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3.
小明想测出一个实心塑料球的密度,但发现塑料球放在水中会漂浮在水面上,于是,设计了以下实验步骤:
第3题图
A.用调好的天平测出塑料球的质量,天平平衡时如图a所示,记录塑料球的质量为m1;
B.把适量水倒入量筒中,如图b所示,记录此时水的体积为V1;
C.用细线一端拴塑料球,另一端拴一个铁块放入水中,静止时如图c所示,记录此时量筒的示数为V2;
D.剪断细线,让铁块单独静止于水中如图d所示,记录此时量筒的示数为V3.
根据上述实验步骤,请你解答下列问题:
(1)以上各步骤中多余的是________;
(2)实验中使用天平测量出塑料球的质量m=______g,计算出塑料球的密度ρ=______kg/m3,此密度的测量值比真实值________;
(3)本实验如果没有天平,但是有弹簧测力计,那么应该修改上述实验步骤A,你的操作方法是____________________________.
4.
(2016本溪)在学完密度知识后,小强想利用天平和量筒测量粉笔的密度.
第4题图
(1)小强将天平放在水平桌面上,把游码移至标尺左端____________处,发现指针在分度盘中线的右侧,他将平衡螺母向________调节,直至天平横梁平衡.
(2)他找来几根粉笔头,用天平测量它们的质量,天平平衡时盘中的砝码和游码对应的位置如图甲所示,这些粉笔头的质量是________g.
(3)他将适量水倒入量筒中,读出水的体积.将这些粉笔头放入量筒中,发现它们先是漂浮并冒出气泡,然后慢慢下沉继续冒出气泡.老师告诉他这是由于粉笔疏松多孔并具有吸水性造成的.如果用这种方法测量粉笔头体积,会导致密度的测量结果________(选填“偏大”或“偏小”).
(4)为了更加准确的测出粉笔头的体积,他把所有吸饱水的粉笔头取出,放入装有25mL水的量筒中,液面对应的示数如图乙所示,粉笔头的体积是________cm3,粉笔的密度为ρ粉笔=______g/cm3.
(5)小强又利用已知密度的粉笔和量筒测出了果汁的密度,请你根据他的实验步骤写出果汁的密度表达式.
①在量筒中倒入适量果汁,读出液面对应的示数为V1;
②将一根粉笔用保鲜膜包好,放入量筒中,粉笔漂浮(如图丙所示),读出液面对应的示数为V2;
③利用细长针将粉笔完全压入果汁中(如图丁所示),读出液面对应的示数为V3;
④果汁密度的表达式为ρ果汁=________(用字母表示,ρ粉笔已知).
(三)特殊方法测密度
5.
某同学测一块形状不规则,体积较大的矿石的密度.
第5题图
(1)在调节天平的过程中,发现指针的偏转如图甲所示,此时应将横梁左端的平衡螺母向______调.
(2)用调好的天平测量矿石的质量,当天平平衡时,右盘中砝码及游码对应的刻度如图乙所示,则矿石的质量是________g;
(3)由于矿石的体积过大不能直接放入量筒中,于是他借助于溢水杯,在溢水杯中加满水,如图丙所示,用细线将矿石拴好缓慢放入到水面恰好与溢口相平的溢水杯中,用空烧杯收集溢出的水并倒入量筒中,如图丁所示,水的体积如图戊所示,则矿石的体积为________cm3;
矿石的密度为________kg/m3.
(4)请你评估,他测出矿石的密度与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”),原因是_________________.
6.
(2016荆州)小明用天平、细线、烧杯、水来测定某工艺品的密度,他设计的实验过程如图所示:
第6题图
(1)把天平放在______上,游码移至标尺左端的零刻度线处,看到指针在分度盘中央两侧摆动,摆动的幅度如图甲所示,此时应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使指针指在分度盘中央.
(2)用调节好的天平测量工艺品质量,当天平平衡后,右盘中砝码和游码的位置如图乙所示,工艺品的质量为________g.
(3)往烧杯中倒入适量的水,用调节好的天平测出烧杯和水的总质量为220g;
(4)用细线拴好工艺品,并浸没在水中如图丙所示,在右盘中增加砝码并移动游码,当天平平衡后,测得质量为228g,则工艺品的体积为______cm3,工艺品的密度为________kg/m3.(ρ水=1.0×
103kg/m3)
7.
(2016长春)小红在海边捡到一个精美的小石块,她想测量该石块的密度,于是利用家中的长刻度尺、两个轻质小桶(质量不计)、细线、水杯、水,设计并进行了如下实验:
第7题图
(1)用细线将刻度尺悬挂在晾衣架上,调整悬挂点的位置,当刻度尺在水平位置平衡时,记下悬挂点在刻度尺上的位置为O.
(2)向水杯内倒入适量的水,在水面处作一标记,如图甲所示.
(3)将石块浸没在该水杯内的水中,不取出石块,将杯中的水缓慢倒入一个小桶中,至杯内水面下降到标记处(石块未露出水面),此时小桶中水的体积________(选填“大于”“小于”或“等于”)石块的体积.
(4)将石块从水杯内取出,放入另一个小桶中,将装有石块和水的两个小桶分别挂在刻度尺的左右两端,移动小桶在刻度尺上悬挂点的位置,直到刻度尺在______位置恢复平衡.如图乙所示.记下这两个悬挂点到O点的距离分别为l1和l2,则石块的密度ρ石______(用l1、l2和ρ水表示).
(5)实验结束后,小红反思自己的测量过程,由于从水杯内取出的石块沾有水,导致最后的测量结果________(选填“偏大”“偏小”或“不变”).
二、测量液体的密度
8.(2016荆门)在测量学生奶密度的实验中.
(1)为了减小实验误差,应该选择图________(选填“甲”或“乙”)中的量筒.
(2)把天平放在水平桌面上,把游码移到标尺的零刻度线处,发现指针偏左,应______________,直到横梁平衡.
第8题图
(3)小铭进行了如下实验.
A.把天平放在水平桌面上,调节横梁平衡.
B.用天平测出烧杯的质量m1.
C.将适量的学生奶倒入烧杯,测出烧杯和学生奶的总质量m2.
D.将烧杯中的学生奶全部倒入量筒,测出体积V.
考虑到学生奶从烧杯中倒出时有残留,密度的测量值偏________.为此,同组的小浩提出只要调整实验顺序就可以解决这个问题.这个实验顺序是________(填序号).
(4)按照调整后的方案进行实验.在测量烧杯质量时砝码及游码情况如图丙所示.实验数据如下表,其中①和②的数值分别为________、________.
烧杯的质量m1/g
烧杯和学生奶的总质量m2/g
学生奶的体积V/cm3
学生奶的密度ρ/(g·
cm-3)
①
78.2
40
②
(二)特殊方法测密度
9.
(2016日照)吴丽知道了水的密度是1.0×
103kg/m3,她还想知道家中食用油的密度,于是,她找来一个干净的小瓶A装满食用油,利用如图所示的天平(砝码已丢失)、量筒、茶杯、水和胶头滴管等来进行测量,爸爸说,食用油太粘、不易清洗,不要直接用量筒测量它的体积,吴丽想了想,又找来了一个与A完全相同的干净的小瓶B,最终测出了食用油的密度,她的探究过程如下:
(1)将托盘天平放在水平桌面上,________调节右端的平衡螺母,使横梁平衡.
(2)将盛满食用油的小瓶A放入左盘,将小瓶B放入右盘,向B中加水,直至天平再次平衡,将小瓶B中的水全部倒入量筒中,量筒的示数如图乙所示,记为V1=______cm3,然后将量筒中的水全部倒出.
第9题图
(3)________________,然后将水全部倒入量筒,读出示数,即为食用油的体积,记为V2=40cm3.
(4)根据以上数据,计算得到食用油的密度为________kg/m3.
10.
(2016重庆B卷)某中学环保小组在长江边取适量江水样品,分别进行了江水密度的测量:
(1)小薇把样品带回学校,用天平和量筒做了如下实验:
①将天平放在________台上,把游码移到零刻度线处,发现指针指在分度盘的左侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向________(选填“右”或“左”)调,直至天平平衡;
第10题图
②用天平测出空烧杯的质量为30g,在烧杯中倒入适量的江水样品,测出烧杯和江水的总质量如图甲所示,则烧杯中江水的质量为________g,将烧杯中的江水全部倒入量筒中,江水的体积如图乙所示,则江水的密度为________g/cm3;
③小薇用这种方法测出的江水密度比真实值________(选填“偏大”或“偏小”).
(2)小亮把样品带回家,用家里的一台电子秤(如图丙所示)和没喝完的半瓶纯净水,做了如下实验:
①用电子秤测出半瓶纯净水的总质量为m1,并用笔在瓶身水面位置标记为A;
②把瓶中的水全部用来浇花,然后吹干,用电子秤测出空瓶的质量为m2;
③把江水慢慢倒入空瓶中,直至液面与________相平,再用电子秤测出瓶的总质量为m3;
④则江水的密度表达式ρ=________(纯净水的密度用ρ水表示).
⑤小亮测算江水的体积使用了下列3种物理方法中的________.
A.控制变量法 B.等量替代法 C.类比法
11.(2016达州)小张在家中自制了一个简易密度计并用它来测定盐水的密度.
实验器材有:
刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水.
第11题图
实验步骤如下:
①用刻度尺测出竹筷的长度L;
②竹筷的下端缠上适量的细铅丝;
③把自制的密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h1(如图所示);
④把自制的密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2.
根据上面的步骤回答下列问题:
(1)竹筷下端缠上适量的细铅丝,主要目的是____________(选填“降低重心”或“增大支撑面”)使竹筷能竖直漂浮在液面.
(2)密度计是利用浮力________重力的条件工作的,竹筷下表面受到水的压强________竹筷下表面受到盐水的压强(均选填“大于”“等于”或“小于”).
(3)被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积________(选填“越小”或“越大“)
(4)被测盐水的密度表达式:
ρ盐水=________(不计铅丝体积,水的密度为ρ水)
12.
(2016吉林)用弹簧测力计、一金属块、水来测量某液体密度,步骤如下:
第12题图
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测得该金属块在空气中的重力G=________N;
(2)如图乙所示,弹簧测力计的示数为1.6N,则金属块受到的浮力F浮=______N,金属块的体积V=________m3;
(g取10N/kg)
(3)若要继续测出被测液体的密度,你的操作是:
___________.
13.
(2016北京)小曼利用符合实验要求的圆柱体物块、石子、细线、量筒和适量的水测量某未知液体的密度.如图是小曼正确测量过程的示意图.已知水的密度为1×
103kg/m3,g取10N/kg.实验过程如下:
第13题图
①将适量的水倒入量筒中,如图甲所示,记录量筒中水的体积.
②将拴有石子的物块置于量筒内的水中,如图乙所示,量筒中水面所对应的示数为66cm3.
③将待测液体倒入另一量筒中,如图丙所示,记录量筒中待测液体的体积.
④将上述石子和物块擦干后,置于量筒内的待测液体中,如图丁所示,量筒中液面所对应的示数为70cm3.
由以上实验可知:
(1)石子和物块在水中所受的总浮力为______N;
(2)待测液体的密度为________kg/m3.
答案
1.
(1)A
(2)调节天平平衡前游码没有归零 (3)27 10
2.7 (4)不变 (5)在同一水平线上(相平) 偏大
【解析】
(1)测固体密度时,为了减小实验误差,应先用天平测出物体的质量,再测物体的体积,最后利用公式ρ=
计算出密度;
(2)由题图甲可知,此时游码没有移至左端零刻度线处;
应先将游码移至零刻度线处,再调节平衡螺母,使天平横梁平衡;
(3)由题图乙可知:
鹅卵石的质量m=20g+5g+2g=27g;
由题图丙可知,量筒中水的体积为14mL;
由题图丁可知,量筒中水和鹅卵石的总体积为24mL,则鹅卵石的体积为V=24mL-14mL=10mL=10cm3.鹅卵石的密度ρ=
=
=2.7g/cm3;
(4)密度是物质的一种特性,鹅卵石磨损后,其密度不变;
(5)用量筒测量水的体积,读数时视线应与液体凹面的底部相平.若在题图丁中读数时视线仰视,则读出的量筒中水和鹅卵石的总体积偏小,将导致计算出的鹅卵石的体积偏小,由ρ=
可知,所测得鹅卵石的密度偏大.
2.
(1)零刻度线 平衡螺母 147.6
(2)60 (3)2.46 (4)小
(1)本题考查了物质密度的测量,对于天平使用要注意其使用规则,即一放平,二归零,三调螺母找平衡,左物右码要记清.由题图甲可知,所称量的颗粒的质量为147.6g.
(2)由题图乙可知所称量的颗粒体积是160mL-100mL=60mL即60cm3.(3)物质的密度ρ=
=2.46g/cm3.(4)若摇动不够充分,会使测量的体积变大,根据ρ=
可知,计算出的密度会偏小.
3.
(1)B
(2)13.8 0.69×
103 小 (3)用细线将塑料球挂在已调好的弹簧测力计挂钩上,静止时,记录塑料球受到的重力G
(1)塑料球的密度小于水,要借助铁块,利用配重法测量塑料球的体积,可以测量铁块和水的体积及塑料球浸没后的总体积,不需要专门测量液体的体积,所以B步骤是多余的;
(2)由题图可知,塑料球的质量为m=10g+3.8g=13.8g,塑料球的体积为V=46cm3-26cm3=20cm3,塑料球的密度为ρ=
=0.69g/cm3=0.69×
103kg/m3,由于塑料球从水中取出时表面沾有水,导致剩余水和铁块的体积测量值偏小,塑料球体积相应偏大,由公式ρ=
知,塑料球密度测量值偏小;
(3)弹簧测力计可以测量塑料球的重力,然后根据m=
得到塑料球的质量,所以操作方法是:
用细线将塑料球挂在己调好的弹簧测力计挂钩上,静止时,记录塑料球受到的重力G.
4.
(1)零刻度线 左
(2)6.8 (3)偏大 (4)10 0.68
(5)
ρ粉笔
(1)使用托盘天平时,首先把游码归零,再看指针的位置,遵循“左偏右调、右偏左调”,至天平横梁平衡;
(2)看清标尺的分度值是0.2g,粉笔的质量=砝码的质量+游码的质量,为6.8g;
(3)粉笔头具有吸水性,所以测得的体积V偏小,据公式ρ=
可知,密度偏大;
(4)读出量筒中的体积示数V=35cm3,粉笔的体积V′=35cm3-25cm3=10cm3,ρ=
=0.68g/cm3;
(5)V粉=V3-V1,G粉笔=mg=(V3-V1)ρ粉笔g,粉笔漂浮在液面时,F浮=G粉笔=ρ液gV排=ρ液g(V2-V1),即(V3-V1)ρ粉笔g=ρ液g(V2-V1),可得ρ液=
ρ粉笔,即ρ果汁=
ρ粉笔.
5.
(1)左
(2)164.4 (3)60 2.74×
103 (4)偏大 溢出的水从烧杯中倒入量筒时,会有部分的水残留在烧杯壁上,使测得矿石的体积变小,矿石密度值偏大
(1)由图甲所示可知,指针偏向分度盘的右侧,为使天平平衡,根据“右偏左调”的原则,平衡螺母应向左调节;
(2)由图乙可知,天平标尺的分度值为0.2g,则标尺上对应的数值为4.4g,则矿石的质量m=100g+50g+10g+4.4g=164.4g;
(3)由图丙可知,量筒中水的体积为60mL,则矿石的体积为V=60cm3,故矿石的密度ρ=
=2.74g/cm3=2.74×
103kg/m3;
(4)因将溢出的水从烧杯倒入量筒中时,烧杯壁会粘有部分水,致使测得水的体积偏小,即测得的矿石的体积偏小,根据密度公式ρ=
可知,m不变,V偏小,矿石的密度会偏大.
6.
(1)水平台 右
(2)64 (4)8 8×
103
(1)先要将天平放在水平台上,游码调零后,如果指针指在分度盘的左侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向右调;
(2)物体的质量为砝码的质量加游码对应的刻度值,质量为60g+4g=64g;
(4)当工艺品浸没在水中时,天平盘增加的质量为m排水=228g-220g=8g,工艺品的体积V=V排=
=8cm3,工艺品的密度为ρ=
=8g/cm3=8×
103kg/m3.
7.(3)等于 (4)水平
(5)偏大
(3)水杯中放入石块后,水面会上升,把水杯中的水倒入小桶中,使水面仍在标记处,而且石块未露出水面,说明倒入小桶中水的体积等于石块的体积;
(4)移动两个小桶悬挂的位置,直至刻度尺在水平位置平衡时,则有G排水l2=G石l1,即ρ水gV排水l2=ρ石gV石l1.由于V排水=V石,则ρ石=
;
(5)由于石块取出时沾有水,使得石块的重力较大,在调节刻度尺平衡时,造成l2变大,由ρ石=
可知,会导致石块密度的测量值偏大.
8.
(1)甲
(2)向右调节平衡螺母 (3)大 ACDB (4)36.6
1.04
(1)量筒的分度值越小结果越精确,故选甲;
(2)称量前游码归零发现指针偏左,应该向右调节平衡螺母;
(3)烧杯中残留有奶滴使体积偏小,则根据密度公式ρ=
可知密度偏大;
测液体密度时质量要用差值法可减小误差,实验顺序为ACDB;
(4)把右盘中所有砝码的质量和游码左端所对的刻度值加在一起为m1=20g+10g+5g+1.6g=36.6g;
学生奶的密度ρ=
1.04g/cm3.
9.
(1)向左
(2)34 (3)向小瓶B中倒满水 (4)0.85×
(1)如题图,指针偏向分度盘的右侧,天平的左端上翘,将右端的平衡螺母向左端调节;
(2)由题图知,量筒10cm3之间有10个小格,所以一个小格代表1cm3,此量筒的分度值为1cm3;
液面与“34”相平,所以此时水的体积V1=34cm3;
(3)AB瓶完全相同,在B瓶中装满水,水的体积等于食用油的体积,则食用油的体积为V2=40cm3;
由ρ=
得食用油的质量:
m油=m水=ρ水V1=1.0g/cm3×
34cm3=34g;
食用油的密度:
ρ油=
=0.85g/cm3=0.85×
103kg/m3.
10.
(1)①水平 右 ②39.6 1.1 ③偏大
(2)③标记A ④
ρ水 ⑤B
(1)①在利用天平测量质量前要调平,先将天平放在水平台上,然后移动游码到标尺左端零刻度线处,最后调节平衡螺母使横梁水平.调节横梁水平时,指针指在分度盘的一侧,应该把平衡螺母向另外一侧移动,故题目中应将平衡螺母向右调节.②砝码的质量为50g+10g+5g=65g,游码分度值是0.2g,读数是4.6g,所以烧杯和江水的总质量是65g+4.6g=69.6g.空烧杯的质量为30g,则江水的质量m=69.6g-30g=39.6g.量筒的分度值是2mL,则江水的体积V=36mL=36cm3.江水的密度ρ=
=1.1g/cm3.③在测量过程中,江水倒入量筒时,会有少量液体残留在烧杯壁,导致所测液体体积偏小,根据ρ=
可知,测得的密度值偏大;
(2)③题目中没有给出量筒,无法直接测量体积,可以通过测量水的体积来测量出江水的体积,在倒入江水时要等到液面与标记A相平.④纯净水的质量是m水=m1-m2,江水的质量是m江水=m3-m2,因为两者体积相等,V江水=V水=
,江水的密度ρ江水=
ρ水.⑤通过测量水的体积来间接测量江水的体积,这种方法叫等效替代法.
11.
(1)降低重心
(2)等于 等于 (3)越小 (4)
(2分)
(1)铅丝的密度比较大,在液体中能够浸没,并且密度计重心越低越稳定,使密度计能够竖直漂浮在液面上;
(2)根据漂浮条件可知,密度计在液体中处于漂浮状态,浮力与重力大小相等,竹筷在液体中处于静止状态,液体对竹筷的压强p=
,同一密度计的重力相等,底面积相等,故两种情况下竹筷下表面受到液体的压强也相等;
(3)密度计在不同液体中与在盐水中所受的浮力相等,即F浮=ρ液gV排,当ρ液越大时,V排会越小;
(4)在水中时:
F浮=ρ水gV排1=ρ水gS(L-h1);
在盐水中时:
F浮=ρ盐水gV排2=ρ盐水gS(L-h2);
因为浮力相等,所以ρ水gS(L-h1)=ρ盐水gS(L-h2),则ρ盐水=
.
12.
(1)2.6
(2)1.0 10-4 (3)将金属块浸没在待测液体中,记下弹簧测力计的示数F2
【解析】本题考查利用浮力测量液体的密度.
(1)由题图甲可知,此时弹簧测力计的示数即金属块的重力为G=2.6N;
(2)根据称重法测浮力可得:
F浮=G-F1=2.6N-1.6N=1.0N,金属块的体积即金属块排开水的体积,有:
V=
=10-4m3;
(3)要继续测出被测液体的密度,应将金属块浸没在待测液体中,记下弹簧测力计的示数F2,则金属块受到的浮力为F浮=G-F2=ρ液gV,则ρ液=
13.
(1)0.16
(2)0.8×
103 【解析】
(1)如题图乙所示,物块和石子一起漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可知,石子和物块受到的总浮力等于石子和物块的总重力,石子和物块受到水的总浮力为F浮=ρ水gV排=1×
103kg/m3×
10N/kg×
16×
10-6m3=0.16N
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