资源描述
第6课时 质量与密度
真题回顾 把握考向
命题点一 密度公式的理解和应用
1.[2014·呼和浩特,6题2分]小玉同学在探究“同种物质的质量与体积的关系”的实验中,测出几组数据,根据这些数据绘出图像。如图6-1所示四幅图像中,能正确反映“质量与体积关系”的图像是 ( )
图6-1
命题点二 测量物质的密度
2.[2014·呼和浩特,14题3分]小芸同学想利用一台已经调好的天平、一只空杯和适量的水,测量妈妈刚买回来的面粉的密度,她的操作步骤如下,请填写出正确的操作和结果。
(1)用天平测出空杯的质量m1。
(2)空杯中装满面粉后,用天平测出杯和面粉的总质量m2。
(3)倒掉杯中的面粉,洗净杯后,杯中 ,用天平测出 。
(4)面粉的密度为 (用测出的量和水的密度ρ来表示)。
命题点三 密度的相关计算
3.[2017·呼和浩特,18题4分]王慧同学利用所学知识,测量一件用合金制成的实心构件中铝所占比例。她首先用天平测出构件质量为374 g,用量杯测出构件的体积是100 cm3。已知该合金由铝与钢两种材料合成,且铝的密度为2.7×103 kg/m3,钢的密度为7.9×103 kg/m3。如果构件的体积等于原来两种金属体积之和。求:
(1)这种合金的平均密度。
(2)这种合金中铝的质量占总质量的百分比。(结果保留三位有效数字)
达标检测 巩固提升
|基础达标|
一、选择题
1.[2019·宜宾]小明同学学习物理后,对以下一些数据的估测,最接近实际的是 ( )
A. 一般教学楼每层楼高约为3.3 m
B.一个普通鸡蛋的质量约为300 g
C.中学生的正常步行速度约为6 m/s
D.老师从教学楼一楼慢步走到四楼的时间约为5 s
2.[2019·岳阳]如图6-12所示测量仪器的使用方法正确的是 ( )
图6-12
3.如图6-13是三种不同物质的质量和体积关系的图线,则由图线可知 ( )
图6-13
A.ρ1>ρ2>ρ3 B.ρ1<ρ2<ρ3
C.ρ1=ρ2=ρ3 D.无法判断
4.[2019·枣庄]用水银温度计测量热水温度时,温度计内水银液面慢慢升高,在“水银液面升高”的过程中,有关温度计内水银的物理量不变的是 ( )
A.温度 B.体积 C.密度 D.质量
5.[2018·昆明]为了使来昆明过冬的红嘴鸥不饿着,人们每年都要用鸥粮喂它们。以前的鸥粮投入水中后,一部分由于海鸥不能及时吃到而迅速沉入水里,既浪费粮食又污染了水体。2017年,一厂家对鸥粮进行了“膨化”处理,使其投入水中后能够漂在水面上较长时间,海鸥几乎能吃完它。膨化后的鸥粮能够漂在水面上是因为它的 ( )
A.质量变大 B.体积变小
C.密度变大 D.密度变小
6.[2018·南充]图6-14是将一个气球压入水中的过程(气球不会漏气且不会爆裂),球内气体的质量和密度变化情况是( )
图6-14
A.质量变大,密度变大
B.质量不变,密度变小
C.质量变小,密度不变
D.质量不变,密度变大
7.[2018·连云港]清华大学的研究人员发现一种新型陶瓷,既可以像海绵一样变形,也能像海绵一样隔热、绝缘,同时具有超轻、高韧性等特点,这种材料适合制造下列哪种物品 ( )
A.自行车的车架 B.新型消防服
C.输电导线 D.便携式水果刀
8.[2019·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 ( )
A.温度较低,密度较大
B.温度较低,密度较小
C.温度较高,密度较大
D.温度较高,密度较小
9.[2018·滨州]如图6-15甲所示为水的密度在0~10 ℃范围内随温度变化的图像。图乙为北方冬天湖水温度分布示意图。根据图像及水的其他性质,下列分析判断错误的是 ( )
图6-15
A.温度等于4 ℃时,水的密度最大
B.在0~4 ℃范围内,水具有热缩冷胀的性质
C.图乙中从上至下A、B、C、D、E处的温度分别为4 ℃、3 ℃、2 ℃、1 ℃、0 ℃
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
10.[2018·广西北部湾]甲、乙两种物体的质量和体积的关系图像如图6-16所示,则甲、乙两物体的密度之比是 ( )
图6-16
A.8∶1 B.4∶3
C.4∶1 D.2∶1
11.[2019·武汉]为了测出金属块的密度,某实验小组制订了如下的实验计划:
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
12.[2019·眉山]某同学用托盘天平和量筒测量一小石块的密度,图6-17甲是调节天平时的情形,图乙和图丙分别是测量石块质量和体积时的情形,下列说法中正确的是 ( )
图6-17
A.图甲中应将平衡螺母向左调,使横梁平衡
B.图乙中测石块质量时,天平的示数是17.4 g
C.由图丙量筒示数可知石块体积是40 cm3
D.利用图中信息,可计算出石块的密度是1.72×103 kg/m3
13.泡沫钢是含有丰富气孔的钢材料,可作为防弹服的内芯,孔隙度是指泡沫钢中所有气孔的体积与泡沫钢总体积之比。已知钢的密度为7.9×103 kg/m3,一块质量为0.79 kg,边长为1 dm的正方体泡沫钢,孔隙度是 ( )
A.1% B.10%
C.90% D.99%
二、实验题
14.[2019·广安]小聪同学在江边捡到一块漂亮的鹅卵石,他用天平和量筒测量它的密度。
(1)如图6-18甲所示,小聪在调节天平横梁平衡过程中的错误操作是 。
图6-18
(2)小聪纠正错误后,正确测量出了鹅卵石的质量,如图乙所示,则鹅卵石的质量为 g。
(3)小聪将鹅卵石放入盛有50 mL水的量筒中,静止时液面位置如图丙所示,则该鹅卵石密度为 kg/m3。
(4)小聪根据所测数据,在图丁上描出一个对应的点A,接着他又换用另一石块重复上述实验,将所测数据在图上又描出了另一个对应的点B,若ρA、ρB分别代表鹅卵石和另一石块的密度,则ρA (选填“>”“=”或“<”)ρB。
15.[2019·成都]在“测量石块的密度”实验中:
图6-19
(1)小李同学首先用天平测出石块的质量,天平平衡时右盘砝码和游码位置如图6-19甲所示,则石块的质量为
g。
(2)为了测量出石块的体积,小李同学先往量筒中加入一定量的水,如图乙所示,他的操作合理吗?为什么?答: 。
(3)四个小组测量出的石块密度如下表所示:
第一组
第二组
第三组
第四组
2.5×103 kg/m3
2.6 g/cm3
2.6×102 kg/m3
2.5 g/cm3
其中测量结果错误的是第 组。
(4)对实验进行评估时,下列分析正确的是 。
A.放置天平的操作台面不水平,测出的质量偏大
B.放置天平的操作台面不水平,测出的质量偏小
C.先测石块体积,后测石块质量,测出的密度偏小
D.先测石块体积,后测石块质量,测出的密度偏大
16.[2019·云南]学习了密度的知识后,好奇的小王同学想知道老师所用粉笔的密度,在老师指导下进行了如下探究:
(1)他把10支粉笔放到调好的托盘天平上,当天平再次平衡,右盘的砝码和标尺上游码的位置如图6-20甲所示,则每支粉笔的质量为 g。
图6-20
(2)小王在量筒中加入体积为V1的水,把一支粉笔放入量筒,发现粉笔在水面停留一瞬,冒出大量的气泡后沉底,量筒中水面到达的刻度为V2;若把(V2-V1)作为粉笔的体积来计算粉笔的密度,测得粉笔的密度会比真实值
(选填“大”或“小”),原因是 。
(3)小王把一支同样的粉笔用一层保鲜膜紧密包裹好放入水中(保鲜膜的体积忽略不计),发现粉笔漂浮在水面上,于是他用水、小金属块、量筒和细线测量粉笔的体积,如图乙所示。粉笔的密度为 g/cm3,粉笔越写越短后密度 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)小王看到步骤(3)中量筒内浸在水里的粉笔变长变粗,这是由于光的 (选填“反射”“折射”或“直线传播”)形成的粉笔的 。
17.[2019·连云港]小明为了测量樱桃酒的密度,实验过程如下:
(1)将空烧杯放在天平上,测出其质量为48 g。
(2)在烧杯中倒入适量的水,将水面的位置标记在烧杯壁上。将盛有水的烧杯放在天平上,测出其质量为128 g,则烧杯中水的体积为 cm3。
(3)将水倒出,在烧杯中倒入樱桃酒至标记处,将此烧杯放在天平上,天平平衡时,右盘中砝码质量和游码的位置如图6-21所示,则烧杯和樱桃酒的总质量为 g。
图6-21
(4)计算得出樱桃酒的密度为 kg/m3。
三、计算题
18.为节能减排,建筑上常在非承重部位用空心砖替代实心砖,某块空心砖的质量为7.2 kg,规格为30 cm×20 cm×10 cm,如图6-22所示,它的实心部分占总体积的60%。求:
(1)该空心砖实心部分的体积。
(2)制作该砖块的材料的密度。
(3)生产每块空心砖比同规格的实心砖可节省材料的质量。
图6-22
四、综合题
19.[2019·常州]科学家研制出一种新型陶瓷材料,可用作火箭等高速飞行器的表面覆盖层,可见其具有很好的
(选填“导热”或“隔热”)性。该陶瓷材料常温下密度为1.8×103 kg/m3,从常温加热至900 ℃高温时,体积收缩至原体积的90%,此时其密度为 kg/m3。
20.[2018·安顺]小明同学在测定液体密度的实验中,没有把容器的质量测出来,而是多次测出容器和液体的总质量,并记录在下表中。根据表中的数据求得液体的密度是 g/cm3,容器的质量是 g。
实验次数
1
2
3
4
液体体积V/cm3
15
22
50
80
液体和容器的总质量m/g
67
72.6
95
119
|挑战自我|
21.[2019·岳阳]玩具“光压”风车如图6-23所示,它主要由抽掉适量空气的密闭玻璃罩、四个轻质叶片、转轴和底座组成。放在阳光下照射,风车能自动旋转起来。
图6-23
(1)风车每个叶片一面为黑色,另一面为白色,受到阳光照射的黑色叶面比白色叶面温度要 (选填“低”或“高”),温度高的叶面附近空气分子运动速度大,对叶面的撞击作用力大,叶片绕中间轴转动。
(2)若将玻璃罩内抽成真空,在阳光下风车叶片 (选填“会”或“不会”)旋转。
22.[2018·威海]如图6-24是生活中常用的小茶杯,请你在下列器材中选择合理的器材,利用浮力等相关知识设计一个测量小茶杯密度的实验。
图6-24
备选器材:若干个量筒、溢水杯和烧杯,记号笔、足量水(小茶杯可以放入溢水杯、烧杯,但放不进量筒)。要求:
(1)简述实验步骤(如需将小茶杯放入水中,请明确表述小茶杯放入水中的具体操作);用符号表示有关的物理量。
(2)利用测出的物理量写出小茶杯密度的表达式。(水的密度用ρ水表示)
【参考答案】
真题回顾 把握考向
1.B
2.(3)装满水 杯和水的总质量m3
(4)m2-m1m3-m1ρ
3.解:(1)这种合金的平均密度
ρ=mV=374 g100 cm3=3.74 g/cm3=3.74×103 kg/m3。
(2)设该构件中铝的质量为m铝,钢的质量为m钢,
则m铝+m钢=374 g①;
构件的体积等于原来两种金属体积之和,
则有m铝ρ铝+m钢ρ钢=100 cm3,
即m铝2.7g/cm3+m钢7.9g/cm3=100 cm3②;
联立①②两式,解得m铝=216 g,
则这种合金中铝的质量占总质量的百分比为216g374 g≈57.8%。
达标检测 巩固提升
1.A [解析]一般教学楼每层楼高约为3.3 m,故A正确;一个普通鸡蛋的质量约为50 g,故B错误;中学生的正常步行速度约为1 m/s,故C错误;老师从教学楼一楼慢步走到四楼的时间约为1 min,故D错误。
2.B [解析]A选项图中刻度尺与被测物体没有对齐,故A错误;B选项图中温度计玻璃泡(感温泡)全部浸没在水中,且没有与容器底或容器壁接触,故B正确;C选项图中砝码和物体的位置放反了,且不应该用手直接拿砝码,故C错误;D选项图中读取液体体积时,视线斜视了,应与液面最低处相平,故D错误。
3.A
4.D [解析]在水银温度计示数上升的过程中,水银的温度升高,体积变大,质量是物体内所含物质的多少,由此可知,质量与物体的温度和体积无关,所以水银的质量不变,密度是单位体积某种物质的质量,虽然水银的质量不变,但由于水银的体积变大了,所以水银的密度减小了,故D正确,A、B、C错误。
5.D
6.D
7.B
8.D
9.C [解析] 由图甲可知,温度等于4 ℃时,水的密度最大,故A正确,不符合题意。在0~4 ℃范围内,温度升高时水的密度是逐渐变大的,体积就是逐渐变小的,所以是热缩冷胀,故B正确,不符合题意。因为水的凝固点为0 ℃,当河面结冰时,与冰接触的水温度,即冰水混合物温度也为0 ℃;由图甲可知从0~4 ℃水密度逐渐增大,密度大的部分下沉在最下方,则可知图乙中从冰面向下,水的温度逐渐增大,故C错误,符合题意。由于水具有反常膨胀这一特点,所以当湖面的水结冰时湖底的水温度高于0 ℃,从而保证水中生物越冬,故D正确,不符合题意。
10.A [解析] 由图像可知,当V甲=1 cm3时,m甲=8 g;当V乙=4 cm3时,m乙=4 g,
则甲、乙两种物体的密度分别为ρ甲=m甲V甲=8g1cm3=8 g/cm3,ρ乙=m乙V乙=4g4cm3=1 g/cm3,
则甲、乙两物体的密度比ρ甲∶ρ乙=8 g/cm3∶1 g/cm3=8∶1。故选A。
11.C [解析]测量金属块密度时,首先用天平测出金属块的质量,然后利用排水法测出金属块的体积,即先在量筒中倒入适量的水,记下体积V1,再用细线系住金属块浸没到量筒的水中,记下体积V2,最后根据密度公式计算出金属块的密度,故选C。
12.D
13.C
14.(1)没有将游码移到标尺左端的零刻度线处 (2)27 (3)2.7×103 (4)>
15.(1)43 (2)不合理,量筒中装的水太多
(3)三 (4)D
[解析](3)密度单位统一以后会发现第三组数据与其他数据相差十倍左右,故第三组的数据有明显的错误。
16.(1)3.84 (2)大 粉笔吸水,体积测量值偏小 (3)0.64 不变
(4)折射 虚像
[解析](1)由图甲可知,天平标尺的分度值是0.2 g,则示数为20 g+10 g+5 g+3.4 g=38.4 g,则每支粉笔的质量为3.84 g。
(2)由于粉笔要吸水,从而造成粉笔和水的总体积测量值会偏小,则粉笔的体积V=V2-V1会偏小,由于其质量不变,根据公式ρ=mV即可判断出测得粉笔的密度会偏大。
(3)由图乙可知,粉笔的体积V'=86 cm3-80 cm3=6 cm3,
粉笔的密度ρ=mV'=3.84g6cm3=0.64 g/cm3。
(4)粉笔反射出的光线从水中射出时发生折射,折射光线远离法线,眼睛逆着折射光线看去,感觉折射光线是从折射光线反向延长线上发出的,眼睛看到的是粉笔的虚像。
17.(2)80 (3)116 (4)0.85×103
[解析](2)烧杯内水的质量m水=m2-m1=128 g-48 g=80 g,烧杯中水的体积为V水=m水ρ水=80g1g/cm3=80 cm3。
(3)由图可知,烧杯和樱桃酒的总质量为m3=100 g+10 g+5 g+1 g=116 g。
(4)樱桃酒的质量为m=m3-m1=116 g-48 g=68 g,樱桃酒的体积等于水的体积,即V=V水=80 cm3,樱桃酒的密度为ρ=mV=68g80cm3=0.85 g/cm3=0.85×103 kg/m3。
18.解:(1)砖的总体积V=30 cm×20 cm×10 cm=6000 cm3,
该砖实心部分的体积V'=V×60%=6000 cm3×60%=3600 cm3。
(2)制作该砖块的材料的密度
ρ=mV'=7.2×103 g3600 cm3=2 g/cm3=2×103 kg/m3。
(3)该空心砖空心部分的体积V空=V-V'=6000 cm3-3600 cm3=2400 cm3,
生产每块空心砖比同规格的实心砖可节省材料的质量
m节=ρV空=2 g/cm3×2400 cm3=4800 g=4.8 kg。
19.隔热 2.0×103
[解析]火箭高速飞行时,与大气层摩擦生热,温度升高,为了保护内部结构,需在火箭的表面覆盖一层隔热性能好的材料,所以新型陶瓷材料应该具备很好的隔热性能;陶瓷材料从常温加热至900 ℃时,质量不变,根据密度公式得ρ1V=ρ2×90%V,则ρ2=ρ190%=1.8×103 kg/m390%=2.0×103 kg/m3。
20.0.8 55
21.(1)高 (2)不会
[解析](1)由于黑色不透明物体吸收所有色光,白色不透明物体反射所有色光,所以黑面比白面吸收的热量多,故黑色叶面比白色叶面的温度高,这样受热不均,于是玻璃罩内的空气开始流动,推动风车旋转。(2)将玻璃罩内抽成真空,不存在空气流动,导致风车无法转动。
22.(1)测量质量:将小茶杯放入盛有水的烧杯中漂浮,用记号笔记录烧杯中水面的位置,取出小茶杯,在量筒中放入适量的水,记录水的体积为V1,将量筒中的水倒入烧杯中至记号处,记录量筒中剩余的水的体积为V2;小茶杯的质量m=ρ水(V1-V2)。
测量小茶杯的体积:溢水杯装满水,将小茶杯轻轻斜放入溢水杯中沉底,用量筒收集排出的水,读出体积为V3,则小茶杯的体积为V3。
(2)ρ=ρ水(V1-V2)V3。
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