第10讲 质量与密度
命题分析
广东省近五年中考物理命题分析
考点 2023 2022 2021 2020 2019
质量 省题11 省题1、10 省题16 省题16 ___
密度 省题22 省题10 省题5 ___ 省题4
【课程标准】
1.2.2 知道质量的含义,会测量固体和液体的质量。
例 列举质量为几克、几十克、几百克和几千克的一些物品,能估测常见物体的质量。
1.2.3 通过实验,理解密度。能解释生活中与密度有关的一些物理现象。
1.2.4 了解关于物质属性的研究对生产生活和科技进步的影响。
4.1.1 用托盘天平测量物体的质量。
例 用托盘天平测量小木块和杯中水的质量。
考点一 质量及托盘天平的使用
一、质量
1.概念:物体所含物质的多少。
2.性质:质量是物体的一个基本属性,与物体的形状、位置、物态无关。
3.单位及其换算:基本单位是kg,其他单位及其关系为1 t=103 kg,1 kg=103 g=106 mg。
二、托盘天平的使用
使用方法“五步法”:
(1)放:将托盘天平放在水平台上。
(2)移:将游码移到标尺左端零刻度线处。
(3)调:调节平衡螺母,使指针对准分度盘的中央处,使横梁平衡。
(4)称:将被测物体放在左盘,用镊子向右盘由大到小加减砝码,并调节游码在标尺上的位置,直到横梁恢复平衡。
(5)记:被测物体的质量等于砝码的总质量与游码在标尺上所对的刻度值之和。
(1)冰化成水后,体积和质量都会发生变化。( × )
(2)物体被带到空间站上后,其质量不变。( √ )
(3)质量的大小只与物体所含物质的多少有关。( √ )
(4)测量前,调节天平平衡时,游码必须移到零刻度线上。( √ )
(5)在称量过程中,可以先放砝码,也可以先移动游码。( × )
(6)在称量过程中,可以通过调节平衡螺母使天平平衡。( × )
例1 (2022·广东改编)一根粉笔的质量约为1 kg是________(选填“正确”或“错误”)的;若宇航员将一枚纪念币带到太空,其质量________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
分析 (1)估测的关键是和熟悉事物的比较,记住一些常见物体的质量是解决这类问题的基础。
(2)质量是物体的一个基本属性,与物体的形状、位置、物态无关。
答案 错误 不变
例2 (2021·广东)在调节天平平衡时,将游码归零后,指针如图甲所示,此时应向________调节平衡螺母,使横梁平衡;天平平衡时,放在天平右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,所测物体的质量为________ g。
分析 (1)从图中获取天平哪边偏重是解决问题的关键,指针向右偏,说明天平右边偏重,平衡螺母需要向左移动。(2)天平读数的易错点是以游码的哪一侧数据为准。
答案 左 38.6
易错提醒 读取游码的示数时以游码左侧对应的数值为准。
例3 (2023·汕头潮南区二模)如图所示,是小明同学用托盘天平测物体质量的四个主要步骤,其合理的顺序应该是________(用图中四个字母排序),并指出她操作中的两处错误,分别是:调节天平平衡时,________________;称量时,________________。
分析 测物体质量时天平的使用规则可归纳为:放平、归零、调衡、左物右码、物体的质量为砝码加游码,砝码和游码要用镊子夹取和拨动,从此入手便可对图中的操作做出判断。
答案 BADC 游码未归零 调节平衡螺母
解析 测物体质量时天平的使用:天平使用前要将天平放到水平台上,将游码拨到零刻度线,调节平衡螺母使横梁平衡;把被测物体放在左盘,用镊子向右盘放砝码并移动游码使横梁重新平衡,读取物体的质量,故合理的顺序应该是BADC;A图中调节天平的平衡螺母时,游码未归零,D图中在测量过程中应该调节游码使横梁平衡而不能调节平衡螺母。
易错提醒 调节天平平衡的方法:在测量前调节平衡螺母,在测量过程中调节游码。
考点二 密度及其计算
1.质量与体积的关系:
(1)同种物质,质量与体积的比值一定。
(2)不同物质,质量与体积的比值一般不同。
2.密度:某种物质组成的物体的质量与它的体积之比。
3.公式:ρ=。
4.单位及换算:1 g/cm3=103 kg/m3。
5.水的密度:1.0×103 kg/m3。
6.密度与社会生活
(1)温度能够改变物质的密度:温度升高后,大部分物质体积会变大,密度会变小,这种规律被称为热胀冷缩。如热空气上升后,冷空气就从四面八方流过来,从而形成风。但是水比较特殊。
(2)物质的鉴别:不同物质的密度一般不同,可以根据密度来鉴别物质。如果仅通过密度无法鉴别,就需要根据物质的其他性质,如颜色、气味、硬度、电学特性等进一步鉴别。
(1)同种物质的密度与物体的质量成正比、与体积成反比。( × )
(2)“热胀冷缩”现象说明:所有物质的密度随温度的升高而减小。( × )
(3)不同种物质的密度一定不相等。( × )
(4)日常生活中说的“棉花比铁轻”,实质上是指棉花的密度比铁的密度小。( √ )
例4 (2022·广东)一枚实心纪念币的质量为16 g,体积为2 cm3,纪念币的密度是______ g/cm3。可见,这枚纪念币________(选填“是”或“不是”)纯金制成。(ρ金=19.3×103 kg/m3)
答案 8 不是
例5 (2021·广东)甲、乙两种物质的质量与体积关系m-V图象如图所示,甲、乙密度之比为( )
A.2∶1 B.1∶2
C.3∶1 D.1∶3
答案 C
例6 (航天科技)2020年12月17日,“嫦娥五号”在月球上收集了一满罐的月球土壤(简称“月壤”),科研人员称出其质量为1 731 g,与计划的2 000 g存在差距,主要原因是收集罐的容积是按照月壤密度为1.6×103 kg/m3而设计的。以下说法正确的是( )
A.月壤从月球带回地球后质量变小了
B.若将月壤分成等质量的两份,则每份的密度都变小
C.收集罐的容积为1.25×10-3 m3
D.月壤的实际密度大于1.6×103 kg/m3
答案 C
名师点拨 (1)密度是物质的一种特性。 同种物质的密度相同,不随物体质量、体积的变化而改变;不同物质的密度一般不同。可用来鉴别物质。但同种物质的密度会在外界因素(如温度、状态、压强等)变化时发生改变,如“热胀冷缩”以及水的反常膨胀等。 (2)气体密度的可变性。 焊接时(或医院)用的装氧气的钢瓶体积不变,但瓶内氧气质量减少,由ρ=可知,钢瓶内气体密度不断减小。此类问题还有轮胎充气等。 (3)密度的相关计算。 ①m=ρV:求巨大物体的质量或在不方便用天平的情况下测物体的质量。 ②V=:求形状不规则的或不便于直接测量的较大物体的体积,或不方便用量筒的条件下间接测出物体的体积。
考点一 质量及托盘天平的使用
1.(2023·广州)“掬手为升”是我国古代的计量方法之一,掬即为双手捧。如图,人双手捧起的米质量约为( )
A.3 g B.300 g C.30 kg D.300 kg
答案 B
2.(2023·广东节选)火箭搭载飞船升空过程中,宇航员座椅的质量________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案 不变
解析 火箭升空过程中,宇航员座椅的位置发生变化,但所含物质的多少没有变化,所以宇航员座椅的质量不变。
3.(2023·牡丹江)下列关于托盘天平的使用,正确的是( )
A.称量前,游码放到标尺左端的零刻度线处
B.称量时,物体放在右盘,砝码放在左盘
C.称量时,若横梁不平衡,应调节平衡螺母
D.读数时,被测物体的质量与砝码的质量一定相等
答案 A
解析 称量前,将天平放在水平桌面上,游码放到标尺左端零刻度线处,故A正确;在使用天平时,应遵循“左物右码”的原则,即称量时,物体放在左盘,砝码放在右盘,故B错误;在称量时,通过增减砝码或移动游码来平衡横梁,而不能通过调节平衡螺母使天平平衡,故C错误;物体的质量等于砝码的质量加上游码对应示数,被测物体的质量与砝码的质量不一定相等,故D错误。
考点二 密度及其计算
4.(2023·青海)青海湖是我国最大的咸水湖,为了粗测湖水密度,某兴趣小组取体积为200 cm3的湖水,测得其质量为206 g,下列说法中正确的是( )
A.密度与体积有关 B.密度与质量有关
C.湖水密度为1.03×103 kg/m3 D.湖水的密度小于水的密度
答案 C
解析 密度是物质的一种特性,同种物质(状态相同)的密度相同,与质量和体积无关,故A、B错误;湖水的密度为ρ===1.03 g/cm3=1.03×103 kg/m3,水的密度为1.0×103 kg/m3,则青海湖湖水的密度大于水的密度,故C正确,D错误。
5.(图象信息)如图表示物质的质量跟体积的关系、物质的密度跟体积的关系,由甲图可知,120克D物质的体积是__________;从乙图中可见阴影部分S的面积表示物质的________,其值为________。
答案 200 cm3 质量 8 g
解析 对于D物质,其质量是60 g时的体积是100 cm3,所以该物质的密度是ρ===0.6 g/cm3;故当其质量是120 g时的体积是:V′===200 cm3;分析题图乙中的横坐标和纵坐标,能看出其横坐标表示体积,纵坐标表示密度,故此时阴影部分的面积即为ρV,即为该物质的质量,该物质的质量是m″=ρ″V″=4 g/cm3×2 cm3=8 g。
6.(2023·韶关浈江区模拟)某瓶氧气的密度是6 kg/m3,给人供氧用去了一半,则瓶内剩余氧气的密度是________ kg/m3;容积是1 L的瓶子装满煤油,煤油的密度是0.8×103 kg/m3,此瓶中煤油质量是________ kg,用去一半后,瓶内剩余煤油的密度是________ g/cm3。
答案 3 0.8 0.8
解析 由题意知,氧气体积不变,
设瓶内剩余氧气的密度为ρ1,根据ρ=可得=,
所以瓶内剩余氧气的密度ρ1=ρ=×6 kg/m3=3 kg/m3,
煤油的体积V煤油=1 L=1×10-3 m3,
煤油的质量m煤油=ρV煤油=0.8×103 kg/m3×1×10-3 m3=0.8 kg,
煤油的密度与质量和体积无关,所以煤油质量减小后,密度不变,为0.8×103 kg/m3=0.8 g/cm3。
7.(2023·广州越秀区模拟)如图是标准大气压下1 g某液体的体积-温度图线。根据图所给信息,下列说法( )
①由9 ℃降低到5 ℃,液体体积一直变小
②温度升高,液体密度变大
③由0 ℃升高到4 ℃,液体质量一直变小
④4 ℃时1 cm3液体的质量等于10 ℃时1 cm3液体的质量
A.只有①是正确的 B.只有①②是正确的
C.只有①③是正确的 D.只有①④是正确的
答案 A
解析 根据图象可知,由9 ℃降低到5 ℃,液体体积一直变小,故①正确;根据图象可知,由0 ℃升高到4 ℃,温度升高,质量不变,体积变小,根据ρ=知,液体密度变大,温度高于4 ℃时,质量不变,体积变大,根据ρ=知,液体密度变小,故②错误;质量是物体固有的属性,不随空间位置、形状、物态、温度的改变而改变,由0 ℃升高到4 ℃,液体质量不变,故③错误;4 ℃时1 cm3液体的体积等于10 ℃时1 cm3液体的体积,由图象知,4 ℃时液体的密度大于10 ℃时液体的密度,根据ρ=的变形式m=ρV知,4 ℃时1 cm3液体的质量大于10 ℃时1 cm3液体的质量,故④错误。故选A。
8.(2023·汕头潮南区一模)由不同材料组成的a、b、c三个实心物体,它们的体积与质量的关系如图甲所示,则密度最大的是________(选填“a”“b”或“c”)物体,它的密度是________ kg/m3。人类发现一颗这样的行星,如图乙所示,这颗行星的体积约为地球体积的4倍,质量约为地球质量的4.5倍。若已知地球的平均密度为5.52 g/cm3,则这颗行星的密度约为________ g/cm3。
答案 c 2×103 6.21
解析 由题图甲可知,当a、b、c三种物质体积相同时,c的质量最大,由ρ=可知,c物质的密度最大;
当体积Vc=2 cm3时,c物质的质量mc=4 g,c物质的密度:ρc===2 g/cm3=2×103 kg/m3;
由题意知,行星的质量m行星=4.5m地,行星的体积V行星=4V地,地球的平均密度ρ地=5.52 g/cm3,
则这颗行星的密度ρ行星===1.125ρ地=1.125×5.52 g/cm3=6.21 g/cm3。
9.在“探究固体的质量与体积的关系”的实验中。
(1)将天平调节好以后,在左盘中放入铁块,向右盘中添加了几个砝码后,观察到天平的指针指在分度盘的位置如图甲所示;再添加一个质量最小的砝码,指针指在分度盘的位置如图乙所示。此时,应先取下质量最小的砝码,接着__________,直到指针指在分度盘的中央刻度线。
(2)小明用3个铁块、小丽用3个木块、小强用3个铝块分别进行实验,记录下实验数据。在老师的引导下,他们用这些实验数据做出了如图丙所示的m-V关系图象。
从图象可以看出:同种物质组成的不同物体,质量与体积的比值__________;不同物质组成的物体,质量与体积的比值一般__________。因此,这个比值反映的是物质的一种特性,物理学中把它定义为物质的密度。
(3)小明通过这次实验真正明白了人们常说的“铁比木头重”这句话的含义。下列说法能体现这句话正确含义的是________。
A.铁比木头的质量大 B.相同体积的铁比木头的质量大
C.铁比木头的密度大 D.相同质量的铁比木头的体积小
答案 (1)移动游码 (2)相同 不同 (3)BC
10.如图的“冰壶”形展馆——芬兰馆,宛若一座矗立于水中的岛屿,外墙使用鳞状装饰材料,看似由许多冰块堆砌而成。鱼鳞状外墙的“鱼鳞”是一种塑木复合材料,这种材料修正了纯木材和纯塑料材料的不足,这种材料摸上去足够坚硬,并且永不褪色。
塑木作为新型环保材料,今后将替代目前家装中普遍使用的实木地板,虽然塑木的密度为1.16 g/cm3,计算成本略高于木材,但可以制成空心型材,加工成各式材料,成为新材料发展的重点方向之一。
(1)塑木板材的硬度__________(选填“大”或“小”)。若把一个板材切割为大小不同的两块,大块的密度______(选填“大于”“等于”或“小于”)小块的密度。
(2)若每片鱼鳞的面积为2 m2,其厚度为5 cm,则每片鱼鳞的质量为________ kg。
(3)一个载重量为5 t的卡车可以装载________m3的这种塑木板材制成的鱼鳞。
(4)现有一个密封的塑木板材,其中是中空的结构,经测量其体积为120 cm3,质量为116 g,则其空心部分的体积是________ cm3。
答案 (1)大 等于 (2)116 (3)4.31 (4)20
11.(创新应用)某同学发现冬天水管会“爆裂”,他通过查阅资料获得以下信息:(1)物体膨胀时如果遇到障碍,会产生很大的力;(2)金属会热胀冷缩;(3)水和冰在不同温度下的密度如表所示:
形态 水 冰
温度/℃ 4 3 2 1 0 0
密度/(g·cm-3) 0.999 8 0.999 6 0.999 4 0.999 1 0.999 0 0.910 1
(1)根据表格中温度和密度的数据,得出结论:在标准大气压下,当0~4℃时,________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)指出水管“爆裂”的原因,并写出分析过程_______________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)温度越低,水的密度越小 (2)冬天温度降低,水会结成冰,体积增大;加上金属(水管)热胀冷缩,体积变小,管内的冰(水)膨胀时,遇到障碍,产生很大的力,撑爆水管