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2026年中考物理第一轮复习:物质属性
一、选择题
1.密度是物质的基本性质之一。关于密度,下列说法正确的是( )
A.一杯水喝掉一半,剩下半杯水的密度变小了
B.我们能依据密度不同区分铁块和铝块
C.铁的密度比木头大,所以铁的体积一定比木头小
D.为了减小质量,飞机机翼应采用密度很大的材料制造
【答案】B
【知识点】密度及其特性;密度的应用与物质鉴别
【解析】【解答】A选项分析:密度是物质本身的固有属性,取决于物质种类,与质量或体积的变化无关。因此,即使喝掉一半液体,剩余部分的密度保持不变。该选项描述错误。
B选项分析:不同物质通常具有不同的密度特性。铁和铝的密度存在显著差异,这种差异可以作为鉴别两种材料的依据。该选项描述正确。
C选项分析:根据体积计算公式可知,在相同质量条件下,密度较大的物质(如铁)其体积必然小于密度较小的物质(如木材)。因此C错误。
D选项分析:通过质量公式可知,当体积固定时,选用低密度材料能有效减轻结构质量。飞机机翼设计正是应用这一原理,故D错误。
综上,四个选项中仅B选项的论述完全正确。
【分析】1、密度的性质:密度是物质的基本属性,不随质量和体积的变化而变化;只和材料本身以及材料状态有关;
2、根据密度公式计算m=ρV分析可知,体积相同示质量和密度成正比,质量相同时,密度和体积成反比。
2.下列图示中的物体的质量约为的是( )
A.一头大象 B.一只鸡
C.一个苹果 D.一个鸡蛋
【答案】D
【知识点】质量及其特性
【解析】【解答】A.一头大象的质量远远超过50g,因此选项A不符合题意;
B.一只鸡的质量明显大于50g,故选项B不符合题意;
C.单个苹果的质量区间一般为150g至300g,因此选项C不符合题意;
D.单个鸡蛋的质量约50g,与题目描述相符,故选项D正确。
正确答案为D。
【分析】熟悉生活中常见的物体质量,如一枚鸡蛋为50g,中学生质量为50kg。
3.小华通过微信公众号“胜哥课程”知道了石墨烯。石墨烯由一层碳原子组成,它是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料,它的熔点超过 2000℃,它具有优良的导电性和导热性等属性.可以预见,石墨烯未来的应用将相当广阔.根据石墨烯的属性,你认为石墨烯不能用来制成( ).
A.隧道掘进机的钻头 B.炒菜锅
C.高压输电线 D.家用保险丝
【答案】D
【知识点】纳米材料及其应用
【解析】【解答】根据石墨烯的特点:是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料,熔点超过2000℃,有优良的导电性和导热性等,根据坚硬的特点,可以做隧道掘进机的钻头;导热性强,可以做炒菜锅;导电性强,可以做高压输电线;家用保险丝需要电阻较大,熔点低的材料,石墨烯的熔点高,不能做保险丝,ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【分析】思维点拨 隧道掘进机的钻头需要硬度,炒菜锅需要良好的导热性能,高压输电线需要良好的导电性能,而家用保险丝的电阻率要大.
4.全碳气凝胶是世界上最轻的固体材料之一,最小密度仅有0.16mg/cm3,它具有隔热、耐高温等性能,在新能源汽车、航空航天等领域有多种用途。关于该材料,下列说法正确的是( )
A.气凝胶“轻”指它的质量小
B.将气凝胶压扁,其密度变小
C.该材料可用来制作消防员防火服
D.8cm3的该种气凝胶,质量为1.28g
【答案】C
【知识点】物质的基本属性;密度及其特性;密度公式及其应用
【解析】【解答】 解:A.气凝胶“轻”指相同体积的气凝胶与其它材料相比质量较小,也就是它的密度小,故A错误;
B.将气凝胶压扁,其质量不变,体积不变,根据可知,密度不变,故B错误;C.根据“它具有隔热、耐高温等性能”可知,该材料可用来制作消防员防火服,故C正确;
D.根据可得,8cm3全碳气凝胶的质量m=ρV=0.16mg/cm3×8cm3=1.28mg,故D错误。
故选:C。
【分析】 (1)某种物质的质量和其体积的比值叫这种物质的密度;
(2)将气凝胶压扁,其质量不变,体积不变,根据分析其密度变化;
(3)根据“它具有隔热、耐高温等性能”判断;
(4)利用密度公式计算。
5.小华通过微信公众号“胜哥课程”学习了物质的属性。关于质量和密度的说法,正确的是( )
A.把一块橡皮泥捏成各种不同的形状,质量不变,密度改变
B.地球上的物体被宇航员带到太空后,质量改变,密度不变
C.把一块冰放在杯子里,冰熔化成水,质量不变,密度改变
D.我国制造大型客机 C919 用了密度大的复合材料,以减轻其质量
【答案】C
【知识点】质量及其特性;密度及其特性;密度公式及其应用
【解析】【解答】A、把橡皮泥捏成不同形状,只是形状改变,所含物质的多少(质量)不变;同时,橡皮泥的物质种类和状态没有变化,所以密度也不变。因此A错误。
B、物体被带到太空,位置改变,但所含物质的多少(质量)不变;物质的种类和状态也没有变化,所以密度也不变。因此B错误。
C、冰熔化成水,状态改变,但所含物质的多少(质量)不变;冰的密度约为0.9103kg/m3,水的密度为1.0103kg/m3,所以密度改变。因此C正确。
D、C919客机为了减轻质量,在体积一定时,会选用密度小的复合材料,而不是密度大的材料。因此D错误。
故答案为:C。
【分析】1、质量:物体所含物质的多少,是物体的固有属性,不随物体的形状、状态、位置和温度的改变而改变。
2、密度:物质的一种特性,公式为,与物质的种类、状态和温度有关,与物体的质量和体积无关。
3、密度的应用:在体积相同时,密度越小,质量越小,因此航空器材常选用密度小的材料。
6.物理学是一门以实验为基础的学科,我们在学习中接触到了一些实验器材,下列对实验器材的使用方法,说法错误的是( )
A.使用刻度尺测量物体长度时,刻度线要紧贴被测物体
B.使用温度计在测量液体温度时,可将温度计从水中取出读数
C.使用量筒测量液体体积读数时,视线要与液体凹形底部或凸形顶部相平
D.使用托盘天平测量物体质量时,将物体放在左盘,砝码放在右盘
【答案】B
【知识点】温度及温度计的使用与读数;质量的测量与天平的使用;量筒的使用;刻度尺的使用
【解析】【解答】A.使用刻度尺测量物体长度时,刻度线紧贴被测物体,便于读数,故A正确,不符合题意;
B.用温度计在测量液体温度时,示数稳定后再读数,读数时,温度计不能取出,玻璃泡要停留在待测液体中,故B错误,符合题意;
C.使用量筒测量液体体积时,视线要与凹液面的底部或凸液面的顶部相平,不能仰视或俯视,故C正确,不符合题意;
D.使用托盘天平测量物体质量时,将物体放在左盘,砝码放在右盘,故D正确,不符合题意。
故选B。
【分析】根据刻度尺的使用、温度计的使用、量筒的使用和天平的使用要求,判断合理的使用方法。
7.“胜哥”家的水龙头因关不紧而滴水不止,“胜哥”想要测量每滴水的质量,下列方法简单可行的是( )
A.用托盘接1滴水,多次测量取平均值
B.用托盘接100滴水,测其质量为m,则每滴水的质量为
C.用天平测出烧杯的质量m0,再用烧杯接1滴水测总质量m1,则每滴水的质量为
D.用天平测出烧杯的质量m0,再用烧杯接100滴水测总质量m1,则每滴水的质量为
【答案】D
【知识点】累积法测量微小质量
【解析】【解答】 一滴水的质量太小,甚至小于天平的分度值,无法直接称量,应该用累积法测多滴水的质量,除以总数算出一滴水的质量,故D正确,而ABC错误。
故选D。
【分析】一些微小的物理量,甚至小于测量工具分度值的,直接测量误差会非常大,此时可以使用累积法,即选取相同的物理量若干个,先测量它们的总量,最后除以个数,从而适当减小测量误差。
8.北宋《市易录》记载:“一鸡之重,可抵纸百叠”,若单张宣纸约4克(宋代造纸术改良后轻薄化),上文中这宣纸的张数最接近以下哪个数值( )
A.100张 B.500张 C.5000张 D.8000张
【答案】B
【知识点】累积法测量微小质量
【解析】【解答】一只鸡的质量大约 2kg 左右, 若单张宣纸约4g,则宣纸的张数约为:
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【分析】根据生活经验估计一只鸡的质量,再用鸡与单张宣纸的质量之比,估计宣纸的张数。
9.西楚霸王项羽英勇无比,力能举鼎,“鼎”的质量大约为,如果在影视剧中重现“霸王举鼎”的情景,如图所示,为了能够让演员很轻松的举起大鼎,最适合制作剧中大鼎道具的材料是()( )
A.铜 B.铁 C.石头 D.泡沫塑料
【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;密度的应用与物质鉴别
【解析】【解答】生活中能举起大鼎的人几乎没有,因为真实的鼎质量很大,而在银屏上的演员必须能举起来,应该选择密度小、体积与真实的鼎相同的材料制成道具;根据可知,体积相同的不同材料,密度越小,质量就越小,而ρ钢>ρ铁>ρ石>ρ泡沫,因此最适合制作剧中大鼎道具的材料是泡沫塑料。gu ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【分析】根据密度的定义式可知,体积相同的不同材料,密度越小,质量就越小。
10.已知ρ铜>ρ铁>ρ铝,如图所示,“胜哥”将等质量的实心铁块、铜块、铝块用细线拴好后,分别缓慢浸没在装满水的溢水杯中,则从溢水杯中溢出水的质量( )
A.放铁块时溢水杯中溢出水的质量大
B.放铜块时溢水杯中溢出水的质量大
C.放铝块时溢水杯中溢出水的质量大
D.三次溢水杯中溢出水的质量都相同
【答案】C
【知识点】密度公式及其应用
【解析】【解答】实心铁块、铜块、铝块质量相等,均为m,根据,铜块的体积,铁块的体积,铝块的体积,因为,故,由于溢出水体积与各金属块体积相等,故溢出水的体积,溢出水的质量,由于铝块溢出水体积最大,故放铝块时溢水杯中溢出水的质量最大,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【分析】根据,判断体积大小;利用,计算溢出质量的多少。
11.“胜哥”利用一定质量的水,研究水的体积随温度变化的关系,并根据实验数据作出V-t 图像,如图所示.下列说法正确的是
A.水在4℃时密度最小
B.AB段表示水温度升高,密度变小
C.BC段表示水温度升高,体积变小
D.对于一定质量的水,在4℃时体积最小
【答案】D
【知识点】密度与温度的关系
【解析】【解答】 A.读图可知,水在4℃时,体积最小,由于质量不变,所以此时密度最大,故A错误;
B.读图可知,AB段随着水的温度升高,其体积越来越小,表示密度在变大,故B错误;
C.读图可知,BC段随着水的温度升高,其体积越来越大,故C错误;
D.读图可知,对于一定质量的水,在4℃时密度最大、体积最小,故D正确。
故选D。
【分析】 根据v-t的图象,判断水的体积随温度变化的关系,再根据质量不变,判断其密度的变化情况。
12.仪器是科学探究的重要工具,测量是物理实验的基本内容。下列关于测量工具的使用,说法正确的是( )
A.用刻度尺测量物体长度时,必须将零刻度线对准被测物体的一端
B.用实验室常用温度计测量液体温度时,为方便读数可将温度计从液体中取出
C.用托盘天平称量物体质量时,应先增减砝码,再移动游码使天平恢复平衡
D.用量筒量取液体时,俯视凹液面的最低处读数,所测体积数值比实际值偏小
【答案】C
【知识点】温度及温度计的使用与读数;质量的测量与天平的使用;量筒的使用;刻度尺的使用
【解析】【解答】A.用刻度尺测量物体长度时,不一定从零刻线开始,只要对准一个整刻度线即可,故A错误;
B.用实验室常用温度计测量液体温度时,一旦取出后,温度计示数会立刻发生变化,造成测量误差,故B错误;
C.用托盘天平称量物体质量时,先增减砝码使天平衡,再移动游码进行微调,故C正确;
D.用量筒量取液体时,俯视凹液面最低处读数,根据“俯视大仰视小”的规律可知,会导致读数偏大,故D错误。
故选C。
【分析】A.根据刻度尺的使用方法判断;
B.根据温度计的使用规范判断;
C.根据天平的使用方法判断;
D.根据俯视大仰视小”的规律判断。
13.如图甲所示为水的密度在范围内随温度变化的图象,图乙为北方冬天湖水温度分布示意图,根据图象及水的其他性质下列分析判断错误的是( )
A.温度等于时,水的密度最大
B.在范围内,水具有热缩冷胀的性质
C.示意图中从上至下、、、、处的温度从高到低
D.如果没有水的反常膨胀,湖底和表面的水可能同时结冰,水中生物很难越冬
【答案】C
【知识点】密度与温度的关系
【解析】【解答】A.由图甲可知,在4℃时水的密度最大,故A正确;
B.在0~4℃范围内,温度越高,密度越大,体积越小,故在0~4℃范围内,水具有热缩冷胀的性质,故B正确;
C.因为水的凝固点是0℃,当河面结冰时,冰接触的河水温度即冰水混合物的温度也为0℃,从上至下、、、、处的温度从低到高,故C错误;
D.温度不同的水密度不同,密度大的水下沉到底部,而下层的密度小的水就升到上层来。这样,上层的冷水跟下层的暖水不断地交换位置,整个的水温逐渐降低。这种热的对流现象只能进行到所有水的温度都达到4℃时为止,故如果没有水的反常膨胀,湖底和表面的水可能同时结冰,水中生物很难越冬,故D正确。
故选C。
【分析】(1)在图象中找出密度最大的位置,看对应的温度是多少;根据图象找出0℃~4℃水密度的变化情况,得出结论;
(2)在0~4℃范围内,温度越高,密度越大;
(3)因为水的凝固点是0℃,当河面结冰时,冰接触的河水温度即冰水混合物的温度也为0℃,从曲线可看出曲线的最低处即为较深河底的水温;
(4)水在0℃~4℃之间具有热缩冷胀的反常膨胀现象。
二、填空题
14.通过微信公众号“胜哥课程”学习了密度知识后,小明只用天平就测出了牛奶的密度,具体方法如下:测出空瓶子的质量为,装满水时,测出瓶和水的总质量为,装满牛奶时,测出瓶和牛奶的总质量为。已知水的密度为,则牛奶的密度为 (用题中物理量表示)。
【答案】
【知识点】设计实验测密度
【解析】【解答】瓶内水的质量计算公式为:,根据密度公式,水的体积计算为:,
牛奶的质量通过测量得到:,由于牛奶与水体积相同,牛奶密度最终表达式为:
【分析】利用水测量待测物体的密度:要保证水的体积和物体的体积相同,水的体积为,物体的质量为m3 - m1,所以物体密度为。
15.建筑物内遭遇火灾时会产生大量有害气体,这些气体由于温度升高,密度 ,从而大量聚集在房间的 方(选填“上”或“下”),因此受困人员应采取 (选填“弯腰”或“直立”)的姿势撤离火场,这样能够有效避免吸入有害气体或被灼伤。
【答案】减小;上;弯腰
【知识点】密度与温度的关系
【解析】【解答】火灾时,高温有害气体受热膨胀,密度减小,会上升并聚集在房间上方,受困人员应弯腰撤离火场,能有效避免吸入有害气体或被灼伤。故第1空填:减小;第2空填:上;第3空填:弯腰。【分析】气体受热,体积膨胀,密度减小;密度小的物体会升高。
16.篆刻是镌刻在中华艺术文脉上的古老印记。与篆刻前相比,篆刻后方章的质量 ,密度 (均选填“变大”、“变小”或“不变”),篆刻用的刻刀应具有 大的物理属性。
【答案】变小;不变;硬度
【知识点】物质的基本属性;质量及其特性;密度及其特性
【解析】【解答】(1) 与篆刻前相比, 篆刻后会刻出大量碎屑,那么 篆刻后方章的质量变小。
(2)与篆刻前相比,方章的物质种类不变,物质的状态不变,所以方章的密度不变。
(3)篆刻刀应具有硬度大的物理属性,这样能在物体上留下划痕。
【分析】(1)根据篆刻过程中要刻出碎屑分析;
(2) 密度是物质本身的一种属性,密度与物质的种类有关,与物质的状态有关;
(3)物质的性质决定用途,根据用途推测物质的性质。
17.一个质量为 50g 的空瓶,装满水后的总质量为 5.05 kg,则该空瓶的容积为 m3,若用该瓶装满酒精后的总质量为 kg,若该瓶装满某种液体后总质量为 4.1kg,则此液体密度为 kg/m3
【答案】5ⅹ10-3;4.05;0.81ⅹ103
【知识点】质量及其特性;密度公式及其应用
【解析】【解答】空瓶质量m瓶=50g=0.05kg
装满水时总质量m水总=5.05kg
水的密度水=1.0103kg/m3
酒精的密度酒精=0.8103kg/m3
水的质量:m水=m水总-m瓶=5.05kg-0.05kg=5kg
瓶的容积等于水的体积:V=V水=
酒精的体积等于瓶的容积:V酒精=V=510-3m3
酒精的质量:m酒精=酒精V酒精=0.8103kg/m3510-3m3=4kg
总质量:m酒精总=m酒精+m瓶=4kg+0.05kg=4.05kg
液体的质量:m液=m液总-m瓶=4.1kg-0.05kg=4.05kg
液体的体积等于瓶的容积:V液=V= 510-3m3
液体的密度:。
故答案为:5ⅹ10-3;4.05;0.81ⅹ103 。
【分析】1、密度公式:,变形可得m=V、。
2、等容问题:同一个瓶子装满不同液体时,液体的体积相等,都等于瓶子的容积。
3、质量计算:总质量等于容器质量与液体(或水)质量之和。
18.如图所示,“胜哥”点燃两支长度不同的蜡烛A和B,将其固定在桌。如果用玻璃烧杯将两支蜡烛罩在里面,由于燃烧产生的温度较高的二氧化碳气体的密度比空气密度要小,从而二氧化碳气体 (选填“上升”或“下降”),发现 (选填“A”或“B”)蜡烛先熄灭。发生火灾时为了避免吸入燃烧后产生的有毒气体,人应尽量 (选填“贴近地面爬行”或“直立行走”)。
【答案】上升;B;贴近地面爬行
【知识点】密度与温度的关系;密度的应用与物质鉴别
【解析】【解答】由于燃烧产生的温度较高的二氧化碳气体的密度比空气密度要小,从而二氧化碳气体上升,发现B蜡烛先熄灭。
发生火灾时,由于燃烧产生的有毒气体温度较高,密度较小会往上升,所以为了避免吸入燃烧时产生的有毒气体,人应尽量贴近地面爬行。
【分析】气体的密度受温度的影响比较大。温度越高,体积变大,密度变小;温度越低,体积变小,密度变大。
19.仔细分析下表中所列物质的各种参数,请写出你从表中发现的三条规律或信息:
金属 密度 (103kg/m3) 熔点 (℃) 导热性能 1 表示最强 9 表示最弱 导电性能 1 表示最强 9表示最弱
铝 2.7 660 4 4
铜 8.9 1083 2 2
金 19.3 1063 3 3
铅 11.3 327 9 9
镍 8.9 1453 7 6
银 10.5 961 1 1
(1) ▲ ;(2) ▲ ;(3) ▲ .
【答案】(1)(1)不同物质密度一般不同 (2)不同物质熔点一般不同 (3)导电性越强的物质一般导热性也越强 (4)表中物质中银的导电性能最好(选填其中三条即可)
【知识点】密度及其特性;比热容的定义及其计算公式;纳米材料及其应用
【解析】【解答】根据表中不同材料,判断密度、熔点、导电和导热数据可知:(1)不同物质密度一般不同;(2)不同物质熔点一般不同;(3)导电性越强的物质一般导热性也越强;(4)表中物质中银的导电性能最好。
【分析】思维点拨 分别从物质的密度、熔点、导电性能、导热性能分析。
三、作图题
20.酒精消毒液的浓度越低,说明水的含量就越高,图中甲是浓度为98%的酒精消毒液,乙为纯水,请作出浓度为85%的酒精消毒液大致的图像。
【答案】
【知识点】密度公式及其应用
【解析】【解答】酒精消毒液的浓度越低,则水的含量越多,水的密度大于酒精的密度,水含量越多,相同体积的消毒液质量越大,浓度为85%的酒精消毒液的图像应该在98%的酒精消毒液的图像和纯水的图像之间,即甲、乙图像之间。如图所示:
【分析】体积相等时,密度越大,物体的质量越大,判断图像位置。
四、实验探究题
21.“胜哥”在实验室测量一个小石块的密度时,采用如下步骤:
①用天平测出石块的质量m1;
②在烧杯中装入适量的水,测出烧杯和水的总质量为 m2;
③将石块放入烧杯中,使石块浸没在水中,标记出此时烧杯中水面的位置;
④取出石块,向烧杯中注水,直至水面到达标记处,用天平测出此时烧杯和水的总质量m3。
若已知水的密度为ρ水,则用测量的物理量和已知量表示石块的密度的表达式ρ石= 。
【答案】
【知识点】固体密度的测量;设计实验测密度
【解析】【解答】根据实验可知,加入水的质量为m3-m1,水的体积为,水的体积等于石块的体积,石块的质量为m1,所以其密度为。
【分析】利用水测量待测物体的密度:要保证水的体积和物体的体积相同,水的体积为,物体的质量为 m1,所以物体密度为。
22.小亮外出游玩时,捡到一块精美的矿石,在“胜哥”的帮助下,利用所需器材测量该矿石的密度,“胜哥”在检查器材时,发现砝码有磨损。
(1)把天平放在水平台上,把游码移到标尺左端的 处,发现指针静止时位置如图甲所示,此时应向 调节横梁两端的平衡螺母,使横梁水平平衡;
(2)用调节好的天平称该矿石的质量,当在右盘中加上最小的砝码后,发现指针稍微向分度盘中央刻度线的右侧倾斜,为了使天平的横梁水平平衡,接下来应该____(选填字母代号);
A.把标尺上的游码向左移一些
B.把标尺上的游码向右移一些
C.把横梁两端的平衡螺母向左调节
D.把这个最小砝码取下,并把标尺上的游码向右移
(3)天平平衡时,右盘中砝码的质量和游码在标尺上的位置如图乙所示,则测出的该矿石质量为 g;
(4)在用量筒测量矿石体积时,先往量筒中倒入适量的水,矿石放入量筒前后的液面高度如图丙所示(细线体积忽略不计),该矿石的体积是 cm3;
(5)由此测量出该矿石的密度为 kg/m3。由于砝码有磨损,你认为这样测出的密度值要比真实值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)零刻度线;左
(2)D
(3)62.6
(4)20
(5)3.13ⅹ103;偏大
【知识点】质量的测量与天平的使用;密度公式及其应用;量筒的使用;固体密度的测量;探究密度特性的实验
【解析】【解答】(1) 把天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻度线处。
图甲中指针偏右,说明左侧重,此时应向左调节平衡螺母,使横梁水平平衡。
(2) 当右盘中加上最小的砝码后,指针偏向分度盘右侧,说明右盘砝码总质量偏大,接下来应该把这个最小砝码取下,并把标尺上的游码向右移,故选D。
(3) 砝码质量:50g+10g=60g
游码示数:2.6g
矿石质量:m=60g+2.6g=62.6g
(4) 量筒中水的体积:60mL
矿石和水的总体积:80mL
矿石体积:V=80mL-60mL=20mL=20cm3
(5) 密度计算:
误差分析:砝码有磨损,会导致测量的质量偏大,而体积测量准确,根据 \rho = \frac{m}{V},测出的密度值比真实值偏大。
故答案为:(1) 零刻度线;左;(2) D;(3) 62.6;(4) 20;(5) 3.13ⅹ103;偏大。
【分析】1、天平的使用
调平:游码归零,调节平衡螺母(左偏右调,右偏左调)。
称量:左物右码,用镊子加减砝码,必要时移动游码使天平平衡。
读数:物体质量=砝码总质量+游码示数。
2、量筒的使用
读数时视线与凹液面底部相平,物体体积 = 总体积 - 水的体积。
3、密度的计算
公式:,单位换算:1g/cm3=1103kg/m3。
4、误差分析
砝码磨损会导致测量的质量偏大,从而使密度测量值偏大。
23.实验课上,“胜哥”从实验室带来一个实心小球,要求同学们根据学习的知识,测量小球的密度。
(1)第一组同学将托盘天平放在水平桌面上,游码移至最左端 处,此时指针如图甲所示,他应该将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移动,直至天平平衡。
(2)将实心小球放在天平的左盘,向右盘中加砝码并调节游码直至横梁平衡,此时砝码和游码的位置如图乙所示,则小球的质量为 g。
(3)量筒中装有60mL水,将小球放入量筒全部浸没后,液面升高如图丙所示,则小球体积为 。根据上述步骤,计算小球的密度为 。
(4)第二组同学又尝试使用电子秤、烧杯和水等器材测量小球的密度,具体操作如图丁所示。
①在烧杯中加入适量水,读出电子秤的示数为。
②把系有细线的小球放入水中,读出电子秤的示数为,并在水面做好记号A。
③取出小球,并在烧杯中加水到标记处,读出电子秤的示数为。
④根据 得出小球的密度。(用字母、、、表示小球的密度)
【答案】(1)零刻度线;右
(2)27
(3)20;
(4)
【知识点】密度公式及其应用;固体密度的测量
【解析】【解答】(1)①根据天平的调节方法可知,要将天平放在水平台面上,把游码移到标尺的最左端零刻度线处;
②根据甲图可知,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,说明左盘较重右盘较轻,应当将横梁上的平衡螺母向右调节。
(2)根据乙图可知吗,天平标尺的分度值为0.2g,则游码质量为2g,砝码质量为:20g+5g=25g,那么被测小球的质量为;
(3)根据丙图可知,水和小球的总体积为80mL,
则小球的体积为;
则小球的密度为。
(4)根据题意可知,烧杯中小球的质量为;
加入水的质量为;
两次水面都达到同一刻度,则加入水的体积等于小球的体积,
那么小球的体积为;
则小球的密度为。
【分析】(1)①根据天平的调节方法解答;
②平衡螺母总是向较轻的一侧调节。
(2)小球的质量=砝码质量+游码质量;
(3)小球的体积等于两次量筒的示数的差,再根据计算小球的密度;
(4)根据描述计算加入水的质量,根据密度计算出加入水的体积,而小球的体积等于加入水的体积,最后根据计算小球的密度。
(1)[1][2]天平在使用时,要将天平放在水平台面上,把游码移到标尺的最左端零刻度线处,调节天平横梁平衡时,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,说明左盘较重,应当将横梁上的平衡螺母向右调节,直至平衡。
(2)图中天平标尺的分度值为0.2g,被测小球的质量为
(3)[1]量筒中水的体积为60mL,图丙中,水和小球的总体积为80mL,小球的体积为
[2]小球的密度为
(4)在烧杯中加入适量水,读出电子秤的示数为m1,把系有细线的小球放入水中,读出电子秤的示数为m2,并在液面做好记号A,则烧杯中小球的质量为
取出小球,并在烧杯中加水到标记处,读出电子秤的示数为m3,则加入水的质量为
则加入水的体积等于小球的体积,小球的体积为
则小球的密度为
24.通过视频号“胜哥课程”的有关视频后,同学们动手测量食用油密度的实验步骤如下:
(1)①小明将天平放在水平桌面上,移动游码至标尺左端的“0”刻度线后,指针位置如图甲所示,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)适当调节,直至天平平衡;
②在天平左盘中放入空烧杯,测得空烧杯的质量为 33.8g;
③将食用油倒入烧杯并放在天平左盘中,天平平衡时,右盘所加砝码和游码位置如图乙所示时,食用油和烧杯的总质量为 g;
④将食用油全部倒入空量筒中,测得食用油体积是 30mL;
⑤计算得出食用油的密度为 kg/m3。
(2)“胜哥”认为小明的操作中烧杯壁上有残留的食用油,产生实验误差,他调整了小明的实验操作顺序,其中更合理的是____;
A.①③④②⑤ B.①④②③⑤
(3)如丙图所示是小华同学在实验操作过程中的情况,他的错误是 :
(4)他们想出了测食用油密度的其它方法,他们利用实验台上的弹簧测力计、空饮料瓶、水、细线等物品来测量,其操作步骤是:(已知水的密度为ρ水)
①用弹簧测力计测出空饮料瓶所受的重力 m1;
②在空饮料瓶中装满水,用弹簧测力计测出瓶和水所受的总重力 m2;
③倒掉水,擦干饮料瓶,在瓶中装满食用油,用弹簧测力计测出瓶和食用油所受的总重力 m3;
④计算食用油密度ρ= 。(用已知量和测出的物理量的字母表示)
【答案】(1)左;60.8;0.9×103
(2)A
(3)测量过程中调节平衡螺母
(4)
【知识点】液体密度的测量
【解析】【解答】(1)①使用天平之前,首先把天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻度,由甲图可知,分度盘的指针向右偏,应将平衡螺母向左适当调节,直到天平平衡;
③由图乙知,标尺的分度值为0.2g,读数为0.8g,烧杯和食用油的总质量:
m1=50g+10g+0.8g=60.8g
量筒中食用油的质量为:
m=m1-m0=60.8g-33.8g=27g
④食用油体积是V=30mL=30cm3,
根据密度公式可知,食用油的密度为:
;
(2)由于烧杯中的食用油不能全部倒入量筒中,烧杯上有残留的食用油,导致食用油的体积测量值偏小,根据可知,食用油的密度测量值偏大;为了减小误差,实验步骤为:
①将天平放在水平桌面上,调节平衡螺母,直至天平平衡;
③将食用油倒入烧杯并放在天平左盘中,当右盘所加砝码和游码位置如图乙所示时,天平平衡,食用油和烧杯的总质量;
④将食用油全部倒入空量筒中,测得食用油体积;
②在天平左盘中放入空烧杯,在右盘中加入砝码,并移动游码,使天平平衡,测得空烧杯的质量;
⑤计算得出食用油的密度;
因此更合理的步骤为①③④②⑤。
故选A。
(3)在调节天平的横梁平衡时,调节天平的平衡螺母,称量过程中绝对不能调节平衡螺母,只能通过加减砝码或移动游码使天平重新平衡,小李同学在实验操作过程中的错误是:测量过程中调节平衡螺母;
(4)由①②可得,在空饮料瓶中装满水时,水的质量:
m水=m2-m1
水的体积:
由①②可得,在空饮料瓶中装满食用油时,食用油的质量:
m油=m3-m1
装油和装水用的是同一个空饮料瓶,都装满时,油的体积等于水的体积,即V油=V水,食用油密度:
故答案为:(1)左;60.8;0.9×103;(2)A;(3)测量过程中调节平衡螺母;(4)。
【分析】(1)①使用天平之前,首先把天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻度,然后调节平衡螺母使天平的横梁平衡,平衡螺母向上翘的一端移动;
③天平测物体质量时,物体质量等于砝码质量与游码对应的刻度值之和;
⑤计算出量筒内食用油的质量,利用密度公式求出食用油的密度;
(2)由于烧杯中的食用油不能全部倒入量筒中,导致食用油的体积测量值偏小,密度测量值偏大;
先测出烧杯和食用油的总质量,再将烧杯中的食用油的一部分倒入量筒,测出倒出的这部分油的体积,最后用天平测出空烧杯的质量;
(3)只能在调节天平的横梁平衡时,调节天平的平衡螺母,称量过程中绝对不能调节平衡螺母,只能通过加减砝码或移动游码使天平重新平衡,天平称量物体前要保证底座水平、横梁平衡;
(4)利用装满水时的质量减去空瓶的质量求出水的质量,利用和等体积法求出食用油的体积,利用装满食用油时的质量减去空瓶的质量求出食用油的质量,结合求出食用油的密度。
25.通过视频号“胜哥课程”的有关视频后,小林和瑶瑶利用天平和量筒测量某液体的密度:
(1)小林在实验前,将天平放在水平台面上,将游码移至零刻度线处,此时指针如图甲所示,他应将平衡螺母向 调(选填“左”或“右”),直至天平横梁平衡;
(2)调好天平后,实验步骤如下:①将空烧杯放在天平上,测出其质量为48.5g;②在烧杯中倒入适量待测液体,测出烧杯和液体的总质量如图乙所示,为 ;③将烧杯中的液体全部倒入量筒中,读出液体的体积如图丙所示;
(3)根据实验数据可知待测液体的密度为 kg/m3;该实验方法测得的密度值与实际值相比 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”),小林提出只要将实验步骤的顺序作调整就能使测量结果更准确,则调整后的顺序为 ;(填实验步骤前的序号)
(4)聪明的瑶瑶还想到用容积为V的两个完全相同的瓶子,分别装满待测液体和水,放在已调平的天平左右两盘中,如图丁所示,移动游码使天平平衡,游码示数为m0,由此可得待测液体密度为 ;(用V、m0、水表示)
(5)小林还想利用家里的电子秤测量金属球的密度:A.用电子秤测出金属球的质量,如图①;B.将金属球放入溢水杯中,向溢水杯中注满水,测出总质量,如图②;C.缓慢取出金属球,再向溢水杯中补满水,测出总质量,如图③;D.金属球密度的测量值是 g/cm3。(ρ水=1g/cm3)
【答案】(1)左
(2)74
(3);偏大;②③①
(4)
(5)7.5
【知识点】液体密度的测量;设计实验测密度
【解析】【解答】(1)图甲中指针右偏,故向左调节平衡螺母。
(2)如图乙所示,标尺的分度值为0.2g,烧杯和液体的总质量为m总=50g+20g+4g=74g。
(3)液体的质量m液=m总-m杯=74g-48.5g=25.5g,液体的体积V液体=30mL=30cm3,根据密度公式计算可知待测液体的密度为;烧杯中的残留液体,测量体积变小,质量不变,由可知,该实验方法测得的密度值与实际值相比偏大。只需要调成②③①,这样测的空烧杯的质量就将残留的液体质量包含在内了,最终结果会更加准确。
(4)由丁图可知,待测液体的体积等于水的体积为V,待测液体的质量,根据密度公式计算可知待测液体密度为
(5)如图戊①所示金属球的质量为m球=72.0g,金属球放入溢水杯中,注满水,总质量为m1=98.0g,取出金属球,向溢水杯中补满水,总质量如图戊③所示为m2=35.6g,排开水的质量为m排=m球+m2-m1=72.0g+35.6g-98.0g=9.6g,金属球排开的体积为
,根据密度公式计算金属球密度的测量值为。
【分析】测量物体密度试验:原理为ρ=m/v,使用的仪器为天平和量筒;
天平的使用步骤:1、调零:天平置于水平台上,将游码归零,调节平衡螺母使得指针指向刻度中央,
称重:是用镊子夹取砝码,测量时为左物右码,不断调整砝码和游码重量,使得天平重新平衡;测量为左物右码,为了准确测量液体质量需要:先测水和烧杯总重m1,倒出一定体积的液体,测量剩余液体和烧杯的质量m2,所以水的质量为m1-m2,
量筒的使用:确定分度值,视线平行对准液面最低处,进行读数。
利用水测量待测物体的密度:要保证水的体积和物体的体积相同。
(1)使用天平时,将天平放在水平工作台面上,将游码调至标尺左端零刻度线处,指针不在分度盘中央时,按照左偏右调,右偏左调的方法,调节平衡螺母,直到天平平衡,图甲中指针右偏,故向左调节平衡螺母。
(2)接着在烧杯中倒入适量待测液体,如图乙所示,标尺的分度值为0.2g,烧杯和液体的总质量为m总=50g+20g+4g=74g
(3)[1]液体的质量m液=m总-m杯=74g-48.5g=25.5g
液体的体积V液体=30mL=30cm3
根据实验数据可知待测液体的密度为
[2]若考虑空烧杯中的残留液体,测量体积变小,由可知,该实验方法测得的密度值与实际值相比偏大。
[3]只需要调成②③①,这样测的空烧杯的质量就将残留的液体质量包含在内了,最终结果会更加准确。
(4)由丁图可知,待测液体的体积等于水的体积,都等于瓶子的容积为V,同样的瓶子质量相等,天平平衡,所以
即
解得
(5)如图戊①所示金属球的质量为m球=72.0g
将金属球放入溢水杯中,然后向溢水杯中注满水,测出总质量,如图戊②所示为m1=98.0g
缓慢取出金属球,再向溢水杯中补满水,测出此时总质量如图戊③所示为m2=35.6g
所以金属球排开水的质量为m排=m球+m2-m1=72.0g+35.6g-98.0g=9.6g
金属球的体积为
金属球密度的测量值为
26.“胜哥”想测量一块某石头的密度。
(1)将天平放在水平桌面上,游码归零后,指针位置如图甲所示,他应将平衡螺母向 端调节。
(2)用调好的天平测石头质量,右盘砝码和游码位置如图乙所示,石头的质量为 g。
(3)将石头放入盛有 50m L 水的量筒中,液面位置如图丙所示,则石头密度为 g/ cm 3。
(4)若该石头存在裂缝,在采用排水法测量其体积时,会因渗水引入误差,导致最终计算出的密度值不准确。请提出一种能够减少此类误差的改进方法: 。
【答案】(1)左
(2)53.2
(3)2.66
(4)先将石头浸没在水中一段时间,擦干表面的水,再用排水测测量出其体积。
【知识点】固体密度的测量;探究密度特性的实验
【解析】【解答】解:(1)将天平放在水平桌面上,游码归零后,指针位置如图甲所示,指针右偏,他应将平衡螺母向左端调节。
(2)用调好的天平测标本质量,右盘砝码和游码位置如图乙所示,标尺的分度值为0.2g,石头的质量m=50g+3.2g=53.2g;
(3)将石头放入盛有50mL水的量筒中,液面位置如图丙所示,水和石块的总体积为70mL,则石块的体积V=70mL-50mL=20mL=20cm3;
则石头密度为;
(4)若该石头存在裂缝,在采用排水法测量其体积时,会因渗水引入误差,导致最终计算出的密度值不准确。减少此类误差的改进方法:先将石头浸没在水中一段时间,擦干表面的水,再用排水测测量出其体积。
故答案为:(1)左;(2)53.2;(3)2.66;(4)先将石头浸没在水中一段时间,擦干表面的水,再用排水测测量出其体积。
【分析】 (1)将天平放在水平桌面上,游码归零后,指针右偏,他应将平衡螺母向左端调节。
(2)确定标尺的分度值,菊花石标本的质量等于砝码的质量与游码的示数和;
(3)根据如图丙得出水和石块的总体积为70mL,由排水法得出石块的体积,根据密度公式得出石头密度;
(4)为排除因渗水引入误差,可先将石头浸没在水中一段时间,擦干表面的水,再用排水测测量出其体积。
27.在探究质量与体积的关系时,小明找来大小不同的塑料块和某种液体做实验.
(1)图甲是小明在水平桌面上使用托盘天平的情景,“胜哥”指出了他的错误,他的操作错误是 .
(2)改正错误后,小明正确操作,根据实验数据分别画出了塑料块和液体质量随体积变化的图像,如图乙所示.
①分析图像可知:同种物质的不同物体,其质量与体积的比值 (填“相同”或“不同”),物理学中将 与 的比值定义为密度;
②塑料和液体相比塑料的密度 (填“更大”“相同”或“更小”).
【答案】(1)测量过程中,调节了平衡螺母
(2)相同;质量;体积;更大
【知识点】探究密度特性的实验
【解析】【解答】 (1)根据天平的使用规范可知,在开始测量后,只能通过调节砝码和游码实现平衡,绝对不能调节平衡螺母,则小明错误的在称量时调节平衡螺母;
(2)①根据乙图可知,塑料(或液体)的质量和体积变化的图像都是通过坐标原点的斜线,即说明二者成正比,说也就是同种物质的质量与体积的比值相同;物理学中将质量与体积的比值定义为密度。
②根据乙图可知,体积相同时,塑料的质量更大,根据可知,塑料和液体相比,塑料的密度更大。
【分析】 (1)根据天平的使用规范分析。
(2)①根据图像的形状分析质量和体积的比值大小,结合密度的定义解答;
②根据图象比较密度的大小。
28.“胜哥”洗黄豆时发现黄豆总沉在水底,于是他利用实验室的天平和量筒测量黄豆(不考虑黄豆吸水)的密度。
(1)“胜哥”将天平放在水平台面上,并将游码移至零刻度线处。若指针静止时如图甲所示,则应将右侧平衡螺母向 调节。
(2)“胜哥”调好天平后,实验步骤如下:
①在烧杯内装入一定量的黄豆,如图乙,再用天平测出其质量为73.8g;
②先在量筒中装入20mL 的水,再将一部分黄豆放入量筒中,此时液面位置如图丙所示,则量筒中黄豆的体积V= mL;
③用天平测出烧杯和剩余黄豆的质量,如图丁所示;
④黄豆的密度ρ= kg/m3
(3)即使“胜哥”将黄豆从量筒口轻轻放入,仍有少量水珠溅到量筒内壁上,这会导致所测黄豆的密度偏 ,为减小这种误差,可采取的操作是:
。
【答案】(1)左
(2)2;
(3)大;用长镊子将黄豆夹至靠近量筒液面上方处再放入;或放入黄豆前将量筒中的水加至40mL以上
【知识点】质量的测量与天平的使用;固体密度的测量;误差及其减小方法
【解析】【解答】(1)天平指针偏向右侧,说明右侧较重。根据天平调节规则“右偏左调”,应将右侧平衡螺母向左调节。
(2)①烧杯与黄豆总质量m总=73.8g;
②量筒中水的初始体积V水=20mL,放入黄豆后总体积V总=22mL,因此黄豆体积V=V总-V水=22mL-20mL=2mL=2cm3
③剩余黄豆与烧杯的质量为50g+20g+1.8g=71.8g,所以量筒中黄豆的质量m=73.8g-71.4g=2.4g。
④ 黄豆的密度。
(3)水珠溅到量筒内壁会使测得的总体积偏小,根据,体积偏小会导致计算出的密度值偏大。
减小误差的操作:用长镊子将黄豆夹至靠近量筒液面上方再放入,或放入黄豆前将量筒中的水加至40mL以上,以减少水珠飞溅。
故答案为:(1)左;(2)2;;(3)大;用长镊子将黄豆夹至靠近量筒液面上方处再放入;或放入黄豆前将量筒中的水加至40mL以上。
【分析】1、天平的调节:天平放在水平台面上,游码归零,根据指针偏转方向调节平衡螺母(“左偏右调,右偏左调”)。
2、密度的测量原理:,通过天平测质量,量筒测体积,计算密度。
3、误差分析:体积测量偏小会导致密度偏大;体积测量偏大则导致密度偏小。
4、减小误差的方法:针对实验中的操作缺陷,采取相应改进措施,如减少水珠飞溅。
五、简答题
29.剪纸是我国国家级非物质文化遗产。如图是用一张正方形纸剪成的窗花,在剪纸过程中,纸张有哪些物理量保持不变?哪些物理量会发生改变?请各举一例。
【答案】在剪纸过程中,所含物质的多少减小,质量改变;物质的种类不变,密度不变。
【知识点】物质的基本属性;质量及其特性;密度及其特性
【解析】【解答】答:在剪纸过程中,所含物质的多少减小,质量改变;物质的种类不变,密度不变。
【分析】物体所含物质的多少叫质量,质量是物体本身的一种属性,与物体的形状、状态、位置和温度无关。密度是物质的一种特性,与质量、体积大小无关。
六、科普阅读题
30.阅读以下文段,回答问题。
太空电梯
2023年,电影《流浪地球2》上映,这是中国科幻电影的里程碑。喷出巨大光柱的行星发动机、无所不知的量子计算机、让人类实现“永生”的“数字生命计划”..不仅呈现了一幕幕宏大震撼的视觉奇观,“太空电梯”更是给人们展示了未来科技的无限可能。《流浪地球2》中的太空电梯,建在非洲中部西海岸的加蓬,位于赤道线,最高处连接地球同步轨道的太空站,可达3.6万公里。太空电梯的主体是连接太空站和地球发射平台的缆绳结构,可以用来将人和货物从地面运送到太空站。太空电梯的轿厢空间很大,可以容纳许多宇航员来回往返太空,从上电梯后到3.6万千米的高空要花去7天的时间。在返回地球时,为了应对穿越大气层的摩擦生热,电梯舱会在太空中注水,瞬间形成冰盾,把火焰融成冰。避免舱室与大气直接摩擦,节省返回成本。
石墨烯的发明,使建设“太空电梯”成为了可能,石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料。作为热导体,它比目前任何其他材料的导热效果都好。如果和其他材料混合,石墨烯还可以用于制造更耐热、更结实的电导体,从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性,从柔性电子产品到智能服装,从超轻型飞机材料到防弹衣,甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料。
(1)以地球为参照物,太空站处于 状态(运动、静止):
(2)制造“太空电梯”时,对其中的精密装置测量要求较高,多次测量求平均值可以 (选填“消除误差”、“减小误差”或“避免产生错误”),用超声波可以清洗这些精密零部件,说明超声波可以传递
(3)“太空电梯”从地面到达3.6万公里的太空站,运行速度为 km/h(保留到整数位)
(4)电梯舱会在太空中注水,瞬间形成冰后,此过程涉及的物态变化是 , 热量:
(5)石墨烯是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料,针对这一发现,请你提出一个不同于材料中的应用方向: 。
【答案】(1)静止
(2)减小误差;能量
(3)214
(4)凝固;放出
(5)高精度微型传感器
【知识点】误差及其减小方法;速度公式及其应用;超声波与次声波;参照物及其选择;纳米材料及其应用;物态和物态变化
【解析】【解答】(1)太空站位于地球同步轨道,以地球为参照物,其位置没有发生变化,因此处于 静止 状态。
(2)多次测量求平均值可以 减小误差(误差不可消除,错误可避免);超声波清洗精密零部件,说明超声波可以传递 能量。
(3)路程,时间t=7天=7x24h=168h,根据,运行速度
(4)水瞬间形成冰,是由液态变为固态,属于 凝固 过程,凝固 放出 热量。
(5)示例:利用石墨烯的超薄、坚硬特性,可制造 高精度微型传感器(或“超薄防弹装甲” 等,合理即可)
【分析】本题综合考查运动的相对性、误差处理、速度计算、物态变化、声波的能量传递及材料应用等知识点。解题需结合文本信息,提取关键数据(如路程、时间),并调用物理概念(如静止的判断、凝固的吸放热、速度公式)逐一分析。
31.阅读短文,回答问题。
无人驾驶载人航空器
低空经济是国家“十五五”规划中的科技重点发展领域.近日,如图所示的某款“飞行汽车”(无人驾驶载人航空器)正式亮相.该航空器采用大量碳纤维材料减重,使用16个电动机驱动旋翼工作,在未来将缓解人们出行拥堵的问题,部分参数如表所示。
空载质量 最大载重 续航里程 最大飞行高度 最大时速
450kg 200kg 30km 1000m 130km/h
(1)该航空器应用了碳纤维材料 小的物理特性。
(2)质量能量密度(储存的能量与电池质量之比)是衡量电池性能的指标,该航空器的固态电池参数如下表所示.
单组电池容量/(kW·h) 1
电池组数 20
电池总质量/kg 50
①若充电桩以12.5kW的功率为航空器充电,从无电状态到完全充满需要 h(忽略充电时电池发热).若充电电压恒为400V,则充电时的电流为 A。
②该电池的质量能量密度为 Wh/kg。
(3)某次垂直起降测试中,满载的航空器从地面以10m/s的速度匀速上升到最大飞行高度:
①航空器所受的空气阻力和飞行速度的平方的关系如图所示,该过程中航空器克服重力和空气阻力所做的功为 J。
②该过程共消耗了15%的满充电量,则电动机将电能转化为机械能的效率为 %。
【答案】(1)密度
(2)1.6;31.25;400
(3);75
【知识点】密度及其特性;重力及其大小的计算;功的计算及应用;能量的利用效率
【解析】【解答】(1)根据短文第二行内容可知,该航空器采用大量碳纤维材料减重,是在体积不变时,减小航空器的质量,根据公式可知,该航空器应用了碳纤维材料密度小的物理特性。
(2)①由表格数据可知,单组电池容量为1kW·h,共有20组,
则该电池的总容量为;
那么从无电状态到完全充满需要的时间为。
若充电电压恒为400V,则充电时的电流为。
③综上所述,该电池的总容量为20kW·h,总质量为50kg,
故该电池的质量能量密度为。
(3)①由图像可知,当速度平方为(即速度为5m/s)时,所受空气阻力为400N,
物体所受空气阻力与速度的平方成正比,
则当速度为10m/s时,物体所受空气阻力为;
航空器满载时的总质量等于空载质量和最大载重的和,即;
则航空器满载时的总重力为;
航空器竖直向上匀速飞行,则它受到平衡力,
即航空器受到的重力和空气阻力的合力为;
则此过程做的功为。
(2) 该过程共消耗了15%的满充电量,
则该过程中消耗的电能为;
那么电动机将电能转化为机械能的效率为。
【分析】 (1)根据公式可知,相同体积的物体质量越小,则密度越小;
(2)①首先用单组电池容量×电池组数得到电池的总容量,利用
求从无电状态到完全充满需要的时间,然后跟机公式得出电流;
②质量能量密度是指储存的能量与电池质量之比;
(3)①由图像可知,物体所受空气阻力与速度的平方成正比,据此求出速度为10m/s时的阻力;已知航空器满载时的总质量,由公式G=mg求出航空器满载时的总重力,航空器竖直向上匀速飞行,受到竖直向下的重力和空气阻力、竖直向上升力的作用,则航空器受到的合力为重力和空气阻力之和,利用W=Fs求出克服重力和阻力做的功;
②根据电动机将电能转化为机械能的效率。
(1)由题意可知“该航空器采用大量碳纤维材料减重”,是指碳纤维材料的密度小,在体积不变时,航空器的质量较小,能有效减轻航空器的自重。
(2)[1]由表格数据可知,电池的总容量为
由可知,从无电状态到完全充满需要的时间为
[2]由可知,若充电电压恒为400V,则充电时的电流为
[3]由题意可知,质量能量密度是指储存的能量与电池质量之比,故该电池的质量能量密度为
(3)[1]由图像可知,物体所受空气阻力与速度的平方成正比,且当速度为5m/s时,所受空气阻力为400N,故当速度为10m/s时,物体所受空气阻力为
由题意可知,航空器满载时的总质量为
则航空器满载时的总重力为
航空器竖直向上匀速飞行,受到竖直向下的重力和空气阻力、竖直向上升力的作用,则航空器受到的重力和空气阻力的合力为
则满载的航空器从地面以10m/s的速度匀速上升到最大飞行高度时,克服重力和阻力做的功为
[2]由题意可知,该过程中消耗的电能为
则电动机将电能转化为机械能的效率为
32.阅读材料,回答问题。
超声波加湿器
超声波加湿器通电工作时,雾化片产生每秒170万次的高频振动,将水抛离水面雾化成大量1μm~5μm的超微粒子(水雾),吹散到空气中使空气湿润,改变空气的湿度。
图甲所示是某型号超声波加湿器,下表为其部分技术参数,其中额定加湿量是指加湿器正常工作1h雾化水的体积;循环风量是指加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积;加湿效率是指实际加湿量和实际输入功率的比值。
型号 ××× 额定加湿量 15L/h
额定电压 220V 额定输入功率 500W
水箱容量 20L 循环风量 2000m3/h
加湿效率 1.2×10-2L/(h·W) 轮子与地面接触的总面积 6.0×10-4m3
净重 950kg
(1)上表部分技术参数中有两处单位错误,一处为950kg,另一处为 ;
(2)加湿器正常工作时,每10min通过风扇的空气质量相当于( )的质量;(空气密度)
A.一只苹果 B.一名中学生 C.一头牛 D.一辆汽车
(3)下列说法中错误的是( )
A.加湿器通电使雾化片振动,电能主要转化为机械能
B.水雾化成超微粒子的过程没有发生物态变化
C.水雾化成超微粒子需要能量,说明分子间有排斥力
D.加湿器产生的超声波是由雾化片振动产生的
(4)利用湿敏电阻可实现对环境湿度的精确测量,如图乙所示,电源电压为24V,定值电阻R的阻值为120Ω,湿敏电阻的阻值R0随湿度RH变化的关系图线如图丙所示,该电路能够测量的湿度范围是30%~90%,则电压表示数的变化范围是 V;
(5)在没有其他用电器接入电路的情况下,加湿器工作40min,标有“4000imp/kW·h”的电能表指示灯闪烁了800次,加湿器的实际功率为 ,实际加湿量至少为 。
【答案】(1)
(2)C
(3)C
(4)12~15
(5)300 W;3.6 L/h
【知识点】密度公式及其应用;串联电路的电压规律;电能表参数的理解;电功率的计算
【解析】【解答】(1)根据国际单位制的知识可知,面积的单位是m2,而不是m3,故表中轮子与地面接触的总面积的单位错误。
(2)根据表格数据可知,加湿器的循环风量为 2000m3/h ,即加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积,
则加湿器正常工作每分钟通过风扇的空气质量;
则加湿器10min通过风扇的空气质量。
一只苹果的质量在0.2kg左右,中学生的质量略在50kg左右,牛的质量在400kg左右,汽车的质量在1000kg以上,
故选C。
(3)A.加湿器通电使雾化片振动,此时消耗电能产生机械能,即将电能主要转化为机械能,故A正确不符合题意;
B.水雾化成的超微粒子其实是微小的小液滴,即仍为液体,该过程没有发生物态变化,故B正确不符合题意;
C.水雾化成超微粒子需要克服分子之间的的引力,而不是排斥力,故C错误符合题意;
D.根据题意可知,超声波加湿器通电工作时,雾化片产生每秒170万次的超声波,加湿器产生的超声波是由雾化片振动产生的,故D正确不符合题意。
故选C。
(4)根据图乙可知,电阻R、R0串联,电流表测总电流,电压表测R0两端的电压,
根据丙图可知,当湿度为30%时,,
根据串联电路的电压与电阻成正比的规律得到:;
;
解得:;
当湿度为90%时,,根据串联电路的分压规律得
;
解得:;
所以电压表示数的变化范围为12 15V。
(5)①根据“ 4000imp/kW·h ”可知,该加湿器消耗的电能;
加热器的功率。
②根据表格可知,加湿器的加湿效率,
则加湿器实际加湿量为。
【分析】 (1)根据面积单位分析;
(2)加湿器正常工作时,由“循环风量”可知1min通过风扇的空气体积,根据密度公式求出每小时通过风扇的空气质量;估测四个选项物体的质量,选出合适的答案;
(3)A.电流做功是把电能转化为其它形式的能量;
B.物质由气态变为液态的过程叫液化;
C.分子之间存在引力和斥力;
D.声音是由物体的振动产生的;
(4)知道该电路能够测量的湿度范围,由图丙可知湿敏电阻的阻值的变化范围,知道电源电压和定值电阻R的阻值,利用串联电路的电压特点、欧姆定律求出两种情况下湿敏电阻两端的电压,可得电压表的变化范围;
(5)4000imp/(kW h)的含义是:电路中每消耗1kW h的电能,指示灯闪烁4000次,据此求出指示灯闪烁了800次消耗的电能,根据求出加湿器实际功率,根据表格中的加热效率求出最少的实际加湿量。
(1)面积的单位是m2,故表中轮子与地面接触的总面积的单位标错了。
(2)由表中数据得出,加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积,则加湿器正常工作时,每分钟通过风扇的空气质量
则加湿器10min通过风扇的空气质量
A.一只苹果的质量与物理课本接近,在0.2kg左右,故A不符合题意;
B.中学生的质量略小于成年人,在50kg左右,故B不符合题意;
C.牛的质量在400kg左右,故C符合题意;
D.汽车的质量在1000kg以上,故D不符合题意。
故选C。
(3)A.加湿器通电使雾化片振动,电能主要转化为机械能,故A正确,不符合题意;
B.水雾化成的超微粒子仍为液体,该过程没有发生物态变化,故B正确,不符合题意;
C.水雾化成超微粒子需要克服分子之间的相互作用力,该过程需要能量,说明分子之间存在引力,而不是排斥力,故C错误,符合题意;
D.由题知,超声波加湿器通电工作时,雾化片产生每秒170万次的超声波,加湿器产生的超声波是由雾化片振动产生的,故D正确,不符合题意。
故选C。
(4)由图乙可知,电阻R、R0串联,电压表测R0两端的电压,当湿度为30%时,,根据串联电路的分压规律得
此时
当湿度为90%时,,根据串联电路的分压规律得
此时
所以电压表示数的变化范围为12 15V。
(5)[1]加湿器消耗的电能
加热器工作时间
加热器的功率
[2]由表可知,加湿器的加湿效率
则加湿器实际加湿量为
七、计算题
33.我国航天事业近年来发展迅速,某款大型飞机采用大量超高强度铝锂合金制造,为了降低自重,用碳纤维复合材料替换一个边长分别为0.2m、0.25m、0.4m的长方体铝锂合金制零件,在体积不变的情况下,质量减少了20kg。已知铝锂合金的密度,求:
(1)铝锂合金零件的体积;
(2)铝锂合金零件的质量;
(3)此碳纤维复合材料的密度。
【答案】(1)解:铝锂合金零件的体积为
(2)解:由密度公式 可得铝锂合金零件的质量为
(3)解:替换后体积不变,质量减少,因此碳纤维复合材料质量
碳纤维复合材料的密度
【知识点】密度公式及其应用
【解析】【分析】(1)根据物体的边长,计算体积;
(2)利用,计算物体的质量;
(3)根据,计算物体密度的大小。
(1)铝锂合金零件的体积为
(2)由密度公式 可得铝锂合金零件的质量为
(3)替换后体积不变,质量减少,因此碳纤维复合材料质量
碳纤维复合材料的密度
34.如图,环卫工人驾驶洒水冲洗车对城区道路进行清扫,已知某洒水冲洗车空车质量为,水罐容积为,求:
(1)洒水车装满水时,水的质量是多少?洒水车总质量多少?
(2)如果某次需要通过一座限重的桥梁,这辆装满水的洒水车需要放掉多少的水,才能安全通过?
【答案】(1)解:已知洒水车装满水时,水的体积为V水=15m3,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3=1t/m3
根据密度公式可得,装满水的质量为
洒水车的总质量为
答:水的质量是15t,洒水车总质量为20t。
(2)解:已知洒水车装满水时,水的体积为V水=15m3,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3=1t/m3
根据密度公式可得,装满水的质量为
洒水车的总质量为。
答:需要放掉2m3的水,才能安全通过。
【知识点】质量及其特性;密度公式及其应用;量筒的使用
【解析】【分析】(1)洒水车装满水时水的体积为V水,根据密度公式可得,装满水的质量,洒水车的总质量为;
(2)设桥的限重为m限,需要放掉水的质量为m放,需要放掉水的体积为V放。洒水车装满水时的总质量为m总,为了能安全通过桥梁,洒水车需要放掉水的质量为,根据密度公式变形可得,需要放掉水的体积。
(1)已知洒水车装满水时,水的体积为V水=15m3,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3=1t/m3
根据密度公式可得,装满水的质量为
洒水车的总质量为
(2)设桥的限重为m限,需要放掉水的质量为m放,需要放掉水的体积为V放。由第一问可知,洒水车装满水时的总质量为m总=20t,因为,所以洒水车不能安全通过。为了能安全通过桥梁,洒水车需要放掉水的质量为
根据密度公式变形可得,需要放掉水的体积为
35.如图甲所示,装有部分水的杯子放在水平桌面上,杯子和水的总质量为160g,“胜哥”向杯子中放入一个铝球后,水刚好将杯子装满,杯子、水和铝球的总质量为214g,如图乙。“胜哥”取出铝球,向杯子中加满水,此时杯子和水的总质量为190g,如图丙。已知。求:
(1)铝球的体积;
(2)通过计算判断该铝球是空心还是实心的;
(3)如果是空心的试计算空心部分的体积是多少?
【答案】(1)解: 设图甲中杯子和水的总质量为,图丙中杯子和满杯水的总质量为
向杯子中加满水时,加入水的质量为,
已知水的密度,
根据密度公式可得,加入水的体积为,
由题意可知,放入铝球后水刚好将杯子装满,说明铝球的体积等于加入水的体积,即。
(2)解: 设图乙中杯子、水和铝球的总质量为
铝球的质量为,
铝球的密度为,
已知铝的密度,
因为(),所以该铝球是空心的。
(3)解: 根据密度公式可得,构成该铝球的铝的体积为
空心部分的体积为。
【知识点】密度公式及其应用;密度的应用与物质鉴别
【解析】【分析】1、密度公式及变形:、、的应用。
等效替代法求体积:通过加入水的体积来等效替代铝球的体积。
2、空心物体的判断与计算:比较物体密度与材料密度,或计算材料体积与物体总体积的差值,来判断是否空心并求出空心体积。
3、质量与体积的单位换算:本题中(1g/cm3=1103kg/m3 )。
36.通过微信公众号“胜哥课程”学习了密度知识,同学们动手实验测量身边物件的密度。如图,小颖利用家中的电子秤、一透明容器、适量自来水测量一不吸水椭圆形玩具的密度。她的测量过程及数据如图所示(水的密度)。
(1)求丙到丁补水的体积;
(2)若将补水的体积当做物体的体积,求物体的密度;
(3)电子秤的四个数据中,若没有丙图的“149.6g”这个数据,能否求出物体的密度?若能,请求出物体的密度;若不能,请说明理由。
【答案】【解答】
解:(1)根据图丙和图丁的数据,补水的质量为:
由此计算补水的体积为:
(2)由图甲可知物体的质量为:
将补水体积视为物体体积,则物体密度为:
(3)通过图甲、乙数据计算烧杯中水的质量:
通过图乙、丁数据计算补水的质量:
计算补水体积:
最终计算物体密度:
答:
(1)丙到丁补水的体积为38.4cm3;
(2)若将补水的体积当做物体的体积,物体的密度为2.5g/cm3;
(3)即使没有丙图的"149.6g"数据,仍能求出物体密度为2.56g/cm3。
【知识点】密度公式及其应用;设计实验测密度
【解析】【分析】核心考点:本题核心考查不规则物体密度的测量实验,涉及“排水法(补水法)测体积”“质量的差量计算”及“密度公式的灵活应用”,是初中物理“质量与密度”板块的综合实验题型。
涉及知识点:
1.密度公式:(及变形公式);
2.排水法测体积:物体浸没在液体中时,排开液体的体积等于物体的体积(本题中“补水的体积”等价于“物体排开水的体积”);
3.质量的差量计算:通过电子秤不同状态下的总质量差,得到“补水的质量”“空杯+水的质量”等关键物理量。
常见易错点
1.不理解“补水体积对应物体体积”:无法将“补水的操作”与“物体排开水的体积”建立联系,导致体积计算错误;
2.无丙图数据时的推导障碍:不会通过“乙图总质量 - 物体质量”得到“空杯+水的质量”,从而无法继续计算补水体积;
3.单位混淆:误将水的密度用 代入(未换算为),导致体积计算时单位出错。
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2026年中考物理第一轮复习:物质属性
一、选择题
1.密度是物质的基本性质之一。关于密度,下列说法正确的是( )
A.一杯水喝掉一半,剩下半杯水的密度变小了
B.我们能依据密度不同区分铁块和铝块
C.铁的密度比木头大,所以铁的体积一定比木头小
D.为了减小质量,飞机机翼应采用密度很大的材料制造
2.下列图示中的物体的质量约为的是( )
A.一头大象 B.一只鸡
C.一个苹果 D.一个鸡蛋
3.小华通过微信公众号“胜哥课程”知道了石墨烯。石墨烯由一层碳原子组成,它是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料,它的熔点超过 2000℃,它具有优良的导电性和导热性等属性.可以预见,石墨烯未来的应用将相当广阔.根据石墨烯的属性,你认为石墨烯不能用来制成( ).
A.隧道掘进机的钻头 B.炒菜锅
C.高压输电线 D.家用保险丝
4.全碳气凝胶是世界上最轻的固体材料之一,最小密度仅有0.16mg/cm3,它具有隔热、耐高温等性能,在新能源汽车、航空航天等领域有多种用途。关于该材料,下列说法正确的是( )
A.气凝胶“轻”指它的质量小
B.将气凝胶压扁,其密度变小
C.该材料可用来制作消防员防火服
D.8cm3的该种气凝胶,质量为1.28g
5.小华通过微信公众号“胜哥课程”学习了物质的属性。关于质量和密度的说法,正确的是( )
A.把一块橡皮泥捏成各种不同的形状,质量不变,密度改变
B.地球上的物体被宇航员带到太空后,质量改变,密度不变
C.把一块冰放在杯子里,冰熔化成水,质量不变,密度改变
D.我国制造大型客机 C919 用了密度大的复合材料,以减轻其质量
6.物理学是一门以实验为基础的学科,我们在学习中接触到了一些实验器材,下列对实验器材的使用方法,说法错误的是( )
A.使用刻度尺测量物体长度时,刻度线要紧贴被测物体
B.使用温度计在测量液体温度时,可将温度计从水中取出读数
C.使用量筒测量液体体积读数时,视线要与液体凹形底部或凸形顶部相平
D.使用托盘天平测量物体质量时,将物体放在左盘,砝码放在右盘
7.“胜哥”家的水龙头因关不紧而滴水不止,“胜哥”想要测量每滴水的质量,下列方法简单可行的是( )
A.用托盘接1滴水,多次测量取平均值
B.用托盘接100滴水,测其质量为m,则每滴水的质量为
C.用天平测出烧杯的质量m0,再用烧杯接1滴水测总质量m1,则每滴水的质量为
D.用天平测出烧杯的质量m0,再用烧杯接100滴水测总质量m1,则每滴水的质量为
8.北宋《市易录》记载:“一鸡之重,可抵纸百叠”,若单张宣纸约4克(宋代造纸术改良后轻薄化),上文中这宣纸的张数最接近以下哪个数值( )
A.100张 B.500张 C.5000张 D.8000张
9.西楚霸王项羽英勇无比,力能举鼎,“鼎”的质量大约为,如果在影视剧中重现“霸王举鼎”的情景,如图所示,为了能够让演员很轻松的举起大鼎,最适合制作剧中大鼎道具的材料是()( )
A.铜 B.铁 C.石头 D.泡沫塑料
10.已知ρ铜>ρ铁>ρ铝,如图所示,“胜哥”将等质量的实心铁块、铜块、铝块用细线拴好后,分别缓慢浸没在装满水的溢水杯中,则从溢水杯中溢出水的质量( )
A.放铁块时溢水杯中溢出水的质量大
B.放铜块时溢水杯中溢出水的质量大
C.放铝块时溢水杯中溢出水的质量大
D.三次溢水杯中溢出水的质量都相同
11.“胜哥”利用一定质量的水,研究水的体积随温度变化的关系,并根据实验数据作出V-t 图像,如图所示.下列说法正确的是
A.水在4℃时密度最小
B.AB段表示水温度升高,密度变小
C.BC段表示水温度升高,体积变小
D.对于一定质量的水,在4℃时体积最小
12.仪器是科学探究的重要工具,测量是物理实验的基本内容。下列关于测量工具的使用,说法正确的是( )
A.用刻度尺测量物体长度时,必须将零刻度线对准被测物体的一端
B.用实验室常用温度计测量液体温度时,为方便读数可将温度计从液体中取出
C.用托盘天平称量物体质量时,应先增减砝码,再移动游码使天平恢复平衡
D.用量筒量取液体时,俯视凹液面的最低处读数,所测体积数值比实际值偏小
13.如图甲所示为水的密度在范围内随温度变化的图象,图乙为北方冬天湖水温度分布示意图,根据图象及水的其他性质下列分析判断错误的是( )
A.温度等于时,水的密度最大
B.在范围内,水具有热缩冷胀的性质
C.示意图中从上至下、、、、处的温度从高到低
D.如果没有水的反常膨胀,湖底和表面的水可能同时结冰,水中生物很难越冬
二、填空题
14.通过微信公众号“胜哥课程”学习了密度知识后,小明只用天平就测出了牛奶的密度,具体方法如下:测出空瓶子的质量为,装满水时,测出瓶和水的总质量为,装满牛奶时,测出瓶和牛奶的总质量为。已知水的密度为,则牛奶的密度为 (用题中物理量表示)。
15.建筑物内遭遇火灾时会产生大量有害气体,这些气体由于温度升高,密度 ,从而大量聚集在房间的 方(选填“上”或“下”),因此受困人员应采取 (选填“弯腰”或“直立”)的姿势撤离火场,这样能够有效避免吸入有害气体或被灼伤。
16.篆刻是镌刻在中华艺术文脉上的古老印记。与篆刻前相比,篆刻后方章的质量 ,密度 (均选填“变大”、“变小”或“不变”),篆刻用的刻刀应具有 大的物理属性。
17.一个质量为 50g 的空瓶,装满水后的总质量为 5.05 kg,则该空瓶的容积为 m3,若用该瓶装满酒精后的总质量为 kg,若该瓶装满某种液体后总质量为 4.1kg,则此液体密度为 kg/m3
18.如图所示,“胜哥”点燃两支长度不同的蜡烛A和B,将其固定在桌。如果用玻璃烧杯将两支蜡烛罩在里面,由于燃烧产生的温度较高的二氧化碳气体的密度比空气密度要小,从而二氧化碳气体 (选填“上升”或“下降”),发现 (选填“A”或“B”)蜡烛先熄灭。发生火灾时为了避免吸入燃烧后产生的有毒气体,人应尽量 (选填“贴近地面爬行”或“直立行走”)。
19.仔细分析下表中所列物质的各种参数,请写出你从表中发现的三条规律或信息:
金属 密度 (103kg/m3) 熔点 (℃) 导热性能 1 表示最强 9 表示最弱 导电性能 1 表示最强 9表示最弱
铝 2.7 660 4 4
铜 8.9 1083 2 2
金 19.3 1063 3 3
铅 11.3 327 9 9
镍 8.9 1453 7 6
银 10.5 961 1 1
(1) ▲ ;(2) ▲ ;(3) ▲ .
三、作图题
20.酒精消毒液的浓度越低,说明水的含量就越高,图中甲是浓度为98%的酒精消毒液,乙为纯水,请作出浓度为85%的酒精消毒液大致的图像。
四、实验探究题
21.“胜哥”在实验室测量一个小石块的密度时,采用如下步骤:
①用天平测出石块的质量m1;
②在烧杯中装入适量的水,测出烧杯和水的总质量为 m2;
③将石块放入烧杯中,使石块浸没在水中,标记出此时烧杯中水面的位置;
④取出石块,向烧杯中注水,直至水面到达标记处,用天平测出此时烧杯和水的总质量m3。
若已知水的密度为ρ水,则用测量的物理量和已知量表示石块的密度的表达式ρ石= 。
22.小亮外出游玩时,捡到一块精美的矿石,在“胜哥”的帮助下,利用所需器材测量该矿石的密度,“胜哥”在检查器材时,发现砝码有磨损。
(1)把天平放在水平台上,把游码移到标尺左端的 处,发现指针静止时位置如图甲所示,此时应向 调节横梁两端的平衡螺母,使横梁水平平衡;
(2)用调节好的天平称该矿石的质量,当在右盘中加上最小的砝码后,发现指针稍微向分度盘中央刻度线的右侧倾斜,为了使天平的横梁水平平衡,接下来应该____(选填字母代号);
A.把标尺上的游码向左移一些
B.把标尺上的游码向右移一些
C.把横梁两端的平衡螺母向左调节
D.把这个最小砝码取下,并把标尺上的游码向右移
(3)天平平衡时,右盘中砝码的质量和游码在标尺上的位置如图乙所示,则测出的该矿石质量为 g;
(4)在用量筒测量矿石体积时,先往量筒中倒入适量的水,矿石放入量筒前后的液面高度如图丙所示(细线体积忽略不计),该矿石的体积是 cm3;
(5)由此测量出该矿石的密度为 kg/m3。由于砝码有磨损,你认为这样测出的密度值要比真实值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
23.实验课上,“胜哥”从实验室带来一个实心小球,要求同学们根据学习的知识,测量小球的密度。
(1)第一组同学将托盘天平放在水平桌面上,游码移至最左端 处,此时指针如图甲所示,他应该将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移动,直至天平平衡。
(2)将实心小球放在天平的左盘,向右盘中加砝码并调节游码直至横梁平衡,此时砝码和游码的位置如图乙所示,则小球的质量为 g。
(3)量筒中装有60mL水,将小球放入量筒全部浸没后,液面升高如图丙所示,则小球体积为 。根据上述步骤,计算小球的密度为 。
(4)第二组同学又尝试使用电子秤、烧杯和水等器材测量小球的密度,具体操作如图丁所示。
①在烧杯中加入适量水,读出电子秤的示数为。
②把系有细线的小球放入水中,读出电子秤的示数为,并在水面做好记号A。
③取出小球,并在烧杯中加水到标记处,读出电子秤的示数为。
④根据 得出小球的密度。(用字母、、、表示小球的密度)
24.通过视频号“胜哥课程”的有关视频后,同学们动手测量食用油密度的实验步骤如下:
(1)①小明将天平放在水平桌面上,移动游码至标尺左端的“0”刻度线后,指针位置如图甲所示,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)适当调节,直至天平平衡;
②在天平左盘中放入空烧杯,测得空烧杯的质量为 33.8g;
③将食用油倒入烧杯并放在天平左盘中,天平平衡时,右盘所加砝码和游码位置如图乙所示时,食用油和烧杯的总质量为 g;
④将食用油全部倒入空量筒中,测得食用油体积是 30mL;
⑤计算得出食用油的密度为 kg/m3。
(2)“胜哥”认为小明的操作中烧杯壁上有残留的食用油,产生实验误差,他调整了小明的实验操作顺序,其中更合理的是____;
A.①③④②⑤ B.①④②③⑤
(3)如丙图所示是小华同学在实验操作过程中的情况,他的错误是 :
(4)他们想出了测食用油密度的其它方法,他们利用实验台上的弹簧测力计、空饮料瓶、水、细线等物品来测量,其操作步骤是:(已知水的密度为ρ水)
①用弹簧测力计测出空饮料瓶所受的重力 m1;
②在空饮料瓶中装满水,用弹簧测力计测出瓶和水所受的总重力 m2;
③倒掉水,擦干饮料瓶,在瓶中装满食用油,用弹簧测力计测出瓶和食用油所受的总重力 m3;
④计算食用油密度ρ= 。(用已知量和测出的物理量的字母表示)
25.通过视频号“胜哥课程”的有关视频后,小林和瑶瑶利用天平和量筒测量某液体的密度:
(1)小林在实验前,将天平放在水平台面上,将游码移至零刻度线处,此时指针如图甲所示,他应将平衡螺母向 调(选填“左”或“右”),直至天平横梁平衡;
(2)调好天平后,实验步骤如下:①将空烧杯放在天平上,测出其质量为48.5g;②在烧杯中倒入适量待测液体,测出烧杯和液体的总质量如图乙所示,为 ;③将烧杯中的液体全部倒入量筒中,读出液体的体积如图丙所示;
(3)根据实验数据可知待测液体的密度为 kg/m3;该实验方法测得的密度值与实际值相比 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”),小林提出只要将实验步骤的顺序作调整就能使测量结果更准确,则调整后的顺序为 ;(填实验步骤前的序号)
(4)聪明的瑶瑶还想到用容积为V的两个完全相同的瓶子,分别装满待测液体和水,放在已调平的天平左右两盘中,如图丁所示,移动游码使天平平衡,游码示数为m0,由此可得待测液体密度为 ;(用V、m0、水表示)
(5)小林还想利用家里的电子秤测量金属球的密度:A.用电子秤测出金属球的质量,如图①;B.将金属球放入溢水杯中,向溢水杯中注满水,测出总质量,如图②;C.缓慢取出金属球,再向溢水杯中补满水,测出总质量,如图③;D.金属球密度的测量值是 g/cm3。(ρ水=1g/cm3)
26.“胜哥”想测量一块某石头的密度。
(1)将天平放在水平桌面上,游码归零后,指针位置如图甲所示,他应将平衡螺母向 端调节。
(2)用调好的天平测石头质量,右盘砝码和游码位置如图乙所示,石头的质量为 g。
(3)将石头放入盛有 50m L 水的量筒中,液面位置如图丙所示,则石头密度为 g/ cm 3。
(4)若该石头存在裂缝,在采用排水法测量其体积时,会因渗水引入误差,导致最终计算出的密度值不准确。请提出一种能够减少此类误差的改进方法: 。
27.在探究质量与体积的关系时,小明找来大小不同的塑料块和某种液体做实验.
(1)图甲是小明在水平桌面上使用托盘天平的情景,“胜哥”指出了他的错误,他的操作错误是 .
(2)改正错误后,小明正确操作,根据实验数据分别画出了塑料块和液体质量随体积变化的图像,如图乙所示.
①分析图像可知:同种物质的不同物体,其质量与体积的比值 (填“相同”或“不同”),物理学中将 与 的比值定义为密度;
②塑料和液体相比塑料的密度 (填“更大”“相同”或“更小”).
28.“胜哥”洗黄豆时发现黄豆总沉在水底,于是他利用实验室的天平和量筒测量黄豆(不考虑黄豆吸水)的密度。
(1)“胜哥”将天平放在水平台面上,并将游码移至零刻度线处。若指针静止时如图甲所示,则应将右侧平衡螺母向 调节。
(2)“胜哥”调好天平后,实验步骤如下:
①在烧杯内装入一定量的黄豆,如图乙,再用天平测出其质量为73.8g;
②先在量筒中装入20mL 的水,再将一部分黄豆放入量筒中,此时液面位置如图丙所示,则量筒中黄豆的体积V= mL;
③用天平测出烧杯和剩余黄豆的质量,如图丁所示;
④黄豆的密度ρ= kg/m3
(3)即使“胜哥”将黄豆从量筒口轻轻放入,仍有少量水珠溅到量筒内壁上,这会导致所测黄豆的密度偏 ,为减小这种误差,可采取的操作是:
。
五、简答题
29.剪纸是我国国家级非物质文化遗产。如图是用一张正方形纸剪成的窗花,在剪纸过程中,纸张有哪些物理量保持不变?哪些物理量会发生改变?请各举一例。
六、科普阅读题
30.阅读以下文段,回答问题。
太空电梯
2023年,电影《流浪地球2》上映,这是中国科幻电影的里程碑。喷出巨大光柱的行星发动机、无所不知的量子计算机、让人类实现“永生”的“数字生命计划”..不仅呈现了一幕幕宏大震撼的视觉奇观,“太空电梯”更是给人们展示了未来科技的无限可能。《流浪地球2》中的太空电梯,建在非洲中部西海岸的加蓬,位于赤道线,最高处连接地球同步轨道的太空站,可达3.6万公里。太空电梯的主体是连接太空站和地球发射平台的缆绳结构,可以用来将人和货物从地面运送到太空站。太空电梯的轿厢空间很大,可以容纳许多宇航员来回往返太空,从上电梯后到3.6万千米的高空要花去7天的时间。在返回地球时,为了应对穿越大气层的摩擦生热,电梯舱会在太空中注水,瞬间形成冰盾,把火焰融成冰。避免舱室与大气直接摩擦,节省返回成本。
石墨烯的发明,使建设“太空电梯”成为了可能,石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料。作为热导体,它比目前任何其他材料的导热效果都好。如果和其他材料混合,石墨烯还可以用于制造更耐热、更结实的电导体,从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性,从柔性电子产品到智能服装,从超轻型飞机材料到防弹衣,甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料。
(1)以地球为参照物,太空站处于 状态(运动、静止):
(2)制造“太空电梯”时,对其中的精密装置测量要求较高,多次测量求平均值可以 (选填“消除误差”、“减小误差”或“避免产生错误”),用超声波可以清洗这些精密零部件,说明超声波可以传递
(3)“太空电梯”从地面到达3.6万公里的太空站,运行速度为 km/h(保留到整数位)
(4)电梯舱会在太空中注水,瞬间形成冰后,此过程涉及的物态变化是 , 热量:
(5)石墨烯是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料,针对这一发现,请你提出一个不同于材料中的应用方向: 。
31.阅读短文,回答问题。
无人驾驶载人航空器
低空经济是国家“十五五”规划中的科技重点发展领域.近日,如图所示的某款“飞行汽车”(无人驾驶载人航空器)正式亮相.该航空器采用大量碳纤维材料减重,使用16个电动机驱动旋翼工作,在未来将缓解人们出行拥堵的问题,部分参数如表所示。
空载质量 最大载重 续航里程 最大飞行高度 最大时速
450kg 200kg 30km 1000m 130km/h
(1)该航空器应用了碳纤维材料 小的物理特性。
(2)质量能量密度(储存的能量与电池质量之比)是衡量电池性能的指标,该航空器的固态电池参数如下表所示.
单组电池容量/(kW·h) 1
电池组数 20
电池总质量/kg 50
①若充电桩以12.5kW的功率为航空器充电,从无电状态到完全充满需要 h(忽略充电时电池发热).若充电电压恒为400V,则充电时的电流为 A。
②该电池的质量能量密度为 Wh/kg。
(3)某次垂直起降测试中,满载的航空器从地面以10m/s的速度匀速上升到最大飞行高度:
①航空器所受的空气阻力和飞行速度的平方的关系如图所示,该过程中航空器克服重力和空气阻力所做的功为 J。
②该过程共消耗了15%的满充电量,则电动机将电能转化为机械能的效率为 %。
32.阅读材料,回答问题。
超声波加湿器
超声波加湿器通电工作时,雾化片产生每秒170万次的高频振动,将水抛离水面雾化成大量1μm~5μm的超微粒子(水雾),吹散到空气中使空气湿润,改变空气的湿度。
图甲所示是某型号超声波加湿器,下表为其部分技术参数,其中额定加湿量是指加湿器正常工作1h雾化水的体积;循环风量是指加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积;加湿效率是指实际加湿量和实际输入功率的比值。
型号 ××× 额定加湿量 15L/h
额定电压 220V 额定输入功率 500W
水箱容量 20L 循环风量 2000m3/h
加湿效率 1.2×10-2L/(h·W) 轮子与地面接触的总面积 6.0×10-4m3
净重 950kg
(1)上表部分技术参数中有两处单位错误,一处为950kg,另一处为 ;
(2)加湿器正常工作时,每10min通过风扇的空气质量相当于( )的质量;(空气密度)
A.一只苹果 B.一名中学生 C.一头牛 D.一辆汽车
(3)下列说法中错误的是( )
A.加湿器通电使雾化片振动,电能主要转化为机械能
B.水雾化成超微粒子的过程没有发生物态变化
C.水雾化成超微粒子需要能量,说明分子间有排斥力
D.加湿器产生的超声波是由雾化片振动产生的
(4)利用湿敏电阻可实现对环境湿度的精确测量,如图乙所示,电源电压为24V,定值电阻R的阻值为120Ω,湿敏电阻的阻值R0随湿度RH变化的关系图线如图丙所示,该电路能够测量的湿度范围是30%~90%,则电压表示数的变化范围是 V;
(5)在没有其他用电器接入电路的情况下,加湿器工作40min,标有“4000imp/kW·h”的电能表指示灯闪烁了800次,加湿器的实际功率为 ,实际加湿量至少为 。
七、计算题
33.我国航天事业近年来发展迅速,某款大型飞机采用大量超高强度铝锂合金制造,为了降低自重,用碳纤维复合材料替换一个边长分别为0.2m、0.25m、0.4m的长方体铝锂合金制零件,在体积不变的情况下,质量减少了20kg。已知铝锂合金的密度,求:
(1)铝锂合金零件的体积;
(2)铝锂合金零件的质量;
(3)此碳纤维复合材料的密度。
34.如图,环卫工人驾驶洒水冲洗车对城区道路进行清扫,已知某洒水冲洗车空车质量为,水罐容积为,求:
(1)洒水车装满水时,水的质量是多少?洒水车总质量多少?
(2)如果某次需要通过一座限重的桥梁,这辆装满水的洒水车需要放掉多少的水,才能安全通过?
35.如图甲所示,装有部分水的杯子放在水平桌面上,杯子和水的总质量为160g,“胜哥”向杯子中放入一个铝球后,水刚好将杯子装满,杯子、水和铝球的总质量为214g,如图乙。“胜哥”取出铝球,向杯子中加满水,此时杯子和水的总质量为190g,如图丙。已知。求:
(1)铝球的体积;
(2)通过计算判断该铝球是空心还是实心的;
(3)如果是空心的试计算空心部分的体积是多少?
36.通过微信公众号“胜哥课程”学习了密度知识,同学们动手实验测量身边物件的密度。如图,小颖利用家中的电子秤、一透明容器、适量自来水测量一不吸水椭圆形玩具的密度。她的测量过程及数据如图所示(水的密度)。
(1)求丙到丁补水的体积;
(2)若将补水的体积当做物体的体积,求物体的密度;
(3)电子秤的四个数据中,若没有丙图的“149.6g”这个数据,能否求出物体的密度?若能,请求出物体的密度;若不能,请说明理由。
答案解析部分
1.【答案】B
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】C
5.【答案】C
6.【答案】B
7.【答案】D
8.【答案】B
9.【答案】D
10.【答案】C
11.【答案】D
12.【答案】C
13.【答案】C
14.【答案】
15.【答案】减小;上;弯腰
16.【答案】变小;不变;硬度
17.【答案】5ⅹ10-3;4.05;0.81ⅹ103
18.【答案】上升;B;贴近地面爬行
19.【答案】(1)(1)不同物质密度一般不同 (2)不同物质熔点一般不同 (3)导电性越强的物质一般导热性也越强 (4)表中物质中银的导电性能最好(选填其中三条即可)
20.【答案】
21.【答案】
22.【答案】(1)零刻度线;左
(2)D
(3)62.6
(4)20
(5)3.13ⅹ103;偏大
23.【答案】(1)零刻度线;右
(2)27
(3)20;
(4)
24.【答案】(1)左;60.8;0.9×103
(2)A
(3)测量过程中调节平衡螺母
(4)
25.【答案】(1)左
(2)74
(3);偏大;②③①
(4)
(5)7.5
26.【答案】(1)左
(2)53.2
(3)2.66
(4)先将石头浸没在水中一段时间,擦干表面的水,再用排水测测量出其体积。
27.【答案】(1)测量过程中,调节了平衡螺母
(2)相同;质量;体积;更大
28.【答案】(1)左
(2)2;
(3)大;用长镊子将黄豆夹至靠近量筒液面上方处再放入;或放入黄豆前将量筒中的水加至40mL以上
29.【答案】在剪纸过程中,所含物质的多少减小,质量改变;物质的种类不变,密度不变。
30.【答案】(1)静止
(2)减小误差;能量
(3)214
(4)凝固;放出
(5)高精度微型传感器
31.【答案】(1)密度
(2)1.6;31.25;400
(3);75
32.【答案】(1)
(2)C
(3)C
(4)12~15
(5)300 W;3.6 L/h
33.【答案】(1)解:铝锂合金零件的体积为
(2)解:由密度公式 可得铝锂合金零件的质量为
(3)解:替换后体积不变,质量减少,因此碳纤维复合材料质量
碳纤维复合材料的密度
34.【答案】(1)解:已知洒水车装满水时,水的体积为V水=15m3,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3=1t/m3
根据密度公式可得,装满水的质量为
洒水车的总质量为
答:水的质量是15t,洒水车总质量为20t。
(2)解:已知洒水车装满水时,水的体积为V水=15m3,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3=1t/m3
根据密度公式可得,装满水的质量为
洒水车的总质量为。
答:需要放掉2m3的水,才能安全通过。
35.【答案】(1)解: 设图甲中杯子和水的总质量为,图丙中杯子和满杯水的总质量为
向杯子中加满水时,加入水的质量为,
已知水的密度,
根据密度公式可得,加入水的体积为,
由题意可知,放入铝球后水刚好将杯子装满,说明铝球的体积等于加入水的体积,即。
(2)解: 设图乙中杯子、水和铝球的总质量为
铝球的质量为,
铝球的密度为,
已知铝的密度,
因为(),所以该铝球是空心的。
(3)解: 根据密度公式可得,构成该铝球的铝的体积为
空心部分的体积为。
36.【答案】【解答】
解:(1)根据图丙和图丁的数据,补水的质量为:
由此计算补水的体积为:
(2)由图甲可知物体的质量为:
将补水体积视为物体体积,则物体密度为:
(3)通过图甲、乙数据计算烧杯中水的质量:
通过图乙、丁数据计算补水的质量:
计算补水体积:
最终计算物体密度:
答:
(1)丙到丁补水的体积为38.4cm3;
(2)若将补水的体积当做物体的体积,物体的密度为2.5g/cm3;
(3)即使没有丙图的"149.6g"数据,仍能求出物体密度为2.56g/cm3。
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