06 质量和密度
【课标】
本中考考点及要求(“▲”表示该标准要求属于评价水平这一层次)
评价目标和评价水平 标准要求 知识性目标 技能性目标 体验性目标
了解 认识 理解 独立操作 经历 认同 内化
1.知道质量的含义。 2.会测量固体和液体的质量。 ▲ ▲
3.通过实验,理解密度。 4.会测量固体和液体的密度。 5.解释生活中一些与密度有关的物理现象。 ▲ ▲ ▲
【规律】
规律总结1.质量估测问题方法
1.记住一些常见物体质量大约值,比如:
(1)一个鸡蛋质量为5×10-2kg;
(2)成年人质量为50~70 kg;
(3)铅球质量为5 kg;
(4)物理课本质量为0.25 kg。
2.记住一些常见物体体积大约值。
对于几何形状规则物体或者空间,可以估测出长、宽、高或者半径等,利用数学公式计算体积。对于不规则的物体,可以近似的看为和哪个形状类似,然后做长度上的估测,再粗略计算即可。
3.记住一些常见物体密度大约值。人体密度值和水大致相等。
注意:有时也可能让记住物质的密度,估计体积,利用密度公式算出物体质量。
规律总结2.利用密度公式解决计算题的思维方法
首先,对于单一物体而言,根据题干中给出的说明或题中表格,情景图找出这个单一物体对应的三个量:密度ρ、质量m、体积V,各量单位均化为国际单位制单位。根据ρ=m/v,建立方程,待求的量一定在该方程中。有的问题让判断物体是空心的还是实心的?可以用①比较密度法;②比较体积法;③比较质量法。举例说明一下:如用比较密度法:先根据题中已给的质量和体积的值,应用ρ=m/v计算出这时物体的物质密度ρ;然后再和密度表中该物质实际密度ρ真比较,相等说明实心,不相等说明是空心。
其次,在多数应用题中,会出现两种物质存在的情况。处理办法就是阅读题干后找出一物体相对应的三个物理量ρ1、m1、V1,立即给出联系ρ1=m1/V1;再找出另一物体相对应的三个物理量ρ2、m2、V2,各量的单位统一后,立即用密度公式联系ρ2=m2/V2。建立两个方程后,再审题、读题、观察表格、图象,找出两个物体在质量上存在什么联系,或找出两个物体在体积上存在什么联系。即m1=am2或V1=aV2,用这个联系就把上述建立的两个方程化为一个方程,待求的量就含在(或隐含在)这个方程之中,解之即可!最后,就是在应用密度公式解决计算类问题时,需要注意如下的几个方面:
①各量要体现出一一对应的关系;
②各量的单位均用国际单位制单位;
③解题书写过程要规范化,思路清晰。
规律总结3.测量密度问题思维方法
1.用天平和量筒测量固体的密度。测量步骤:
(1)用天平测出固体的质量m。
(2)在量筒中倒入适量的水,测出水的体积为V1。
(3)把固体浸没在量筒的水中,测出二者的体积为V2。
(4)固体的密度ρ=m/V=m/(V2-V1)
2.用天平和量筒测量液体的密度。测量步骤:
(1)用天平测出烧杯和液体的总质m1。
(2)把烧杯中适量液体倒入量筒中,用天平测出剩余液体和烧杯的总质量m2。
(3)读出量筒中液体的体积V。
(4)液体的密度ρ=m/V=(m1-m2)/V
注意:中考试题里有时要结合浮力知识考查密度测量,这时要马上想到阿基米德原理或者浮沉条件。
【例题】
考点1:质量及其测量
1.质量是物体所含物质的多少,它是物体的一种属性,跟物体的形状、位置和状态无关。
2.在国际单位制中质量的主要单位是kg,1t=1000kg=106 g =109 mg
3.常用工具:杆称、台秤、电子称等。实验室常用的测量工具:托盘天平。
4.天平的使用
(1)调平
放:将天平放在水平台上。
调:将游码移到横梁标尺左端零刻度处,调节横梁右端的平衡螺母,使指针指在分度盘的中线上或左右摆动幅度一样是,天平平衡。
(2)称量
放:左物右码,用镊子加减砝码,加砝码顺序时从大到小,砝码不能调平时,调节标尺上的游码直到调平平衡。
(3)读数。物体质量等于砝码总质量加上游码指示的示数。
注意:天平在使用的过程中,一定要注意操作规范,遵循“左物右码’原则,称量物体时,不能再调节平衡螺母来调节天平的平衡。
【例题1】(2022广西贵港)实验室用托盘天平测量一物体的质量,将天平放在水平桌面上,稳定后指针指在分度标尺的位置如图所示。接下来的调节过程为:用________把游码移到称量标尺左端零刻度线上,调节________,使指针尖对准分度标尺中央刻度线。
【例题2】(2022山东泰安)下列估测中,最接近实际的是( )
A. 一枚鸡蛋的质量约是50g
B. 教室内课桌的高度约是1.5m
C. 一支新2B铅笔的长度约是40cm
D. 一位中学生正常步行的速度约是3m/s
考点2:密度及其应用
1.定义:单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度,用ρ表示。
2.单位:kg/m或g/cm;1g/cm=kg/m
3.公式:ρ=
注意:密度是物质的特性,同种物质的密度是相同的,与物质的质量和体积无关。
4.水的密度在4℃时最大。
5.会计算与密度有关的实际问题。
【例题3】(2022四川自贡市)一瓶矿泉水被小华喝了一半,则剩下部分水的密度将( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定
考点3:密度的测量
【例题4】(2022北京)小敏用托盘天平和量筒测量金属块的密度。她在调节天平时,发现指针偏向分度盘中央刻度线的右侧,如图甲所示,为使天平横梁水平平衡,她应将平衡螺母向 移动。天平平衡后,用天平测出金属块的质量为27g。然后,小敏将金属块用细线系好放进盛有50mL水的量筒中,量筒中的水面升高到如图乙所示的位置,则金属块的体积为 cm3。该金属块的密度为 g/cm3,根据下表中数据可判断组成该金属块的物质可能是 。
物质 密度/(kg m﹣3)
银 10.5×103
钢 8.5×103
铁 7.9×103
铝 2.7×103
【演练】
一、选择题(本题由10道小题,每小题3分,共30分)
1.(2022北京)作为国际通用测量语言的国际单位制,极大地方便了国际交流。在国际单位制中,质量的单位是( )
A.千克 B.牛顿 C.焦耳 D.瓦特
2.(2022长春)将一瓶未开封的矿泉水放入冰柜中,瓶内的水在结冰的过程中,不变的是( )
A 分子间隙 B. 内能 C. 质量 D. 体积
3.(2022哈尔滨)下列说法中,不正确的是( )
A.花香四溢是扩散现象
B.摩擦起电实质是电荷转移
C.色散现象是光的折射形成的
D.航天飞机是用金属材料中密度大的制造
4.(2022江苏连云港)2020年新冠病毒席卷全球,疫情之下,医用口罩人人必备,下列关于医用口罩材料的说法正确的是( )
A. 面料具有较强的过滤性
B. 面料具有较好的导电性
C. 鼻梁上的压条应选用可塑性差的材料
D. 鼻梁上的压条应选用密度大的材料
5.(2022四川遂宁)下列物理量的描述与实际相符的是( )
A.洗澡时感觉最舒适的热水温度是70℃
B.普通壁挂式空调正常工作电流约为0.5A
C.一标准大气压下你的拇指指甲盖受到大气压力约为1N
D.一个普通成年人的质量大约是60kg
6.(2022湖南常德)一个钢瓶内装有密度为6kg/m3的氧气,某次抢救新冠病人用去了其质量的三分之一,钢瓶内剩余氧气的密度为( )
A. 6kg/m3 B. 4kg/m3 C. 3kg/m3 D. 2kg/m3
7.(2022湖南娄底)下列估算数据最接近事实的是( )
A.一部华为5G手机的质量约0.2kg
B.一个中学生的质量约为500g
C.小明百米短跑的平均速度约为15m/s
D.人体正常体温约为42℃
8.(2022湖北武汉)为了测出金属块的密度,某实验小组制定了如下的实验计划:
①用天平测出金属块的质量
②用细线系住金属块,轻轻放入空量筒中
③在量筒中装入适量的水,记下水的体积
④将金属块从量筒中取出,记下水的体积
⑤用细线系住金属块,把金属块浸没在量筒的水中,记下水的体积
⑥根据实验数据计算金属块的密度
以上实验步骤安排最合理的是( )
A.①②③④⑥ B.②③④①⑥ C.①③⑤⑥ D.①②③⑥
9.(2022山东德州)如图所示,在“测量花岗石密度”的实验中。下列说法正确的是( )
A.称量时左盘放砝码,右盘放花岗石
B.称量花岗石质量的过程中,若天平横梁不平衡,可调节平衡螺母
C.花岗石的质量是25g
D.花岗石的密度是2.8×103kg/m3
10.(2022大连模拟)阅读图表信息判断下面的说法,其中正确的是( )
常温常压下部分物质的密度/(kg m﹣3)
金 19.3×103 水银 13.6×103
钢、铁 7.9×103 纯水 1.0×103
冰(0℃) 0.9×103 植物油 0.9×103
干松木 0.5×103 酒精 0.8×103
A.固体的密度一定比液体的密度大
B.体积相同的植物油和酒精,酒精的质量大
C.同种物质在不同状态下,其密度一般不同
D.不同物质的密度一定不同
二、填空题(每空1分,共22分)
1.(2022齐齐哈尔)新冠疫情期间,某医院急诊室的一个氧气瓶充满氧气,在给急救病人供氧时用去了一半氧气,则氧气瓶中剩余氧气的质量______ ,密度______ 两空均选填“变大”、“不变”或“变小”。
2.(2022贵州黔东南)小刚同学在实验室用天平测某石块的质量,天平平衡时,右盘中砝码和游码在标尺上位置如图所示,则该石块的质量是 g,接着测出石块体积为20cm3,则石块的密度为 kg/m3。
3.(2022四川内江)一个质量为60kg的宇航员从地球进入太空后,质量 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。如果人的密度和水的密度相等,那么宇航员的体积是 m3。
4.(2022湖北宜昌)室内火灾发生时,受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离,以尽量减少有害气体的吸入。这是因为燃烧产生的有害气体_____较高,_______较小。
5.(2022山东淄博)两个完全相同的瓶子装有不同的液体,放在横梁已平衡的天平上,如图所示。则甲瓶液体质量 乙瓶液体质量,甲瓶液体密度 乙瓶液体密度。(选填“大于”“等于”或“小于”)
6.(2022济南模拟)据《南海日报》报道:“今年“荔枝王”重2两2”,即单颗荔枝的质量达到110g.110g= kg.若这颗荔枝的体积是1×10﹣4m3,它的密度是 kg/m3.
7.(2022江苏盐城)小明用天平和量筒测量矿石的密度.先杷天平放在_____桌面上,调节好天平后,测出矿石的质量如图所示,矿石的质量为_____g,接着他测出矿石的体积为20cm3.则矿石的密度为_____kg/m3.
8.(2022贵州遵义)为了测石块的密度,小英先用已调平的天平测石块的质量,天平再次平衡时,右盘内砝码及游码的位置如图所示,则石块的质量为 g.在测体积时,由于石块无法放进量筒,他先在烧杯中倒入适量的水,并在水面处做好标记,用天平测出烧杯和水的总质量为104g,再将石块放入装水的烧杯中,倒出超过标记的水,并用胶头滴管向烧杯中加减水,使水面恰好在标记处,用天平测出此时的总质量为152g,由此计算出石块的密度是 kg/m3.(水的密度为1.0×103 kg/m3)
9.(2022四川南充)一杯牛奶有250mL,其质量为300g,则牛奶的密度是________kg/m3;小李喜欢喝加糖的牛奶,加糖溶解后,牛奶的密度会________(选填“变大”、“不变”“变小")。
10.(2022牡丹江鸡西)小明记录了一定质量的水体积随温度变化的规律,如图所示.在0~4 ℃,水温升高时,水的体积将________.当水温在4 ℃时,水的密度____(选填“最大”或“最小”);罐装的饮料(可看作水)在此温度下存放是最________(选填“安全”或“不安全”)的.
三、实验与探究题(本大题有4道小题,共24分)
1.(8分)(2022黑牡鸡朝鲜族)在湄江地质公园进行研学活动时,小明捡到一块形状怪异的小化石,为测量小化石的密度。他利用已学知识设计如下实验方案:
(1)用天平称出小化石的质量。天平平衡后,右盘中砝码和游码的位置如图甲所示,小化石的质量为______g;
(2)用量筒和水测量小化石体积,“先往量筒中倒入适量的水”,其中“适量”的确切含义是:①______;②小化石和水的总体积不能超过量筒量程;
(3)小化石放入量筒前后的情况,如图乙所示(忽略细线的体积),小化石的密度是______g/cm3;
(4)若小明先测出小化石的体积,将小化石从量筒中取出,然后用天平称出其质量,求出小化石的密度。这样测出小化石的密度将______(选填“偏大”偏小”或“不变”)。
2. (6分)(2022江苏南京)小明利用天平、量筒、烧杯和电子秤等器材测量盐水和鸭蛋的密度。
(1)用天平测量物体质量时,添加砝码过程中,______(选填“能”或不能”)调节平衡螺母;
(2)测量盐水密度时,有以下四个步骤:①向烧杯中倒入适量盐水,测出烧杯和盐水的总质量;②将烧杯中盐水倒入量筒(烧杯内有残留),测出盐水体积;③……;④算出盐水密度为使测量结果更准确,步骤③的操作是______(选填“直接”或“擦干残留盐水后”)测量烧杯质量;
(3)测量鸭蛋密度的步骤如图甲、乙、丙、丁所示:图中电子秤显示的四个数据,若没有“131.0g”这个数据,能否求出鸭蛋的密度 请在横线上作答要求:①若能,请写出鸭蛋的密度值;②若不能,请说明理由。
答:______。
3.(7分)(2022黑龙江龙东农垦森工)姜老师在带领学生进行物理综合实践活动中,利用天平(砝码)、量筒、烧杯、细线、水、弹簧测力计等器材,对某种合金和液体的密度进行测量。(计算结果保留一位小数)
(1)首先对该合金材料制成的实心合金块密度进行测量。
①将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图1所示,则应将平衡螺母向 (左或右)端调节,使指针指在分度盘 。
②图2是正确测量合金块质量时使用砝码情况和游码的位置,该金属块质量为 g;
③图3是他用量筒测量②中的合金块体积的情景,则该合金块的体积是 cm3;
④求出合金块的密度为 g/cm3。
(2)然后用弹簧测力计测质量为200克的④的材料制成的实心球,完全浸没在某种液体中示数为1.6N,此球受到的浮力 N,求出液体的密度为 g/cm3。
4.(5分)(2022山东泰安)物理学习小组测量某种液体的密度,他们的实验器材有:托盘天平(配有砝码和摄子)、玻璃杯、细线和一个体积为10cm3、密度为7.9g/cm3的实心铁块。请完成下列问题:
(1)把天平放在水平桌面上,把游码放在标尺左端的零刻度线处,天平指针静止时在分度盘上的位置如图甲所示,应将横梁上平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到 平衡。
(2)在玻璃杯中倒入适量的该液体,放在天平左盘中,用 向右盘中加减砝码,并调节游码,直到横梁恢复平衡,测量玻璃杯和液体的总质量m1=102.4g。
(3)用细线拴住铁块使其浸没在液体中,铁块不接触玻璃杯,液体无溢出,进行再次测量,测量数据如图乙所示,测量值m2= g。
(4)计算该种液体的密度ρ= kg/m3。
四、综合应用题(本大题有3道小题,共24分)
1.(8分)有一体积为30cm3的空心铜球,它的质量为178g,铜的密度ρ=8.9g/cm3.求:(1)空心部分体积;(2)若在空心部分装满水,求该球的总质量。
2.(8分)纯牛奶的密度为(1.1~1.2)×103kg/m3,李明很想知道学校每天营养餐中的牛奶是不是纯牛奶.他和几个同学根据所学密度知识进行了如下测定:首先用天平称出一盒牛奶的质量是250g,喝完再称得空盒质量是26g,然后认真观察牛奶盒,发现牛奶的净含量是200mL.问:经他们检测计算同学们喝的牛奶是否符合纯牛奶标准?
3.(8分)飞机主要选用铝和铝合金做的.纯铝很软,人们在纯铝中加入4%的铜与少量的镁、锰、硅、铁等,制出了硬铝.在金属中,铝已经够轻了,后来科研人员受泡沫塑料作用的启发,又研制出了更轻的铝----泡沫铝.在纯铝或铝合金中加入添加剂后,经过发泡工艺处理,使其密度仅为金属铝的0.1---0.4倍,它会像木头一样漂浮在水中;并使得泡沫铝兼有金属和气泡的特征,具有优异的物理、化学性能.目前用泡沫铝来做飞机与火箭是最理想的材料,还具有广阔的应用领域.请回答下列问题:
(1)在纯铝中加入4%的铜与少量的镁、锰、硅、铁等制成了硬铝,“硬铝”的优点是 .
(2)“泡沫铝”与铝相比又有了 的优点(从力、声、热等角度分析,至少谈两点),“泡沫铝”的这些特点,你认为还可以应用在 (至少举一例).
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DD
【例题】
考点1:质量及其测量
1.质量是物体所含物质的多少,它是物体的一种属性,跟物体的形状、位置和状态无关。
2.在国际单位制中质量的主要单位是kg,1t=1000kg=106 g =109 mg
3.常用工具:杆称、台秤、电子称等。实验室常用的测量工具:托盘天平。
4.天平的使用
(1)调平
放:将天平放在水平台上。
调:将游码移到横梁标尺左端零刻度处,调节横梁右端的平衡螺母,使指针指在分度盘的中线上或左右摆动幅度一样是,天平平衡。
(2)称量
放:左物右码,用镊子加减砝码,加砝码顺序时从大到小,砝码不能调平时,调节标尺上的游码直到调平平衡。
(3)读数。物体质量等于砝码总质量加上游码指示的示数。
注意:天平在使用的过程中,一定要注意操作规范,遵循“左物右码’原则,称量物体时,不能再调节平衡螺母来调节天平的平衡。
【例题1】(2022广西贵港)实验室用托盘天平测量一物体的质量,将天平放在水平桌面上,稳定后指针指在分度标尺的位置如图所示。接下来的调节过程为:用________把游码移到称量标尺左端零刻度线上,调节________,使指针尖对准分度标尺中央刻度线。
【答案】 镊子;平衡螺母
【解析】由图知道,游码没有在零刻度线处,且指针右偏,所以,首先接下来应使用镊子把游码移到称量标尺左端零刻度线上,然后调节平衡螺母,使指针尖对准分度标尺中央刻度线,使天平平衡。
【例题2】(2022山东泰安)下列估测中,最接近实际的是( )
A. 一枚鸡蛋的质量约是50g
B. 教室内课桌的高度约是1.5m
C. 一支新2B铅笔的长度约是40cm
D. 一位中学生正常步行的速度约是3m/s
【答案】A
【解析】A.10个鸡蛋的质量大约1斤,而1斤=500g
所以一个鸡蛋的质量在50g左右,符合题意;
B.教室内课桌的高度约是0.8m,不符合题意;
C.一支新2B铅笔的长度约是18cm,不符合题意;
D.一位中学生正常步行的速度约是1m/s,不符合题意。
考点2:密度及其应用
1.定义:单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度,用ρ表示。
2.单位:kg/m或g/cm;1g/cm=kg/m
3.公式:ρ=
注意:密度是物质的特性,同种物质的密度是相同的,与物质的质量和体积无关。
4.水的密度在4℃时最大。
5.会计算与密度有关的实际问题。
【例题3】(2022四川自贡市)一瓶矿泉水被小华喝了一半,则剩下部分水的密度将( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定
【答案】C
【解析】密度是物质本身的属性,不随质量和体积的变化而改变,所以矿泉水被喝掉一半后,剩下部分水的密度将不变,故应选C.
考点3:密度的测量
【例题4】(2022北京)小敏用托盘天平和量筒测量金属块的密度。她在调节天平时,发现指针偏向分度盘中央刻度线的右侧,如图甲所示,为使天平横梁水平平衡,她应将平衡螺母向 移动。天平平衡后,用天平测出金属块的质量为27g。然后,小敏将金属块用细线系好放进盛有50mL水的量筒中,量筒中的水面升高到如图乙所示的位置,则金属块的体积为 cm3。该金属块的密度为 g/cm3,根据下表中数据可判断组成该金属块的物质可能是 。
物质 密度/(kg m﹣3)
银 10.5×103
钢 8.5×103
铁 7.9×103
铝 2.7×103
【答案】(1)左;(2)10;(3)2.7; (4)铝。
【解析】(1)将天平放在水平台上,把游码移到标尺左端的零刻度度线处,平衡螺母向上翘的一端调节。
(2)金属块用细线系好放进盛有水的量筒中,金属块的体积等于金属块浸没前后两次的体积差;然后根据公式求出其密度,与表中数据比较即可。
解:(1)在调节天平平衡时,发现指针偏向分度盘中央刻度线的右侧,说明天平的左端上翘,则平衡螺母应向上翘的左端调节,使指针对准分度盘中央刻度线;
(2)图乙中量筒的分度值为2mL,水和金属块的总体积为60mL,
则金属块的体积:V=60mL﹣50mL=10mL=10cm3,
金属块的密度为:==2.7g/cm3=2.7×103kg/m3
根据表中数据可判断组成该金属块的物质可能铝。
【演练】
一、选择题(本题由10道小题,每小题3分,共30分)
1.(2022北京)作为国际通用测量语言的国际单位制,极大地方便了国际交流。在国际单位制中,质量的单位是( )
A.千克 B.牛顿 C.焦耳 D.瓦特
【答案】A
【解析】质量的国际单位是千克,符号是kg。
A.千克是质量的国际单位,故A正确。
B.牛顿是力的国际单位,故B错误。
C.焦耳是能量的国际单位,故C错误。
D.瓦特是功率的国际单位,故D错误。
【点评】物理学中各个物理量都有自己的符号和国际单位,不要将各符号和各单位相互混淆。
2.(2022长春)将一瓶未开封的矿泉水放入冰柜中,瓶内的水在结冰的过程中,不变的是( )
A 分子间隙 B. 内能 C. 质量 D. 体积
【答案】C
【解析】AD.水结成冰,密度减小,体积变大,分子间隙变大,故AD不符合题意;
B.水结成冰,放出热量,内能变小,故B不符合题意;
C.水结成冰,质量不变,因为质量是物质的一种属性,不随物质状态的改变而改变,故C符合题意。
3.(2022哈尔滨)下列说法中,不正确的是( )
A.花香四溢是扩散现象
B.摩擦起电实质是电荷转移
C.色散现象是光的折射形成的
D.航天飞机是用金属材料中密度大的制造
【答案】D
【解析】A.花香四溢,属于扩散现象,说明分子都在不停地做无规则的运动,故A正确,不符合题意;
B.摩擦起电的实质是电荷的转移,得电子的物质带负电,失去电子的物质带正电,故B正确,不符合题意;
C.白光通过三棱镜分解成七种颜色的光,是光的色散现象,其实质是光的折射,故C正确,不符合题意;
D.航天飞机是用金属材料中密度小的制造,在体积一定的情况下,减小质量,有利于飞行,故D错误,符合题意。
4.(2022江苏连云港)2020年新冠病毒席卷全球,疫情之下,医用口罩人人必备,下列关于医用口罩材料的说法正确的是( )
A. 面料具有较强的过滤性
B. 面料具有较好的导电性
C. 鼻梁上的压条应选用可塑性差的材料
D. 鼻梁上的压条应选用密度大的材料
【答案】A
【解析】AB.医用口罩对微小带病毒气溶胶或有害微尘的过滤效果显著,材料面料具有较强的过滤性,面料不需要导电,不需要面料具有较好的导电性,故A正确,B错误;
CD.鼻梁上的压条弯折后不易折断,应选用可塑性好的材料,鼻梁上的压条质量小一些,体积相同条件下,选用密度小的材料,故CD错误。
5.(2022四川遂宁)下列物理量的描述与实际相符的是( )
A.洗澡时感觉最舒适的热水温度是70℃
B.普通壁挂式空调正常工作电流约为0.5A
C.一标准大气压下你的拇指指甲盖受到大气压力约为1N
D.一个普通成年人的质量大约是60kg
【答案】D
【解析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
A.人的体温在37℃左右,洗澡水的温度应该略高于体温,在40℃左右,故A不符合实际;
B.家用壁挂式空调的额定功率在1100W左右,正常工作的电流在I===5A左右,故B不符合实际;
C.一标准大气压下为1.013×105Pa,中学生大拇指指甲盖的面积约为1cm2=10﹣4m2,受到的大气压力约为:F=pS=1.013×105Pa×10﹣4m2=10.13N,故C不符合实际;
D.中学生平均质量约50kg,成年人平均质量略大于此数值,在60kg左右,故D符合实际。
6.(2022湖南常德)一个钢瓶内装有密度为6kg/m3的氧气,某次抢救新冠病人用去了其质量的三分之一,钢瓶内剩余氧气的密度为( )
A. 6kg/m3 B. 4kg/m3 C. 3kg/m3 D. 2kg/m3
【答案】B
【解析】钢瓶内剩余氧气的体积与使用之前的体积一样,质量变为原来的 ,由 可知,钢瓶内剩余氧气的密度变为原来的,即
7.(2022湖南娄底)下列估算数据最接近事实的是( )
A.一部华为5G手机的质量约0.2kg
B.一个中学生的质量约为500g
C.小明百米短跑的平均速度约为15m/s
D.人体正常体温约为42℃
【答案】A
【解析】A.一个苹果的质量约200g,一部华为5G手机的质量与此差不多,在200g=0.2kg左右。故A符合实际;
B.成年人的质量在65kg左右,中学生的质量比成年人小一些,在50kg左右。故B不符合实际;
C.小明百米短跑的平均速度约为7m/s,故B不符合实际;
D.人体正常体温约为37℃,变化幅度变大,故C不符合实际。
8.(2022湖北武汉)为了测出金属块的密度,某实验小组制定了如下的实验计划:
①用天平测出金属块的质量
②用细线系住金属块,轻轻放入空量筒中
③在量筒中装入适量的水,记下水的体积
④将金属块从量筒中取出,记下水的体积
⑤用细线系住金属块,把金属块浸没在量筒的水中,记下水的体积
⑥根据实验数据计算金属块的密度
以上实验步骤安排最合理的是( )
A.①②③④⑥ B.②③④①⑥ C.①③⑤⑥ D.①②③⑥
【答案】C
【解析】①用天平测出金属块的质量;
③在量筒中装入适量的水,记下水的体积;
⑤用细线系住金属块,把金属块浸没在量筒的水中,记下水的体积;
⑥根据实验数据计算金属块的密度。
按照这个顺序操作,误差可以忽略不计。
9.(2022山东德州)如图所示,在“测量花岗石密度”的实验中。下列说法正确的是( )
A.称量时左盘放砝码,右盘放花岗石
B.称量花岗石质量的过程中,若天平横梁不平衡,可调节平衡螺母
C.花岗石的质量是25g
D.花岗石的密度是2.8×103kg/m3
【答案】D
【解析】(1)对于天平来说,正确的操作应该是左物右码;(2)对天平不平衡时的处理,在调节过程中要依靠调平衡螺母,在称量过程中则要靠增减砝码或移动游码,当然,我们还要根据具体偏转的方向来确定;
(3)使用天平测量物体质量时,被测物体的质量等于砝码的总质量与游码所对刻度之和;
(4)天平平衡时物体的质量等于砝码质量与游码在标尺上所对的刻度值。而测量液体质量时,液体的质量等于液体和烧杯的总质量与烧杯质量之差。
A.称量时,应该是“左物右码”,且加减砝码用镊子,则左盘应放花岗石,右盘应放砝码,故A错误;
B.在称量过程中,要靠增减砝码或移动游码使天平平衡,不能调节平衡螺母,故B错误;
C.由图知,砝码的总质量为25g,游码在3g处,所以花岗石的质量为25g+3g=28g,故C错误;
D.由图知,量筒的分度值为2ml,花岗石的体积为30ml﹣20ml=10ml=10cm3;
则花岗石的密度为:ρ=m/v=2.8g/cm3=2.8×103kg/m3,故D正确。
10.(2022大连模拟)阅读图表信息判断下面的说法,其中正确的是( )
常温常压下部分物质的密度/(kg m﹣3)
金 19.3×103 水银 13.6×103
钢、铁 7.9×103 纯水 1.0×103
冰(0℃) 0.9×103 植物油 0.9×103
干松木 0.5×103 酒精 0.8×103
A.固体的密度一定比液体的密度大
B.体积相同的植物油和酒精,酒精的质量大
C.同种物质在不同状态下,其密度一般不同
D.不同物质的密度一定不同
【答案】C.
【解析】从表中可以得出信息,物质虽然不同,但密度可能相同,固体物质的密度不一定大于液体的密度,同种物质密度不一定相同,已知物体密度的大小和体积的大小,根据密度公式可比较质量的大小.
A.水银是液体,但它的密度比铜和铝的密度都大,故A错误;
B.体积相同的植物油和酒精,植物油的密度大于酒精的密度,根据公式m=ρV可知植物油的质量大,故B错误;
C.水和冰属于同一种物质,但密度不同.故C正确;
D.冰和植物油不是同一种物质,但密度相等.故D错误.
二、填空题(每空1分,共22分)
1.(2022齐齐哈尔)新冠疫情期间,某医院急诊室的一个氧气瓶充满氧气,在给急救病人供氧时用去了一半氧气,则氧气瓶中剩余氧气的质量______ ,密度______ 两空均选填“变大”、“不变”或“变小”。
【答案】变小 变小
【解析】氧气瓶中氧气是气态的,用去一半后,其质量变小,体积不变,由密度公式知氧气密度变小。
2.(2022贵州黔东南)小刚同学在实验室用天平测某石块的质量,天平平衡时,右盘中砝码和游码在标尺上位置如图所示,则该石块的质量是 g,接着测出石块体积为20cm3,则石块的密度为 kg/m3。
【答案】52.2;2.61×103。
【解答】(1)物体质量=砝码示数+游码示数=50g+2.2g=52.2g;
(2)石块的密度。
3.(2022四川内江)一个质量为60kg的宇航员从地球进入太空后,质量 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。如果人的密度和水的密度相等,那么宇航员的体积是 m3。
【答案】不变;0.06。
【解析】宇航员的质量不随空间位置的变化而变化,所以宇航员从地球进入太空后质量不变;
如果人的密度和水的密度相等,为1.0×103kg/m3,
根据密度公式ρ=知宇航员的体积:
V===0.06m3。
4.(2022湖北宜昌)室内火灾发生时,受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离,以尽量减少有害气体的吸入。这是因为燃烧产生的有害气体_____较高,_______较小。
【答案】温度较高,密度较小。
【解析】物体有热胀冷缩的性质,温度变化,体积会变化,它的密度随温度的变化而变化,根据物体的浮沉条件判断正确答案。
室内火灾发生时,温度较高,室内有毒气体体积膨胀,密度减小;根据物体浮沉条件,有毒气体漂浮在房间的上方。所以,为有效避免吸入有害气体或被灼伤,受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离火场。
5.(2022山东淄博)两个完全相同的瓶子装有不同的液体,放在横梁已平衡的天平上,如图所示。则甲瓶液体质量 乙瓶液体质量,甲瓶液体密度 乙瓶液体密度。(选填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】等于;小于。
【解析】(1)原来天平的横梁已平衡,放上装有液体的两瓶子后,此时的游码归零,横梁仍然平衡,则左盘物体的质量等于右盘中物体的质量,即两个瓶及瓶中液体的总质量相同;因为两个瓶子完全相同(两瓶子的质量相同),所以甲瓶液体质量等于乙瓶液体质量;
(2)两个瓶子中液体的质量相同,由图可知,甲瓶中的液体体积大一些,由ρ=m/v可知甲瓶液体密度小于乙瓶液体密度。
6.(2022济南模拟)据《南海日报》报道:“今年“荔枝王”重2两2”,即单颗荔枝的质量达到110g.110g= kg.若这颗荔枝的体积是1×10﹣4m3,它的密度是 kg/m3.
【答案】0.11;1.1×103
【解析】110g=110×10﹣3kg=0.11kg
ρ=m/v==1.1×103kg/m3
7.(2022江苏盐城)小明用天平和量筒测量矿石的密度.先杷天平放在_____桌面上,调节好天平后,测出矿石的质量如图所示,矿石的质量为_____g,接着他测出矿石的体积为20cm3.则矿石的密度为_____kg/m3.
【答案】水平;52;2.6×103
【解析】天平使用时,先杷天平放在水平桌面上;被测物体的质量等于砝码的总质量与游码所对刻度之和;利用ρ=m/v计算矿石的密度.
(1)用天平和量筒测量矿石的密度,先杷天平放在水平桌面上.
(2)矿石的质量为m=50g+2g=52g,
(3)矿石的密度为ρ=m/v=2.6g/cm3=2.6×103kg/m3.
8.(2022贵州遵义)为了测石块的密度,小英先用已调平的天平测石块的质量,天平再次平衡时,右盘内砝码及游码的位置如图所示,则石块的质量为 g.在测体积时,由于石块无法放进量筒,他先在烧杯中倒入适量的水,并在水面处做好标记,用天平测出烧杯和水的总质量为104g,再将石块放入装水的烧杯中,倒出超过标记的水,并用胶头滴管向烧杯中加减水,使水面恰好在标记处,用天平测出此时的总质量为152g,由此计算出石块的密度是 kg/m3.(水的密度为1.0×103 kg/m3)
【答案】78;1.625×103.
【解析】天平读数时应将砝码质量与游码示数相加;石块浸没在水中,石块的体积等于石块排开水的体积,求出石块排开水的质量,知道水的密度,根据密度公式求出石块排开水的体积,即石块的体积;知道石块的质量和体积,根据密度公式求出石块的密度.
(1)图中石块的质量为m=50g+20g+5g+3g=78g;
(2)石块排开水的质量m水=152g﹣104g=48g;
石块的体积等于石块排开水的体积:V=V水===48cm3;
石块的密度:ρ===1.625g/cm3=1.625×103kg/m3.
9.(2022四川南充)一杯牛奶有250mL,其质量为300g,则牛奶的密度是________kg/m3;小李喜欢喝加糖的牛奶,加糖溶解后,牛奶的密度会________(选填“变大”、“不变”“变小")。
【答案】 (1) 1.2×103 (2) 变大
【解析】(1)牛奶的密度
ρ==1.2g/cm3=1.2×103kg/m3
(2)喝加糖的牛奶,加糖溶解后,牛奶的质量变大,体积变化很小,所以牛奶的密度会变大。
10.(2022牡丹江鸡西)小明记录了一定质量的水体积随温度变化的规律,如图所示.在0~4 ℃,水温升高时,水的体积将________.当水温在4 ℃时,水的密度____(选填“最大”或“最小”);罐装的饮料(可看作水)在此温度下存放是最________(选填“安全”或“不安全”)的.
【答案】 变小 最大 安全
【解析】由图象可知,水在0~4℃之间,随着温度升高体积逐渐变小;
质量是物体属性,不随温度变化,在4℃时,水的体积最小,由可知,在质量一定的情况下,体积最小,密度最大;
由图象可知,“温度低于4℃时,水的体积随着温度降低而增大;高于4℃时,水的体积随温度升高而增大.“故灌装的饮料(可看作为水)在4℃时体积最小,在4℃以下或以上时,体积均增大,故在4℃存放灌装饮料是最安全的.
三、实验与探究题(本大题有4道小题,共24分)
1.(8分)(2022黑牡鸡朝鲜族)在湄江地质公园进行研学活动时,小明捡到一块形状怪异的小化石,为测量小化石的密度。他利用已学知识设计如下实验方案:
(1)用天平称出小化石的质量。天平平衡后,右盘中砝码和游码的位置如图甲所示,小化石的质量为______g;
(2)用量筒和水测量小化石体积,“先往量筒中倒入适量的水”,其中“适量”的确切含义是:①______;②小化石和水的总体积不能超过量筒量程;
(3)小化石放入量筒前后的情况,如图乙所示(忽略细线的体积),小化石的密度是______g/cm3;
(4)若小明先测出小化石的体积,将小化石从量筒中取出,然后用天平称出其质量,求出小化石的密度。这样测出小化石的密度将______(选填“偏大”偏小”或“不变”)。
【答案】(1)74 (2) 水不能太少,要能浸没小化石 (3)3.7 (4) 偏大
【解析】(1)物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值,小化石的质量
m=50g+20g+4g=74g
(2)量筒中倒入适量的水有两层含义:①水不能太少,要能浸没小化石;②水不能太多,穿天石浸没后,水面不能超过量程。
(3)由乙图可知,小化石的体积为
V=V排水=40cm3﹣20cm3=20cm3
则小化石的密度为
ρ==3.7g/cm3
(4)若先测体积,再测质量时石头上沾有水,使得测量的质量偏大,测得体积准确,根据密度公式ρ=可知,测得石头的密度值将会偏大。
2. (6分)(2022江苏南京)小明利用天平、量筒、烧杯和电子秤等器材测量盐水和鸭蛋的密度。
(1)用天平测量物体质量时,添加砝码过程中,______(选填“能”或不能”)调节平衡螺母;
(2)测量盐水密度时,有以下四个步骤:①向烧杯中倒入适量盐水,测出烧杯和盐水的总质量;②将烧杯中盐水倒入量筒(烧杯内有残留),测出盐水体积;③……;④算出盐水密度为使测量结果更准确,步骤③的操作是______(选填“直接”或“擦干残留盐水后”)测量烧杯质量;
(3)测量鸭蛋密度的步骤如图甲、乙、丙、丁所示:图中电子秤显示的四个数据,若没有“131.0g”这个数据,能否求出鸭蛋的密度 请在横线上作答要求:①若能,请写出鸭蛋的密度值;②若不能,请说明理由。
答:______。
【答案】 ①. 不能 ②. 直接 ③. 1.15g/cm3
【解析】(1)平衡螺母应在测量前调横梁水平平衡用,在测量物体质量时,添加砝码过程中,不能调节平衡螺母。
(2)测液体密度时,烧杯上会有残留液,将盐水倒入量筒后,应将烧杯和壁上残留液一起测质量,以求出准确的倒出量筒的质量,若擦干再测质量,则所测质量偏小,即量筒中盐水的质量偏大,会造成密度偏大。
(3)图甲为鸭蛋质量
图乙为容器加水与鸭蛋的总质量
可求得容器加水质量为
图丁为容器加水质量再加补水质量
可求得补水质量
鸭蛋体积等于补水体积,为
鸭蛋密度为
若没有“131.0g”这个数据,能计算鸭蛋的体积。
3.(7分)(2022黑龙江龙东农垦森工)姜老师在带领学生进行物理综合实践活动中,利用天平(砝码)、量筒、烧杯、细线、水、弹簧测力计等器材,对某种合金和液体的密度进行测量。(计算结果保留一位小数)
(1)首先对该合金材料制成的实心合金块密度进行测量。
①将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图1所示,则应将平衡螺母向 (左或右)端调节,使指针指在分度盘 。
②图2是正确测量合金块质量时使用砝码情况和游码的位置,该金属块质量为 g;
③图3是他用量筒测量②中的合金块体积的情景,则该合金块的体积是 cm3;
④求出合金块的密度为 g/cm3。
(2)然后用弹簧测力计测质量为200克的④的材料制成的实心球,完全浸没在某种液体中示数为1.6N,此球受到的浮力 N,求出液体的密度为 g/cm3。
【答案】(1)①左;中央;②34;③6;④5.7;(2)0.4;1.1。
【解析】(1)①把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺左端的零刻线处;此时指针偏向右侧,说明天平的左侧上翘,平衡螺母应向左移动。直到使指针指在分度盘中央,表示横梁平衡了;
②如图2所示,合金块的质量m=20g+10g+4g=34g。
③水的体积为V水=12ml=12cm3,水和合金总体积为V总=18cm3,
则合金的体积为V=18cm3﹣12cm3=6cm3;
④合金的密度ρ=═≈5.7g/cm3;
(2)实心球的重力G=m物g=0.2kg×10N/kg=2N,
此球受到的浮力F浮=G﹣F拉=2N﹣1.6N=0.4N,
实心球的体积V物===35.1cm3=3.51×10﹣5m3,
实心球完全浸没,V排=V物=3.51×10﹣5m3,
由F浮=ρ水gV排可得,
液体密度ρ液==≈1.1×103kg/m3=1.1g/cm3。
4.(5分)(2022山东泰安)物理学习小组测量某种液体的密度,他们的实验器材有:托盘天平(配有砝码和摄子)、玻璃杯、细线和一个体积为10cm3、密度为7.9g/cm3的实心铁块。请完成下列问题:
(1)把天平放在水平桌面上,把游码放在标尺左端的零刻度线处,天平指针静止时在分度盘上的位置如图甲所示,应将横梁上平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到 平衡。
(2)在玻璃杯中倒入适量的该液体,放在天平左盘中,用 向右盘中加减砝码,并调节游码,直到横梁恢复平衡,测量玻璃杯和液体的总质量m1=102.4g。
(3)用细线拴住铁块使其浸没在液体中,铁块不接触玻璃杯,液体无溢出,进行再次测量,测量数据如图乙所示,测量值m2= g。
(4)计算该种液体的密度ρ= kg/m3。
【答案】(1)左;横梁;(2)镊子;(3)111.2;(4)0.88×103。
【解析】(1)根据天平调平衡时遵循的原则:左偏右调,右偏左调,图示中托盘天平的指针静止在分度盘中线的右侧,所以应该向左调节平衡螺母,直到横梁平衡;
(2)向盘中加减砝码要用镊子,不能用手接触砝码;
(3)由图知,标尺的分度值为0.2g,液体、铁块和玻璃杯的总质量:m2=100g+10g+1.2g=111.2g,
(4)金属块排开的液体的质量为:m=111.2g﹣102.4g=8.8g=0.0088kg;
排开的液体的重力,即金属块受到的浮力为:F浮=G=mg=0.0088g×10N/kg=0.088N;
根据阿基米德原理可知,液体的密度为:
ρ===0.88×103kg/m3。
四、综合应用题(本大题有3道小题,共24分)
1.(8分)有一体积为30cm3的空心铜球,它的质量为178g,铜的密度ρ=8.9g/cm3.求:(1)空心部分体积;(2)若在空心部分装满水,求该球的总质量。
【答案】(1)10cm3 (2) 188g
【解析】(1)对于空心铜球,其中铜的质量m=178g ρ=8.9g/cm3
所以,空心铜球含有铜的体积
V=
=178g/8.9g/cm3=20cm3
空心铜球空心部分体积为:30cm3—20cm3=10cm3
若在空心部分装满水,水的体积为V1=10cm3 水的密度为ρ1=1.0g/cm3
根据ρ=
得水的质量m1=ρ1V1=1.0g/cm3×10cm3=10g
该球的总质量m总=10g+178g=188g
2.(8分)纯牛奶的密度为(1.1~1.2)×103kg/m3,李明很想知道学校每天营养餐中的牛奶是不是纯牛奶.他和几个同学根据所学密度知识进行了如下测定:首先用天平称出一盒牛奶的质量是250g,喝完再称得空盒质量是26g,然后认真观察牛奶盒,发现牛奶的净含量是200mL.问:经他们检测计算同学们喝的牛奶是否符合纯牛奶标准?
【答案】经他们检测计算同学们喝的牛奶符合纯牛奶标准.
【解析】一盒牛奶的总质量m1=250g,空盒质量m2=26g,
牛奶的质量:m=m1-m2=250g-26g=224g,
牛奶的体积:V=200mL=200cm3,
牛奶的密度:ρ=1.12×103kg/m3,
在(1.1~1.2)×103kg/m3的范围之内,该牛奶符合纯牛奶标准.
3.(8分)飞机主要选用铝和铝合金做的.纯铝很软,人们在纯铝中加入4%的铜与少量的镁、锰、硅、铁等,制出了硬铝.在金属中,铝已经够轻了,后来科研人员受泡沫塑料作用的启发,又研制出了更轻的铝----泡沫铝.在纯铝或铝合金中加入添加剂后,经过发泡工艺处理,使其密度仅为金属铝的0.1---0.4倍,它会像木头一样漂浮在水中;并使得泡沫铝兼有金属和气泡的特征,具有优异的物理、化学性能.目前用泡沫铝来做飞机与火箭是最理想的材料,还具有广阔的应用领域.请回答下列问题:
(1)在纯铝中加入4%的铜与少量的镁、锰、硅、铁等制成了硬铝,“硬铝”的优点是 .
(2)“泡沫铝”与铝相比又有了 的优点(从力、声、热等角度分析,至少谈两点),“泡沫铝”的这些特点,你认为还可以应用在 (至少举一例).
【答案】(1)密度小,硬度大;(2)能保温、隔音、不易锈蚀;用来制作保温材料.
【解析】阅读所给材料,然后根据材料内容分析答题:
铝的质地比较软,很容易发生形变,硬铝就克服了这种缺点;
泡沫铝的优点:能保温、隔音、不易锈蚀等
(1)由所给材料控制,铝的质地比较软,很容易发生形变,当制成硬铝后,就克服了纯铝软的特点,硬铝的优点是:密度小,硬度大;
(2)由所给材料控制,泡沫铝的优点:能保温、隔音、不易锈蚀等;
泡沫铝可以用来制作保温材料第 1 页 共 4 页