上海中国中学物理质量与密度实验单元综合测试Word版 含答案.docx
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上海中国中学物理质量与密度实验单元综合测试Word版含答案
一、初二物理质量与密度实验易错压轴题(难)
1.小华同学从网上购置了一盒用于3D打印的条状物,该条状物的外包装盒上注明该材料不溶于水,与水无反应,具有一定的吸水性。
学完力学知识后,小华想利用所学知识测出条状物的密度。
(1)小华将天平放在桌面上,把游码移至称量标尺左端零刻线处,发现指针在分度标尺中线的右侧,他应该将平衡螺母向____________________(选填“左”或“右”)调节;
(2)他取出两根完全相同的条状物,用天平测量它们的质量,天平平衡时右盘砝码和游码对应的位置如图甲所示,这两支条状物的质量是____________________g;
(3)将适量的水倒入量筒中,读出水的体积。
然后把这两支条状物轻轻放入量筒中,发现它们先是漂浮并冒出气泡,然后慢慢沉入水底(假设体积不膨胀),稳定后读出水和条状物的总体积。
如果用这种方法测量体积,会直接导致密度的测量值比真实值____________________(选填“偏大”或“偏小”);
(4)为了更加准确地测出两支条状物的体积,他把吸足水的条状物取出擦干,放入装有34mL水的量筒中,水面对应的示数如图乙所示,则条状物的总体积是____________________cm3,密度为ρ=____________________g/cm3。
(5)小华想利用已知密度的条状物和小圆柱形容器,用如图丙所示的步骤测出盐水的密度,请你根据他的实验步骤写出盐水密度的表达式;
①在小圆柱形容器中倒入适量盐水,用刻度尺量出了盐水的深度为h1;
②将一支干燥的条状物用保鲜膜包好密封,放入容器中,条状物漂浮,用刻度尺量出此时盐水的深度为h2;
③用细长针将条状物完全压住浸没在盐水中,用刻度尺量出此时盐水的深度为h3;
④盐水密度的表达式为ρ盐水=____________________(用字母表示,条状物密度用“ρ”表示);
(6)小华还想用弹簧测力计和金属圆柱体测量盐水的密度。
于是他找来一只弹簧测力计,但他发现该测力计的刻度盘已经模糊不清,就找来台秤按如图丁所示步骤来完成测量;
①将金属圆柱体的一半浸入水中,记下台秤的示数为m1=102g;
②将圆柱体全部浸入水中,记下台秤的示数为m2=152g;
③将圆柱体全部浸入与水等质量的盐水中,记下台秤的示数m3=182g;
④算出盐水的密度ρ盐水=____________________g/cm3。
【答案】左8.4偏大120.7
1.3
【解析】
【分析】
【详解】
[1]根据天平使用方法,将天平放在水平桌面上,把游码归零后,往右边偏转,则需将平衡螺母向左调节,直到天平平衡。
[2]看图可知这两支条状物的质量是
[3]把这两支条状物轻轻放入量筒中,发现它们先是漂浮并冒出气泡,然后慢慢沉入水底(假设体积不膨胀),由于物体吸水,稳定后读出水和条状物的总体积就会偏小,计算出的密度就会偏大了。
[4][5]条状物的体积为
条状物的密度为
[6]设小圆柱形容器的横截面积为S,条状物漂浮时,受到的浮力与重力相等,所以条状物的质量为
完全浸没后,可计算出条状物的体积为
则盐水的密度为
即
[7]金属圆柱体的一半浸入水中时,排开水的质量为
则水的质量为
把金属圆柱完全浸没在水中时,排开水的质量为
排开水的体积即金属块的体积为
金属块全部浸入盐水中时排开盐水的质量为
则盐水的密度为
2.小明和小丽测量鹅卵石的密度:
(1)小明的测量方法如图A所示,其步骤:
①在测鹅卵石的质量时,他将天平放在水平台面上,再将游码调到“0”刻度线处,发现指针停在如图甲所示的位置。
要使天平平衡,应将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调,调好天平后,他进行了正确的操作,砝码和游码的位置如图乙所示,鹅卵石的质量为__________g。
②在量筒内注入30mL的水,将系上细线的鹅卵石没入水中,水面位置如图丙所示,鹅卵石的体积为__________cm3。
③则鹅卵石的密度为__________kg/m3。
(2)小丽的测量方法如图B所示,其步骤:
a.在圆柱形玻璃筒内加入适量的水,正方体塑料块漂浮在水面上,用刻度尺测出塑料块露出水面的高度h1;b.将鹅卵石放在塑料块上,塑料块仍漂浮在水面上,用刻度尺测出塑料块露出水面的高度h2;c.用细线将鹅卵石系在塑料块下方,然后放入水中,塑料块仍漂浮在水面上,用刻度尺测出塑料块露出水面的高度h3。
①鹅卵石密度的表达式为ρ=______________(已知水的密度为ρ水,用所测量的符号表示)
②若在进行测量步骤c时,不小心将部分水沾在塑料块的上表面,测得鹅卵石的密度为ρ',则ρ'________ρ(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】左22.482.8×103
=
【解析】
【分析】
【详解】
(1)①[1]在用天平测量矿石的质量时,应将天平放在水平工作台上,游码移至标尺左端的“0”刻度线处。
由图甲可知,指针偏右,说明右侧质量偏大,此时应将平衡螺母向左调节。
[2]由图乙可知,鹅卵石的质量为
m=20g+2.4g=22.4g
②[3]由图丙可知,鹅卵石的体积为
V=38cm3-30cm3=8cm3
③[4]由
得,鹅卵石的密度为
(2)①[5]设正方体塑料块一个面的面积为S,则鹅卵石受到的浮力为
鹅卵石的重力G=mg=F浮,则鹅卵石的质量为
鹅卵石的体积
V=S(h3-h2)
故鹅卵石的密度为
②[6]若塑料块上沾上水后,塑料块和鹅卵石的重力增大,排开水的体积增大,但容器中的液面高度不变,即h2、h3都不变,故测量的密度不变。
3.小明想知道酱油的密度,于是他和小华用天平和量筒做了如下实验:
(1)将天平放在水平台上,将游码移到零刻度线处时,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“左”或“右”)调;
(2)在烧杯中倒入适量的酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为106g;再将烧杯中的一部分酱油倒入量筒中,测出烧杯和剩余酱油的总质量如图甲所示,量筒中酱油的体积如图乙所示,则酱油的密度为(__________)kg/m3;
(3)小华不小心将量筒打碎了,老师说只用天平这一量工具也能粗略测量出酱油的密度。
于是小华添加两个完全相同的烧杯和适量的水,设计了如下实验步骤,请你补充完整,并用适当的符号表示相应的物理量。
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为(__________);
②将一个烧杯装适量的水,并做标记,_____(已知水的密度为ρ水);
③(__________);
④则酱油的密度表达式ρ=(__________)(用上述步骤中的物理量符号来表示)。
【答案】右1.1×103m0测出总质量为m1用另一个空烧杯装酱油至同样标记处,测出烧杯和酱油的总质量m2
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]发现指针指在分度盘的中央零刻度线的左边,说明左侧质量略大,应旋动横梁上的平衡螺母,使之向右移动。
(2)[2]由图甲可知,剩余酱油和烧杯的总质量
m2=50g+10g+2g=62g
量筒中酱油的质量为
m=m1-m2=106g-62g=44g
量筒中酱油的体积为
V=40mL=40cm3
酱油的密度为
(3)①[3]调好天平,用天平测出空烧杯质量记为m0。
②[4]将一个烧杯装适量的水,并做标记,测出总质量为m1。
③[5]已知空烧杯的质量为m0,烧杯和加入水的总质量为m1,所以烧杯中水的质量为m水=m1-m0;根据公式
可以求得水的体积为
所以这一步的操作是:
用另一个空烧杯装酱油至同样标记处,测出烧杯和酱油的总质量m2。
④[6]酱油的质量为
m酱油=m2-m0
烧杯内水的体积等于酱油的体积,则酱油的密度表达式
4.小明所在的物理兴趣小组需要密度为1.15g/cm3的盐水,为检验配制的盐水是否合格.
(1)小明设计了如下方案:
①将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的“0”刻度线上,发现指针的位置如图甲所示,则需将平衡螺母向_____调节;
②测量烧杯和盐水的总质量时,砝码和游码的位置如图乙所示,则烧杯和盐水的总质量为_____g;
③将烧杯中的部分盐水倒入量筒中(如图丙所示);
④测出烧杯和剩余盐水的质量为25g;
⑤计算出盐水的密度为_____g/cm3.
(2)为配制合格的盐水,需要继续向盐水中_____(选填“加盐”或“加水”),但加多少才能刚好使配制的盐水合格,很难控制.小明思考后,想用饮料吸管制作一个简易的密度计来解决这一问题,制作步骤如下:
①他找来一根饮料吸管,测得吸管的长度是15cm,用石蜡将其一端密封起来;
②在吸管上距密封端11.5cm处画一刻线标上1.0,在吸管上距密封端_____cm处画一刻线标上1.15;
③在吸管中放入适量的细砂后将其放入清水中,增减细砂直到水面刚好与1.0刻线相平;
④从清水中取出吸管放入配制的盐水中,向盐水中加某物质直到液面与1.15刻线相平,盐水的密度就刚好是1.15g/cm3.
(3)完成实验后,小明想在这根吸管上再增加些刻线,制成一个测量范围是0.7g/cm3~1.3g/cm3、分度值是0.05g/cm3的密度计,结果发现不能实现,原因是_____.为了能用这根吸管制成符合要求的密度计,他应_____(填“增加”或“减少”)吸管中的细砂后,并重新标注刻度线.
【答案】右62.41.1加盐10吸管长度不够(吸管嫌短)减少
【解析】
【详解】
第一空.由图甲知道,将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的“0”刻度线上,发现指针向左偏,则说明天平的左端下沉,右端上翘,所以,平衡螺母向上翘的右端移动;
第二空.由图乙知道,烧杯和盐水的总质量是:
m1=50g+10g+2.4g=62.4g;
第三空.由图丙知道,量筒中盐水的体积是:
V=34mL=34cm3,
烧杯和剩余盐水的质量是m2=25g,量筒中盐水的质量是:
m=m1-m2=62.4g-25g=37.4g,
则盐水的密度是:
;
第四空.根据题意知道,需要盐水的密度是1.15g/cm3,而现在盐水的密度是1.1g/cm3,所以,需要再加入盐,才能增大盐水的密度;
第五空.根据题意知道,吸管在水中和盐水中都漂浮,受到的浮力相等,即F浮水=F浮盐水,设吸管的底面积是S,在吸管上距密封端hcm处画一刻线标上1.15,则,ρ水gV排水=ρ盐水gV排盐水,代入数据得:
1.0×103kg/m3×10N/kg×S×11.5×10-2m=1.15×103kg/m3×10N/kg×Sh,
解得,h=0.1m=10cm;
第六空.小明不能制成一个测量范围是0.7g/cm3~1.3g/cm3、分度值是0.05g/cm3的密度计;与第五空同理:
密度计始终漂浮在液体中,受到的浮力相等,所以密度计在水中和密度为0.7g/cm3的液体中浮力相等,即F浮水=F浮液,由ρ水gV排水=ρ液gV排液可知,
1.0×103kg/m3×10N/kg×S×11.5×10-2m=0.7×103kg/m3×10N/kg×Sh',
解得,h'≈0.165m=16.5cm>15cm,
由此可知,小明不能制成密度计的原因是吸管长度不够;
第七空.根据漂浮条件,减小密度计的重力,可以减小密度计的浮力,当液体密度不变时,密度计排开液体的体积减小,需要的吸管长度可以短一些,所以,需要减小管中的沙子,并重新标注刻度线。
5.
(1)李明取来托盘天平放在水平桌面上,发现分度盘如图甲所示。
他应先将天平的平衡螺母向_____移动。
如在测量过程中出现了甲图所示情况,应___________;
(2)用天平测出空烧杯的质量为16g,在烧杯中倒入适量的酱油,测出烧杯和酱油的总质量如图乙所示,将烧杯中的酱油全部倒入量筒中,酱油的体积如图丙所示,则烧杯中酱油的质量为____g,酱油的密度为_____kg/m3.此法测出的酱油密度比真实值_____(选填“偏大”或“偏小”);
(3)为了避免测量中烧杯沾有液体的影响,李明又想到另一种方法测量酱油的密度,他添加两个完全相同的烧杯和适量的水,实验步骤如下∶
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0;
②将一个烧杯_____,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;
③用另一个相同的烧杯装满酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m2;
④则酱油的密度表达式ρ=_____(已知水的密度为
)。
【答案】左取下最小砝码,向右调节游码661.1×103偏大装满水
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]从指针向右偏,则右端较重,平衡螺母应该向左调。
[2]如在测量过程中出现了甲图所示情况,说明右端稍重。
此时取下最小砝码,向右调节游码。
(2)[3]由图可知烧杯和酱油的总质量是
其中酱油的质量是
[4]酱油的体积从量筒上可以看出是60cm3,所以酱油的密度是
[5]由于在实验中测量酱油的质量是准确的,测量酱油的体积时会由于烧杯内壁沾有少量的酱油,而使体积变小,所以这种方法测出的密度值会偏大。
(3)[6]为了避免实验中的测量体积的误差,用两只相同的烧杯,装有同体积的酱油和水,通过只测量质量就可以利用水的密度来表示酱油的密度,所以步骤②中,将一个烧杯装满水。
[7]两只相同的烧杯,中水和酱油的体积相同,即
则
可得
6.小刚在测量食用油密度的实验中,先将天平放在水平桌面上,移动游码至标尺左端“0”刻度线后指针位置如图甲所示,他随即在天平左盘中放入盛有食用油的烧杯,在右盘中加入砝码,并移动游码,使天平平衡,测得烧杯和食用油的总质量为87.8g:
(1)随后,他提起烧杯向空量筒中倒入30.0mL的食用油,再将烧杯放回天平左盘中,当右盘所加砝码和游码位置如图乙所示时,天平再次平衡,于是他计算得出食用油的密度为___________kg/m3;
(2)在开始测量质量前,小刚没有调节天平平衡,这使他第一次测得的烧杯和食用油的总质量_____(选填“偏大”“不变”或“偏小”),在
(1)中测得的食用油密度____(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
【答案】
偏小不变
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]提起烧杯向空量筒中倒入30.0mL的食用油后,剩余的烧杯和食用油的质量如图乙所示为
量筒中食用油的质量为
食用油的密度为
(2)[2][3]由甲图可知,指针指向分度盘的右侧,说明右侧的质量大,没有调节天平平衡,使得称量的物体的质量会偏小,因为两次测得烧杯和食用油(烧杯和剩余食用油)的总质量都偏小,且偏小程度相同,导致量筒中食用油的质量测量准确,体积不变,故测出的密度不变。
7.小明测一块小石块的密度,进行了如下实验∶
(1)将天平放在水平桌面上,将___移至标尺左端零刻度线处,调节横梁平衡;
(2)如图甲所示,小石块的质量为___g;
(3)将小石块放入盛有50m1水的量筒中,静止时液面情况如图乙所示,则小石块的密度是___kg/m2;
(4)若小明在第
(2)步骤测量过程中,用镊子添加砝码并向右旋动平衡螺母,直到天平平衡,此错误操作将导致所测密度偏___。
【答案】游码31.43.14×103小
【解析】
【分析】
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;弄清楚量筒的量程和分度值,再根据液面对应刻度来读数,零件的体积等于零件和水的总体积减去水的体积;然后根据公式
求出雨花石的密度。
【详解】
(1)[1]使用天平测量物体质量时,应将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端零刻度线处,然后调节平衡螺母使横梁平衡。
(2)[2]如图乙所示,标尺的分度值是0.2g,小石块的质量为
m=20g+10g+1.4g=31.4g
(3)[3]由图丙可知,水和小石块的总体积
,则小石块的体积
小石块的密度为
(4)[4]天平已经调节平衡,小明向右旋动平衡螺母会导致所称小石块的质量偏小;由
可知,此时所测密度会偏小。
【点睛】
测固体的密度是初中物理比较基本的实验,本题考查用天平和量筒的读数以及密度的计算,考查了学生的实验能力。
8.利用一个烧杯、天平和适量的水,小刚同学测出了一小块不规则小石块的密度。
(1)小刚同学使用天平称量物体质量,调节天平横梁平衡时,出现如图甲所示情况,他应向_____调节平衡螺母使横梁平衡;如果在称量过程中,加到最后一个砝码,出现如图甲所示情况,他应_____,最终测得小石块的质量为52g。
(2)如图乙所示:
A.往烧杯中加入适量的水;
B.把小石块浸没,在水面到达的位置做上标记;
C.取出小石块;测出此时烧杯和水的总质量为127g;
D.往烧杯中加水,直到_____,再测出此时烧杯和水的总质量为140g;
(3)计算出小石块的体积为_____cm3;
(4)计算出小石块的密度为_____kg/m3;
(5)在一旁观看的小敏同学认为该测量值和真实密度相比明显_____(偏大/偏小),只利用原有实验器材,改进实验步骤,即可消除这一人为偏差,其方法是_____。
【答案】左取下最小的砝码,然后向右调节游码使横梁平衡液面与标记对齐134×103偏小测A图装置的质量利用AD两图来计算石块体积
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据图指针指在分度盘的右侧,指针右偏时向左调节平衡螺母使天平平衡。
[2]如果在称量过程中,出现如图甲所示情况,说明所加的砝码不合适,所以应该取下所加的砝码,然后向右调节游码使横梁平衡。
(2)[3]为了利用等效替代法得到体积,所以应该往烧杯中加水,直到液面与标记对齐。
(3)[4]小石块的体积为
(4)[5]石块的密度为
(5)[6]取出石块时,石块会带出一部分水,使得测得的水的体积偏大,根据公式
,测得的密度偏小。
[7]测A图装置的质量利用AD两图来计算石块体积可以避免这一人为偏差。
9.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
【解析】
【详解】
(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。
10.小军用天平和量筒测量食用油的密度。
(1)请你将以下小军的实验步骤补充完整;
①将托盘天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端零刻线处。
发现指针静止时位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向________(“左”或“右”)调节直至横梁平衡。
②将装有食用油的烧杯放在天平左盘中,当天平再次平衡时,砝码和游码的位置如图乙所示,用天平测出________并记录。
③把烧杯中的部分食用油倒入量筒中,其示数如图丙所示。
④用天平测出烧杯和剩余食用油的质量m2并记录。
(2)请你将表头、数据及计算结果填在下表中。
(______)
烧杯和剩余食用油的质量m2/g
(_______)
食用油的密度ρ/(g∙cm-3)
(______)
26
(_______)
(_______)
【答案】左烧杯和食用油的总质量m1烧杯和食用油的总质量m1/g52g量筒中食用油的体积V/ml40ml0.9g/cm3
【解析】
【详解】
(1)[1]调节天平横梁平衡时,应先将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端零刻线处,指针静止在分度盘中央刻度线的右侧,说明右侧重,反向调节平衡螺母,所以应该将平衡螺母向左调节;
[2]将装有食用油的烧杯放在天平左盘中,当天平再次平衡时,砝码和游码的位置如图乙所示,用天平测出烧杯和食用油的总质量m1,并记录;
(2)[3][4]测量食用油的密度,第一步先测量食用油和烧杯的总质量m1,如图丙所示为:
50g+10g+2g=62g;
第二步,将烧杯中的食用油倒一部分进入量筒中,用天平测出烧杯中剩余部分食用油和烧杯的质量m2=26g,
[5][6]则倒入量筒中的食用油质量为:
m=m1-m2=62g-26g=36g;
[6]第三步,读出倒入量筒的食用油的体积为:
V=40ml=40cm3,
最后根据
得食用油的密度为:
。
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