内容正文:
第六章 物质的物理属性(复习讲义)
课标要求:
1.2.1 通过实验,了解物质的一些物理属性,如弹性、磁性、导电性和导热性等,能用语言、文字或图表描述物质的物理属性。
例1 通过实验,了解橡胶的弹性。列举弹性在生活中的应用实例。
例4 通过实验,了解金属与木材导热性能的差异。
1. 2. 2 知道质量的含义。会测量固体和液体的质量。
例5 列举质量为几克、几十克、几百克和几千克的一些物品, 能估测常见物体的质量。
1.2.3 通过实验,理解密度。会测量固体和液体的密度。能解释生活中与密度有关的一些物理现象。
1. 2.4 了解关于物质属性的研究对生产生活和科技进步的影响。
考点总览:
1.质量的意义及物体质量是物质的一种属性;
2.质量单位换算,估测日常生活中常见物体的质量;
3.使用托盘天平进行一般测量和特殊测量,分析天平测量物体质量的误差。
4.运用不同方法得出同种物质组成的物体的质量与体积成正比。
5.密度是反映物质质量与体积比值的一种物理属性。
6.密度的公式及其单位,会进行国际单位与常用单位的换算。
7.运用密度公式及变形公式,解决物质密度、体积、质量等相关问题
8.会测规则、不规则形状物体、液体等物质密度,并优化密度测量步骤减小实验误差 。
9.利用密度知识实现对质量和体积的间接测量,无量筒测量物质密度的实验方案设计;
10.比较不同物质的导热性与硬度,根据物理属性进行分类;
11.利用物质不同的物理属性,对医用保温盒的选材提出建议。
知识点一 物体的质量
1.质量的概念及特性
(1)物体所含物质的多少叫质量,通常用字母m表示;
(2)质量是物体的一种基本属性,与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关,质量大,物体含有物质多;质量小,物体含有物质少。
2.质量的单位及其换算
(1)国际单位制中质量单位是千克(kg),常用单位还有吨(t)、克(g)、毫克(mg)。
换算关系:1t=1000kg,1kg=1000g,1g=1000mg,1mg=1000μg。
(2)质量的单位的认识(估测物体质量)
生活中常见的物体的质量:
①一个鸡蛋的质量大约为50g ②一根大头钉的质量大约为80mg
③一个硬币的质量大约为6g ④一个中学生的质量大约为50kg
⑤一个婴儿的质量大约为4kg ⑥一个大象的质量大约为5t
⑦一个鲸的质量大约为150t ⑧一个苹果的质量大约为250g
知识点二 质量的测量
1.质量的测量工具
(1)实验室中,测量质量的常用工具是天平;
(2)在生活中,质量的测量还有杆秤、案秤、磅秤、电子秤等。
2.天平
(1)托盘天平的构造:由托盘、横梁、平衡螺母、刻度尺、指针、刀口、底座、分度标尺、游码、砝码等组成。
(2)天平的使用:
①天平的调节
用天平测量物体质量时,应将天平放在水平桌面上;先将游码拨回标尺左端的零刻线处(归零),再调节平衡螺母,使指针指到分度盘的中央刻度(或左右摆动幅度相等),表示横梁平衡。
②质量的测量
先估后测:先估计物体大概质量,避免物体质量超过天平的称量而损坏天平。
左物右码:左盘放物体,右盘放砝码。
加减砝码:根据估计先放大砝码,加法码时先大后小,减砝码时先小后大;
用镊子向右盘加减砝码,当最小的法码放上去又轻时改调游码,通过移动游码来调节天平重新平衡。此时,移动游码相当于在右盘中加入了小砝码,所以游码读数必须计算在右盘中。
②天平的读数
用天平测量物体质量时,被测物体的质量=右盘中砝码的总质量+游码在标尺上的指示值。
(3)天平使用注意事项
①砝码不能用手拿,要用镊子夹取,使用时要轻放轻拿。在使用天平时游码也不能用手移动;
②过冷过热的物体不可放在天平上称量,应先在干燥器内放置至室温后再称;
③加砝码应该从大到小,可以节省时间;
④在称量过程中,不可再碰平衡螺母;
⑤被测物体的质量不能超过天平的量程;
⑥保持天平清洁、干燥,不能把潮湿的物体和化学药品直接放在盘上,也不能把砝码弄湿、弄脏,以免锈蚀。
3.常规物体的质量测量
(1)用天平测量固体的质量
①把天平放在平稳的水平桌面上,观察天平底座上的铭牌以及游码标尺上的分度值,并作记录。
②把游码放在标尺的零刻度线处,调节横梁右端(有的天平是左、右两端)的平衡螺母,当指针指在分度盘的中央刻线处(或左右偏离中央刻线的角度相等)时,表明此时横梁平衡。
③将木块轻轻地放在天平的左盘,用镊子向右盘轻轻地加减砝码,再移动游码,直到天平的横梁平衡(左物右码)。
④根据砝码和游码记录木块的质量m1,将砝码放回盒中,游码归零,拿下待测固体。
⑤分别将不同待测固体放入左盘,称出它们的质量m2、m3。
(2)称量液体的质量
①把天平放在平稳的水平桌面上,观察天平底座上的铭牌以及游码标尺上的分度值,并作记录。
②把游码放在标尺的零刻度线处,调节横梁右端(有的天平是左、右两端)的平衡螺母,当指针指在分度盘的中央刻线处(或左右偏离中央刻线的角度相等)时,表明此时横梁平衡。
③用天平称出空烧杯的质量m杯。
④将烧杯中倒入适量的待测液体,用天平称出烧杯和待测液体的总质量m总,计算出烧杯中待测液体的质量m液=m总—m杯。
⑤将砝码放回盒中,游码归零,取下烧杯,将待测液体倒回原处。
4.累积法测量微小质量
累积法测微小物体的质量:微小物体的称量用“称多算少”方法,即取n个小物体称出总质量M,则每个小物体质量。
知识点三 物质的密度
1.质量与体积的关系
(1)同种物质,在一定状态下密度是定值,它不随质量大小或体积大小的改变而改变,当其质量(或体积)增大几倍时,其体积(或质量)也随着增大几倍,而比值是不变的,因此,不能认为物质的密度与质量成正比,与体积成反比;
(2)由同种物质组成的物体,在同一状态下,体积大的质量也大,物体的体积跟它的质量成正比;
(3)由不同物质组成的物体,在体积相同的情况下,密度大的质量也大,物体的质量跟它的密度成正比;
(4)由不同物质组成的物体,在质量相同的条件下,密度大的体积反而小,物体的体积跟它的密度成反比。
(5)结论:同种物质的质量与体积的比值为定值;不同物质的物体,质量与体积的比值一般不相等。
2.密度及其特性
(1)密度:单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度。
(2)单位:密度的国际单位是kg/m3,读作千克每立方米。常用单位还有g/cm3,读作克每立方厘米;单位换算:1 g/cm3=1000 kg/m3 (说明:两个单位比较:g/cm3单位大)。
(3)密度是物质的一种特性,它不随物质的质量或体积的变化而变化。同一种物质的密度是一个确定的值,不同物质的密度通常是不同的,因此可用来鉴别物质,如水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3。
3.密度的计算
(1)密度的公式:(ρ表示密度、m表示质量、V表示体积);公式变化:m=ρV、。
(2)根据公式来鉴别物质。测出物体的质量和体积,运用公式求出物质的密度,然后对照密度表就可以知道该物质的种类。
(3)利用公式计算不便测量的物体的体积。测出物体的质量,利用密度表查出该种物质的密度,利用公式就可以计算出物体的体积。
(4)利用m=ρV计算不便测量的物体的质量。测出物体的体积,利用密度表查出该种物质的密度,利用公式m=ρV就可以计算出物体的质量。
知识点四 密度的测量
1.量筒的使用
(1)首先分清量筒的量程、单位和分度值(常见量筒单位是ml,1ml=1cm3,1L=1000ml=10-3m3;图a中,量筒量程100ml,分度值2ml);
(2)量筒的规格:常用的有10mL,20mL,25mL,50mL,100mL,250mL、500mL,1000mL等多种规格;
(3)量筒的选择方法:
①量筒越大,管径越粗,其精确度越小,由视线的偏差所造成的读数误差也就越小,所以实验中应根据所取溶液的体积,尽量选用能一次量取的最小规格的量筒;
②分次量取会引起较大误差,如量取70mL液体,应选用100mL量筒一次量取,而不能用10mL量筒量取7次。
(4)读取液体的体积方法:
注入液体后,要等一会,使附着在内壁上的液体流下来,再读取刻度值,否则,读出的数值将偏小;读数时,应把量筒放在平整的桌面上,当液面是凸面时,视线应与凸液面的顶部保持水平;当液面是凹面时,视线应与凹液面的底部保持水平,否则,读数会偏高或偏低。
2.固体密度的测量
(1)用天平测量固体的质量m;
(2)在量筒中倒入适量的水,读出水的体积V1;
(3)用细线拴住固体,轻放浸没在水中,读出固体与水的总体积V2;
(4)计算固体的密度:。
3.液体密度的测量
(1)将适量的液体倒入烧杯中,用天平称出烧杯与液体的总质量m1;
(2)将烧杯中的部分液体倒入量筒中,读出量筒中液体的体积V;
(3)用天平称出烧杯与剩余液体的总质量m2;
(4)计算液体的密度:。
知识点五 密度知识的应用
(1)鉴别物质:密度是物质的特性之一,不同物质密度一般不同,可根据密度公式测出体积及质量求出密度鉴别物质。
(2)求质量:由于条件限制,有些物体体积容易测量但不便测量质量用公式m=ρV算出它的质量。
(3)求体积:由于条件限制,有些物体质量容易测量但不便测量体积用公式算出它的体积。
(4)判断物体是否
空、实心的判断:通过对物体的密度、质量、体积的比较,可判断物体时空心的还是实心的,即当ρ物=ρ为实心,ρ物<ρ为空心;m物=m为实心,m物<m为空心;V物=V为实心,V物>V为空心。
题型一 质量概念及其特性
【例1】关于1kg的棉花和1kg的铁块,下列说法正确的是( )
A.铁块质量大于棉花质量
B.铁块所含物质比棉花多
C.棉花所含物质比铁块多
D.铁块质量等于棉花质量
【答案】D
【分析】质量指物体所含物质的多少。
【解答】解:1kg的棉花和1kg的铁块质量一样多,故D正确。
故选:D。
【变式1-1】质量表示物体 所含物质 的多少。“神舟”九号飞船在太空运行时,处于失重状态的宇航员的质量 不变 ;急救室的氧气瓶在病人使用后,瓶内的氧气质量将 变小 。一根弹簧被拉长后质量 不变 ;一支蜡烛点燃一段时间后质量 变小 (后四空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】所含物质;不变;变小;不变;变小。
【解答】解:质量是指物体所含物质的多少;质量是物体本身的一种属性;
“神舟”九号飞船在太空运行时,处于失重状态的宇航员位置改变,质量不变;
急救室的氧气瓶在病人使用后,瓶内的氧气质量将变小;一根弹簧被拉长后,形状发生变化,所含物质的多少不变,所以质量不变;
一支蜡烛点燃一段时间后,所含物质变少,质量变小。
故答案为:所含物质;不变;变小;不变;变小。
【变式1-2】我们平时说铁钉和铁锤都是由铁制成的,但它们所含铁的多少不同,其中铁钉和铁锤是 物体 ,铁是 物质 (前两空选填“物质”或“物体”),为了表示不同物体所含 物质的多少 不同的这一属性,物理学中引入了 质量 这个物理量。
【答案】物体;物质;物质的多少;质量。
【解答】解:铁组成铁锤和铁钉,所以铁是物质,铁钉、铁锤是物体。质量是物体所含物质多少的物理量,所以用质量表示铁钉和铁锤所含铁的多少。
故答案为:物体;物质;物质的多少;质量。
【例2】下列现象中物体的质量发生变化的是( )
A.将登月探测车从地球表面运送到月球表面
B.正在工作中的洒水车
C.熔浆凝结成岩石
D.将铁块制成同体积的铁钉
【答案】B
【分析】物体所含物质的多少叫质量。质量是物体本身的一种属性,与物体的形状、状态、位置和温度无关。
【解答】解:A.物体的质量与位置无关,将登月探测车从地球表面运送到月球表面后质量不变,故A不正确;
B.正在工作中的洒水车,存水不断减小,质量减小,故B正确;
C.物体的质量与物态无关,熔浆凝结成岩石后质量不变,故C不正确;
D.物体的质量与形状无关,将铁块制成同体积的铁钉后质量不变,故D不正确。
故选:B。
【变式2-1】关于质量,下列说法中正确的是( )
A.物体由固体变为液体时其质量发生改变
B.同一块橡皮泥捏成不同形状,测出的质量是不同的
C.蜡烛点燃一会后温度会升高,但其质量不会改变
D.同一物体无论在地球上什么地方,它的质量不会改变
【答案】D
【解答】解:AB、质量是物体本身的一种属性,它不随物体的形状、温度而改变,因此物体由固体变为液体时状态改变,质量不变;同一块橡皮泥捏成不同形状,测出的质量是相同的,故AB错误;
C、蜡烛点燃一会后温度会升高,且燃烧后的产物会释放到空气中,因此其质量会逐步减小,故C错误;
D、因为质量是物体本身的一种属性,它不随物体位置的改变而改变,故D正确。
故选:D。
【变式2-2】钱学森是“中国航天之父”,如图所示,是苏绣艺术家创作的钱学森肖像《思源•致远》,这件苏绣作品搭载神舟八号升入太空,与在地面比该苏绣作品的质量 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”),因为质量是物体的 属性 ,不随物体 位置 的改变而改变。
【答案】不变;属性;位置。
【解答】解:质量是物体本身的一种属性,只有在所含物质的多少发生变化时才会改变,如果只是改变了形状、状态、位置则不会发生改变,因此苏绣作品搭载神舟八号升入太空,与在地面比该苏绣作品的质量不变。
故答案为:不变;属性;位置。
题型二 质量的测量
【例3】测量物体的质量前,将托盘天平放在水平台上,小明发现指针偏向分度标尺的左侧,如图所示。接下来他要进行的操作是( )
A.先将平衡螺母移到最左端,然后向左移动游码
B.先将平衡螺母移到最左端,然后向右移动游码
C.先将游码拨至零刻度线,再向左调节平衡螺母
D.先将游码拨至零刻度线,再向右调节平衡螺母
【答案】D
【分析】使用天平测量物体的质量时,先将天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻线处,调节横梁两端的平衡螺母,使天平平衡。
【解答】解:使用天平测量物体的质量前,要将天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻线处,调节平衡螺母使天平平衡;发现指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,他应将平衡螺母向右端调使天平平衡;故D正确,ABC错误。
故选:D。
【变式3-1】如图所示,学校物理实验室的托盘天平横梁两端各有一个平衡螺母。测量前,为使托盘天平横梁水平平衡,左边的平衡螺母应向 右 (选填“左”或“右”)调节,或者将右边的平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节。
【答案】右,右。
【解答】解:测量前,指针偏左,说明左侧偏重,为使托盘天平横梁水平平衡,左边的平衡螺母应向右调节,或者将右边的平衡螺母向右调节。
故答案为:右,右。
【变式3-2】如图所示为商店里使用的案秤。其工作原理与实验室中的基本实验仪器 天平 相似。使用前,将案秤放在水平面上,游码置于零刻度线处,若发现砝码盘下跌,应将调零螺丝向 左 (选填“左”或“右”)调。
【答案】天平;左。
【解答】解:(1)案秤的工作原理与实验室中的基本实验仪器天平相似;
(2)使用时,先将游码移至左端0刻度处,若发现案秤砝码盘下跌,说明左端轻,右端重,调零螺丝应向轻的一方旋动即左旋动。
故答案为:天平;左。
【例4】在用已调好的托盘天平称某物体质量时,在加砝码的过程中,当右盘中再加5g砝码时,指针指在分度盘中央红线的右侧;减去这5g砝码时,指针又指在分度盘中央红线的左侧(如图所示)。此时下列操作正确的是( )
A.移动游码
B.调节横梁右边的平衡螺母
C.将被测物移到右盘
D.用镊子把10g的砝码拿走
【答案】A
【分析】天平在使用过程中,有两个调节天平平衡:一时测量前调节天平平衡;二是称量过程中调节天平平衡。测量前调节天平平衡需调节平衡螺母;而称量过程中调节天平平衡需加减砝码或移动游码。
【解答】解:用已调节好的天平测量物体的质量。当他再放上5g的砝码时,发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧,说明砝码重了,则应取下5g砝码,向右移动游码,直至天平平衡。
故选:A。
【变式4-1】小明同学用天平测量物体的质量,按正确步骤操作时出现了如图所示的情况,接下来他的操作应该是( )
A.调节平衡螺母
B.向左移动游码
C.取下5g砝码后移动游码
D.取下20g砝码换成10g砝码
【答案】B
【解答】解:当称量物体质量时,指针右偏,说明天平右端下沉,游码不在零刻度,游码已经移动,故应该是继续移动游码使天平平衡,故B正确,ACD错误;
故选:B。
【变式4-2】在用已调节好的天平测量烧杯和水的质量时,在右盘加减砝码,正确操作,当将最小为5g的砝码放入右盘时,分度盘指针所指的位置如图所示,接下来的操作是: 向右移动游码使指针指在分度盘中央 。
【答案】向右移动游码使指针指在分度盘中央
【解答】解:调节好的天平测量烧杯和水的质量时,在右盘加减砝码,正确操作,当将最小为5g的砝码放入右盘时,分度盘指针所指的位置如图所示,偏转左侧,说明砝码的质量偏小,由于添加了最小的砝码,此时需要向右移动游码使指针指在分度盘中央。
故答案为:向右移动游码使指针指在分度盘中央。
题型三 密度概念
【例5】关于公式ρ,以下说法正确的是( )
A.物质的密度与质量成正比,与体积成反比
B.不同物质,质量越大,密度越大
C.同一种物质,密度与质量、体积无关
D.不同物质,密度与质量、体积有关
【答案】C
【分析】密度是单位体积的物质的质量,密度等于质量和体积的比值,即ρ,密度是物质的一种特性,每种物质都有自己的密度,不同物质的密度一般不同,质量、体积的变化一般不会引起密度的变化,只有气体在膨胀和被压缩时,密度会发生明显的变化。
【解答】解:密度是物质的一种特性,每种物质都有自己的密度,与质量和体积无关,故ABD错误、C正确。
故选:C。
【变式5-1】关于质量和密度,下列说法正确的是( )
A.同种物质组成的物体,其密度与质量成正比
B.水的密度是1.0×103kg/m3,表明1m3的水质量是1.0×103kg/m3
C.氧气罐中的氧气用去一半,密度减小一半
D.冬天户外的水管被冻裂,水结冰后质量变大,密度变大
【答案】C
【解答】解:A、密度是物质的一种特性,与物体质量和体积无关,同种物质同种状态时密度不变,密度受温度、压强影响,故A错误;
B、水的密度是1.0×103kg/m3,表明1m3的水质量是1.0×103kg,故B错误;
C、氧气罐中的氧气用去一半,氧气的质量减小一半,由于气体充满整个空间,故体积不变,由ρ可得,密度减小一半,故C正确;
D、水结冰后质量不变,体积膨胀将水管冻裂,由ρ可知,水变成冰密度变小,故D错误。
故选:C。
【变式5-2】在“测量石块的密度”时,描绘了四幅图像,如图。其中能正确表示石块“质量与体积的关系”的图像是 D ,能正确表示“密度与质量的关系”的图像是 B 。
【答案】D;B
【解答】解:
同种物质的质量与体积成正比,体积越大、质量越大,因此图像D能正确表示石块“质量与体积的关系”;
同种物质状态不变,温度不变,密度不变,密度不随质量和体积而改变,因此图像B可以表示密度与质量的关系。
故答案为:D;B。
【例6】密封在钢瓶中的氧气,使用一段时间后,关于瓶内氧气的质量、体积、密度的变化下列说法正确的是( )
A.质量变小,体积变大,密度变小
B.质量变小,体积变小,密度变大
C.质量变小,体积变小,密度不变
D.质量变小,体积不变,密度变小
【答案】D
【分析】氧气的体积等于钢瓶的容积,随着使用,钢瓶内氧气越来越少,质量变小,由密度公式分析其密度的变化。
【解答】解:随着使用,瓶内氧气越来越少,质量变小;钢瓶的容积就是氧气的体积,钢瓶容积不变,氧气体积不变;质量变小,体积不变,由密度公式可知,氧气的密度变小,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【变式6-1】一只总质量为60kg的氧气瓶,瓶内氧气密度为ρ0,使用1h后,总质量变为40kg,瓶内氧气的密度变为ρ0;再使用一段时间后,总质量变为30kg,则此时瓶内的氧气的密度应为( )
A.ρ0 B.ρ0 C.ρ0 D.ρ0
【答案】B
【解答】解:设氧气瓶的质量为m0,容积为V,且瓶内氧气的体积始终等于瓶子的容积,
则由ρ得原来氧气的密度:ρ0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
使用1小时氧气的密度:ρ0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由解得氧气瓶的质量:m0=20kg,
质量为60kg的氧气瓶,瓶内氧气的质量为60kg﹣20kg=40kg,瓶内氧气的密度为ρ0,
再使用一段时间后,氧气瓶的质量变为30kg,则瓶内氧气的质量为30kg﹣20kg=10kg,
氧气的体积一定,根据m=ρV可知,氧气的密度和氧气质量成正比,
所以,此时瓶内的氧气密度应为原来的,即ρρ0。
故选:B。
【变式6-2】某医院急诊室的一个容积为0.1m3的氧气瓶中,氧气的密度为5.5kg/m3,给病人供氧用去了40%,则用去的氧气质量为 0.22 kg,瓶内剩余氧气的密度是 3.3 kg/m3。
【答案】0.22;3.3
【解答】解:根据ρ可得,满瓶氧气的质量:m=ρV=5.5kg/m3×0.1m3=0.55kg,
由题意可得,用去的氧气质量:m用=40%m=40%×0.55kg=0.22kg;
由题意可知,剩余氧气的质量:m剩=m﹣m用=0.55kg﹣0.22kg=0.33kg,
因氧气的体积不变,故剩余氧气的密度:
ρ剩3.3kg/m3。
故答案为:0.22;3.3。
题型四 质量与体积的关系图像
【例7】某同学在测量液体密度的过程中,将烧杯中部分液体倒入量筒并测出倒出液体的体积V,用天平称量烧杯和剩余液体的质量m,多次重复上述操作,根据实验数据绘制得到的m﹣V图像如图所示,下列说法错误的是( )
A.该液体的密度为1.5×103kg/m3
B.将液体第一次倒出前,烧杯和液体总质量为120g
C.根据图像信息不能计算得出空烧杯质量
D.倒出的液体体积为30cm3时,烧杯中液体质量为75g
【答案】D
【分析】(1)根据两次倒出液体的体积、烧杯和剩余液体的质量,由密度公式可求得可求得液体密度;
(2)(3)由图像可知,烧杯和剩余液体的总质量m与倒出液体的体积V成一次函数,设m=kV+b;将图像中的两组数据代入表达式,可求出k和b,从而得到函数表达式;
将液体第一次倒出前(即倒出液体的体积V=0),根据函数表达式可知最初烧杯和液体的总质量;
知道将液体第一次倒出前烧杯和液体的总质量以及液体的密度,但不知道最初烧杯中液体的体积,则无法根据m=ρV求出最初烧杯中液体的质量,也就不能求出计算得出空烧杯的质量;
(4)由密度公式变形可求得倒出的液体体积为30cm3时液体的质量,用原来烧杯和液体总质量减去体积为30cm3时液体的质量,即为此时烧杯和剩余液体的总质量,如果知道空烧杯的质量,才能求出烧杯中剩下的液体质量。
【解答】解:
A、由图像数据可知,倒出液体的体积为V1=20cm3时,烧杯和剩余液体的质量为m总1=90g;
当倒出液体的体积为V2=40cm3时,烧杯和剩余液体的质量为m总2=60g;
则倒出液体体积的增加量ΔV=40cm3﹣20cm3=20cm3,对应液体的质量为:Δm=m总1﹣m总2=90g﹣60g=30g,
则被测液体的密度为:ρ液1.5g/cm3=1.5×103kg/m3,故A项说法正确;
BC、由图像可知,烧杯和剩余液体的总质量m与倒出液体的体积V成一次函数,设m=kV+b,
倒出液体的体积为V1=20cm3时,烧杯和剩余液体的质量为m总1=90g,则有90g=k×20cm3+b﹣﹣﹣﹣①
倒出液体的体积为V2=40cm3时,烧杯和剩余液体的质量为m总2=60g,同理可得60g=k×40cm3+b﹣﹣﹣﹣②
联立解得k=﹣1.5g/cm3,b=120g,
所以m=﹣1.5g/cm3×V+120g﹣﹣﹣﹣③;
将液体第一次倒出前(即没有倒出液体,也就是倒出液体的体积V=0),则根据③式可知烧杯和液体总质量为120g,故B项说法正确;
由前面解答可知最初烧杯和液体总质量为120g,且120g=m杯+ρ液V液=m杯+1.5g/cm3×V液﹣﹣﹣﹣④
因为最初烧杯中液体的体积V液未知,所以由④式可知不能计算得出空烧杯的质量,故C项说法正确;
D、倒出液体的体积为30cm3时,由ρ可得,倒出液体的质量m液′=ρ液V′=1.5g/cm3×30cm3=45g,
已经求得将液体第一次倒出前,烧杯和液体的总质量为120g,
则此时烧杯和剩余液体的总质量:m总3=m总﹣m液′=120g﹣45g=75g,而此时烧杯中液体质量一定小于75g,故D项说法错误。
故选:D。
【变式7-1】为了测量某种液体的密度,小明用天平和量杯测量了液体和量杯的总质量m及液体的体积V,得到几组数据,并绘出了如图所示的m﹣V图象,下列说法不正确的是( )
A.量杯质量为20g
B.该液体密度为1g/cm3
C.40cm3液体的质量为60g
D.向量杯中倒入液体的过程,液体的密度不变
【答案】C
【解答】解:A.从图象中可以看出,当液体体积为0时,液体和量杯的总质量是20g,这说明量杯的质量是20g,故A正确;
B.从图象中选取一组数据,例如当液体体积为V=20cm3时,液体和量杯的总质量为m=40g。那么,液体的质量m液=40g−20g=20g,液体的密度为:
。故B正确;
C.由ρ可得,40cm3的液体的质量为m′=ρV′=40cm3×1g/cm3=40g,故C错误;
D.液体的密度是液体的一种特性,它只与液体的种类和状态有关,与液体的体积和质量无关。因此,在向量杯中倒入液体的过程中,只要液体没有发生状态改变,液体的密度就不会改变。故D错误。
故选:C。
【变式7-2】在探究物质的质量与体积关系的实验中,得出甲、乙两种物质的质量与体积的关系图像如图所示,体积相同的甲、乙两种物质的质量之比为 4:1 ;若要在图像中画出水的m﹣V图像,应该画在 B (选填A或B或C)区域。
【答案】4:1;B
【解答】解:由图像可知,当甲、乙两物质的质量均为2g时,甲的体积V甲=1cm3,乙的体积V乙=4cm3,则甲物质的密度:
ρ甲2g/cm3,
乙物质的密度:
ρ乙0.5g/cm3,
由此可知,体积相同的甲、乙两种物质的质量之比:
;
图像中,横轴表示体积,纵轴表示质量,水的密度是1g/cm3,当水的体积为1cm3时,质量为m=ρV=1g/cm3×1cm3=1g,由图可知水在B区域。
故答案为:4:1;B。
题型五 空心体积计算
【例8】甲、乙、丙三个正方体,棱长之比为1:2:3,质量分别为3g、24g、36g,已知它们是同种材料制成的,但有一个是空心的,空心正方体是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.无法判断
【答案】C
【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。
【解答】解:设甲、乙、丙三个正方体它们的边长分别为1cm,2cm,3cm。
甲的体积V甲=(1cm)3=1cm3;乙的体积V乙=(2cm)3=8cm3;丙的体积V丙=(3cm)3=27cm3;
甲的密度ρ甲3g/cm3;乙的密度ρ乙3g/cm3;丙的密度ρ丙1.3g/cm3;
不相同的是丙,所以可以肯定丙是空心的。
故选:C。
【变式8-1】a、b两个小球分别由密度之比为ρ甲:ρ乙=3:5的甲、乙两种材料制成的,两个小球质量之比为ma:mb=3:4,体积之比为Va:Vb=3:4。若只有一个球是空心,则 b 球是空心的,往此球空心部分注满某种液体,测得液体和小球的总质量m与注入液体的体积V的关系如图所示,则空心部分体积是 70 cm3。
【答案】b;70
【解答】解:已知两个小球质量之比为ma:mb=3:4,体积之比为Va:Vb=3:4,
则a、b两球的密度之比为ρa:ρb::1:1,
已知甲、乙两种材料的密度之比为ρ甲:ρ乙=3:5,
比较可知,b球的密度小于乙材料的密度,故b球是空心的;
由图可知空心小球的质量为m0=40g,
注入25cm3液体后液体与小球的总质量为m1=60g,
注入液体的质量:m=m1﹣m0=60g﹣40g=20g,
液体的密度:ρ0.8g/cm3,
由图可知,注满液体时液体的质量:m′=96g﹣40g=56g,
则注满液体的体积,即空心部分的体积:
V空=V′70cm3。
故答案为:b;70。
【变式8-2】一个空心铜球质量是44.5g,在球的空心部分装满水后总质量是64.5g,则这个空心球的体积是 25 cm3;若在此球空心部分装满某种液体后此球总质量为69.0g,那么这种液体的密度是 1.225 g/cm3。(ρ铜=8.9×103kg/m3)
【答案】25;1.225。
【解答】解:(1)空心球实心部分铜球的体积:
V实5cm3,
装满水时水的质量为:
m水=64.5g﹣44.5g=20g,
根据密度公式ρ,水的体积即空心部分的体积:
V空20cm3,
这个空心球的体积是:5cm3+20cm3=25cm3;
(2)在此球空心部分装满某种液体,则液体的体积V液=20cm3,液体质量:
m液=69.0g﹣44.5g=24.5g,
则其密度:
ρ液1.225g/cm3。
故答案为:25;1.225。
题型六 物质密度的测量
【例9】小明用一架没有砝码的天平、一个量筒、两个烧杯、一只滴管和若干水,测量一小块雨花石(可拴细线放入量筒中)的密度。小明设计了部分实验步骤,请将下列横线上的测量步骤补充完整,并回答第(7)问:
(1)将两个烧杯放在天平左右两盘上,将游码移至左端零刻度线,发现指针左偏,再将平衡螺母移至最右端,指针仍然左偏,这时可用滴管向 右 盘烧杯中加水至指针指在分度盘中央刻度线;
(2)将雨花石放入 左 盘烧杯中;
(3)向量筒中倒入适量(可完成全部测量需要)水,记下水的体积V1;
(4)将 量筒中的部分水倒入右盘的烧杯中 ,并用滴管调节直至天平平衡,记下量筒中水的体积V2;
(5)将 雨花石浸没在量筒中的水中 ,记下量筒中水的体积V3;
(6)计算出雨花石密度的表达式为ρ铁= ρ水 (用上述测量值表达,其中ρ水已知);
(7)若在第(1)操作中,改为向右移动游码使天平平衡,此方案 可行 (选填“可行”或“不可行”)。
【答案】(1)右;(2)左;(4)量筒中的部分水倒入右盘的烧杯中;(5)雨花石浸没在量筒中的水中;(6)ρ水;(7)可行。
【分析】(1)当平衡螺母都调到最右端时,指针仍然左偏,说明天平的左盘物体质量大,可以向右盘增加物体。
(2)(3)(4)(5)(6)雨花石放入天平的左盘或右盘中,量筒中倒入水,记下水的体积,向天平的另一个盘中倒入水,直到天平横梁重新在水平位置平衡,记下量筒中剩余水的体积,求出量筒中水的减少量,根据密度公式求出量筒中减少水的质量,即雨花石的质量;雨花石浸没在量筒中,雨花石的体积等于雨花石浸没水前后水面对应的刻度值的差,根据密度公式求出雨花石的密度。
(7)在天平无法调节在水平位置平衡时,当向右移动游码相当于向右盘增加了砝码,方案可行。
【解答】解:(1)将两个烧杯放在天平左右两盘上,将游码移至左端零刻度线,发现指针左偏,再将平衡螺母移至最右端,指针仍然左偏,说明天平的左盘物体质量大,可以向右盘烧杯增加水,直到指针指到分度盘刻度线的中央位置。
(2)将雨花石放入左盘的烧杯中。
(3)向量筒中倒入适量(可完成全部测量需要)水,记下水的体积V1。
(4)将量筒中的部分水倒入右盘的烧杯中,并用滴管调节直至天平平衡,记下量筒中水的体积V2。
雨花石的质量m=ρ水V=ρ水(V1﹣V2)。
(5)将雨花石浸没在量筒中的水中,记下量筒中水面对应的刻度值V3。
雨花石的体积V=V3﹣V2。
(6)雨花石的密度ρ石ρ水。
(7)在天平无法调节在水平位置平衡时,当向右移动游码相当于向右盘增加了砝码,方案可行。
故答案为:(1)右;(2)左;(4)量筒中的部分水倒入右盘的烧杯中;(5)雨花石浸没在量筒中的水中;(6)ρ水;(7)可行。
【变式9-1】如图所示,小东在实验室想利用所学知识测量葡萄酒的密度。
(1)把天平放在水平台上,将 游码 移到标尺左端的零刻度线处,发现指针静止时如图甲所示,此时应将平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,使天平平衡;
(2)取适量葡萄酒倒入烧杯,用天平测量烧杯和葡萄酒的总质量,当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示。然后将烧杯中部分葡萄酒倒入量筒中,再次测出烧杯和剩余葡萄酒的总质量为31g,则量筒中葡萄酒的质量是 32 g;量筒中葡萄酒的体积如图丙所示,量筒中葡萄酒的体积是 40 cm3则葡萄酒的密度是 0.8×103 kg/m3。
(3)若在起初调平时,无论如何调节平衡螺母都无法使天平平衡。此时聪明的小东同学在右盘中添加一些沙粒,再调节平衡螺母就使天平平衡了。则测得图乙中烧杯和葡萄酒总质量将会 不变 (选填“偏小”“不变”或“偏大”);
(4)同学们参加制作水油沙漏实践活动,爱动手的小川想用植物油和水制作。他想先测量植物油的密度,小川认为不用量筒也能测量出食用油的密度,他进行了如下实验操作:
①取一干净的玻璃空杯,用天平测出空杯质量为m0;
②在杯中装满水,用天平测出杯和水的总质量为m1,满杯水的质量为 m1﹣m0 ;(用m0、m1表达)
③把杯中的水倒尽并擦干,再装满食用油,用天平测出杯和食用油的总质量为m2,则食用油的密度表达式ρ油= (用上述字母表达,水的密度用ρ水表示)。
【答案】(1)游码;右;(2)32;40;0.8×103;(3)不变;(4)②m1﹣m0;③。
【解答】解:(1)调节天平平衡时,应将天平放在水平台上,并把游码移到标尺左端零刻度线处,调节平衡螺母,直到指针指到分度盘的中央;
如图甲,指针指在分度盘的左侧,左边重,故应将平衡螺母向右调节;
(2)如图乙,烧杯和葡萄酒总质量为:
m总=50g+10g+3g=63g,
倒入量筒中葡萄酒的质量:
m=m总﹣m剩=63g﹣31g=32g,
根据图丙读出葡萄酒的体积为:
V=40mL=40cm3,
葡萄酒的密度为:
;
(3)测量物体质量之前无论如何也不能将天平调平衡,于是他向右盘中放入一些沙粒,这时天平平衡了,在之后的测量过程中,此沙粒的质量与被物体没有关系,所以测得图乙中烧杯和葡萄酒总质量将不变;
(4)①调好天平,用天平测出空烧杯质量m0;
②向烧杯内装入适量的水,并在水面处做好标记,用天平测出烧杯和水的总质量m1,则满杯水的质量为m水=m1﹣m0,
烧杯的体积等于水的体积,则烧杯的体积为:
,
把杯中的水倒尽并擦干,再装满食用油,则食用油的体积为:
,
用天平测出杯和食用油的总质量为m2,食用油的质量为m油=m2﹣m0,
则食用油的密度为:
。
故答案为:(1)游码;右;(2)32;40;0.8×103;(3)不变;(4)②m1﹣m0;③。
【变式9-2】小明和小红分别设计不同的方案测量某种陈醋的密度。
(1)小明选用的测量器材有天平、量筒、烧杯,他进行了以下操作:①用天平测量烧杯和剩余陈醋的总质量为m1;②将烧杯中一部分陈醋倒入量筒,测出这部分陈醋的体积为V;③将待测陈醋倒入烧杯中,用天平测出烧杯和陈醋的总质量为m2。
以上操作的正确顺序是 ③②① (填字母序号)。
由图可知,量筒中陈醋的质量为 45 g,体积为 40 cm3,陈醋的密度是 1.125×103 kg/m3。
(2)小红选用的测量器材有电子秤、透明柱形平底杯子、刻度尺和足量的水(已知密度为ρ水),她进行了以下操作:①用电子秤测出空杯子的质量为mo;②往杯子内倒入适量水,用电子秤测出杯子和水的总质量为m;③用刻度尺测出杯内水的深度为h1;④将杯子内的水倒去,擦干后放在电子秤上,往杯内缓缓倒入陈醋,直至电子秤示数为m;⑤用刻度尺测出杯内陈醋的深度为h2。
若没有第①步的操作,小红能否求出陈醋的密度?请在下面的横线上作答。
①若能,则请写出陈醋的密度表达式;②若不能,则请说明理由。
答: 小红能求出陈醋的密度;因两次测量,杯子和水的总质量都为m,而杯子质量不变,故可知陈醋的质量和水的质量是相同的,根据密度变形公式可得出:
ρ陈醋V陈醋=ρ水V水;
即ρ陈醋Sh2=ρ水Sh1;
故陈醋的密度为:
ρ陈醋ρ水。 。
【答案】(1)③②①;45;40;1.125×103;
(2)能;杯子和水的总质量都为m,而杯子质量不变,故可知陈醋的质量和水的质量是相同的,根据密度变形公式可得出:
ρ陈醋V陈醋=ρ水V水;
即ρ陈醋Sh2=ρ水Sh1;
故陈醋的密度为:
ρ陈醋ρ水。
【解答】解:(1)本实验中正确顺序是:
③将待测陈醋倒入烧杯中,用天平测出烧杯和陈醋的总质量为m2;②将烧杯中一部分陈醋倒入量筒,测出这部分陈醋的体积为V;①用天平测量烧杯和剩余陈醋的总质量为m1;以上操作的正确顺序是:③②①;
由图示天平可知,标尺的分度值为0.2g,游码在标尺上对应的刻度值为0;烧杯和陈醋总质量为:
m2=50g+20g+10g=80g
烧杯和剩余陈醋的总质量:
m1=20g+10g+5g=35g
量筒中陈醋的质量:
m=m2﹣m1=80g﹣35g=45g;
由图示量筒可知,陈醋的体积V=40mL=40cm3,
陈醋的密度为:
ρ1.125g/cm3=1.125×103kg/m3;
(2)若没有第①步的操作,小红能求出陈醋的密度;
因两次测量,杯子和水的总质量都为m,而杯子质量不变,故可知陈醋的质量和水的质量是相同的,根据密度变形公式可得出:
ρ陈醋V陈醋=ρ水V水;
即ρ陈醋Sh2=ρ水Sh1;
故陈醋的密度为:
ρ陈醋ρ水。
故答案为:(1)③②①;45;40;1.125×103;
(2)能;杯子和水的总质量都为m,而杯子质量不变,故可知陈醋的质量和水的质量是相同的,根据密度变形公式可得出:
ρ陈醋V陈醋=ρ水V水;
即ρ陈醋Sh2=ρ水Sh1;
故陈醋的密度为:
ρ陈醋ρ水。
题型七 混合体密度计算
【例10】现有密度分别为ρ1、ρ2(ρ1<ρ2)的两种液体,质量均为m0,某工厂要用它们按体积比1:1的比例配制一种混合液(设混合前后总体积不变),且使所得混合液的质量最大。则混合液的密度ρ,则按要求配制后,剩下的那部分液体的质量为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】两种液体按照体积比是1:1配制一种液体,且使所得混合液的质量最大,由此可知此时两种液体的配制体积都是V0,那么只有液体密度为ρ1的有剩余,剩余的体积为V1,由此可知剩余液体的质量。
【解答】解:题意可知,两种液体的密度为ρ1、ρ2(ρ1<ρ2),且质量相同,都为m0,所以两种液体按照体积比是1:1配制一种液体,且使所得混合液的质量最大,由此可知此时两种液体的配制体积都是V0,那么只有液体密度为ρ1的有剩余,剩余的体积为V1,
故剩余液体的质量为
(1
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
【变式10-1】农业上常采用配制适当密度的盐水进行选种。在选稻种时需用密度是1.1×103kg/m3的盐水,现配制了500cm3的盐水,称得它的质量为600g,为了符合要求,现在应加 水 (选填“盐”或“水”) 500 g(ρ食盐=2.2×103kg/m3,不考虑混合后体积的变化)。
【答案】水;500
【解答】配制的盐水密度为;
因为ρ>ρ0=1.1×103kg/m3,因此不符合要求,密度过大,因此需要加水以减小密度;
设应加水的质量为Δm,则加水后的总质量m总=m+Δm,
加水的体积为,
加水后的总体积,
由得到,,
解得:Δm=0.5kg=500g。
故答案为:水;500。
【变式10-2】某工厂生产酒精,要求含水量(按质量计算)不超过10%,他们用抽测密度的方法对产品进行检查,则合格酒精的密度应在 0.8×103 kg/m3至 0.82×103 kg/m3的范围内。(不考虑酒精与水混合后的体积变化)(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
【答案】0.8×103;0.82×103
【解答】酒精内含水时,设含水酒精总质量为m,则水的质量不能超过10%即0.1m,酒精质量至少为0.9m,
根据V=V水+V酒,由ρ可得:
Vm×1.225×10﹣3m3,
ρ0.82×103kg/m3,
合格酒精的密度应在0.8×103kg/m3~0.82×103kg/m3范围内。
故答案为:0.8×103;0.82×103。
基础巩固通关测
1.量筒做得细而高,不做成粗而矮的形状,如图所示,你认为主要原因是( )
A.细高的量筒便于操作
B.细高的量筒可以做出相对较大的底座,增加稳度
C.细高的量筒与粗矮的相比,相应的刻度间隔较大,能较准确地读数
D.粗矮量筒中的液体较多,需用较厚的玻璃,因而不便读数
【答案】C
【解答】解:细的量筒横截面积小,对应相同的体积变化,液面高度变化大,即能显示微小的体积变化,测起来更加准确。
量筒的示数是均匀的,做的细而高,表示体积的刻度线间隔较大,可以更快、更准确的读数。
故选:C。
2.将电子天平放水平桌面,通电后,将空烧杯放于天平上,读出空烧杯的质量为20克,按键进行清零,然后在烧杯中倒入适量的水,再测出此时的质量,如图,则烧杯内水的质量为( )
A.43.0克 B.20.0克 C.23.0克 D.3.0克
【答案】A
【解答】解:由题意知,将空烧杯放于天平上后,按键进行清零,在烧杯中倒入适量的水后的示数便是水的质量,故水的质量为43.0g。
故选:A。
3.估测能帮我们建立对物理量的认识,下列关于质量的估测结果符合实际的是( )
A.一枚鸡蛋的质量约为500g
B.一名中学生的质量约50kg
C.一个行李箱质量约2t
D.一只大公鸡的质量约为0.2kg
【答案】B
【解答】解:A.一枚鸡蛋的质量约为50g,故A不正确;
B.一名中学生的质量约50kg,符合实际,故B正确;
C.一个行李箱质量约4kg,故C不正确;
D.一只大公鸡的质量约为2kg,故D不正确。
故选:B。
4.大数据中心的计算机主机在处理海量数据时会产生大量的热。如图,将主机直接浸泡在氟化液中,可有效冷却,且能使电路元件长期稳定工作。由此可知,氟化液除具有良好的导热性外,还具有良好的( )
A.导电性 B.腐蚀性 C.绝缘性 D.溶解性
【答案】C
【解答】解:将计算机主机直接浸泡在氟化液中进行冷却,电路元件需要在液体环境中正常工作,这就要求氟化液不能导电,否则会导致电路短路,损坏电子元件,所以氟化液应具有良好的绝缘性,以保障电子器件的正常运行。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
5.李爸爸买了一个空心铜葫芦。若往空心部分注入某液体,测得注入液体后铜葫芦总质量m与注入的液体体积V的关系图像如图所示。下列说法正确的是(ρ铜=8.9×103kg/m3)( )
A.铜的质量是874g
B.铜葫芦的体积是60cm3
C.注入的液体密度是13.6g/cm3
D.铜葫芦空心部分的体积一定是25cm3
【答案】C
【解答】解:A、当注入液体体积为0,质量是铜的质量,为534g,故A错误;
B、铜的体积V60cm3;由于中间是空心,可以注入液体,故葫芦的体积大于60cm3,故B错误;
C、当注入25cm3液体时,液体的质量m'=874g﹣534g=340g;
液体的密度ρ液13.6g/cm3;故C正确;
D、根据题中没有说注满,因而铜葫芦空心部分的体积不一定25cm3;故D错误。
故选:C。
6.某铁块密度为7.9×103kg/m3,把它分成两块.每个小铁块的密度是( )
A.7.9×103kg/m3 B.15.8×103kg/m3
C.7.9×103g/cm3 D.3.95×103kg/m3
【答案】A
【解答】解:铁的密度是7.9×103kg/m3,表示1m3铁的质量为7.9×103kg;
如果将此实心铁球分成两块,质量、体积都变小,物质种类和状态不变,所以密度不变,仍为7.9×103kg/m3,故A正确。
故选:A。
7.如图所示,甲、乙两支完全相同的试管,分别装有质量相等的不同种液体a、b,甲竖直放置,乙倾斜放置,此时液面恰好相平。设两种液体的密度分别为ρa和ρb,则下列关系中正确的是( )
A.ρa<ρb
B.ρa=ρb
C.将a、b两种液体分别装满到相同体积的容器中,则装入的a液体的质量大
D.条件不足,无法判断
【答案】C
【解答】解:AB.由图甲、乙可知,乙试管中液体的体积比甲试管中液体的体积更大,而它们的质量相等,由ρ可知,甲试管中液体的密度比乙试管中液体的密度更大,即ρa>ρb,故AB错误;
CD.将a、b两种液体分别装满到相同体积的容器中,两种液体体积相同,ρa>ρb,根据m=ρV可知,装入的a液体的质量大,故C正确,D错误。
故选:C。
8.用密度为2.7×103kg/m3的铝制成甲、乙、丙三个大小不同的正方体。要求它们的边长分别是0.1m、0.2m和0.3m,制成后让质量检查员称出它们的质量,分别是3kg、21.6kg和54kg,质量检查员指出,有两个不合格,其中一个掺入了杂质为次品,另一个混入了空气泡为废品,则这三个正方体( )
A.甲为废品,乙为合格品,丙为次品
B.甲为合格品,乙为废品,丙为次品
C.甲为次品,乙为合格品,丙为废品
D.甲为废品,乙为次品,丙为合格品
【答案】C
【解答】解:甲的体积:V甲=0.1m×0.1m×0.1m=0.001m3,则甲的密度:ρ甲3×103kg/m3;
乙的体积:V乙=0.2m×0.2m×0.2m=0.008m3,则乙的密度:ρ乙2.7×103kg/m3;
丙的体积:V丙=0.3m×0.3m×0.3m=0.027m3,则丙的密度:ρ丙2×103kg/m3。
因为ρ乙=ρ铝,所以乙是合格品;因为ρ丙<ρ铝,所以丙是废品;因为ρ甲>ρ铝,所以甲是次品。
故选:C。
9.质量为2kg的冰,全部熔化成水后,质量将 不变 (选填“改变”或“不变”),这说明物体的质量不随 物态 的改变而改变;质量为400g的食品罐头被航天员从地球带到空间站后,它的质量将 不变 (选填“改变”或“不变”),这说明物体的质量不随 位置 的改变而改变;把一根橡皮筋拉长后,它的质量将 不变 (选填“改变”或“不变”),这说明物体的质量不随物体 形状 的改变而改变。由此可见,质量是物体的一种属性。
【答案】不变;物态;不变;位置;不变;形状。
【解答】解:冰全部熔化成水,状态发生改变,但质量不变,说明质量不随物体状态的改变而改变。
将罐头从地球带到月球后,位置发生改变,但它的质量将不变,这说明质量不随物体位置的改变而改变。
把一根橡皮筋拉长后,它的形状发生改变,但它的质量将不变,这说明质量不随物体形状的改变而改变。
故答案为:不变;物态;不变;位置;不变;形状。
10.如图所示,把一块“碳海绵”放在狗尾巴草上,狗尾巴草的茸毛几乎没变形,“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多,说明这种材料的密度 小 (选填“大”或“小”)。将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,说明“碳海绵”的弹性 好 (选填“好”或“差”)。将一块“碳海绵”由地球带入太空后,“碳海绵”的质量将 不变 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】小;好;不变。
【解答】解:(1)“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多,由ρ可知,说明“碳海绵”这种材料的密度较小;
(2)将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,这说明“碳海绵”的弹性好;
(3)将一块“碳海绵”由地球带入太空后,由于质量不会随位置的改变而改变,所以它的质量不变。
故答案为:小;好;不变。
11.医院里有一只氧气瓶,它的容积是10dm3,里面装有密度为2.5×10﹣3g/cm3的氧气,某次抢救病人用去了5g氧气,则氧气瓶内氧气的密度变 小 (“小”或“大”),瓶内剩余氧气的密度为 2×10﹣3 g/cm3。
【答案】小;2×10﹣3
【解答】解:用去5g氧气后,瓶中氧气的质量变小,体积不变,由可知氧气瓶内氧气的密度变小;
根据可得,原来氧气的质量:m=ρV=2.5×10﹣3g/cm3×10×103cm3=25g,
瓶内剩余氧气的质量:m′=25g﹣5g=20g,
瓶内剩余氧气的密度:ρ′2×10﹣3g/cm3。
故答案为:小;2×10﹣3。
12.在测量小石块的体积时,要求在量筒中倒入“适量”的水。这里,“适量”的含义是小石块能 浸没 水中,且小石块和水的总体积 不超过量筒的最大测量值 。
【答案】浸没;不超过量筒的最大测量值。
【解答】解:在测量小石块的体积时,量筒中的水不可太少,水能将石块浸没,同样水不可太多,水和石块的总体积不超过量筒的量程,水面超过最大刻度线时无法读数。
故答案为:浸没;不超过量筒的最大测量值。
13.如图所示为甲、乙两种物质的质量跟体积关系的图象,据图象分析,密度ρ甲 大于 ρ乙(选填“小于”、“等于”、“大于”);质量为1.8kg乙物质的体积为 2×10﹣3 m3。
【答案】大于;2×10﹣3。
【解答】解:
(1)根据密度公式ρ可知,体积相等时,质量大的密度大。
从图中可知,当甲和乙的体积都为1dm3时,甲的质量大于乙的质量,所以甲的密度大于乙的密度,即:ρ甲>ρ乙;
(2)从图可知,当乙的体积为V=3dcm3时,乙的质量为m=2.7kg,
所以乙的密度:
ρ乙0.9kg/dm3=0.9×103kg/m3,
则质量为1.8kg乙物质的体积:
V′2×10﹣3m3。
故答案为:大于;2×10﹣3。
14.如图所示,A、B是两个边长之比为2:1的实心正方体,分别放在已经调节好平衡的天平的左右托盘内,游码处在零刻度线处,天平仍然保持平衡。则mA:mB= 1:1 ,ρA:ρB= 1:8 。
【答案】1:1;1:8
【解答】解:(1)天平原来调平衡,放入A、B物体后,天平仍然保持平衡,则A和B的质量相等,即mA:mB=1:1;
(2)正方体的棱长之比为2:1,则体积之比:
,
由可知密度之比:
。
故答案为:1:1;1:8
15.水的密度是1.0×103kg/m3,它表示的物理意义是 体积为1m3的水的质量是1×103kg 。冰的密度是0.9×103kg/m3,合 0.9 g/cm3,质量为900g的一块冰熔化成水后质量为 900 g。
【答案】体积为1m3的水的质量是1×103kg;0.9;900。
【解答】解:水的密度1.0×103kg/m3的物理意义是:体积为1m3的水的质量是1×103kg。
冰的密度为
物体的质量不随它的形状、物态和位置而改变,所以质量为900g的一块冰熔化成水后物态变化,质量不变,仍为900g。
故答案为:体积为1m3的水的质量是1×103kg;0.9;900。
16.海南五月荔枝红,小海发现“妃子笑”和“荔枝王”两个品种的荔枝在水中都有下沉的现象。这两个品种荔枝的密度一样太吗?他设计方案测量两个品种的荔枝密度。
(1)将天平放在水平桌面上,把游码调到零刻线处,发现指针偏转情况如图甲所示,应向 左 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平横梁水平平衡;
(2)用天平和量筒分别测量同一颗“妃子笑”的质量和体积,如图乙和图丙所示。请在下表中完成实验数据的记录。
品种
质量m/g
体积V/cm3
密度ρ/(g•cm﹣3)
妃子笑
22
20
1.1
(3)小海接着测一颗“荔枝王”的密度,但该荔枝体积过大,无法放入量筒。现有电子秤、溢水杯、烧杯和足够多的水(已知水的密度为ρ水),如图丁所示。请帮小海设计测量该荔枝密度的简要实验方案,并写出该荔枝密度的表达式(用相应的物理量符号表示)。
【答案】(1)左;(2)22;20;1.1;(3)荔枝密度ρ 。
【解答】解:(1)天平调平遵循“左偏右调,右偏左调”原则。图甲中指针右偏,所以应向左调节平衡螺母。
(2)荔枝质量为砝码质量20g+游码示数2g=22g;量筒中水的体积40mL,放入荔枝后体积60mL,所以荔枝体积60mL﹣40mL=20cm3;荔枝密度:ρ1.1g•cm﹣3
(3)①用电子秤测出“荔枝王”的质量m1;
②用电子秤测出空烧杯质量m0;
③将溢水杯装满水,把“荔枝王”完全浸没在溢水杯中,用烧杯收集溢出的水;用电子秤测出烧杯和溢出水的总质量m2,则溢出水的质量为m水=m2﹣m0
④由V荔枝=V水,可得荔枝体积;
⑤荔枝密度ρ
故答案为:(1)左;(2)22;20;1.1;(3)荔枝密度ρ 。
17.“五月五,过端午。”劳技课上学习腌制咸鸭蛋,同学们通过测量盐水的密度来检测所配制盐水的浓度。实验操作如下:
(1)往烧杯中倒入适量盐水,用已经调好的托盘天平测出烧杯和盐水的总质量为m1=117.2g。
(2)把烧杯中部分盐水倒入量筒,读出量筒中盐水的体积为50mL。
(3)在测量烧杯和剩余盐水的总质量m2的过程中,从大到小往右盘加减砝码时,发现加入一个最小砝码后指针偏向分度盘的右侧,接下来应进行的操作是 取下最小砝码,移动游码 ,天平平衡后示数如图所示,质量m2为 62.2 g。
(4)计算得出盐水的密度为ρ= 1.1 g/cm3。
(5)若操作(2)中有少量盐水附着在量筒内壁上,测得的盐水密度将 偏大 (选填“偏小”、“不变”或“偏大”)。
(6)小组成员进行交流时,小兰总结了上述实验过程中需要注意的事项,你认为必要的是 B 。
A.装入盐水前应测量空烧杯的质量
B.用天平测质量时拨动游码必须用镊子
C.应将烧杯中的盐水全部倒入量筒
D.量筒里的水量必须到整刻度才能读数
【答案】(3)取下最小砝码,移动游码;62.2g;(4)1.1;(5)偏大;(6)B。
【解答】解:(3)在测量烧杯和剩余盐水的总质量m2的过程中,从大到小往右盘加减砝码时,发现加入一个最小砝码后指针偏向分度盘的右侧,接下来应进行的操作是取下最小砝码,移动游码,天平平衡后示数如图所示,游码的分度值为0.2g,质量m2=50g+10g+2.2g=62.2g。
(4)倒入量筒中盐水的质量为m=m1﹣m2=117.2g﹣62.2g=55g,V=50mL=50cm3,盐水的密度为ρ 1.1g/cm3。
(5)若操作(2)中有少量盐水附着在量筒内壁上,测得m2的质量偏小,测得的盐水密度将偏大。
(6)小组成员进行交流时,小兰总结了上述实验过程中需要注意的事项,认为必要的是。
A.装入盐水前应测量空烧杯的质量,测量没有必要,故A不符合题意;
B.用天平测质量时拨动游码必须用镊子,测量有必要,故B符合题意;
C.应将烧杯中的盐水全部倒入量筒,测量没有必要,故C不符合题意;
D.量筒里的水量必须到整刻度才能读数。测量没有必要,故D不符合题意。
故选:B。
故答案为:(3)取下最小砝码,移动游码;62.2g;(4)1.1;(5)偏大;(6)B。
18.2024年是中国农历龙年,小琳的爸爸买了一个铜制龙摆件,如图所示。小琳想测该摆件的体积,她把该摆件完全浸入盛满水的容器中,刚好溢出300g的水。已知,ρ铜=8.9×103kg/m3,求:
(1)该摆件的体积为多少cm3?
(2)若该摆件是实心的,则该摆件的质量为多少克?
(3)若该摆件实际的质量为445g,则空心部分体积为多少cm3?
【答案】(1)该摆件的体积为300cm3;
(2)若该摆件是实心的,则该摆件的质量为2670g;
(3)这个摆件实际质量是445g,则空心部分体积为250cm3。
【解答】解:由题知,ρ水=1.0×103kg/m3=1.0g/cm3,ρ铜=8.9×103kg/m3=8.9g/cm3;
(1)由ρ可得溢出水的体积为:
V溢水300cm3;
因容器中盛满水,则该摆件的体积等于溢出水的体积,即V摆件=V溢水=300cm3;
(2)若该摆件是实心的,由ρ可得该摆件的质量为:
m=ρ铜V摆件=8.9g/cm3×300cm3=2670g;
(3)若该摆件实际的质量为445g,
由ρ得,摆件中铜的体积(实心部分的体积):
V实50cm3;
则空心部分体积为:V空=V摆件﹣V实=300cm3﹣50cm3=250cm3。
答:(1)该摆件的体积为300cm3;
(2)若该摆件是实心的,则该摆件的质量为2670g;
(3)这个摆件实际质量是445g,则空心部分体积为250cm3。
能力提升进阶练
1.(2024春•丰县期中)用水银温度计测量热水温度时,温度计内水银液面慢慢升高,在“水银液面升高”的过程中,温度计内水银变小的物理量是( )
A.温度 B.密度 C.体积 D.质量
【答案】B
【解答】解:在水银温度计示数上升的过程中,水银的体积在变大,质量是物体内所含物质的多少,由此可知,质量与物体的温度和体积无关,所以水银的质量不变,密度是单位体积某种物质的质量,虽然水银的质量不变,但由于水银的体积变大了,所以水银的密度减小了,故B正确。
故选:B。
2.(2024春•高港区期中)近年来,“碳板跑鞋”备受跑步爱好者的追捧。碳板由碳纤维丝和环氧树脂制成,它使鞋底更加坚硬,减少扭曲形变,提高了鞋子的稳定性;人每跑一步,碳板都能储存、释放能量,相当于在脚底安装了弹射装置,从而大幅提升跑步成绩。关于碳板这种材料,下列说法错误的是( )
A.密度小 B.硬度大 C.弹性好 D.导热性好
【答案】D
【解答】解:A、碳板由碳纤维丝和环氧树脂制成,其质量较小,根据ρ可知,与其它物质相比,体积相同时,密度较小,故A正确。
B、它使鞋底更加坚硬,减少扭曲形变,可知其硬度大,故B正确。
C、它相当于在脚底安装了弹射装置,从而大幅提升跑步成绩,可知其弹性好,故C正确。
D、人每跑一步,碳板都能储存、释放能量,可知其导热性差,故D错误。
故选:D。
3.(2025秋•普陀区期中)小明用天平测量一枚回形针的质量,以下最合理的方法是( )
A.将一枚回形针放入天平托盘测量
B.将一枚回形针放入天平托盘多次测量,求平均值
C.先测100枚回形针总质量,再除以100
D.先测一枚回形针与铁块总质量,再减铁块质量
【答案】C
【解答】解:AB、一枚回形针的质量小于天平的分度值,直接放在天平上测是测不出质量的,故A、B不正确;
C、先称出100枚回形针的总质量,用所得数据除以大头针的个数100就可以算出一枚回形针的质量,故C正确;
D、由于一枚回形针的质量太小,所以用天平测量1枚回形针的质量和铁块的质量是区分不开的,故D不正确。
故选:C。
4.(2024春•贾汪区期中)金属锇的密度为22.5×103kg/m3,1m3白矮星物质的质量是105~108t,1cm3中子星物质的质量是107~109t,1000m3超巨星物质的质量是1kg。上述物质中,密度最小的是( )
A.超巨星物质 B.中子星物质
C.白矮星物质 D.金属锇
【答案】A
【解答】解:由密度公式ρ可得,白矮星物质的密度约为:
由密度公式ρ可得,中子星物质的密度约为:
由密度公式ρ可得,超巨星物质的密度为:
比较可知,超巨星物体的密度最小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
5.(2023秋•南明区期末)小王将一个橘子和两个鸡蛋分别放在已调平天平的左右两盘中,天平恰好再次平衡,如图所示。由此可判断出这个橘子的质量约为( )
A.50g B.1kg C.100g D.50mg
【答案】C
【解答】解:一斤鸡蛋大约是10个,一斤=500g,故一个鸡蛋的质量大约是50g,两个鸡蛋是100g,此时天平平衡,左侧橘子的质量等于右盘中两个鸡蛋的质量,故C正确,ABD错误。
故选:C。
6.(2025春•雁塔区校级期中)关于天平的使用,下列说法正确的是( )
A.在实验室调节好的天平拿到教室可直接使用
B.测量质量时必须遵循“左物右码”的原则
C.若砝码磨损,则会导致所测物体质量偏小
D.称量时若指针偏右,应该向左调节平衡螺母
【答案】B
【解答】解:A.在实验室调节好的天平拿到教室不可直接使用,需要重新调平,故A错误;
B.测量质量时必须遵循“左物右码”的原则,故B正确;
C.若砝码被磨损后质量减小,但自身的读数没变,测量时添需要通过移动游码或者增加砝码来弥补减小的质量,则物体的质量会偏大,故C错误;
D.调节天平平衡时,发现指针偏向刻度盘的右侧,则平衡螺母应向左调节,称量过程中不可调节平衡螺母,故D错误。
故选:B。
7.(2025春•无锡期中)医院里有一只氧气瓶,它的容积是0.01m3,里面装有密度为2kg/m3的氧气,某次抢救病人用去了一半质量的氧气,则瓶内剩余氧气的密度为( )
A.1kg/m3 B.2kg/m3 C.0.5kg/m3 D.2.5kg/m3
【答案】A
【解答】解:氧气瓶体积,即氧气瓶内氧气的体积V=0.01m3,ρ0=2kg/m3,
原来氧气的质量:m0=ρ0V=2kg/m3×0.01m3=0.02kg;
抢救病人用去了一半质量的氧气,氧气的质量变为mm00.02kg=0.01kg,
由于氧气的体积不变,瓶内剩余氧气的密度:
ρ1kg/m3。故A正确、BCD错误。
故选:A。
8.(2024春•新沂市期中)在测量液体密度的实验中,测得液体和烧杯的总质量m与液体体积V的关系如图所示,则空烧杯的质量和液体的密度分别为( )
A.158g,0.75g/cm3 B.90g,0.9g/cm3
C.140g,0.9g/cm3 D.248g,1.4g/cm3
【答案】C
【解答】解:设空烧杯的质量为m杯,液体的密度为ρ,
读图可知,当液体体积为V1=20cm3时,液体和杯的总质量m总1=m1+m杯=158g
可得:ρ×20cm3+m杯=158g﹣﹣﹣①
当液体体积为V2=120cm3时,液体和杯的总质量m总2=m2+m杯=248g
可得:ρ×120cm3+m杯=248g﹣﹣﹣②
解得:
ρ=0.9g/cm3=0.9×103kg/m3,m杯=140g。
故选:C。
9.(2024秋•高青县期中)我国研发团队经过一千多天的日夜奋战,生产出世界上最薄的“手撕钢”。“手撕钢”的密度为7.9g/cm3,但厚度只有0.015mm,被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”。以下说法正确的是( )
①“手撕钢”的厚度为15nm
②2m2手撕钢”的质量为237g
③“手撕钢”的温度升高时质量不变,密度变小
④用“手撕钢”做的手术刀轻薄灵活,“轻”是指密度小
A.①③ B.②④ C.②③ D.③④
【答案】C
【解答】解:①“手撕钢”的厚度为0.015mm=1.5×104nm,故①错误;
②“手撕钢”的密度ρ=7.9g/cm3=7.9×103kg/m3,2m2的“手撕钢”的体积V=1.5×10﹣5m×2m2=3×10﹣5m3,则其质量
m=ρV=7.9×103kg/m3×3×10﹣5m3=0.237kg=237g,故②正确;
③因为质量是物体的一种属性,“手撕钢”温度升高时质量保持不变,但温度升高时体积会膨胀,故密度变小,故③正确;
④用“手撕钢”做的手术刀拿在手里感觉手术刀的质量小。故④错误。
故选:C。
10.(2025秋•莱芜区期中)同一个钢锭,无论是在地面上还是被带上空间站,它的质量都不会改变,这说明物体的质量不随它的 位置 变化而改变;将钢锭轧成钢板,形状发生改变,它的密度将 不变 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。
【答案】位置;不变。
【解答】解:同一个钢锭,无论是在地面上还是被带上空间站,它的质量都不会改变,这说明物体的质量不随它的位置变化而改变;将钢锭轧成钢板,形状发生改变,质量、体积均不变,故它的密度将不变。
故答案为:位置;不变。
11.(2025春•宜兴市期中)如图所示,寒冬户外水缸中的水凝固成冰后,其质量 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),冰的密度比水小,水凝固成冰体积 增大 ,使水缸破裂。
【答案】不变;增大。
【解答】解:因为物体的质量不随状态的改变而改变,因此寒冬户外水缸中的水凝固成冰后,其质量不变;
由于冰的密度小于水的密度,由V可知,水凝固成冰后体积增大。
故答案为:不变;增大。
12.(2024春•太仓市期中)图甲中在使用天平时的一处明显错误是 用手拿砝码 ,若砝码磨损了,其他操作均正确,则测量结果将 偏大 (偏大/偏小/不变);按图乙中的视线读数,会使测量结果 偏大 (偏大/偏小/不变)。
【答案】用手拿砝码;偏大;偏大。
【解答】解:砝码应用镊子夹取,所以图中的错误是用手拿砝码;
正常情况下砝码上标的质量是砝码的实际质量,砝码生锈后,自身质量变大,当测量同一物体时,需要减少砝码或移动游码,才能使天平重新平衡,此时所读数值小于物体实际质量;
用量筒测量液体体积时,读数时视线要与液体凹液面底部相平,读数时如果眼睛向下俯视,会以液面最高处为准,测量结果会偏大。
故答案为:用手拿砝码;偏大;偏大。
13.(2025•天津)“嫦娥六号”在月球背面采集样品1935.3g,合 1.9353 kg;把这些样品从月球带回地球,其质量 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】1.9353;不变。
【解答】解:
1935.3g=1935.3×10﹣3kg=1.9353kg;
质量是物体所含物质的多少,是物体的一种基本属性,不随物体的位置变化而变化。样品从月球带回地球,位置改变,但所含物质的多少不变,所以质量不变。
故答案为:1.9353;不变。
14.(2025春•苏州期中)如图所示是市场上常用的一种案秤,其中槽码相当于天平的 砝码 ;在称量过程中,如果秤杆右端稍稍向上抬起,应该将游码向 右 (左/右)移动;测量物体的质量时,发现所用的一个槽码粘了一小块泥,则测量的结果比真实值 偏小 (偏大/偏小/不变)。
【答案】砝码;右;偏小。
【解答】解:案秤的工作原理与天平相同,其槽码相当于天平的砝码,用于衡量物体的质量。
游码的移动方向:案秤和天平类似,遵循“左物右码”原则。当秤杆右端稍稍向上抬起,说明右端较轻,即砝码和游码的总质量小于物体质量。根据天平的调节方法,此时应将游码向右移动,增加右端的质量,使秤杆达到平衡。槽码粘泥对测量结果的影响:若一个槽码粘了一小块泥,那么这个槽码的实际质量变大。在测量物体质量时,使用了这个粘泥的槽码,为使案秤平衡,所需的槽码数量会比正常情况少,游码的位置也会更靠左。根据物体质量 = 槽码质量+游码指示刻度值,由于槽码质量读数不变,而游码指示刻度值变小,所以测量结果比真实值偏小。
故答案为:砝码;右;偏小。
15.(2025春•金坛区期中)甲、乙两实心金属块,它们的体积之比为3:1,将它们分别放在调好的天平的左右盘中,天平恰好平衡,甲和乙的密度之比为 1:3 ;若将甲切去,乙切去,那么甲和乙剩余部分的质量之比是 2:1 。
【答案】1:3;2:1
【解答】解:由题知,甲、乙体积之比为3:1,甲、乙的质量相等,
所以甲、乙的密度之比为ρ甲:ρ乙::1:3;
若将甲切去,乙切去,甲、乙的密度不变,根据密度公式可得,
甲和乙剩余部分的质量之比为
m′甲:m′乙=ρ甲V′甲:ρ乙V′乙=(13):(31)=2:1。
故答案为:1:3;2:1。
16.(2023秋•恩施市期中)小周利用实验室中的器材测量盐水的密度。
(1)如图甲所示是小周在调节天平平衡时的情景,请你指出他在操作上的错误: 天平游码没有归零 。
(2)用天平测出空烧杯的质量是39g,在烧杯中倒入适量的盐水,用天平测量烧杯与盐水的总质量,天平平衡时所加砝码和游码位置如图乙所示,烧杯中盐水的质量是 24 g。
(3)将烧杯中的盐水全部倒入量筒内,如图丙,则盐水的密度是 1.2×103 kg/m3,小周用此方法测出的盐水密度比真实值 偏大 (填“偏大”或“偏小”)。
(4)另一位同学小明认为准确测量盐水密度的步骤如下,请你帮助小明完成下列实验步骤:
①在烧杯中倒入适量的盐水,用天平称出烧杯和盐水的总质量为m;
②将烧杯中的适量盐水倒入量筒中,读出量筒中盐水的体积为V;
③ 用天平测量出剩余盐水和烧杯的总质量m2 ;
④利用上述所测物理量,写出盐水密度的表达式ρ盐水= 。
【答案】(1)天平游码没有归零;(2)24;(3)1.2×103;偏大;(4)③用天平测量出剩余盐水和烧杯的总质量m2;④。
【解答】解:(1)天平调节平衡时需首先将游码调至零刻度线处,再将螺母向天平上翘的一端移动直到天平平衡,由图可以看出在调节天平平衡时,天平游码没有归零;
(2)由图乙可以看出烧杯和盐水总质量m总=50g+10g+3g=63g,
所以盐水的质量为:m=m总﹣m0=63g﹣39g=24g;
(3)由图丙读出盐水的体积V=20mL=20cm3,
盐水的密度为:
ρ1.2g/cm3=1.02103kg/m3,
因为将烧杯中的盐水全部倒入量筒中时,烧杯内壁会残留一部分盐水,所以测得的盐水体积偏小,
根据ρ=可知,质量一定,测得的盐水密度与真实值相比偏大;
(4))③用天平测量出剩余盐水和烧杯的总质量m2;
测量盐水的密度实验步骤:
①在烧杯中倒入适量的盐水,用天平称出烧杯和盐水的总质量为m;
②将烧杯中的适量盐水倒入量筒中,读出量筒中盐水的体积为V;
③用天平测量出剩余盐水和烧杯的总质量m2;
④利用上述所测物理量,写出盐水密度的表达式ρ盐。
故答案为:(1)天平游码没有归零;(2)24;(3)1.2×103;偏大;(4)③用天平测量出剩余盐水和烧杯的总质量m2;④。
17.(2025春•工业园区校级期中)2023年12月3日晋江马拉松赛以“畅跑海丝路,晋马世遗情”为主题。小明和小晋同学设计了两种方案来测量本次马拉松奖牌的密度。
方案一:
器材:天平、量筒、水、大烧杯、小烧杯A、细线(质量和体积均不计)。
(1)小明先将天平放在水平桌面上,游码置于 零刻度线处 ,发现指针指向分度盘中线左侧,此时应将平衡螺母向 右 调节,使天平在水平位置平衡;
(2)接着他按如图1甲所示的方法来称量奖牌的质量,其中有两个错误:
① 用手拿砝码 ;
②奖牌和砝码放错盘。
(3)改正错误后,正确测出的奖牌质量如图1乙,奖牌的质量为 162 g;
(4)在测体积时,小明将一个大烧杯倾斜放置后,往大烧杯中加水,直到水面与大烧杯杯口相平,再将奖牌用细线慢慢地浸没在大烧杯的水中,并用空的小烧杯A接住溢出来的水,如图1丙;接着将小烧杯A中的水倒入量筒测出溢出水的体积如图1丁,奖牌的体积为 25 cm3;则奖牌的密度是 6.48 g/cm3;分析测量过程可知小明所测的密度值 偏大 (填“偏大”或“偏小”)。
方案二:
器材:电子秤、烧杯、水。
小明和小晋用电子秤测量奖牌的密度步骤如图2甲、乙、丙、丁所示。
(5)小明在记录数据时忘了记录图丙步骤的数据,小晋思考后发现,只需要图甲、乙、丁图的数据就能计算出奖牌的密度,则ρ奖牌= 6 g/cm3。
【答案】(1)零刻度线处;右;
(2)用手拿砝码;
(3)162;
(4)25;6.48;偏大;
(5)6。
【解答】解:(1)使用天平时,首先把天平放在水平桌面上,游码移到左端零刻度线处,看指针指向分度盘中线的哪侧,对应调节平衡螺母,原则是“左侧右调,右侧左调”,发现指针指向分度盘中线左侧,此时应将平衡螺母向右调;
(2)①调节平衡螺母使天平平衡后,根据左物右码测出物体的质量,图中物体放在右盘、砝码放在左盘了,且用手拿砝码。
(3)图甲中标尺的分度值为0.2g,金属球的质量:m=100g+50g+10g+2g=162g;
(4)由图知,量筒的分度值为1mL,水的体积:V1=25mL,
则奖牌体积:V=V1=25mL=25cm3;
奖牌的密度:
ρ6.48g/cm3;
将小烧杯A中的水倒入量筒时,会有残留,测量出的体积偏小,所测的密度值偏大;
(5)由甲图可知奖牌的质量为:m=162g,
根据乙、丁可以求得奖牌排开水的体积,即奖牌的体积V′=V水′,
奖牌的密度:6g/cm3。
故答案为:
(1)零刻度线处;右;
(2)用手拿砝码;
(3)162;
(4)25;6.48;偏大;
(5)6。
18.(2025春•荔湾区期中)小鸣生日收到一个礼物——俄罗斯套娃,它是由一样图案的七个木娃娃一个套一个组成的,只有最小的一个是实心的,其他的全是空心的,如图所示。小鸣测出最大的套娃的质量为30g、体积为450cm3,最小的一个木娃娃的质量为6g、体积为7.5cm3。求:
(1)制作套娃的木材的密度;
(2)制作一个实心的最大套娃需要多少同样的木材;
(3)最大套娃的内部空心体积。
【答案】(1)制作套娃的木材的密度是0.8g/cm3;
(2)制作一个实心的最大套娃需要360g同样的木材;
(3)最大套娃的内部空心体积是412.5cm3。
【解答】解:(1)最小的一个是实心的,制作套娃的木材的密度:
ρ0.8g/cm3;
(2)由ρ可得制作一个实心的最大套娃需要同样木材的质量为:
m′=ρV大=0.8g/cm3×450cm3=360g;
(3)最大套娃的实心体积为:
V′37.5cm3,
最大套娃的内部空心体积,
V空=V大﹣V′=450cm3﹣37.5cm3=412.5cm3。
答:(1)制作套娃的木材的密度是0.8g/cm3;
(2)制作一个实心的最大套娃需要360g同样的木材;
(3)最大套娃的内部空心体积是412.5cm3。
19.(2024春•玄武区校级期中)细心的小明发现家中白酒瓶上标有“500mL 50%vol”字样,他通过查阅资料了解到:vol是表示酒精度数的单位,表示酒精体积与白酒体积的百分比。即“50%vol”表示100mL白酒中,含有50mL的酒精,其余的物质是水(ρ酒精=0.8g/cm3,不考虑体积随温度的变化,不计酒精和水混合后体积的变化)。求:
(1)这瓶白酒中酒精的质量;
(2)这瓶白酒的密度;
(3)若将这瓶白酒的酒精度数调整到“40%vol”,需要加多少毫升纯净水。
【答案】(1)这瓶白酒中酒精的质量为200g;
(2)这瓶白酒的密度为0.9g/cm3;
(3)若需要将这瓶白酒的酒精度数调整到“40%vol”,需要加125毫升纯净水。
【解答】解:(1)根据“50%vol“的含义可知这瓶白酒中含有酒精的体积V酒精=500mL×50%=250mL=250cm3;
依据ρ可知,这瓶白酒中酒精的质量m酒精=ρ酒精V酒精=0.8g/cm3×250cm3=200g;
(2)这瓶白酒中水的体积为V水=500mL﹣250mL=250mL=250cm3;
水的质量m水=ρ水V水=1g/cm3×250cm3=250g;
所以这瓶白酒的总质量m=m酒精+m水=200g+250g=450g,
这瓶白酒的密度为ρ白酒0.9g/cm3;
(3)若将这瓶白酒的酒精度数调整到“40%vol”,则此时白酒的体积V白酒′;
还需要加纯净水的体积V加水=V白酒′﹣V白酒=625mL﹣500mL=125mL。
答:(1)这瓶白酒中酒精的质量为200g;
(2)这瓶白酒的密度为0.9g/cm3;
(3)若需要将这瓶白酒的酒精度数调整到“40%vol”,需要加125毫升纯净水。
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第六章 物质的物理属性(复习讲义)
课标要求:
1.2.1 通过实验,了解物质的一些物理属性,如弹性、磁性、导电性和导热性等,能用语言、文字或图表描述物质的物理属性。
例1 通过实验,了解橡胶的弹性。列举弹性在生活中的应用实例。
例4 通过实验,了解金属与木材导热性能的差异。
1. 2. 2 知道质量的含义。会测量固体和液体的质量。
例5 列举质量为几克、几十克、几百克和几千克的一些物品, 能估测常见物体的质量。
1.2.3 通过实验,理解密度。会测量固体和液体的密度。能解释生活中与密度有关的一些物理现象。
1. 2.4 了解关于物质属性的研究对生产生活和科技进步的影响。
考点总览:
1.质量的意义及物体质量是物质的一种属性;
2.质量单位换算,估测日常生活中常见物体的质量;
3.使用托盘天平进行一般测量和特殊测量,分析天平测量物体质量的误差。
4.运用不同方法得出同种物质组成的物体的质量与体积成正比。
5.密度是反映物质质量与体积比值的一种物理属性。
6.密度的公式及其单位,会进行国际单位与常用单位的换算。
7.运用密度公式及变形公式,解决物质密度、体积、质量等相关问题
8.会测规则、不规则形状物体、液体等物质密度,并优化密度测量步骤减小实验误差 。
9.利用密度知识实现对质量和体积的间接测量,无量筒测量物质密度的实验方案设计;
10.比较不同物质的导热性与硬度,根据物理属性进行分类;
11.利用物质不同的物理属性,对医用保温盒的选材提出建议。
知识点一 物体的质量
1.质量的概念及特性
(1)物体所含________的多少叫质量,通常用字母________表示;
(2)质量是物体的一种________,与物体的________、________、________、所处的________的变化无关,质量大,物体含有物质多;质量小,物体含有物质少。
2.质量的单位及其换算
(1)国际单位制中质量单位是________(kg),常用单位还有________(t)、________(g)、________(mg)。
换算关系:1t=________kg,1kg=________g,1g=1000mg,1mg=1000μg。
(2)质量的单位的认识(估测物体质量)
生活中常见的物体的质量:
①一个鸡蛋的质量大约为50g ②一根大头钉的质量大约为80mg
③一个硬币的质量大约为6g ④一个中学生的质量大约为50kg
⑤一个婴儿的质量大约为4kg ⑥一个大象的质量大约为5t
⑦一个鲸的质量大约为150t ⑧一个苹果的质量大约为250g
知识点二 质量的测量
1.质量的测量工具
(1)实验室中,测量质量的常用工具是________;
(2)在生活中,质量的测量还有杆秤、案秤、磅秤、电子秤等。
2.天平
(1)托盘天平的构造:由________、________、________、________、________、________、________、________、________、________等组成。
(2)天平的使用:
①天平的调节
用天平测量物体质量时,应将天平放在水平桌面上;先将游码拨回标尺左端的________(归零),再调节________,使指针指到分度盘的________(或左右摆动幅度相等),表示横梁平衡。
②质量的测量
先估后测:先________物体大概质量,避免物体质量超过天平的称量而损坏天平。
左物右码:________放物体,________放砝码。
加减砝码:根据估计先放大砝码,加法码时先大后小,减砝码时先小后大;
用镊子向右盘加减砝码,当最小的法码放上去又轻时改调游码,通过移动游码来调节天平重新平衡。此时,移动游码相当于在右盘中加入了小砝码,所以游码读数必须计算在右盘中。
②天平的读数
用天平测量物体质量时,被测物体的质量=________+________。
(3)天平使用注意事项
①砝码________用手拿,要用________夹取,使用时要轻放轻拿。在使用天平时游码也________用手移动;
②过冷过热的物体不可放在天平上称量,应先在干燥器内放置至室温后再称;
③加砝码应该从大到小,可以节省时间;
④在称量过程中,不可再碰平衡螺母;
⑤被测物体的质量不能超过天平的量程;
⑥保持天平清洁、干燥,不能把潮湿的物体和化学药品直接放在盘上,也不能把砝码弄湿、弄脏,以免锈蚀。
3.常规物体的质量测量
(1)用天平测量固体的质量
①把天平放在平稳的________桌面上,观察天平底座上的铭牌以及游码标尺上的________,并作记录。
②把游码放在标尺的零刻度线处,调节横梁右端(有的天平是左、右两端)的平衡螺母,当指针指在分度盘的中央刻线处(或左右偏离中央刻线的角度相等)时,表明此时横梁平衡。
③将木块轻轻地放在天平的左盘,用镊子向右盘轻轻地加减砝码,再移动游码,直到天平的横梁平衡(左物右码)。
④根据砝码和游码记录木块的质量m1,将砝码放回盒中,游码归零,拿下待测固体。
⑤分别将不同待测固体放入左盘,称出它们的质量m2、m3。
(2)称量液体的质量
①把天平放在平稳的________桌面上,观察天平底座上的铭牌以及游码标尺上的________,并作记录。
②把游码放在标尺的零刻度线处,调节横梁右端(有的天平是左、右两端)的平衡螺母,当指针指在分度盘的中央刻线处(或左右偏离中央刻线的角度相等)时,表明此时横梁平衡。
③用天平称出空烧杯的质量m杯。
④将烧杯中倒入适量的待测液体,用天平称出烧杯和待测液体的总质量m总,计算出烧杯中待测液体的质量m液=________。
⑤将砝码放回盒中,游码归零,取下烧杯,将待测液体倒回原处。
4.累积法测量微小质量
累积法测微小物体的质量:微小物体的称量用“称多算少”方法,即取n个小物体称出________M,则每个小物体质量________。
知识点三 物质的密度
1.质量与体积的关系
(1)同种物质,在一定状态下密度是________,它________质量大小或体积大小的改变而改变,当其质量(或体积)________时,其体积(或质量)也随着________,而比值是________的,因此,不能认为物质的密度与质量成正比,与体积成反比;
(2)由同种物质组成的物体,在同一状态下,体积大的质量也________,物体的体积跟它的质量成________比;
(3)由不同物质组成的物体,在体积相同的情况下,密度大的质量也________,物体的质量跟它的密度成________比;
(4)由不同物质组成的物体,在质量相同的条件下,密度大的体积________,物体的体积跟它的密度成________比。
(5)结论:同种物质的质量与体积的比值为________;不同物质的物体,质量与体积的比值一般________。
2.密度及其特性
(1)密度:单位体积某种物质的质量叫做这种物质的________。
(2)单位:密度的国际单位是________,读作________。常用单位还有________,读作________;单位换算:1 g/cm3=________kg/m3 (说明:两个单位比较:________单位大)。
(3)密度是物质的一种________,它不随物质的质量或体积的变化而变化。同一种物质的密度是一个确定的值,不同物质的密度通常是不同的,因此可用来鉴别物质,如水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3。
3.密度的计算
(1)密度的公式:(ρ表示密度、m表示质量、V表示体积);公式变化:m=ρV、。
(2)根据公式来鉴别物质。测出物体的质量和体积,运用公式求出物质的密度,然后对照密度表就可以知道该物质的种类。
(3)利用公式计算不便测量的物体的体积。测出物体的质量,利用密度表查出该种物质的密度,利用公式就可以计算出物体的体积。
(4)利用m=ρV计算不便测量的物体的质量。测出物体的体积,利用密度表查出该种物质的密度,利用公式m=ρV就可以计算出物体的质量。
知识点四 密度的测量
1.量筒的使用
(1)首先分清量筒的________、________和________(常见量筒单位是ml,1ml=1cm3,1L=1000ml=10-3m3;图a中,量筒量程100ml,分度值2ml);
(2)量筒的规格:常用的有10mL,20mL,25mL,50mL,100mL,250mL、500mL,1000mL等多种规格;
(3)量筒的选择方法:
①量筒越大,管径越粗,其精确度越________,由视线的偏差所造成的读数误差也就越________,所以实验中应根据所取溶液的体积,尽量选用能________量取的________规格的量筒;
②分次量取会引起较大误差,如量取70mL液体,应选用100mL量筒一次量取,而不能用10mL量筒量取7次。
(4)读取液体的体积方法:
注入液体后,要等一会,使附着在内壁上的液体流下来,再读取刻度值,否则,读出的数值将偏________;读数时,应把量筒放在平整的桌面上,当液面是凸面时,视线应与凸液面的________部保持水平;当液面是凹面时,视线应与________液面的底部保持水平,否则,读数会偏高或偏低。
2.固体密度的测量
(1)用________测量固体的质量m;
(2)在量筒中倒入适量的水,读出水的________V1;
(3)用细线拴住固体,轻放浸没在水中,读出固体与水的________V2;
(4)计算固体的密度:。
3.液体密度的测量
(1)将适量的液体倒入烧杯中,用天平称出烧杯与液体的________m1;
(2)将烧杯中的部分液体倒入量筒中,读出量筒中液体的体积V;
(3)用天平称出烧杯与________的总质量m2;
(4)计算液体的密度:。
知识点五 密度知识的应用
(1)鉴别物质:密度是物质的特性之一,不同物质密度一般________,可根据密度公式测出体积及质量求出密度鉴别物质。
(2)求质量:由于条件限制,有些物体体积容易测量但不便测量质量用公式________算出它的质量。
(3)求体积:由于条件限制,有些物体质量容易测量但不便测量体积用公式________算出它的体积。
(4)判断物体是否
空、实心的判断:通过对物体的密度、质量、体积的比较,可判断物体时空心的还是实心的,即当ρ物________ρ为实心,ρ物________ρ为空心;m物________m为实心,m物________m为空心;V物________V为实心,V物________V为空心。
题型一 质量概念及其特性
【例1】关于1kg的棉花和1kg的铁块,下列说法正确的是( )
A.铁块质量大于棉花质量
B.铁块所含物质比棉花多
C.棉花所含物质比铁块多
D.铁块质量等于棉花质量
【变式1-1】质量表示物体________ 的多少。“神舟”九号飞船在太空运行时,处于失重状态的宇航员的质量________ ;急救室的氧气瓶在病人使用后,瓶内的氧气质量将________ 。一根弹簧被拉长后质量________ ;一支蜡烛点燃一段时间后质量________ (后四空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【变式1-2】我们平时说铁钉和铁锤都是由铁制成的,但它们所含铁的多少不同,其中铁钉和铁锤是 ________ ,铁是 ________ (前两空选填“物质”或“物体”),为了表示不同物体所含________ 不同的这一属性,物理学中引入了 ________ 这个物理量。
【例2】下列现象中物体的质量发生变化的是( )
A.将登月探测车从地球表面运送到月球表面
B.正在工作中的洒水车
C.熔浆凝结成岩石
D.将铁块制成同体积的铁钉
【变式2-1】关于质量,下列说法中正确的是( )
A.物体由固体变为液体时其质量发生改变
B.同一块橡皮泥捏成不同形状,测出的质量是不同的
C.蜡烛点燃一会后温度会升高,但其质量不会改变
D.同一物体无论在地球上什么地方,它的质量不会改变
【变式2-2】钱学森是“中国航天之父”,如图所示,是苏绣艺术家创作的钱学森肖像《思源•致远》,这件苏绣作品搭载神舟八号升入太空,与在地面比该苏绣作品的质量 ________ (选填“变大”“变小”或“不变”),因为质量是物体的 ________ ,不随物体 ________ 的改变而改变。
题型二 质量的测量
【例3】测量物体的质量前,将托盘天平放在水平台上,小明发现指针偏向分度标尺的左侧,如图所示。接下来他要进行的操作是( )
A.先将平衡螺母移到最左端,然后向左移动游码
B.先将平衡螺母移到最左端,然后向右移动游码
C.先将游码拨至零刻度线,再向左调节平衡螺母
D.先将游码拨至零刻度线,再向右调节平衡螺母
【变式3-1】如图所示,学校物理实验室的托盘天平横梁两端各有一个平衡螺母。测量前,为使托盘天平横梁水平平衡,左边的平衡螺母应向 ________ (选填“左”或“右”)调节,或者将右边的平衡螺母向 ________ (选填“左”或“右”)调节。
【变式3-2】如图所示为商店里使用的案秤。其工作原理与实验室中的基本实验仪器 ________ 相似。使用前,将案秤放在水平面上,游码置于零刻度线处,若发现砝码盘下跌,应将调零螺丝向 ________ (选填“左”或“右”)调。
【例4】在用已调好的托盘天平称某物体质量时,在加砝码的过程中,当右盘中再加5g砝码时,指针指在分度盘中央红线的右侧;减去这5g砝码时,指针又指在分度盘中央红线的左侧(如图所示)。此时下列操作正确的是( )
A.移动游码
B.调节横梁右边的平衡螺母
C.将被测物移到右盘
D.用镊子把10g的砝码拿走
【变式4-1】小明同学用天平测量物体的质量,按正确步骤操作时出现了如图所示的情况,接下来他的操作应该是( )
A.调节平衡螺母
B.向左移动游码
C.取下5g砝码后移动游码
D.取下20g砝码换成10g砝码
【变式4-2】在用已调节好的天平测量烧杯和水的质量时,在右盘加减砝码,正确操作,当将最小为5g的砝码放入右盘时,分度盘指针所指的位置如图所示,接下来的操作是:________ 。
题型三 密度概念
【例5】关于公式ρ,以下说法正确的是( )
A.物质的密度与质量成正比,与体积成反比
B.不同物质,质量越大,密度越大
C.同一种物质,密度与质量、体积无关
D.不同物质,密度与质量、体积有关
【变式5-1】关于质量和密度,下列说法正确的是( )
A.同种物质组成的物体,其密度与质量成正比
B.水的密度是1.0×103kg/m3,表明1m3的水质量是1.0×103kg/m3
C.氧气罐中的氧气用去一半,密度减小一半
D.冬天户外的水管被冻裂,水结冰后质量变大,密度变大
【变式5-2】在“测量石块的密度”时,描绘了四幅图像,如图。其中能正确表示石块“质量与体积的关系”的图像是________ ,能正确表示“密度与质量的关系”的图像是________ 。
【例6】密封在钢瓶中的氧气,使用一段时间后,关于瓶内氧气的质量、体积、密度的变化下列说法正确的是( )
A.质量变小,体积变大,密度变小
B.质量变小,体积变小,密度变大
C.质量变小,体积变小,密度不变
D.质量变小,体积不变,密度变小
【变式6-1】一只总质量为60kg的氧气瓶,瓶内氧气密度为ρ0,使用1h后,总质量变为40kg,瓶内氧气的密度变为ρ0;再使用一段时间后,总质量变为30kg,则此时瓶内的氧气的密度应为( )
A.ρ0 B.ρ0 C.ρ0 D.ρ0
【变式6-2】某医院急诊室的一个容积为0.1m3的氧气瓶中,氧气的密度为5.5kg/m3,给病人供氧用去了40%,则用去的氧气质量为 ________ kg,瓶内剩余氧气的密度是 ________ kg/m3。
题型四 质量与体积的关系图像
【例7】某同学在测量液体密度的过程中,将烧杯中部分液体倒入量筒并测出倒出液体的体积V,用天平称量烧杯和剩余液体的质量m,多次重复上述操作,根据实验数据绘制得到的m﹣V图像如图所示,下列说法错误的是( )
A.该液体的密度为1.5×103kg/m3
B.将液体第一次倒出前,烧杯和液体总质量为120g
C.根据图像信息不能计算得出空烧杯质量
D.倒出的液体体积为30cm3时,烧杯中液体质量为75g
【变式7-1】为了测量某种液体的密度,小明用天平和量杯测量了液体和量杯的总质量m及液体的体积V,得到几组数据,并绘出了如图所示的m﹣V图象,下列说法不正确的是( )
A.量杯质量为20g
B.该液体密度为1g/cm3
C.40cm3液体的质量为60g
D.向量杯中倒入液体的过程,液体的密度不变
【变式7-2】在探究物质的质量与体积关系的实验中,得出甲、乙两种物质的质量与体积的关系图像如图所示,体积相同的甲、乙两种物质的质量之比为________ ;若要在图像中画出水的m﹣V图像,应该画在________ (选填A或B或C)区域。
题型五 空心体积计算
【例8】甲、乙、丙三个正方体,棱长之比为1:2:3,质量分别为3g、24g、36g,已知它们是同种材料制成的,但有一个是空心的,空心正方体是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.无法判断
【变式8-1】a、b两个小球分别由密度之比为ρ甲:ρ乙=3:5的甲、乙两种材料制成的,两个小球质量之比为ma:mb=3:4,体积之比为Va:Vb=3:4。若只有一个球是空心,则 ________ 球是空心的,往此球空心部分注满某种液体,测得液体和小球的总质量m与注入液体的体积V的关系如图所示,则空心部分体积是 ________ cm3。
【变式8-2】一个空心铜球质量是44.5g,在球的空心部分装满水后总质量是64.5g,则这个空心球的体积是 ________ cm3;若在此球空心部分装满某种液体后此球总质量为69.0g,那么这种液体的密度是 ________ g/cm3。(ρ铜=8.9×103kg/m3)
题型六 物质密度的测量
【例9】小明用一架没有砝码的天平、一个量筒、两个烧杯、一只滴管和若干水,测量一小块雨花石(可拴细线放入量筒中)的密度。小明设计了部分实验步骤,请将下列横线上的测量步骤补充完整,并回答第(7)问:
(1)将两个烧杯放在天平左右两盘上,将游码移至左端零刻度线,发现指针左偏,再将平衡螺母移至最右端,指针仍然左偏,这时可用滴管向 ________ 盘烧杯中加水至指针指在分度盘中央刻度线;
(2)将雨花石放入 ________ 盘烧杯中;
(3)向量筒中倒入适量(可完成全部测量需要)水,记下水的体积V1;
(4)将 ________ ,并用滴管调节直至天平平衡,记下量筒中水的体积V2;
(5)将 ________ ,记下量筒中水的体积V3;
(6)计算出雨花石密度的表达式为ρ铁=________________ (用上述测量值表达,其中ρ水已知);
(7)若在第(1)操作中,改为向右移动游码使天平平衡,此方案 ________ (选填“可行”或“不可行”)。
【变式9-1】如图所示,小东在实验室想利用所学知识测量葡萄酒的密度。
(1)把天平放在水平台上,将 ________ 移到标尺左端的零刻度线处,发现指针静止时如图甲所示,此时应将平衡螺母向 ________ (选填“左”或“右”)调节,使天平平衡;
(2)取适量葡萄酒倒入烧杯,用天平测量烧杯和葡萄酒的总质量,当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示。然后将烧杯中部分葡萄酒倒入量筒中,再次测出烧杯和剩余葡萄酒的总质量为31g,则量筒中葡萄酒的质量是 ________ g;量筒中葡萄酒的体积如图丙所示,量筒中葡萄酒的体积是 ________ cm3则葡萄酒的密度是 ________ kg/m3。
(3)若在起初调平时,无论如何调节平衡螺母都无法使天平平衡。此时聪明的小东同学在右盘中添加一些沙粒,再调节平衡螺母就使天平平衡了。则测得图乙中烧杯和葡萄酒总质量将会 ________ (选填“偏小”“不变”或“偏大”);
(4)同学们参加制作水油沙漏实践活动,爱动手的小川想用植物油和水制作。他想先测量植物油的密度,小川认为不用量筒也能测量出食用油的密度,他进行了如下实验操作:
①取一干净的玻璃空杯,用天平测出空杯质量为m0;
②在杯中装满水,用天平测出杯和水的总质量为m1,满杯水的质量为 ________ ;(用m0、m1表达)
③把杯中的水倒尽并擦干,再装满食用油,用天平测出杯和食用油的总质量为m2,则食用油的密度表达式ρ油= ________________ (用上述字母表达,水的密度用ρ水表示)。
【变式9-2】小明和小红分别设计不同的方案测量某种陈醋的密度。
(1)小明选用的测量器材有天平、量筒、烧杯,他进行了以下操作:①用天平测量烧杯和剩余陈醋的总质量为m1;②将烧杯中一部分陈醋倒入量筒,测出这部分陈醋的体积为V;③将待测陈醋倒入烧杯中,用天平测出烧杯和陈醋的总质量为m2。
以上操作的正确顺序是 ________ (填字母序号)。
由图可知,量筒中陈醋的质量为 ________ g,体积为 ________ cm3,陈醋的密度是 ________ kg/m3。
(2)小红选用的测量器材有电子秤、透明柱形平底杯子、刻度尺和足量的水(已知密度为ρ水),她进行了以下操作:①用电子秤测出空杯子的质量为mo;②往杯子内倒入适量水,用电子秤测出杯子和水的总质量为m;③用刻度尺测出杯内水的深度为h1;④将杯子内的水倒去,擦干后放在电子秤上,往杯内缓缓倒入陈醋,直至电子秤示数为m;⑤用刻度尺测出杯内陈醋的深度为h2。
若没有第①步的操作,小红能否求出陈醋的密度?请在下面的横线上作答。
①若能,则请写出陈醋的密度表达式;②若不能,则请说明理由。
题型七 混合体密度计算
【例10】现有密度分别为ρ1、ρ2(ρ1<ρ2)的两种液体,质量均为m0,某工厂要用它们按体积比1:1的比例配制一种混合液(设混合前后总体积不变),且使所得混合液的质量最大。则混合液的密度ρ,则按要求配制后,剩下的那部分液体的质量为( )
A. B.
C. D.
【变式10-1】农业上常采用配制适当密度的盐水进行选种。在选稻种时需用密度是1.1×103kg/m3的盐水,现配制了500cm3的盐水,称得它的质量为600g,为了符合要求,现在应加 ________ (选填“盐”或“水”) ________ g(ρ食盐=2.2×103kg/m3,不考虑混合后体积的变化)。
【变式10-2】某工厂生产酒精,要求含水量(按质量计算)不超过10%,他们用抽测密度的方法对产品进行检查,则合格酒精的密度应在 ________ kg/m3至 ________ kg/m3的范围内。(不考虑酒精与水混合后的体积变化)(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
基础巩固通关测
1.量筒做得细而高,不做成粗而矮的形状,如图所示,你认为主要原因是( )
A.细高的量筒便于操作
B.细高的量筒可以做出相对较大的底座,增加稳度
C.细高的量筒与粗矮的相比,相应的刻度间隔较大,能较准确地读数
D.粗矮量筒中的液体较多,需用较厚的玻璃,因而不便读数
2.将电子天平放水平桌面,通电后,将空烧杯放于天平上,读出空烧杯的质量为20克,按键进行清零,然后在烧杯中倒入适量的水,再测出此时的质量,如图,则烧杯内水的质量为( )
A.43.0克 B.20.0克 C.23.0克 D.3.0克
3.估测能帮我们建立对物理量的认识,下列关于质量的估测结果符合实际的是( )
A.一枚鸡蛋的质量约为500g
B.一名中学生的质量约50kg
C.一个行李箱质量约2t
D.一只大公鸡的质量约为0.2kg
4.大数据中心的计算机主机在处理海量数据时会产生大量的热。如图,将主机直接浸泡在氟化液中,可有效冷却,且能使电路元件长期稳定工作。由此可知,氟化液除具有良好的导热性外,还具有良好的( )
A.导电性 B.腐蚀性 C.绝缘性 D.溶解性
5.李爸爸买了一个空心铜葫芦。若往空心部分注入某液体,测得注入液体后铜葫芦总质量m与注入的液体体积V的关系图像如图所示。下列说法正确的是(ρ铜=8.9×103kg/m3)( )
A.铜的质量是874g
B.铜葫芦的体积是60cm3
C.注入的液体密度是13.6g/cm3
D.铜葫芦空心部分的体积一定是25cm3
6.某铁块密度为7.9×103kg/m3,把它分成两块.每个小铁块的密度是( )
A.7.9×103kg/m3 B.15.8×103kg/m3
C.7.9×103g/cm3 D.3.95×103kg/m3
7.如图所示,甲、乙两支完全相同的试管,分别装有质量相等的不同种液体a、b,甲竖直放置,乙倾斜放置,此时液面恰好相平。设两种液体的密度分别为ρa和ρb,则下列关系中正确的是( )
A.ρa<ρb
B.ρa=ρb
C.将a、b两种液体分别装满到相同体积的容器中,则装入的a液体的质量大
D.条件不足,无法判断
8.用密度为2.7×103kg/m3的铝制成甲、乙、丙三个大小不同的正方体。要求它们的边长分别是0.1m、0.2m和0.3m,制成后让质量检查员称出它们的质量,分别是3kg、21.6kg和54kg,质量检查员指出,有两个不合格,其中一个掺入了杂质为次品,另一个混入了空气泡为废品,则这三个正方体( )
A.甲为废品,乙为合格品,丙为次品
B.甲为合格品,乙为废品,丙为次品
C.甲为次品,乙为合格品,丙为废品
D.甲为废品,乙为次品,丙为合格品
9.质量为2kg的冰,全部熔化成水后,质量将________ (选填“改变”或“不变”),这说明物体的质量不随________ 的改变而改变;质量为400g的食品罐头被航天员从地球带到空间站后,它的质量将________ (选填“改变”或“不变”),这说明物体的质量不随________ 的改变而改变;把一根橡皮筋拉长后,它的质量将________ (选填“改变”或“不变”),这说明物体的质量不随物体________ 的改变而改变。由此可见,质量是物体的一种属性。
10.如图所示,把一块“碳海绵”放在狗尾巴草上,狗尾巴草的茸毛几乎没变形,“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多,说明这种材料的密度________ (选填“大”或“小”)。将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,说明“碳海绵”的弹性________ (选填“好”或“差”)。将一块“碳海绵”由地球带入太空后,“碳海绵”的质量将________ (选填“变大”“不变”或“变小”)。
11.医院里有一只氧气瓶,它的容积是10dm3,里面装有密度为2.5×10﹣3g/cm3的氧气,某次抢救病人用去了5g氧气,则氧气瓶内氧气的密度变 ________ (“小”或“大”),瓶内剩余氧气的密度为 ________ g/cm3。
12.在测量小石块的体积时,要求在量筒中倒入“适量”的水。这里,“适量”的含义是小石块能 ________ 水中,且小石块和水的总体积 ________ 。
13.如图所示为甲、乙两种物质的质量跟体积关系的图象,据图象分析,密度ρ甲________ ρ乙(选填“小于”、“等于”、“大于”);质量为1.8kg乙物质的体积为 ________ m3。
14.如图所示,A、B是两个边长之比为2:1的实心正方体,分别放在已经调节好平衡的天平的左右托盘内,游码处在零刻度线处,天平仍然保持平衡。则mA:mB= ________ ,ρA:ρB= ________ 。
15.水的密度是1.0×103kg/m3,它表示的物理意义是________ 。冰的密度是0.9×103kg/m3,合________ g/cm3,质量为900g的一块冰熔化成水后质量为________ g。
16.海南五月荔枝红,小海发现“妃子笑”和“荔枝王”两个品种的荔枝在水中都有下沉的现象。这两个品种荔枝的密度一样太吗?他设计方案测量两个品种的荔枝密度。
(1)将天平放在水平桌面上,把游码调到零刻线处,发现指针偏转情况如图甲所示,应向________ (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平横梁水平平衡;
(2)用天平和量筒分别测量同一颗“妃子笑”的质量和体积,如图乙和图丙所示。请在下表中完成实验数据的记录。
品种
质量m/g
体积V/cm3
密度ρ/(g•cm﹣3)
妃子笑
________
________
________
(3)小海接着测一颗“荔枝王”的密度,但该荔枝体积过大,无法放入量筒。现有电子秤、溢水杯、烧杯和足够多的水(已知水的密度为ρ水),如图丁所示。请帮小海设计测量该荔枝密度的简要实验方案,并写出该荔枝密度的表达式(用相应的物理量符号表示)。
17.“五月五,过端午。”劳技课上学习腌制咸鸭蛋,同学们通过测量盐水的密度来检测所配制盐水的浓度。实验操作如下:
(1)往烧杯中倒入适量盐水,用已经调好的托盘天平测出烧杯和盐水的总质量为m1=117.2g。
(2)把烧杯中部分盐水倒入量筒,读出量筒中盐水的体积为50mL。
(3)在测量烧杯和剩余盐水的总质量m2的过程中,从大到小往右盘加减砝码时,发现加入一个最小砝码后指针偏向分度盘的右侧,接下来应进行的操作是 ________ ,天平平衡后示数如图所示,质量m2为 ________ g。
(4)计算得出盐水的密度为ρ= ________ g/cm3。
(5)若操作(2)中有少量盐水附着在量筒内壁上,测得的盐水密度将 ________ (选填“偏小”、“不变”或“偏大”)。
(6)小组成员进行交流时,小兰总结了上述实验过程中需要注意的事项,你认为必要的是 ________ 。
A.装入盐水前应测量空烧杯的质量
B.用天平测质量时拨动游码必须用镊子
C.应将烧杯中的盐水全部倒入量筒
D.量筒里的水量必须到整刻度才能读数
18.2024年是中国农历龙年,小琳的爸爸买了一个铜制龙摆件,如图所示。小琳想测该摆件的体积,她把该摆件完全浸入盛满水的容器中,刚好溢出300g的水。已知,ρ铜=8.9×103kg/m3,求:
(1)该摆件的体积为多少cm3?
(2)若该摆件是实心的,则该摆件的质量为多少克?
(3)若该摆件实际的质量为445g,则空心部分体积为多少cm3?
能力提升进阶练
1.(2024春•丰县期中)用水银温度计测量热水温度时,温度计内水银液面慢慢升高,在“水银液面升高”的过程中,温度计内水银变小的物理量是( )
A.温度 B.密度 C.体积 D.质量
2.(2024春•高港区期中)近年来,“碳板跑鞋”备受跑步爱好者的追捧。碳板由碳纤维丝和环氧树脂制成,它使鞋底更加坚硬,减少扭曲形变,提高了鞋子的稳定性;人每跑一步,碳板都能储存、释放能量,相当于在脚底安装了弹射装置,从而大幅提升跑步成绩。关于碳板这种材料,下列说法错误的是( )
A.密度小 B.硬度大 C.弹性好 D.导热性好
3.(2025秋•普陀区期中)小明用天平测量一枚回形针的质量,以下最合理的方法是( )
A.将一枚回形针放入天平托盘测量
B.将一枚回形针放入天平托盘多次测量,求平均值
C.先测100枚回形针总质量,再除以100
D.先测一枚回形针与铁块总质量,再减铁块质量
4.(2024春•贾汪区期中)金属锇的密度为22.5×103kg/m3,1m3白矮星物质的质量是105~108t,1cm3中子星物质的质量是107~109t,1000m3超巨星物质的质量是1kg。上述物质中,密度最小的是( )
A.超巨星物质 B.中子星物质
C.白矮星物质 D.金属锇
5.(2023秋•南明区期末)小王将一个橘子和两个鸡蛋分别放在已调平天平的左右两盘中,天平恰好再次平衡,如图所示。由此可判断出这个橘子的质量约为( )
A.50g B.1kg C.100g D.50mg
6.(2025春•雁塔区校级期中)关于天平的使用,下列说法正确的是( )
A.在实验室调节好的天平拿到教室可直接使用
B.测量质量时必须遵循“左物右码”的原则
C.若砝码磨损,则会导致所测物体质量偏小
D.称量时若指针偏右,应该向左调节平衡螺母
7.(2025春•无锡期中)医院里有一只氧气瓶,它的容积是0.01m3,里面装有密度为2kg/m3的氧气,某次抢救病人用去了一半质量的氧气,则瓶内剩余氧气的密度为( )
A.1kg/m3 B.2kg/m3 C.0.5kg/m3 D.2.5kg/m3
8.(2024春•新沂市期中)在测量液体密度的实验中,测得液体和烧杯的总质量m与液体体积V的关系如图所示,则空烧杯的质量和液体的密度分别为( )
A.158g,0.75g/cm3 B.90g,0.9g/cm3
C.140g,0.9g/cm3 D.248g,1.4g/cm3
9.(2024秋•高青县期中)我国研发团队经过一千多天的日夜奋战,生产出世界上最薄的“手撕钢”。“手撕钢”的密度为7.9g/cm3,但厚度只有0.015mm,被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”。以下说法正确的是( )
①“手撕钢”的厚度为15nm
②2m2手撕钢”的质量为237g
③“手撕钢”的温度升高时质量不变,密度变小
④用“手撕钢”做的手术刀轻薄灵活,“轻”是指密度小
A.①③ B.②④ C.②③ D.③④
10.(2025秋•莱芜区期中)同一个钢锭,无论是在地面上还是被带上空间站,它的质量都不会改变,这说明物体的质量不随它的 ________ 变化而改变;将钢锭轧成钢板,形状发生改变,它的密度将 ________ (选填“不变”、“变大”或“变小”)。
11.(2025春•宜兴市期中)如图所示,寒冬户外水缸中的水凝固成冰后,其质量________ (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),冰的密度比水小,水凝固成冰体积________ ,使水缸破裂。
12.(2024春•太仓市期中)图甲中在使用天平时的一处明显错误是 ________ ,若砝码磨损了,其他操作均正确,则测量结果将 ________ (偏大/偏小/不变);按图乙中的视线读数,会使测量结果 ________ (偏大/偏小/不变)。
13.(2025•天津)“嫦娥六号”在月球背面采集样品1935.3g,合________ kg;把这些样品从月球带回地球,其质量________ (选填“变大”“变小”或“不变”)。
14.(2025春•苏州期中)如图所示是市场上常用的一种案秤,其中槽码相当于天平的________ ;在称量过程中,如果秤杆右端稍稍向上抬起,应该将游码向________ (左/右)移动;测量物体的质量时,发现所用的一个槽码粘了一小块泥,则测量的结果比真实值________ (偏大/偏小/不变)。
15.(2025春•金坛区期中)甲、乙两实心金属块,它们的体积之比为3:1,将它们分别放在调好的天平的左右盘中,天平恰好平衡,甲和乙的密度之比为 ________ ;若将甲切去,乙切去,那么甲和乙剩余部分的质量之比是 ________ 。
16.(2023秋•恩施市期中)小周利用实验室中的器材测量盐水的密度。
(1)如图甲所示是小周在调节天平平衡时的情景,请你指出他在操作上的错误:________ 。
(2)用天平测出空烧杯的质量是39g,在烧杯中倒入适量的盐水,用天平测量烧杯与盐水的总质量,天平平衡时所加砝码和游码位置如图乙所示,烧杯中盐水的质量是 ________ g。
(3)将烧杯中的盐水全部倒入量筒内,如图丙,则盐水的密度是 ________ kg/m3,小周用此方法测出的盐水密度比真实值 ________ (填“偏大”或“偏小”)。
(4)另一位同学小明认为准确测量盐水密度的步骤如下,请你帮助小明完成下列实验步骤:
①在烧杯中倒入适量的盐水,用天平称出烧杯和盐水的总质量为m;
②将烧杯中的适量盐水倒入量筒中,读出量筒中盐水的体积为V;
③________ ;
④利用上述所测物理量,写出盐水密度的表达式ρ盐水=________ 。
17.(2025春•工业园区校级期中)2023年12月3日晋江马拉松赛以“畅跑海丝路,晋马世遗情”为主题。小明和小晋同学设计了两种方案来测量本次马拉松奖牌的密度。
方案一:
器材:天平、量筒、水、大烧杯、小烧杯A、细线(质量和体积均不计)。
(1)小明先将天平放在水平桌面上,游码置于 ________ ,发现指针指向分度盘中线左侧,此时应将平衡螺母向 ________ 调节,使天平在水平位置平衡;
(2)接着他按如图1甲所示的方法来称量奖牌的质量,其中有两个错误:
①________ ;
②奖牌和砝码放错盘。
(3)改正错误后,正确测出的奖牌质量如图1乙,奖牌的质量为 ________ g;
(4)在测体积时,小明将一个大烧杯倾斜放置后,往大烧杯中加水,直到水面与大烧杯杯口相平,再将奖牌用细线慢慢地浸没在大烧杯的水中,并用空的小烧杯A接住溢出来的水,如图1丙;接着将小烧杯A中的水倒入量筒测出溢出水的体积如图1丁,奖牌的体积为 ________ cm3;则奖牌的密度是 ________ g/cm3;分析测量过程可知小明所测的密度值 ________ (填“偏大”或“偏小”)。
方案二:
器材:电子秤、烧杯、水。
小明和小晋用电子秤测量奖牌的密度步骤如图2甲、乙、丙、丁所示。
(5)小明在记录数据时忘了记录图丙步骤的数据,小晋思考后发现,只需要图甲、乙、丁图的数据就能计算出奖牌的密度,则ρ奖牌=________ g/cm3。
18.(2025春•荔湾区期中)小鸣生日收到一个礼物——俄罗斯套娃,它是由一样图案的七个木娃娃一个套一个组成的,只有最小的一个是实心的,其他的全是空心的,如图所示。小鸣测出最大的套娃的质量为30g、体积为450cm3,最小的一个木娃娃的质量为6g、体积为7.5cm3。求:
(1)制作套娃的木材的密度;
(2)制作一个实心的最大套娃需要多少同样的木材;
(3)最大套娃的内部空心体积。
19.(2024春•玄武区校级期中)细心的小明发现家中白酒瓶上标有“500mL 50%vol”字样,他通过查阅资料了解到:vol是表示酒精度数的单位,表示酒精体积与白酒体积的百分比。即“50%vol”表示100mL白酒中,含有50mL的酒精,其余的物质是水(ρ酒精=0.8g/cm3,不考虑体积随温度的变化,不计酒精和水混合后体积的变化)。求:
(1)这瓶白酒中酒精的质量;
(2)这瓶白酒的密度;
(3)若将这瓶白酒的酒精度数调整到“40%vol”,需要加多少毫升纯净水。
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