北师大版物理八年级上册 质量与密度实验专题练习(解析版)
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一、初二物理 质量与密度实验易错压轴题(难)1.小夏居家实验,利用身边物体测量液体密度。
实验器材∶刻度尺、细绳(若干)、橡皮筋、铝块(已知铝的密度为ρ铝)、石块、容器、待测液体。
实验步骤如下∶A .如图甲,在刻度尺左端扎上橡皮筋,用细绳悬挂刻度尺,调节橡皮筋位置,使刻度尺在水平位置平衡;B .如图乙,将悬挂铝块的细绳固定于a 位置并保持不变,记录oa 长度l 1;C .如图乙,调节悬挂石块的细绳b 的位置,使刻度尺在水平位置平衡,记录ob 长度l 2;D .如图丙,将铝块浸没于待测液体中,调节右侧细绳至c 位置,使刻度尺在水平位置平衡,记录oc 长度l 3;(1)步骤A 中,橡皮筋相当于______,使刻度尺在水平位置平衡的目的是________; (2)位置c 应在位置b 的_________侧(填“左”或“右”);(3)待测液体的密度ρ液=________________(用上述已知量和测量量表示); (4)若将步骤D 与步骤C 顺序对调,会导致密度测量值偏_____________。
【答案】平衡螺母 可方便测量力臂 左 321l l ρ⎛⎫- ⎪⎝⎭铝 大【解析】 【分析】 【详解】(1) [1]为使杠杆在水平位置平衡,需要调节橡皮筋位置,因此橡皮筋相当于平衡螺母。
[2]使刻度尺在水平位置平衡,此时力臂与杠杆重合,可方便测量力臂。
(2)[3] 将铝块浸没于待测液体中,铝块受到浮力的作用,对杠杆的拉力减小,由杠杆平衡条件1122Fl F l =可知c 应在b 的左侧。
(3)[4]当刻度尺在空气当中平衡时,由杠杆平衡条件可得12=G l G l 石铝12=G l G l 铝石 ①将铝块浸没于待测液体中,此时()13=GF lG l -石铝浮31=G l F G l -石浮铝 带入①式可得13132121==G l l G l l l F G G l l l --铝铝浮铝铝 1321=Vgl l Vg Vg l l ρρρ-铝液铝则13332122===1l l l l l l l l ρρρρρρ⎛⎫--- ⎪⎝⎭铝铝液铝铝铝(4)[5] 若将步骤D 与步骤C 顺序对调,则因石块沾有水,由杠杆平衡条件1122Fl F l =可知,测得的l 2变大,但由32=1l l ρρ⎛⎫- ⎪⎝⎭液铝可知会导致密度测量值偏大。
2.物理兴趣活动课上,老师让同学们测出一只玉石手镯的密度,如图所示。
除了此手镯,老师还提供如下器材:一架调好的天平(无砝码)、两个大小不同的烧杯、一个量筒、若干细线、一个滴管、适量的水。
实验中同学们发现由于手镯较大,无法放入量筒和小烧杯中,只能放入大烧杯中。
请你利用上述器材帮助同学们设计一个实验方案,测出手镯的密度。
要求:(1)写出主要实验步骤及需测量的物理量;(2)写出手镯密度的数学表达式(用已知量和测得量表示)。
【答案】见解析所示 【解析】 【详解】(1)主要实验步骤及所需测量的物理量:①将大、小烧杯分别放在天平的两个盘中,向小烧杯中加水,利用滴管调节水量,使天平平衡;②向量筒中加水,记下水的体积为1V ;③然后将手镯放在大烧杯中,量筒中的水缓慢倒入小烧杯中,利用滴管调节水量,直至横梁平衡,记下量筒中剩余水的体积为2V ;此时往小烧杯加的水的质量与手镯的质量相同; ④再向量筒中加入适量的水,记下水的体积为3V ;⑤把大烧杯放在水平桌面上,向大烧杯中加部分水,用细线系住手镯,放入盛水的大烧杯中,用细线在此时水面处做一标记;然后取出手镯,量筒中的水缓慢倒入大烧杯中,利用滴管调节水量直至细线标记处,记下量筒中剩余水的体积为4V ;(2)小烧杯中后来增加的水的质量即手镯的质量为:()12m m V V ρ==-水水,手镯的体积为:34V V V =-;则手镯的密度为:()12123434V V V V m V V V V V ρρρ--===--水水。
3.(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 Vρ/(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ABABAB0.96m0.8m/s1.2ssvt===[10]小车通过AC段的平均速度ACACAC0.48m0.6m/s0.8ssvt===小车通过CB段的平均速度CB AB ACCBCB AB AC0.96m0.48m1.2m/s1.2s0.8ss s svt 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。
4.(1)李明取来托盘天平放在水平桌面上,发现分度盘如图甲所示。
他应先将天平的平衡螺母向_____移动。
如在测量过程中出现了甲图所示情况,应___________;(2)用天平测出空烧杯的质量为16g,在烧杯中倒入适量的酱油,测出烧杯和酱油的总质量如图乙所示,将烧杯中的酱油全部倒入量筒中,酱油的体积如图丙所示,则烧杯中酱油的质量为____g,酱油的密度为_____kg/m3.此法测出的酱油密度比真实值_____(选填“偏大”或“偏小”);(3)为了避免测量中烧杯沾有液体的影响,李明又想到另一种方法测量酱油的密度,他添加两个完全相同的烧杯和适量的水,实验步骤如下∶①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0;②将一个烧杯_____,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;③用另一个相同的烧杯装满酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m2;④则酱油的密度表达式ρ=_____(已知水的密度为ρ水)。
【答案】左取下最小砝码,向右调节游码 66 1.1×103偏大装满水()()2010水ρ--m mm m【解析】【分析】【详解】(1)[1]从指针向右偏,则右端较重,平衡螺母应该向左调。
[2]如在测量过程中出现了甲图所示情况,说明右端稍重。
此时取下最小砝码,向右调节游码。
(2)[3]由图可知烧杯和酱油的总质量是=50g+20g+10g+2g=82g m 总其中酱油的质量是=82g 16g=66g m m m -=-瓶总酱油[4]酱油的体积从量筒上可以看出是60cm 3,所以酱油的密度是333366g =1.1g/cm =1.110kg/m 60cmm V ρ==⨯ [5]由于在实验中测量酱油的质量是准确的,测量酱油的体积时会由于烧杯内壁沾有少量的酱油,而使体积变小,所以这种方法测出的密度值会偏大。
(3)[6]为了避免实验中的测量体积的误差,用两只相同的烧杯,装有同体积的酱油和水,通过只测量质量就可以利用水的密度来表示酱油的密度,所以步骤②中,将一个烧杯装满水。
[7]两只相同的烧杯,中水和酱油的体积相同,即V V =水酱油则2010m m m m ρρ--=水可得2010=m m m m ρρ--水5.学校某实验小组为了测量茶油的密度,进行以下实验:(1)把天平放在水平桌面上,将游码移到称量标尺的_____处,调节平衡螺母,使天平平衡;(2)用调节好的天平测量茶油和烧杯的总质量,操作情景如图甲所示,错误之处是_____; (3)在老师的指导下,重新调节好天平,他们称得茶油和烧杯的总质量为60g ,然后将一部分茶油倒入量筒中,如图乙所示,再将烧杯放在天平上,称得剩余茶油和烧杯的总质量如图丙所示,由此可知:量筒中茶油的体积是_____cm 3,量筒中茶油的质量是_____g ,茶油的密度是_____g/cm 3。
【答案】零刻度 测量时调节平衡螺母 32 28.8 0.9 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]把天平放在水平桌面上,将游码移到称量标尺的零刻度线处,调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)[2]在使用天平称量物体的质量时,通过增减砝码和移动游码使天平平衡,不能再移动平衡螺母。
所以图中错误之处是测量时调节平衡螺母。
(3)[3]由图知,量筒的分度值是2mL ,所以量筒中茶油的体积是V =32mL=32cm 3[4]图丙中,砝码质量30g ,游码对应的刻度值1.2g ,所以剩余茶油和烧杯的总质量30g +1.2g=31.2g因此量筒里茶油的质量是m =60g−31.2g =28.8g[5]则茶油的密度3328.8g 0.9g/cm 32cm m V ρ===6.学习密度知识后,刘明同学用实验测量某品牌酸奶的密度:(1)移动天平横梁平衡时,指针偏向分度盘中央红线的右侧,此时应向_________(选填“左”或“右”)移动平衡螺母,才能使天平平衡;(2)如图所示甲、乙、丙图是他按顺序进行实验的示意图,则液体的质量是________,液体的体积是________,酸奶的密度________kg/m 3;(3)在以上实验中,烧杯内壁会残留部分酸奶而导致实验结果________(选填“偏大”或“偏小”),应按怎样的顺序做实验才能减小由此产生的实验误差?______________(只需填实验序号)。