内容正文:
w专题六 密度
一.选择题(共8小题)
1.(2026•巴中)用天平和烧杯粗测自制葡萄汁的密度,主要操作过程如下:
①在两个相同烧杯的同一高度作标记(如图甲);
②用天平测出其中一个空烧杯的质量m0;
③分别将水和葡萄汁倒入两烧杯,液面均到标记位置(如图乙);
④测出装水烧杯的总质量m1,装葡萄汁烧杯的总质量m2。
水的密度用ρ水表示,葡萄汁的密度为( )
A. B.
C. D.
2.(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
3.(2025•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
4.(2025•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.(2025•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.(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
7.(2024•绥化)将一瓶酸奶喝掉一半后,下列关于剩下半瓶酸奶的说法中,正确的是( )
A.质量和密度都不变
B.质量和密度都变为原来的一半
C.质量不变,密度变为原来的一半
D.质量变为原来的一半,密度不变
8.(2024•海南)铁杵磨成针,请问一根针相对于一根铁,不变的是( )
A.形状 B.质量 C.体积 D.密度
二.填空题(共7小题)
9.(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 。
10.(2026•广元)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个完全相同的烧杯,分别装有质量相等的a、b两种液体,两个烧杯中的液面高度不同。则两种液体的密度大小关系为ρa ρb,两烧杯对桌面的压强大小关系为p甲 p乙。(选填“>”“=”或“<”)
11.(2025•内江)一块冰放在杯子中,融化成水,它的质量 ,密度 。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
12.(2025•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,
13.(2025•德阳)2024年12月26日,我国首架第六代战斗机试飞成功,若它以2倍声速(v声=340m/s)匀速直线飞行10s,则它通过的路程为 m。我国自主研发生产出了世界上最薄的“手撕钢”,被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”,其厚度只有1.5×10﹣3cm,密度为7.9g/cm3,则面积大小为2×103cm2的“手撕钢”的质量为 g。
14.(2024•乐山)如图所示是甲、乙、丙三种物质质量与体积的关系图象。则ρ甲 ρ乙(选填“>”、“<”或“=”),ρ丙= kg/m3。
15.(2024•呼伦贝尔)在测量液体密度的实验中,某同学测得液体和烧杯的总质量为168g时,液体体积为20cm3,总质量为258g时,液体体积为120cm3,则该液体的密度为 kg/m3,空烧杯的质量是 g。
三.实验探究题(共1小题)
16.(2025•宜宾)物理兴趣小组的同学想估测满车厢小石子(如图甲,上表面可视为一平面)的总质量,进行了如下的实验。回答下列问题:
(1)测得该车厢的长、宽、高分别为4m、2m、0.5m,则车厢内小石子的总体积约为 m3。
(2)从车厢中取一些小石子用保鲜膜包裹、扎紧(保鲜膜质量忽略不计且可防水),放在已调节好的天平上进行测量。先在右盘中放上一定量的砝码,天平横梁左低右高,再添加5g砝码,天平横梁左高右低,取下5g砝码,接下来应该调节 (填“平衡螺母”或“游码”)的位置,平衡后如图乙所示。测得这些小石子质量为 g。
(3)如图丙,将这些小石子缓慢放入装满水的溢水杯中,用量筒测得溢出水的体积为 mL。
(4)计算出这些小石子的密度为 kg/m3。
(5)由此估算该车厢小石子的总质量为 kg。
(6)若只取其中一个较大的石子进行密度测量,由此估算出该车厢小石子的总质量,结果会 (填“偏大”或“偏小”)。
四.计算题(共2小题)
17.(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?
18.(2024•济南)济南黑虎泉景区有双虎雕塑,东侧“黑虎”使用黑色花岗石雕凿,西侧“金虎”为铜铸。若铸成这只“金虎”需要0.9m3的铜,铜的密度是8.9×103kg/m3,则该“金虎”所用铜的质量是多少吨?
参考答案
一.选择题(共8小题)
1.【答案】D
【解析】在两个相同烧杯的同一高度作标记,分别将水和葡萄汁倒入两烧杯,液面均到标记位置,则使得水和葡萄汁的体积相等,V水=V葡;
用天平测出其中一个空烧杯的质量m0;测出装水烧杯的总质量m1,则水的质量m水=m1﹣m0;
装葡萄汁烧杯的总质量m2。装葡萄汁质量m葡=m2﹣m0;
根据密度公式ρ知,
;
即;
解得ρ葡ρ水。
故选:D。
2.【答案】C
【解析】
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。
3.【答案】D
【解析】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。
4.【答案】D
【解析】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。
5.【答案】A
【解析】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。
6.【答案】D
【解析】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。
7.【答案】D
【解析】
一瓶酸奶喝掉一半后,物质总量减少,所以质量减小一半,体积减小一半;物质种类及状态没有变化,所以密度不变,故D正确、ABC错误。
故选:D。
8.【答案】D
【解析】铁杵磨成针后,体积变小了,质量也变小了,形状也变小了,但是密度不变,故ABC错误,D正确。
故选:D。
二.填空题(共7小题)
9.【答案】米酒;质量相等的不同液体,密度小的体积更大。
【解析】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。
10.【答案】<;=。
【解析】由图可知,a、b两种液体的体积Va>Vb,而a、b两种液体的质量是相等的,根据ρ可知,ρa<ρb;容器的质量相同、液体的质量相同,根据F=G总=m容g+m液g可知,甲、乙两个装置对水平面的压力相同,底面积相同,根据p可知,两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙。
故答案为:<;=。
11.【答案】不变;变大。
【解析】质量是物体所含物质的多少,是物体的固有属性,不随状态、形状、位置、温度的改变而改变。冰融化成水只是状态变化,物质总量不变,所以质量不变。
冰融化时,体积变小。由公式 ρ 可知:质量m不变、体积V变小,密度ρ就会变大。
故答案为:不变;变大。
12.【答案】密度;8
【解析】
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。
13.【答案】6800;23.7。
【解析】战斗机的速度:v=2×340m/s=680m/s,
匀速直线飞行10s,通过的路程:s=vt=680m/s×10s=6800m;
“手撕钢”的体积是:V=Sh=0.2m2×1.5×10﹣3×10﹣2m=3×10﹣6m3,
m=ρV=7.9×103kg/m3×3×10﹣6m3=0.0237kg=23.7g。
故答案为:6800;23.7。
14.【答案】>;0.5×103。
【解析】由图象可知,当甲、乙物质的质量相等时,甲的体积小于乙的体积,所以,ρ甲>ρ乙;
由图象可知,当丙的体积为20cm3是,其质量是10g,
则冰的密度由ρ丙0.5g/cm3=0.5×103kg/m3。
故答案为:>;0.5×103。
15.【答案】0.9×103;150。
【解析】(1)液体的密度为:ρ0.9g/cm3=0.9×103kg/m3;
(2)液体体积为20cm3,液体的质量为:m=ρV=0.9g/cm3×20cm3=18g;
空烧杯的质量为:m1=168g﹣18g=150g。
故答案为:0.9×103;150。
三.实验探究题(共1小题)
16.【答案】(1)4;(2)游码;63;(3)30;(4)2.1×103;(5)8.4×103;(6)偏大。
【解析】(1)则车厢内小石子的总体积约V=abc=4m×2m×0.5m=4m3。
(2)测量过程必须增加砝码移动游码使得天平平衡,不能调节平衡螺母,小石子质量为m=50g+10g+3g=63g;
(3)将这些小石子缓慢放入装满水的溢水杯中,用的量筒分度值为2mL,测得溢出水的体积V=30mL=30cm3;
(4)这些小石子的密度ρ2.1g/cm3=2.1×103kg/m3。
(5)该车厢小石子的总质量m'=ρV=2.1×103kg/m3×4m3=8.4×103kg;
(6)若只取其中一个较大的石子进行密度测量,在正确操作时测得石子的密度是准确的,但车厢内石子之间存在空隙,则估算得出的小石子总体积偏大,根据公式m=ρV可知,由此估算出该车厢小石子的总质量会偏大。
故答案为:(1)4;(2)游码;63;(3)30;(4)2.1×103;(5)8.4×103;(6)偏大。
四.计算题(共2小题)
17.【答案】(1)量筒中水的体积是,水质量是;(2)该液体的密度是。
【解析】(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。
18.【答案】该“金虎”所用铜的质量是8.01t。
【解析】由ρ可得,该“金虎”所用铜的质量:
m=ρ铜V=8.9×103kg/m3×0.9m3=8.01×103kg=8.01t。
答:该“金虎”所用铜的质量是8.01t。
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