第六章 《质量与密度》单元达标测试卷(原卷版+解析版) 2026-2027学年人教版八年级上册物理
2026-09-18
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摘要:
**基本信息**
2026-2027学年八年级上学期物理《质量与密度》单元达标测试卷(人教版),采用“基础—提升—挑战”梯度设计,覆盖质量概念、密度公式、测量实验等核心知识,通过实验探究与实际应用题,适配单元复习,培养物理观念与科学思维。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10/30|质量变化判断、密度公式理解、天平使用|基础题考概念辨析(如橡皮用掉一半质量变化),提升题结合图像分析(甲、乙物质m-V关系)|
|填空题|6/18|密度定义、测量步骤、空心体积计算|挑战题融合计算与特性理解(铜块截去一半密度不变)|
|解答题|8/72|实验探究(质量与体积关系)、密度应用(铅球鉴别、气凝胶特性)|压轴题设计开放实验(石块密度测量)与科技阅读(气凝胶吸附应用),体现科学探究与社会责任|
内容正文:
2026-2027学年八年级上学期物理《质量与密度》单元达标测试卷(人教版)
(学生版)
考试时间:120分钟 满分:120分
班级:________ 姓名:________ 座号:________ 得分:________
注意事项:
1. 本试卷分选择题、填空题、解答题三部分,共24题,满分120分。
2. 答题前,请将姓名、班级、座号填写在试卷规定的位置。
3. 本试卷采用"基础—提升—挑战"难度梯度分层编排,题目由易到难单调递增,请在各题下方的留白处作答。
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)
【基础题】(第1-6题,每题3分,共18分)
1. 下列现象中,物体的质量发生变化的是( )
A. 橡皮被用掉了一半
B. 铁块熔化成铁水
C. 宇航员从地球到太空
D. 玻璃杯被打碎
2. 下列质量单位换算正确的是( )
A. 0.5t = 50kg
B. 300g = 3kg
C. 200mg = 0.2g
D. 1×106mg = 100kg
3. 如图所示,关于托盘天平的使用,下列说法正确的是( )
A. 称量时,调节平衡螺母使横梁平衡
B. 称量时,左盘放砝码,右盘放物体
C. 加减砝码时要用镊子,不能用手直接拿
D. 潮湿的物体可以直接放在天平托盘上称量
4. 关于密度公式ρ = m/V,下列说法正确的是( )
A. 物质的密度与质量成正比
B. 物质的密度与体积成反比
C. 物质的密度与质量和体积无关,是物质的一种特性
D. 不同物质的密度一定不同
5. 水的密度是1.0×103kg/m3,其物理意义是( )
A. 1kg水的体积是1m3
B. 1m3水的质量是1.0×103kg
C. 1kg水的密度是1.0×103kg/m3
D. 1m3水的密度是1.0×103kg
6. 如图所示,用量筒测量液体体积时,下列操作正确的是( )
A. 读数时视线要与凹液面的最高处相平
B. 量筒可以放在天平上直接测量质量
C. 量筒只能测量液体的体积,不能测量固体的体积
D. 选择量筒时,应尽量选用量程小、分度值小的量筒
【提升题】(第7-10题,每题3分,共12分)
7. 如图是甲、乙两种物质的质量与体积的关系图像,下列说法正确的是( )
A. 甲物质的密度比乙物质小
B. 甲物质的密度是1.5×103kg/m3
C. 体积相同的甲、乙两物质,甲的质量小
D. 质量相同的甲、乙两物质,甲的体积大
8. 一个瓶子最多能装下500g水,则这个瓶子能装下500g的下列哪种物质(ρ酱油 > ρ水 > ρ酒精 > ρ汽油)( )
A. 酱油
B. 酒精
C. 汽油
D. 都能装下
9. 有一个质量为156g的铁球,体积为30cm3,已知铁的密度为7.8g/cm3,则下列说法正确的是( )
A. 铁球是实心的
B. 铁球是空心的,空心部分体积为10cm3
C. 铁球是空心的,空心部分体积为20cm3
D. 无法判断是实心还是空心
10. 下列关于密度与温度的说法正确的是( )
A. 所有物质都有热胀冷缩的性质
B. 水结冰后密度变大
C. 物质的密度与温度无关
D. 水在4°C时密度最大
二、填空题(本大题共6小题,每题3分,共18分)
【提升题】(第11-13题,每题3分,共9分)
11. 物体所含________的多少叫做质量,通常用字母________表示。质量的国际单位是________,符号是________。1t = ________kg,1g = ________mg。
12. 某种物质组成的物体的________与它的________之比叫做这种物质的密度,用公式表示为________。密度的国际单位是________,常用单位还有________,它们的换算关系是1g/cm3= ________kg/m3。
13. 测量液体密度的实验步骤如下:
(1) 用天平测出________的总质量m1;
(2) 将烧杯中的一部分液体倒入量筒中,读出量筒中液体的________V;
(3) 用天平测出________的总质量m2;
(4) 计算液体的密度ρ = ________。
【挑战题】(第14-16题,每题3分,共9分)
14. 一块质量为89g的铜块,体积是10cm3,则铜的密度是________g/cm3= ________kg/m3。若将这块铜块截去一半,剩余部分的密度是________kg/m3,原因是________。
15. 一个空瓶子的质量是200g,装满水时总质量是700g,装满某种液体时总质量是600g。则水的质量是________g,瓶子的容积是________cm3,这种液体的密度是________g/cm3。
16. 一个体积为20cm3的金属球,质量是89g,已知铜的密度是8.9×103kg/m3,铝的密度是2.7×103kg/m3。这个金属球________(选填"一定"或"不一定")是铜制的,判断依据是________。
三、解答题(本大题共8小题,共72分。解答应写出必要的文字说明、公式和演算步骤)
【中档题】(第17-18题,每题6分,共12分)
17. (6分) 托盘天平是实验室里测量质量的常用工具。
(1) 天平在使用前要进行哪些调节?
(2) 测量物体质量时,物体和砝码应分别放在哪个盘?
(3) 加减砝码时应按什么顺序?为什么?
(4) 某同学用天平测量物体质量时,使用了50g、20g、10g砝码各一个,游码在标尺上对应的刻度值为2.4g,则物体的质量是多少?
18. (6分) 小明用天平和量筒测量某液体的密度,实验过程如图甲、乙、丙所示。
(1) 实验前,将天平放在水平台上,游码归零后发现指针如图甲所示偏向分度盘右侧,应如何调节平衡螺母?实验原理是什么?
(2) 由图乙可知,烧杯和液体的总质量是多少?
(3) 由图丙可知,量筒中液体的体积是多少?
(4) 若测得倒出液体后烧杯和剩余液体的总质量是82g,求这种液体的密度。
【提升题】(第19-20题,每题8分;第21-22题,每题10分,共36分)
19. (8分) 在"探究同种物质的质量与体积的关系"实验中,小明用铝块和松木进行了实验。
(1) 实验中需要测量哪些物理量?需要用到哪些测量工具?
(2) 小明记录的实验数据如下表,请在坐标纸上画出质量与体积的关系图像。
实验序号
物体
体积V/cm³
质量m/g
1
铝块1
1
2.7
2
铝块2
2
5.4
3
铝块3
3
8.1
4
松木1
2
1.0
5
松木2
4
2.0
6
松木3
6
3.0
(3) 分析实验数据和图像,可以得出什么结论?
(4) 铝块和松木的质量与体积的比值不同,这说明了什么?
20. (8分) 一个空心铜球的质量是89g,体积是30cm3,已知铜的密度是8.9×103kg/m3。求:
(1) 这个铜球空心部分的体积是多少?
(2) 若在空心部分注满水,整个球的总质量是多少?
(3) 若将这个球浸没在装满水的杯中,溢出水的质量是多少?
21. (10分) 某同学用天平和量筒测量盐水的密度。
(1) 请写出正确的实验步骤。
(2) 该同学测得烧杯和盐水的总质量为120g,将一部分盐水倒入量筒后,测得烧杯和剩余盐水的总质量为70g,量筒中盐水的体积为40mL。求盐水的密度。
(3) 若该同学先用量筒测出盐水的体积,再将盐水倒入烧杯中测质量,这样做会对测量结果产生什么影响?为什么?
(4) 若要减小实验误差,在实验操作中还应注意哪些问题?
22. (10分) 密度知识在生活和生产中有广泛的应用。
(1) 体育锻炼用的"铅球",质量是4kg,体积是0.57dm3,这个铅球是铅做的吗?(铅的密度是11.3×103kg/m3)
(2) 一个容积为2.5L的塑料瓶,用它装水,最多能装多少千克?用它装酒精呢?(酒精的密度是0.8×103kg/m3)
(3) 某工厂需要横截面积为2.5mm2的铜丝4000m,需要购买多少千克这种铜丝?(铜的密度是8.9×103kg/m3)
(4) 为什么拍摄电影时,用泡沫塑料制作倒塌的房屋道具,而不用真实的砖瓦石块?
【压轴题】(第23-24题,每题12分,共24分)
23. (12分) 现有一架天平(带砝码)、一个烧杯、足量的水和细线,如何测量一个小石块的密度?(小石块能放入烧杯中)
(1) 请写出实验步骤。
(2) 写出小石块密度的表达式(用测量的物理量和水的密度ρ水表示)。
(3) 若天平的砝码磨损了,会对测量结果产生什么影响?
(4) 若砝码生锈了呢?
24. (12分) 阅读短文,回答问题。
气凝胶
气凝胶是世界上密度最小的固体,有一种"全碳气凝胶"的密度仅为0.16kg/m3。气凝胶内部有许多小孔,孔内充满了空气,因此它看起来像凝固的烟,非常轻盈。气凝胶隔热性能极好,能承受1200°C的高温,而且它对有机溶剂有超快、超高的吸附力,是目前已报道的吸附油能力最强的材料。
(1) 气凝胶的密度是0.16kg/m3,其物理意义是什么?
(2) 一块气凝胶的体积是100cm3,它的质量是多少克?
(3) 已知某原油的密度是0.9×103kg/m3,100g原油的体积是多少立方厘米?
(4) 根据气凝胶的特性,请你设想它在生活或生产中的一个应用。
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2026-2027学年八年级上学期物理《质量与密度》单元达标测试卷(人教版)
(教师版·含参考答案与解析)
考试时间:120分钟 满分:120分
班级:________ 姓名:________ 座号:________ 得分:________
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)
【基础题】(第1-6题,每题3分,共18分)
1. 下列现象中,物体的质量发生变化的是( )
A. 橡皮被用掉了一半
B. 铁块熔化成铁水
C. 宇航员从地球到太空
D. 玻璃杯被打碎
【答案】A
【解析】质量是物体所含物质的多少,是物体的基本属性,不随形状、状态、位置的改变而改变。B选项状态变了,C选项位置变了,D选项形状变了,质量都不变。A选项橡皮用掉一半,所含物质减少了,质量变小。
2. 下列质量单位换算正确的是( )
A. 0.5t = 50kg
B. 300g = 3kg
C. 200mg = 0.2g
D. 1×106mg = 100kg
【答案】C
【解析】1t = 1000kg,所以0.5t = 500kg,A错误;1kg = 1000g,所以300g = 0.3kg,B错误;1g = 1000mg,所以200mg = 0.2g,C正确;1×106mg = 1000g = 1kg,D错误。
3. 如图所示,关于托盘天平的使用,下列说法正确的是( )
A. 称量时,调节平衡螺母使横梁平衡
B. 称量时,左盘放砝码,右盘放物体
C. 加减砝码时要用镊子,不能用手直接拿
D. 潮湿的物体可以直接放在天平托盘上称量
【答案】C
【解析】A错误,称量前调节平衡螺母,称量时不能调节平衡螺母,应移动游码;B错误,左盘放物体,右盘放砝码(左物右码);C正确,用手拿砝码会锈蚀砝码,影响精度;D错误,潮湿物体或化学药品不能直接放托盘上,会腐蚀托盘。
4. 关于密度公式ρ = m/V,下列说法正确的是( )
A. 物质的密度与质量成正比
B. 物质的密度与体积成反比
C. 物质的密度与质量和体积无关,是物质的一种特性
D. 不同物质的密度一定不同
【答案】C
【解析】密度是物质的一种特性,与物质的种类、状态和温度有关,与物体的质量和体积无关。同种物质,质量增大几倍,体积也增大几倍,比值不变。不同物质的密度一般不同,但也有例外,如酒精和煤油密度都是0.8×103kg/m3。
5. 水的密度是1.0×103kg/m3,其物理意义是( )
A. 1kg水的体积是1m3
B. 1m3水的质量是1.0×103kg
C. 1kg水的密度是1.0×103kg/m3
D. 1m3水的密度是1.0×103kg
【答案】B
【解析】密度的物理意义是单位体积某种物质的质量。水的密度是1.0×103kg/m3,表示1立方米水的质量是1.0×103千克。
6. 如图所示,用量筒测量液体体积时,下列操作正确的是( )
A. 读数时视线要与凹液面的最高处相平
B. 量筒可以放在天平上直接测量质量
C. 量筒只能测量液体的体积,不能测量固体的体积
D. 选择量筒时,应尽量选用量程小、分度值小的量筒
【答案】D
【解析】A错误,读数时视线要与凹液面的底部相平;B错误,量筒是玻璃制品,容易倾倒,不能直接放天平上;C错误,量筒可以用排水法测量不规则固体的体积;D正确,选择量筒时,在能装下被测液体的前提下,尽量选量程小、分度值小的,这样更精确。
【提升题】(第7-10题,每题3分,共12分)
7. 如图是甲、乙两种物质的质量与体积的关系图像,下列说法正确的是( )
A. 甲物质的密度比乙物质小
B. 甲物质的密度是1.5×103kg/m3
C. 体积相同的甲、乙两物质,甲的质量小
D. 质量相同的甲、乙两物质,甲的体积大
【答案】B
【解析】m-V图像中,斜率表示密度,斜率越大密度越大。甲的斜率比乙大,所以甲的密度比乙大,A错误;取甲的一组数据,如体积2cm3时质量3g,ρ = m/V = 3g/2cm3= 1.5g/cm3= 1.5×103kg/m3,B正确;体积相同时,甲的质量大,C错误;质量相同时,甲的体积小,D错误。
8. 一个瓶子最多能装下500g水,则这个瓶子能装下500g的下列哪种物质(ρ酱油 > ρ水 > ρ酒精 > ρ汽油)( )
A. 酱油
B. 酒精
C. 汽油
D. 都能装下
【答案】A
【解析】瓶子的容积是固定的,能装下的液体体积不能超过瓶子容积。质量相同时,密度越大,体积越小。酱油的密度比水大,所以500g酱油的体积比500g水小,能装下;酒精和汽油密度比水小,500g的体积比水大,装不下。
9. 有一个质量为156g的铁球,体积为30cm3,已知铁的密度为7.8g/cm3,则下列说法正确的是( )
A. 铁球是实心的
B. 铁球是空心的,空心部分体积为10cm3
C. 铁球是空心的,空心部分体积为20cm3
D. 无法判断是实心还是空心
【答案】B
【解析】156g铁的实心体积:V实 = m/ρ = 156g / 7.8g/cm3= 20cm3。铁球实际体积是30cm3,比实心体积大,所以是空心的。空心部分体积:V空 = V球 - V实 = 30cm3- 20cm3= 10cm3。
10. 下列关于密度与温度的说法正确的是( )
A. 所有物质都有热胀冷缩的性质
B. 水结冰后密度变大
C. 物质的密度与温度无关
D. 水在4°C时密度最大
【答案】D
【解析】A错误,不是所有物质都热胀冷缩,比如水在0-4°C之间是热缩冷胀;D正确,水在4°C时密度最大;C错误,一般物体热胀冷缩,质量不变,体积变化,所以密度随温度变化;B错误,水结冰后体积变大,质量不变,密度变小。
二、填空题(本大题共6小题,每题3分,共18分)
【提升题】(第11-13题,每题3分,共9分)
11. 物体所含________的多少叫做质量,通常用字母________表示。质量的国际单位是________,符号是________。1t = ________kg,1g = ________mg。
【答案】物质;m;千克;kg;1000;1000
【解析】本题考查质量的基本概念和单位换算。质量是物体所含物质的多少,用m表示,国际单位是千克,符号kg。1t = 103kg,1g = 103mg。
12. 某种物质组成的物体的________与它的________之比叫做这种物质的密度,用公式表示为________。密度的国际单位是________,常用单位还有________,它们的换算关系是1g/cm3= ________kg/m3。
【答案】质量;体积;ρ = m/V;kg/m3;g/cm3;1×103
【解析】本题考查密度的定义、公式和单位。密度是质量与体积之比,公式ρ = m/V,国际单位kg/m3,常用g/cm3,1g/cm3= 1×103kg/m3。
13. 测量液体密度的实验步骤如下:
(1) 用天平测出________的总质量m1;
(2) 将烧杯中的一部分液体倒入量筒中,读出量筒中液体的________V;
(3) 用天平测出________的总质量m2;
(4) 计算液体的密度ρ = ________。
【答案】(1) 烧杯和液体;(2) 体积;(3) 烧杯和剩余液体;(4) (m1- m2)/V
【解析】本题考查测量液体密度的实验步骤。为了减小误差,先测烧杯和液体总质量,再倒一部分到量筒测体积,然后测烧杯和剩余液体的质量,这样倒出液体的质量就是m1- m2,体积是V,密度ρ = (m1- m2)/V。
【挑战题】(第14-16题,每题3分,共9分)
14. 一块质量为89g的铜块,体积是10cm3,则铜的密度是________g/cm3= ________kg/m3。若将这块铜块截去一半,剩余部分的密度是________kg/m3,原因是________。
【答案】8.9;8.9×103;8.9×103;密度是物质的特性,与质量和体积无关
【解析】ρ = m/V = 89g/10cm3= 8.9g/cm3= 8.9×103kg/m3。截去一半后,质量和体积都减半,但比值不变,所以密度不变,因为密度是物质的一种特性,与质量和体积无关。
15. 一个空瓶子的质量是200g,装满水时总质量是700g,装满某种液体时总质量是600g。则水的质量是________g,瓶子的容积是________cm3,这种液体的密度是________g/cm3。
【答案】500;500;0.8
【解析】水的质量:m水 = 700g - 200g = 500g。瓶子容积等于水的体积:V = m水/ρ水 = 500g / 1g/cm3= 500cm3。液体质量:m液 = 600g - 200g = 400g。液体密度:ρ液 = m液/V = 400g / 500cm3= 0.8g/cm3。
16. 一个体积为20cm3的金属球,质量是89g,已知铜的密度是8.9×103kg/m3,铝的密度是2.7×103kg/m3。这个金属球________(选填"一定"或"不一定")是铜制的,判断依据是________。
【答案】不一定;这个球的密度是4.45g/cm3,比铜小,可能是铜和其他金属的合金,也可能是空心铜球
【解析】金属球的密度:ρ = m/V = 89g / 20cm3= 4.45g/cm3。这个密度比铜的密度8.9g/cm3小很多,所以不一定是铜制的。可能是铜铝合金,也可能是空心铜球。
三、解答题(本大题共8小题,共72分。解答应写出必要的文字说明、公式和演算步骤)
【中档题】(第17-18题,每题6分,共12分)
17. (6分) 托盘天平是实验室里测量质量的常用工具。
(1) 天平在使用前要进行哪些调节?
(2) 测量物体质量时,物体和砝码应分别放在哪个盘?
(3) 加减砝码时应按什么顺序?为什么?
(4) 某同学用天平测量物体质量时,使用了50g、20g、10g砝码各一个,游码在标尺上对应的刻度值为2.4g,则物体的质量是多少?
【答案】(1) ①把天平放在水平台上;②将游码拨到标尺左端的零刻度线处;③调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中央。
(2) 物体放在左盘,砝码放在右盘(左物右码)。
(3) 按从大到小的顺序加减砝码。这样可以快速试出质量范围,减少试错次数,提高测量效率。
(4) 物体质量 = 砝码总质量 + 游码刻度值 = 50g + 20g + 10g + 2.4g = 82.4g。
【解析】本题考查托盘天平的使用方法和读数。天平使用前要放平、归零、调平;测量时左物右码;加减砝码从大到小;读数时物体质量等于砝码质量加游码刻度值。
18. (6分) 小明用天平和量筒测量某液体的密度,实验过程如图甲、乙、丙所示。
(1) 实验前,将天平放在水平台上,游码归零后发现指针如图甲所示偏向分度盘右侧,应如何调节平衡螺母?实验原理是什么?
(2) 由图乙可知,烧杯和液体的总质量是多少?
(3) 由图丙可知,量筒中液体的体积是多少?
(4) 若测得倒出液体后烧杯和剩余液体的总质量是82g,求这种液体的密度。
【答案】(1) 指针偏右,说明右侧偏重,应将平衡螺母向左调节。实验原理:ρ = m/V。
(2) 由图乙可知,砝码总质量 = 100g + 50g + 10g = 160g,游码在2g位置,所以烧杯和液体的总质量m总 = 160g + 2g = 162g。
(3) 由图丙可知,量筒的分度值是2mL,液面与60mL刻度线相平,所以液体的体积V = 60mL = 60cm³。
(4) 倒出液体的质量:m = m总 - m剩 = 162g - 82g = 80g。
液体的密度:ρ = m/V = 80g / 60cm³ ≈ 1.33g/cm³ = 1.33×10³kg/m³。
【解析】本题考查测量液体密度的实验。原理是ρ = m/V,用天平测质量,用量筒测体积。读数时注意砝码总质量加游码刻度值,量筒读数时视线与凹液面底部相平。为了减小误差,先测总质量,倒出部分测体积,再测剩余质量。
【提升题】(第19-20题,每题8分;第21-22题,每题10分,共36分)
19. (8分) 在"探究同种物质的质量与体积的关系"实验中,小明用铝块和松木进行了实验。
(1) 实验中需要测量哪些物理量?需要用到哪些测量工具?
(2) 小明记录的实验数据如下表,请在坐标纸上画出质量与体积的关系图像。
(3) 分析实验数据和图像,可以得出什么结论?
(4) 铝块和松木的质量与体积的比值不同,这说明了什么?
实验序号
物体
体积V/cm³
质量m/g
1
铝块1
1
2.7
2
铝块2
2
5.4
3
铝块3
3
8.1
4
松木1
2
1.0
5
松木2
4
2.0
6
松木3
6
3.0
【答案】(1) 测量物理量:物体的质量和体积。测量工具:天平(测质量)、刻度尺(测边长,算体积)或量筒(排水法测体积)。
(2) 图像:横坐标为体积V/cm3,纵坐标为质量m/g,根据数据描点,然后连线。铝块的点在一条过原点的直线上,松木的点也在一条过原点的直线上,但斜率比铝块小。
(3) 结论:①同种物质,质量与体积成正比;②同种物质,质量与体积的比值是定值;③不同物质,质量与体积的比值一般不同。
(4) 铝块和松木的质量与体积的比值不同,说明不同物质的密度一般不同,密度是物质的一种特性。
【解析】本题探究质量与体积的关系。实验用天平测质量,用刻度尺或量筒测体积。结论是同种物质质量与体积成正比,比值一定;不同物质比值一般不同,这就是密度的概念。
20. (8分) 一个空心铜球的质量是89g,体积是30cm3,已知铜的密度是8.9×103kg/m3。求:
(1) 这个铜球空心部分的体积是多少?
(2) 若在空心部分注满水,整个球的总质量是多少?
(3) 若将这个球浸没在装满水的杯中,溢出水的质量是多少?
【答案】(1) 铜的密度ρ铜 = 8.9g/cm3。
89g铜的实心体积:V铜 = m/ρ铜 = 89g / 8.9g/cm3= 10cm3。
空心部分体积:V空 = V球 - V铜 = 30cm3- 10cm3= 20cm3。
(2) 空心部分注满水,水的质量:m水 = ρ水V空 = 1g/cm3× 20cm3= 20g。
总质量:m总 = m球 + m水 = 89g + 20g = 109g。
(3) 球浸没在水中,溢出水的体积等于球的体积:V溢 = V球 = 30cm3。
溢出水的质量:m溢 = ρ水V溢 = 1g/cm3× 30cm3= 30g。
【解析】本题考查空心问题的计算。先算实心部分体积,再算空心体积;注满水时水的体积等于空心体积;溢出水的体积等于球的总体积。
21. (10分) 某同学用天平和量筒测量盐水的密度。
(1) 请写出正确的实验步骤。
(2) 该同学测得烧杯和盐水的总质量为120g,将一部分盐水倒入量筒后,测得烧杯和剩余盐水的总质量为70g,量筒中盐水的体积为40mL。求盐水的密度。
(3) 若该同学先用量筒测出盐水的体积,再将盐水倒入烧杯中测质量,这样做会对测量结果产生什么影响?为什么?
(4) 若要减小实验误差,在实验操作中还应注意哪些问题?
【答案】(1) 实验步骤:①用天平测出烧杯和盐水的总质量m1;②将烧杯中的一部分盐水倒入量筒中,读出量筒中盐水的体积V;③用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2;④计算盐水的密度ρ = (m1- m2)/V。
(2) 倒出盐水的质量:m = m1- m2= 120g - 70g = 50g。
盐水体积:V = 40mL = 40cm3。
盐水密度:ρ = m/V = 50g / 40cm3= 1.25g/cm3= 1.25×103kg/m3。
(3) 测量结果会偏小。因为将量筒中的盐水倒入烧杯时,量筒壁上会残留一部分盐水,导致测得的质量偏小,而体积是准确的,根据ρ = m/V,密度测量值偏小。
(4) 注意问题:①天平使用前要调平;②量筒读数时视线要与凹液面底部相平;③烧杯中的盐水要尽量倒尽,避免残留影响测量结果;④多次测量取平均值。
【解析】本题考查测量液体密度的实验。正确步骤是先测总质量,再倒出测体积,再测剩余质量,这样可以避免烧杯残留带来的误差。如果先测体积再测质量,量筒残留会使质量偏小,密度偏小。
22. (10分) 密度知识在生活和生产中有广泛的应用。
(1) 体育锻炼用的"铅球",质量是4kg,体积是0.57dm3,这个铅球是铅做的吗?(铅的密度是11.3×103kg/m3)
(2) 一个容积为2.5L的塑料瓶,用它装水,最多能装多少千克?用它装酒精呢?(酒精的密度是0.8×103kg/m3)
(3) 某工厂需要横截面积为2.5mm2的铜丝4000m,需要购买多少千克这种铜丝?(铜的密度是8.9×103kg/m3)
(4) 为什么拍摄电影时,用泡沫塑料制作倒塌的房屋道具,而不用真实的砖瓦石块?
【答案】(1) 铅球的密度:ρ = m/V = 4kg / 0.57×10⁻3m3≈ 7.0×103kg/m3。
纯铅的密度是11.3×103kg/m3,所以这个铅球不是纯铅做的。
(2) 瓶子容积V = 2.5L = 2.5×10⁻3m3。
装水的质量:m水 = ρ水V = 1.0×103kg/m3× 2.5×10⁻3m3= 2.5kg。
装酒精的质量:m酒精 = ρ酒精V = 0.8×103kg/m3× 2.5×10⁻3m3= 2kg。
(3) 铜丝的体积:V = SL = 2.5×10⁻6m2× 4000m = 0.01m3。
铜丝的质量:m = ρ铜V = 8.9×103kg/m3× 0.01m3= 89kg。
(4) 因为泡沫塑料的密度比砖瓦石块小得多,相同体积下,泡沫塑料的质量小,倒塌时不会砸伤人,更安全。
【解析】本题考查密度的应用:鉴别物质、计算质量、计算体积、解释生活现象。关键是灵活运用公式ρ = m/V及其变形。
【压轴题】(第23-24题,每题12分,共24分)
23. (12分) 现有一架天平(带砝码)、一个烧杯、足量的水和细线,如何测量一个小石块的密度?(小石块能放入烧杯中)
(1) 请写出实验步骤。
(2) 写出小石块密度的表达式(用测量的物理量和水的密度ρ水表示)。
(3) 若天平的砝码磨损了,会对测量结果产生什么影响?
(4) 若砝码生锈了呢?
【答案】(1) 实验步骤:①用天平测出小石块的质量m1;②在烧杯中加入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量m2;③用细线拴住小石块,将其浸没在烧杯的水中(不接触烧杯底和壁),在水面位置做标记;④取出小石块,往烧杯中加水,直到水面到达标记处;⑤用天平测出此时烧杯和水的总质量m3。
(2) 石块的体积等于加入的水的体积:V = (m3- m2)/ρ水。
石块的密度:ρ = m1/V = m1ρ水/(m3- m2)。
(3) 砝码磨损了,砝码的实际质量变小,标注的质量不变,需要更多的砝码才能平衡,导致测得的质量偏大,密度偏大。
(4) 砝码生锈了,砝码的实际质量变大,标注的质量不变,需要更少的砝码就能平衡,导致测得的质量偏小,密度偏小。
【解析】本题是特殊方法测密度,没有量筒,利用天平测水的质量来间接得到石块的体积。砝码磨损或生锈会影响测量的质量,进而影响密度。
24. (12分) 阅读短文,回答问题。
气凝胶
气凝胶是世界上密度最小的固体,有一种"全碳气凝胶"的密度仅为0.16kg/m3。气凝胶内部有许多小孔,孔内充满了空气,因此它看起来像凝固的烟,非常轻盈。气凝胶隔热性能极好,能承受1200°C的高温,而且它对有机溶剂有超快、超高的吸附力,是目前已报道的吸附油能力最强的材料。
(1) 气凝胶的密度是0.16kg/m3,其物理意义是什么?
(2) 一块气凝胶的体积是100cm3,它的质量是多少克?
(3) 已知某原油的密度是0.9×103kg/m3,100g原油的体积是多少立方厘米?
(4) 根据气凝胶的特性,请你设想它在生活或生产中的一个应用。
【答案】(1) 体积是1立方米的气凝胶,质量是0.16千克。
(2) 气凝胶体积V = 100cm3= 1×10⁻4m3。
质量m = ρV = 0.16kg/m3× 1×10⁻4m3= 1.6×10⁻5kg = 0.016g。
(3) 原油的质量m油 = 100g。
原油的密度ρ油 = 0.9×103kg/m3= 0.9g/cm3。
原油的体积V油 = m油/ρ油 = 100g / 0.9g/cm3≈ 111cm3。
(4) 应用:①做海上漏油的吸附材料;②做航天探测器的隔热材料;③做建筑保温材料。
【解析】本题是阅读材料题,考查密度的物理意义和计算。关键是从材料中提取信息,然后用密度公式计算。
本课要点与方法小结
1. 质量:物体所含物质的多少,是物体的基本属性,不随形状、状态、位置、温度的改变而改变。
2. 质量测量:托盘天平的使用方法——放平、归零、调平、左物右码、读数。
3. 密度:某种物质组成的物体的质量与它的体积之比,公式ρ = m/V,是物质的一种特性。
4. 密度测量:用天平测质量,用量筒测体积,然后用公式计算。
5. 密度应用:鉴别物质、计算质量、计算体积、选材。
6. 易错点:①密度与质量和体积无关;②水在4°C时密度最大;③空心问题要分别算实心体积和总体积。
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