内容正文:
第六章 质量与密度
一、单选题
1.在冬天水管容易冻裂,水管冻裂的主要原因是( )
A.水管中的水结冰后,质量变大 B.水管中的水结冰后,体积变大
C.水管中的水结冰后,密度变大 D.金属在低温下容易被冻裂
2. 使用托盘天平测物体的质量时,下列对测量结果的分析正确的是( )
A.调节时,忘记将游码归零,测量值偏小
B.测量时,指针偏向分度盘的左边就读数,测量值偏小
C.测量时,砝码磨损了,测量值偏小
D.结束时,发现右托盘缺了一小块(测量前就存在),测量值偏大
3.根据所学知识和表中的数据,可以获得的准确信息是( )
物质
密度/kg•m﹣3(常温常压下)
熔点/oC(标准大气压下)
冰
0.9×103
0
酒精
0.8×103
﹣117
A.常温常压下,纯酒精可能是固态
B.一定质量的水结成冰,体积比原来增大
C.把一杯水放到0oC的冷藏室,杯中的水一定会凝固oC
D.在寒冷(﹣50oC)的北极地区,不能用酒精温度计来测量温度
4.用天平测量一个金属回形针的质量,可采用的方法是( )
A.把一个金属回形针放在天平盘里仔细测量
B.把一个金属回形针放在天平盘里,测量多次,再求平均值
C.先测出100个金属回形针的质量,再计算求得
D.把一个金属回形针和一小铁块放在一起测出总质量,再减去铁块质量
5.甲、乙两个相同容器内分别装满水和酒精,如图所示,两个容器中分别放入实心金属块A、B,使其完全浸入在液体中,溢出的水和酒精质量相同(ρ水>ρ酒),则下面说法有可能的是( )
A.若mA=mB 则ρA<ρB B.若mA>mB 则ρA<ρB
C.若mA>mB 则ρA=ρB D.若mA<mB 则ρA>ρB
6.如图a所示,一杯中已经装有60cm3的某种液体,打开龙头,向杯中继续注入该种液体,杯子和杯中液体的总质量m总与从龙头中流出的液体体积V关系如图b所示,则下列说法正确的是( )
A.杯子质量为90g
B.杯中液体可能是水
C.此杯子的容积为200mL
D.当V=100cm3时,杯子中液体的总质量为128g
二、多选题
7.有些商店还在使用一种案秤,如图所示,它的工作原理与天平相同,不过两臂长度不等。把被测物体放在秤盘,向砝码盘里加减槽码并调节游码在秤杆上的位置,直至横梁恢复平衡,即可测出物体的质量。下列说法正确的是( )
A.使用案秤时,可以把案秤放在任意台面上
B.称量物体质量前,要调节游码使横梁平衡
C.称量物体质量时,向右移动游码相当于向秤盘内增加小槽码
D.若砝码盘上的槽码沾有油污,会使测得的质量比真实值小
8.下列说法中正确的是( )
A.称量物体质量的过程中,若天平横梁不平衡,可调节平衡螺母
B.用托盘天平不能直接测出一枚大头针的质量,是因为一枚大头针的质量大于托盘天平的分度值
C.同一物体,从地球拿到月球上时,质量不变
D.如图表示A、B、C三种物质的质量跟体积的关系,可知ρC>ρB>ρA
9.为测出石块的密度,某同学先用天平测石块的质量,所加砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示;接着用量筒和水测石块的体积,其过程如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.石块的质量是46.8g
B.石块的体积是18cm3
C.石块的密度是2.6×103kg/m3
D.若先用量筒测石块的体积,接着用天平测石块的质量,会导致测得石块的密度偏小
10. 密度知识与生活联系十分紧密,下列关于密度的一些说法中正确的是( )
A.乒乓球被挤瘪但无破损,球内空气的密度变大
B.坚若磐石的机床底座用密度大的材料制成
C.航空器材常采用强度高、密度大的材料制成
D.发生火灾逃生时,为避免吸入有毒气体,人应尽量贴近地面撤离
11.图是甲、乙两种物质的质量m随体积V变化的图像,根据图像可知( )
A.甲物质的密度与乙物质的密度相同
B.甲、乙两种物质的密度都随其体积的增大而增大
C.体积相同的甲、乙两种物质中,甲物质的质量大
D.质量相同的甲、乙两种物质中,甲物质的体积小
12.已知酒精的密度为0.8×103kg/m3,下列说法能够成立的是( )
A.能装1kg纯净水的瓶子一定能装下1kg的酒精
B.能装下0.8kg酒精的瓶子一定能装下1kg纯净水
C.同体积的水和酒精质量之比是5:4
D.同质量的水和酒精体积之比是2:5
13.如图甲,玻璃杯中原先装有的某种液体,打开龙头,继续向杯中缓慢注入该种液体,杯子和杯中液体的总质量m与龙头中流出的液体体积V的关系如图乙所示,则下列判断正确的是( )
A.玻璃杯的质量为90g
B.液体的密度为
C.该液体可能是水
D.装满液体时,杯中液体的质量为208g
14.用一只质量为1kg的空桶装满水,测得桶和水的总质量为11kg,再将1kg的碎玻璃放入盛满水的桶中,水溢出后测得剩余质量为11.6kg,另取一只完全相同的空桶在桶里装满细沙,测得桶和细沙的总质量为27kg,已知ρ水=1×103kg/m3,ρ水<ρ盐水,则下列说法中正确的是( )
A.桶的容积是0.01L B.玻璃的密度为2.5×103kg/m3
C.细沙的密度为2.6×103kg m3 D.该空桶装满盐水总质量大于11kg
15.现有铅球、铁球和铝球各一个,质量分别是,,,已知,下列说法正确的是( )
A.如果三个球都是实心的,则
B.如果三个球都是实心的且质量相等,将它们分别浸没于放在同一水平面上的三只相同量筒的水中后(水未溢出),量筒水面相平,则原来装水最少的量筒中放入的是铝球
C.如果三个球是体积相等的空心球,则空心部分的体积最小的是铅球
D.将质量是的空心铁球装满水,球的总质量是,将水全部倒净后再装满酒精,已知酒精的密度是,则装入酒精质量的求解思路是:
三、填空题
16.冬天户外装有水的水缸常会出现破裂是因为水缸里的水结成冰后,其体积 ,密度 .(选填“变大”、“变小”或“不变”)
17.矿泉水瓶上标有“500mL”字样,若用该瓶分别装满水和酒精,总质量将改变 kg;将瓶中酒精倒出一部分后,剩余部分酒精的密度 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×10kg/m3)
18.北方的冬天,自来水管如不做好保温措施,很容易发生由于水结冰而使管子破裂的现象,这是因为冰的密度比水的密度 ,水结冰后 增大将管子胀破。
19.如图所示的密闭装置中,甲、乙瓶子内分别装有二氧化碳气体和空气,中间用玻璃管连通,玻璃管内有一段水柱。该装置被阳光均匀照射一段时间后,水柱向右移动。此过程中,甲瓶内的二氧化碳气体的密度 (选填“变大”或“不变”或“变小”),请写出你的判断依据 。
20.一容器装满水后,容器和水总质量为30g;若在容器内放一质量为15g的小金属块A后再加满水,容器总质量为40g;若在容器内放小金属块A和另一质量也为15g的小金属块B后再加满水,容器总质量为52g,则金属块A和金属块B的密度之比值为 。
21.用电子秤、一个玻璃杯和水可以粗略测量椰子油的密度。先后测出空杯,装满水、装满油的杯子的质量,数据如下表。杯子两次“装满”,是为了使被测量的油和水 相同。根据测量数据计算,瓶子的容积是 ,椰子油的密度 。
空杯的质量
水和杯的质量
油和杯的质量
22.一只总质量为60kg的氧气瓶,刚启用时瓶内氧气密度为。使用半小时,氧气瓶与剩余气体的总质量变为35kg,瓶内氧气的密度为;再使用一段时间,氧气瓶与剩余气体的总质量变为20kg,则氧气瓶的质量为 kg,此时氧气瓶中氧气的密度为 。
四、实验探究题
23.小明用天平、烧杯、油性笔及足量的水测量一块鹅卵石的密度,步骤如下:
(1)调节天平横梁平衡,在正确操作的前提下,观察到指针位置如图所示,此时应向 调节 ;
(2)正确调节好天平后,测出鹅卵石的质量是31.8g;
(3)测出空烧杯的质量是90g;
(4)如图甲,把卵石放入烧杯中,向烧杯中倒入适量的水,用笔在烧杯壁记下此时水面位置为M。测得杯、水和鹅卵石的总质量(如图乙所示)为 g。
(5)将鹅卵石从水中取出后,再往烧杯中缓慢加水, 使水面上升至记号M,如图丙所示,用天平测出杯和水的总质量为142g,此时杯中水的体积为 cm3;
(6)根据所测数据计算出鹅卵石的密度约为 g/cm3.(计算结果保留一位小数)
(7)从水中取出鹅卵石时会带出部分水,这将使其密度值 (偏大/偏小/不受影响)
(8)整理实验器材时发现,天平的左盘有一个缺角,则质量的测量结果 (偏大/偏小/不受影响)。
24.物理实验课上利用密度为ρ盐水的盐水,又借助一个柱状烧杯、木块和刻度尺,测一个合金球的密度。
(1)如图甲在烧杯中装入适量的盐水,木块放入其中,用刻度尺测出烧杯中盐水的深度为h1 ;
(2)如图乙用细线将合金球系在木块下,放入其中,用刻度尺测出烧杯中盐水的深度为h2;
(3)用剪刀将细线剪断,待木块和合金球都静止时,用刻度尺测出 为h3。
(4)合金球的密度表达式ρ= 。
(5)在用剪刀将细线剪断时,剪刀上带出了一部分水,这会使测量的密度 (填“偏大”、“偏小”、或“不变”)。
五、计算题
25.某城市决定用一种特殊的合金材料为一位见义勇为的英雄人物浇铸塑像,塑像高为1.75m,设计时先用同样的金属材料浇铸了一个按比例缩小的小样,测得小样高17.5cm,体积为70cm3,质量为630g。求:
(1)该金属材料的密度;
(2)英雄塑像的成品质量。
26.某战斗机广泛采用了复合材料和现代电子技术,具有优良的作战性能。其中一个零件原来采用密度较大的钛合金制造,零件的质量为540kg,所使用的钛合金密度ρ钛合金=4.5×103kg/m3,后采用复合材料制成相同体积的零件替代原零件,质量减小了360kg。求:
(1)该零件的体积;
(2)复合材料的密度。
27.在烧杯中盛体积为V的某种液体,用天平测得液体与烧杯的总质量为m,这两个物理量的关系如图.
求:
(1)烧杯的质量;
(2)该液体的密度.
六、作图题
28.如图所示,两个相同的烧杯分别装有质量相等的a、b两种液体,请在质量与体积的关系图中画出大致的图线并标出对应液体。
29.如图甲、乙、丙三只相同的玻璃杯分别盛有等质量的水、酒精、盐水,根据甲杯中水的液面,画出酒精、盐水的大致液面()。
七、综合题
30.疫情期间,医生建议多吃鸡蛋、牛奶等高蛋白食物,可以提高人体免疫力。小明每天早晨喝牛奶,并对牛奶的密度进行了测量。
(1)小明把天平放在 上,游码放在标尺左端的零刻线处,发现指针的偏向如图-1所示,则应该向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处,天平平衡。
(2)在烧杯中倒入适量的牛奶,用天平测出烧杯和牛奶的总质量为76.2g;将烧杯中的部分牛奶倒入量筒中,如图-2所示,则量筒内牛奶的体积是 cm3。
(3)再用天平测出烧杯和剩余牛奶的质量,天平平衡时右盘中的砝码数和游码的位置如图-3
所示;则量筒中牛奶的质量为 g;所测牛奶的密度为 g/cm3。
(4)实验后,小明又设计了不用量筒测量牛奶密度的方法,实验方案如下:
①用天平测出烧杯的质量m0;
②用天平测出装满水的烧杯的总质量m1;
③用天平测出装满牛奶的烧杯的总质量m2;
④牛奶的密度表达式:ρ牛奶= (用m0、m1、m2、ρ水)。
答案解析
1.【答案】B
2.【答案】B
【解析】【解答】A.调节时,忘记将游码归零,则左盘偏重,右盘添加砝码比真实值添加偏多,故测量值偏大,故A不符合题意;
B.称量时,指针偏向分度盘的左边,则左盘偏重右盘添加砝码比真实值添加偏少,故测量值偏小,故B符合题意;
C.砝码磨损,标注的质量不变,但是砝码的实际质量减小,由于计算时是按照标注的质量计算的,所以测量值会偏大。故C不符合题意;
D.结束时,发现右托盘缺了一小块(测量前就存在),由于测量前天平平衡,故测量值等于真实值,故D不符合题意。
【分析】(1)调节天平平衡时,指针的偏向直接反映了哪一侧的质量会偏大,因此对最终的测量结果会造成影;
(2)磨损的砝码质量会变小,但读数时我们仍会按标注的质量读取,因此也会影响测量结果;
(3)游码相当于加在天平右侧的小砝码,如果没测量之前,游码就已经有了示数,当然也会影响最终的结果。
3.【答案】B
4.【答案】C
【解析】【解答】解:一个金属回形针的质量太小,甚至可能小于天平标尺上的分度值,因此直接测量一个金属回形针的质量,或将金属回形针与质量相差较大的小铁块放在一起测都是无法准确测出其质量的,取多次测量的平均值也不能解决质量太小无法测量准确的问题,因此,只有通过累积法,通过测多算少的办法,求出一个金属回形针的质量.
故选C.
【分析】测微小质量时在物理测量中常采用累积法,即测多算少的方法.
5.【答案】D
6.【答案】D
7.【答案】C,D
8.【答案】C,D
9.【答案】A,B,C
10.【答案】A,B,D
【解析】【解答】A.乒乓球被挤瘪无破损,其内部气体的质量不变,气体的体积减小,根据密度的计算公式可知空气的密度变大,故A正确;
B.根据密度的计算公式可知,在体积相等的情况下,采用密度更大的材料,机床的底座的质量更大更加稳固,故B正确;
C.航空材料需要减重,根据密度的计算公式可知,在不改变器材体积的情况下,应该选用密度更小的材料使材料的质量减小,故C错误;
D.发生火灾时,高温的气体有毒气体受热膨胀密度减小,有毒气体向上方移动,因此人应该贴近地面,故D正确。
故选ABD。
【分析】A.物体的质量与体积无关,因此乒乓球赛被挤瘪的过程中其内部的气体质量不变、体积减小,根据的密度计算公式即可求解;
BC.使用不同的材料制作物体时需要保证其体积相等,制作机床的底座是选用密度更大的材料会使底座的质量更大选用航空材料使用密度更小的材料会减轻质量;
D.有毒气体受热膨胀密度减小向上方移动。
11.【答案】A,C,D
【解析】【解答】 A、由图象可知,甲、乙两种物质体积相同时,甲的质量大于乙的质量,由可知,甲物质的密度大于乙物质的密度,故A错误;
B、密度是物质的一种特性,其大小与物体的质量和体积无关,故B错误;
C、由图像知,体积相同的甲、乙两种物质中,甲物质的质量大,故C正确;
D、质量相同的甲、乙两种物质中,甲物质的体积小,故D正确。
故选:CD。
【分析】 (1)由图象知:横轴代表物质体积,纵轴代表质量,取某一体积V,在图中得出甲、乙的质量,根据密度公式得出甲、乙两物质的密度关系;
(2)密度是物质的一种特性,其大小与物质的种类、温度、所处状态有关,而与质量和体积无关;
(3)(4)由图像进行解答。
12.【答案】B,C
【解析】【解答】A.瓶子的体积等于水的体积,即,所以能装下酒精的质量m酒=ρ酒V瓶=0.8×103kg/m3×1×10-3m3=0.8kg,故A错误,B正确;
C.体积相同的水和酒精,质量之比m水:m酒=ρ水V水:ρ酒V酒=ρ水:ρ酒=1.0×103kg/m3:0.8×103kg/m3=5:4,故C正确;
D.质量相同的水和酒精,体积与密度成反比,即体积之比V水:V酒=ρ酒:ρ水=0.8×103kg/m3:1.0×103kg/m3=4:5,故D错误。
故选BC。
【分析】AB.根据瓶子的容积不变,首先根据计算瓶子的容积,再利用公式m=ρV判计算装酒精的最大质量;
CD.已知水和酒精的密度,当体积一定时,质量之比等于密度之比;质量一定时,体积与密度成反比。
13.【答案】B,D
14.【答案】B,C,D
15.【答案】B,D
【解析】【解答】A.依题意得
不知铅球、铁球和铝球质量的关系,因此无法得到铅球、铁球和铝球的体积关系,A不符合题意;
B.如果三个球都是实心的且质量相等
由得
将它们分别浸没于放在同一水平面上的三只相同量筒的水中后(水未溢出),
量筒水面相平,水和球的体积相同。说明原来装水最少的量筒中放入的是铝球,B符合题意;
C.如果三个球是体积相等的空心球,不知三个球的质量大小关系,无法得到三个球的实心体积大小关系,因此无法得到空心部分的体积的大小关系,C不符合题意;
D.将质量是的空心铁球装满水,球的总质量是,将水全部倒净后再装满酒精,则酒精与水的体积相同,空心铁球的所装水的质量为
由得,空心铁球的所装水的体积为
则空心铁球的所装水的体积为
由得,装入酒精质量
即装入酒精质量的求解思路是
D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】根据已知条件m、V,利用先求出物质的密度,对照密度表可判断实心物体是何种物质。若是空心物体,求出的密度应偏小。
16.【答案】变大;变小
【解析】【解答】水凝固过程中,质量不变,密度变小,体积变大,所以冬天户外装有水的水缸常会出现破裂 .
故答案为:变大;变小
【分析】冰的密度小于水的密度,水结冰后质量不变,由密度公式可知其体积变大 .
17.【答案】0.1;不变
【解析】【解答】设容器的质量为m容,装满水,水的质量为m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×500×10-6m3=0.5kg
容器和水的总质量为m1=m容+m水=m容+0.5kg
装满酒精,酒精的质量为m酒精=ρ酒精V=0.8×103kg/m3×500×10-6m3=0.4kg
容器和酒精的总质量为m2=m容+m酒精=m容+0.4kg
所以总质量的改变量为△m=m1-m2= m容+0.5kg-(m容+0.4kg)=0.1kg
密度是物质的一种特性,与质量、体积无关,所以酒精倒出一部分后,剩余部分酒精的密度不变。
【分析】根据密度和体积的乘积,计算质量;密度是物体的特性,和质量无关。
18.【答案】小;体积
【解析】【解答】冬天气温低于0℃时,自来水管中的水结冰,状态发生变化,物质多少没有变化,所以水结冰后质量不变,由于冰的密度比水的密度小,由公式可知,冰的体积比水的体积大,这样就会把自来水管撑裂。
【分析】质量不随物质状态的改变儿改变;根据,质量不变,密度变小,体积变大。
19.【答案】变小;瓶内气体的质量不变,体积增大,由可知,甲瓶内的二氧化碳气体的密度变小
【解析】【解答】该装置被阳光均匀照射一段时间后,水柱向右移动,说明甲瓶内的二氧化碳气体的体积增大,但是瓶内气体的质量不变,由可知,甲瓶内的二氧化碳气体的密度变小。
故答案为:变小;瓶内气体的质量不变,体积增大,由可知,甲瓶内的二氧化碳气体的密度变小。
【分析】 气体的密度变化主要受温度、压力和体积的影响,根据密度公式分析密度的变化。
20.【答案】3∶5
21.【答案】体积;;
【解析】【解答】(1)杯子两次“装满”,是为了使被测量的油和水的体积相同;
(2)瓶子的容积;
则椰子油的密度:。
【分析】(1)同一杯子装满水和装满油时,二者的体积都等于杯子的容积,因此二者体积相等;
(2)根据计算瓶子的容积,根据计算椰子油的密度。
22.【答案】10;
23.【答案】左;平衡螺母;161.6;52;2.4;不受影响;不受影响
24.【答案】烧杯中盐水的深度;;偏大
25.【答案】(1)9g/cm3;(2)630kg
26.【答案】(1)0.12m3
(2)
27.【答案】(1)解:当液体体积V=0时,质量为0,此时的质量为烧杯的质量,所以烧杯的质量为V0=20g;
(2)解:当液体体积为V=80cm3时,质量为m=100g﹣20g=80g,所以液体的密度为ρ= = =1g/cm3.
【解析】【分析】对图象进行分析,明确横轴和纵轴代表的物理量,根据图象的位置、形状,总结对应的规律.
28.【答案】
29.【答案】
30.【答案】(1)水平桌面;左
(2)40
(3)42;1.05
(4)
【解析】【解答】(1)使用天平时,应将天平放到水平桌面上,游码放在标尺左端的零刻线处,发现指针偏向右边,指针偏向右边,应该向左调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处。(2)量筒内牛奶的体积,如图-2所示为 。(3)量筒中牛奶的质量如图-3所示为
根据公式 ,牛奶的密度为 (4)水的质量为
水的体积为
都装满时,水的体积等于牛奶的体积,牛奶的质量为
根据公式 ,可得牛奶的密度为
【分析】测量液体的密度,先测量出液体与烧杯则总质量,将部分液体倒入量筒中测出不忍液体的体积,在测出剩余液体与烧杯的质量,做差求解导出液体的质量,已知液体的体积和质量,利用密度公式求解密度即可。
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