一、初二物理 质量与密度实验易错压轴题(难)1.(1)过程步骤 ①A 将m 、V 代入公式中,算出盐水的密度ρ;B 将玻璃杯里的一部分盐水倒入量筒中,测出其体积V =30cm 3;C 在玻璃杯中盛适量的盐水,用天平称出它们的总质量m 1(如下图);D 用天平称出玻璃杯和剩余盐水的总质量m 2=50.4g ;E 根据m 1、m 2算出中盐水的质量m ;以上步骤,正确的操作顺序是: ______ (填字母序号)方法 ②用天平和量筒进行测量,然后求密度,运用的科学方法是______法。
数据表格 m 1/g m 2/g m V ρ/(3kg m -) (____) (____) (____) (____) (____)(2)测量平均速度器材 斜面、垫木、金属片、小车、刻度尺和______过程数据 ①保持斜面的坡度不变,分别测出小车通过全程AB 段和上半程AC 段的路程及所用的时间,然后计算出对应的平均速度,数据如下:结论 ②小车通过全程的平均速度是______m/s ;小车沿斜面向下运动时,速度______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
问题讨论 在测平均速度的实验中,因不便于测量时间,因此斜面应保持较______的坡度。
【答案】CBDEA 间接测量法 74.4g 50.4g 24g 30cm 3 330.810kg/m ⨯ 停表 0.8 变大 小(或缓)【解析】【分析】【详解】(1)[1]要测出量筒中盐水的质量和体积,需首先测出玻璃杯中盐水的质量,然后将部分倒入量筒中,测出量筒中盐水的体积和剩余盐水和玻璃杯的质量,求得量筒中盐水的质量,根据密度公式可求出盐水的密度,故顺序为CBDEA 。
[2]用天平和量筒组合起来使用来测量物质的密度,运用了间接测量法。
[3]由图可知玻璃杯和盐水的总质量m 1=50g+20g+4.4g=74.4g[4]用天平称出玻璃杯和剩余盐水的总质量m 2=50.4g[5]则量筒中盐水的质量m = m 1- m 2=74.4g-50.4g=24g[6]量筒中盐水的体积V =30cm 3[7]则盐水的密度333324g 0.8g/cm 0.810kg/m 30cmm V ρ====⨯ (2)[8]在测量物体运动的平均速度时,需要测量物体运动的时间和距离,所以我们还需停表。
[9]由表格可知小车通过全程的路程和时间,则通过全程的平均速度AB AB AB 0.96m 0.8m/s 1.2ss v t === [10]小车通过AC 段的平均速度 AC AC AC 0.48m 0.6m/s 0.8s s v t === 小车通过CB 段的平均速度CB AB AC CB CB AB AC 0.96m 0.48m 1.2m/s 1.2s 0.8ss s s v t t t --====-- 根据小车通过AC 、CB 段的平均速度可知小车沿斜面向下运动时,速度变大。
[11]在测平均速度的实验中,为了时间的测量方便,斜面的坡度应该小(或缓)一些。
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,把游码拨至标尺零刻度处,横梁稳定时指针位置如图甲所示,要使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母往__________(左/右)调.(2) 用调好的天平分别测出鹅卵石的质量m 1=31.2g 和空烧杯的质量m 0=80 g .(3) 如图乙所示,把鹅卵石轻轻放入烧杯中,往烧杯倒入适量的水,用笔在烧杯壁上标出水面位置为M ,然后放在天平左盘,当天平平衡时,如图丙所示,则杯、水和鹅卵石的总质量为m 3=__________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 位置,用天平测出杯和水的总质量为m 4=142.2 g ,则往烧杯中添加水的质量△m =__________g . (5)根据所测数据计算出鹅卵石的密度为ρ石=_____g/cm 3.(6)若因为在将鹅卵石从烧杯中取出时带出了一些水,这将导致所测密度偏______(大/小).【答案】右 161.4 12 2.6 小【解析】【详解】(1)把天平放在水平台上,先要把游码拨到标尺左端的零刻度线处,通过调节平衡螺母使天平平衡;图甲中指针偏向分度盘的左侧,要使横粱在水平位置平衡,应将平衡螺母往右调。
(3)由图知,杯、水和鹅卵石的总质量:m 3=100g+50g+10g+1.4g=161.4g ;此时烧杯中水质量m 水′=161.4g−31.2g -80g=50.2g ;(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 ,用天平测出杯和水的总质量为m 4=142.2g ,此时烧杯中水的质量m 水= 142.2g−80g =62.2g ,所以添加水的质量△m =m 水- m 水′=12g ; (5)由题意知,鹅卵石的体积等于加入水的体积,则3312g ==12cm 1g /cm V m ρ=加水水; 鹅卵石的密度:3331.2g ==2.6g /cm 12cm m V ρ=鹅鹅加水。
(6)若小明在取出鹅卵石时从烧杯中带出一些水,则测量水的质量偏大,对应鹅卵石的体积偏大,根据m Vρ=知密度测量的偏小。
3.小明测一块小石块的密度,进行了如下实验∶(1)将天平放在水平桌面上,将 ___ 移至标尺左端零刻度线处,调节横梁平衡;(2)如图甲所示,小石块的质量为___g ;(3)将小石块放入盛有50m1水的量筒中,静止时液面情况如图乙所示,则小石块的密度是 ___kg/m 2;(4)若小明在第(2)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】游码 31.4 3.14×103 小【解析】【分析】在读数时,天平上所有砝码的质量加上游码所对的数值即待测物体的质量;弄清楚量筒的量程和分度值,再根据液面对应刻度来读数,零件的体积等于零件和水的总体积减去水的体积;然后根据公式m Vρ=求出雨花石的密度。
【详解】(1)[1]使用天平测量物体质量时,应将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端零刻度线处,然后调节平衡螺母使横梁平衡。
(2)[2]如图乙所示,标尺的分度值是0.2g ,小石块的质量为m =20g +10g +1.4g =31.4g(3)[3]由图丙可知,水和小石块的总体积360cm V =总,则小石块的体积 360mL-50mL 10mL=10cm V V V =-==总水 小石块的密度为333331.4g =3.14g cm =3.1410kg m 10cmm V ρ==⨯ (4)[4]天平已经调节平衡,小明向右旋动平衡螺母会导致所称小石块的质量偏小;由mV ρ=可知,此时所测密度会偏小。
【点睛】测固体的密度是初中物理比较基本的实验,本题考查用天平和量筒的读数以及密度的计算,考查了学生的实验能力。
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,发现指针指在分度盘的右侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向______(选填“右”或“左”)调节;(2)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,将烧杯中的酱油部分倒入量筒中,如图乙所示,用天平测出剩下酱油和烧杯的总质量为29g ,则量筒中酱油的质量为_______g ,酱油的密度为_________kg/m 3;(3)在将酱油倒入量筒时,量筒壁和烧杯壁上都沾上了部分酱油,量筒壁沾上了部分酱油导致测量的酱油的密度___________(选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”),烧杯壁沾上了部分酱油导致测量的酱油的密度_________(选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
【答案】零刻度线 左 33 1.1×103 偏大 不受影响【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]天平在测量物体质量前要进行如下调节:天平放于水平台上,游码归零,然后通过平衡螺母调节天平横梁的平衡,平衡螺母调节的方向必与指针偏转方向相反。
本题将游码归零后发现指针指在分度盘的右侧,应将平衡螺母向左侧调节直至横梁平衡。
(2)[3]天平标尺上1g 分为5小格,即该天平的分度值为0.2g 。
根据图甲读出烧杯和酱油的总质量为总砝码游码50g 10g 2g 62g m m m =+=++= 已知剩下酱油和烧杯的总质量为29g ,则量筒中酱油的质量为酱油总剩62g 29g 33g m m m =-=-=[4]图乙量筒中显示倒出的酱油的体积为30mL ,则酱油的密度为ρ====⨯33333g 1.1g cm 1.110kg m 30mLm V (3)[5][6]计算密度时是以转移到量筒中的酱油为研究对象的,在转移过程中酱油质量不变。