内容正文:
第六章 质量与密度
一、选择题
1.小明在测量某种液体的密度时,根据测量数据绘制出了烧杯和液体的总质量与液体体积的关系图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.该液体的密度是3g/cm3
B.由图象可知,该液体体积越大,密度越小
C.该液体体积是50cm3时,液体和烧杯的总质量是90g
D.烧杯的质量是40kg
2.为测量某种液体的密度,小明利用天平和量筒测量了液体和量筒的总质量,及液体的体积V,得到了几组数据并绘出了m﹣V图象,如图所示.下列说法正确的是( )
A.该液体密度为2 g/cm3 B.该液体密度为1.25 g/cm3
C.60cm3的该液体质量为60 g D.量筒质量为40 g
3.为了使我国人民能对新冠病毒能形成免疫屏障,国家给岁的中国公民免费接种新冠疫苗,如图是小东去医院时看到医生给人们扎疫苗时的情景,他对情景中的物理量进行了估测,其中符合实际的是( )
A.一针疫苗的剂量约50g B.疫苗接种者的体温约
C.针头的长度约15cm D.注射一针用时约
4.如图所示,三个相同的容器分别装有质量相等的水、酒精、海水,则()
A.甲装的是水 B.乙装的是酒精
C.丙装的是酒精 D.丙装的是海水
5.甲、乙、丙三个正方体,边长之比为1:2:3,质量分别为3g、16g、81g,已知它们是同一材料制成的,但有一个是空心的,则空心的正方体是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.无法判断
6.如图是一些常用的测量仪器,其中使用方法正确的是( )
A.刻度尺 B.量筒
C.温度计 D.天平
7.小东用一个最多能装4㎏水的塑料桶装满植物油,则桶内植物油的质量( )
A.小于4㎏ B.一定等于4㎏ C.大于4㎏ D.可能等于4㎏
8.小星和小华分别购买了两只不同品牌的乒乓球,为了比较两只乒乓球的弹性大小,他们设计了几种方案,你认为能够解决这个问题的最好方案是( )
A.让两球置于乒乓桌面上方同一高度自由落下,比较它们反弹的高度
B.把两球向墙掷去,比较它们反弹后离墙的距离
C.用乒乓球拍分别击打两球,比较两球飞出去的距离
D.用手捏乒乓球,比较它们的硬度
二、填空题
9. 一危重型病例需要吸氧治疗,一钢瓶中的氧给病人用去了一半,则瓶内剩余氧气的质量 ,密度 。(两空均选填“变大”、“变小”、“不变”)。
10.北方的冬天,房间里的暖气一般都安装在窗户的下面,这是因为暖气片周围的空气受热体积变 ,密度变 而上升,靠近窗户的冷气下沉到暖气片周围,使冷热空气形成对流,房间变暖和起来.
11.我国科研团队研制出了一种截止目前世界上密度最小的固态材料——“全碳气凝胶”,其密度仅为0.16kg/m3,0.16kg/m3 = g/cm3,0.16kg/m3表示的物理意义是 。
12.要测定一小块不规则的铁块的密度,必须测定铁块的 和 ,然后用公式 计算出铁块的密度。如有下列器材:天平、砝码、弹簧秤、游标卡尺、量筒、水、盐水、玻璃杯、直尺,要测铁块密度应选用 、 、 、 。
13.某同学利用托盘天平、玻璃杯、水、细棉线、记号笔,测出一块小石块的密度,他主要实验步骤如下:
(1)用调好的天平测出石块的质量m1,并记录在表格内;
(2)在玻璃杯中倒入适量水,用细棉线系住石块缓慢地 在水中,标记此时水面的位置,用天平测出玻璃杯、水和石块的总质量为m2,并记录在表格内;
(3)取出石块,再向玻璃杯中加水,使水面回到标记的位置,然后再用天平测出玻璃杯和水的质量m3,并记录在表格内;
(4)石块的密度的表达式为ρ石=
三、实验探究题
14.小康同学利用以下器材设计了甲和乙两种方案测量玻璃球的密度,按图所示完成以下步骤。
方案甲
器材:天平、量筒、水、细线(质量和体积均不计,不吸水)
(1)他先将天平放在水平桌面上,游码置于“0”刻度线,调节平衡螺母,直至天平平衡;
(2)接着他按如图A所示的方法来称量玻璃球的质量,其中有两个错误:
① ;
② 。
(3)改正错误后,正确测出玻璃球的质量和体积,如图B和图C所示;密度的测量值是 g/cm3;
方案乙
器材:电子秤、溢水杯、水
①用电子秤测出玻璃球的质量,如图D所示;
②将玻璃球放入溢水杯中,然后向溢水杯中注满水,测出总质量,如图E所示;
③缓慢取出玻璃球,再向溢水杯中补满水,测出此时总质量,如图F所示;
(4)玻璃球密度的测量值是 g/cm3,实验中取出玻璃球时会带出一些水,则玻璃球密度的测量值将 (选填偏大、不变或偏小);
(5)评估:在所有操作均正确的情况下,小康同学发现两种方案测量结果依然有差异。进一步分析发现产生差异的原因是 。
四、计算题
15.一质量为40g的杯子,装满水后总质量为140g,装满油后总质量为120g,求:
(1)杯子的容积
(2)油的密度 (p水=1.0×103 kg/m3)
16.下表为小名同学在“测定液体密度”的实验中记录的数据;
实验次数
1
2
3
4
液体体积/cm3
5.8
7.9
16.7
35.1
液体和容器的总质量/g
10.7
12.8
21.6
40.0
根据上表中数据求:
(1)液体密度是多少kg/m3;
(2)容器的质量为多少kg。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】AD.由图象可知,当没有液体时,液体与烧杯总质量为40g,则表示烧杯的质量为40g,当液体体积为20cm3时,液体的质量m1=m总1-m杯=60g-40g=20g
则液体的密度ρ===1g/cm3
AD不符合题意;
B.由图象可知,液体的质量随着体积的增大而增大,且质量与体积的比值,即密度是一个定值,所以液体的质量和体积成正比,液体的密度不会随体积的增大而减小,B不符合题意;
C.当液体的体积为50m3时,液体的质量m2=ρV2=1g/cm3×50cm3=50g
则液体和烧杯的总质量m总=m2+m杯=50g+40g=90g
C符合题意。
故答案为:C。
【分析】结合图像,利用密度计算公式ρ=分析计算。
2.【答案】C
【解析】【解答】解:(1)设量筒的质量为m量筒,液体的密度为ρ,
读图可知,当液体体积为V1=20cm3时,液体和量筒的总质量m总1=m1+m量筒=40g
根据ρ= 可得m=ρV,则有:ρ×20cm3+m量筒=40g,﹣﹣﹣①
当液体体积为V2=80cm3时,液体和量筒的总质量m总2=m2+m量筒=100g
可得:ρ×80cm3+m量筒=100g,﹣﹣﹣②
①﹣②得:
液体的密度ρ=1g/cm3,故A、B错误;
代入①得m量筒=20g,故D错误;(2)当液体的体积V2=60cm3,液体质量:
m2=ρ×V2=1g/cm3×60cm3=60g,故C正确.
故选C.
【分析】(1)设量筒的质量为m筒,液体的密度为ρ,读图可知,当液体体积为V1=20cm3时,液体和筒的总质量m总1;当液体体积为V2=80cm3时,液体和筒的总质量m总2,列方程组求出液体密度和量筒质量;(2)当液体的体积V2=60cm3,利用m=ρV求液体质量.
3.【答案】B
4.【答案】D
【解析】【解答】
质量相同的三种液体,因为ρ海水>ρ水>ρ酒精,
所以由公式ρ=
可知,V海水<V水<V酒精,
分别放入三个相同的烧杯中,海水的液面最低,酒精的液面最高.
故选D.
【分析】质量相同的三种液体,由于密度不同,液体的体积不同,分别放入三个相同的烧杯中,体积小的液面低.本题考查了学生对密度公式的掌握和运用,要细心,防止因颠倒而出错,属于基础题目.
5.【答案】B
【解析】【解答】解:
设甲、乙、丙三个正方体它们的边长分别为1cm,2cm,3cm.
则它们的体积分别为:
V甲=(1cm)3=1cm3,V乙=(2cm)3=8cm3,V丙=(3cm)3=27cm3,
它们的密度分别为:
ρ甲===3g/cm3,ρ乙===2g/cm3,ρ丙===3g/cm3,
不相同的是乙,所以可以肯定乙是空心的.
故选B.
【分析】已知三个正方体是由同种物质制成的,如果都是实心的密度都相等,密度不同的就是空心的;设它们的边长分别为1cm,2cm,3cm.然后可求它们的体积,根据密度公式求出各自的密度进行比较即可.
6.【答案】B
【解析】【解答】解:
A、测长度时,刻度尺要放正,不能歪斜,故A错误;
B、使用量筒测量液体的体积时,视线要和液柱的凹面底部相平,故B正确;
C、用温度计测量液体温度,玻璃泡不能碰到容器底和容器壁.故C错误;
D、用天平测物体质量时,应把物体放在左盘中,砝码放在右盘中.故D错误.
故选B.
【分析】首先回忆常见测量工具或仪器的使用规则,然后按照规则确定正确的选项.
7.【答案】A
8.【答案】A
【解析】【解答】解:A、让两球置于乒乓球桌面上方同一高度自由落下时,它们反弹的高度能说明其弹性的大小,所以此方案可行;
B、把两球向墙掷去,它们反弹后离墙的距离除去与它们的弹性大小有关外,还可能与用力的大小有关,所以此方案无法比较;
C、用乒乓球拍分别打击两球,两球飞出去的距离除去与它们的弹性大小有关外,还可能与用力的大小有关,所以此方案无法比较;
D、用手捏乒乓球,它们的硬度不能反映弹性的大小,所以此方案无法比较;
故选A.
【分析】(1)物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法;(2)要想比较两只乒乓球的弹性大小,必须使用控制变量法进行探究,逐一分析每个选项的方案后,选择正确答案.
9.【答案】变小;变小
【解析】【解答】氧气瓶中的氧气始终会充满整个氧气瓶,用掉一半氧气之后,氧气的质量变小,但氧气的体积不变,由可知瓶内剩余氧气的密度变小;
故答案为:变小;变小
【分析】由于气体的流动性,会始终充满整个密闭容器,由此可知氧气瓶中的氧气用掉一部分之后体积不变,但氧气的质量会变小,由可分析瓶内剩余氧气的密度的变小
10.【答案】大;小
【解析】【解答】暖气片对空气进行加热时,空气受热体积变大,密度变小,故热空气会上升,冷空气会下降,使冷热空气形成对流,房间变暖和起来.
【分析】气体受热体积膨胀,密度减小;密度较小的物体在密度较大的环境上升。
11.【答案】0.16×10-3;体积是1m3的该材料质量为0.16kg
【解析】【解答】密度的单位换算
单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度,0.16kg/m3表示的意思是:体积是1m3的该材料质量为0.16kg。
【分析】根据质量和体积的比值,计算密度;密度表示单位体积的质量。
12.【答案】质量;体积;ρ=m/v;天平;砝码;量筒;水
【解析】【解答】测量密度根据:,所以必须测定质量和体积,然后代入公式计算;器材的选择:测质量用天平、砝码;因为是一小块不规则的铁块所以测体积用量筒和水就行了。
【分析】选择器材的难度并不大,只是要从实验的实际需要出发,防止漏选或多选就可以了;
13.【答案】浸;
【解析】【解答】解:
(1)用调好的天平测出石块的质量m1,
(2)在玻璃杯中倒入适量水,用细棉线系住石块缓慢地浸没在水中,标记此时水面的位置,用天平测出玻璃杯、水和石块的总质量为m2;
(3)取出石块,再向玻璃杯中加水,使水面回到标记的位置,然后再用天平测出玻璃杯和水的质量m3,
(4)原来水和玻璃杯的质量:m0=m2﹣m1,
添加水的质量:
m加=m3﹣m0=m3﹣m2+m1=m1+m3﹣m2,
∴V加=,
∵V加=V石
∴V石=,
∴ρ石==.
故答案为:(2)浸没;(4)
【分析】本题石块的质量m1可以用天平测量,由于没有量筒,石块体积不能直接测量.可运用“替代间接测量法”先测出烧杯、石块和水的质量m2;可求原来水和玻璃杯的质量:m0=m2﹣m1;让石块浸没在水中,在烧杯上做一记号,把石块拿出,加水至记号处,称得烧杯和水的质量m3,m3﹣m2即为添加的水的质量,已知水的密度,根据密度公式求出添加的水的体积,而添加水的体积就等于石块的体积;测出了石块的质量m1,再根据密度公式,求出石块的密度.
14.【答案】物体和砝码放反了;用手拿取砝码;2.2;2.5;不变;电子秤测量的体积比量筒测量体积时更精确
15.【答案】(1)解:根据题意知道,所装水的质量是:m水 =m总1 -m容 =140g-40g=100g,
由ρ=m/V可知瓶子的容积是:V=V水=m水/ρ水=100g/1g/cm3=100cm3
(2)解:所以容器装满的油的体积是:V油=V=100cm3 ,
油的质量是:m油=m总2 -m容=120g-40g=80g,
故油的密度是:ρ油 =m油/V油=80g/100cm3=0.8g/cm3
【解析】【分析】利用物体的质量和密度的比值计算体积,结合体积和质量计算密度.
16.【答案】(1)1×103kg/m3;(2)4.9×10-3kg
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