一、初二物理 质量与密度实验易错压轴题(难)1.在测量石块密度的实验中,小聪同学一组的具体操作如下:测量前他将天平放在水平桌面上,然后进行天平横梁平衡的调节。
调节完成后指针静止时的位置如图甲所示。
(1)请你指出小聪调节天平横梁平衡的过程中遗漏的操作步骤:_______。
(2)完成遗漏的操作步骤后,为了调节横梁平衡,他需向_______(选填“左”或“右”)调节平衡螺母才能使天平平衡;(3)用调节好的天平测石块的质量,天平平衡时,砝码的质量及游码在标尺上的位置如图乙所示,则石块的质量为_____g ,用量筒测得石块的体积如图丙所示,由此可算得其的密度为_______kg/m 3。
(4)小聪根据所测数据,在下图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A ρ、B ρ分别代表石块和另一石块的密度,则A ρ________B ρ(选填“>”、“=”或“<”)。
(5)对实验进行评估时,下列分析正确的是______。
A .先测石块体积,后测石块质量,测出的密度偏小B .先测石决体积,后测石块质量,测出的密度偏大(6)小华同学组调节天平平衡时,无论怎样调节指针都偏左,小华想了个办法:往右盘放了一个合适的小橡皮,再调节平衡螺母,终于使天平平衡,完成了实验,可是同学们认为这样误差会很大。
若操作都正确,你认为测量结果________(选填“偏大”“偏小”或“仍然准确”)。
【答案】游码归零(合理即可) 右 62 3.1×103 < B 仍然准确【解析】【分析】 【详解】 (1)[1] 使用天平时,应先把游码移到标尺的零刻度线处,即游码归零,再调节平衡螺母使天平平衡,而小明调节天平横梁平衡的过程中遗漏了游码归零这一步骤。
(2)[2] 甲图中没有将游码移至零刻度线,横梁就平衡了,如果将游码调零,则指针会偏向分度盘左侧,此时要使横梁平衡,则应将平衡螺母向右调节。
(3)[3]由图乙可知石块的质量为50g 10g 2g 62g ++=[4]由量筒读数可知石块的体积为80mL-60mL=20mL根据密度公式m Vρ=可知,石块的密度为 2335362g 6.210kg 3.110kg m 20mL 210mm V ρ--⨯====⨯⨯ (4)[5] 同种物质的质量与体积的比值为一个定值,即质量与体积的图象为一条过原点的直线,根据A 、B 两个点分别做出图象,如图所示:由图可知,当体积相同时,A 的质量小于B 的质量,故A B ρρ<。
(5)[6]先测石块体积,后测石块质量,取出石块时,由于石块上沾有水,则测得的质量偏大,而体积测量值是准确的,由密度公式可知,所测出的密度偏大。
故B 正确。
(6)[7]天平是一个等臂杠杆,测量质量之前需要对天平进行调节是天平平衡,往右盘放了一个合适的小橡皮就相当于把平衡螺母往右调节使天平平衡然后再使用天平对结果是没有影响的。
2.小明用天平、烧杯、油性笔及足量的水测量一块鹅卵石的密度,实验步骤如下:(1)将天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺_____,发现横粱稳定时指针偏向分度盘的右侧,要使横粱在水平位置平衡,应将平衡螺母往_______(选填“左”或“右”)调.(2)用调好的天平分别测出鹅卵石的质量是:31.8g和空烧杯的质量是90g.(3)如题图甲所示,把鹅卵石轻轻放入烧杯中,往烧杯倒入适量的水,用油性笔在烧杯壁记下此时水面位置为M,然后放在天平左盘,如题图丙所示,杯、水和鹅卵石的总质量为___________g.(4)将鹅卵石从水中取出后,再往烧杯中缓慢加水,使水面上升至记号M,如题图乙所示,用天平测出杯和水的总质量为142g,此时杯中水的体积为______________cm3.(5)根据所测数据计算出鹅卵石的密度为_______________g/cm3.(6)若小明在第(4)步骤测量过程中,用镊子添加砝码并向右旋动平衡螺母,直到天平平衡,此错误操作将导致所测密度偏_____________.【答案】零刻度处左 161.6 52 2.6 大【解析】【分析】【详解】(1)天平调节时,应将天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺零刻度处,发现横粱稳定时指针偏向分度盘的右侧,应将平衡螺母往左调。
(3)所测物体的质量等于所有砝码的质量之和加上游码指示的质量值,故杯、水和鹅卵石的总质量为161.6g.(4)将鹅卵石从水中取出后,再往烧杯中缓慢加水,使水面上升至记号M,如题图乙所示,用天平测出杯和水的总质量为 142g,此时杯中水的质量为142g-90g=52g,根据ρ=mV,杯中水的体积为V=mρ=3521g/cmg=52cm3.(5)甲图中水的质量为161.6-31.8g-90g=39.8g,则甲图中水的体积为:V=mρ=339.81g/cmg=39.8cm3,则鹅卵石的体积为:52 cm3-39.8cm3=12.2cm3.所以鹅卵石的密度为:ρ=mV=331.8g12.2cm≈2.6g/cm3.(6)若小明在第(4)步骤测量过程中,向右旋动平衡螺母,直到天平平衡,会导致所测的杯和水的总质量偏小,计算的水的总体积偏小,以至于计算的鹅卵石体积偏小,最终导致计算的鹅卵石密度偏大.3.为了测量物块A 和B 的密度,某同学进行了如下实验:(1)将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图甲所示,则应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)端调节;(2)如图乙是正确测量A 的质量时使用砝码情况和游码的位置,其质量为______g ;如图丙是用量筒测量物块A 体积时的场景,则它的体积是______cm 3,密度为______kg/m 3;(3)另一物块B 的密度大于酒精而小于水,请将该同学测量其密度的下列实验步骤补充完整:①将物块B 放入装有适量水的烧杯中,然后向烧杯中缓慢注入酒精并充分搅拌,直至物块B______在混合液中;②取出物块B 后,测出烧杯及杯内混合液的总质量为1m ;③将烧杯中的部分混合液倒入空量筒中,测出它的体积为V ,同时测出烧杯及杯内剩余混合液的总质量为2m ;④由测量结果得到物块B 的密度表达式为ρ=______(用步骤中的字母表示)。
【答案】左 39 5 37.810⨯ 悬浮12m m V- 【解析】【分析】(1)根据指针偏向分度盘的右侧可知右侧质量大,所以把平衡螺母向左调节,才能使天平平衡。
(2)物体的质量等于砝码的质量加上游码的示数;体积可从量筒中放入物体后,体积变化读出;再由密度公式m Vρ=算出物体的密度。
(3)悬浮时物体的密度等于液体的密度;根据12m m V ρ-=算出液体的密度即为物B 的密度。
【详解】(1)[1]在调节天平时,发现指针如图甲所示偏向分度盘的右侧,为了使天平平衡,此时应该把平衡螺母向左调节。
(2)[2]图乙中看出,砝码的质量为20g 、10g 、5g ,游码所对刻度值为4g ,物体的质量为砝码质量加上游码指示的质量,因此石块的质量为A 20g 10g 5g 4g 39g m =+++=[3]图丙量筒中水的体积为10mL ,放入物体A 后水的体积变为15mL ,则物体A 的体积为3A 15mL 10mL 5mL 5cm V =-==[4]则物体A 的密度333A A 3A 39g 7.8g/cm 7.810kg/m 5cm m V ρ====⨯ (3)①[5]物块B 的密度大于酒精而小于水,实验过程采用悬浮法测量液体的密度,即将物体B 悬浮在液体中,然后测量出液体的密度即为物体B 的密度。
④[6]实验过程中倒出部分的液体质量为12m m -,倒出部分液体的体积V ,则液体的密度12m V V m m ρ-== 即物体B 的密度12m m Vρ-=。
【点睛】 重点是测量固体密度的实验,注意实验中的细节问题,如调节天平的平衡、质量的读数,特别是游码读数应以左侧为准、量筒中液面的读数方法等,都是常考到的内容,注意多练习,多总结。
4.清清太湖水孕育了世代苏州人,爱动脑筋的小红想知道太湖水的密度究竟有多大,于是她舀取了一些太湖水,在学校实验室找了下列器材:天平及砝码,量筒(刻度清晰但没有数字),烧杯,铜块(己知它的密度为1ρ),细线;利用这些器材按下列步骤测出了太湖水的密度,请你帮小红完善实验探究过程或做部分数据处理:(1)把天平放在水平桌面上,将游码移到零刻度线处,指针偏向分度盘中线左侧,此时应向______(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平横梁平衡;(2)用天平测出铜块的质量1m ;(3)在量筒内倒入适量的太湖水,用细线拴住铜块,将它缓慢浸没在量筒内的水中并记下水面到达的刻度线A ,然后取出铜块∶(4)在烧杯内倒入适量的太湖水,用天平测出水和烧杯的总质量2m ;(5)______________;(请写出这一步的操作方法)(6)用大平测量烧杯内剩余太湖水和烧杯的总质量3m 、砝码和游码位置如图所示,则3m =_________g ;(7)计算太湖水密度的表达式为ρ=_______(物理量用题中符号表示);某次测量中测得,1m =133.5g ,2m =91.4g ,3m =76.2g ,已知338.910kg/m ρ=⨯1∶则可算得ρ=____kg/m 3;根据以上实验方案,小红测出的太湖水密度比真实值_______。
(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)【答案】右 将烧杯中的水倒入量筒中, 直至标记A 处 47.4 2311·m m m ρ- 31.01310⨯ 偏大【解析】【分析】【详解】(1)[1]调节天平横梁平衡时,指针偏向分度盘中线左侧,此时应将平衡螺母向右调节,直到指针在分度盘的中央。
(5)[2]铜块放入水中排开液体的体积等于铜块的体积,根据m Vρ=表示出物体的体积,也就是排开水的体积,将烧杯中的水倒入量筒中的标记处,烧杯中水减少的质量等于铜块排开水的质量,故用天平测出水和烧杯的总质量m 2后,需要将烧杯中的水倒入量筒中, 直至标记A 处。
(6)[3]由图可知烧杯内剩余太湖水和烧杯的总质量320g 20g 5g 2.4g 47.4g m =+++=(7)[4]铜块的体积等于排开水的体积,由m Vρ=可得 11m V V ρ==铜排烧杯倒入量筒中水的质量 23m m m =-则太湖水的密度23231111·m m m m m m V m ρρρ--===[5]代入数据可得3333231191.4g 76.2g 8.910kg/m 1.01310kg/m 133.5gm m m ρρ--==⨯⨯≈⨯ [6]由于取出铜块时带着水,使得体积偏大,倒入的水偏多,使得水的质量偏大,根据m Vρ=可知密度偏大。