初中物理人教版八年级上册第六章 质量和密度第3节 测量物质的密度精品当堂检测题
展开1.测量液体的密度公式:
2.测量固体的密度公式:
基础巩固
1.(2022·全国·八年级课时练习)小明利用托盘天平和量筒测量盐水的密度,部分操作过程如图所示,下列说法错误的是( )
A.量筒中液体的体积是40cm3
B.盐水的密度是1.16×103kg/m3
C.按照乙、甲、丙的顺序实验,会使测量结果偏大
D.按照甲、丙、乙顺序操作,如果盘中5g砝码因磨损质量变小,则测得盐水密度偏大
【答案】D
【详解】A.量筒的分度值为2mL,量筒中盐水的体积为40mL,即40cm3,故A正确,不符合题意;
B.烧杯和盐水的总质量为,剩余盐水的质量为
,量筒中盐水的质量为,根据密度的计算公式可得,盐水的密度为,故B正确,不符合题意;
C.如果按照乙甲丙的顺序实验,会有一部分水附着在烧杯壁上,倒入量筒中的盐水比实际偏小,根据密度公式可以判断,密度偏大,故C正确,不符合题意;D.如果盘中5g砝码磨损,则砝码的质量比实际偏小,所以当右盘放置磨损砝码时,称得烧杯和剩余盐水的质量要比实际质量偏大,则两次质量测量之差偏小,根据密度公式可知测得盐水密度偏小,故D错误,符合题意。
2.(2022·上海闵行·九年级期中)在测定金属块的密度实验中,小王同学设计的实验报告(部分)如下,请完成空格处的内容。
实验名称:测定金属块的密度
实验原理:=__________。
实验器材:天平、量筒、细线、金属块。
实验步骤:
(1)将_________放在水平桌面上,调节天平平衡,测量并记录金属块的质量m;
(2)在量筒中倒入适量的水,记录水的体积V1。把系有细线的金属块慢慢放入量筒并________在水中,记录此时的总体积V2,计算出金属块的体积V。
(3)把金属块擦拭干净,重复步骤1、2,在做两次实验,并把实验数据填入数据表中,计算出每一次测出的金属块的密度。
(4)计算出该金属块密度的_________值。
【答案】 天平 浸没 平均
【详解】根据实验目的知道,实验原理是密度的计算公式。(1)测量金属块的密度,是通过测量物体的质量和体积,利用计算出间接得到物体的密度,故实验步骤如下:将天平放在水平桌面上,调节天平平衡,测量并记录金属块的质量m。(2)在量筒中倒入适量的水,记录水的体积V,把系有细线的健康慢慢放入量筒并浸没在水中,记录此时的总体积V1,计算出金属块的体积V2。(3)把金属块擦拭干净,重复步骤1、2,在做两次实验,并把实验数据填入数据表中,计算出每一次测出的金属块的密度。(4)计算出该金属块密度的平均值。
3.(2022·全国·八年级课时练习)小明想测出石块的密度。将天平放在水平桌面上,将游码移到标尺的_____处,发现指针偏在分度盘左侧,此时应将平衡螺母向_____调节,使天平平衡;测量中,当右盘所加砝码和游码的位置如图甲所示时,天平平衡,则石块的质量为_____g;再将石块浸没到盛有30mL水的量筒中,水面到达的位置如图乙所示,由此可计算处石块的密度为_____kg/m3。
【答案】 零刻度线 右 46
【详解】天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻度线,若发现指针偏向分度盘的左侧,说明天平的左端下沉,此时应将平衡螺母向右调节。小石块的质量为,石块的体积为,小石块的密度为
4.(2022·全国·八年级单元测试)小华同学对一蜡块的密度进行测量,实验时使用的铁丝,其体积可忽略不计。他采用的测量方法如下:
(1)如甲图所示,利用天平称量此蜡块的质量为_____g;
(2)用细铁丝扎在蜡块上并浸入装有水的量筒中,如乙图所示,蜡块体积为_____m3;
(3)经过计算,该蜡块的密度为_____kg/m3;
(4)假设在步骤(2)中,此同学用力稍大了一些,将蜡块压到了量筒底部。这样_____(填“会”或“不会”)影响蜡块密度的测量;
(5)如丙图所示,小明组要称量物体的质量,他们将天平放在水平台上时指针恰好指在分度标尺中线处,但发现游码停在_____g处。对这种情况,按照操作规范,称量前还应将游码放在称量标尺左端的_____处,并把横梁右边的平衡螺母向_____(填“左”或“右”)调,直至指针重新指在分度标尺中线处。若不重新调平衡,用这样的天平直接称量物体质量,则被称物体的质量应等于称量读数_____(填“加上”或“减去”)原游码对应的示数。
【答案】 32 4×10-5 0.8×103 不会 0.4 零刻度线 右 减去
【详解】(1)由甲图可知,此时天平上所有砝码的质量是30g,游码所对应的标尺的示数是2g,所以此蜡块的质量是m=30g+2g=32g=0.032kg(2)由图乙可知,放入蜡块后的总体积是140cm3,未放蜡块时的水的体积是100cm3,所以此时蜡块的体积是V=140cm3-100cm3=40cm3=4×10-5m3(3)此时蜡块的密度是,(4)由题知铁丝体积可忽略不计,在步骤(2)中,此同学用力稍大了一些,将蜡块压到了量筒底部,此时其自身的体积等于排开水的体积,即改变深度不会对测量蜡块的体积造成影响,所以据公式可知,该过程不会对密度的测量结果造成影响。(5)标尺上刻度的分度值是0.2g,游码左侧指在第2个小格上,因此对应的质量是0.2g×2=0.4g,天平使用之前,游码一定要移到标尺左端的零刻度线处,这样指针就会指向分度盘的左侧,为了天平重新平衡,应将横梁右边的平衡螺母向右调节;正常情况下,被称物体的质量等于砝码质量加游码对应的刻度值;因此如不重新调平衡,被测物体质量等于砝码质量减去原游码对应的示数。
5.(2022·北京·清华附中八年级期中)在新冠疫情防控期间,小明看到妈妈买来75%的医用酒精对物品表面进行消杀,经过查阅资料,小明了解到酒精浓度过高会在细菌表面形成保护膜,无法进入细菌内部;浓度过低不能使细菌的蛋白质凝固,起不到杀菌作用。当酒精浓度为75%±5%时,酒精的密度变化范围是0.86~0.885g/cm3。妈妈购买的某品牌酒精消毒液部分说明书如图甲所示,于是小明在充分了解酒精使用安全注意事项的基础上,通过测量该酒精的密度来鉴定其产品是否合格:
(1)将盛有适量酒精的杯子放在调节好的天平左盘内,改变砝码的个数和游码的位置,使天平横梁在水平位置平衡,测出杯子和酒精的总质量m1,右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图乙所示;然后将杯中酒精的一部分倒入量简中,如图丙所示,则量筒中酒精的体积V为________cm3;
(2)将盛有剩余酒精的杯子放在天平左盘。杯子及杯内剩余酒精的总质量m2为35.9g;
(3)根据上述实验数据计算酒精的密度为________g/cm3;根据测量结果,小明鉴定该产品________(选填“是”或“不是”)合格的;
(4)请你帮助小明设计本次实验数据的记录表格_________。
【答案】 30 0.87 是 见解析
【详解】(1)图乙知道,天平标尺的分度值0.2g,杯子和酒精的总质量为50g+10g+2g=62g,由图丙知,量筒分度值1mL,量筒中酒精的体积为30mL=30cm3,(3)杯子及杯内剩余酒精的总质量为35.9g,倒入量筒中酒精的质量为62g-35.9g=26.1g,酒精的密度,根据题知道,当酒精浓度为75%±5%时,酒精的密度变化范围是0.885~0.86g/cm3,该产品密度在合格酒精的密度范围内,即该产品是合格的。(4)根据上述内容本次实验的数据的记录表格如下
6.(2022·全国·八年级课时练习)小刚妈妈从银座超市买了一桶花生油,小刚想利用在学校学到的“测量物质的密度”知识来测量花生油的密度,于是他从学校借来了有关器材,进行了如下操作:
(1)将天平放在________上,将游码拨在标尺左端________处,此时指针指在如图甲所示位置,小刚接下来的操作应该是________,使指针指在分度盘中央;
(2)将空烧杯放在左盘,向右盘加减砝码,当加入最后一个最小砝码时,指针的指向仍然如甲图所示。小刚接下来应该进行的操作是________,使指针指在分度盘中央,最后测出了空烧杯的质量为m1=45g;
(3)将花生油倒在量筒里,如图乙所示。花生油的体积为V=________cm3;
(4)将量筒中的花生油倒在空烧杯中,将烧杯放在已调平的天平的左盘,向右盘中加(减)砝码,并调节游码,使横梁在水平位置平衡,此时右盘中砝码和游码的刻度值如图丙所示,则花生油和烧杯的总质量为m2=________g;
(5)小刚根据测量的数据算出花生油的密度为=________kg/m3;
(6)小刚测得的密度值会偏________,原因是________。
【答案】 水平台 零刻度线 向左调节平衡螺母 取下最小砝码向右调节游码 20 62 0.85×103 小 花生油会沾在量筒上倒不干净,造成测得的质量偏小
【详解】(1)将天平放在水平台上,将游码拨在标尺左端零刻度线处,图甲中指针偏向分度盘的右侧,说明右侧偏重,应向左调节平衡螺母。(2)天平平衡后,把物体放在左盘,用镊子向右盘加减砝码,当把砝码盒中最小的砝码放入右盘后,发现指针偏向分度盘的右侧,天平的右端下沉,要取下最小砝码,向右移动游码。(3)量筒的分度值为1mL,量筒中花生油的体积为,(4)花生油和烧杯的总质量为,(5)花生油的质量为
花生油的密度为,(6)小刚测得的密度值会偏小;因为花生油会沾在量筒上倒不干净,造成测得的质量偏小。
7.(2022·全国·八年级课时练习)用天平(含砝码)、量筒、水和细线,测量矿石的密度,实验过程如图所示。
(1)在测量矿石质量前,将游码移到0刻线,天平指针指在分度盘的位置如图甲所示,此时应该向______(填“左”或“右”)旋动横梁右端的平衡螺母,直到指针指在分度盘的中央刻度线处;
(2)接下来的实验操作顺序应该是:______(填写图乙中的标号);
(3)测量质量时,矿石放在天平左盘,右盘中所放砝码如图A所示,再将游码移动到图示位置时,天平平衡,则矿石的质量为______g;
(4)实验测得该矿石的密度为______kg/m3;
(5)若采用乙图中A、C、B的顺序进行实验,则测得矿石密度将______(选填“偏大”、“偏小”)。
【答案】 右 ABC 142 7.1×103 偏小
【详解】(1)如图甲所示指针偏左,根据平衡螺母和指针的关系“左偏右调,右偏左调”,平衡螺母向右调节,使横梁平衡。(2)为了减小实验误差,应先测量矿石的质量,后测量它的体积,这样可避免矿石上沾有水而测不准它的质量,因此最佳的实验操作顺序是ABC。(3)据图可知,此时天平标尺的分度值是0.2g,故此时待测物体的质量是m=100g+20g+20g+2g=142g,(4)据乙图中的B可知,此时的体积为50mL,据乙图中的C可知,此时的体积为70mL,故复合材料的体积是V=70mL−50mL=20mL=20cm3,故该材料的密度是,(5)若采用乙图中A、C、B的顺序进行实验,矿石上面会沾有一些水,会使得测量的体积偏大,据密度公式可知,密度偏小。
8.(2022·全国·八年级课时练习)小科在实验室里测量一块形状不规则、体积较大的矿石的密度。
(1)用天平测得矿石的质量是m0=_____g;
(2)因矿石体积较大,无法放进量筒,她用图示的方法,根据量筒中水位前后的变化,求得矿石的体积为_____cm3,算出矿石的密度为_____kg/m3(保留一位小数);
(3)根据以上步骤,你认为测出的密度会_____(偏大/不变/偏小),理由是_____;
(4)小雨同学用另一种方案测出矿石的密度,步骤如下(已知水的密度为ρ水):
①用天平测得矿石的质量是m石;
②用天平测出A中水和烧杯的总质量mA;
③用天平测出D中水和烧杯的总质量mD;
则矿石密度表达为:_____;你认为此方案测出的密度会_____(偏大/不变/偏小)。
【答案】 175.6 70 2.5×103 偏小 从烧杯中取矿石,矿石会沾水,使测得的矿石体积测量值会偏大,密度偏小 不变
【详解】(1)图中天平称量标尺分度值为0.2g,矿石的质量m0=100g+50g+20g+5g+0.6g=175.6g
(2)由图C可知,量筒的分度值是10mL,矿石的体积等于量筒中倒出水的体积V=200mL-130mL=70mL=70cm3,矿石的密度,(3)由于从烧杯中取矿石,矿石会沾水,使测得的矿石体积测量值会偏大,密度偏小。(4)根据实验步骤可知,将石块取出后,加水至标记处,加入水体积等于矿石体积,所以矿石体积
矿石密度,若此实验中将矿石拿出后带了一部分水,后来又加水到标记处,排开水的质量仍为mD-mA,故该过程对实验结果无影响,测得的矿石密度不变。
能力提升
9.(2022·全国·八年级课时练习)用两个相同的烧杯(标记线位置相同)和调节好的天平测量某种液体的密度。已知水的密度为,请将实验步骑补充完整,并写出计算密度的表达式。实验步骤:
①用天平测出空烧杯的质量m1;
②将水加至烧杯标记线处,用天平测出烧杯和水的总质量m2(如图所示);
③______________,用天平测出烧杯和被测液体的总质量m3;
④根据=____________计算被测液体的密度。
【答案】 取另一个烧杯,将被测液体加至烧杯标记线处
【详解】只有天平,没有量筒,可以利用等体积的水和液体,称量水和液体的质量,故实验步骤如下
①用天平测出空烧杯的质量m1;②将水加至烧杯标记线处,用天平测出烧杯和水的总质量m2;取另一个烧杯,将被测液体加至烧杯标记线处,此时水的体积等于被测液体的体积;用天平测出烧杯和被测液体的总质量m3。烧杯中水的质量为m水=m2-m1,根据密度公式可知,水的体积即被测液体的体积为
,被测液体的质量为m液=m2-m1,被测液体的密度为
10.(2022·上海宝山·九年级期中)在“测定物质的密度”实验中,需要测量的物理量是 _____和 _____。某同学利用量筒、烧杯和电子天平等器材测量盐水和鸭蛋的密度。
①测量盐水的密度时,有以下四个步骤:
Ⅰ、向烧杯中倒入适量盐水,测出烧杯和盐水的总质量;
Ⅱ、将烧杯中的盐水倒入量筒(烧杯内有残留),测出盐水的体积;
Ⅲ、……;
Ⅳ、算出盐水的密度。
为使测量结果更准确,步骤Ⅲ的操作是 _____(填“直接”或“擦干残留盐水后”)测量烧杯的质量。
②使用烧杯测量鸭蛋密度的步骤如图甲、乙、丙、丁所示:
图中电子秤显示的四个数据,若没有“131.0g”这个数据,能否求出鸭蛋的密度?请在下方横线作答。要求:①若能,请写出鸭蛋的密度值;
②若不能,请说明理由。_____(填“能”或“不能”)。理由:___________________________________。
【答案】 质量 体积 直接 能 见解析
【详解】“测定物质的密度”实验目的是:测量物体的密度;需要测量物体的质量和体积,根据密度公式求出物体的密度。由公式可知,为了减小液体残留对测量结果的影响,应测量出残留盐水与烧杯的总质量,算出倒入量筒的盐水质量及其体积,使所测密度更为准确,若擦干残留盐水测量烧杯质量,则所测盐水质量会偏大,使所测密度偏大。鸭蛋的质量m蛋=80.5g,再用排水法来测量鸭蛋的体积,鸭蛋浸没在水中时,V蛋=V排;在乙、丙两图中,由于取出鸭蛋时带出一些水,在丁中补入水的体积略大于鸭蛋排开水的体积,按丙、丁数据计算鸭蛋的体积会使所测体积偏大,由可知,所测鸭蛋的密度会偏小;若没有丙中数据,由甲、乙、丁三个数据计算排开水的体积可以不受带出水对实验的影响,此时,排开水的质量为,鸭蛋的体积为,鸭蛋的密度为
11.(2022·江西省丰城中学八年级期中)学习了“测量物质密度实验”以后,来到实验室测量糖水的密度。
(1)将天平放在水平台上,将游码移到标尺左端的_______处,此时,指针在分度盘上的位置如图甲所示,他应将平衡螺母向_______端调节,使天平平衡;
(2)将质量为32g的烧杯放在天平的左盘上,取适量的白糖倒入烧杯中,向右盘加减砝码并调节游码,直至天平平衡,如图乙所示,白糖的质量是_______g;
(3)用量筒量出水的体积,如图丙所示,然后将烧杯中的白糖倒入量筒中,待白糖完全溶解后,量筒中液面的位置如图丁所示,糖水的体积是________ ,配制糖水的密度是_______;
(4)实验后小鹏想只用一架天平(带砝码)和一个小瓶,利用刚测得的糖水密度,测量一枚玉戒指的密度,请你帮他将下列步骤补充完整:
①用天平测出玉戒指的质量为m0;
②将小瓶中加_______(选填“适量”或“满”)糖水,测出其总质量为m1;
③_______,用毛巾擦干小瓶外溢出的糖水,测出此时的总质量为m2;
④玉戒指的密度ρ玉戒指=_____ρ糖水。
【答案】 零刻度线 左 17 50 满 将玉戒指放入装满糖水的小瓶内
【详解】(1)将天平放在水平台上,将游码移到标尺左端的零刻度线处,此时指针偏向分度盘中央刻度线右侧,说明天平右侧偏重,则向左调节平衡螺母,使天平在水平位置平衡。(2)已知烧杯质量,由图乙知,白糖和烧杯的总质量,白糖的质量
(3)由图丁知,量筒中糖水的体积 ,由图丙知,量筒中水的体积40mL,水的体积,水的质量,量筒内糖水的总质量
,糖水的密度:
(4) 测量玉戒指的密度时,原理为,测出了玉戒指的质量m0后,可再利用排水法测量出玉戒指的体积,由此设计实验步骤:①用天平测出玉戒指的质量为m0;②将小瓶中加满糖水,测出其总质量为m1;③将玉戒指放入装满糖水的小瓶内,用毛巾擦干小瓶外溢出的糖水,测出此时的总质量为 m2;④则溢出糖水的质量为 ,溢出糖水的体积为
玉戒指的体积等于溢出糖水的体积,玉戒指的密度为 。
12.(2022·全国·八年级单元测试)无人飞机制造用了一种复合材料(密度小),广泛应用于汽车、飞机等制造业。下面小华测量一块实心复合材料的密度。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端零刻线处,发现指针静止时指在分度盘中线的左侧,如图甲,则应将平衡螺母向_____(左/右)调节,使横梁平衡;
(2)用调好的天平测量该物块的质量时,当在右盘放入5g的砝码后,指针偏在分度盘中线右侧,则接下来的操作应该是_____(填选项前的字母);
A.向左调平衡螺母 B.向左移动游码
C.取下砝码,继续向右盘中加其他砝码 D.取下砝码,向右移动游码
当天平重新平衡时,盘中所加砝码为15g,游码位置如图乙所示,该物块的质量为_____g;
(3)因复合材料的密度小于水,小明在该物块下方悬挂了一铁块,按照如图丙所示①②③顺序,测出了该物块的体积。小明在测体积时的操作顺序会引起密度测量值比真实值_____(偏大/不变/偏小);
(4)分析以上步骤,你认为丙图中测量体积最佳实验步骤顺序应该为_____。若图中数据为小明正确操作顺序所获得的数据,则这种材料的密度是_____kg/m3。
【答案】 右 D 16.4 偏小 ①③② 0.82×103
【详解】(1)托盘天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端零刻线处,发现指针静止时指在分度盘中线的左侧,说明左侧偏重,则平衡螺母应该向右调,使横梁平衡。(2)用调好的天平测量该物块的质量时,当在右盘放入5g的砝码后,指针偏在分度盘中线右侧,说明此时右盘所放砝码的质量较大,故取下小砝码,向右调节游码直到横梁平衡,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。由图乙可知,天平标尺的分度值是0.2g,则所测物块的质量m=15g+1.4g=16.4g,(3)因为把材料从水中提出时会沾有水,所以测得材料的体积偏大,据密度公式可知,密度偏小。(4)为了减小误差,应先测水、铁块的总体积,再测复合材料、水、铁块的总体积,正确操作顺序应该是①③②。由丙图中的②可知,复合材料、水、铁块的总体积V1=60mL=60cm3,据丙图中的③可知,水、铁块的总体积V2=40mL=40cm3
故复合材料的体积是V=V1-V2=60cm3-40cm3=20cm3,则材料的密度为
杯子和酒精的总质量m总/g
杯子及杯内剩余酒精总质量m1/g
倒入量筒中酒精的质量m/g
量筒中酒精的体积V/cm3
酒精的密度g•cm-3
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