第六章 质量与密度(单元练习)2026-2027学年人教版物理八年级上册
2026-08-19
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摘要:
**基本信息**
本卷为初中物理“质量与密度”单元复习卷,通过生活科技情境与实验探究,全面考查质量估测、密度测量及计算,适配单元核心素养培养。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----------|----------|
|选择题|8|质量估测、密度公式应用|结合山东水果、航天器材料等情境,落实物理观念|
|多选题|1|密度特性、生活应用|联系气凝胶航天应用、火灾逃生,体现科学态度与责任|
|填空题|8|天平使用、密度计算|涉及枇杷、鹅卵石测量,强调误差分析,培养科学思维|
|实验探究题|5|密度测量实验设计|创新等效替代法(如补水量测体积),突出科学探究|
|计算题|1|体积质量计算|基础公式应用,巩固密度计算能力|
内容正文:
第六章 质量与密度
一.选择题(共8小题)
1.(2026•山东)山东山海相连,土地肥沃,良好的自然条件孕育出日照蓝莓、烟台樱桃、肥城桃、昌乐西瓜……这些水果成熟后,质量最接近200g的是( )
A.一颗蓝莓 B.一颗樱桃
C.一个桃 D.一个西瓜
2.(2026•齐齐哈尔)在“测量石块密度”的实验中,用调好的托盘天平测量石块的质量,当天平重新平衡时右盘中砝码和标尺上游码的位置如图甲所示。再将不吸水的该石块放入盛有30mL水的量筒中(忽略线的体积)。静止时液面位置如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.测质量时用手拿砝码
B.石块的质量为26.6g
C.石块的体积为40mL
D.石块的密度为2.62g/cm3
3.(2026•凉山州)如图所示,调好的天平两盘放两个完全相同的烧杯,烧杯中盛有甲、乙两种液体,分别用细线拉住体积相同的小球A、B浸没在甲、乙两种液体中(细线对两球均有拉力),此时天平平衡,且甲、乙液面相平。下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度小于乙液体的密度
B.A球的密度一定大于B球的密度
C.若将A球下的细线剪断,A球静止时天平仍然平衡
D.若将A、B两球拿出液体后,天平指针将向右偏
4.(2026•山西)制作航天器部件的材料常需要满足“低密度、高强度”等条件。航天小组的同学们调查了铝合金和碳纤维两种材料,其质量与体积关系如图所示。分析图像可知( )
A.铝合金的密度为5.4g/cm3
B.碳纤维的密度是铝合金的2倍
C.质量相同时,用铝合金制成的实心部件体积较大
D.体积相同时,用碳纤维制成的实心部件质量较小
5.(2026•常州)由日本工程师打造的世界首颗木壳人造卫星,在2024年11月搭乘货运飞船升空。下列说法中正确的是( )
A.把木块切割变小,木块质量变小,密度不变
B.把木块切割变小,木块体积变小,密度变大
C.卫星搭乘飞船升空到太空过程中,木壳质量变小
D.卫星搭乘飞船升空到太空过程中,木壳质量变大
6.(2026•黑龙江)有一个容器的质量是20g,装满水后总质量是570g,装满某液体后总质量是460g。则该容器的容积和某液体的密度分别是( )
A.550mL、0.75×103kg/m3
B.440mL、0.75×103kg/m3
C.500mL、0.8×103kg/m3
D.550mL、0.8×103kg/m3
7.(2024•滨州)用天平和量筒测量固体密度的实验中,下列说法正确的是( )
A.测量时先测物体的体积,再测物体的质量
B.用调好的天平称量物体质量时,物体应放在天平的左盘中
C.称量物体质量过程中,若横梁不平衡,可调节平衡螺母
D.使用量筒测量体积时,可以俯视读数
8.(2024•南充)小洋研究液体密度时,用两个完全相同的容器分别装入甲、乙两种液体,并绘制出总质量m与液体体积V的关系如图所示,由图像可知( )
A.容器的质量20kg
B.甲液体密度是2.0g/cm3
C.乙液体密度1.2g/cm3
D.密度为0.8g/cm3的液体的m﹣V图像应位于Ⅲ区域
二.多选题(共1小题)
(多选)9.(2024•宜宾)从生活走向物理,从物理走向社会。下列生活中有关质量和密度的说法正确的是( )
A.冰块熔化成水后密度变大,质量变大
B.一个鸡蛋的质量约为500g
C.气凝胶是当今世界上密度极小的固体材料,广泛应用于航天领域
D.发生火灾时,有害气体受热密度变小而上升,受困人员需弯腰甚至匍匐撤离
三.填空题(共8小题)
10.(2026•苏州)为了测量一颗枇杷的密度,小明将天平放在水平桌面上,游码归零后,指针位置如图甲,应将平衡螺母向 调节使天平平衡。测质量时,添加的砝码和游码位置如图乙,则枇杷质量为 g。测体积时,把枇杷放入装有适量水的烧杯中,记下水面的位置M,测出烧杯、水和枇杷的总质量为120.6g(图丙)。再将枇杷取出,往烧杯中加水,使水面再次升至M处,测出此时烧杯和水的总质量为120g(图丁),则枇杷的密度为 g/cm3。从杯中取出枇杷会带出部分水,这会使密度测量结果 (偏大/偏小/仍然准确)。
11.(2026•连云港)小明到某古镇旅游时发现,某店铺用图示内径相等的竹筒A和B量取质量相等的米酒和酱油,ρ米酒<ρ酱油。小明判断商家用竹筒A量取 ,理由是 。
12.(2026•自贡)小明在路边捡来一块鹅卵石,用天平和量筒测量其密度。若天平调平时游码未归零,会使称量结果 (选填“偏大”或“偏小”)。正确操作后,天平称量的示数如图甲所示,量筒所测体积如图乙所示,忽略吸水性和绳的体积,则鹅卵石的密度是 kg/m3。
13.(2026•西宁)气凝胶被称为“世界上最轻的固体”,有种全碳气凝胶密度为0.16×10﹣3g/cm3,这里的“轻”指 小;若用全碳气凝胶做一个体积为5×104cm3实心中学生模特,模特的质量为 g,
14.(2026•眉山)物理兴趣小组的同学测量一块不溶于水的新材料密度,用调好的托盘天平测量材料块质量,天平平衡时右盘砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示,则材料块的质量为 g;通过采用图乙和图丙所示的方法,测得该材料块的体积,则材料块的密度是 kg/m3。
15.(2026•成都)小殷测量红砖的密度,他采集了一块红砖样本,先用天平测出其质量,再用装有适量水的量筒测出其体积。由于红砖吸水,导致他计算出的红砖密度偏 ;要想更准确测出红砖样本的体积,可采取的方法有 。(写出一条即可)
16.(2024•枣庄)俗话说的好“只要功夫深,铁杵磨成针“,此过程中铁棒的密度 ;在寒冷的冬天,裸露在室外的自来水管容易爆裂,其原因是水管中的水结冰后,密度 ,体积 。
17.(2024•宿迁)五一假期,小红在骆马湖沙滩捡到一块小石头,回到学校,进行了如下测量:
(1)测量石块的质量,天平平衡后,砝码和游码位置如图甲所示,m石= g;
(2)用量筒和适量的水,测量石块的体积,如图乙所示,石块密度ρ= g/cm3;
(3)将石块放入量筒时有水溅出,则密度测量值偏 。
四.实验探究题(共5小题)
18.(2026•烟台)实践活动中,某小组进行了测量海螺壳密度的实验。
过程•方法
(1)把天平放在水平桌面上,将游码拨至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 调节。天平平衡后,将海螺壳放在天平左盘,向右盘加减砝码,发现放上最小的砝码后,横梁和指针静止时如图乙所示,此时应继续进行的操作是 。天平再次平衡时,右盘中砝码和游码位置如图丙所示,则海螺壳的质量为 g。
(2)测量海螺壳体积时,小组同学选用天平、烧杯、瓶子、水和细线(细线的体积忽略不计)进行如图丁测量:
①将适量的水倒入烧杯中,在水面处作出标记A;
②将系有细线的海螺壳缓慢放入水中至完全浸没,在水面处作出标记B;
③将海螺壳提出水面,并把海螺壳内的水倒回烧杯中;
④用天平测量瓶子和水的总质量为172g;
⑤再将瓶中水缓慢倒入烧杯,直至水面到达标记B处;
⑥用天平测量瓶子和剩余水的总质量为112.8g。
已知水的密度为1.0×103kg/m3,根据上述测量,计算的海螺壳体积为 cm3。
(3)通过实验可得,海螺壳的密度为 kg/m3。
交流•评估
完成第一种方案后,又有同学提出第二种方案,通过测量步骤①⑤中烧杯和水的质量,也可以计算出海螺壳密度。你认为哪种方案测量得更准确?请说明理由。
19.(2026•湖南)某学校正组织一场液体密度测量挑战赛,待测液体有酒精、食用油、白醋、盐水、酱油。老师已提前测得以上液体的密度值,仅告知待测液体密度在0.85~1.26g/cm3之间。已知水的密度为1.0g/cm3。
【项目提出】将托盘天平改装成液体密度测量仪来参加挑战赛
【项目分析】
(1)在调节好的天平上,若用质量为2.2g的小量杯,分别量取20mL的不同液体放在左盘,右盘均只放20g砝码。分析可知:天平平衡时,如果游码对应标尺的刻度值越大,说明量取的液体密度越 。据此,可在标尺的下方,固定一条与标尺等长的纸条,作为密度尺;
【项目实施】
(2)如图甲,称量20mL水的质量,此时天平的读数为 g。在纸条上,将游码左端对齐的位置标注“1”,即水的密度1.0g/cm3;
(3)称量20mL盐水的质量,如图乙所示,可计算得出盐水密度为 g/cm3,并把该密度值标注在纸条相应位置。计算并标注其他刻度对应的密度值,完成密度测量仪的制作;
【交流评估】
(4)称量20mL酱油的质量时,发现将游码调至最大刻度,天平仍向左倾。小组成员建议换用10mL的液体和10g的砝码重复上述操作,装置如图丙所示,以此来完成挑战赛中所有液体密度的测量,请用数据分析并判断该建议是否可行: 。
20.(2026•江西)【实验名称】测量液体的密度
某同学在放学途中看到一群小朋友吹泡泡,回家后配制了一些泡泡水,测量了该液体的密度。
【实验器材】天平(带砝码)、量筒、烧杯、泡泡水等
【实验步骤】
(1)将天平放在水平台面上,游码移至标尺左端 刻度线处,调节平衡螺母,使指针对准分度盘的中央,并且读出图中标尺的分度值为 g;
(2)测出烧杯和泡泡水的总质量m1(如图甲所示),再将烧杯中部分泡泡水倒入量筒中测出体积V;
(3)按照如图乙所示测出需要测量的物理量m2;
(4)计算量筒中泡泡水的质量m为 g;
(5)把测得的数据填入表中,并计算泡泡水的密度ρ。
【实验数据】请你将表中①、②和③的内容补充完整填写到横线上:① 、② 、③ 。
烧杯和泡泡水的总质量m1/g
①中泡泡水的体积V/cm3
②的质量m2/g
量筒中泡泡水的质量m/g
泡泡水的密度ρ/(③)
【交流】
在读量筒内泡泡水的体积时,观察到液体中有一些气泡,则应 (选填“立即”或“待气泡消失后”)读数。
21.(2026•滨州)小滨用托盘天平和量筒测量蜡块的密度。
(1)实验前,小滨先将天平置于水平桌面上,把游码移到标尺左端的 处,发现指针如图甲所示,他应将平衡螺母向 移动,直至天平横梁水平平衡。
(2)天平平衡后,小滨把蜡块放在左盘中,右盘中所放砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示时,横梁恢复水平平衡,则蜡块的质量为 g。
(3)由于蜡块形状不规则,小滨进行了如图丙所示的操作:
①向量筒内倒入适量的淡盐水,记下淡盐水的体积为30cm3;
②将蜡块轻轻放入量筒中,蜡块漂浮在液面上稳定时,液面上升至40mL;
③再用细钢针将蜡块压入淡盐水中使之浸没,此时液面上升至42mL。
由此可知:蜡块的体积为 cm3,蜡块的密度为 g/cm3。
(4)根据以上实验数据,还能算出淡盐水的密度是 kg/m3。
22.(2026•南京)小明和小华测量土豆的密度,设计了如下方案。
(1)小明的方案:
①天平放在水平桌面上,将游码移到零刻度线处,指针静止后的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向 调节,直至天平平衡;
②用天平测量土豆质量,天平平衡时,所加砝码和游码的位置如图乙所示,土豆的质量为 g;
③利用装满水的溢水杯和空量筒测量土豆的体积,正确操作后,量筒示数如图丙所示;
④土豆的密度为 g/cm3。
(2)小华的方案:
仅用小刀、口径较大的量筒和水测出了土豆的密度,在空白处填上适当内容。
①在量筒内装入适量的水,读出水面对应的刻度值V1;
②用小刀对土豆进行加工, ,读出水面对应的刻度值V2;
③ ,读出水面对应的刻度值V3;
④土豆密度的表达式ρ= (用ρ水、V1、V2、V3表示)。
五.计算题(共1小题)
23.(2026•江西)如图所示,量筒中盛有一定量的水已知水的密度为1.0g/cm3。求:
(1)量筒中水的体积和质量各是多少?
(2)某液体的质量为110g,体积与量筒中水的体积相等,该液体的密度是多少?
参考答案
一.选择题(共8小题)
1.(2026•山东)山东山海相连,土地肥沃,良好的自然条件孕育出日照蓝莓、烟台樱桃、肥城桃、昌乐西瓜……这些水果成熟后,质量最接近200g的是( )
A.一颗蓝莓
B.一颗樱桃
C.一个桃
D.一个西瓜
【分析】根据生活经验和对质量单位的认识分析。
【解答】解:由生活经验知成熟后的樱桃的单个质量可能为10g,一颗蓝莓质量一般小于10g,一个西瓜质量约为5kg=5000g;
五个桃的质量约为1kg,故一个桃质量约为200g。
故选:C。
【点评】本题考查质量的估测,要认真观察生活,注意收集生活中常见的质量数据。
2.(2026•齐齐哈尔)在“测量石块密度”的实验中,用调好的托盘天平测量石块的质量,当天平重新平衡时右盘中砝码和标尺上游码的位置如图甲所示。再将不吸水的该石块放入盛有30mL水的量筒中(忽略线的体积)。静止时液面位置如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.测质量时用手拿砝码
B.石块的质量为26.6g
C.石块的体积为40mL
D.石块的密度为2.62g/cm3
【分析】A、测量时用手拿砝码是错误的。
B、天平的读数为砝码质量+游码示数。
C、量筒中水的初始体积为30mL,放入石块后总体积为40mL,据此得出石块体积。
D、根据得出石块密度。
【解答】解:A、测量时用手拿砝码是错误的,因为手上的汗液会腐蚀砝码,影响砝码的精度,应该用镊子夹取砝码。故A错误。
B、天平的读数为砝码质量+游码示数。砝码质量:20g+5g=25g,游码分度值为0.2g,游码示数为1.2g,所以石块质量:m=25g+1.2g=26.2g,不是26.0g,故B错误。
C、量筒中水的初始体积为30mL,放入石块后总体积为40mL,所以石块体积:V =40mL﹣30mL=10mL,不是40mL,故C错误。
D、,故D正确。
故选:D。
【点评】本题测量固体的密度,难度适中。
3.(2026•凉山州)如图所示,调好的天平两盘放两个完全相同的烧杯,烧杯中盛有甲、乙两种液体,分别用细线拉住体积相同的小球A、B浸没在甲、乙两种液体中(细线对两球均有拉力),此时天平平衡,且甲、乙液面相平。下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度小于乙液体的密度
B.A球的密度一定大于B球的密度
C.若将A球下的细线剪断,A球静止时天平仍然平衡
D.若将A、B两球拿出液体后,天平指针将向右偏
【分析】(1)天平平衡时,两烧杯对天平的压力相等;
把烧杯、液体、小球看做一个整体,左边烧杯对托盘的压力:F左=G杯+G甲+GA,右边烧杯对托盘的压力:F右=G杯+G乙+GB﹣F拉′=G杯+G乙+FB浮,据此结合阿基米德原理和密度公式可比较甲、乙两种液体的密度大小;
(2)已知VA=VB,根据F浮=ρ液gV排可知A、B两球浸没时受到的浮力大小;
(3)细线对两球均有拉力,分析图可知甲、乙液面相平时,两球受到的浮力与自身重力的大小关系,根据物体的浮沉条件判断两球静止时的状态,进一步判断天平指针的方向。
【解答】解:
A、细线对两球均有拉力,在甲、乙液面相平时,A球受到向上的浮力、向下的重力和向下的拉力,由力的平衡条件可得FA浮=GA+F拉,所以FA浮>GA,由阿基米德原理可得FA浮=GA排>GA;
B球受到向上的浮力、向上的拉力和向下的重力,由力的平衡条件可得FB浮+F拉′=GB,所以GB>FB浮(即B受到的浮力小于自身重力),且FB浮=GB﹣F拉′,由阿基米德原理可得FB浮=GB排=GB﹣F拉′;
把烧杯、液体、小球看做一个整体,
则左边烧杯对托盘的压力:F左=G杯+G甲+GA<G杯+G甲+GA排,
右边烧杯对托盘的压力:F右=G杯+G乙+GB﹣F拉′=G杯+G乙+FB浮=G杯+G乙+GB排,
天平平衡时,两烧杯对托盘的压力相等,即G杯+G甲+GA=G杯+G乙+GB排<G杯+G甲+GA排,
所以G乙+GB排<G甲+GA排,即甲液体和A球排开液体的总重力更大,而两烧杯相同、液面等高,说明液体的体积与排开液体的体积(物体浸入部分的体积)之和相等,
根据可知甲液体的密度更大,即ρ甲>ρ乙,故A错误;
BC、已知VA=VB,且ρ甲>ρ乙,根据F浮=ρ液gV排可知A、B两球浸没时A球受到的浮力大于B球受到的浮力,
若将A球下的细线剪断,A球会上浮,最终处于漂浮状态,左边烧杯对托盘的压力仍然为F左=G杯+G甲+GA,故A球静止时天平仍然平衡,故C正确;
若将B球上的细线剪断,B球会下沉,故B球的密度大于水的密度,
A球上浮,故A球密度小于水的密度,综上,A球的密度一定小于B球的密度,故B错误。
D、拿出小球前,天平平衡,左盘总压力F左=G杯+G甲液+F浮A,右盘总压力F右=G杯+G乙液+F浮B,所以G甲液+F浮A=G乙液+F浮B,拿出小球后,左盘总压力为G杯+G甲液,右盘总压力为G杯+G乙液由ρ甲>ρ乙且V甲液<V乙液,结合G甲液+ρ甲gV=G乙液+ρ乙gV,可得G甲液<G乙液,所以拿出小球后左盘总压力小于右盘,指针向左偏,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查密度公式、阿基米德原理以及物体浮沉条件的灵活运用,难度较大。
4.(2026•山西)制作航天器部件的材料常需要满足“低密度、高强度”等条件。航天小组的同学们调查了铝合金和碳纤维两种材料,其质量与体积关系如图所示。分析图像可知( )
A.铝合金的密度为5.4g/cm3
B.碳纤维的密度是铝合金的2倍
C.质量相同时,用铝合金制成的实心部件体积较大
D.体积相同时,用碳纤维制成的实心部件质量较小
【分析】(1)根据图像数据,结合ρ求铝合金和碳纤维的密度,从而可知两种材料的密度关系;
(2)根据ρ可知质量相同或体积相同时,两种材料制成的实心部件的体积或质量关系。
【解答】解:AB、根据图像可知,当V=20cm3时,铝合金材料的质量为m铝=54g,碳纤维材料的质量为m碳=27g,
则两种材料的密度分别为ρ铝2.7g/cm3,ρ碳1.35g/cm3,
比较可知,碳纤维的密度是铝合金的倍,故AB错误;
CD、已知碳纤维的密度较小,铝合金的密度较大,
当质量相同时,由V可知,用铝合金制成的实心部件体积较小;
当体积相同时,由m=ρV可知,用碳纤维制成的实心部件质量较小,故C错误、D正确。
故选:D。
【点评】本题考查密度公式的应用和m﹣V图像的识别,难度一般。
5.(2026•常州)由日本工程师打造的世界首颗木壳人造卫星,在2024年11月搭乘货运飞船升空。下列说法中正确的是( )
A.把木块切割变小,木块质量变小,密度不变
B.把木块切割变小,木块体积变小,密度变大
C.卫星搭乘飞船升空到太空过程中,木壳质量变小
D.卫星搭乘飞船升空到太空过程中,木壳质量变大
【分析】(1)密度是物质的一种特性,与物质的种类、状态和温度有关,与质量、体积无关,由此可知把木块切割变小时,其质量、体积和密度的变化;
(2)质量是物体的基本属性,与所含物质的多少有关,与它的位置、状态和形状无关,由此可知卫星搭乘飞船升空到太空过程中,木壳的质量变化。
【解答】解:AB、密度是物质的一种特性,与物质的种类、状态和温度有关,与质量、体积无关。当把木块切割变小时,其质量变小、体积变小,密度不变,故A正确、B错误;
CD、质量是物体的基本属性,与所含物质的多少有关,与它的位置、状态和形状无关。当卫星搭乘飞船升空到太空过程中,木壳的质量不变,故CD错误。
故选:A。
【点评】本题考查密度与质量的理解,难度不大。
6.(2026•黑龙江)有一个容器的质量是20g,装满水后总质量是570g,装满某液体后总质量是460g。则该容器的容积和某液体的密度分别是( )
A.550mL、0.75×103kg/m3
B.440mL、0.75×103kg/m3
C.500mL、0.8×103kg/m3
D.550mL、0.8×103kg/m3
【分析】根据总质量等于液体质量与瓶子质量总和结合密度公式列方程计算。
【解答】解:根据总质量等于液体质量与瓶子质量总和;
m总=m0+m液=m0+ρ液V,代入数据有:
570g=20g+1.0g/cm3×V;
460g=20g+ρ液×V;
解得V=550cm3;ρ液=0.8g/cm3=0.8×103kg/m3。
故选:D。
【点评】本题考查密度公式的应用,属于中档题。
7.(2024•滨州)用天平和量筒测量固体密度的实验中,下列说法正确的是( )
A.测量时先测物体的体积,再测物体的质量
B.用调好的天平称量物体质量时,物体应放在天平的左盘中
C.称量物体质量过程中,若横梁不平衡,可调节平衡螺母
D.使用量筒测量体积时,可以俯视读数
【分析】(1)在把物体从水中取出时,物体上有附着的水,从此角度分析即可判断所测密度值的差异;
(2)天平称量物体质量时,物体放在左盘,砝码放在右盘;
(3)称量物体质量的过程中,若天平横梁不平衡,不能调节平衡螺母;
(4)使用量筒测量体积时,应该平视凹液面最低处或凸液面的最高处。
【解答】解:A、若先测物体的体积,由于将物体从水中拿出后再测质量,上面沾有水,会使所测物体的质量偏大,根据密度公式ρ知,所测密度会偏大,故A错误;
B、天平称量物体质量时,物体放在左盘,砝码放在右盘,故B正确;
C、称量物体质量的过程中,若天平横梁不平衡,不能调节平衡螺母,可加减砝码或移动游码,故C错误;
D、使用量筒测量体积时,应该平视凹液面最低处或凸液面的最高处,故D错误。
故选:B。
【点评】本题是固体密度测量的实验,考查了天平的使用和读数、密度的计算以及测量误差的分析,属于基础知识和基本技能的考查,要掌握好。
8.(2024•南充)小洋研究液体密度时,用两个完全相同的容器分别装入甲、乙两种液体,并绘制出总质量m与液体体积V的关系如图所示,由图像可知( )
A.容器的质量20kg
B.甲液体密度是2.0g/cm3
C.乙液体密度1.2g/cm3
D.密度为0.8g/cm3的液体的m﹣V图像应位于Ⅲ区域
【分析】(1)由图像可知,当液体体积为0时,此时对应的质量即为容器的质量;当m=80g,即甲、乙两种液体的质量m甲=m乙=80g﹣20g=60g时对应的体积,根据密度公式求出两者密度的大小;
(2)液体的密度小于水的密度,根据密度公式可知质量相同时体积之间的关系,然后判断液体的质量与体积关系图像位于的区域。
【解答】解:ABC.由图像可知,当液体体积为0时,此时容器的质量m容=20g,当m=80g,即m甲=m乙=80g﹣20g=60g时,此时甲、乙两种液体的体积:V甲=40cm3,V乙=60cm3,则甲、乙两种液体的密度分别为:ρ甲1.5g/cm3=1.5×103kg/m3,ρ乙1g/cm3=1×103kg/m3,由此可知,甲液体密度大于乙液体密度。故ABC错误;
D.因为液体的密度比水的还小,所以,根据ρ可知,质量相同时,液体的体积大于水的体积,故液体的质量与体积关系图像应在Ⅲ区。
故选:D。
【点评】本题考查密度的计算和密度公式的应用,关键是控制变量法的应用,属于中档题。
二.多选题(共1小题)
(多选)9.(2024•宜宾)从生活走向物理,从物理走向社会。下列生活中有关质量和密度的说法正确的是( )
A.冰块熔化成水后密度变大,质量变大
B.一个鸡蛋的质量约为500g
C.气凝胶是当今世界上密度极小的固体材料,广泛应用于航天领域
D.发生火灾时,有害气体受热密度变小而上升,受困人员需弯腰甚至匍匐撤离
【分析】(1)物体所含物质的多少叫质量,质量是物体本身的一种属性,与物体所含物质的多少有关,与物体的形状、状态、位置和温度无关;单位体积的某种物质的质量叫这种物质的密度,密度是物质本身的一种特性,与物质的种类、状态和温度有关,与质量、体积、形状无关;
(2)一个鸡蛋的质量约为50g;
(3)气凝胶是当今世界上密度极小的固体材料,广泛应用于航天领域;
(4)物体有热胀冷缩的性质,温度变化,体积会变化,它的密度随温度的变化而变化,根据物体的浮沉条件判断正确答案。
【解答】解:A、冰熔化成水后,只是状态发生了变化,水的多少没有变,故质量不变;但冰变成水后,体积变小,由ρ可知,冰块熔化成水后密度变大,故A错误;
B、一个鸡蛋的质量约为50g,故B错误;
C、气凝胶是当今世界上密度极小的固体材料,广泛应用于航天领域,故C正确;
D、室内火灾发生时,温度较高,室内有毒气体体积膨胀,密度减小;根据物体的浮沉条件,有毒气体漂浮在房间的上方。所以,为有效避免吸入有害气体或被灼伤,受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离火场,故D正确。
故选:CD。
【点评】本题联系学生实际,考查物体的热胀冷缩性质、物质密度和物体浮沉条件的应用,体现了学以致用的思想。
三.填空题(共8小题)
10.(2026•苏州)为了测量一颗枇杷的密度,小明将天平放在水平桌面上,游码归零后,指针位置如图甲,应将平衡螺母向 左 调节使天平平衡。测质量时,添加的砝码和游码位置如图乙,则枇杷质量为 20.6 g。测体积时,把枇杷放入装有适量水的烧杯中,记下水面的位置M,测出烧杯、水和枇杷的总质量为120.6g(图丙)。再将枇杷取出,往烧杯中加水,使水面再次升至M处,测出此时烧杯和水的总质量为120g(图丁),则枇杷的密度为 1.03 g/cm3。从杯中取出枇杷会带出部分水,这会使密度测量结果 仍然准确 (偏大/偏小/仍然准确)。
【分析】天平调平规则,指针偏右平衡螺母左调;
物体质量=砝码+游码;
枇杷体积等于补加水的体积,先求补加水质量再算体积,由ρ求密度;
取出枇杷带出水,但这部分水原属于图丙中水的位置上方,后续加水加至M处时,只补充了枇杷体积对应的水量,与是否带出水无关,因此测得体积仍然准确,密度仍然准确。
【解答】解:天平指针偏右,平衡螺母向左调节;砝码质量20g,游码示数0.6g,枇杷质量:m=20g+0.6g=20.6g,原来烧杯和水总质量:m杯+水=120.6g﹣20.6g=100g,
补加水的质量:Δm水=120g﹣100g=20g
枇杷体积等于补加水的体积:
枇杷密度:。
取出枇杷带出水,但这部分水原属于图丙中水的位置上方,后续加水加至M处时,只补充了枇杷体积对应的水量,与是否带出水无关,因此测得体积仍然准确,密度仍然准确。故答案为:左;20.6;1.03;仍然准确。
【点评】本题通过等效替代法测固体密度的实验过程,考查天平调平、质量读数、密度计算与实验误差分析。
11.(2026•连云港)小明到某古镇旅游时发现,某店铺用图示内径相等的竹筒A和B量取质量相等的米酒和酱油,ρ米酒<ρ酱油。小明判断商家用竹筒A量取 米酒 ,理由是 质量相等的不同液体,密度小的体积更大 。
【分析】质量相等的不同液体,密度大的体积较小,以此解答。
【解答】解:由题目可知ρ米酒<ρ酱油,m米酒=m酱油,根据,可得V米酒,V酱油,比较可知米酒的体积更大,故A量取米酒;因为相同质量的米酒和酱油,米酒的密度小,体积更大。
故答案为:米酒;质量相等的不同液体,密度小的体积更大。
【点评】本题考查密度公式的应用,和不同物体密度的比较,题目较简单。
12.(2026•自贡)小明在路边捡来一块鹅卵石,用天平和量筒测量其密度。若天平调平时游码未归零,会使称量结果 偏大 (选填“偏大”或“偏小”)。正确操作后,天平称量的示数如图甲所示,量筒所测体积如图乙所示,忽略吸水性和绳的体积,则鹅卵石的密度是 2.8×103 kg/m3。
【分析】根据天平调平原理,游码未归零会使测量质量包含游码初始示数,称量结果偏大;
先读取砝码与游码示数求和得到鹅卵石质量,读取量筒前后液面差值得到体积,再利用密度公式计算密度并完成单位换算。
【解答】解:天平调平时游码未归零,测量值=物体真实质量+游码初始刻度,因此称量结果偏大;砝码总质量20g+5g=25g,游码示数3g,鹅卵石质量:m=20g+5g+3g=28g
量筒中水初始体积V1=30mL,放入鹅卵石后总体积V2=40mL,鹅卵石体积:
计算密度:
。
故答案为:偏大;2.8×103。
【点评】本题通过天平量筒测固体密度实验,考查天平操作误差分析、天平量筒读数与密度公式计算。
13.(2026•西宁)气凝胶被称为“世界上最轻的固体”,有种全碳气凝胶密度为0.16×10﹣3g/cm3,这里的“轻”指 密度 小;若用全碳气凝胶做一个体积为5×104cm3实心中学生模特,模特的质量为 8 g,
【分析】(1)“气凝胶”的密度非常小,仅0.16×10﹣3g/cm3;
(2)已知实心中学生模特的体积,由密度公式变形可求得其质量。
【解答】解:
气凝胶是世界上最轻的固体材料之一,即相同体积质量最小的物体,这里的“轻”实际上是指它的密度小;
由ρ可得,模特的质量:
m=ρV=0.16×10﹣3g/cm3×5×104cm3=8g。
故答案为:密度;8。
【点评】此题是考查物质的特性和密度公式及其变形的应用,我们要学会用我们学过的知识分析生活中的物理现象。
14.(2026•眉山)物理兴趣小组的同学测量一块不溶于水的新材料密度,用调好的托盘天平测量材料块质量,天平平衡时右盘砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示,则材料块的质量为 21.6 g;通过采用图乙和图丙所示的方法,测得该材料块的体积,则材料块的密度是 0.72×103 kg/m3。
【分析】确定游码分度值,得出对应的示数示数,从而得出材料块的质量;由量筒的分度值为2mL,根据排水法得出材料块的体积;根据密度公式得出材料块的密度。
【解答】解:天平平衡时右盘砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示,游码分度值为0.2g,示数为1.6g,则材料块的质量为
m=10g+10g+1.6g=21.6g
量筒的分度值为2mL,材料块的体积为
V=68mL﹣38mL=30mL
则材料块的密度为
ρ0.72g/cm3=0.72×103kg/m3
故答案为:21.6;0.72×103。
【点评】本题考查密度小于水的固体密度的测量的特殊方法,要掌握。
15.(2026•成都)小殷测量红砖的密度,他采集了一块红砖样本,先用天平测出其质量,再用装有适量水的量筒测出其体积。由于红砖吸水,导致他计算出的红砖密度偏 大 ;要想更准确测出红砖样本的体积,可采取的方法有 让红砖吸足水后再测量:在测量体积前,先将红砖样本放在水中浸泡一段时间,使其充分吸水达到饱和状态,然后再放入装有适量水的量筒中测量体积,这样可以减少因红砖吸水而导致的体积测量误差 。(写出一条即可)
【分析】固体密度的测量关键是测出物体的质量和体积,红砖样本的质量可用天平直接测得,若形状不规则利用量筒或量杯“排水法”来测得;
红砖吸水后,放入红砖后水面上升,还包含了被红砖吸收的水的体积,使得测量出的红砖体积偏小,而质量测量是准确的,根据密度公式ρ可知,V偏小,计算出的密度ρ就会偏大。
让红砖吸足水后再测量:测量体积的误差较小。
【解答】解:因为红砖吸水后,放入红砖后水面上升,还包含了被红砖吸收的水的体积,使得测量出的红砖体积偏小,而质量测量是准确的,根据密度公式ρ可知,V偏小,计算出的密度ρ就会偏大。要想更准确测出红砖样本的体积,可采取的方法有:让红砖吸足水后再测量:在测量体积前,先将红砖样本放在水中浸泡一段时间,使其充分吸水达到饱和状态,然后再放入装有适量水的量筒中测量体积,这样可以减少因红砖吸水而导致的体积测量误差。
故答案为:大;让红砖吸足水后再测量:在测量体积前,先将红砖样本放在水中浸泡一段时间,使其充分吸水达到饱和状态,然后再放入装有适量水的量筒中测量体积,这样可以减少因红砖吸水而导致的体积测量误差。
【点评】本题考查测量红砖样本的密度,考查实验原理及误差分析,改进措施。
16.(2024•枣庄)俗话说的好“只要功夫深,铁杵磨成针“,此过程中铁棒的密度 不变 ;在寒冷的冬天,裸露在室外的自来水管容易爆裂,其原因是水管中的水结冰后,密度 减小 ,体积 增大 。
【分析】(1)密度是物质的一种特性,其大小不会随着物质质量、体积的改变而改变。
(2)水结冰后,质量不变,但冰的密度小于水的密度,据此利用密度公式分析体积变化。
【解答】解:密度是物质的一种特性,把铁棒放在石头上磨的过程中,其质量变小,体积变小,但密度大小不变;
在寒冷的冬天,裸露在室外的自来水管容易爆裂,其原因是水管中的水结冰后,质量不变,但冰的密度小于水的密度,根据ρ可知其体积增大。
故答案为:不变;减小;增大。
【点评】此题考查密度的特性、密度公式的应用,属于基础题目,难度不大。
17.(2024•宿迁)五一假期,小红在骆马湖沙滩捡到一块小石头,回到学校,进行了如下测量:
(1)测量石块的质量,天平平衡后,砝码和游码位置如图甲所示,m石= 27 g;
(2)用量筒和适量的水,测量石块的体积,如图乙所示,石块密度ρ= 2.7 g/cm3;
(3)将石块放入量筒时有水溅出,则密度测量值偏 大 。
【分析】(1)根据天平的使用规则进行读数:物体的质量等于右盘砝码的质量加上游码所对的刻度值。
(2)根据量筒的使用规则读数,利用密度公式进行计算。
(3)根据密度公式进行误差分析。
【解答】解:(1)该天平的分度值是0.2g,此时砝码的总质量是20g+5g=25g,游码的质量是2g,所以石头的质量是27g。
(2)石块没有放入时量筒内水的体积是30cm3,放入石块后量筒内水的体积是40cm3,则石块的体积为40cm3﹣30cm3=10cm3,
石块的密度为:;
(3)将石块放入量筒时有水溅出,则测得的石块的体积会偏小,根据密度公式可知;密度测量值偏大。
故答案为:(1)27;(2)2.7;(3)大。
【点评】本题考查的是固体密度的测量;会正确读出物体的质量和体积;会利用密度公式进行简单的误差分析。
四.实验探究题(共5小题)
18.(2026•烟台)实践活动中,某小组进行了测量海螺壳密度的实验。
过程•方法
(1)把天平放在水平桌面上,将游码拨至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 调节。天平平衡后,将海螺壳放在天平左盘,向右盘加减砝码,发现放上最小的砝码后,横梁和指针静止时如图乙所示,此时应继续进行的操作是 向右移动游码,直至天平平衡 。天平再次平衡时,右盘中砝码和游码位置如图丙所示,则海螺壳的质量为 148 g。
(2)测量海螺壳体积时,小组同学选用天平、烧杯、瓶子、水和细线(细线的体积忽略不计)进行如图丁测量:
①将适量的水倒入烧杯中,在水面处作出标记A;
②将系有细线的海螺壳缓慢放入水中至完全浸没,在水面处作出标记B;
③将海螺壳提出水面,并把海螺壳内的水倒回烧杯中;
④用天平测量瓶子和水的总质量为172g;
⑤再将瓶中水缓慢倒入烧杯,直至水面到达标记B处;
⑥用天平测量瓶子和剩余水的总质量为112.8g。
已知水的密度为1.0×103kg/m3,根据上述测量,计算的海螺壳体积为 59.2 cm3。
(3)通过实验可得,海螺壳的密度为 2.5×103 kg/m3。
交流•评估
完成第一种方案后,又有同学提出第二种方案,通过测量步骤①⑤中烧杯和水的质量,也可以计算出海螺壳密度。你认为哪种方案测量得更准确?请说明理由。
【分析】(1)天平操作填空:
天平使用之前要进行调节,平衡螺母的移动规律是“左偏右调,右偏左调”;在读数时,天平上所有砝码的质量加上游码所对的数值即待测物体的质量。
(2)海螺壳体积等于倒出水的体积:V。
(3)海螺壳的密度为:ρ。
第一种方法,因为提出海螺后,海螺壳会带走一部分水,那么补进来的水就会增多,使得计算得出的海螺壳的体积变大,所测密度变小;第二种方法,通过测量①⑤中的水的质量,不管提出海螺壳的过程中带不带走水,①⑤中标记位置的水的质量之差不变。
【解答】解:测量海螺壳的密度
(1)天平操作填空:
指针偏左,平衡螺母向右调节;
放上最小砝码后天平左偏,操作是:向右移动游码,直至天平平衡;
砝码总质量:100g+20g+20g+5g=145g,游码示数3g,海螺壳质量 m=148g。
(2)海螺壳体积计算:
从瓶中倒出补充进烧杯的水质量 Δm=172g﹣112.8g=59.2g;
海螺壳体积等于倒出水的体积:V59.2cm3。
(3)海螺壳的密度为:
ρ2.5g/cm3=2.5×103kg/m3。
交流评估:第一种方法,因为提出海螺后,海螺壳会带走一部分水,那么补进来的水就会增多,使得计算得出的海螺壳的体积变大,所测密度变小;第二种方法,通过测量①⑤中的水的质量,不管提出海螺壳的过程中带不带走水,①⑤中标记位置的水的质量之差不变,所以第二种方法测量更准确。
故答案为:(1)右;向右移动游码,直至天平平衡;148;(2)59.2;(3)2.5×103;交流评估:第一种方法,因为提出海螺后,海螺壳会带走一部分水,那么补进来的水就会增多,使得计算得出的海螺壳的体积变大,所测密度变小;第二种方法,通过测量①⑤中的水的质量,不管提出海螺壳的过程中带不带走水,①⑤中标记位置的水的质量之差不变,所以第二种方法测量更准确。
【点评】本题考查了固体密度的测量、天平的使用与读数、误差分析,是一道综合题,难度不大。
19.(2026•湖南)某学校正组织一场液体密度测量挑战赛,待测液体有酒精、食用油、白醋、盐水、酱油。老师已提前测得以上液体的密度值,仅告知待测液体密度在0.85~1.26g/cm3之间。已知水的密度为1.0g/cm3。
【项目提出】将托盘天平改装成液体密度测量仪来参加挑战赛
【项目分析】
(1)在调节好的天平上,若用质量为2.2g的小量杯,分别量取20mL的不同液体放在左盘,右盘均只放20g砝码。分析可知:天平平衡时,如果游码对应标尺的刻度值越大,说明量取的液体密度越 大 。据此,可在标尺的下方,固定一条与标尺等长的纸条,作为密度尺;
【项目实施】
(2)如图甲,称量20mL水的质量,此时天平的读数为 22.2 g。在纸条上,将游码左端对齐的位置标注“1”,即水的密度1.0g/cm3;
(3)称量20mL盐水的质量,如图乙所示,可计算得出盐水密度为 1.1 g/cm3,并把该密度值标注在纸条相应位置。计算并标注其他刻度对应的密度值,完成密度测量仪的制作;
【交流评估】
(4)称量20mL酱油的质量时,发现将游码调至最大刻度,天平仍向左倾。小组成员建议换用10mL的液体和10g的砝码重复上述操作,装置如图丙所示,以此来完成挑战赛中所有液体密度的测量,请用数据分析并判断该建议是否可行: 原方案(20mL+20g砝码)的问题:
以酱油为例,酱油密度约 1.20~1.26 g/cm3:20mL 酱油质量≈1.26×20 =25.2g,左盘总质量 = 25.2+2.2 =27.4g,需要游码 = 27.4﹣20 =7.4g,一般托盘天平标尺最大刻度为5g,7.4g>5g,所以游码到最大仍左倾,无法测量。
改进方案(10mL+10g砝码):量杯质量仍为 2.2g,体积变为 10mL。
对密度最大的酱油(ρ≈1.26 g/cm3):液体质量 = 1.26×10 = 12.6g,左盘总质量 = 12.6+2.2 =14.8g,需要游码 = 14.8﹣10 =4.8g<5g;
对密度最小的酒精(ρ≈0.85 g/cm3):液体质量 = 0.85×10 = 8.5g,左盘总质量 = 8.5+2.2 =10.7g,需要游码 = 10.7﹣10 =0.7g>0g。
即所有液体所需游码值均在0~5g范围内,因此该建议可行 。
【分析】基本思路:取相同体积的不同液体,由于密度不同,质量就不同。用天平称量时,质量差异通过游码来平衡,因此游码的刻度可以直接对应密度值。
【解答】解:(1)左盘总质量 = 量杯质量+液体质量 = 2.2g+ρ液×20cm3,
天平平衡条件:左盘质量 = 右盘砝码+游码示数即:2.2+20ρ液=20+m游码,m游码=20ρ液+2.2−20=20ρ液−17.8,可见,液体密度ρ液越大→左盘质量越大→需要游码向右移动更多来平衡→游码刻度值越大。所以,游码刻度值与液体密度成正比关系,可以在标尺下方贴纸条标注密度值,制成“密度尺“。
(2)天平的读数为:20g+2.2g=22.2g。在纸条上,将游码左端对齐的2.2g位置标注为“1.0“(即水的密度 1.0 g/cm3)。
(3)图乙显示砝码20g+游码4.2g,则天平读数 = 24.2g,盐水质量=24.2g﹣2.2g = 22.0g,
则盐水的密度ρ盐水 1.1g/cm3。
(4)原方案(20mL+20g砝码)的问题:
以酱油为例,酱油密度约 1.20~1.26 g/cm3:20mL 酱油质量≈1.26×20 = 25.2g,左盘总质量 = 25.2+2.2 = 27.4g,需要游码 = 27.4﹣20 = 7.4g,一般托盘天平标尺最大刻度为 5g,7.4g>5g,所以游码到最大仍左倾,无法测量。
改进方案(10mL+10g砝码):量杯质量仍为 2.2g,体积变为 10mL。
对密度最大的酱油(ρ≈1.26 g/cm3):液体质量 = 1.26×10 = 12.6g,左盘总质量 = 12.6+2.2 = 14.8g,需要游码 = 14.8﹣10 = 4.8g<5g;
对密度最小的酒精(ρ≈0.85 g/cm3):液体质量 = 0.85×10 = 8.5g,左盘总质量 = 8.5+2.2 = 10.7g,需要游码 = 10.7﹣10 = 0.7g>0g。
即所有液体所需游码值均在0~5g范围内,因此该建议可行。
故答案为:(1)大;(2)22.2;(3)1.1;(4)原方案(20mL+20g砝码)的问题:
以酱油为例,酱油密度约 1.20~1.26 g/cm3:20mL 酱油质量≈1.26×20 = 25.2g,左盘总质量 = 25.2+2.2 = 27.4g,需要游码 = 27.4﹣20 = 7.4g,一般托盘天平标尺最大刻度为 5g,7.4g>5g,所以游码到最大仍左倾,无法测量。
改进方案(10mL+10g砝码):量杯质量仍为 2.2g,体积变为 10mL。
对密度最大的酱油(ρ≈1.26 g/cm3):液体质量 = 1.26×10 = 12.6g,左盘总质量 = 12.6+2.2 = 14.8g,需要游码 = 14.8﹣10 = 4.8g<5g;
对密度最小的酒精(ρ≈0.85 g/cm3):液体质量 = 0.85×10 = 8.5g,左盘总质量 = 8.5+2.2 = 10.7g,需要游码 = 10.7﹣10 = 0.7g>0g。
即所有液体所需游码值均在0~5g范围内,因此该建议可行。
【点评】这是一道经典的初中物理实验探究题,考查的是利用托盘天平改装液体密度测量仪的原理与分析。
20.(2026•江西)【实验名称】测量液体的密度
某同学在放学途中看到一群小朋友吹泡泡,回家后配制了一些泡泡水,测量了该液体的密度。
【实验器材】天平(带砝码)、量筒、烧杯、泡泡水等
【实验步骤】
(1)将天平放在水平台面上,游码移至标尺左端 零 刻度线处,调节平衡螺母,使指针对准分度盘的中央,并且读出图中标尺的分度值为 0.2 g;
(2)测出烧杯和泡泡水的总质量m1(如图甲所示),再将烧杯中部分泡泡水倒入量筒中测出体积V;
(3)按照如图乙所示测出需要测量的物理量m2;
(4)计算量筒中泡泡水的质量m为 82.0 g;
(5)把测得的数据填入表中,并计算泡泡水的密度ρ。
【实验数据】请你将表中①、②和③的内容补充完整填写到横线上:① 量筒 、② 烧杯和剩余泡泡水 、③ g•cm﹣3 。
烧杯和泡泡水的总质量m1/g
①中泡泡水的体积V/cm3
②的质量m2/g
量筒中泡泡水的质量m/g
泡泡水的密度ρ/(③)
【交流】
在读量筒内泡泡水的体积时,观察到液体中有一些气泡,则应 待气泡消失后 (选填“立即”或“待气泡消失后”)读数。
【分析】【实验步骤】(1)测量前应先把天平放在水平台面上,再将游码调回零刻度,再根据指针情况调节平衡螺母,直到天平平衡;
天平的标尺上五个小格为1g,可知分度值;
(4)已知烧杯和泡泡水的总质量和将烧杯中部分泡泡水倒入量筒后烧杯和剩余泡泡水的质量,可以得到量筒中泡泡水的质量;
【实验数据】根据实验步骤以及测量数据的单位进行填写;
【交流】在读量筒内泡泡水的体积时,观察到液体中有一些气泡,导致体积偏大,由ρ可知密度会偏小,据此解答。
【解答】解:【实验步骤】(1)把天平放在水平台面上,游码移至标尺左侧零刻度线处,然后调节平衡螺母使指针对准分度盘中央的刻度线;
标尺上一个大格表示1g,一个大格分成5个小格,所以,分度值为0.2g;
(4)由图甲知,测出烧杯和泡泡水的总质量m1=100g+20g+4g=124.2g,
由图乙知,烧杯和剩余泡泡水的质量m2=20g+20g+2.2g=42.2g,
则量筒中泡泡水的质量m=m1﹣m2=124.2g﹣42.2g=82.0g;
【实验数据】由实验步骤知,①量筒中泡泡水的体积V/cm3、②烧杯和剩余泡泡水的质量m2/g、③泡泡水的密度ρ/(g•cm﹣3);
【交流】在读量筒内泡泡水的体积时,观察到液体中有一些气泡,导致体积偏大,由ρ可知密度会偏小,所以应待气泡消失后读数。
故答案为:【实验步骤】(1)零;0.2;(4)82.0;【实验数据】,①量筒;②烧杯和剩余泡泡水;③g•cm﹣3;【交流】待气泡消失后。
【点评】本题测液体的密度,考查天平的使用、测量液体的读数注意事项、密度计算、误差分析及减小误差的方法,同时也考查了在没有砝码,只用天平的条件下测液体的密度的方法。
21.(2026•滨州)小滨用托盘天平和量筒测量蜡块的密度。
(1)实验前,小滨先将天平置于水平桌面上,把游码移到标尺左端的 零刻度线 处,发现指针如图甲所示,他应将平衡螺母向 右 移动,直至天平横梁水平平衡。
(2)天平平衡后,小滨把蜡块放在左盘中,右盘中所放砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示时,横梁恢复水平平衡,则蜡块的质量为 10.8 g。
(3)由于蜡块形状不规则,小滨进行了如图丙所示的操作:
①向量筒内倒入适量的淡盐水,记下淡盐水的体积为30cm3;
②将蜡块轻轻放入量筒中,蜡块漂浮在液面上稳定时,液面上升至40mL;
③再用细钢针将蜡块压入淡盐水中使之浸没,此时液面上升至42mL。
由此可知:蜡块的体积为 12 cm3,蜡块的密度为 0.9 g/cm3。
(4)根据以上实验数据,还能算出淡盐水的密度是 1.08×103 kg/m3。
【分析】根据密度公式ρ,测量蜡块密度需用托盘天平测质量,用量筒测体积。
浮力的应用,漂浮在液面上的物体,浮力等于重力,由此可解得盐水的密度。
【解答】解:(1)实验前,应将天平置于水平桌面,把游码移到标尺左端的零刻度线处。由图甲可知指针偏右,根据“左偏右调,右偏左调”原则,应将平衡螺母向右移动,直至天平横梁水平平衡。
(2)天平平衡时,物体质量等于砝码质量加游码对应的刻度值。假设图乙中砝码质量为10g,游码示数为0.8g,则蜡块的质量m =10g+0.8g=10.8g。
(3)蜡块的体积等于蜡块浸没在淡盐水中时总体积减去淡盐水的体积,即V=42mL﹣30mL=12mL=12cm3。根据密度公式ρ,可得蜡块的密度ρ0.9g/cm3。
(4)蜡块漂浮在液面上时,浮力等于重力,即F浮=G = mg=10.8×10﹣3kg×10N/kg=0.108N。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,此时V排=40mL﹣30mL=10mL=10×10﹣6m3,
则淡盐水的密度ρ液1.08×103kg/m3。
故答案为:(1)零刻度线;右;(2)10.8;(3)12;0.9;(4)1.08×103。
【点评】本题考查了固体密度的测量、天平的使用与读数、量筒的读数、误差分析,是一道综合题。
22.(2026•南京)小明和小华测量土豆的密度,设计了如下方案。
(1)小明的方案:
①天平放在水平桌面上,将游码移到零刻度线处,指针静止后的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向 右 调节,直至天平平衡;
②用天平测量土豆质量,天平平衡时,所加砝码和游码的位置如图乙所示,土豆的质量为 47.2 g;
③利用装满水的溢水杯和空量筒测量土豆的体积,正确操作后,量筒示数如图丙所示;
④土豆的密度为 1.57 g/cm3。
(2)小华的方案:
仅用小刀、口径较大的量筒和水测出了土豆的密度,在空白处填上适当内容。
①在量筒内装入适量的水,读出水面对应的刻度值V1;
②用小刀对土豆进行加工, 挖空土豆,做成船状,使土豆漂浮在水面 ,读出水面对应的刻度值V2;
③ 用小刀将土豆按入水中刚好浸没 ,读出水面对应的刻度值V3;
④土豆密度的表达式ρ= (用ρ水、V1、V2、V3表示)。
【分析】(1)用天平测物体质量时应把天平放在水平台面上,将游码移至标尺左端零刻度线处,反向调解平衡螺母使横梁平衡;物体的质量等于砝码质量和游码质量之和,进一步读出土豆的体积,根据密度公式计算土豆的密度;
(2)①在量筒内装入适量的水,读出水面对应的刻度值;②用小刀对土豆进行加工,挖空土豆,做成船状,使土豆漂浮在水面,读出水面对应的刻度值,此时土豆受到的浮力等于这自身重力,根据阿基米德原理表示土豆受到的浮力,根据重力公式计算土豆的质量,③用小刀将土豆按入水中浸没,读出水面对应的刻度值,进一步计算土豆的体积;④根据密度公式可得土豆密度的表达式。
【解答】解:(1)用天平测物体质量时应把天平放在水平台面上,将游码移至标尺左端零刻度线处;由甲图可知,指针偏左,应将平衡螺母向右调节,使横梁平衡;
物体的质量等于砝码质量和游码质量之和,土豆的质量=45g+2.2g=47.2g;土豆的体积:V=30cm3,
土豆的密度:ρ1.57g/cm3;
(2)①在量筒内装入适量的水,读出水面对应的刻度值V1;②用小刀对土豆进行加工,挖空土豆,做成船状,使土豆漂浮在水面,读出水面对应的刻度值V2,此时土豆受到的浮力等于这自身重力,根据阿基米德原理可知土豆受到的浮力F浮=ρ水(V2﹣V1)g;
土豆的质量mρ水(V2﹣V1),③用小刀将土豆按入水中浸没,读出水面对应的刻度值V3,土豆的体积V=V3﹣V1;④土豆密度的表达式ρ。
故答案为:(1)右;47.2;1.57;(2)挖空土豆,做成船状,使土豆漂浮在水面;用小刀将土豆按入水中刚好浸没;。
【点评】此题主要考查学生对天平的读数、量筒的读数、密度计算公式及阿基米德原理的理解和掌握,综合性较强。
五.计算题(共1小题)
23.(2026•江西)如图所示,量筒中盛有一定量的水已知水的密度为1.0g/cm3。求:
(1)量筒中水的体积和质量各是多少?
(2)某液体的质量为110g,体积与量筒中水的体积相等,该液体的密度是多少?
【分析】(1)根据量筒的分度值和量程从图中读出量筒中水的体积,根据密度公式求出量筒中水的质量;
(2)已知液体的体积与水的体积相等,根据密度公式求出该液体的密度。
【解答】解:(1)从图中可以看出,量筒的分度值为10mL,水的凹液面最低处与100mL刻度线相平,所以量筒中水的体积为,根据密度公式可得量筒中水的质量为:;
(2)已知液体的体积与水的体积相等,即,根据密度公式可得该液体的密度为:;
答:(1)量筒中水的体积是,水质量是;(2)该液体的密度是。
【点评】此题考查了密度公式的应用,灵活运用公式是解题的关键。
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