专题15 特殊方法测密度实验问题-2025年符合内蒙古中考物理二轮复习实际的20个微专题必须练
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内容正文:
2025年符合内蒙古中考物理二轮复习实际的20个微专题必须练
【编写说明】
根据内蒙古中考物理命题最新动态,2025年内蒙古实施统一中考命题。新的政策规定:物理学科总分60分,考试时间60分钟。主要由选择题(8道小题,共24分)和非选择题(6道小题,共36分)组成,共有14道小题。预测2025年内蒙古中考真题试卷应该具有如下特点:
(1)全面考查物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任核心素养。
(2)打破以往传统命题方式,一定会出现新考法。对新情境问题、跨学科实践问题更加重视,有利于培养学生创造性思维。
(3)重视科学技术在生产生活中的实际应用。
(4)关注2025年5月份前国内各种体育赛事及大型活动中的物理问题。
(5)光热力电实验、光热力电简答、力学知识体系内(或者力电)综合计算、含有传感器类的电学(或者电力光及热)综合计算会出现6道小题。
结合以上分析,为了内蒙古初中生中考需求,特编制《2025年符合内蒙古中考物理二轮复习实际的20个微专题必须练》专辑。共下载使用,祝你一臂之力。
专题15 特殊方法测密度实验问题
1. (结合浮力知识测密度)某同学测量物质的密度。
(一)测量牛奶的密度
(1)天平放在水平台上,将游码移到标尺左端的零刻度线处,横梁静止时指针偏右,应向______调节平衡螺母,直至指针指在分度盘中央;
(2)将装有适量牛奶的烧杯放在天平左盘,当天平重新平衡时,右盘中的砝码和游码的位置如图(a)所示,则烧杯和牛奶的质量______g;
(3)将烧杯中部分牛奶倒入量筒中,液面的位置如图(b)所示;
(4)测出烧杯和剩余牛奶的质量;
(5)设计的记录数据的表格如下,表格中▲处应补充的内容是______;
烧杯和牛奶的质量/g
烧杯和剩余牛奶的质量/g
▲/g
量筒中牛奶的体积
牛奶的密度
(6)根据测量数据求得牛奶的密度______。
(二)测量瓷勺的密度:该同学清洗餐具时,发现瓷勺沉到水底,于是想测量瓷勺的密度。该同学用厨房电子秤、透明塑料杯、细线、厨具支架和水(密度为),进行如下操作:
a.用电子秤测量瓷勺的质量;
b.将适量的水装入塑料杯并测出杯和水的总质量;
c.按照图(c)所示的方式组装,读出电子秤的示数。
回答下列问题:
(1)选用、、、和g中的字母表示图(c)中瓷勺所受的拉力______,瓷勺的密度______;
(2)若图(c)中瓷勺接触杯底并对杯底有压力,会使测得的密度偏______。
2. (结合浮力知识测密度)某兴趣小组要测量一金属块的密度,设计了如下方案:将装有适量细沙的薄壁圆筒,缓慢竖直放入盛有适量水的、水平放置的长方体透明薄壁容器中,待圆筒静止后,在圆筒上对应水面的位置标记一点A,并在长方体容器上标出此时的水位线MN(如图甲所示);然后将待测金属块用细线悬挂在圆筒下方,缓慢竖直放入水中,圆筒静止后(金属块不接触容器底部),在长方体容器上标出此时的水位线PQ(如图乙所示);再向长方体容器中缓慢注水至圆筒上的A点与MN在同一水平面上(如图丙所示)。测出PQ与此时水面的距离为,与MN的距离为。若圆筒的底面积为S,长方体容器的底面积为4S,A点到圆筒底部的竖直距离为h,不计细线的质量和体积,已知和g。
(1)求图甲中圆筒和细沙总重力G的大小(用题中给定的物理量符号表示);
(2)求金属块的体积V(用题中给定的物理量符号表示):
(3)若求金属块的密度。
3. (结合杠杆平衡条件知识测密度)在某届泸州市青少年科技创新大赛中,小明制作的“杆秤液体密度计”如图甲所示,选取了一根质量不计的硬质轻杆,P为提挂点,P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯,右侧悬挂秤砣,不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中,根据杠杆平衡条件可知,杠杆平衡时,秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系,即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作:
(1)距离左端点A处10cm的位置制作提挂点P;用天平称得空塑料杯质量如图乙所示,则空塑料杯质量为________g;右侧秤砣采用50g钩码拴上细线制成;
(2)将空塑料杯悬挂在A点,调节右侧秤砣细线位置,使杠杆在水平位置平衡,此时细线位置处标记为“”,此刻度线到提挂点P距离为________cm;
(3)将100mL密度为的水倒入塑料杯中,在液面处作标记,调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡,并在此时秤砣细线位置处标记为“1”,此刻度线到提挂点P的距离为________cm;将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,则该密度计的分度值为________;按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线,即杆秤密度计制作完成;
(4)用制作好的密度计测量某一液体密度时,将100mL的液体倒入空塑料杯中,秤砣细线位置如图丙所示,则待测液体密度为________;
(5)制作好的密度计不仅能够测出液体的密度,还可以测算某些固体的密度。某次测量时,小明将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,再向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,则小石块的密度为________。
4. (设计性实验)喜欢篆刻的津津同学购买了一块练习用的印章石料,他想知道这块石料的密度,于是从家中找到如图所示的器材和足够长的细线、足量的水(水的密度为)。请你从中选用合适的器材,帮他设计一个测量该石料密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出石料密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
5. (结合浮力知识测密度)“混放是垃圾,分类是资源”,垃圾分类收集逐渐成为市民的好习惯。小吴同学在家里收集到一个废旧水龙头,同学们想通过测量密度知道它是由什么材料制成的。
(1)小吴将天平放在水平桌面上,游码移到零刻度线,发现天平的左盘较高,应将平衡螺母向________调节,直至指针对准分度盘的________刻度线。将水龙头放在天平左盘,向右盘加减砝码并移动游码,天平平衡时如图甲所示,测得水龙头质量为________g;然后用溢水杯、水、小烧杯、细线和天平测出水龙头的体积并算出密度;
(2)小欣提出用弹簧测力计测量密度更方便。她先用弹簧测力计测出水龙头的重力;然后将水龙头浸没在水中静止,发现弹簧测力计的示数减小了2小格,这是因为水龙头受到竖直向________的浮力,此时弹簧测力计的示数如图乙所示为________N;小欣计算出水龙头的密度是________;
(3)同学们对实验进行交流评估,认为________同学测得的密度误差较大,主要原因是________。
6. (结合杠杆平衡条件知识测密度)在学习了密度、浮力、杠杆的相关知识后,小丽同学根据杠杆的平衡条件测出了一个物块的密度,请帮她将下列步骤补充完整。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)相邻两刻度间距离相等的轻质杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆______(选填“是”或“不是”)处于平衡状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向_______(选填“左”或“右”)调节;
(2)调节杠杆水平平衡后,用细线将物块挂于杠杆左侧,将3个钩码挂于右侧,杠杆仍处于水平平衡,如图乙所示,每个钩码质量100g,则物块质量为______g;
(3)将该物块浸没在装有水的烧杯中,调节右侧钩码的位置,使杠杆处于水平平衡,如图丙所示,则物块在水中所受浮力为_____N;
(4)物块的密度是_____kg/m3;
(5)在探究杠杆平衡条件的实验中,多次改变钩码的位置和个数,收集多组数据的目的是____(选填字母)。
A.避免实验的偶然性,便于得到普遍规律
B.取平均值,减小误差
7. (结合浮力知识测密度)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)。
8. (结合浮力知识测密度)小明和小红使用不同的器材分别对石块的密度进行了测量。
(1)小明将托盘天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左侧零位,发现指针所处位置如图甲所示,说明天平_____侧偏重,应将平衡螺母向______移动,使天平横梁在水平位置平衡;
(2)把石块放在天平的______盘中,用镊子向另一个盘中加减砝码,再移动游码。当天平平衡时,砝码质量以及游码在标尺上的位置如图乙所示,则石块的质量是______g;
(3)小明又测出石块的体积是,则石块的密度是______;
(4)实验后,小明发现所用的砝码生锈了,则所测石块密度比真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(5)小红用圆柱形容器、刻度尺和一个不吸水的小木块等器材测量石块密度:
①如图丙所示,容器内装入适量的水,小木块放入容器内静止时,测出容器内水深为h1;
②如图丁所示,用细线把石块与木块系住放入容器内静止时,测出容器内水深为h2;
③如图戊所示,将石块直接放入容器内水中,测出容器内水深为h3;
④石块密度的表达式ρ石=______。(用字母表示,水的密度为ρ水)
9.(结合浮力知识测密度) 实验小组的同学利用学过的物理知识测定一块吊坠的密度。
(1)把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺左端______处时,发现指针偏向分度盘的左侧,此时应向______调节平衡螺母,使横梁平衡;
(2)将吊坠放在天平左盘中,向右盘中加砝码并调节游码直到横梁平衡。此时,右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,则吊坠的质量是______g;
(3)往量筒中倒入50mL水,将吊坠浸没在水中,液面位置如图乙所示,则吊坠的密度是______;
(4)整理实验器材时发现,使用的砝码有磨损,则测得的密度值偏______;
(5)实验小组讨论后,不用砝码,只利用天平、两个相同的烧杯、量筒和水也能测出吊坠的密度。请将实验步骤补充完整。
①在两个烧杯中倒入等量的水,分别放在已调平衡的天平的左右盘中如图丙所示;
②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡,记下加水的体积为,如图丁所示;
③______,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到横梁平衡,并记下再次加入水的体积为;
④吊坠密度的表达式为______。(用、、表示)
10. (结合浮力知识测密度)在力学专题复习中,小丽总结了测量和比较物质密度的几种方法:
(1)用天平和量筒测密度。例如:测量盐水密度。
①将盛有盐水的烧杯放在调好的天平左盘,向右盘加减砝码并移动游码,测出烧杯和盐水的质量为112.4g;
②接下来,把盐水倒入量筒中一部分,如图甲所示;
③如图乙,再用天平测出烧杯和剩余盐水的质量为______ g;
④利用测量的数据计算出这杯盐水的密度ρ= ______ g/cm3。
(2)用替代的方法测密度,例如:测量鸡蛋的密度。
①把鸡蛋放入足量清水中,鸡蛋沉底,说明鸡蛋所受的浮力______ (填“大于”、“等于”或“小于”)重力;
②向水中缓慢加盐并轻轻搅拌,不断调节盐和水的用量,直至看到______ 现象,说明鸡蛋的密度恰好等于此时盐水的密度,用密度计测量盐水密度就可以知道鸡蛋的密度。
(3)自制密度计比较密度。例如:用食盐和小瓶制成不同的密度计比较不同盐水的密度。
①取两个完全相同的小瓶A和B,在小瓶侧壁相同的位置上做标记a。如图丙所示;
②向小瓶中加入食盐,并不断调节加入食盐的多少,使两个小瓶分别竖直漂浮在两杯不同的盐水中;
③用天平分别测量小瓶和食盐的总质量,只通过比较总质量的大小就能判断盐水密度的大小关系。上述过程中②步骤缺少一个关键条件,请补充:______ 。
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2025年符合内蒙古中考物理二轮复习实际的20个微专题必须练
【编写说明】
根据内蒙古中考物理命题最新动态,2025年内蒙古实施统一中考命题。新的政策规定:物理学科总分60分,考试时间60分钟。主要由选择题(8道小题,共24分)和非选择题(6道小题,共36分)组成,共有14道小题。预测2025年内蒙古中考真题试卷应该具有如下特点:
(1)全面考查物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任核心素养。
(2)打破以往传统命题方式,一定会出现新考法。对新情境问题、跨学科实践问题更加重视,有利于培养学生创造性思维。
(3)重视科学技术在生产生活中的实际应用。
(4)关注2025年5月份前国内各种体育赛事及大型活动中的物理问题。
(5)光热力电实验、光热力电简答、力学知识体系内(或者力电)综合计算、含有传感器类的电学(或者电力光及热)综合计算会出现6道小题。
结合以上分析,为了内蒙古初中生中考需求,特编制《2025年符合内蒙古中考物理二轮复习实际的20个微专题必须练》专辑。共下载使用,祝你一臂之力。
专题15 特殊方法测密度实验问题
1. (结合浮力知识测密度)某同学测量物质的密度。
(一)测量牛奶的密度
(1)天平放在水平台上,将游码移到标尺左端的零刻度线处,横梁静止时指针偏右,应向______调节平衡螺母,直至指针指在分度盘中央;
(2)将装有适量牛奶的烧杯放在天平左盘,当天平重新平衡时,右盘中的砝码和游码的位置如图(a)所示,则烧杯和牛奶的质量______g;
(3)将烧杯中部分牛奶倒入量筒中,液面的位置如图(b)所示;
(4)测出烧杯和剩余牛奶的质量;
(5)设计的记录数据的表格如下,表格中▲处应补充的内容是______;
烧杯和牛奶的质量/g
烧杯和剩余牛奶的质量/g
▲/g
量筒中牛奶的体积
牛奶的密度
(6)根据测量数据求得牛奶的密度______。
(二)测量瓷勺的密度:该同学清洗餐具时,发现瓷勺沉到水底,于是想测量瓷勺的密度。该同学用厨房电子秤、透明塑料杯、细线、厨具支架和水(密度为),进行如下操作:
a.用电子秤测量瓷勺的质量;
b.将适量的水装入塑料杯并测出杯和水的总质量;
c.按照图(c)所示的方式组装,读出电子秤的示数。
回答下列问题:
(1)选用、、、和g中的字母表示图(c)中瓷勺所受的拉力______,瓷勺的密度______;
(2)若图(c)中瓷勺接触杯底并对杯底有压力,会使测得的密度偏______。
【答案】(一) (1)左 (2)130.6 (5)量筒内牛奶的质量 (6) 1.05
(二)(1) (2)小
【解析】(一)(1)天平在使用前需要调平,将游码移到标尺左端的零刻度线处,横梁静止时指针偏右,说明右边比较重,应该将平衡螺母向左调节。
(2)由图可知,砝码的质量为130g,游码对应的刻度为0.6g,则烧杯和牛奶的质量
(5)表格中已经记录量筒内牛奶的体积,计算出量筒内牛奶的质量,根据即可算出牛奶的密度,所以表格中应补充的内容是量筒内牛奶的质量。
(6)量筒内牛奶的质量为
由图可知,量筒内牛奶的体积为
牛奶的密度为
(二)(1)瓷勺的重力为
将适量水装入塑料杯并测出杯和水的总质量,按照图(c)所示的方式组装,读出电子秤的示数,由于瓷勺受到浮力的作用,物体间力的作用是相互的,瓷勺给水一个竖直向下的力,故电子秤的示数增加,增加的示数是瓷勺排开水的质量,所以瓷勺受到的浮力为
图(c)中瓷勺所受的拉力为
根据可知,瓷勺体积为
瓷勺的密度为
(2)若图(c)中瓷勺接触杯底并对杯底有压力,则将变大,由可知,测得的密度偏小。
2. (结合浮力知识测密度)某兴趣小组要测量一金属块的密度,设计了如下方案:将装有适量细沙的薄壁圆筒,缓慢竖直放入盛有适量水的、水平放置的长方体透明薄壁容器中,待圆筒静止后,在圆筒上对应水面的位置标记一点A,并在长方体容器上标出此时的水位线MN(如图甲所示);然后将待测金属块用细线悬挂在圆筒下方,缓慢竖直放入水中,圆筒静止后(金属块不接触容器底部),在长方体容器上标出此时的水位线PQ(如图乙所示);再向长方体容器中缓慢注水至圆筒上的A点与MN在同一水平面上(如图丙所示)。测出PQ与此时水面的距离为,与MN的距离为。若圆筒的底面积为S,长方体容器的底面积为4S,A点到圆筒底部的竖直距离为h,不计细线的质量和体积,已知和g。
(1)求图甲中圆筒和细沙总重力G的大小(用题中给定的物理量符号表示);
(2)求金属块的体积V(用题中给定的物理量符号表示):
(3)若求金属块的密度。
【答案】(1)ρ水gSh;(2)3Sh2-Sh1;(3)6×103kg/m3
【解析】(1)图甲中,圆桶所受浮力等于圆桶和沙子的重力
G=F浮=ρ水gV排=ρ水gSh
(2)图乙和图丙相比,浮力相等,V排相等,A点在水面下的深度相等,所以乙图中,A点到水面PQ的距离应该等于(h1+h2),A点到MN的距离应该等于h1,图乙和图甲相比
ΔV排=ΔV桶浸+V金属
金属块的体积
V金属=ΔV排-V桶浸=4Sh2-S(h1+h2)=3Sh2-Sh1
(3)由图甲图乙可知,金属块的重力
G金属=ΔF浮=ρ水g4Sh2
金属块的质量
金属块的密度
答:(1)图甲中圆筒和细沙总重力G的大小为ρ水gSh;
(2)金属块的体积V为3Sh2-Sh1;
(3)金属块的密度6×103kg/m3。
3. (结合杠杆平衡条件知识测密度)在某届泸州市青少年科技创新大赛中,小明制作的“杆秤液体密度计”如图甲所示,选取了一根质量不计的硬质轻杆,P为提挂点,P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯,右侧悬挂秤砣,不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中,根据杠杆平衡条件可知,杠杆平衡时,秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系,即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作:
(1)距离左端点A处10cm的位置制作提挂点P;用天平称得空塑料杯质量如图乙所示,则空塑料杯质量为________g;右侧秤砣采用50g钩码拴上细线制成;
(2)将空塑料杯悬挂在A点,调节右侧秤砣细线位置,使杠杆在水平位置平衡,此时细线位置处标记为“”,此刻度线到提挂点P距离为________cm;
(3)将100mL密度为的水倒入塑料杯中,在液面处作标记,调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡,并在此时秤砣细线位置处标记为“1”,此刻度线到提挂点P的距离为________cm;将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,则该密度计的分度值为________;按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线,即杆秤密度计制作完成;
(4)用制作好的密度计测量某一液体密度时,将100mL的液体倒入空塑料杯中,秤砣细线位置如图丙所示,则待测液体密度为________;
(5)制作好的密度计不仅能够测出液体的密度,还可以测算某些固体的密度。某次测量时,小明将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,再向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,则小石块的密度为________。
【答案】 (1) 25 (2) 5 (3) 25 0.1 (4)0.8 (5) 2.5
【解析】(1)物体质量等于砝码质量加上游码对应刻度,即空烧杯质量为
(2)把APB看作杠杆,P为支点,A点受力为
B点受力为
根据杠杆平衡条件,有
此刻度线到提挂点P距离为
(3)100mL密度为的水倒入塑料杯中,水的质量为
A点受力为
根据杠杆平衡条件,有
此刻度线到提挂点P距离为
“0”到“1”之间共20cm,将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,每份2cm,则该密度计的分度值为0.1g/cm3。
(4)如图丙所示,则待测液体密度为0.8g/cm3。
(5)秤砣细线在“0.5”刻度处,此刻度线到提挂点P距离为15cm,将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,可得
则石块重力为
则石块质量为
秤砣细线在“1.3”刻度处,此刻度线到提挂点P距离为31cm,向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,可得
则加入水的重力为
则加入水的体积为
则石块体积为
所以石块密度为
4. (设计性实验)喜欢篆刻的津津同学购买了一块练习用的印章石料,他想知道这块石料的密度,于是从家中找到如图所示的器材和足够长的细线、足量的水(水的密度为)。请你从中选用合适的器材,帮他设计一个测量该石料密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出石料密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)见解析;(2)
【解析】(1)①用电子秤称出石料的质量;
②将盛有适量水的玻璃杯放到电子秤上,读出示数;
③用细线系住石料浸没在水中(不与杯底或侧壁接触),读出示数。
(2) 石料浸没水中排开水的质量
由可得,石料的体积
石料的密度
故石料的密度为:。
5. (结合浮力知识测密度)“混放是垃圾,分类是资源”,垃圾分类收集逐渐成为市民的好习惯。小吴同学在家里收集到一个废旧水龙头,同学们想通过测量密度知道它是由什么材料制成的。
(1)小吴将天平放在水平桌面上,游码移到零刻度线,发现天平的左盘较高,应将平衡螺母向________调节,直至指针对准分度盘的________刻度线。将水龙头放在天平左盘,向右盘加减砝码并移动游码,天平平衡时如图甲所示,测得水龙头质量为________g;然后用溢水杯、水、小烧杯、细线和天平测出水龙头的体积并算出密度;
(2)小欣提出用弹簧测力计测量密度更方便。她先用弹簧测力计测出水龙头的重力;然后将水龙头浸没在水中静止,发现弹簧测力计的示数减小了2小格,这是因为水龙头受到竖直向________的浮力,此时弹簧测力计的示数如图乙所示为________N;小欣计算出水龙头的密度是________;
(3)同学们对实验进行交流评估,认为________同学测得的密度误差较大,主要原因是________。
【答案】 (1) 左 中央 181.4 (2)上 1.4 4.5 (3)小欣 见解析
【解析】(1)天平的左盘较高,说明天平右端下沉,应将平衡螺母向左调节,直至指针对准分度盘的中央刻度线。
由图甲可知,游码的分度值为0.2g,游码的示数为1.4g,则测得水龙头质量为
(2)将水龙头浸没在水中静止,水龙头会受到水的浮力,方向竖直向上。
由图乙可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.4N。
由题意可知,水龙头放入水中后弹簧测力计的示数减小了2小格,则水龙头的重力为1.8N,水龙头的质量为
根据称重法测浮力可知,水龙头受到的浮力为
根据阿基米德原理可知,水龙头的体积等于其排开水的体积,为
水龙头的密度为
(3)在进行实验测量时,仪器越精确,读出的数据越准确,最终的实验结果误差越小。根据两位同学的测量仪器可知,天平的读数比弹簧测力计的读数更准确,即小欣同学根据弹簧测力计的示数得出的水龙头的质量和体积误差较大,因此小欣同学测得的密度误差较大。
6. (结合杠杆平衡条件知识测密度)在学习了密度、浮力、杠杆的相关知识后,小丽同学根据杠杆的平衡条件测出了一个物块的密度,请帮她将下列步骤补充完整。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)相邻两刻度间距离相等的轻质杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆______(选填“是”或“不是”)处于平衡状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向_______(选填“左”或“右”)调节;
(2)调节杠杆水平平衡后,用细线将物块挂于杠杆左侧,将3个钩码挂于右侧,杠杆仍处于水平平衡,如图乙所示,每个钩码质量100g,则物块质量为______g;
(3)将该物块浸没在装有水的烧杯中,调节右侧钩码的位置,使杠杆处于水平平衡,如图丙所示,则物块在水中所受浮力为_____N;
(4)物块的密度是_____kg/m3;
(5)在探究杠杆平衡条件的实验中,多次改变钩码的位置和个数,收集多组数据的目的是____(选填字母)。
A.避免实验的偶然性,便于得到普遍规律
B.取平均值,减小误差
【答案】 (1)是 右 (2) 400 (3)2 (4) 2×103 (5) A
【解析】(1)由图甲可知,杠杆处于静止状态,受力平衡,故杠杆处于平衡状态。
图甲可知,杠杆左边低右边高,应将平衡螺母向右调节,使得杠杆在水平位置平衡。
(2)设杠杆每一小格代表L,每个钩码的重力为G,根据杠杆平衡条件可得
故,每个钩码质量m=100g,由G=mg可得,物块的质量为
(3)当物块浸没在水中平衡时,设细线对杠杆的拉力为F,由杠杆平衡条件可得
解得细线对杠杆的拉力为
物块的重力为
则物块在水中所受浮力为
(4)根据阿基米德原理可得,物块的体积等于其浸没在水中排开水的体积,即
由可得,物块的密度为
(5)多次改变钩码的位置和个数,即多次改变力和力臂的大小,得到了多组实验数据,得出了杠杆平衡条件。该实验测量多组数据的目的是得出的结论避免偶然性,寻找普遍规律,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
7. (结合浮力知识测密度)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)。
【答案】 (1)右 (2) b (3)54.2 (4)
(5)容器内液体深(高)度#容器下表面到液面距离
【解析】(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
所以烧杯和剩余盐水的总质量为。
(4)根据密度公式
可知,盐水的密度为
(5)为了便于测量出倒出液体的质量,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
可知,薄壁圆柱形平底玻璃容器在丁容器中受到的浮力为
薄壁圆柱形平底玻璃容器在戊容器中受到的浮力为
取出的液体的重力为
取出的液体的质量为
液体的密度为
8. (结合浮力知识测密度)小明和小红使用不同的器材分别对石块的密度进行了测量。
(1)小明将托盘天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左侧零位,发现指针所处位置如图甲所示,说明天平_____侧偏重,应将平衡螺母向______移动,使天平横梁在水平位置平衡;
(2)把石块放在天平的______盘中,用镊子向另一个盘中加减砝码,再移动游码。当天平平衡时,砝码质量以及游码在标尺上的位置如图乙所示,则石块的质量是______g;
(3)小明又测出石块的体积是,则石块的密度是______;
(4)实验后,小明发现所用的砝码生锈了,则所测石块密度比真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(5)小红用圆柱形容器、刻度尺和一个不吸水的小木块等器材测量石块密度:
①如图丙所示,容器内装入适量的水,小木块放入容器内静止时,测出容器内水深为h1;
②如图丁所示,用细线把石块与木块系住放入容器内静止时,测出容器内水深为h2;
③如图戊所示,将石块直接放入容器内水中,测出容器内水深为h3;
④石块密度的表达式ρ石=______。(用字母表示,水的密度为ρ水)
【答案】(1) 右 左 (2)左 46 (3) (4)偏小 (5)
【解析】(1)小明将托盘天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左侧零位,发现指针偏向分度盘的右侧,说明天平右侧偏重,应将平衡螺母向左移动,使天平横梁在水平位置平衡。
(2)用天平称量物体时,应把物品放在左盘,砝码放在右盘,因此把石块放在天平的左盘中,用镊子向另一个盘中加减砝码,再移动游码。
石块质量等于右盘砝码的质量加上标尺上游码指示的质量,则石块的质量是
(3)小明又测出石块的体积是20cm3,则石块的密度是
(4)实验所用的砝码生锈了,砝码的质量变大,所测物体的质量偏小,根据 可知,则所测石块密度比真实值偏小。
(5)设容器的底面积为S,由丙、戊两图可知石块的体积为
设丙图中木块浸入水中的体积为 ,丁图木块和石块浸入水中的体积为
物体漂浮时浮力等于重力,由丙、丁两图可知,两种情况下浮力
两式相减得
石块密度
9.(结合浮力知识测密度) 实验小组的同学利用学过的物理知识测定一块吊坠的密度。
(1)把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺左端______处时,发现指针偏向分度盘的左侧,此时应向______调节平衡螺母,使横梁平衡;
(2)将吊坠放在天平左盘中,向右盘中加砝码并调节游码直到横梁平衡。此时,右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,则吊坠的质量是______g;
(3)往量筒中倒入50mL水,将吊坠浸没在水中,液面位置如图乙所示,则吊坠的密度是______;
(4)整理实验器材时发现,使用的砝码有磨损,则测得的密度值偏______;
(5)实验小组讨论后,不用砝码,只利用天平、两个相同的烧杯、量筒和水也能测出吊坠的密度。请将实验步骤补充完整。
①在两个烧杯中倒入等量的水,分别放在已调平衡的天平的左右盘中如图丙所示;
②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡,记下加水的体积为,如图丁所示;
③___________,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到横梁平衡,并记下再次加入水的体积为;
④吊坠密度的表达式为______。(用、、表示)
【答案】(1)零刻度线 右 (2)32.2 (3) (4) 大
(5)将吊坠直接放在左盘烧杯的水中
【解析】(1)根据托盘天平的使用规则可知,首先把天平放在水平桌面上,然后将游码调到标尺左端零刻度线处,若发现指针偏向分度盘的左侧,说明左侧较重,所以把平衡螺母向右调节,才能使天平平衡。
(2)根据托盘天平的读数规则可知,左盘上物体的质量等于右盘砝码的质量与标尺上游码所表示的示数之和,所以吊坠的质量为
m=20g+10g+2.2g=32.2g
(3)由图可知,该量筒的分度值为2mL,根据液面所在的位置可知,此时量筒的示数为64mL,由题意可知,吊坠的体积等于量筒中水增加的体积,即吊坠的体积为
V=64mL-50mL=14mL=14cm3
根据密度公式可得,该吊坠的密度为
(4)使用的砝码有磨损,会导致测量的质量偏大,根据可知,测得的密度值偏大。
(5)天平是一个等臂杠杆,将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡,记下加水的体积为, 此时右侧增加的水的重力等于右侧吊坠所受到的浮力,即,可得
所以此时V排=V1,又因为吊坠在水中处于浸没状态,所以
V吊坠=V排=V1
将吊坠直接放在左盘烧杯的水中,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到横梁平衡,并记下再次加入水的体积为,此时天平两侧的重力大小相等,所以右侧增加的水的重力等于吊坠的重力,即可得吊坠的重力为
所以吊坠的质量为
根据密度公式可得,该吊坠的密度为
10. (结合浮力知识测密度)在力学专题复习中,小丽总结了测量和比较物质密度的几种方法:
(1)用天平和量筒测密度。例如:测量盐水密度。
①将盛有盐水的烧杯放在调好的天平左盘,向右盘加减砝码并移动游码,测出烧杯和盐水的质量为112.4g;
②接下来,把盐水倒入量筒中一部分,如图甲所示;
③如图乙,再用天平测出烧杯和剩余盐水的质量为______ g;
④利用测量的数据计算出这杯盐水的密度ρ= ______ g/cm3。
(2)用替代的方法测密度,例如:测量鸡蛋的密度。
①把鸡蛋放入足量清水中,鸡蛋沉底,说明鸡蛋所受的浮力______ (填“大于”、“等于”或“小于”)重力;
②向水中缓慢加盐并轻轻搅拌,不断调节盐和水的用量,直至看到______ 现象,说明鸡蛋的密度恰好等于此时盐水的密度,用密度计测量盐水密度就可以知道鸡蛋的密度。
(3)自制密度计比较密度。例如:用食盐和小瓶制成不同的密度计比较不同盐水的密度。
①取两个完全相同的小瓶A和B,在小瓶侧壁相同的位置上做标记a。如图丙所示;
②向小瓶中加入食盐,并不断调节加入食盐的多少,使两个小瓶分别竖直漂浮在两杯不同的盐水中;
③用天平分别测量小瓶和食盐的总质量,只通过比较总质量的大小就能判断盐水密度的大小关系。上述过程中②步骤缺少一个关键条件,请补充:______ 。
【答案】 (1)79.4 1.1 (2)小于 鸡蛋悬浮在盐水中的 (3) 使盐水均达到标记处
【解析】(1)如图乙,标尺分度值为0.2 g,游码在标尺上对应的刻度值为4.4g, 烧杯和剩余盐水的质量为
m1=50g+20g+5g+4.4g=79.4g
则倒入量筒中的盐水的质量为
由图甲知倒入量筒中的盐水的体积为,盐水的密度
(2)①浸没在液体中的物体,物体的重力大于浮力时,物体在液体中将处于沉底状态,鸡蛋在清水中处于沉底状态,说明鸡蛋受到的浮力小于重力。
②当物体的密度与液体的密度相同时,物体将处于悬浮状态;向水中缓慢加盐并轻轻搅拌,不断调节盐和水的用量,直至看到悬浮现象,说明鸡蛋的密度恰好等于此时盐水的密度,用密度计测量盐水密度就可以知道鸡蛋的密度。
(3)只有当两个小瓶漂浮且排开水的体积相等时,有
得
比较小瓶和食盐的总质量即可得到盐水密度的大小关系,故在中就应补充的条件是,使盐水均达到标记处。
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