一、初中物理质量和密度问题1.两只一样的烧杯均装满水,将两个实心铜块和铁块分别投入烧杯中,(已知ρ铜=8.9 ×103kg/m 3,ρ铁=7.9×103kg/m 3)测得两杯总质量相等,则铜块与铁块质量大小关系,下面说法正确的是 A .铜块质量大 B .铁块质量大C .铁块和铜块质量一样大D .条件不足,无法判断 【答案】B 【解析】 【详解】两只烧杯相同,原来装满水,其质量m 0 相同,将铜块投入水中,有水溢出,溢出水后的质量是:m 1 =m 0 +m 铜 -m 溢1 ,将铁块投入水中,有水溢出,溢出水后的质量是:m 2 =m 0 +m 铁 -m 溢2,根据题意知道m 1 =m 2 ,整理得:m 铜 -m 溢1 =m 铁 -m 溢2,金属块浸没水中,排开(溢出)水的体积等于金属块的体积,由mVρ=知道, ρ铜 V 铜 -ρ水 V 铜 =ρ铁 V 铁 -ρ水 V 铁 ,整理得,铜块与铁块的密度之比是:33337.9g/cm 1g/cm 8.9g/cm 1g 6.969===7.97/c 9m V V ρρρρ----=水铜铜铁水铁, 铜块与铁块的质量之比是:338.9g/c 6m 7.9g/c .96141==17.9624m 1m V V m ρρρρρρ-<⨯⨯==-水铜铜铜铁铜水铁铁铁, 即铁块的质量大,故B 正确。
2.以下是陈老师测定酒精密度的部分实验步骤: ①用天平测出空矿泉水瓶的质量为m ;②在矿泉水瓶中装满水,用天平测出总质量为m 1;③将水倒出,在矿泉水瓶中装满酒精,用天平测出总质量m 2; ④用量筒测出矿泉水瓶中酒精的体积为V ; ⑤计算酒精的密度;这些步骤中可以省去的是( ) A .①或③B .①或②或④C .①或③或④D .前三个答案都错了【解析】【分析】测定酒精密度的实验依据的原理是m Vρ=,因此关键看所提供的步骤能否顺利测出酒精的质量与体积,只要能达这一实验目的就是可取的.分析时注意有些步骤是从不同的角度来达成同一目的,这样的步骤可以有所取舍。
【详解】仔细分析所提供的实验步骤可以看出,通过步骤①③可得出酒精的质量为m2-m,再利用④可得出酒精的体积V,最后代入密度公式可得mVρ=,因此,步骤②可以省去;从另一角度分析,利用步骤①②可得出水的质量,已知水的密度可得出水的体积,水的体积就是瓶子的容积,也就是步骤③中所装的酒精的体积,再根据步骤①③可得出酒精的质量为m2-m,最后代入密度公式可得21m mm mρρ-=-水,因此步骤④可以省去;再换个角度分析,②在矿泉水瓶中装满水,用天平测出总质量为m1;则可以列出等式1m V mρ+=瓶水瓶③将水倒出,在矿泉水瓶中装满酒精,用天平测出总质量m2;则可以列出等式2m V mρ+=瓶瓶酒精二式联立可分别求得m瓶和V瓶,因此步骤①也可以省去。
综上所述,这些步骤中可以省去的是①或②或④,故B正确。
故选B。
【点睛】通过本题,我们要明确在设计实验步骤时,要追求最优化设计,尽量使步骤既简化,同时又有利于准确测量.本题中用不同的方法所得出的结果是不一样的,既可以用等效替代法,也可以用直接测量法,值得我们关注。
3.某同学用天平和量筒测某液体的密度,并用得到的数据绘成如图所示图象,量筒的质量和液体的密度分别是()A.30g 0.8g/cm3B.75g lg/cm3C.75g 0.8g/cm3D.30g lg/cm3【答案】A【分析】 【详解】由图可知,当液体体积为0时,即量筒中没有装液体时,质量为量筒的质量:m =30g ,由图可知,当体积为100cm 3时,液体质量为110g ﹣30g =80g ,则液体的密度:ρ=380g 100cmm V = =0.8g/cm 3. 故选A .4.“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 mm 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。
5.以下各组器材中,不能测出长方体金属块密度的是( ) A .刻度尺、细线、量筒B .水、细沙、刻度尺、天平(无砝码)和量筒C .刻度尺、天平和砝码D .天平和砝码、量筒、水、细线【解析】 【分析】要测出长方体金属块的密度,需测出其质量和体积;用天平测量其质量,可用刻度尺测出边长,然后计算体积,或用量筒和水测量体积。
【详解】A .由刻度尺可以得知金属块的体积,但无法测出金属块的质量,故A 错误,符合题意;B .用刻度尺可以测量出金属块的边长,计算出体积,根据天平的特点,将量筒放左盘,向右盘加细沙,使天平平衡,然后再将金属块放入右盘中,再向量筒中加水直至天平再次平衡,此时量筒中水的质量等于金属块的质量,读出水的体积数,结合水的密度计算出水的质量,可得金属块的质量,最终可得金属块的密度,故B 正确,不符合题意;C .用刻度尺测出金属块的边长,计算出体积,用天平和砝码测出石块的质量,便可求出金属块的密度,故C 正确,不符合题意;D .可用量筒和水测出金属块的体积,用天平和砝码测出金属块的质量,从而可以测出金属块的密度,故D 正确,不符合题意。
故选A 。
6.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 .7.用相同质量的铝和铜制成体积相等的球,已知332.710kg/m ρ=⨯铝,338.910kg/m ρ=⨯铜,则下列说法正确的( )A .铜球是空心的,铝球也一定是空心的B .铝球一定是实心的C .铜球不可能是实心的D .铝球和铜球都是实心的【答案】C【分析】假设两球都是实心的,根据两球质量相等,利用根据密度公式变形可比较出两球的实际体积大小,由此可知铝球的体积最大,然后再对各个选项逐一分析即可。
【详解】若二球都是实心的,质量相等,根据密度公式变形mVρ=铜铜可知,因为ρρ铜铝<,两种材料的体积关系为V V铜铝>,又因为二球的体积相等,所以铜球一定是空心的,铝球可能是实心,也可能是空心。
故选C。
8.甲、乙两个完全相同的烧杯中装满密度分别为ρ1、ρ2不相混合的两种液体(ρ1≠ρ2)。
甲杯中两种液体的体积相等,乙杯中两种液体的质量相等,比较甲、乙两杯中的液体总质量得()A.m甲<m乙B.m甲>m乙C.m甲=m乙D.缺条件,无法判断【答案】B【解析】【分析】【详解】根据题意可知,甲杯中密度大的液体占总体积的一半,而乙杯中两液体质量相等,则密度大的液体其体积小,小于总体积的一半,即甲杯中密度大的液体多一些,故甲杯里液体总质量较大。
故ACD都不正确,B正确。
故选B。
【点睛】两种液体等质量放入时,密度较大的液体体积要比等体积放入时的体积小,根据这个特点也能很快的确定答案。
9.光敏电阻的阻值随着光照的强弱而改变.“光强”是表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大,光强符号用E表示,国际单位为坎德拉(cd).实验测得光敏电阻的阻值R与光强E 间的关系如图所示,由图可知A.光敏电阻的阻值随光强的增强而变大B.光敏电阻的阻值随光强的增强而变小C.光敏电阻的阻值随光强的增强先变大后变小D .光敏电阻的阻值随光强的增强先变小后变大 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】这是一个反比例函数图像,由图知电阻与光强成反比,故随光强的增大而减小,随光强的减小而增大,故选B .10.一个由甲、乙两种金属做成的零件,其体积为61 .3cm 3。
若用与零件质量相同的纯金属甲和纯金属乙做此零件,其体积分别为96.5cm 2和52.5cm 3。
则原零件中金属甲的质量和金属乙的质量之比为( ) A .l:2 B .1:3 C .1:4 D .1:5 【答案】C 【解析】 【详解】设零件的质量为m ,由题可知,纯甲金属和纯乙金属的质量相等,则两纯金属的质量也为m ,已知纯甲金属和纯乙金属的体积分别为96.5cm 3和52.5cm 3,所以甲的密度:396.5cm mρ=甲乙的密度:352.5cm mρ=乙已知零件的体积为V =61.3cm 3,设零件中含甲金属的体积为V 甲,则零件中乙金属的体积:361.3cm V V V V =-=-乙甲甲①零件的质量:m V V ρρ=+甲甲乙乙即:3396.5cm 52.5cm m V m mV =+甲乙② ②式两端同时除以m ,并把①式代入可得:33361.3cm 196.5cm 52.5cmV V -=+甲甲()解得:319.3cm V =甲,则:33361.3cm 19.3cm 42cm V V V =-=-=乙甲零件中甲金属的质量:3319.3cm 96.5cmV mm ρ==⨯甲甲甲 零件中乙金属的质量:3342cm 52.5cm m m V ρ==⨯乙乙乙所以零件中甲乙两金属的质量之比:333319.3cm 196.5cm 442cm52.5cm m m m m ⨯==⨯甲乙故选C 。
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。