一、初二物理质量与密度实验易错压轴题(难)1.小阳放学回家帮妈妈给小妹妹冲奶粉,他想知道奶粉的密度,于是他取了点奶粉,做了如下实验。
(1)在调节天平横梁平衡时,发现指针的位置如图甲,他应将平衡螺母向______(左/右)移动;(2)小阳用调节好的天平测奶粉的质量,天平平衡时,右盘中砝码的质量为______g。
他用如图丙方法测出奶粉的体积,则奶粉的密度是______g/cm3;(3)小阳猜想没有量筒也可测出奶粉的密度,于是他找来一个圆柱形的平底薄壁小玻璃瓶(可竖直漂浮在水面)、刻度尺、大碗和水,并设计如下实验:①在玻璃瓶内装入适量的奶粉,轻轻摇晃,使其表面水平,测出奶粉的高度h1;②将装有奶粉的玻璃瓶放入装有适量水的大碗中,使其竖直漂浮,测出玻璃瓶浸入水中的深度h2;③将奶粉倒出,把玻璃瓶放入装水的大碗中,仍竖直漂浮,测出玻璃瓶浸入水中的深h3;④奶粉密度表达式ρ=______(用已知量和测量量表示,水的密度用ρ水表示);⑤实验中发现玻璃瓶中的奶粉很难倒净,这会导致所测的密度值偏______。
【答案】右 25 2.74 231h hhρ-水小【解析】【分析】【详解】(1)[1]图中显示指针向左偏,根据“右偏左调,左偏右调”的规则,应将平衡螺母向右调。
(2)[2]右盘中有两个砝码,一个20g,另一个5g,所以右盘中砝码的质量为25g。
[3]天平使用时,左托盘放称量物,右托盘放砝码,物体的质量等于砝码的质量加上游码的示数,所以奶粉的质量为205 2.427.4m g g g g=++=由图丙知奶粉的体积为310cm,所以奶粉的密度为3327.42.74/cm10cmm ggVρ===(3)④[4]奶粉的重力等于浮力的变化量23==()G F g V gs h hρρ∆∆=-奶浮水水奶粉的质量2323()=()gs h h G m s h h g gρρ-==-水奶奶水 奶粉的密度232311()==s h h m h h V sh h ρρρ--=水奶奶水奶 ⑤[5]因为奶粉很难倒净,所以测得奶粉的质量就偏小,而体积不变,根据密度计算公式mVρ= 可知,这会导致所测的密度值偏小。
2.小明想知道酱油的密度,于是他和小华用天平和量筒做了如下实验:(1)将天平放在水平台上,将游码移到零刻度线处时,发现指针指在分度盘的左侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向(__________)(选填“左”或“右”)调;(2)在烧杯中倒入适量的酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为106g ;再将烧杯中的一部分酱油倒入量筒中,测出烧杯和剩余酱油的总质量如图甲所示,量筒中酱油的体积如图乙所示,则酱油的密度为(__________)kg/m 3;(3)小华不小心将量筒打碎了,老师说只用天平这一量工具也能粗略测量出酱油的密度。
于是小华添加两个完全相同的烧杯和适量的水,设计了如下实验步骤,请你补充完整,并用适当的符号表示相应的物理量。
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为(__________);②将一个烧杯装适量的水,并做标记,_____(已知水的密度为ρ水); ③(__________);④则酱油的密度表达式ρ=(__________)(用上述步骤中的物理量符号来表示)。
【答案】右 1.1×103 m 0 测出总质量为m 1 用另一个空烧杯装酱油至同样标记处,测出烧杯和酱油的总质量m 2 2010m m m m ρ--水【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]发现指针指在分度盘的中央零刻度线的左边,说明左侧质量略大,应旋动横梁上的平衡螺母,使之向右移动。
(2)[2]由图甲可知,剩余酱油和烧杯的总质量m 2=50g+10g+2g=62g量筒中酱油的质量为m =m 1-m 2=106g-62g=44g量筒中酱油的体积为V =40mL=40cm 3酱油的密度为3333=1.1g =44g 401cm/cm 1.10kg/m m V ρ==⨯ (3)①[3]调好天平,用天平测出空烧杯质量记为m 0。
②[4]将一个烧杯装适量的水,并做标记,测出总质量为m 1。
③[5]已知空烧杯的质量为m 0,烧杯和加入水的总质量为m 1,所以烧杯中水的质量为m 水=m 1-m 0;根据公式mVρ=可以求得水的体积为 10=m V m m ρρ-=水水水所以这一步的操作是:用另一个空烧杯装酱油至同样标记处,测出烧杯和酱油的总质量m 2。
④[6]酱油的质量为m 酱油=m 2-m 0烧杯内水的体积等于酱油的体积,则酱油的密度表达式20201010()===m m m m m m m m V Vm m ρρρ=----水酱油酱油酱油水3.小刚在测量食用油密度的实验中,先将天平放在水平桌面上,移动游码至标尺左端“0”刻度线后指针位置如图甲所示,他随即在天平左盘中放入盛有食用油的烧杯,在右盘中加入砝码,并移动游码,使天平平衡,测得烧杯和食用油的总质量为87.8g :(1)随后,他提起烧杯向空量筒中倒入30.0mL 的食用油,再将烧杯放回天平左盘中,当右盘所加砝码和游码位置如图乙所示时,天平再次平衡,于是他计算得出食用油的密 度为___________kg/m 3;(2)在开始测量质量前,小刚没有调节天平平衡,这使他第一次测得的烧杯和食用油的总质量_____(选填“偏大”“不变”或“偏小”),在(1)中测得的食用油密度____(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
【答案】330.910kg/m ⨯ 偏小 不变 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]提起烧杯向空量筒中倒入30.0mL 的食用油后,剩余的烧杯和食用油的质量如图乙所示为50g 10g 0.8g 60.8g m =++=量筒中食用油的质量为87.8g 60.8g 27g m '=-=食用油的密度为333327g 0.9g/cm 0.910kg/m 30cm m V ρ====⨯ (2)[2][3]由甲图可知,指针指向分度盘的右侧,说明右侧的质量大,没有调节天平平衡,使得称量的物体的质量会偏小,因为两次测得烧杯和食用油(烧杯和剩余食用油)的总质量都偏小,且偏小程度相同,导致量筒中食用油的质量测量准确,体积不变,故测出的密度不变。
4.利用一个烧杯、天平和适量的水,小刚同学测出了一小块不规则小石块的密度。
(1)小刚同学使用天平称量物体质量,调节天平横梁平衡时,出现如图甲所示情况,他应向_____调节平衡螺母使横梁平衡;如果在称量过程中,加到最后一个砝码,出现如图甲所示情况,他应_____,最终测得小石块的质量为52g 。
(2)如图乙所示:A .往烧杯中加入适量的水;B .把小石块浸没,在水面到达的位置做上标记;C .取出小石块;测出此时烧杯和水的总质量为127g ;D .往烧杯中加水,直到_____,再测出此时烧杯和水的总质量为140g ; (3)计算出小石块的体积为_____cm 3; (4)计算出小石块的密度为_____kg/m 3;(5)在一旁观看的小敏同学认为该测量值和真实密度相比明显_____(偏大/偏小),只利用原有实验器材,改进实验步骤,即可消除这一人为偏差,其方法是_____。
【答案】左 取下最小的砝码,然后向右调节游码使横梁平衡 液面与标记对齐 13 4×103 偏小 测A 图装置的质量利用AD 两图来计算石块体积 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]根据图指针指在分度盘的右侧,指针右偏时向左调节平衡螺母使天平平衡。
[2]如果在称量过程中,出现如图甲所示情况,说明所加的砝码不合适,所以应该取下所加的砝码,然后向右调节游码使横梁平衡。
(2)[3]为了利用等效替代法得到体积,所以应该往烧杯中加水,直到液面与标记对齐。
(3)[4]小石块的体积为33140g -127g 13cm 1g/cm m V V ρ====排石排水(4)[5]石块的密度为3352g 4g/cm 13cmm V ρ===石 (5)[6]取出石块时,石块会带出一部分水,使得测得的水的体积偏大,根据公式m Vρ=,测得的密度偏小。
[7]测A 图装置的质量利用AD 两图来计算石块体积可以避免这一人为偏差。
5.小明想知道酱油的密度,于是他和小华用天平和量筒做了如下实验:(1)将天平放在水平台上,把游码放在_____处。
然后调节直至天平平衡;(2)用天平测出空烧杯的质量为17g ,在烧杯中倒入适量的酱油,测出烧杯和酱油的总质量如图甲所示,将烧杯中的酱油全部倒入量筒中,酱油的体积如图乙所示,则烧杯中酱油的质量为_____g ,酱油的密度为_____kg/m 3;(3)小明用这种方法测出的酱油密度会_____(偏大/偏小);(4)小华不小心将量筒打碎了,老师说只用天平也能测量出酱油的密度。
于是小华添加两个完全相同的烧杯和适量的水,设计了如下实验步骤,请你补充完整。
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m 0;②将一个烧杯装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为m 1; ③用另一个烧杯装满酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m 2; ④则酱油的密度表达式ρ=_____(已知水的密度为ρ水)。
【答案】标尺的零刻度线 45 31.12510⨯ 偏大 ()2010--m m m m ρ水【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]将天平放在水平台上,把游码放在标尺的零刻度线处。
(2)[2][3]从图甲可以看到,烧杯和酱油的总质量是50g 10g 2g 62g m =++=总空烧杯的质量为17g ,那么烧杯中酱油的质量是-62g -17g 45g m m m ===总杯酱从图乙可知道酱油的体积是340mL 40cm V ==酱那么酱油的密度是333345g1.125g/cm 1.12510kg/m 40cmm V ρ====⨯酱酱酱(3)[4]小明用这种方法测出的酱油密度会偏大,因为将烧杯中的酱油全部倒入量筒中,会有一些酱油成分留在烧杯中,那么测出来的体积是偏小的,根据mVρ=可知,测出的酱油密度会偏大。
(4)[5]由上述实验步骤可知,烧杯水的质量是10-m m m =水这些水的体积是10-m m m V ρρ==水水水水烧杯的容积是10-m m V V ρ==水容水用另一个烧杯装满酱油,这些酱油的质量是'20-m m m =酱酱油的密度是()''20'10--m m m m V V m m ρρ===水酱酱酱容酱油的密度表达式()2010--m m m m ρρ=水。
6.周末,小明跟着父母去唐河里捡拾了一块唐河玉石。
他想知道这块玉石的密度,于是把玉石带到学校实验室。
他发现量筒太细放不进玉石,于是就用烧杯、天平和水来测量:(1)在调节天平平衡时,首先把_______拨到零刻度线处,发现横梁左低右高,此时,他应该将右侧的平衡螺母向________调节(选填“左”或“右”);(2)调节天平平衡后,他将玉石放在天平的左盘,在右盘添加砝码并移动游码,当天平再次平衡时,天平右盘内所加的砝码和游码在标尺上的位置如图所示,则玉石的质量为________g ;(3)如图所示,往烧杯中加入适量的水,把玉石浸没,在水面到达的高度做上标记;取出玉石,让水尽量滴尽到烧杯,然后测出烧杯和水的总质量为127g ;往烧杯中加水到标记,再测出此时烧杯和水的总质量为149g 。