内容正文:
分层作业本·山东物理
模
块
四
力
学
命题点 2 测量物体的密度
考向 1
质量、体积的测量
1. 下列关于托盘天平的使用,正确的是 ( A )
A. 称量前,游码放到标尺左端的零刻度线处
B. 称量时,物体放在右盘,砝码放在左盘
C. 称量时,若横梁不平衡,应调节平衡螺母
D. 读数时,被测物体的质量与砝码的质量一定相等
2. (2024 临夏州)某同学用天平测量液体质量时,
将天平放到水平桌面上,游码移至标尺左端的
零刻度线处,发现天平指针位置如图甲所示,
此时,应该将平衡螺母向 右 (选填“左”或
“右”)侧调节,直至天平平衡;将盛有水的烧杯
放到天平的左盘,右盘加减砝码,天平平衡时,
砝码和游码示数如图乙所示,则烧杯和水的质
量为 161. 2 g.
甲 乙
第 2 题图
拓展设问
(1)已知烧杯的质量为 50
g,则水的质量为
111. 2 g.
(2)(2024 自贡改编)某同学用已调节好的托
盘天平测量另一物体的质量,他将物体放
入天平左盘里,通过增、减砝码后,发现指
针指在分度盘中央刻度线的左边一点,这
时他应该 把游码向右移动一些 .
3. (2024 济南 8 题)杆秤是我国发明的人类最早的
衡器,是我国劳动人民智慧的结晶. 小丽在课
堂上了解杆秤后,在家里找到一杆除了秤砣生
锈变重外,其他均完好的杆秤. 用这杆秤测得
的物体质量与秤砣生锈变重前测得的物体质
量相比 ( A )
第 3 题图
A. 偏小 B. 不变
C. 偏大 D. 无法判断
4. (2020 枣庄 3 题)只测一次,要求较准确地测出
90
cm3 的酒精,请你在下列四种规格的量筒
中,选出适当的量筒 ( A )
A. 量程是 100
mL,分度值是 1
mL
B. 量程是 200
mL,分度值是 2
mL
C. 量程是 50
mL,分度值是 1
mL
D. 量程是 50
mL,分度值是 2
mL
5. 使用量筒时,小明应沿如图所示的虚线 b 的
方向观察量筒刻度,此时的读数是 60 mL.
第 5 题图
1 测量固体的密度(含特殊物体)
6. (2024 滨州 7 题)用天平和量筒测量固体密度的
实验中,下列说法正确的是 ( B )
A. 测量时先测物体的体积,再测物体的质量
B. 用调好的天平称量物体质量时,物体应放在
天平的左盘中
C. 称量物体质量过程中,若横梁不平衡,可调
节平衡螺母
D. 使用量筒测量体积时,可以俯视读数
7. (2023 临沂 27 题改编)2023 年 5 月 17 日,我省莱
州市西岭村金矿新勘查出金金属储量 200
t,成
为国内最大单体金矿床. 为研究西岭金矿矿石,
小明利用天平和量筒测量了一小块矿石的密度.
第 7 题图
(1)把天平放在水平台上,将 游码 移至称
量标尺左端的零刻度线上,指针的位置如图甲
85
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块
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所示,此时应向右调节 平衡螺母 ,使天平
平衡.
(2)将矿石放在天平的左盘中,通过向右盘加
减砝码后,指针的位置如图甲所示,此时应
向右移动游码 ,使天平平衡.
(3)天平平衡后,所用砝码及游码在称量标尺上
的位置如图乙所示,则矿石的质量为 48. 8 g.
(4)向量筒中倒入 60
mL 的水,用细线拴住矿
石并放入量筒中后,量筒中的水面如图丙所
示,则矿石的体积为 20 cm3 .
(5)实验所测矿石的密度为 2. 44 g / cm3 .
(6)因矿石具有吸水性,实验所测矿石的密度
值 偏大 (选填“偏大”或“偏小”).
拓展设问
(1)在测量过程中,若使用的砝码有磨损,
则所测矿石的密度 偏大 (选填“偏大”
或“偏小”).
(2)若矿石浸没到量筒的水中,表面附有气
泡,则所测矿石的密度 偏小 (选填“偏
大”或“偏小”).
变式训练
(2022 苏州改编)物理老师要求学生利用家
中的物品测量冰糖的密度.
(1)小明找来电子秤、喝糖浆用的量杯、大
米等物品进行实验.
①把 冰糖 放在电子秤盘上,测出它的
质量为 m;
②向量杯中加入适量的大米,将冰糖完全
放入米中,读出体积为 V1;
③取出冰糖,读出量杯中大米的体积为 V2;
④利用测量的数据,计算冰糖的密度 ρ =
(用 m、V1 和 V2 表示).
(2)交流时,小华的测量方法和小明相同,只
是小明用大米,小华用芝麻. 你认为 小华
的测量结果误差更小,理由是:
.
8. [烧杯、量筒测体积] (2023 山西节选)已测得奖牌
的质量为 70. 4
g,在测量奖牌体积时,由于量
筒口径较小,奖牌无法放入. 经过思考,小伟采
取了以下步骤测出了奖牌的密度.
第 8 题图
(1)向烧杯中加入适量的水,用细线系住奖牌
使其浸没在水中,并在烧杯壁上水面到达的位
置作出标记,如图甲所示.
(2)把奖牌从水中取出后,将量筒中的水(体积是
40
mL)缓慢加入烧杯中至标记处,量筒中剩余水
的体积如图乙所示,则奖牌的体积为 8 cm3 .
(3)算出奖牌的密度是 8. 8×103 kg / m3 . 小
伟将测得的密度和表中数据进行对比,推测奖
牌可能是 铜 制成的(答案合理即可).
物质 铜 铁 铝
密度
/ (kg·m-3)
8. 9×103 7. 9×103 2. 7×103
9. [溢水杯、天平测体积] (2023 滨州 21 题节选)小州
同学带来他在乒乓球比赛中获得的一枚金牌,
想测量金牌的密度,发现金牌无法放入量筒
中. 同学们共同设计了如下测该金牌密度的实
验方案:
(1)用天平测出金牌的质量 m.
(2)将金牌浸没到装满水的溢水杯中,溢出的
水流入质量为 m1 的空烧杯中.
(3)测得烧杯和溢出水的总质量为 m2 .
(4)则金牌密度的表达式:ρ = (水
的密度为 ρ水,用 m、m1、m2、ρ水 表示).
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块
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拓展设问
在测量溢出水的质量时,不小心有水溅出.
则测得金牌的密度与真实值相比 偏大
(选填“偏大”或“偏小”).
变式训练
(2023 南充改编)小明同学利用电子秤、溢水
杯、水测量金属球的密度.
(1)用电子秤测出金属球的质量,如图 A
所示.
(2)将金属球放入溢水杯中,然后向溢水杯
中注满水,测出总质量,如图 B 所示.
(3) 缓慢取出金属球,再向溢水杯中补满
水,测出此时总质量,如图 C 所示.
金属球密度的测量值是 7. 5 g / cm3,实
验中取出金属球时会带出一些水,则金属
球密度的测量值将 不变 (选填“偏大”
“不变”或“偏小”).
变式训练题图
10. (2019 潍坊 22 题)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:
甲 乙
丙
第 10 题图
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;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)釆用上述实验方法,筷子粗细不均匀对实
验结果 无 (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 偏大 (选填“偏大” “偏
小”或“不变”).
2 测量液体的密度
11. (2024 临沂 26 题)2024 年 5 月 12 日,临沂日报
以《时光奔涌日日新 沂蒙风光处处好》 为
题,报道了临沂市全面推进乡村振兴的具体
做法,其中采用原位生态净化槽净化农村生
活污水是乡村生态振兴的有效措施. 小明想
知道经过净化槽净化后的水的密度,他进行
了如下测量.
第 11 题图
(1)将一台能正常使用的托盘天平放在水平
桌面上,指针的位置如图甲所示,向左调节平
衡螺母,但始终未能将天平调平衡,原因是
游码未移到称量标尺左端的零刻度线上 .
(2)将天平调平衡后,先测空烧杯的质量. 天平
平衡时,右盘中的砝码和称量标尺上游码的位置
如图乙所示,则空烧杯的质量为 32. 6 g.
(3)将适量的净化后的水倒入烧杯中,并通过
烧杯上的刻度直接读出水的体积为 50
mL,然
06
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块
四
力
学
后用天平测出烧杯和水的总质量为 78. 2
g,
则净化后的水的密度为 0. 912 g / cm3,此
测量值误差太大,主要原因是
.
(4)将烧杯中的水全部倒入量筒中,如图丙所
示,则水的体积为 45 mL. 利用这一数据计
算出净化后的水的密度 大于 (选填“大
于”“等于”或“小于”)其真实值.
拓展设问
(1)小明在测量水的体积时,不慎将少量
水溅在量筒外面,则实验所测净化水的密
度值 偏大 (选填“偏大”或“偏小”).
(2)为了减小实验的误差,必须从质量和
体积两方面的测量方式进行控制. 在不增
加实验器材的条件下,提出实验设计方
案,使实验结果的误差达到最小. 实验步
骤是: ①将水倒进烧杯,用天平测出装有
水的烧杯总质量 m1;②将烧杯中的水部分
(或全部)倒入量筒中,读出水的体积 V;
③用天平测出剩余水和烧杯的质量 m2 .
12. [等质量法]某实验小组测量盐水的密度.
由于天平砝码损坏,实验小组借助标有刻度
的注射器、两个完全相同的烧杯、水等物品进
行了如下操作:
①用注射器向两个烧杯中分别注入 20
mL 盐
水和 20
mL 水;
②将上述装有盐水和水的烧杯分别放在天平
的左盘和右盘,天平不平衡;
③用注射器向装水的烧杯中缓慢注水,当注
入的水为 2
mL 时,天平恰好平衡,如图所示.
则平衡时右盘烧杯中水的质量为 22 g(水的
密度为 1
g / cm3),盐水的密度为 1. 1
g / cm3.
第 12 题图 变式训练题图
变式训练
[等体积法] (2024 菏泽 24 题改编)小明想知
道海水的密度,便用购买的纯净水(密度
为 1. 0× 103
kg / m3 ) 和宾馆的电子秤进行
如下操作:①小明把一瓶未开口的纯净水
(如图所示)放在水平桌面上,静止时标记
水面位置,并测出其质量为 1. 02
kg;倒净
该瓶内的纯净水,装入海水至标记处,拧
紧瓶盖,测出其质量为 1. 05
kg. 则海水的
密度为 1. 03×103 kg / m3 .
13. (2024 常州)创新小组同学利用如
图甲所示的弹簧测力计(已校零)、带悬挂细
线的溢水杯(定制),自制液体密度快速测量
仪. 其说明书如虚线框内容所示.
第 13 题图
液体密度快速测量仪使用说明书
①竖直悬挂液体密度快速测量仪,如图乙所示;
②向溢水杯内缓缓倒入待测液体,直至溢水口有
液体溢出,即认为溢水杯装满液体;
③读出测量仪指针所指的密度值,即为待测液体
的密 度. 如 图 丙 所 示, 液 体 的 密 度 为 1. 0 ×
103
kg / m3 .
g 取 10
N / kg,问:
(1)溢水杯受到重力大小为 1 N.
(2)溢水杯装满液体时,液体的体积为 2×
10-4 m3 .
(3)若在读数前溢水杯意外晃动,将导致测量
值 小于 真实值. 遇到此种情况,解决办法
为: 重新装满液体 .
16
参考答案与重难题解析·山东物理
分
层
作
业
本
【变式训练】
(1)如答图所示 (2)如答图所示
5. 如答图所示
【受力分析】非平衡 重 拉
6. 如答图所示
【受力分析】平衡 重 支持 沿斜面向上 重
7. 如答图所示 8. 如答图所示
9. 如答图所示
【受力分析】非平衡
10. 如答图所示
11. 如答图所示 12. 如答图所示
13. 如答图所示 14. 如答图所示
15. 如答图所示 16. 如答图所示
17. 如答图所示
18. A 19. C 20. BC 21. B 22. A 23. B 24. B
大单元 2 质量 密度 压强 浮力
命题点 1 质量、密度的理解及相关计算
1. A 2. A 3. A 4. D 5. AC 6. 变小 不变
7. B 【变式训练】BD
8. 解:由 ρ=
m
V
可得,该“金虎”所用铜的质量:
m= ρ铜V= 8. 9×103
kg / m3 ×0. 9
m3 = 8. 01×103
kg = 8. 01
t.
9. (1)0. 55 20 (2)0. 92×103 (3)答:瓶内的水结冰时,
质量不变,由于冰的密度小于水的密度,根据 V =
m
ρ
可知,
水结冰后体积变大,所以塑料瓶向外凸出. 实例:冬天自来
水管因水结冰而破裂(其它合理答案均可).
10. 2 13. 8 11. 39. 6 铁
12. (1)体积 质量 (2)①大
小 ②a 大 ③b 小 b
(3)60 1×103 40 0. 8×103 【变式训练】c 2×103
13. C 14. C 15. A 16. 较小 较小 17. A
18. 1 21 19. 不变
m1
m
S
20. D 【解析】由图像可知,当液体体积为 0 时,此时容器的
质量 m容 = 20
g,故 A 错误;由图像可知,当 m = 80
g,即
m甲 =m乙 = 80
g-20
g = 60
g 时,此时甲、乙两种液体的体
积:V甲 = 40
cm3 ,V乙 = 60
cm3 ,则甲、乙两种液体的密度分
别为:ρ甲 =
m甲
V甲
= 60
g
40
cm3
= 1. 5
g / cm3 = 1. 5 × 103
kg / m3 ,
ρ乙 =
m乙
V乙
= 60
g
60
cm3
= 1
g / cm3 = 1×103
kg / m3 ,故 BC 错误;因
为液体的密度比水的密度还小,所以,根据 ρ =
m
V
可知,
当质量相同时,液体的体积大于水的体积,故液体的质量
与体积关系图像应在Ⅲ区,故 D 正确. 故选 D.
命题点 2 测量物体的密度
1. A
2. 右 161. 2 【拓展设问】(1)111. 2 (2)把游码向右移动
一些
3. A 4. A 5. b 60 6. B
7. (1)游码 平衡螺母 (2) 向右移动游码 ( 3) 48. 8
(4)20 (5)2. 44 (6)偏大 【拓展设问】(1)偏大
(2)偏小
【变式训练】(1)①冰糖 ④
m
V1 -V2
(2)小华 芝麻体积
小,芝麻之间的空隙小,测量的冰糖的体积更准确
8. (2)8 (3)8. 8×103 铜
9.
mρ水
m2 -m1
【拓展设问】偏大 【变式训练】7. 5 不变
10. (1)
l1
l2
ρ水 (2)无 (3)偏大
11. (1)游码未移到称量标尺左端的零刻度线上 (2)32. 6
(3)0. 912 用烧杯测量净化后的水的体积误差太大
5
参考答案与重难题解析·山东物理
分
层
作
业
本
(4)45 大于 【拓展设问】 (1)偏大 (2) ①将水倒进
烧杯,用天平测出装有水的烧杯总质量 m1 ;②将烧杯中
的水部分(或全部)倒入量筒中,读出水的体积 V;③用天
平测出剩余水和烧杯的质量 m2
12. 22 1. 1 【变式训练】1. 03×103
13. (1)1 (2)2×10-4 (3)小于 重新装满液体
命题点 3 压
强
1. B
2. 减小受力面积 增大压力 增大受力面积
3. 增大碾盘的质量 减小碾盘的受力面积
4. C 5. A
6.
G1
S1
G1 +G2
S2
7. 200 8. 135 162
9. 解:这箱酱油总重力 G=m毛 g= 12
kg×10
N / kg = 120
N,
因为放在水平地面上,所以对地面的压力 F=G= 120
N,
受力面积 S= 60
cm×20
cm = 1
200
cm2 = 0. 12
m2 ,
这箱酱油对地面的压强 p=
F
S
= 120
N
0. 12
m2
= 1
000
Pa.
10. D 【拓展设问】< > 【变式训练】不变 变大 = >
11. 1
500 3
000 【解析】棱长为 10
cm 的正方体放在水平
桌面上,未截取时,桌面的受力面积为:S = 10
cm× 10
cm
= 100
cm2 = 0. 01
m2 ,正方体对桌面的压力为:F = G =
30
N,正方体对桌面的压强为:p =
F
S
= 30
N
0. 01
m2
= 3
000
Pa;
若沿如图 a 所示的虚线去掉一半后,桌面的受力面积不
变,压力减小为原来的一半,由 p =
F
S
可知,剩余部分对
桌面的压强为原来压强的一半,即剩余部分对桌面的压
强为:pa =
1
2
p= 1
500
Pa;如果沿如图 b 所示的虚线去掉
一半,其余部分不动,桌面的受力面积变为原来的一半,剩余
部分对桌面的压力也变为原来的一半,由 p =
F
S
可知,即剩
余部分对桌面的压强为:pb =
1
2
F
1
2
S
= F
S
= p= 3
000
Pa.
12. 7. 5×103 3×104
13. (1)凹陷程度 (2)甲、乙 (3)受力面积 (4)错误
比较时没有控制受力面积相同
14. B 【解析】由图乙可知,长木板从 x = 0. 10
m 处运动到 x
= 0. 30
m 处,共运动了 0. 2
m,此时木板的
1
4
长度伸出
桌面,所以长木板的长度为 4×0. 2
m = 0. 8
m,则长木板
的底面积:S= 0. 8
m×0. 25
m = 0. 2
m2 ,故 A 错误;由图乙
可知,长木板没有被推出桌面时对桌面的压强 p = 30
Pa,
由 p=
F
S
可知,长木板对桌面的压力:F = pS = 30
Pa ×
0. 2
m2 = 6
N,即长木板的重力为 6
N,当 x= 0. 26
m 时,此
时桌面的受力面积: S1 = ( 0. 8
m - 0. 26
m + 0. 1
m) ×
0. 25
m = 0. 16
m2 ,长木板对桌面的压力不变,此时木板
对桌面的压强:p1 =
F
S1
= 6
N
0. 16
m2
= 37. 5
Pa,故 B 正确;当
x= 0. 30
m 时,木板伸出桌面的长度小于木板长度的一
半,此时木板对桌面的压力还是等于木板自身的重力,即
木板对桌面的压力为 6
N,故 C 错误;木板移动过程中,
木板伸出桌面的长度始终小于木板长度的一半,所以木
板对桌面的压力始终等于自身的重力,所以木板对桌面
的压力保持不变,故 D 错误. 故选 B.
15. 4 ∶5 【解析】因物体对水平面的压力和自身的重力相
等,所以,正方体对水平桌面的压强:p =
F
S
= G
S
= mg
S
=
ρVg
S
= ρL
3g
L2
= ρgL,因为两物体对桌面的压强相等,则实心
物体 A、B 的密度之比:
ρA
ρB
=
p
ga
p
gb
= b
a
= 2a
a
= 2
1
,现沿水平
方向将两物体的上部均切去
a
3
的高度,则剩余部分的高
度之比:
LA ′
LB ′
=
a-
a
3
b-
a
3
=
a-
a
3
2a-
a
3
= 2
5
,则物体 A、B 剩余部分对
桌面的压强之比:
pA
pB
=
ρAgLA ′
ρBgLB ′
=
ρA
ρB
×
LA ′
LB ′
= 2
1
× 2
5
= 4
5
.
16. A 【解析】物体 A 对 B 的压力与物体 B 对桌面的压力之
比:
FA
FB
=
GA
GA+GB
= 5
N
5
N+40
N
= 1
9
,故①正确,②错误;物体
A 对 B 的压强:pA =
FA
SA
=
GA
SA
=
GA
L2A
= 5
N
L2A
,物体 B 对桌面的
压强:pB =
FB
SB
=
GA+GB
SB
= 5
N+40
N
L2B
= 45
N
L2B
,由题意可知 pB
=pA,即:
5
N
L2A
= 45
N
L2B
,解得:3LA = LB;根据重力公式和密度
公式可得:
ρA
ρB
=
mA
VA
mB
VB
=
GA
L3A
GB
L3B
=
GA
GB
×
L3B
L3A
= 5
N
40
N
×(
3
1
) 3 =
27
8
,故③
正确,④错误,故 BCD 错误. 故选 A.
命题点 4 液体压强
1. C 2. 压强 增大 3. 连通器 小于 4. BCD 5. D
6. 连通器 3. 6×105 7. D 8. D
9. > 1. 5×103 8×102
10. 答:车门受到的平均压强为:p = ρ水 gh = 1. 0× 103
kg / m3 ×
10
N / kg×1
m = 1×104
Pa,
车门的面积约为 1. 5
m2 ,由 p =
F
S
可得,车门受到水的压
力为:F= pS= 1×104
Pa×1. 5
m2 = 1. 5×104
N,
由计算可知. 水对车门的压力远远大于人的推力,所以很
难打开.
11. F甲 >F丙 >F乙 p甲 = p乙 = p丙
【变式训练】(1)C 【解析】由图知左边玻璃杯中水的体
积比右边玻璃杯中的小,由 m = ρV 知左边玻璃杯中水的
质量小,故左边玻璃杯水的重力比右边玻璃杯的小,由于
玻璃杯的质量相同,则左边玻璃杯对桌面的压力小于右
边玻璃杯对桌面的压力,由于玻璃杯的底面积相同,由
p=
F
S
知左边玻璃杯对桌面的压强小于右边玻璃杯对桌
面的压强,故 AB 错误;由 p = ρgh 得,两玻璃杯内水面的
高度相同,玻璃杯底所处深度相同,故水对两玻璃杯底部
的压强相等,由 F= pS 得,两玻璃杯内的水对底部的压力
相等,故 C 正确,D 错误. 故选 C.
(2) < <
12. (1)拦河大坝上窄下宽(或深海潜水需穿抗压潜水服等
合理即可) (2)相平 (3)甲、乙 相等 (4) 深度
(5)更小
【拓展设问】(1) a. 在同一液体的同一深度,液体向各个
方向的压强相等 b. 同一液体,深度越深,压强越大 c.
5、7 (2)水 上
13. (1)转换法 (2)无关 (3)深度 (4)C、D
14. = 1
600 B 容器的底面积较小,放入金属盒后液面上
升的较多
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