一、初中物理质量和密度问题1.甲金属的质量为3kg 、密度为ρ1,乙金属的质量为4kg 、密度为ρ2,如果把这两种金属合成一合金球(忽略体积变化),则这个合金球的密度为 A .(3ρ1+4ρ2)/7 B .7ρ1ρ2/(3ρ1+4ρ2) C .7ρ1ρ2/(4ρ1+3ρ2) D .(4ρ1+3ρ2)/7【答案】C 【解析】 【详解】 由mVρ=可得,甲、乙金属的体积: 1113kgm V ρρ==甲, 2224kgm V ρρ==乙,则合金球的体积:123kg4kgV V V ρρ=+=+甲乙合,合金球的质量:3kg 4kg 7kg m =+=合,则合金球的密度:12121277kg3kg 4kg 43m V ρρρρρρρ===++合合;故选C 。
2.人的密度近似等于水的密度,则一个体格正常的中学生的体积最接近( ) A .50mm 3 B .50cm 3C .50dm 3D .50m 3【答案】C 【解析】 【分析】 根据密度公式mVρ=得m V ρ=,知道人的密度与水的密度相近,一个中学生的质量约为50kg ,便可求出学生的体积。
【详解】一个中学生的质量约为50kg ,又331.010kg/m ρρ≈=⨯人水,根据密度公式m Vρ=得 333350kg0.05m 50dm 1.010kg/mmV ρ====⨯; 故选C 。
3.有一体积为320cm 的均匀固体用天平测得它的质量为160g ,下列说法正确的是( )A .用天平测它的质量时,砝码应放在天平左盘B .此固体的密度为38g/cmC .把此固体带到月球上,质量会变小D .把此固体截去一半剩余部分密度为33410kg/m ⨯ 【答案】B 【解析】 【详解】A .用天平测量质量时,物体应放在天平的左盘,砝码应放在右盘,故A 错误;B .此固体的密度33160g =8g/cm 20cm m V ρ== 故B 正确;C .物体的质量与物体的形状、状态、空间位置无关,把此固体带到月球上,质量会不变,故C 错误;D .物质的密度与物体质量的多少无关,把此固体截去一半,剩余部分密度不变,故D 错误。
故选B 。
4.甲物质的密度为2g/cm 3,乙物质的密度为5 g/cm 3,各取一定质量的甲、乙混合后的密度为3 g/cm 3。
假设混合前后总体积保持不变,则所取甲、乙两种物质的质量之比为( ) A .2∶5 B .5∶2C .4∶5D .5∶4【答案】C 【解析】 【分析】设甲、乙两物质的质量,根据密度公式表示出两者的体积,利用总质量除以总体积表示出混合后的密度,可以得到甲乙两种物质的质量之比。
【详解】设甲、乙两物质的质量分别为m 甲、m 乙,则混合后的总质量m m m =+甲乙混合后的总体积m m V V V ρρ=+=+甲乙甲乙甲乙甲乙混合后的密度3333g/cm 2g/cm 5g/cm m m m m m m m m m m m V V V ρρρ+++=====+++甲乙甲乙甲乙甲甲乙乙甲乙甲乙由此可得4=5m m 甲乙。
故选C 。
5.“全碳气凝胶”是我国科学家研制的迄今为止密度最小的材料,密度只有3kg/m 3.某型号汽车发动机采用质量为120kg 、密度为6×103kg/m 3的高强度合金材料制造,若采用“全碳气凝胶”制造,需要“全碳气凝胶”的质量为( ) A .6g B .60gC .600gD .6000g【答案】B 【解析】 【分析】已知合金的质量和密度,利用密度公式得到合金的体积,气凝胶的体积等于合金的体积,利用公式m=ρV 得到气凝胶的质量。
【详解】 合金的体积333120kg ==0.02m 610kg m m V ρ=⨯合金合金合金气凝胶的体积V 气凝胶=V 合金=0.02m 3气凝胶的质量m =ρ气凝胶V 气凝胶=3kg/m 3×0.02m 3=0.06kg=60g故B 正确。
故选B 。
【点睛】本题考查密度公式的应用,解决本题的关键知道合金的体积与气凝胶的体积相等。
6.如图所示,a 、b 是两种物质的质量与体积的关系图像,分别用a 、b 两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中,松手稳定后( )A .乙漂浮,甲受到的浮力大B .甲漂浮,甲受到的浮力小C .乙下沉,乙的密度大于水D .将甲、乙两物体绑在一起放入水中,将会下沉 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】由图可知:甲物体的密度333a a 3a 3g =1.5g/cm =1.510kg/m 2cmm V ρ==⨯ 乙物体的密度333b b 3b 1.5g =0.5g/cm =0.510kg/m 3cmm V ρ==⨯ 体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中,由于a b ρρρ水>>,则甲、乙两实心物体在水中稳定后甲下沉,乙漂浮;所以V V 排甲排乙>,根据F gV ρ=浮水排可知:F F 浮甲浮乙>;故A 符合题意,B 、C 不符合题意;当将体积相等的甲、乙捆在一起后,设每一个的体积为V ,则两物体的重力331a b 210kg/m G gV gV gV ρρ=+=⨯⨯两物体所受浮力3312210kg/m F g V gV ρ=⨯=⨯⨯水则11G F =,故将甲、乙两物体绑在一起放入水中,将会悬浮,故D 不符合题意。
故选A 。
7.质量相等的水、硫酸、酒精(知ρ硫酸>ρ水>ρ酒精),分别装在规格相同的A 、B 、C 三个试管中,如图所示,则可判断出( )A .A 中装的是酒精B .A 中装的是硫酸C .B 中装的是酒精D .C 中装的是水【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 根据公式V=,酒精、硫酸、水的质量相等;ρ酒精<ρ水<ρ硫酸,所以V 酒精>V 水>V 硫酸;C 装的是硫酸,B 装的是水,A 装的是酒精.故选A .8.某实验小组分别用天平和量筒测出了两种物质的质量和体积,并描绘出V―m 图像如图所示,则下列判断正确的是( )A .ρ甲>ρ乙B .ρ甲=ρ乙C .若V 甲=V 乙,则m 甲<m 乙D .若m 甲=m 乙,则V 甲<V 乙 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AB .由图象可知,两物质体积V 相同时,m 甲<m 乙,由密度公式ρ=mV可知:ρ甲<ρ乙,故AB 错误;C .由图象可知,V 甲=V 乙时,m 甲<m 乙,故C 正确;D .由图象可知,m 甲=m 乙时,V 甲>V 乙,故D 错误;9.下列说法最接近实际情况的是( ) A .雪的密度大于331.010kg/m B .八年级学生的平均质量约为55kgC .按照交通部门规定,德州市外环快速路的最高限速为120m/sD .这张试卷的厚度大约为2nm 【答案】B【解析】 【分析】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。
【详解】A .水的密度是1.0×l03kg/m 3,冰的密度是0.9×l03kg/m 3,雪是固态的水,密度小于水,故A 不符合实际;B .成年人的质量在65kg 左右,初二学生的质量比成年人小一些,平均质量在55kg ,故B 符合实际;C .正常情况下,城市内环的设计速度不会超过1120km/h 120m/s 33m/s 3.6=⨯≈ 故C 不符合实际;D .一般纸张的厚度约在75μm ,合75000nm ,试题纸的厚度比2nm 大得多,故D 不符合实际。
故选B 。
【点睛】物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
10.体积和质量都相等的铝球、铁球和铅球密度分别是32.7g cm ρ=铝、37.9g cm ρ=铁、311.3g ρ=铅,下列说法正确的是()A .若铝球是空心的,则铁球和铅球一定是空心的B .若铁球是实心的,则铝球和铅球一定是空心的C .若铅球是空心的,则铁球和铝球一定是空心的D .三个球都可能是实心的 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】由题意可知,铝、铁、铅的密度关系为ρρρ>>铅铁铝由密度公式的变形式mV ρ=可知,相同质量铝球、铁球和铅球的体积关系为V V V >>铝铅铁又因三球的体积相等,所以,铅球和铁球一定是空心的,铝球可能是实心,也可能是空心的,故BCD 错误;若铝球是空心的,则铁球和铅球一定是空心的,故A 正确。
故选A 。
11.一容器装满水后,容器和水的总质量为m 1,若在容器内放一质量为m 的小金属块A 后再加满水,总质量为m 2;若在容器内放一质量为m 的小金属块A 和一质量也为m 的小金属块B 后再加满水,总质量为m 3,则金属块A 和金属块B 的说法正确的是( ) A .金属块A 的密度为12水m m m mρ++B .金属块A 的密度为21水m m m mρ-+C .金属块A 和金属块B 的密度之比为(m 3-m 2+m ):(m 2-m 1+m )D .金属块A 和金属块B 的密度之比(m 2+m -m 3):(m 1+m -m 2) 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB .假设A 密度ρA ,体积V A ;B 的密度ρB ,体积V B ,容器体积V 容,容器的质量为m容,则有ρA V A =m ,ρB V B =m装满水后容器和水总质量为m 1,则m 容+ρ水V 容=m 1对于放进A 的情况m 容+m +ρ水(V 容-V A )=m 2 m 容+m +ρ水V 容-ρ水V A =m 2 ρ水V A =m +m 1-m 2① V A =12m m m ρ+-水金属块A 的密度为ρA =12A 12==m m mm m m V m m m ρρ+-+-水水故AB 错误;CD .对于放进AB 的情况ρ水(V A +V B )=2m +m 1-m 3②由①②可得A 12B 23=V m m m V m m m +-+- 23A AB B A 12B===mm m m V V m V m m m V ρρ+-+- 故D 正确,C 错误。
故选D 。
12.如图所示,甲、乙为两个边长不同的实心均匀正方体,它们的质量相等,若在两个正方体的上部沿水平方向分别截去相同高度的部分,并将截去的部分放在对方剩余部分上,此时它们的质量分别为甲m '和乙m '.下列说法正确的是( )A .甲m '可能小于乙m '. B .甲m '定小于乙m ' C .甲m '能大于乙m ' D .甲m '一定大于乙m ' 【答案】D 【解析】 【详解】因为甲乙的质量相等,由密度公式和体积公式可得:m m =乙甲V V ρρ=甲甲乙乙S L S L ρρ=甲甲甲乙乙乙由图知:L 甲>L 乙,则有:S S ρρ<甲甲乙乙,在两个正方体的上半部分沿水平截取相同高度h 时,截取的质量分别为:m S h ρ=甲甲甲, m S h ρ=乙乙乙,因为S S ρρ<甲甲乙乙,截取高度h 相同,所以m m <甲乙,即甲截取的质量小,剩余部分质量大,乙截取部分质量大,剩余部分质量小;当将截去的部分放在对方剩余部分上后,此时甲的质量一定大于乙的质量,即甲m '一定大于乙m '。