上海市外国语大学附属实验物理质量与密度实验检测题Word版 含答案文档格式.docx
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液体的密度:
(2)由F浮=G-F和F浮=ρ液gV排可得,F=G-ρ液gV排,F与ρ液图象与③符合;
(3)当密度为零时,物块受到的浮力为零,根据F浮=G-F,弹簧测力计的示数等于物体重力,所以它的零刻度应标在1.5N处;
物体的重力是1.5N,所以液态对物块产生的浮力最大不能超过1.5N,由F浮=ρ液gV排可得,
(4)若物块未完全浸没,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排则物体受到的浮力偏小,弹簧测力计示数偏大,测得液体密度值将偏小;
(5)要想提高液体密度秤测量液体密度时的精确度,可以减少分度值,增大重力,需要增大m0质量,或换用密度比ρ0小的物块,故选AC.
2.小明同学利用弹簧测力计测量矿石(不吸水)的密度,由于弹簧测力计量程太小,故借助电子秤来完成实验,操作步骤如下:
(1)如图甲所示,烧中装适量水,置于已调零的电子秤上,电子秤的示数为
;
(2)如图乙所示,将矿石用细线系住(细线的体积、质量忽略不计),悬挂在弹簧测力计上,浸没于水中,弹簧测力计的示数为
=_____N,电子秤的示数为
(3)如图丙所示,取下弹簧测力计,将矿石缓慢沉入杯底,静止时电子秤的示数为
,则矿石的质量
=_____kg。
小明根据所测数据,计算出了矿石的密度;
(4)同组的小红同学仔细观察了小明的实验过程,发现在图乙所示的操作中,矿石接触到了烧杯底部,其余操作完全正确。
并指出与真实值相比,小明所测矿石密度值_______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(5)如图丁所示,小红再次重复图乙所示操作,但矿石与烧杯底部未接触,弹簧测力计的示数
=l.8N,那么此时电子秤的示数应该为
=________kg,矿石的密度为_______kg/m3
(6)经过分析他们还知道,图乙中矿石对烧杯底部的压力为_______N
(7)在实验中找到乐趣的小明再次大胆创新,提出能否在天平和量筒都没有的情况下测出石块密度。
于是他找来了大小圆柱形容器和刻度尺设计了如图的实验。
A.用刻度尺在大小柱形容器的外壁均匀标出刻度,并分别量出大小圆柱形容器直径,计算出大容器底面积为
,小容器底面积为
B.如图甲所示,在大小容器内分别装入适量的水,将小容器放入大容器内,静止后小容器漂浮,读出此时大容器和小容器内液面深度分别为
、
C.将石块投入小容器内,石块浸没在水中,如图乙所示,此时大容器与小容器内液面深度分别为
。
则石块的质量为__________;
石块体积为_________;
石块的密度为______(均用题目所给已知量进行表示,已知水的密度为ρ水)
【答案】1.70.21偏小1.04
0.1
(2)[1]如图乙所示,弹簧测力计的分度值为0.1N,弹簧测力计的时数为1.7N。
(3)[2]由图甲、丙所示,矿石的质量为
m=1.22kg-1.01kg=0.21kg
(4)[3]图乙矿石接触杯底,导致电子秤的示数增大,求得矿石的体积增大,质量测量是准确的,所以矿石的密度偏小。
(5)[4]由图丙可知矿石和水的总质量为1.22kg,由(3)可知矿石的质量为0.21kg,矿石受到竖直向下的重力。
竖直向上的浮力和拉力,这三个力是平衡的,所以G石=F浮+F拉,浮力为
F浮=G石-F拉=0.21kg×
10N/kg-1.8N=0.3N
所以此时台秤的示数为
[5]由G石=F浮+F拉,
,石块的体积等于排开水的体积,可求得石块的体积为
则矿石的密度为
(6)[6]矿石受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力、浮力、支持力,这四个力平衡,所以可得到,G石=F支+F浮+F拉,支持力为
F支=G石-F浮-F拉=m石g-ρ水gV排-F拉=0.21kg×
10N/kg-1.0×
103kg/m3×
10N/kg-1.7N=0.1N
根据物体间力的作用是相互的,所以矿石对烧杯底部的压力也是0.1N。
(7)[7]由题意知,根基阿基米德原理,
,如图甲所示,在大小容器内分别装入适量的水,将小容器放入大容器内,静止后小容器漂浮,读出此时大容器和小容器内液面深度分别为
此时小容器和小容器内水的重力设为G1,处于漂浮状态,浮力和重力相等,
即
F浮1=G1=ρ水gS1H1
将石块投入小容器内,石块浸没在水中,如图乙所示,此时大容器与小容器内液面深度分别为
,此时小容器、石块和小容器内水的重力设为G2,处于漂浮状态,浮力和重力相等,
F浮2=G2=ρ水gS1H2
则石块的重力为G2-G1,质量为
[8]石块的体积即在小容器内液面上升的高度差和小容器底面积的乘积,即为
[9]根据密度公式
,则石块的密度为
3.物理兴趣活动课上,老师让同学们测出一只玉石手镯的密度,如图所示。
除了此手镯,老师还提供如下器材:
一架调好的天平(无砝码)、两个大小不同的烧杯、一个量筒、若干细线、一个滴管、适量的水。
实验中同学们发现由于手镯较大,无法放入量筒和小烧杯中,只能放入大烧杯中。
请你利用上述器材帮助同学们设计一个实验方案,测出手镯的密度。
要求:
(1)写出主要实验步骤及需测量的物理量;
(2)写出手镯密度的数学表达式(用已知量和测得量表示)。
【答案】见解析所示
(1)主要实验步骤及所需测量的物理量:
①将大、小烧杯分别放在天平的两个盘中,向小烧杯中加水,利用滴管调节水量,使天平平衡;
②向量筒中加水,记下水的体积为
③然后将手镯放在大烧杯中,量筒中的水缓慢倒入小烧杯中,利用滴管调节水量,直至横梁平衡,记下量筒中剩余水的体积为
此时往小烧杯加的水的质量与手镯的质量相同;
④再向量筒中加入适量的水,记下水的体积为
⑤把大烧杯放在水平桌面上,向大烧杯中加部分水,用细线系住手镯,放入盛水的大烧杯中,用细线在此时水面处做一标记;
然后取出手镯,量筒中的水缓慢倒入大烧杯中,利用滴管调节水量直至细线标记处,记下量筒中剩余水的体积为
(2)小烧杯中后来增加的水的质量即手镯的质量为:
,
手镯的体积为:
则手镯的密度为:
4.为了研究物质的某种特性,某同学分别用甲、乙、丙三种不同的金属做实验。
实验时,他用量筒和天平分别测出甲(或乙或丙)金属在不同体积时的质量。
下表记录的是实验测得的数据。
表一(甲金属)
实验序号
体积(厘米3)
质量(克)
1
10
27
2
20
54
3
30
81
表二(乙金属)
4
78
5
15
117
6
234
表三(丙金属)
7
89
8
178
9
40
356
(1)分析上表中的实验序号1、2、3(或4、5、6或7、8、9)的体积及质量变化的倍数关系,可归纳出的结论是_________;
(2)分析比较实验序号_________在体积相同时,不同金属的质量关系,可得出的初步结论是:
相同体积的不同金属,它们的质量是不相同的;
(3)进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据,可得出的结论是:
(a)_________;
(b)_________;
(4)由以上分析可初步认为_________表示物质的一种特性,为此我们引入_________概念。
【答案】同种物质,质量与体积成正比1、4、7或2、8或3、6分析表一或表二或表三,同种物质,质量与体积的比值相同不同种物质,质量与体积的比值不同质量与体积的比值密度
(1)[1]分析表一、二、三可知,同种物质,质量与体积成正比。
(2)[2]比较实验序号1、4、7或2、8或3、6可得:
相同体积的不同金属,它们的质量不相同。
(3)[3][4]分析表一、二、三知,各表中的金属的质量与体积之比分别为27、78、89,所以可得出结论是:
同种物质,质量与体积的比值相同;
不同种物质,质量与体积的比值不同。
(4)[6][7]由以上分析可知,质量与体积的比值表示物质的一种特性,为此引入了密度的概念。
5.小明和小红同学在“测石块的密度”的实验中:
(1)首先取来托盘天平,小明把它放在水平桌面上,调节平衡螺母,使天平平衡;
小红认为此操作有误,错误是_____;
小明虚心地听取了小红的建议,纠正错误后,发现天平的指针静止在图1所示的位置,则应将平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)调节,使天平横梁在水平位置平衡;
(2)小明随后在称量石块的质量过程中,又出现了图1所示的情况,他应该_____;
(3)天平恢复平衡时,右盘中的砝码和标尺上的游码如图2所示,则石块的质量为_____g;
(4)实验中由于没有量筒,他们为了测出石块体积进行了如图3所示的实验操作:
a.先将烧杯中装有适量的水,标记好水面的位置,测得烧杯和水的总质量为m1;
b.再将石块放入装水的烧杯中,倒出超过标记处的水,并用胶头滴管调节使水面恰好在标记处,测出此时烧杯、水、石块全部的质量为m2;
c.通过a、b两步得出石块的体积是_____,计算出石块的密度为_____(水的密度用ρ水表示)。
【答案】游码没有移到左端的零刻线处右向右盘中增加砝码或向右调游码72
(1)使用天平之前先把天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻度处,然后调节平衡螺母;
平衡螺母向上翘的一端移动,使天平的横梁平衡;
(2)若在测量过程中出现甲图的情况,即表明物体较重,砝码较轻;
(3)天平平衡时物体的质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值;
(4)在没有量筒的情况下,根据等效替代法,石块的体积等于添入水的体积,求出添入水的质量,依据公式为
求出添入水的体积,根据公式
计算出石块的密度。
(1)[1]小明把天平放在水平桌面上,应该首先将游码移到标尺最左端的零刻线处,再调节天平平衡,所以错误是:
游码没有移到左端的零刻线处;
[2]由图1可知,指针偏左,则可将平衡螺母向右调节,使天平横梁在水平位置平衡;
(2)[3]若在测量过程中出现甲图的情况,即表明物体较重,砝码较轻,故应该向右盘中增加砝码或向右调游码;
(3)[4]由图甲知,物体的质量为:
m=50g+20g+2g=72g;
(4)[5]根据题意得,倒出水的质量为:
水的体积即为小石块的体积:
[6]因小石块的质量m=72g,则该小石块密度的表达式为:
6.为了鉴别一个机器零件是由什么金属制成的,同学们进行了如下实验:
(1)调节天平横梁平衡时,指针指在如图甲的位置。
应将平衡螺母适当向_______(填“左”或“右”)调节;
(2)某同学测零件质量过程中,调节横梁平衡之前,忘记将游码移至标尺左端零刻度线处。
于是,他取下砝码和机器零件,将游码向左移动,当游码的示数为0.6g时,天平恰好平衡。
再重新测量机器零件的质量,天平读数如图乙,则机器零件的质量为_________g;
(3)用如图的方法测出机器零件的体积为_______cm³
(4)利用猜测出的准确数据,算出机器零件的密度恰好和密度表中某种金属的密度相同。
由此做出的鉴别结果是:
该机器零件可能是由这种金属制成,还存在的其他可能有:
①_____________________;
②____________________。
【答案】左;
48;
6;
由密度比这种金属大和密度比这种金属小的几种物质混合而成;
由密度比这种金属大的物质制成,其内部有空心部分(科学合理即可)。
本题考查天平的使用、量筒的使用、密度知识的应用。
(1)[1]如图可知,指针在刻度盘中向左偏,而指针左偏时,平衡螺母应向右移;
(2)[2]调平此天平时,游码不在零刻度线,而在0.6g刻度线处,由图乙可知,此时天平的读数为
m=20g+20g+5g+3g=48g,
因调平时游码所在的刻度线是0.6g处,所以机器零件的质量
m零件=48g−0.6g=47.4g;
(3)[3]由图丙可知,未放入零件前,水的体积V1=50mL=50cm3,放入零件后,水与零件的总体积V2=56mL=56cm3,则零件的体积为
V=V2−V1=56cm3−50cm3=6cm3;
(4)①[4]有可能是合金,即由密度比这种金属大和密度比这种金属小的几种物质混合而成;
②[5]由密度比这种金属大的物质制成,其内部有空心部分。
7.小刚家准备建一栋新房,爸爸买了一堆材料相同的石子,小刚选取一块石子在实验室测它的密度.他先将托盘天平放在水平桌面上,调节天平平衡.
(1)小刚按图甲所示的方法测石子的质量,请指出操作中的两个错误:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________.
(2)纠正错误后继续实验,当盘中所加砝码和游码位置如图乙所示时天平平衡,则此石子的质量为____g.在量筒内装有一定量的水,该石子放入前、后的情况如图丙所示,则石子的体积是_______cm3,此石子的密度是___________kg/m3.
【答案】用手拿砝码物体放在右盘,砝码放在左盘23.49.02.6×
103
取放砝码时不能用手拿,应使用镊子来夹取;
应按照左物右码的原则来测量;
由图示可知石子的质量为20g+3.4g=23.4g;
石子的体积为39cm3-30cm3="
9"
cm3,石子的密度是23.4g/9cm3=2.6×
103kg/m3.
8.现在想测出一个实心小木球的密度,由于小木球放在水中会漂浮在水面上,无法像测量石块一样测出它的体积。
为此我们设计了以下实验步骤:
(1)把适量的水倒进量筒中,如图a所示,记录此时水的体积为V1;
(2)把小铁块单独放入水中,静止时如图b所示,记录此时量筒中水面的示数为V2;
(3)用细线将小木球系在小铁块上,放入水中,静止时如图c所示,记录此时量筒中水面的示数为V3;
(4)从水中取出小木球,用天平测量质量,天平平衡时如图d所示,记录小木球质量为_______g;
(5)利用密度公式计算出结果。
实验中使用天平测出小木球的质量m=___________g,小木球的体积V=_____cm3,计算出小木球的密度ρ木=_____kg/m3。
此测量值比小木球密度的真实值要_____(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】
偏大
(4)[1]从图d可以看到,右盘的砝码是10g,游码的示数是1.2g,小木球质量为
(5)[2]实验中使用天平测出小木球的质量是
[3]由题意可知,图c的体积示数减去图b的示数,就是小木球的体积,即
[4]可计算出小木球的密度是
[5]由于小木球从量筒中拿出后,就放到天平上测量,小木球会附上些水分,质量的测量值比实际值要大,而体积是准确的,根据
可知密度的测量值比实际值要大,即此测量值比小木球密度的真实值要偏大。
9.在探究“质量与体积关系”的实验中,老师分给各组不同物体进行测量探究。
其中第一、第二组拿到的是几块大小不等的大理石。
(1)第一小组首先用天平测量大理石的质量,他们将天平放在水平桌面上,取下两边的橡胶垫圈后,发现刻度盘如图甲所示,他们接下来正确的操作应是:
_____________________
(2)完成调节后,他们按照图乙所示的方法来称量石块的质量,则石块的质量读作_______
(3)第二小组在测量完石块质量后,发现由于他们拿到的石块都比较大,无法直接放入量筒中测量体积,请你帮助他们用下面提供的器材补充完成测量方案。
(溢水杯,量筒,小烧杯,足够的水,细线)
①将溢水杯装满水静置在水平桌面上,并在溢水口下方放好小烧杯
②用细线系好大理石轻轻放入溢水杯中
③________________
④最后将量筒放在水平桌面上读出水的体积即为石块的体积。
(4)各小组根据测量结果作出物体m-V关系图像,老师将各组图像叠加到一起分析,如图丙所示,在评估实验时,同学们提出由于第二小组测体积的方法与第一小组不同,因此两组实验图线并没有完全重合,请你分析实验过程并指出图中属于第二小组实验数据的图线是________(选填“a”成“b”),你的理由是__________
【答案】向右调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中央刻度63g溢水杯溢出的水流进小烧杯中,再把小烧杯中的水倒入量筒中b当把小烧杯中的水倒入量筒中时,会有些水分留在小烧杯上,那么用量筒测得的水体积是偏小的,相同质量的大理石,第二组测量时,测得的体积偏小,从图丙中可以看到,图线应该是b线
(1)[1]取下两边的橡胶垫圈后,发现刻度盘如图甲所示,这说明横梁不平衡,应该向右调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中央刻度;
(2)[2]根据天平的使用规则,“左物右码”,左托盘放物体,右托盘放砝码,但是图乙中,刚好相反,那么设石块的质量是
,可得到关系式
求得石块的质量
(3)[3]用细线系好大理石轻轻放入溢水杯中,此时溢水杯溢出的水,流进小烧杯中,再把小烧杯中的水倒入量筒中,最后将量筒放在水平桌面上读出水的体积即为石块的体积;
(4)[4][5]当把小烧杯中的水倒入量筒中时,会有些水分留在小烧杯上,那么用量筒测得的水体积是偏小的,相同质量的大理石,第二组测量时,测得的体积偏小,从图丙中可以看到,图线应该是b线。
10.张智同学在测量某固体物块密度实验时,首先把天平放在水平桌面上,
(1)当横梁静止时观察到指针如甲左图,他把右侧的平衡螺母向______端调节,直到指针指在分度盘的中央刻线.
(2)然后他把待测物体放置在天平左盘,用镊子在右盘增减砝码.当他们准备移动游码时,突然发现之前天平调节时,忘记把游码移到标尺左端0刻度处,游码处在甲右图位置,就调节了平衡螺母.张智同学准备把物体拿下来重新调节.万聪同学阻止了他,说他有办法解决,他请来老师做指导.
(3)当万聪把游码移到图乙位置,读出示数为_____g.万聪同学计算所得物体正确质量为______g.
(4)他们在量筒中倒入20ml水,用细线系住物块,轻轻放入量筒中浸没,待液面稳定后如图丙,读出示数,算出物体的体积为____cm3,得出物体的密度为________kg/m3.
(5)但是万聪提出疑问说,物块有吸水性,这样测出的密度不是物体的真实值.他把物体拿出来,把表面的水擦干后立即放在天平上测出物体的质量为32g,物体吸水质量______g,算出物体未吸水时的密度为______g/cm3
【答案】左28.427201.35×
10351.08
(1)当横梁静止时,指针向右偏,说明右侧重,他应把右侧的平衡螺母向左端调节,直到指针指在分度盘的中央刻线.
(3)当万聪把游码移到图乙位置,读出示数为
,因为没有放物体时,读数已经是1.4g,所以万聪同学计算所得物体正确质量为
(4)他们在量筒中倒入20ml水,用细线系住物块,轻轻放入量筒中浸没,待液面稳定后如图丙,读出示数,算出物体的体积为
,得出物体的密度为
(5)但是万聪提出疑问说,物块有吸水性,这样测出的密度不是物体的真实值.他把物体拿出来,把表面的水擦干后立即放在天平上测出物体的质量为32g,物体吸水质量
,算出物体未吸水时的密度为:
.
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