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专题08 质量和密度
密度
1.(2025·山东泰安新泰市·二模)有A、B两个正方体物块,B边长是A边长的一半,如图甲所示,将质量为1kg的物块A放入水中,有五分之三体积露出水面;再将物块B放在A的上面,物块A恰好完全没入水面,如图乙所示。若g取10N/kg,水的密度为,下列判断正确的是( )
①物块A的密度为
②图乙中物块B对A的压力为25N
③物块A与B质量之比为
④物块A与B密度之比为
A.只有①② B.只有①④
C.只有②③ D.只有①③④
【答案】B
【详解】①物块A漂浮在水面上,受到的浮力与自身重力相等,则浮力为 物体A浸在液体中的体积为 已知物体A有五分之三体积露出水面,则物体A的体积为 物体A的密度为 故①正确;
②将物块B放在A的上面,物块A恰好完全没入水面,此时物体A增加的浮力与B对A施加的压力大小相等,则压力为 故②错误;
③B对A施加的压力大小与B的重力相等,则B的重力为15N,B物体的质量为
物块A与B质量之比为 故③错误;
④已知A、B两个正方体物块,且B边长是A边长的一半,则B的体积是A体积的,B的体积为 B的密度为 物块A与B密度之比为 故④正确,综合上述分析可知,故B正确,ACD错误。
故选B。
2.(2025·山东青岛李沧区·二模)密度与生活联系非常紧密,关于密度的一些说法正确的是( )
A.瓶里的水凝固成冰后体积变大,密度变大
B.可以利用密度来鉴别物质,因为不同物质的密度一定不同
C.航空器材常采用熔点高、密度大的新型材料
D.一旦发生火灾,受困人员常采取弯腰撤离,是因为烟雾温度高、密度小,向上方聚集
【答案】D
【详解】A.瓶里的水凝固成冰后体积变大,质量不变,冰的体积变大,根据可知其密度变小 ,故A错误;
B.不同物质的密度一般不同,但也有特殊情况,例如酒精和煤油的密度相近 ,所以不能绝对地说不同物质的密度一定不同,故B错误;
C.航空器材在选材时,为了减轻自身质量,通常采用密度小的新型材料 ,而不是密度大的材料,故C错误;
D.烟雾温度高,体积膨胀,根据,质量不变,体积变大,密度变小,会向上方聚集,所以受困人员弯腰撤离能减少吸入烟雾,故D正确。
故选D。
3.(2025·山东临沂临港经济开发区·二模)根据表中给出物质的物理性质的数据,下列判断正确的是( )
物质
熔点/℃
密度/
比热容/[J/]
铝
660
铜
1083
银
961
A.用铝锅可以熔化铜块
B.体积相同的实心铜球和银球所含的物质一样多
C.初温和质量相同的铝块和铜块吸收相同的热量,铝块末温低
D.物质的比热容与它的质量或温度的变化、吸收或放出热量的多少有关
【答案】C
【详解】A.由表格中数据知,铜的熔点高于铝的熔点,所以要熔化铜块不可以用铝锅来盛装,故A错误;
B.据表可知铜和银的密度不同,则体积相同的实心铜球和银球质量不同,即所含物质的多少不同,故B错误;
C.铜的比热容小于铝的比热容,初温和质量相同的铜球和铝球吸收相同热量的前提下,铜球温度变化量大,末温高,铝球温度变化量小,温度低,故C正确;
D.比热容是物质的属性,与物质的种类和物态有关,与物质的质量或温度的变化、吸收或放出热量的多少无关,故D错误。
故选C。
4.(2025·山东省济南市·二模)杭州亚运会火炬“薪火”采用了新型材料,拿在手里很轻盈,火炬燃烧时温度约为800℃,手握火炬一点都不烫手,由以上信息分析出这种新型材料具有的特性是( )
A.密度小 B.比热容小
C.熔点低 D.导热性好
【答案】A
【详解】亚运会的火炬,很轻盈,说明在体积相同时,与其它材料的火炬相比,其质量较小,据知,其密度较小;火炬燃烧时温度约为800摄氏度,但火炬一点都不烫手,说明火炬的隔热性能好,熔点高,比热容是指物体的吸热能力,题目信息中,未涉及火炬吸热方面内容,无法判断其比热容的大小。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.(2025·山东济南南山区·二模)在跨学科实践活动中,小华调查“家用燃料的变迁与合理使用”时发现,爷爷小时候使用柴草作为家用燃料;爸爸、妈妈小时候用煤炭,年轻的时候用液化气;如今小华家使用天然气。使用天然气为家用燃料,主要是天然气的( )
A.密度较大 B.热值较大 C.比热容较大 D.沸点较高
【答案】B
【详解】天然气的热值较大,完全燃烧相同质量的天然气和其他燃料相比,天然气放出的热量多,天然气的密度和比热容以及沸点都很低,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.(2025·山东济南市中区·二模)在生产、生活中水有多种用途,运用了相关物理知识。以下说法正确的是( )
A.贮菜的地窖里放几桶水防止菜冻伤—气温低于0℃时,水凝固吸热
B.在江河上建水库蓄水发电—水资源有限,因此水能是不可再生能源
C.用浸水的毛巾为发烧病人降温—水汽化时吸收热量降低病人的体温
D.石缝中灌入的水结冰膨胀崩裂岩石—水结冰时质量不变,密度变小
【答案】CD
【详解】A.贮菜的地窖里放几桶水防止菜冻伤—气温低于0℃时,水凝固放出热量,故A错误;
B.水能是由水体流动产生的能量,其来源依赖于水循环(如降水、径流),属于可再生能源(而非不可再生能源)。水资源有限与能源是否可再生无直接关联。故B错误;
C.用浸水的毛巾为发烧病人降温—水变为水蒸气,是汽化现象,不断吸收热量,从而降低病人的体温,故C正确;
D.石缝中灌入的水结冰膨胀崩裂岩石—水结冰时质量不变,密度变小,体积变大,将岩石撑开,故D正确。
故选CD。
7.(2025·山东日照·二模)如图所示,两个不吸水的实心小球甲和乙,用不可伸长的细线系住,放入水中静止后,球甲有一半的体积露出水面,球乙与容器底部接触,细线被拉直。已知球甲的重力为4N,球甲受到的浮力为8N,球甲、乙的体积之比为,球甲、乙的密度之比为,水的密度为,g取。下列说法正确的是( )
A.细线对球甲的拉力为4N B.球乙受到的浮力为8N
C.球甲的密度为 D.容器底部对球乙的支持力为4N
【答案】ABC
【详解】A.对球甲进行受力分析,球甲受到竖直向下的重力、细线对球甲竖直向下的拉力和竖直向上的浮力,由题可知,球甲处于静止状态,所以球甲受力平衡,即,所以细线对球甲的拉力为,故A正确;
B.由题可知,球甲有一半的体积露出水面,乙全部浸没,球甲、乙的体积之比为2:1,即
根据阿基米德原理可知,球甲排开水的体积为 则球乙的体积为,根据阿基米德原理可知,球乙受到的浮力为
,故B正确;
C.由题可知,球甲有一半的体积露出水面,即球甲的体积为 根据公式和可知,甲的密度为,故C正确;
D.由题可知,球甲、乙的密度之比为1:6,则球乙的密度为 根据公式和可知,球乙的重力为 对球乙受力分析,球乙受到竖直向下的重力、细线对球甲竖直向上的拉力和竖直向上的浮力,由题可知,球乙处于静止状态,所以球乙受力平衡,则容器底部对球乙的支持力为,故D错误。
故选ABC。
8.(2025·山东滨州·二模)用刻度尺测量一正方体物块的棱长如图甲,用托盘天平测量物块的质量如图乙,则物块棱长为________cm,质量为________g,密度为________。
【答案】 2.50 14 0.896×103kg/m3
【详解】[1]由图甲可知,刻度尺的分度值为1mm,物体左侧对齐0刻度线,右侧对齐2.50cm,所以物块棱长为2.50cm。
[2]由图乙可知,标尺的分度值为0.2g,游码对应的刻度为4g,则物体的质量
[3]正方体物块的棱长为2.50cm,则正方体物块的体积 则正方体物块的密度
9.(2025·山东青岛崂山区·二模)科学选种是提高粮食产量的关键环节,而盐水选种是我国劳动人民发明的一种巧妙的挑选种子的方法。选小麦种子所需盐水的密度在1.16×10³~1.2×10³kg/m³之间。为检测配制的盐水是否合格,探究小组进行了如下实验。
(1)将天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻线处,发现天平指针的位置如图甲所示,下一步操作是______________________________;
(2)将50mL待测盐水倒入质量为25g的烧杯中,用天平测量其质量如图乙所示,所测盐水的密度为____kg/m³,为符合要求,应该向配制的盐水添加适量的______(选填“盐”或“水”);
(3)将种子放入配置合格的盐水中,如图丙所示,处于______位置的种子是良种,筛选出良种的密度比盐水的密度__________;
(4)完成实验后,探究小组利用测力计、细绳、小金属块和足够的水再次测量盐水的密度,步骤如下,请将空缺部分填充完整:
①用细绳拴住小金属块,吊在测力计下测出此时拉力为;
②把小金属块浸没入水中,测出此时拉力为;
③把小金属块浸没入盐水中,测出此时拉力为;
④盐水的密度表达式______(用、、、表示)。
【答案】(1)向左边调节平衡螺母,使指针对准分度盘中央刻线
(2) 盐
(3) B 大
(4)
【详解】(1)依据天平使用规则:调节平衡螺母(若指针左偏,向右调节螺母;若指针右偏,向左调节螺母),直到指针稳定指向分度盘中央刻线。这一步确保天平水平,以便后续质量测量。故向左边调节平衡螺母,使指针对准分度盘中央刻线。
(2)[1][2]如图乙可知,烧杯加上盐水的总质量为 烧杯的质量为25g,则盐水的质量为 所测盐水的密度为 选小麦种子所需盐水的密度在1.16×10³~1.2×10³kg/m³之间,则此时盐水密度偏小,故需要增加盐。
(3)[1][2]图丙显示种子在盐水中的沉浮状态有部分种子沉底,部分浮起。物体密度更大,则下沉(浮力小于重力)。物体密度更小,则上浮(浮力大于重力),良种(饱满种子)密度较大,因此下沉到底,劣种(干瘪种子)密度较小,因此浮起到水面。图丙中底部B处种子为良种,且良种密度必须大于盐水密度。
(4)当金属块浸没在水和盐水中时, 由公式和可得金属块在水中时的浮力为 盐水中的浮力为 解得
10.(2025·山东省青岛市市北区·二模)建构密度概念。
次数
物体
m/g
V/cm³
m/V(g·cm-3)
1
铝块1
27
10
2.7
2
铝块2
54
20
2.7
3
铝块3
81
30
2.7
4
木块1
5
10
0.5
5
木块2
10
20
0.5
6
木块3
15
30
0.5
(1)比较两次实验可知,体积相同的不同物质质量不同。分析数据可知,同种物质______相同,不同物质一般不同。根据物质这一特性,引入密度这一物理量,可用于鉴别物质;
(2)小明想知道某实心工艺品是由什么材料制成的,于是进行了如下实验:
①由图甲可知工艺品的质量是______g;
②如图乙,在量筒中倒入适量的水,记下水的体积,将工艺品用细线系好后放入量筒中,记下水和工艺品的总体积,则这个工艺品的密度为______kg/m3。根据图丙信息可以判断,这个工艺品可能是由______制成的;
③小明想用同样的仪器,测一下妈妈金戒指的密度(质量约4g),通过分析,这个方法______(选填“可行”或“不可行”),原因是该戒指的______(选填“质量”或“体积”)太小。
【答案】(1)质量与体积的比值
(2) 78.4 7.84×103 钢、铁 不可行 体积
【详解】(1)根据1、2、3或4、5、6质量与体积的比值是相同的可知,同种物质的质量与体积的比值是相同的,由此引入密度这一物理量。
(2)①[1]图甲中,标尺的分度值为0.2g,游码对应的刻度为3.4g,则工艺品的质量为
m=50g+20g+5g+3.4g=78.4g
②[2][3]由图乙可知,量筒的分度值为2mL,水的体积为30mL,水和工艺品的总体积为40mL,则工艺品的体积为V=40mL-30mL=10mL=10cm3 工艺品的密度为 查表可知,制作工艺品的材料为钢、铁。
③[4][5]纯金的密度ρ金=19.3×103kg/m3=19.3g/cm3 金戒指的体积 因为金戒指的体积小于1mL,小于量筒的分度值,所以用该量筒无法测量金戒指的体积,也就无法测量金戒指的密度。
11.(2025·山东济南市中区·二模)如图甲所示,小安看到做花馍用的模具内部印有花纹,为测量模具的容积,进行了以下实验:
(1)将托盘天平放在水平工作台上,游码移至零刻度线处,调节______,使天平平衡;
(2)调节天平平衡后,小安实验步骤如下:
①测得空模具的质量为200.8g;
②将模具内装入沙子直至沙子上表面与模具上表面齐平,如图乙,测得模具与沙子的总质量为______g;
③用小勺将沙子取出一部分装入量筒,测得模具与剩余沙子的总质量,如图丙;
④测得量筒内沙子的体积,如图丁。
(3)通过计算,可得沙子的密度为______g/cm3,模具的容积为______cm3;
(4)实验后,同学小明评价以上测量过程步骤较多,想用已知密度的水来代替沙子,则只要完成步骤______(选填上述步骤序号①②③④的一个或多个),就能测出模具的容积。若不考虑模具吸水,用水做实验的主要缺点是______。
【答案】(1)平衡螺母
(2)360.8
(3) 1.6 100
(4) ①② 在测量(模具中水和模具的总)质量时,水容易洒出
【详解】(1)测量物体质量之前,应先将游码归零,再调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)如图乙所示,标尺的分度值为0.2g,读数为0.8g,模具与沙子的总质量为
m总=200g+100g+50g+20g+0.8g=360.8g
(3)[1]如图丙,标尺的分度值为0.2g,读数为4.8g,模具与剩余沙子的总质量为
m'总=200g+100g+20g+20g+4.8g=344.8g
所以倒入量筒中沙子的质量为m=m总-m'总=360.8g-344.8g=16g 由图丁可知,量筒的分度值为2mL,沙子的体积为V=10mL=10cm3 所以沙子的密度为
[2]模具中沙子的质量为m'=m总-m模=360.8g-200.8g=160g 模具中沙子的体积为 所以模具容积为100cm3。
(4)[1][2]水的密度已知,只需利用步骤①②算出模具装满水时内部水的质量,再根据公式计算出水的体积,模具的容积就等于该体积。故需要完成的步骤为①②即可。但是在测量模具中水和模具的总质量时,水容易洒出。
12.(2025·山东泰安新泰市·二模)小明去青云湖游玩时在湖边捡到一块漂亮的鹅卵石,他想知道鹅卵石的密度,于是用天平和量筒进行了如下实验。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,指针的位置如图甲所示,此时应向______调节平衡螺母,将天平调平衡。
(2)天平调平后,将鹅卵石放在天平的左盘中,用镊子向另一个盘中加减砝码,再移动游码。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,则鹅卵石的质量是______g;
(3)向量筒中倒入60mL的水,用细线拴住鹅卵石并放入量筒中后,量筒中的水面如图丙所示,则矿石的体积为______,所测鹅卵石的密度是______;
(4)实验后,小明发现所用的砝码生锈了,则所测鹅卵石密度比真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(5)学习了密度知识后,小明想测一下妈妈的手镯的密度,他设计了一个新方案,利用家里的电子秤、碗、水、细线等器材进行测量,测量步骤如下:
①如图甲所示,电子秤调零后,在碗里加入适量水,测出碗和水的总质量;
②如图乙所示,用绳系着手镯,浸没在水中不碰容器,电子秤示数为;
③如图丙所示,慢慢将手镯沉入水底,松开绳子电子秤示数为。
④手镯的质量______,手镯的密度______(用、、、表示)
【答案】(1)左
(2)46
(3) 20
(4)偏小
(5)
【详解】(1)将托盘天平放在水平桌面上,指针偏右,根据 “左偏右调,右偏左调” 的原则,此时应向左调节平衡螺母,将天平调平衡。
(2)鹅卵石的质量 = 砝码质量 + 游码读数 = 20g + 20g + 5g + 1g = 46g。
(3)[1]鹅卵石的体积 = 量筒最终读数 - 初始读数 = 80mL - 60mL = 20mL = 20cm³。
[2]密度 。
(4)砝码生锈后质量会变大,用生锈的砝码测量时,所加砝码的示数比实际质量小,导致测量的质量偏小。根据,体积测量准确,质量偏小,则所测鹅卵石密度比真实值偏小。
(5)[1]手镯的质量 m = m₃ - m₁(沉底时总质量减去碗和水质量)。
[2]手镯的体积 (浸没时排开水的质量除以水的密度)。
[3]密度 。
13.(2025·山东青岛崂山区·二模)底面积为300cm²的薄壁圆柱形容器放在水平地面上,用原长为14cm的轻质弹簧将边长为10cm的正方体A的下表面中点与容器底部相连,向容器内加水至A刚好浸没,如图甲所示,此时弹簧长16cm,A对弹簧的拉力为F1,现打开阀门B缓慢放水,当A对弹簧的作用力大小变为2F₁时关闭阀门B,已知弹簧受力F的大小与弹簧长度的变化量Δx间的关系如图乙所示。不计弹簧的体积及其所受的浮力,g=10N/kg。求∶
(1)物体A浸没时受到的浮力;
(2)正方体A的密度;
(3)关闭阀门B,水对容器底部压强。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)物块A体积 因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,即 所以,物体A浸没时受到的浮力
(2)由题意可得,当物体A浸没时,弹簧由14cm伸长到16cm,则弹簧伸长2cm,由图像可知物体受到的弹力 甲图中,正方体A受到竖直向下的重力和弹力、竖直向上的浮力,则正方体A的重力
由G=mg可得,正方体A的质量 正方体A的密度
(3)放水前水的深度为弹簧现在的长度16cm加上正方体A的边长, 即h=16cm+10cm=26cm 打开阀门B缓慢放水,当A对弹簧的作用力大小等于2F1时,弹簧的压缩量为4cm,如图丙所示,正方体A受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和弹力,则此时物体受到的浮力 此时正方体A排开水的体积 正方体A浸入水的深度 容器内水的深度等于弹簧的原长减去压缩量再加上正方体浸入水的深度,即 所以水对容器底部压强为
14.(2025·山东潍坊高密市·二模)如图甲所示,将薄壁柱形玻璃杯A和实心物体B用细线相连,放入装有适量水的薄壁柱形容器C中,当它们静止时,细线被拉直(细线不可伸长且质量体积均忽略不计)。A的底面积为,重为1N,B的体积为,C的底面积为。现打开C底部水龙头缓慢放水,细线所受拉力大小随时间变化图象如图乙所示。已知水的密度,g取10N/kg,求:
(1)玻璃杯受到的最大浮力;
(2)物体B的密度;
(3)到时间内放出水的体积。
【答案】(1)3N
(2)
(3)50cm3
【详解】(1)由图乙中知,0~t1时间段,拉力保持为2N,A受到向上的浮力及向下的重力和拉力,处于平衡状态,;t1~t3时间段,拉力减小,则浮力也减小,当拉力为0时,F浮=GA。所以A受到的最大浮力是拉力保持为2N时间段,最大浮力F浮大=GA+F1=1N+2N=3N。
(2)0~t1时间段,物体B也处于平衡状态,所受的向上的拉力与浮力之和等于自身的重力。B所受的浮力 B的重力 B的质量 B的密度
(3)t1时刻,A排开水的体积 由图乙知,t2时刻,细线的拉力为1N,则A所受的浮力 A排开水的体积 t1到t2时间内A排开水的体积变化量 液面下降的高度 排出水的体积
15.(2025·山东济南长清区·二模)如图所示是2025年春节联欢晚会上表演节目的机器人。若该机器人总质量约45kg,其外壳全部由碳纤维复合材料制造,质量约为,已知碳纤维的密度为,则制造一个这种机器人的外壳需要多少的碳纤维复合材料?
【答案】
【详解】制造一个这种机器人的外壳需要碳纤维复合材料的体积为
16.(2025·山东泰安新泰市·二模)如图所示,将一块重为6N的物体用细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中,当物体静止时,容器中水面的高度由12cm上升到14cm,此时拉力为2N。,g取10N/kg,求:
(1)物体所受浮力的大小;
(2)物体的体积;
(3)容器中水的质量。
【答案】(1)4N
(2)
(3)2.4kg
【详解】(1)物体受到的浮力
(2)由得 物体体积
(3)圆柱体的底面积 水的质量
17.(2025·山东济南济阳区·二模)晚饭后小明和奶奶在客厅看电视,奶奶口渴了,小明就拿出一盒牛奶准备烫热后给奶奶喝,他发现整箱牛奶的参数如图所示,已知,,。
(1)这盒牛奶的质量是多少kg?
(2)已知牛奶的初温是20℃,小明想用热水将其烫热,要达到40℃,则这个过程中牛奶吸收的热量是多少?
【答案】(1)0.255kg
(2)12750J
【详解】(1)由图可知,这盒牛奶的容积为250mL,则这盒牛奶的质量
(2)牛奶的初温是20℃,要达到40℃,则这个过程中牛奶吸收的热量
18.(2025·山东济南南山区·二模)某景区内有一尊孔子石雕像,吸引了游人的目光,该雕像将孔子的神态、表情刻画的惟妙惟肖,栩栩如生,形象十分生动逼真,眉宇间透露出一股思想家的睿智。雕像由孔子像和水平基座两部分组成。孔子像由花岗岩雕刻而成,质量为,体积为3m3。水平基座的质量为,其规格(长×宽×高)为150cm×100cm×20cm,取g=10N/kg,通过计算回答:
(1)孔子雕像所用花岗岩的密度是多少?
(2)整座雕像对水平地面的压强是多少?
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)孔子雕像所用花岗岩的密度
(2)整座雕像的质量 整座雕像的总重
因为放在水平地面上,所以 受力面积S=150cm×100cm=15000cm2=1.5m2 这箱雕像对地面的压强
19.(2025·山东泰安新泰市·二模)桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具,如图所示,硬杆AB用绳子悬挂在树上,杆可绕O点自由旋转且与树之间无作用力,用绳子将质量为3kg的木桶悬挂在B端,在A端重力为140N的拗石辅助下,人可轻松将一桶水从井中提起。已知硬杆AB的长度为2m,OA的长度为1.2m,木桶装满水,水重270N,重力为510N的人轻松将这桶水从井中提起。若悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上,忽略杆和绳的重力,,g取10N/kg,求:
(1)木桶的容积;
(2)井中水面到井口的距离为6m,人不用桔槔直接从水面将这桶水匀速提升6m做的功;
(3)人用桔槔将装满水的桶提出水面后(忽略桶外壁沾水),硬杆AB在水平位置处于平衡状态时,人脚与地面的接触面积为,求人对水平地面的压强。
【答案】(1)
(2)1800J
(3)
【详解】(1)木桶中水的质量 水的体积 木桶的容积V=V水=2.7×10-2m3
(2)木桶的重力 桶和水的总重力: 人不用桔槔直接从水面将这桶水匀速提升6m做的功
(3)如果人不用力,杠杆左边力与力臂的乘积和右边力与力臂的乘积比较 要提起水桶必须对水桶施加一个向上的拉力F拉,由杠杆平衡条件可得 即
人对绳的拉力 因力的作用是相互的,所以绳对人的拉力是竖直向下的 人对地面的压力 人脚与地面的接触面积 人对地面的压强:
测量物体的密度
1.(2025·山东淄博临淄区·二模)如图所示,以下实验操作正确的是( )
A.如图甲,手持量筒举离桌面读数
B.如图乙,杠杆在水平位置平衡时,拉力的力臂为L
C.如图丙,使用温度计测量液体温度并读取温度计示数
D.如图丁,为使像成在光屏中心,只需调节烛焰中心和光屏中心在同一高度
【答案】C
【详解】A.如图甲,量筒读数时,应该放在水平桌面上,视线与液面最低处相平,故A错误;
B.如图乙,杠杆在水平位置平衡时,拉力的力臂是支点到拉力作用线的距离,不是L这一段长度,故B错误;
C.如图丙,使用温度计测量液体温度并读取温度计示数时,玻璃泡浸没在液体中,视线与温度计中液柱上表面相平,故C正确;
D.如图丁,为使像成在光屏中心,需调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心三者在同一高度上,故D错误。
故选C。
2.(2025·山东潍坊高密市·二模)在测量某品牌酸奶密度过程中,实验步骤如下:
①将托盘天平放在水平桌面上,分度盘的指针位置如图甲所示;
②用调节好的天平测出空烧杯的质量,如图乙所示;
③用天平测出烧杯和酸奶的总质量,如图丙所示;
④将烧杯中的酸奶倒入量筒中,读出酸奶的体积V,如图丁所示;
则下列分析正确的是( )
A.调节平衡时,需将平衡螺母向左调
B.由乙丙两图可知烧杯中酸奶的质量为60g
C.由丁图可知量筒中酸奶的体积为50.1mL
D.上述方法测得的酸奶密度较真实值偏大
【答案】D
【详解】A.由图甲知,分度盘指针向左偏转,应向右调节平衡螺母才能让天平的横梁在水平位置平衡,故A错误;
B.由图乙知,空烧杯的质量m1=50g+10g+2g=62g 由图丙知,烧杯及酸奶的总质量m2=100g+20g+4g=124g
烧杯中酸奶的质量m=m2-m1=124g-62g=62g,故B错误;
C.图丁中,量筒的分度值为1mL,示数为50mL,酸奶的体积,故C错误;
D.上述方法中,将酸奶倒入量筒中时,烧杯中有酸奶残留,造成测得的酸奶的体积偏小,测得的质量是准确值,由知,测得的酸奶的密度偏大,故D正确。
故选D。
3.(2025·山东济南高新区·二模)小圳在做家务洗碗时,发现碗可以漂浮在水面也可以沉水底。小圳设计了一个测量碗的密度的探究实验,实验步骤及实验数据如图所示。根据实验数据下列计算结果正确的是( )
A.碗的体积为 B.碗的质量为
C.碗的密度为 D.碗漂浮时的等于碗沉底时的
【答案】C
【详解】A.碗沉底时,排开水的体积等于碗的体积,根据甲、丙可得碗的体积为
故A错误;
B.碗漂浮时,所受浮力等于碗的重力,根据可知,此时碗排开水的重力等于碗的重力,即,由可得,碗的质量,由甲、乙可知,此时碗排开水的体积为 由可得,碗的质量 故B错误;
C.由可得,碗的密度 故C正确;
D.碗沉底时,所受浮力小于碗的重力,故碗漂浮时所受浮力大于碗沉底时所受的浮力,水的密度不变,根据可知,碗漂浮时的V排大于碗沉底时的V排,故D错误。
故选C。
4.(2025·山东日照·二模)如图所示,是海波、海涛兄弟一起在做“测量固体密度”实验时的部分场景。天平使用前指针位置如图甲所示,为使天平平衡,平衡螺母应向_______调(选填“左”或“右”);该固体的密度为_______。
【答案】 左 2.7
【详解】[1]调节天平横梁平衡时,由图甲可知,指针指在分度盘中央刻度线的右侧,应当将横梁上的平衡螺母向左调节,直至平衡。
[2]由图乙可知,标尺的分度值为0.2g,读数为2g,固体的质量m=20g+5g+2g=27g 图丙中固体的体积V=40mL-30mL=10mL=10cm3 固体的密度为
5.(2025·山东青岛即墨区·二模)小明利用实验室器材测量两块大小和材质均不相同的石块的密度。
(1)天平调平衡后,在测量小石块质量时,往右盘加减砝码过程中,加入最小砝码后,天平指针位置如图甲(一)所示,将最小砝码取出,指针位置如图甲(二)所示,他接下来正确的操作是______,直至指针对准分度盘中央刻度线,此时天平如图乙所示,则小石块的质量是______g;
(2)用细线系住小石块放入盛水的量筒中,量筒前后液面变化如图丙所示,则小石块的体积为______,密度为______;
(3)小明发现利用天平和量筒无法完成大石块密度的测量,经思考后,进行了如下实验操作:
①将杠杆调节水平平衡后,在两侧各挂大石块和弹簧测力计,竖直拉动弹簧测力计使杠杆水平平衡,如图丁所示,记录此时弹簧测力计示数为;
②将石块浸没于盛水的烧杯中,竖直拉动测力计使杠杆再次水平平衡,如图戊所示,记录此时弹簧测力计示数为;
③已知水的密度为,计算大石块的密度______(用、、表示)。
【答案】(1) 向右调节游码
(2) 20
(3)
【详解】(1)[1]天平加入最小砝码后天平指针向右偏,则应取下最小砝码,向右调节游码,使天平水平平衡
[2]天平的分度值为0.2g,小石块的质量
(2)[1]由图丙可知,小石块的体积
[2]小石块的密度
(3)由杠杆平衡条件知,如图丁,,则 大石块的质量为
如图戊:,则 则石块所受的浮力为 由可知 由密度公式可知
6.(2025·山东济南市中区·二模)在“物理创新实验”社团活动中,小莉利用图甲的双探头压强计,探究液体压强大小的影响因素。
(1)实验开始前应对装置进行检查,当用手指按压橡皮膜时,发现__________________,则说明该装置不漏气;
(2)她利用甲装置探究液体压强时,发现U形管A内的液面高度差较小,U形管B内的液面高度差较大,上下移动金属支架,发现始终大于,说明__________________;
(3)受双探头压强计原理的启发,小莉联想到浮力的来源上下压力差,于是又制作出如图乙的器材,并给乙图圆筒上下表面的橡皮膜分别连接图甲的U形管A和B,用来探究浮力大小与物体浸入水中深度的关系。她将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动,再次记录U形管A和B内的液面高度差和,记录实验数据如表(忽略橡皮膜形变对实验的影响):
序号
液体种类
探头C深度/m
高度差/格
探头D深度/m
高度差/格
1
水
0
0
0.01
2
2
水
0
0
0.02
4
3
水
0
0
0.03
6
4
水
0.01
2
0.04
8
5
水
0.02
4
0.05
10
6
水
0.03
6
0.06
12
①本实验通过观察__________________可知浮力的大小。
②小莉在分析第1、2、3组实验数据时,认为同种液体中,浮力的大小与深度有关;同组的小明认为,她的实验过程是错误的,其原因是__________________,于是她换用第_________组实验数据重新分析,最终得出浮力大小与深度无关的正确结论;
(4)完成以上问题后,小莉又设计了测量巧克力球密度的实验:
①如图甲所示,用电子秤测出铜块的质量为;
②如图乙所示,测出圆柱形容器和适量水的质量为;
③如图丙所示,将铜块和巧克力球用绳子系在一起,使铜块浸没在水中,电子称示数为;
④如图丁所示,铜块和巧克力球都浸没后,电子秤示数为;
⑤如图戊所示,放手后,铜块沉底,电子秤示数为;
⑥巧克力球的密度表达式是________(用字母表示)。
【答案】(1)U形管两边的液面升降灵活
(2)在同种液体中,深度越大,液体压强越大
(3) U形管A和B内的液面高度差和的差值 没有控制排开液体的体积不变 4、5、6
(4)
【详解】(1)实验开始前,用手指按压橡皮膜时,发现U形管两边的液面升降灵活,则说明该装置不漏气,如果U形管两边的液面不变化,则说明该装置漏气。
(2)由图可知,U形管A的探头比U形管B的探头所处深度小,压强大小是通过U形管两侧液面的高度差来判断的,而U形管A内的液面高度差较小,U形管B内的液面高度差较大,上下移动金属支架,发现始终大于,因此可知在同种液体中,深度越大,液体压强越大。
(3)[1]根据浮力产生的原因,上下表面受到的压力差是产生浮力的原因,由于上下表面的面积相同,因此根据压强差可以判断浮力的大小,因此由实验数据可知,是根据U形管A和B内的液面高度差和的差值判断浮力的大小,这是等效替代法的应用。
[2]第1、2、3组实验时,由数据可知,上表面还未浸入,因此随着深度的增大,排开水的体积也增大,因此得出同种液体中,浮力的大小与深度有关是错误的。
[3]根据控制变量法,研究浮力的大小与深度的关系,应控制排开液体的体积、液体的密度相同,因此分析实验数据可知,选择第4、5、6组实验,此时物体浸入的深度不断变大,而U形管A和B内的液面高度差ΔhA和ΔhB的差值不变,证明浮力不变,说明浮力的大小与深度无关。
(4)由图乙、丙可知,电子秤示数的变化是由于把铜块放进容器中引起的,铜块受到浮力的作用,由于力的作用是相互的,容器中的水也受到铜块的竖直向下的压力作用,从而使电子秤受到的压力发生改变,由阿基米德原理可知,铜块所受到的浮力等于排开液体受到的重力,则电子秤示数的变化量等于铜块排开液体的质量,铜块受到的浮力为;同理,由乙、丁两图可知,铜块和巧克力球一起受到的浮力为。由甲、乙、戊可知,巧克力球的质量为,由丙、丁可知,巧克力球受到的浮力为,由可知,巧克力球的体积为,巧克力球的密度表达式是。
质量
1.(2025·山东泰安新泰市·二模)如图所示是新泰某中学生夏天在学校进行篮球比赛时投球的情景,下列相关数据的估测最符合实际的是( )
A.篮球的质量约为620g
B.篮球的直径约为10cm
C.从开始投球到篮球出手时间约为5min
D.室外比赛场地的温度约为2℃
【答案】A
【详解】A.根据物理常识可知,篮球的质量为600g左右,故A符合题意;
B.根据物理常识可知,篮球的直径约为24.6cm,故B不符合题意;
C.根据比赛规则可知,从开始投球到篮球出手时间约为1s-2s,故C不符合题意;
D.山东省夏季室外比赛场地的温度约为25摄氏度左右,故D不符合题意。
故选A。
2.(2025·山东济南历下区·二模)在数学中认识数字,让我们对数量有了认识。物理为数字都赋予了单位,让数字有了真实的意义。以下对于100这个数字的描述,你认为正确的是( )
A.100mg可以是两个鸡蛋的质量 B.100%可以是涡轮发动机的效率
C.100℃可以是沸水的温度 D.100W可以是家用空调的电功率
【答案】C
【详解】A.一个鸡蛋的质量约为50g,两个鸡蛋的质量约为100g,而不是100mg。故A错误;
B.根据能量守恒定律,任何发动机均存在能量损耗,效率不可能达到100%,故B错误;
C.在标准大气压下,水的沸点为100℃,故100℃可以是沸水的温度,故C正确;
D.家用空调属于大功率电器,额定功率通常在1000W以上,一般客厅灯等小功率电器的功率约为100W。故D错误。
故选C。
3.(2025·山东济宁邹城市·二模)“在物理的花园里,挖呀挖呀挖”。“物理的花园”里有很多与生活相关的知识,下列物理量最接近实际的是( )
A.让人舒适的室温约为40℃
B.中学生单臂长度约为2m
C.手托两个鸡蛋举高1m做的功约为1J
D.一桶5L装矿泉水的质量约为0.5kg
【答案】C
【详解】A.让人舒适的室温约为25℃,故A不符合题意;
B.中学生单臂长度约为0.5m−0.7m,故B不符合题意;
C.手托两个鸡蛋举高1m做的功约为 故C符合题意;
D.由得,一桶5L装矿泉水的质量约
故D不符合题意。
故选C。
4.(2025·山东济南历城区·二模)请你根据所学物理知识和生活经验判断,下列估测较符合实际的是( )
A.一个比赛用标准乒乓球的质量大约为25 g
B.阅读时眼睛与书本的最佳距离约为30 cm
C.教室里一盏40瓦日光灯正常工作时的电流约为0.2 A
D.一台家用电冰箱正常使用1 h消耗的电能约为1 kW·h
【答案】BC
【详解】A.通常情况下,一个比赛用标准乒乓球的质量大约为2.7g,故A不符合题意;
B.为了使眼睛看的最清楚且不易疲劳,阅读时眼睛与书本的最佳距离约为30 cm,故B符合题意;
C.教室里一盏日光灯正常工作时的功率约为40W,而照明电压U=220V,工作时的电流大约为 故C符合题意;
D.一台家用电冰箱的电功率约200W,正常工作1小时消耗的电能约为
故D不符合题意。
故选BC。
5.(2025·山东济南钢城区·二模)如图是小军在5月份参加物理实验兴趣小组活动时所用的一节新的5号干电池,正常情况下,下列与这节干电池相关的物理量的数值符合实际的是( )
A.高度约为6cm B.质量约为100g C.温度约为20℃ D.电压约为1.5V
【答案】ACD
【详解】A.标准5号干电池的高度约为5cm-6cm,该数值符合实际,,故A符合题意;
B.普通5号干电池的质量约为20g-25g,100g明显偏重,故B不符合题意;
C.5月份室温环境下,电池温度约为20℃是合理的,故C符合题意;
D.全新5号干电池的标称电压为1.5V,该数值准确,故D符合题意。
故选ACD。
6.(2025·山东济南历下区·二模)2025年3月,济南首条无人机外卖配送航线试飞成功。如图为正在运输货物的无人机,下列说法正确的是( )
A.无人机上升时,以地面为参照物无人机是运动的
B.无人机水平匀速飞行时,货物的质量保持不变
C.无人机以更大速度匀速竖直上升时,对货物做功会变快
D.无人机匀速下降过程中,重力势能转化为动能
【答案】ABC
【详解】A.无人机上升时,以地面为参照物,无人机位置在发生变化,是运动的,故A正确;
B.质量是指物体所含物质的多少,与所处位置没有关系,所以无人机水平匀速飞行时,货物的质量保持不变,故B正确;
C.无人机匀速竖直上升时,对货物的拉力与重力是一对平衡力,对货物做功的功率
若无人机上升速度增大,功率会变大,对货物做功会变快。故C正确;
D.无人机匀速下降时,速度不变,动能不变,重力势能并未转化为动能,而是转化为其他形式的能,故D错误。
故选ABC。
7.(2025·山东济南南山区·二模)下列与生活有关的各个数据,与实际情况基本相符的是( )
A.中学生跑50米的成绩约为7秒 B.中考物理试卷的质量约为50g
C.我国交流电的频率为50Hz D.人体的安全电压不高于36V
【答案】ACD
【详解】A.中学生跑百米的成绩约为14s,跑50米的成绩约为7s,故A符合题意;
B.一张中考试卷的质量大约在10g左右,故B不符合题意;
C.我国照明电路交流电的电压是220V,其频率是50Hz,故C符合题意;
D.经验表面,只有不高于36V的电压对人体才是安全的,故D符合题意。
故选ACD。
8.(2025·山东济南济阳·二模)善于观察、思考的娜娜对生活中的一些数据进行了估测,与实际相符的是( )
A.教室内空调工作的电流约为10A
B.中学生走路时对水平地面的压强约为2×104Pa
C.电冰箱冷藏室中的温度约为﹣5℃
D.一个鸡蛋质量大约是50g
【答案】ABD
【详解】A.教室内空调功率约2000W左右,由P=UI可得,空调工作时的电流 故A符合题意;
B.学生的体重约500N,一只脚与地的接触面积约为250cm2,走路时只有一只脚着地,故中学生走路时对水平地面的压强 故B符合题意;
C.冰箱冷藏室温度在0℃以上,故C不符合题意;
D.10个鸡蛋的质量约为500g,则一个鸡蛋的质量约为50g,故D符合题意。
故选ABD。
9.(2025·山东青岛崂山区·二模)目前世界上最薄的不锈钢厚度仅为0.015mm,这一突破性的成果是由青拓冷轧科技使用国产化设备成功轧制。这种不锈钢因其优异的材料性能、高技术难度和精密设备要求而被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”。
(1)将钢材轧制成超薄手撕钢的过程中,钢材在高压下表面的分子热运动__________(填“会”或“不会”)停止。如图所示,将手撕钢撕裂的过程中,钢材的质量__________(填“变大”“变小”或“不变”);
(2)手撕钢由于内部有大量可以自由移动的__________(填“电子”“质子”或“中子”),是良好的导体。
【答案】(1) 不会 不变
(2)电子
【详解】(1)[1]一切物体的分子不停地做无规则运动,钢材在高压下表面的分子热运动不会停止。
[2]质量是物体的一种属性,与形状无关,将钢材轧制成超薄手撕钢的过程中,形状发生变化,但钢材的质量不变。
(2)手撕钢属于金属,能够导电,是由于内部有大量可以自由移动的电子,这些电子定向移动形成电流。
质量的测量
1.(2025·山东日照·二模)各地博物馆和科技馆越来越多的受到游客们的青睐,下面是小方同学看到博物馆中展出的部分我国古代劳动人民发明创造文物或图片,下面的理解中存在错误的是( )
A.①图:天平属于等臂杠杆,砝码磨损时会使测量物体质量偏大
B.②图:独轮车把滑动摩擦变为更小的滚动摩擦,方便运送货物
C.③图:青铜戈的刃做的很锋利是为了增大压强
D.④图:司南能指示南北是利用了电荷间的相互作用
【答案】D
【详解】A.天平属于等臂杠杆,当砝码磨损时,实际质量小于标称质量,为使天平平衡需要增加砝码数量,导致测量结果偏大,故A正确,不符合题意;
B.独轮车通过车轮将滑动摩擦转变为滚动摩擦,滚动摩擦系数远小于滑动摩擦系数,因此能有效减小摩擦力,便于运输货物,故B正确,不符合题意;
C.青铜戈的刃部做得很薄,通过减小受力面积来增大压强,使其更容易刺穿物体,这是压强原理的实际应用,故C正确,不符合题意;
D.司南能够指示南北方向是利用地磁场对磁体的作用原理,而非电荷间的相互作用,这是对磁现象和电现象的混淆,故D错误,符合题意。
故选D。
2.(2025·山东济南济阳区·二模)下面是我们比较熟悉的几个物理实验所涉及到仪器或实验图,对此分析正确的是( )
A.图甲:此时物体的质量等于砝码的质量与游码的示数之和
B.图乙:若将可折转光屏右半边F向后折转,光屏上看不到反射光线了,但反射光线仍存在
C.图丙:这是动圈式话筒的工作原理图
D.图丁:相同条件下,若仅将滑动变阻器滑片右移,通电导体的运动方向不会发生变化
【答案】BCD
【详解】A.由图甲可知,物体和砝码的位置放反了,此时物体的质量等于砝码的质量与游码的示数之差,故A错误;
B.若将可折转光屏右半边F向后折转,反射光线仍在原位置不变,所以光屏上看不到反射光线了,但反射光线仍存在,故B正确;
C.由图丙可知,闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动,电路中产生感应电流;动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象,故C正确;
D.通电导体在磁场中受到力的作用,通电导体的运动方向与磁场方向和电流方向有关,与电流大小无关,所以相同条件下,若仅将滑动变阻器滑片右移,电路中的电流变小,通电导体的运动方向不会发生变化,故D正确。
故选BCD。
3.(2025·山东济南历城区·二模)小明新买了一把刻度尺,他惊奇的发现这把刻度尺的正、反两面都有刻度而且还不一样!下图是他用这把刻度尺的正、反两面测量同一张卡片的宽度,当用反面刻度测量时,这张卡片的长度应该记录为_____;小明暑假在博物馆看到了我国战国时期的天平,其中大小不一的铜质圆环在称量时所起的作用同我们使用托盘天平测量质量时所用的_____是相同的。
【答案】 1.7inch 砝码
【详解】[1]由图可知刻度尺的反面刻度分度值为1inch,读数时要进行估读,则这张卡片的长度为1.7inch。
[2]战国时期的天平,在称量过程中需要通过加减大小不一的铜质圆环,最后用天平上铜质圆环的质量加起来即为物体的质量,则其中大小不一的铜质圆环的作用与托盘天平测量质量时所用的砝码的作用是相同的。
密度的应用
1.(2025·山东济南历城区·二模)高压输电线通常采用如图所示的“多股铝绞线”,有的甚至比人的手臂还粗。输电线采用铝而不选用铜、铁等材料主要是因为:铝的_____比铜和铁都要小,同样条件下可以大大减小线路对于塔架的负担;同时,在规格相同时,铝线的_____比铜线略大但比铁线要小很多,可以有效减少输电线上因发热而造成的能量损耗。
【答案】 密度 电阻
【详解】[1]铝的密度显著低于铜和铁,因此相同长度和截面积的导线,铝线质量更轻,对塔架的机械负担更小。
[2]长度和横截面积相同导线,铝线的电阻比铜线略大但比铁线小很多,根据焦耳定律可知电阻越低,产生的热量越少,可以有效减少输电线上因发热而造成的能量损耗。
2.(2025·山东济南钢城区·二模)小刚家里有一枚运动会奖牌,小刚测得它的质量为37.8g,体积为3.6cm³,请结合密度表判断该奖牌可能是何种金属制成的。
物质
密度(g·cm³)
金
19.3
银
10.5
钢
8.9
铁
79
【答案】见解析
【详解】这枚奖牌的密度,对照密度表可知,这种金属为银。
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专题08 质量和密度
密度
1.(2025·山东泰安新泰市·二模)有A、B两个正方体物块,B边长是A边长的一半,如图甲所示,将质量为1kg的物块A放入水中,有五分之三体积露出水面;再将物块B放在A的上面,物块A恰好完全没入水面,如图乙所示。若g取10N/kg,水的密度为,下列判断正确的是( )
①物块A的密度为
②图乙中物块B对A的压力为25N
③物块A与B质量之比为
④物块A与B密度之比为
A.只有①② B.只有①④
C.只有②③ D.只有①③④
2.(2025·山东青岛李沧区·二模)密度与生活联系非常紧密,关于密度的一些说法正确的是( )
A.瓶里的水凝固成冰后体积变大,密度变大
B.可以利用密度来鉴别物质,因为不同物质的密度一定不同
C.航空器材常采用熔点高、密度大的新型材料
D.一旦发生火灾,受困人员常采取弯腰撤离,是因为烟雾温度高、密度小,向上方聚集
3.(2025·山东临沂临港经济开发区·二模)根据表中给出物质的物理性质的数据,下列判断正确的是( )
物质
熔点/℃
密度/
比热容/[J/]
铝
660
铜
1083
银
961
A.用铝锅可以熔化铜块
B.体积相同的实心铜球和银球所含的物质一样多
C.初温和质量相同的铝块和铜块吸收相同的热量,铝块末温低
D.物质的比热容与它的质量或温度的变化、吸收或放出热量的多少有关
4.(2025·山东省济南市·二模)杭州亚运会火炬“薪火”采用了新型材料,拿在手里很轻盈,火炬燃烧时温度约为800℃,手握火炬一点都不烫手,由以上信息分析出这种新型材料具有的特性是( )
A.密度小 B.比热容小
C.熔点低 D.导热性好
5.(2025·山东济南南山区·二模)在跨学科实践活动中,小华调查“家用燃料的变迁与合理使用”时发现,爷爷小时候使用柴草作为家用燃料;爸爸、妈妈小时候用煤炭,年轻的时候用液化气;如今小华家使用天然气。使用天然气为家用燃料,主要是天然气的( )
A.密度较大 B.热值较大 C.比热容较大 D.沸点较高
6.(2025·山东济南市中区·二模)在生产、生活中水有多种用途,运用了相关物理知识。以下说法正确的是( )
A.贮菜的地窖里放几桶水防止菜冻伤—气温低于0℃时,水凝固吸热
B.在江河上建水库蓄水发电—水资源有限,因此水能是不可再生能源
C.用浸水的毛巾为发烧病人降温—水汽化时吸收热量降低病人的体温
D.石缝中灌入的水结冰膨胀崩裂岩石—水结冰时质量不变,密度变小
7.(2025·山东日照·二模)如图所示,两个不吸水的实心小球甲和乙,用不可伸长的细线系住,放入水中静止后,球甲有一半的体积露出水面,球乙与容器底部接触,细线被拉直。已知球甲的重力为4N,球甲受到的浮力为8N,球甲、乙的体积之比为,球甲、乙的密度之比为,水的密度为,g取。下列说法正确的是( )
A.细线对球甲的拉力为4N B.球乙受到的浮力为8N
C.球甲的密度为 D.容器底部对球乙的支持力为4N
8.(2025·山东滨州·二模)用刻度尺测量一正方体物块的棱长如图甲,用托盘天平测量物块的质量如图乙,则物块棱长为________cm,质量为________g,密度为________。
9.(2025·山东青岛崂山区·二模)科学选种是提高粮食产量的关键环节,而盐水选种是我国劳动人民发明的一种巧妙的挑选种子的方法。选小麦种子所需盐水的密度在1.16×10³~1.2×10³kg/m³之间。为检测配制的盐水是否合格,探究小组进行了如下实验。
(1)将天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻线处,发现天平指针的位置如图甲所示,下一步操作是______________________________;
(2)将50mL待测盐水倒入质量为25g的烧杯中,用天平测量其质量如图乙所示,所测盐水的密度为____kg/m³,为符合要求,应该向配制的盐水添加适量的______(选填“盐”或“水”);
(3)将种子放入配置合格的盐水中,如图丙所示,处于______位置的种子是良种,筛选出良种的密度比盐水的密度__________;
(4)完成实验后,探究小组利用测力计、细绳、小金属块和足够的水再次测量盐水的密度,步骤如下,请将空缺部分填充完整:
①用细绳拴住小金属块,吊在测力计下测出此时拉力为;
②把小金属块浸没入水中,测出此时拉力为;
③把小金属块浸没入盐水中,测出此时拉力为;
④盐水的密度表达式______(用、、、表示)。
10.(2025·山东省青岛市市北区·二模)建构密度概念。
次数
物体
m/g
V/cm³
m/V(g·cm-3)
1
铝块1
27
10
2.7
2
铝块2
54
20
2.7
3
铝块3
81
30
2.7
4
木块1
5
10
0.5
5
木块2
10
20
0.5
6
木块3
15
30
0.5
(1)比较两次实验可知,体积相同的不同物质质量不同。分析数据可知,同种物质______相同,不同物质一般不同。根据物质这一特性,引入密度这一物理量,可用于鉴别物质;
(2)小明想知道某实心工艺品是由什么材料制成的,于是进行了如下实验:
①由图甲可知工艺品的质量是______g;
②如图乙,在量筒中倒入适量的水,记下水的体积,将工艺品用细线系好后放入量筒中,记下水和工艺品的总体积,则这个工艺品的密度为______kg/m3。根据图丙信息可以判断,这个工艺品可能是由______制成的;
③小明想用同样的仪器,测一下妈妈金戒指的密度(质量约4g),通过分析,这个方法______(选填“可行”或“不可行”),原因是该戒指的______(选填“质量”或“体积”)太小。
11.(2025·山东济南市中区·二模)如图甲所示,小安看到做花馍用的模具内部印有花纹,为测量模具的容积,进行了以下实验:
(1)将托盘天平放在水平工作台上,游码移至零刻度线处,调节______,使天平平衡;
(2)调节天平平衡后,小安实验步骤如下:
①测得空模具的质量为200.8g;
②将模具内装入沙子直至沙子上表面与模具上表面齐平,如图乙,测得模具与沙子的总质量为______g;
③用小勺将沙子取出一部分装入量筒,测得模具与剩余沙子的总质量,如图丙;
④测得量筒内沙子的体积,如图丁。
(3)通过计算,可得沙子的密度为______g/cm3,模具的容积为______cm3;
(4)实验后,同学小明评价以上测量过程步骤较多,想用已知密度的水来代替沙子,则只要完成步骤______(选填上述步骤序号①②③④的一个或多个),就能测出模具的容积。若不考虑模具吸水,用水做实验的主要缺点是______。
12.(2025·山东泰安新泰市·二模)小明去青云湖游玩时在湖边捡到一块漂亮的鹅卵石,他想知道鹅卵石的密度,于是用天平和量筒进行了如下实验。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,指针的位置如图甲所示,此时应向______调节平衡螺母,将天平调平衡。
(2)天平调平后,将鹅卵石放在天平的左盘中,用镊子向另一个盘中加减砝码,再移动游码。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,则鹅卵石的质量是______g;
(3)向量筒中倒入60mL的水,用细线拴住鹅卵石并放入量筒中后,量筒中的水面如图丙所示,则矿石的体积为______,所测鹅卵石的密度是______;
(4)实验后,小明发现所用的砝码生锈了,则所测鹅卵石密度比真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(5)学习了密度知识后,小明想测一下妈妈的手镯的密度,他设计了一个新方案,利用家里的电子秤、碗、水、细线等器材进行测量,测量步骤如下:
①如图甲所示,电子秤调零后,在碗里加入适量水,测出碗和水的总质量;
②如图乙所示,用绳系着手镯,浸没在水中不碰容器,电子秤示数为;
③如图丙所示,慢慢将手镯沉入水底,松开绳子电子秤示数为。
④手镯的质量______,手镯的密度______(用、、、表示)
13.(2025·山东青岛崂山区·二模)底面积为300cm²的薄壁圆柱形容器放在水平地面上,用原长为14cm的轻质弹簧将边长为10cm的正方体A的下表面中点与容器底部相连,向容器内加水至A刚好浸没,如图甲所示,此时弹簧长16cm,A对弹簧的拉力为F1,现打开阀门B缓慢放水,当A对弹簧的作用力大小变为2F₁时关闭阀门B,已知弹簧受力F的大小与弹簧长度的变化量Δx间的关系如图乙所示。不计弹簧的体积及其所受的浮力,g=10N/kg。求∶
(1)物体A浸没时受到的浮力;
(2)正方体A的密度;
(3)关闭阀门B,水对容器底部压强。
14.(2025·山东潍坊高密市·二模)如图甲所示,将薄壁柱形玻璃杯A和实心物体B用细线相连,放入装有适量水的薄壁柱形容器C中,当它们静止时,细线被拉直(细线不可伸长且质量体积均忽略不计)。A的底面积为,重为1N,B的体积为,C的底面积为。现打开C底部水龙头缓慢放水,细线所受拉力大小随时间变化图象如图乙所示。已知水的密度,g取10N/kg,求:
(1)玻璃杯受到的最大浮力;
(2)物体B的密度;
(3)到时间内放出水的体积。
15.(2025·山东济南长清区·二模)如图所示是2025年春节联欢晚会上表演节目的机器人。若该机器人总质量约45kg,其外壳全部由碳纤维复合材料制造,质量约为,已知碳纤维的密度为,则制造一个这种机器人的外壳需要多少的碳纤维复合材料?
16.(2025·山东泰安新泰市·二模)如图所示,将一块重为6N的物体用细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中,当物体静止时,容器中水面的高度由12cm上升到14cm,此时拉力为2N。,g取10N/kg,求:
(1)物体所受浮力的大小;
(2)物体的体积;
(3)容器中水的质量。
17.(2025·山东济南济阳区·二模)晚饭后小明和奶奶在客厅看电视,奶奶口渴了,小明就拿出一盒牛奶准备烫热后给奶奶喝,他发现整箱牛奶的参数如图所示,已知,,。
(1)这盒牛奶的质量是多少kg?
(2)已知牛奶的初温是20℃,小明想用热水将其烫热,要达到40℃,则这个过程中牛奶吸收的热量是多少?
18.(2025·山东济南南山区·二模)某景区内有一尊孔子石雕像,吸引了游人的目光,该雕像将孔子的神态、表情刻画的惟妙惟肖,栩栩如生,形象十分生动逼真,眉宇间透露出一股思想家的睿智。雕像由孔子像和水平基座两部分组成。孔子像由花岗岩雕刻而成,质量为,体积为3m3。水平基座的质量为,其规格(长×宽×高)为150cm×100cm×20cm,取g=10N/kg,通过计算回答:
(1)孔子雕像所用花岗岩的密度是多少?
(2)整座雕像对水平地面的压强是多少?
19.(2025·山东泰安新泰市·二模)桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具,如图所示,硬杆AB用绳子悬挂在树上,杆可绕O点自由旋转且与树之间无作用力,用绳子将质量为3kg的木桶悬挂在B端,在A端重力为140N的拗石辅助下,人可轻松将一桶水从井中提起。已知硬杆AB的长度为2m,OA的长度为1.2m,木桶装满水,水重270N,重力为510N的人轻松将这桶水从井中提起。若悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上,忽略杆和绳的重力,,g取10N/kg,求:
(1)木桶的容积;
(2)井中水面到井口的距离为6m,人不用桔槔直接从水面将这桶水匀速提升6m做的功;
(3)人用桔槔将装满水的桶提出水面后(忽略桶外壁沾水),硬杆AB在水平位置处于平衡状态时,人脚与地面的接触面积为,求人对水平地面的压强。
测量物体的密度
1.(2025·山东淄博临淄区·二模)如图所示,以下实验操作正确的是( )
A.如图甲,手持量筒举离桌面读数
B.如图乙,杠杆在水平位置平衡时,拉力的力臂为L
C.如图丙,使用温度计测量液体温度并读取温度计示数
D.如图丁,为使像成在光屏中心,只需调节烛焰中心和光屏中心在同一高度
2.(2025·山东潍坊高密市·二模)在测量某品牌酸奶密度过程中,实验步骤如下:
①将托盘天平放在水平桌面上,分度盘的指针位置如图甲所示;
②用调节好的天平测出空烧杯的质量,如图乙所示;
③用天平测出烧杯和酸奶的总质量,如图丙所示;
④将烧杯中的酸奶倒入量筒中,读出酸奶的体积V,如图丁所示;
则下列分析正确的是( )
A.调节平衡时,需将平衡螺母向左调
B.由乙丙两图可知烧杯中酸奶的质量为60g
C.由丁图可知量筒中酸奶的体积为50.1mL
D.上述方法测得的酸奶密度较真实值偏大
3.(2025·山东济南高新区·二模)小圳在做家务洗碗时,发现碗可以漂浮在水面也可以沉水底。小圳设计了一个测量碗的密度的探究实验,实验步骤及实验数据如图所示。根据实验数据下列计算结果正确的是( )
A.碗的体积为 B.碗的质量为
C.碗的密度为 D.碗漂浮时的等于碗沉底时的
4.(2025·山东日照·二模)如图所示,是海波、海涛兄弟一起在做“测量固体密度”实验时的部分场景。天平使用前指针位置如图甲所示,为使天平平衡,平衡螺母应向_______调(选填“左”或“右”);该固体的密度为_______。
5.(2025·山东青岛即墨区·二模)小明利用实验室器材测量两块大小和材质均不相同的石块的密度。
(1)天平调平衡后,在测量小石块质量时,往右盘加减砝码过程中,加入最小砝码后,天平指针位置如图甲(一)所示,将最小砝码取出,指针位置如图甲(二)所示,他接下来正确的操作是______,直至指针对准分度盘中央刻度线,此时天平如图乙所示,则小石块的质量是______g;
(2)用细线系住小石块放入盛水的量筒中,量筒前后液面变化如图丙所示,则小石块的体积为______,密度为______;
(3)小明发现利用天平和量筒无法完成大石块密度的测量,经思考后,进行了如下实验操作:
①将杠杆调节水平平衡后,在两侧各挂大石块和弹簧测力计,竖直拉动弹簧测力计使杠杆水平平衡,如图丁所示,记录此时弹簧测力计示数为;
②将石块浸没于盛水的烧杯中,竖直拉动测力计使杠杆再次水平平衡,如图戊所示,记录此时弹簧测力计示数为;
③已知水的密度为,计算大石块的密度______(用、、表示)。
6.(2025·山东济南市中区·二模)在“物理创新实验”社团活动中,小莉利用图甲的双探头压强计,探究液体压强大小的影响因素。
(1)实验开始前应对装置进行检查,当用手指按压橡皮膜时,发现__________________,则说明该装置不漏气;
(2)她利用甲装置探究液体压强时,发现U形管A内的液面高度差较小,U形管B内的液面高度差较大,上下移动金属支架,发现始终大于,说明__________________;
(3)受双探头压强计原理的启发,小莉联想到浮力的来源上下压力差,于是又制作出如图乙的器材,并给乙图圆筒上下表面的橡皮膜分别连接图甲的U形管A和B,用来探究浮力大小与物体浸入水中深度的关系。她将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动,再次记录U形管A和B内的液面高度差和,记录实验数据如表(忽略橡皮膜形变对实验的影响):
序号
液体种类
探头C深度/m
高度差/格
探头D深度/m
高度差/格
1
水
0
0
0.01
2
2
水
0
0
0.02
4
3
水
0
0
0.03
6
4
水
0.01
2
0.04
8
5
水
0.02
4
0.05
10
6
水
0.03
6
0.06
12
①本实验通过观察__________________可知浮力的大小。
②小莉在分析第1、2、3组实验数据时,认为同种液体中,浮力的大小与深度有关;同组的小明认为,她的实验过程是错误的,其原因是__________________,于是她换用第_________组实验数据重新分析,最终得出浮力大小与深度无关的正确结论;
(4)完成以上问题后,小莉又设计了测量巧克力球密度的实验:
①如图甲所示,用电子秤测出铜块的质量为;
②如图乙所示,测出圆柱形容器和适量水的质量为;
③如图丙所示,将铜块和巧克力球用绳子系在一起,使铜块浸没在水中,电子称示数为;
④如图丁所示,铜块和巧克力球都浸没后,电子秤示数为;
⑤如图戊所示,放手后,铜块沉底,电子秤示数为;
⑥巧克力球的密度表达式是________(用字母表示)。
质量
1.(2025·山东泰安新泰市·二模)如图所示是新泰某中学生夏天在学校进行篮球比赛时投球的情景,下列相关数据的估测最符合实际的是( )
A.篮球的质量约为620g
B.篮球的直径约为10cm
C.从开始投球到篮球出手时间约为5min
D.室外比赛场地的温度约为2℃
2.(2025·山东济南历下区·二模)在数学中认识数字,让我们对数量有了认识。物理为数字都赋予了单位,让数字有了真实的意义。以下对于100这个数字的描述,你认为正确的是( )
A.100mg可以是两个鸡蛋的质量 B.100%可以是涡轮发动机的效率
C.100℃可以是沸水的温度 D.100W可以是家用空调的电功率
3.(2025·山东济宁邹城市·二模)“在物理的花园里,挖呀挖呀挖”。“物理的花园”里有很多与生活相关的知识,下列物理量最接近实际的是( )
A.让人舒适的室温约为40℃
B.中学生单臂长度约为2m
C.手托两个鸡蛋举高1m做的功约为1J
D.一桶5L装矿泉水的质量约为0.5kg
4.(2025·山东济南历城区·二模)请你根据所学物理知识和生活经验判断,下列估测较符合实际的是( )
A.一个比赛用标准乒乓球的质量大约为25 g
B.阅读时眼睛与书本的最佳距离约为30 cm
C.教室里一盏40瓦日光灯正常工作时的电流约为0.2 A
D.一台家用电冰箱正常使用1 h消耗的电能约为1 kW·h
5.(2025·山东济南钢城区·二模)如图是小军在5月份参加物理实验兴趣小组活动时所用的一节新的5号干电池,正常情况下,下列与这节干电池相关的物理量的数值符合实际的是( )
A.高度约为6cm B.质量约为100g C.温度约为20℃ D.电压约为1.5V
6.(2025·山东济南历下区·二模)2025年3月,济南首条无人机外卖配送航线试飞成功。如图为正在运输货物的无人机,下列说法正确的是( )
A.无人机上升时,以地面为参照物无人机是运动的
B.无人机水平匀速飞行时,货物的质量保持不变
C.无人机以更大速度匀速竖直上升时,对货物做功会变快
D.无人机匀速下降过程中,重力势能转化为动能
7.(2025·山东济南南山区·二模)下列与生活有关的各个数据,与实际情况基本相符的是( )
A.中学生跑50米的成绩约为7秒 B.中考物理试卷的质量约为50g
C.我国交流电的频率为50Hz D.人体的安全电压不高于36V
8.(2025·山东济南济阳·二模)善于观察、思考的娜娜对生活中的一些数据进行了估测,与实际相符的是( )
A.教室内空调工作的电流约为10A
B.中学生走路时对水平地面的压强约为2×104Pa
C.电冰箱冷藏室中的温度约为﹣5℃
D.一个鸡蛋质量大约是50g
9.(2025·山东青岛崂山区·二模)目前世界上最薄的不锈钢厚度仅为0.015mm,这一突破性的成果是由青拓冷轧科技使用国产化设备成功轧制。这种不锈钢因其优异的材料性能、高技术难度和精密设备要求而被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”。
(1)将钢材轧制成超薄手撕钢的过程中,钢材在高压下表面的分子热运动__________(填“会”或“不会”)停止。如图所示,将手撕钢撕裂的过程中,钢材的质量__________(填“变大”“变小”或“不变”);
(2)手撕钢由于内部有大量可以自由移动的__________(填“电子”“质子”或“中子”),是良好的导体。
质量的测量
1.(2025·山东日照·二模)各地博物馆和科技馆越来越多的受到游客们的青睐,下面是小方同学看到博物馆中展出的部分我国古代劳动人民发明创造文物或图片,下面的理解中存在错误的是( )
A.①图:天平属于等臂杠杆,砝码磨损时会使测量物体质量偏大
B.②图:独轮车把滑动摩擦变为更小的滚动摩擦,方便运送货物
C.③图:青铜戈的刃做的很锋利是为了增大压强
D.④图:司南能指示南北是利用了电荷间的相互作用
2.(2025·山东济南济阳区·二模)下面是我们比较熟悉的几个物理实验所涉及到仪器或实验图,对此分析正确的是( )
A.图甲:此时物体的质量等于砝码的质量与游码的示数之和
B.图乙:若将可折转光屏右半边F向后折转,光屏上看不到反射光线了,但反射光线仍存在
C.图丙:这是动圈式话筒的工作原理图
D.图丁:相同条件下,若仅将滑动变阻器滑片右移,通电导体的运动方向不会发生变化
3.(2025·山东济南历城区·二模)小明新买了一把刻度尺,他惊奇的发现这把刻度尺的正、反两面都有刻度而且还不一样!下图是他用这把刻度尺的正、反两面测量同一张卡片的宽度,当用反面刻度测量时,这张卡片的长度应该记录为_____;小明暑假在博物馆看到了我国战国时期的天平,其中大小不一的铜质圆环在称量时所起的作用同我们使用托盘天平测量质量时所用的_____是相同的。
密度的应用
1.(2025·山东济南历城区·二模)高压输电线通常采用如图所示的“多股铝绞线”,有的甚至比人的手臂还粗。输电线采用铝而不选用铜、铁等材料主要是因为:铝的_____比铜和铁都要小,同样条件下可以大大减小线路对于塔架的负担;同时,在规格相同时,铝线的_____比铜线略大但比铁线要小很多,可以有效减少输电线上因发热而造成的能量损耗。
2.(2025·山东济南钢城区·二模)小刚家里有一枚运动会奖牌,小刚测得它的质量为37.8g,体积为3.6cm³,请结合密度表判断该奖牌可能是何种金属制成的。
物质
密度(g·cm³)
金
19.3
银
10.5
钢
8.9
铁
79
/
学科网(北京)股份有限公司
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