“右”),再将 40 g砝码放入另一盘后,指针偏向如图甲所示,取下该砝码,再依次加减其他砝码,同时移动游码,直到天平平衡。最后,测得空烧杯质量为38.0g。
(3)将一定量的液体倒入空烧杯中,测得它们的总质量(如图乙所示),则烧杯中液体的质量为 25.2 g。
(4)小明用量程为50mL的量筒量取某液体,如图丙所示,该液体的体积应为 26 mL如果小明在读数时,眼睛没有平视液面,而是俯视液面,则读出的体积与真实值相比 偏大 。
【分析】(1)在调节横梁两端或右端的平衡螺母使天平水平平衡时,若指针左偏,将平衡螺母向右调节,若指针右偏,将平衡螺母向左调节;
(2)天平使用时遵循左物右码;在加减砝码时,一般要按照“由大到小”的顺序试加到最小的砝码后,如果发现仍不平衡,再去调节游码使其平衡;
(3)物体质量等于砝码质量加游码对应的刻度值。
(4)读数时应使视线与量筒内液体的凹液面最低处保持水平,若俯视读数偏大。
【解答】解:(1)如图甲所示,调节横梁平衡时,指针右偏说明右边重,则平衡螺母应向左调节;
(2)天平使用时,左物右码;估计空烧杯的质量约40g,可在右盘先放40g砝码,由题可知,天平不平衡,用镊子夹取砝码,最后调节游码;
(3)使用天平称量物体时,物体质量等于砝码质量加游码对应的刻度,如图2所示,标尺的分度值为0.2g。则烧杯和液体的总质量为:50g+10g+3.2g=63.2g,则杯中液体的质量为:63.2g﹣38.0g=25.2g;
(4)量筒内液体的凹液面最低处在26mL处,故液体的体积是26mL;读数时若是俯视,读数偏大,该同学此时读出的液体体积与真实值相比偏大。
故答案为:(1)左;(2)左;40;(3)25.2;(4)26;偏大。
【点评】本题主要考查了天平与量筒的使用及注意事项,属于基础知识。
10.(2023秋•福田区期末)为了预防病毒,学校采购了消毒液进行日常杀菌,为了测量某消毒液的密度,实验小组的同学进行了如下实验操作:
(1)将天平放置在水平桌面上,图甲是实验小组在调节天平平衡时的情景,请你指出他们在操作上的错误之处 没有把游码调至零刻度线处 ;改正错误后,天平指针静止时的位置如图乙所示,要使天平平衡,应将右边的平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,直到指针指在分度盘的中线处;
(2)天平调平衡后,测量空烧杯的质量为28g,将适量的消毒液倒入空烧杯中,用天平测量消毒液和烧杯的总质量,当天平平衡时,右盘砝码数及游码的位置如图丙所示,烧杯中消毒液的质量是 82 g,接着将烧杯中的消毒液全部倒入量筒中,消毒液的体积如图丁所示,则消毒液的体积为 45 cm3;
(3)实验小组所测得消毒液的密度为 1.2 g/cm3;
(4)根据上述方法,实验小组测得消毒液的密度会 偏大 (选填“偏大”或“偏小”),原因是 将烧杯中的消毒液倒入量筒时,由于烧杯中会残留部分消毒液,所以测得的消毒液的体积偏小 ;
(5)如果实验中没有量筒,同学们经过讨论,觉得只用天平也能测量出消毒液的密度,于是同学们找来两个完全相同的烧杯和适量的水,设计了如下步骤,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用另一个相同的烧杯装满消毒液,用天平测出烧杯和消毒液的总质量为m2;
④则消毒液的密度表达式ρ= ρ水 (已知水的密度为ρ水)。
【分析】(1)调节平衡前,先将天平放在水平台上,游码置于标尺左端的零刻线处,然后调节平衡螺母;在调节天平时,平衡螺母向上翘的一端调节,使天平的横梁平;
(2)根据游码在标尺的刻度值得出物体的质量,从而得出烧杯中消毒液的质量;
根据量筒的分度值得了量筒中消毒液的体积;
(3)根据密度公式得出消毒液的密度;
(4)由于烧杯中会残留部分消毒液,所以测得的消毒液的体积偏小,由密度公式分析;
(5)只有天平,没有量筒,可以利用等体积的水和消毒液,称量水和消毒液的质量,根据体积相等列出等式求出消毒液的密度。
【解答】解:(1)在调节天平平衡时,应先将天平放在水平台上,并将游码拨到标尺左端的零刻线处,该同学未将游码移到标尺左端的零刻度线处;
读图1乙可知,指针偏左,说明左侧质量稍大,左盘低右盘高,因此,应将平衡螺母向右侧移动,直至天平横梁平衡;
(2)用调好的天平测得空烧杯的质量为28.0g,将适量的消毒液倒入空烧杯中,用天平测量消毒液和烧杯的总质量,当天平平衡时,右盘砝码数及游码的位置如图乙所示,游码在标尺的刻度值为2g,消毒液和烧杯的总质量为:m′=50g+20g+10g+2g=82g;
烧杯中消毒液的质量为:m=82g﹣28g=54g;
将烧杯中的消毒液全部倒入量筒中,量筒的分度值为1mL,此时量筒的示数为:V=45mL=45cm3;
(3)测得消毒液的密度为:ρ1.2g/cm3;
(4)将烧杯中的消毒液倒入量筒时,由于烧杯中会残留部分消毒液,所以测得的消毒液的体积偏小,由密度公式可知,测得的消毒液的密度偏大;
(4)烧杯的容积V=V水,
用另一个相同的烧杯装满消毒液,用天平测出烧杯和消毒液的总质量为m2,消毒液也是装满了烧杯,故消毒液的体积为V液,
则消毒液的密度为ρ液ρ水。
故答案为:(1)没有把游码调至零刻度线处;右;(2)82;45;(3)1.2;(4)偏大;将烧杯中的消毒液倒入量筒时,由于烧杯中会残留部分消毒液,所以测得的消毒液的体积偏小;(5)ρ水。
【点评】测量液体密度时,只有量筒没有天平,可以采用消毒液和水的质量相同进行测量;只有天平没有量筒,可以采用消毒液和水的体积相同进行测量。消毒液体积的测量是本实验的难点,巧妙地利用等效替代法,是解决此题的关键。
11.(2023秋•南山区期末)小明找到了一块水晶原石,如图甲所示。他准备用如下器材测量原石的密度:天平(砝码盒里的砝码最小质量为5g)、量筒、细线和适量的水。
(1)用调好的天平测量原石质量时,在右盘放入10g的砝码,则指针指向图乙A位置,取下10g砝码,在右盘放入5g砝码,则指针指向图乙B位置,请写出接下来的操作: 向右调节游码,直到天平平衡 ;
(2)天平重新平衡时,盘中所加砝码和游码的位置如图丙所示,则原石的质量为 26 g。利用量筒测量原石体积的步骤如图丁所示,则可计算出原石的密度为 2.6 g/cm3;
(3)如果调整实验步骤,先测量原石的体积,后测其质量,会导致测量的密度 偏大 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【分析】(1)在测量前的调平用平衡螺母,在测量过程中的调平,应该用游码或砝码,据此题中的条件分析即可判断;
(2)天平平衡时,被测物体质量等于砝码的质量和游码对应刻度值之和;根据图读数计算出原石的体积;根据密度公式计算原石的密度值;
(3)分析质量和体积的测量误差,根据公式得出密度的误差。
【解答】解:(1)在右盘中放入5g的砝码后,指针偏向分度盘的左侧一点,说明左盘的质量稍大,应向右调节游码,直到天平平衡;
(2)由图丙知,标尺分度值0.2g,所测原石的质量m=20g+5g+1g=26g;
由图丁知,量筒分度值为2mL,原石的体积V=V2﹣V1=30mL﹣20mL=10mL=10cm3,
原石的密度ρ2.6g/cm3;
(3)若实验中先测原石体积,后测原石质量,则原石上会沾有水,质量测量偏大,根据ρ,导致测量结果偏大。
故答案为:(1)向右调节游码,直到天平平衡;(2)26;2.6;(3)偏大。
【点评】本题是固体密度测量的实验,考查了天平的调节与读数,量筒的读数,、密度的计算以及误差的分析,属于基础知识和技能的考查,必须熟练掌握。
12.(2022秋•龙华区期末)各种复合材料由于密度小、强度大,广泛应用于汽车、飞机等制造业。小明测量一块实心复合材料的密度。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的零度刻线处,发现指针静止时指在分度盘中线的左侧,如图甲所示,则应将平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,使横梁平衡。
(2)用调好的天平测量该物块的质量时,当在右盘放入最小的砝码后,指针偏在分度盘中线左侧一点,则应该 C (选填选项前的字母)。
A.向右调平衡螺母 B.向右盘中加砝码 C.向右移动游码
当天平重新平衡时,盘中所加砝码和游码位置如图乙所示,则所测物块的质量为 16.4 g。
(3)因复合材料的密度小于水,小明在该物块下方悬挂了一铁块,按照如图丙所示①②③顺序,测出了该物块的体积,则这种材料的密度是 0.82 g/cm3。
(4)分析以上步骤,你认为小明在测体积时的操作顺序会引起密度测量值比真实值 偏小 (选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
【分析】(1)使用天平测量物体质量之前要进行调平,先调节平衡螺母,后调节游码,平衡螺母相对于指针的调节规律是“左偏右调,右偏左调”;
(2)在测量前的调平用平衡螺母,在测量过程中的调平,应该用游码或砝码,据此题中的条件分析即可判断;同时在天平读数时,被测物体的质量=砝码的质量+游码的示数;
(3)据丙图中②③可以计算出该材料的体积,而后再据质量和体积计算出密度即可;
(4)由于测量过程中,复合材料上面会沾有一些水,故使得测量的体积偏大,据密度公式可知,密度偏小。
【解答】解:(1)指针偏左,平衡螺母向右调节,使横梁平衡;
(2)用调好的天平测量该物块的质量时,当在右盘放入最小的砝码后,指针偏在分度盘中线左侧一点,即说明此时右盘所放的砝码的质量较小,故应该像右调节游码,使得天平再次平衡;
据图可知,此时天平标尺的分度值是0.2g,故此时待测物体的质量是:m=10g+5g+1.4g=16.4g;
(3)据丙图中的②可知,此时的体积为60mL,据丙图中的③可知,此时的体积为40mL,故复合材料的体积是:V=60cm3﹣40cm3=20cm3;
故该材料的密度是:ρ0.82g/cm3=820kg/m3
(4)由于测量过程中,复合材料上面会沾有一些水,故使得测量的体积偏大,据密度公式可知,密度偏小;
故答案为:(1)右;(2)C;16.4;(3)0.82;(4)偏小。
【点评】本题考查固体物质密度的测量实验,关键是将课本知识内容记忆清楚,仔细分析即可。
13.(2023秋•龙岗区校级期末)“沉睡三千年,一醒惊天下”,三星堆遗址出土了大量文物,如图甲所示是其中的金面具残片,文物爱好者小张和小敏同学制作了一个金面具的模型,用实验的方法来测量模型的密度。
(1)小张将调节好的天平放在水平台上,将模型放在左盘,在右盘加减砝码,其调节游码使天平再次水平平衡,砝码和游码如图乙所示,则模型的质量为 84g ;
(2)小张又进行了如图丙所示的三个步骤:
①在烧杯中加入适量水,测得烧杯和水的总质量为145g;
②用细线拴住模型并浸没在水中(水未溢出),在水面处做标记;
③取出模型,用装有40mL水的量筒往烧杯加水,直到水面达到 标记 处,此时量筒由的水位如图丁所示;
(3)旁边的小敏发现取出的模型沾了水,她由此判断小张计算出的密度值将 偏小 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(4)于是小敏测出图丙③中烧杯和水的总质量为155g,由此小敏计算出模型的密度为 8.4 g/cm3,若只考虑模型带出水产生的误差,则小敏计算出的密度值将 不变 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【分析】(1)物体质量等于砝码质量与游码对应质量的和;
(2)利用排水法测量固体体积时,应使固体浸没水中并做好标记,然后取出固体后还需补充水到标记处;
(3)小张做法中,模型质量是准确的,模型体积由于取出模型时沾有水而不准确,从而导致密度测量值出现偏差;
(4)小敏为避免小张做法的不足,利用图丙中①③两次质量差,可求出补充水的质量,再利用密度公式计算出补充水的体积,即为模型的体积,从而计算出模型的密度;
小敏做法避免了模型带出水对体积测量的影响,所以小敏计算出的密度值是准确的。
【解答】解:
(1)由图乙可知,模型的质量m=50g+20g+10g+4g=84g;
(2)小张又进行了如图丙所示的三个步骤,目的是测量模型的体积,
②用细线拴住模型并浸没在水中(水未溢出),在水面处做标记;
③取出模型,用装有40mL水的量筒往烧杯中加水,直到水面达到标记处,量筒中的水位如图丁所示;
(3)小张做法中,模型质量是准确的,由于取出模型时沾有水使向烧杯中补充水的体积偏大,即模型体积测得偏大,从而导致模型密度测量值偏小;
(4)图丙③中烧杯和水的总质量为155g,图丙①中烧杯和水的总质量为145g,则倒入烧杯中的水的质量为:155g﹣145g=10g,模型的体积等于倒入水的体积,即V=V水10cm3,模型的密度ρ8.4g/cm3;
增加的水的质量等于图丙③中烧杯和水的总质量减去图丙①中烧杯和水的总质量,与模型带出水的多少无关,不管水带出多少,水始终都要加到标记处,所以此实验方法所测密度不变,即小敏计算出的密度值将不变。
故答案为:(1)84g;(2)标记;(3)偏小;(4)8.4;不变。
【点评】本题考查了天平、量筒的使用、密度公式的应用以及测量物体体积的方法等,难点是测量偏差分析,解题关键是弄懂实验原理。
14.(2023秋•福田区校级期末)小明在海边捡到了一块漂亮的鹅卵石,他想用天平和量筒测量鹅卵石的密度,如图是测量质量和体积时的情景,请完成以下问题。
(1)实验前小明先对托盘天平进行调平,如图甲所示,她操作中存在的错误是 游码没移到标尺左端的零刻度线上 。
(2)改正错误,测量中正确加减砝码后天平指针仍向左偏,这时应 向右移动游码使横梁平衡 ;最后平衡时,使用的砝码和游码的位置如图乙所示,则鹅卵石的质量是 66.4 g。
(3)用一根细线拴着鹅卵石缓慢浸没在装有35mL水的量筒中,液面位置如图丙所示,则鹅卵石的体积为 25 cm3,计算可得鹅卵石的密度为 2.656 g/cm3。
(4)如果小明实验时先测量鹅卵石的体积,再测量质量,最后所得密度会 偏大 (选填“偏大”“偏小”或“仍然准确”)。
【分析】(1)把天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻度线处,调节天平的平衡螺母使天平的横梁平衡;
(2)称量时,指针指在左侧不动说明左侧质量大,因此应该移动游码;
物体质量=砝码的质量+游码对应的刻度值;
(3)利用量筒测固体体积时,固体体积为两次量筒示数之差;利用密度公式求出鹅卵石的密度;
(4)在把鹅卵石从水中取出时,鹅卵石上有附着的水,故从该角度分析即可判断。
【解答】解:(1)调节天平时,应将游码移到标尺左端的零刻度线处,故操作中存在的错误是游码没移到标尺左端的零刻度线上;
(2)使用天平称量时,指针向左偏,说明左侧质量大,此时应该向右移动游码使横梁平衡;
由图乙可知鹅卵石质量为50g+10g+5g+1.4g=66.4g;
(3)鹅卵石的体积为:V=60mL﹣35mL=25mL=25cm3;
鹅卵石的密度为:
ρ2.656g/cm3;
(4)在把鹅卵石从水中取出时,鹅卵石上有附着的水,所以所测鹅卵石的质量偏大,根据密度公式ρ可知,所得密度值偏大。
故答案为:(1)游码没移到标尺左端的零刻度线上;(2)向右移动游码使横梁平衡;66.4;(3)25;2.656;(4)偏大。
【点评】本题考查了固体密度的测量、误差分析等知识,是一道综合题。
15.(2023秋•福田区期末)牛奶的密度是检验牛奶质量的一项重要指标,标准牛奶的密度是1.015×103kg/m3~1.040×103kg/m3,小悟测量家中的牛奶是否符合标准,实验步骤如下:
A.将适量的牛奶倒入烧杯中,用天平测出牛奶和烧杯的总质量112.9g;
B.用天平测出烧杯和剩余牛奶的总质量如图乙所示;
C.按照如图甲的方式对天平进行调平;
D.将烧杯中的部分牛奶倒入量筒中,量筒中牛奶的体积如图丙所示。
(1)实验步骤的正确顺序是 CADB 。
(2)图甲有一处不当的操作是 调节平衡螺母之前未先将游码调到标尺零刻度线上 。
(3)根据实验数据可以计算出牛奶的密度ρ牛奶= 1.025×103 kg/m3。
(4)小悟家中的牛奶 符合 (选填“符合”或“不符合”)标准。
【分析】(1)用天平和量筒测量牛奶的密度的顺序是:先测烧杯和牛奶的总质量,再测烧杯和剩余牛奶的质量,就可以测量的更准确;
(2)天平调节时,应把天平放在水平台上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,调节平衡螺母使天平在水平位置上平衡;
(3)天平平衡时物体的质量等于砝码质量与游码在标尺上所对的刻度值,烧杯和牛奶的总质量减去空烧杯的质量就是牛奶的质量;在用量筒测量液体体积时,要注意读数问题,视线要与液面的凹底相平,同时要注意量筒的单位和分度值;根据ρ算出牛奶的密度;
【解答】解:(1)正确做法:先测烧杯牛奶总质量,再将牛奶倒入量筒,测出体积,并测剩余烧杯牛奶的总质量,最后算出密度,所以实验步骤顺序应为:
C.按照如图甲的方式对天平进行调平;
A.将适量的牛奶倒入烧杯中,用天平测出牛奶和烧杯的总质量112.9g;
D.将烧杯中的部分牛奶倒入量筒中,量筒中牛奶的体积如图丙所示;
B.用天平测出烧杯和剩余牛奶的总质量如图乙所示。
即:CADB;
(2)天平调节时,应把天平放在水平台上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,调节平衡螺母使天平在水平位置上平衡;
(3)如图丙,量筒中牛奶的体积V=60mL=60cm3,
如图乙,杯中剩余牛奶和杯子的质量为50g+1.4g=51.4g。
量筒内牛奶的质量m=112.9g﹣51.4g=61.5g,
牛奶的密度:ρ1.025g/cm3=1.025×103kg/m3;
(4)根据标准牛奶的密度是1.015×103kg/m3~1.040×103kg/m3可知,小悟家中的牛奶符合标准。
故答案为:(1)CADB;(2)调节平衡螺母之前未先将游码调到标尺零刻度线上;(3)1.025×103;(4)符合。
【点评】本题主要是有关液体密度的测量,主要考查了天平、量筒的使用读数及液体密度的测量方法和密度计算及误差分析。
16.(2023秋•福田区期末)小刚在上学路上捡到一个小石头,他想利用实验室的器材测一下石头的密度。
(1)甲图是测量小石头质量时,小石头已经放入天平左托盘的指针情况,此时为了让天平水平平衡,应该向右调节 游码 (选填“平衡螺母”或“游码”)。
(2)乙图可得石头质量为 71.4g 。
(3)丙图量筒的示数测得石块的体积是 20cm3 。
(4)若先用排水法测石头的体积再测石头质量,则测得的石头密度 大于 (选填“大于”“小于”“等于”)真实值。
【分析】(1)测量时发现指针偏向分度盘的左侧,说明放的砝码少了,故向右移游码直至横梁重新平衡,这里向右移动游码就相当于向右盘加小砝码;
(2)石头的质量等于右盘所加砝码的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值;
(3)石头和水的体积减去水的体积就是石头的体积
(4)如果先用排水法测量物体的体积,那么物体会被浸湿,再用天平测质量时,质量会偏大。
【解答】解:(1)由图甲可知,测量时指针偏向左侧,说明砝码的总质量较小,这时石头的质量大于右盘中砝码的总质量;接下来的操作是:向右移动游码,直至天平平衡;
(2)石头的质量:m=50g+20g+1.4g=71.4g;
(3)根据图丙可知,水的体积:V水=60cm3,石头和水的体积:V=80cm3,石头的体积:V物=V﹣V水=80cm3﹣60cm3=20cm3;
(4)如果先用排水法测量物体的体积,那么物体会被浸湿,再用天平测质量时,质量会偏大,根据密度公式可知,密度大于真实值。
故答案为:(1)游码;(2)71.4g;(3)20cm3;(4)大于。
【点评】本题考查了天平的使用、天平的调节、天平的读数、量筒的读数以及固体密度的测量方法等,掌握原理,学习中学会以不变应万变。
17.(2022秋•罗湖区期末)小华的实验小组利用天平和量筒测量蜂蜜的密度。
(1)小华应将托盘天平放在 水平台 上。调节平衡螺母时,小华的操作如图甲所示,他的错误之处是 没有将游码移至零刻度线 。改正错误后,若静止时指针指示如图乙的位置时,则应将平衡螺母向 左 调节(选填“左”或“右”)使指针指在分度盘的中央刻度线上。
(2)天平调平后,小华设计了如下步骤:
①测出空烧杯的质量为40.2g;
②将适量的蜂蜜倒入烧杯中,天平平衡时,放在右盘中的砝码大小和游码的位置如图丙所示,称得烧杯和蜂蜜的总质量为 82.4 g;
③将烧杯中的蜂蜜全部倒入量筒中,液面达到的位置如图丁所示,蜂蜜的体积为 30 mL;
④则可以测得该蜂蜜的密度为 1.4 g/cm3。(小数点后保留1位小数)
(3)小华与小组成员讨论交流后认为,实验中蜂蜜的密度测量值比它的实际值要 偏大 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)为了减小实验误差,应将上面的实验步骤顺序稍加调整,调整后的实验步骤是 ②③①④ 。(只填写实验步骤前的序号)
【分析】(1)用天平测量物体的质量时,首先把天平放在水平台上,把游码放在标尺左端的零刻线处。调节天平平衡时,游码应在标尺的零刻线位置,螺母应向天平上翘的一端移动;
(2)烧杯和蜂蜜的总质量等于砝码的质量和游码对应刻度之和,烧杯和蜂蜜总质量和烧杯的质量差为蜂蜜的质量;
用量筒测量液体的体积时,要明确量筒的分度值,读数时视线与液面最凹处相平;利用密度公式求出蜂蜜密度;
(3)蜂蜜倒入量筒时会有残留,由此分析解答;
(4)针对测量结果偏大的原因,根据实验步骤重新排列。
【解答】解:(1)用天平测量物体的质量时,首先把天平放在水平台上,把游码放在标尺左端的零刻线处;
当游码归零,天平左端上翘,为了使天平再次平衡,应向左调节平衡螺母,使天平平衡;
(2)由图丙可知,标尺分度值为0.2g,烧杯和蜂蜜的总质量为50g+20g+10g+2.4g=82.4g,
蜂蜜的质量为m=82.4g﹣40.2g=42.2g;
由丁图知,倒入量筒中蜂蜜的体积为V=30mL=30cm3,
蜂蜜的密度ρ1.4g/cm3;
(3)烧杯中的蜂蜜全部倒入量筒中时,会有部分蜂蜜残留在烧杯中,这样会使测得蜂蜜体积偏小,密度偏大。
(4)测量物质质量前,需要将天平调平,故第一步是测量烧杯和蜂蜜的总质量,第二步将烧杯中的蜂蜜倒入量筒中读出体积,第三步测量空烧杯的质量,这样总质量减去空烧杯的质量就是倒入量筒中蜂蜜的质量,根据量筒测量出体积,再求出蜂蜜的密度,这样就减小了因烧杯内壁残留蜂蜜而造成的误差,故顺序为②③①④。
故答案为:(1)水平台;没有将游码移至零刻度线;左;(2)②82.4;③30;④1.4;(3)偏大;(4)②③①④。
【点评】本题是测量液体密度的实验,主要考查了天平、量筒的使用读数及液体密度的测量方法和密度计算及误差分析等,应掌握好。
18.(2022秋•深圳期末)小明所在的课外兴趣小组需要密度为1.15g/cm3的盐水,为检验配置的盐水是否合格。
(1)小明设计了如下方案:
①用天平测出空烧杯的质量m1;
②往烧杯中倒入适量盐水,测出烧杯和盐水的总质量m2;
③将烧杯中的盐水倒入量筒中,测出盐水的体积V;
④液体的质量为 m2﹣m1 ,计算得出盐水的密度ρ= 。(用字母表示)
(2)小组成员认为该方案会使测量结果 偏大 (选填“偏大”或“偏小”),原因是 烧杯内壁粘有少量盐水,测量出的盐水体积V偏小 。
(3)小组成员改进了实验方案并进行了如下操作:
①将天平放在水平桌面上,将游码移至称量标尺零刻度线上,发现指针的位置如图甲所示,则需将平衡螺母向 左 调节;
②往烧杯中倒入适量盐水,将它放在天平的左盘,测出烧杯和盐水的总质量为 59.8 (如图乙);
③将烧杯中部分盐水倒入量筒中,读出盐水的体积为 40 cm3(如图丙);
④测出烧杯和剩余盐水的质量为15g;
⑤计算出盐水的密度为 1.12×103 kg/m3。
(4)为配制出合格的盐水,需要继续向盐水中适量 加盐 。(选填“加盐”或“加水”)
【分析】(1)④盐水的质量=盐水和烧杯的总质量﹣空烧杯的质量,根据测量数据计算出盐水的质量,利用密度公式ρ表示;
(2)由于烧杯内壁粘有盐水,测得的盐水体积V偏小,但质量准确,所以密度变大;
(3)①调节横梁平衡时,若指针指在分度盘中线的左侧,向右移动平衡螺母;若指针指针分度盘的中线的右侧,需要向左移动平衡螺母。根据指针的位置确定平衡螺母的移动方向;
②被测物体放在天平的左盘中,用镊子向右盘添加砝码,并适时移动游码,直到横梁恢复平衡,被测物体质量等于右盘中砝码质量之和加游码在标尺上对应的刻度值;
③量筒读数时,先认清分度值,视线与液柱凹面相平;
⑤已知质量和体积,利用ρ计算盐水的密度;
根据容器的质量和容器和盐水的总质量可以求得盐水的质量,利用求得的盐水质量和读出的盐水体积,利用密度的计算公式可以求得盐水的密度。
(4)如果大于已知密度,需要加水;如果小于已知密度,需要加食盐。
【解答】解:(1)④空烧杯的质量m1,盐水和烧杯的总质量m2,则盐水的质量为m=m2﹣m1;盐水的密度ρ;
(2)由于分子间存在引力,把烧杯中的盐水倒入量筒中时,由于烧杯内壁粘有少量盐水,测量出的盐水体积V偏小,根据密度公式ρ可知,密度偏大;
(3)①将天平放在水平桌面上,把游码放在零刻度线处,发现指针指在分度盘的右侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向左调;
②标尺上1g被分成5小格,天平的分度值为0.2g;盐水和烧杯的总质量:m总=50g+5g+4.8g=59.8g;
③量筒中盐水的体积为V=40mL=40cm3;
④烧杯和剩余盐水的质量为15g;量筒中盐水的质量:m=m总﹣m剩=59.8g﹣15g=44.8g;
⑤盐水的密度ρ1.12g/cm3=1.12×103kg/m3;
(4)因为测得盐水的密度小于1.15g/cm3,所以需要加盐以增大盐水的密度。
故答案为:
(1)m2﹣m1;;(2)偏大;烧杯内壁粘有少量盐水,测量出的盐水体积V偏小;(3)①左;②59.8;③40;⑤1.12×103;(4)加盐。
【点评】用天平和量筒测液体的密度是我们最常用的方法,除熟练掌握天平、量筒的使用方法外,更要注意如何安排实验的步骤才能更有效地减小误差,并能熟练运用密度公式进行计算。
19.(2022秋•福田区期末)小刚测一个实心塑料球的密度(ρ球<ρ水),按以下步骤进行实验:
(1)将天平放在水平台上,把游码移至标尺左端的 零刻度线 处,横梁静止时分度盘上的指针如图甲,则需将横梁上的平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,使横梁在水平位置平衡;
(2)用天平测塑料球质量,横梁再次平衡如图乙,记录塑料球质量为m;
(3)把适量的水倒进量筒中,如图丙,记录此时水的体积为V1;
(4)用细线在塑料球下系一小铁块放入水中,静止时如图丁,记录此时量筒的示数为V2;
(5)捞出塑料小球,再把小铁块单独放入水中静止时如图戊,记录此时量筒的示数为V3;
(6)由实验可知,塑料球的质量m= 11.2 g,塑料球的体积V= 20 cm3,则塑料球的密度ρ= 0.56×103 kg/m3;
(7)实验按照以上步骤,塑料球密度的测量值将会 偏小 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【分析】(1)天平使用前的调节:①放:把天平放到水平桌面上;②移;把游码移到标尺左端零刻度线处;③调:调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处,左偏右调,右偏左调;
(6)根据砝码和游码对应的刻度值计算塑料球的质量,读出塑料球和小铁块浸没水后水面到达的刻度,读出只有铁块浸没在水中时水面到达的刻度,求出塑料球的体积,根据密度公式计算物体的密度。
(7)捞出塑料小球时,由于塑料球上带着水,使得小铁块和水的总体积偏小,测量的塑料球的体积偏大,根据ρ判断出测量密度值的偏差。
【解答】解:(1)将天平放在水平台上,把游码移至标尺左端的零刻度线处,指针偏向分度盘左侧,此时要使横梁平衡,可以将平衡螺母向右调节,使横梁在水平位置平衡;(6)游码对应的刻度值,标尺每一个大格代表1g,每一个小格代表0.2g,游码对应的刻度值是1.2g,塑料球的质量m=10g+1.2g=11.2g;
塑料球的体积V=V2﹣V3=46mL﹣26mL=20mL=20cm3;
塑料球的密度为:
ρ0.56g/cm3=0.56×103kg/m3;
(7)捞出塑料小球时,由于塑料球上带着水,使得小铁块和水的总体积偏小,测量的塑料球的体积偏大,根据ρ可知,所测密度与实际密度偏小。
故答案为:(1)零刻度线;右;(6)11.2;20;0.56×103;(7)偏小。
【点评】本题是测定密度的常规实验题,主要考查天平、量筒的读数及密度的基本计算,天平和量筒是初中物理中基本的测量工具,放、调、称、读等都是基本的知识要求,必须掌握扎实牢固。测量固体的密度时,要测量固体的质量,再测量其体积(漂浮的用助沉法),根据密度公式求密度。
20.(2022秋•南山区期末)学习了密度知识后,小明和小聪想测量平时所喝的酸奶的密度,具体操作如图1:
(1)把天平放在水平台上,游码移至零刻度处,调节天平平衡后,用烧杯装酸奶,测出酸奶和烧杯的总质量195g;
(2)用图乙的注射器抽取20mL的酸奶,测出剩余酸奶和杯子的总质量如图甲,读数为 172 g;
(3)计算出酸奶的密度为 1.15×103 kg/m3;
(4)实验时并未将杯中酸奶倒入量筒测量体积,而是用注射器抽取,这是因为 酸奶倒入量筒测量体积时,量筒壁会残留酸奶,导致体积测量误差较大 。
(5)小明想再测量一个小石块的密度,小聪说不用砝码也可以完成实验。于是他利用这个天平、量筒、烧杯等器材设计了如图2实验:
第一步:将天平放在水平台面上,游码放在标尺左端零刻度线处,在天平的左、右托盘上各放一个规格相同的烧杯,调节平衡螺母使天平平衡;
第二步:将小石块放入左盘上的烧杯中,向右盘上的烧杯中缓慢加水,直至天平再次平衡;
第三步:将右盘上烧杯中的水全部倒入量筒中,记读数为V1;
第四步:将小石块浸没在量筒的水中,记读数为V2。
则小石块的密度表达式ρ= (已知水的密度为ρ水)。这样测量的石块密度比实际值 偏小 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【分析】(2)(3)用天平测物体质量时,物体的质量等于砝码的质量加上游码在标尺上所对刻度值;
注射器内酸奶的质量等于酸奶和烧杯的总质量减去剩余酸奶和杯子的总质量,根据密度公式可计算酸奶的密度;
(4)酸奶粘稠且不透明,容易粘在量筒壁上,导致体积测量误差较大;
(5)根据第二、三步,利用天平的平衡特点和密度公式可测出石块的质量,根据第三、四步,可测出石块的体积,然后根据密度公式求出小石块的密度表达式。
由于第三步烧杯中的水全部倒入量筒中,烧杯内会有水残留,导致体积V1测量值偏小,从而导致石块质量测量值偏小,根据密度公式判断测量值偏差。
【解答】解:(2)如图甲所示,游码在标尺上对应的刻度值为2g,则剩余酸奶和杯子的总质量为100g+50g+20g+2g=172g,注射器内酸奶的质量m=195g﹣172g=23g。注射器内酸奶的体积V=20mL=20cm3。
(3)酸奶的密度为ρ酸奶1.15g/cm3=1.15×103kg/m3;
(4)实验时并未将杯中酸奶倒入量筒测量体积,而是用注射器抽取,这是因为酸奶倒入量筒测量体积时,量筒壁会残留酸奶,导致体积测量误差较大。
(5)由第二步可知,烧杯中的水的质量等于石块的质量,由第三步可知,将右盘上烧杯中的水全部倒入量筒中,记读数为V1,则小石块的质量m石=m水=ρ水V1,由第三步和第四步可知小石块的体积V石=V2﹣V1,小石块的密度表达式ρ。由于第三步烧杯中的水全部倒入量筒中,烧杯内会有水残留,导致体积V1测量值偏小,从而导致石块质量测量值偏小,所以这样测量的石块密度比实际值偏小。
故答案为:(2)172;(3)1.15×103;(4)酸奶倒入量筒测量体积时,量筒壁会残留酸奶,导致体积测量误差较大;(5);偏小。
【点评】本题考查液体密度和固体密度的测量。要求会灵活运用密度公式,通常用天平测质量,量筒测体积。对误差的分析要从质量和体积测量两个方面进行分析。
21.(2021秋•福田区期末)为了预防病毒,小红的妈妈采购了消毒液进行日常杀菌,为了测量某消毒液的密度,小红同学进行如下实验操作。
(1)将天平放置在水平桌面上,图1甲是小红在调节天平平衡时的情景,请你指出她在操作上的错误之处 没有将游码移到标尺左端的零刻度线处 ;改正错误后,天平指针静止时的位置如图1乙所示,要使天平平衡,应将 平衡螺母 向 右 (选填“左”或“右”)调节,直到天平横梁水平平衡。
(2)用天平测出烧杯和适量消毒液的总质量为126.2g,将烧杯中的消毒液倒出一部分到量筒中,量筒中消毒液液面位置如图2所示,则量筒的中消毒液的体积为 60 cm3。
(3)用天平测出剩余消毒液和烧杯的质量时,小红依次将两个20g、1个10g砝码放在天平的右盘后,继续向右盘内加入最小的5g砝码时,发现天平的指针静止在分度盘中线的右侧,则他接下来应该进行的操作是 取下5g的砝码调节游码,使天平重新平衡 ;天平平衡后,所使用砝码和游码位置如图3所示,则量筒中的消毒液的质量为 72 g;消毒液的密度为 1.2×103 kg/m3。
(4)分析以上步骤,你认为小红所测消毒液的密度 准确 (选填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
(5)如图4是她在实验结束后整理器材的情景,其中操作不规范的是 直接用手拿砝码 。
【分析】(1)调节平衡前,先将天平放在水平台上,游码置于标尺左端的零刻线处,然后调节平衡螺母;在调节天平时,平衡螺母向上翘的一端调节,使天平的横梁平衡;
(2)由图示量筒读出消毒液的体积;
(3)测量过程中通过加减砝码和调节游码在标尺上的位置使天平平衡,若指针偏左说明物体重,可以通过加砝码或向右移动游码使天平平衡,指针偏右说明砝码重,需要减砝码,然后移动游码使天平平衡;砝码与游码示数之和是天平所测物体的质量,然后由密度公式可以求出消毒液的密度;
(4)量筒中消毒液的体积测量是准确的,质量是准确的,故消毒液的密度测量值是准确的;
(5)取放砝码时,为了砝码不受侵蚀,不能直接用手去拿,应该用镊子夹取。
【解答】解:(1)在调节天平平衡时,应先将天平放在水平台上,并将游码拨到标尺左端的零刻线处,该同学未将游码移到标尺左端的零刻度线处;
读图1甲可知,指针偏左,说明左侧质量稍大,左盘低右盘高,因此,应将平衡螺母向右侧移动,直至天平横梁平衡;
(2)由图2所示量筒可知,量筒中消毒液的体积:V=60mL=60cm3;
(3)继续向右盘内加入最小的5g砝码时,发现天平的指针静止在分度盘中线的右侧,说明右盘中砝码的总质量偏大,应取下5g的砝码,再移动游码,直到天平平衡;
由图3所示可知,烧杯和消毒液的总质量:m总=20g+20g+10g+4.2g=54.2g,
则量筒中消毒液的质量m=126.2g﹣54.2g=72g,
消毒液的密度:ρ1.2g/cm3=1.2×103kg/m3
(4)量筒中消毒液的体积测量是准确的,质量是准确的,故消毒液的密度测量值是准确的;
(5)直接用手取放砝码,手上的汗渍会污染砝码,时间长了会使砝码发生锈蚀,为了保护砝码不被侵蚀,所以不能直接用手取砝码,应该用镊子夹取。
故答案为:(1)没有将游码移到标尺左端的零刻度线处;平衡螺母;右;(2)60;(3)取下5g的砝码调节游码,使天平重新平衡;72;1.2×103;(4)准确;(5)直接用手拿砝码。
【点评】本题是一道关于密度测量的实验题,主要考查了天平、量筒的使用和读数以及密度公式的应用,属于基本能力的检验,难易程度适中。
22.(2023秋•福田区校级期末)用托盘天平、量筒、烧杯、水等器材,测量金属块和橙汁的密度。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,把游码拨至零刻度线后,指针静止在如图甲所示的位置,则应将平衡螺母向 左 端调节(选填“左”或“右”)。
(2)调节托盘天平平衡后,测金属块的质量,当托盘天平中的砝码和游码的位置如图乙所示时,天平重新平衡,则金属块的质量是 78.4 g。
(3)用量筒测出金属块的体积如图丙所示,该金属块的密度是 9.8×103 kg/m3。
(4)小明和小红分别用托盘天平、量筒和烧杯测量橙汁的密度,下列分别是他们的实验步骤:
小明:
A.用调好的天平测出空烧杯的质量为m0
B.向烧杯中倒入适量的橙汁,用调好的天平测出橙汁和烧杯的总质量为m1
C.将烧杯内橙汁全部倒入量筒,测出其体积为V
D.计算出橙汁的密度
小红:
A.向烧杯中倒入适量的橙汁,用调好的天平测出橙汁和烧杯的总质量为m1
B.将烧杯内橙汁全部倒入量筒,测出其体积为V
C.用调好的天平测出空烧杯的质量为m0
D.计算出橙汁的密度
则 小红 (选填“小明”、“小红”)的实验方案所测出的橙汁密度更准确;若按照另一方案实验,则会导致所测出的橙汁的密度比真实值 偏大 (选填“偏大”、“偏小”、“无影响”);
(5)在上述用托盘天平、量筒和烧杯测橙汁密度的实验中,若不用量筒,只用托盘天平、烧杯、适量的水和记号笔,也能测出橙汁密度,如图丁所示。
①用已调好的托盘天平测出空烧杯的质量m0。
②向烧杯倒入适量橙汁,用记号笔在烧杯外壁标记好橙汁液面的位置,用托盘天平测出烧杯内橙汁和烧杯的总质量m1。
③将烧杯中的橙汁倒掉并把烧杯内残留的橙汁擦干后,再向烧杯中倒入水至烧杯外壁的标记处,用托盘天平测出烧杯内水和烧杯的总质量m2。
④计算出橙汁的密度ρ橙汁= •ρ水 (水的密度用ρ水表示)。
【分析】(1)根据指针的偏转情况,判断天平的哪端下沉,确定平衡螺母的移动方向;
(2)物体的质量等于砝码质量加游码对应的刻度值;
(3)根据金属块浸没在水中前后水面对应的刻度值,求出金属块的体积,根据密度公式求出金属块的密度;
(4)为减小误差,应先用天平测出橙汁和烧杯的总质量,然后将烧杯中的橙汁倒入量筒中一部分,再测量烧杯和剩余橙汁的质量,最后计算橙汁的密度;
烧杯内有残留的液体,将导致测量的液体的体积偏小,根据密度公式ρ分析;
(5)只有天平,没有量筒,可以利用等体积的水和橙汁,称量水和橙汁的质量,根据体积相等列出等式求出橙汁的密度。
【解答】解:(1)由图甲知,指针偏向右侧,天平的右端下沉,则平衡螺母应向相反的方向移动,即平衡螺母向左移动。
(2)图乙中,游码对应的刻度值为3.4g,金属块质量等于砝码质量加游码对应的刻度值,
金属块质量m=50g+20g+5g+3.4g=78.4g;
(3)由图知,金属块体积V=40mL﹣32mL=8mL=8cm3,
金属块的密度:ρ9.8g/cm3=9.8×103kg/m3,
(4)测量质量前先调节天平平衡,为减小误差,应先用天平测出橙汁和烧杯的总质量,然后将烧杯中的橙汁倒入量筒中一部分,再测量烧杯和剩余橙汁的质量,最后计算橙汁的密度,所以实验步骤更合理的是小红。
如果按照另一个步骤,将会导致烧杯内有残留的液体,将导致测量的液体的体积偏小,
根据ρ可知用该方法测量并计算得出的橙汁密度将大于该橙汁的真实密度。
(5)根据实验步骤可知,橙汁的质量:m′=m1﹣m0,
根据题意可知,橙汁的体积等于烧杯中水的体积:V′,
橙汁的密度:ρ橙汁•ρ水。
故答案为:(1)左;(2)78.4; (3)9.8×103;(4)小红;偏大;(5)•ρ水。
【点评】本题测量金属块的密度,考查了天平、量筒的基本使用与读数方法,同时还考查了对密度公式的简单运用,是我们应该熟练掌握的基本实验技能。
测量液体密度时,只有量筒没有天平,可以采用被测液体和水的质量相同进行测量;只有天平没有量筒,可以采用被测液体和水的体积相同进行测量。橙汁体积的测量是本实验的难点,巧妙地利用等效替代法,是解决此题的关键。
23.(2023秋•盐田区期末)小聪利用注射器、天平(带砝码)测量酒精的密度。
(1)将天平放在水平台上,游码调至标尺左端零刻度线处,指针位置如图甲所示,应将平衡螺母向 右 移动,使天平横梁平衡。
(2)用注射器抽取适量酒精,体积如图乙所示为 10 mL。将装有酒精的注射器放到天平上,测得注射器和酒精的总质量为28g。
(3)用注射器继续抽取酒精至20mL处,再将注射器放到天平上,测得注射器和酒精的总质量如图丙所示为 35.8 g,测得酒精的密度为 0.78 g/cm3。
(4)若第2次使用注射器抽取的酒精中混有气泡,则测得的酒精密度值 偏小 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)本实验使用注射器的优点是 取样准确 (写出一条即可)。
【分析】(1)天平使用前的调节:放:把天平放到水平桌面上;移:把游码移到标尺左端零刻度线处;调:调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处,左偏右调,右偏左调;
(2)根据图片读出酒精的体积;
(3)物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值;
根据酒精的质量和体积求出密度的大小;
(4)若第2次使用注射器抽取的酒精中混有气泡,则用注射器抽出来酒精的质量偏小,根据ρ分析;
(5)本实验使用注射器具有取样准确、便于操作、便于测量、减小误差等优点。
【解答】解:(1)由图甲可知指针向左偏,说明左端下沉,右端上翘,所以平衡螺母向右调节,使天平横梁水平平衡;
(2)由图可知,注射器中酒精的体积为:V=10mL=10cm3;
(3)由图丙可知酒精至20mL处时,注射器和酒精的总质量m=20g+10g+5g+0.8g=35.8g;
则注射器中10mL的酒精质量为m′=35.8g﹣28g=7.8g,
酒精的密度ρ0.78g/cm3;
(4)若第2次使用注射器抽取的酒精中混有气泡,则用针管抽出来酒精的体积偏大,根据ρ,理论上测得的酒精密度偏小;
(5)本实验使用注射器的优点是取样准确。
故答案为:(1)右;(2)10;(3)35.8;0.78;(4)偏小(5)取样准确。
【点评】本题测酒精的密度,考查天平的调试、使用和利用注射器测量体积的方法及密度公式的运用和误差分析。
24.(2022秋•龙岗区期末)在日常生活中,我们经常要用到浓度为75%的酒精,小明通过查阅资料得知该浓度酒精的密度为0.87g/cm3。他尝试用密度为0.8g/cm3的纯酒精配制浓度为75%的酒精。为检验自己配制的酒精是否合格,他进行了如下实验和分析。
(1)将天平放在水平台上并将游码移至标尺左端的零刻度线上,横梁静止时指针如图甲所示,此时可将横梁右端的平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,使横梁在水平位置平衡;
(2)测出烧杯和酒精的总质量为89g后,将烧杯中的一部分酒精倒入量筒,如图乙所示,量筒中酒精的体积为 60 cm3;
(3)测量烧杯和剩余酒精的总质量,天平横梁平衡时如图丙所示,则烧杯和剩余酒精的总质量为 37.4 g;
(4)通过计算可知,小明配制的酒精密度为 0.86 g/cm3。为了使浓度达到75%,他应该向配制的酒精溶液中添加适量的 水 (选填“纯酒精”或“水”)。
【分析】(1)天平使用前的调节:①放:把天平放到水平桌面上;②移;把游码移到标尺左端零刻度线处;③调:调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处,左偏右调,右偏左调;
(2)量筒读数时,先确定量筒的分度值,再根据液面位置读出数值;
(3)利用天平测量物体质量时,物体质量等于砝码的质量和游码对应的刻度值之和;
(4)根据量筒的分度值读出量筒中酒精的体积,根据酒精的质量和体积求出其密度;根据酒精密度与医用酒精的密度关系判定所加液体的种类。
【解答】解:(1)由图甲知横梁指针偏向分度盘的左侧,应该向右调节平衡螺母使天平平衡;
(2)由图可知,量筒的分度值为2mL,示数为60mL=60cm3;
(3)如图丙所示,游码标尺的分度值是0.2g,烧杯和剩余酒精的总质量为:m=20g+10g+5g+2.4g=37.4g;
(4)倒入量筒中酒精的质量为:m=89g﹣37.4g=51.6g,
酒精的密度为:
ρ0.86g/cm3,由于75%医用酒精的密度为0.87g/cm3,所以需要添加水。
故答案为:(1)右;(2)60;(3)37.4;(4)0.86;水。
【点评】本题是测定密度的常规实验题,主要考查天平、量筒的读数及密度的基本计算,天平和量筒是初中物理中基本的测量工具,放、调、称、读等都是基本的知识要求,必须掌握扎实牢固。
25.(2023秋•坪山区期末)小明想知道所喝牛奶是否掺水,通过查阅资料得知,在牛奶中掺水后,掺水含量与牛奶密度的关系如下表所示,于是他想用测牛奶密度的方法来判断。
牛奶中掺水含量
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
牛奶密度(g/cm3)
1.030
1.027
1.024
1.021
1.018
1.015
1.012
1.009
1.006
1.003
1.000
(1)将托盘天平放水平桌面上,移动游码至标尺左端“0”刻度处,发现指针静止时指在分度盘中央的左侧,则应将平衡螺母向 右 调节(选填“左”或“右”),使横梁水平平衡。
(2)用调平的天平测出一袋牛奶的总质量为210g,喝完牛奶后用天平测出空袋子的质量,所用砝码和游码的位置如图所示,则空袋子的质量为 5.6 g;小明观察到牛奶包装袋上标有“净含量200mL”字样,可计算出牛奶的密度为 1.022 g/cm3。
(3)小华认为小明这种方法测出的密度值是不准确的,请写出一个导致密度值不准确的原因 袋子壁会残留部分牛奶,测得空袋子的质量偏大,牛奶的质量偏小 。
(4)为了使测量更准确,小华给出了改进后的测牛奶密度的方案:
a. 用调好天平测出烧杯和牛奶的总质量m1 ;
b.把杯内的牛奶适量倒入量筒内,读出量筒内牛奶的体积为V;
c.用天平测出剩余牛奶和杯子的质量m2。
请用测得的物理量写出牛奶密度的表达式:ρ牛奶= 。
【分析】(1)若天平不平,指针左偏,平衡螺母右移,指针右偏,平衡螺母左移。
(2)根据砝码和游码的位置可知空袋子的质量,由牛奶包装袋可知牛奶的体积,根据密度公式求出牛奶的密度;
(3)测量牛奶密度的基本原理是ρ,通过对质量和体积的测量是否存在明显不合理,确定测量结果的偏差。
(4)根据密度公式ρ推出牛奶密度的表达式。
【解答】解:(1)指针指在分度盘的左侧,所以平衡螺母应向右调节。
(2)由图知,游码标尺的分度值是0.2g,空袋子的质量为5g+0.6g=5.6g,牛奶的质量为210g﹣5.6g=204.4g.由包装袋上标有“净含量200mL”字样可知牛奶的体积为200ml=200cm3。
牛奶的密度为ρ1.022g/cm3;
(3)喝完牛奶后用天平测出空袋子的质量,袋子壁会残留部分牛奶,使得测得空袋子的质量偏大,导致牛奶的质量偏小,根据密度公式ρ,质量偏小,体积不变,密度值就减小了,所以测得的密度值不准确。
(4)a、用调好天平测出烧杯和牛奶的总质量m1;
牛奶密度的表达式:ρ牛奶。
故答案为:(1)右;(2)5.6;1.022;(3)袋子壁会残留部分牛奶,测得空袋子的质量偏大,牛奶的质量偏小;(4)用调好天平测出烧杯和牛奶的总质量m1;。
【点评】本题考查液体密度的测量实验,是中考的重点,需重点掌握。求解密度,需测两个物理量﹣﹣质量和体积,在实验室中,质量用天平来测,体积测量往往需用量筒或量杯,应当掌握天平和量筒的正确使用和读数。测量过程中不可避免地存在误差,在条件允许的情况下,应该优化实验过程减小误差。
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