八年级上册质量与密度实验单元测试题(Word版 含解析)
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一、初二物理 质量与密度实验易错压轴题(难)1.“五一节”期间,李老师去重庆矿石公园游玩时拾到了一块具有吸水性的小矿石(ρ石>ρ水)并带回了学校,同学们对这块小矿石很好奇,于是李老师提议大家用学过的物理知识来测量它的密度。
老师为同学们提供了以下器材:天平(含砝码)、量筒、细线、水、烧杯等。
(1)方案一:小方同学利用天平和量筒来测量小矿石的密度,主要实验步骤如下: ① 调节天平时,先将天平置于_____桌面上,把游码移到称量标尺左端零刻度线处,指针静止时的位置如图甲所示。
此时应将平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)调节,直到天平平衡;② 将小矿石放在左盘,向右盘加减砝码,直至天平再次平衡时,右盘中所加砝码以及游码位置如图乙所示,由此可知,小矿石的质量m 为_____g ;③ 在量筒中倒入适量的水,然后用细线拴住小矿石缓慢浸没入水中,放入小矿石前、后水面如图丙所示,由此可知,小矿石的体积为_____cm 3;④ 该小矿石的密度为_____kg/m 3;(2)方案二:小东同学在小方同学的实验基础上,利用图丁所示的实验器材,按以下的步骤也测出了这块小矿石的密度。
① 将烧杯中装入适量的水,用天平测出杯和水的总质量为 m 1;② 将量筒中已浸没足够长时间的矿石提出,迅速将矿石表面的水擦去并浸没在图丁的水中(石块未接触烧杯底且水未溢出),天平平衡时示数为m 2;③ 矿石密度的表达式ρ石=_____ (用m ,m 1,m 2及水的密度ρ水表示);(3)不计细线的影响,上述两种测量方案中,误差相对较小的是方案_____(选填“一”或“二”)。
若用另外一种方案,则密度的测量值跟准确值相比会偏_____(选填“大”或“小”)。
【答案】水平 左 39 15 32.610⨯21-m m m ρ水 二 大【解析】【详解】(1)[1][2]调节天平时,先将天平置于水平桌面上;从图甲可以看到,指针往右偏,说明右端较重,此时应将平衡螺母向左调节,直到天平平衡。
[3]从图乙可以看到,小矿石的质量是35g 4g 39g m =+=[4]从图丙可以看到,小矿石的体积是345mL -30mL 15mL 15cm V ===[5]该小矿石的密度是333339g 2.6g/cm 2.610kg/m 15cmm V ρ====⨯ (2)[6]由题意可知,当矿石放入烧杯后排开水的质量是21-m m m =排 所以排开水的体积是21-m m V ρ=排水矿石完全浸没,所以V V =矿石排,矿石的密度是21-m m V m m ρρ==水石石 (3)[7][8]在方案一,把矿石放入量筒内水中时,因为矿石吸水,所以导致测量出的矿石的体积偏小,根据m Vρ=可知,计算出的矿石密度偏大,方案二中矿石在水中浸泡过,不再有此种情况,所以方案二测量值更准确。
2.小明所在的物理兴趣小组需要密度为1.15g/cm 3的盐水,为检验配制的盐水是否合格. (1)小明设计了如下方案:①将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的“0”刻度线上,发现指针的位置如图甲所示,则需将平衡螺母向_____调节;②测量烧杯和盐水的总质量时,砝码和游码的位置如图乙所示,则烧杯和盐水的总质量为_____g ;③将烧杯中的部分盐水倒入量筒中(如图丙所示);④测出烧杯和剩余盐水的质量为25g ;⑤计算出盐水的密度为_____g/cm 3.(2)为配制合格的盐水,需要继续向盐水中_____(选填“加盐”或“加水”),但加多少才能刚好使配制的盐水合格,很难控制.小明思考后,想用饮料吸管制作一个简易的密度计来解决这一问题,制作步骤如下:①他找来一根饮料吸管,测得吸管的长度是15cm,用石蜡将其一端密封起来;②在吸管上距密封端11.5cm处画一刻线标上1.0,在吸管上距密封端_____cm处画一刻线标上1.15;③在吸管中放入适量的细砂后将其放入清水中,增减细砂直到水面刚好与1.0刻线相平;④从清水中取出吸管放入配制的盐水中,向盐水中加某物质直到液面与1.15刻线相平,盐水的密度就刚好是1.15g/cm3.(3)完成实验后,小明想在这根吸管上再增加些刻线,制成一个测量范围是0.7g/cm3~1.3g/cm3、分度值是0.05g/cm3的密度计,结果发现不能实现,原因是_____.为了能用这根吸管制成符合要求的密度计,他应_____(填“增加”或“减少”)吸管中的细砂后,并重新标注刻度线.【答案】右 62.4 1.1 加盐 10 吸管长度不够(吸管嫌短)减少【解析】【详解】第一空.由图甲知道,将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的“0”刻度线上,发现指针向左偏,则说明天平的左端下沉,右端上翘,所以,平衡螺母向上翘的右端移动;第二空.由图乙知道,烧杯和盐水的总质量是:m1 =50g+10g+2.4g=62.4g;第三空.由图丙知道,量筒中盐水的体积是:V=34mL=34cm3,烧杯和剩余盐水的质量是m2 =25g,量筒中盐水的质量是:m=m1 -m2 =62.4g-25g=37.4g,则盐水的密度是:3337.4g 34c 1.1/m g cmmVρ===;第四空.根据题意知道,需要盐水的密度是1.15g/cm3,而现在盐水的密度是1.1g/cm3,所以,需要再加入盐,才能增大盐水的密度;第五空.根据题意知道,吸管在水中和盐水中都漂浮,受到的浮力相等,即F浮水=F浮盐水,设吸管的底面积是S,在吸管上距密封端h cm处画一刻线标上1.15,则,ρ水gV排水=ρ盐水gV排盐水,代入数据得:1.0×103 kg/m3×10N/kg×S×11.5×10-2 m=1.15×103 kg/m3×10N/kg×Sh,解得,h=0.1m=10cm;第六空.小明不能制成一个测量范围是0.7g/cm3~1.3g/cm3、分度值是0.05g/cm3的密度计;与第五空同理:密度计始终漂浮在液体中,受到的浮力相等,所以密度计在水中和密度为0.7g/cm3的液体中浮力相等,即F浮水 =F浮液,由ρ水gV排水=ρ液gV排液可知,1.0×103 kg/m3×10N/kg×S×11.5×10-2 m =0.7×103 kg/m3×10N/kg×Sh',解得,h'≈0.165m=16.5cm>15cm,由此可知,小明不能制成密度计的原因是吸管长度不够;第七空.根据漂浮条件,减小密度计的重力,可以减小密度计的浮力,当液体密度不变时,密度计排开液体的体积减小,需要的吸管长度可以短一些,所以,需要减小管中的沙子,并重新标注刻度线。
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/m2;(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mVρ=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.小强同学为了测量某种液体的密度。
他取了适量的这种液体的样品倒入烧杯中,进行下列实验。
(1)实验前,小强把天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的________处。
横梁静止后,指针指在分度盘中线的左侧,他应将平衡螺母向________调节,直到横梁水平平衡。
(2)用调节好的天平测量液体和烧杯的总质量,操作情景如图甲所示,错误之处是________________。
(3)纠正错误后,继续实验:a.用天平测出烧杯和该液体的总质量为72.0g ;b.将烧杯中的液体倒入量筒中一部分(如图乙所示)。
测出量筒内液体的体积为V ;读数时,视线应与凹液面的底部________。
倒入量筒中液体的体积为________3cm 。
c.用天平测出烧杯和剩余液体的总质量m ,横梁平衡时,托盘中的砝码和标尺上游码所对的刻度值如图丙所示,则读数为________g 。
(4)计算得到液体的密度为________3kg /m 。
(5)在两次测量质量时,小强发现都使用了同一个磨损了的砝码,则对测量液体密度的结果________(选填“会”或“不会”)产生影响。
【答案】零刻度 右 称量过程中调节了平衡螺母 相平 30 39 1.1×103 不会【解析】【分析】【详解】(1)[1]天平要放在水平桌面上,先将游码移到标尺左端零刻线处。
[2]若指针指在分度盘的中央的左侧,说明左侧更重,应将平衡螺母向其反方向调节,故将平衡螺母向右调节。
(2) [3]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,故错误之处是称量过程中调节了平衡螺母。
(3)b[4]在使用量筒读数时,视线应与凹液面的底部相平。
[5]量筒的分度值是2mL ,所以倒入量筒中液体的体积为30 mL ,即30cm 3。
c[6]由图丙,托盘中的砝码的质量是35.0g ,标尺上游码所对的刻度值是4.0g ,所以烧杯和剩余液体的总质量m=35.0g+4.0g=39.0g(4)[7]量筒中液体的质量'72.0g-39.0g=33.0g m m m =-=总液体的密度3333'33.0g 1.1g/cm 1.110kg/m 30cmm V ρ====⨯ (5)[8]使用磨损的砝码会使读出的物质质量偏大,因为两次测量质量时,都使用了同一个磨损了的砝码,所以两次读出的物质质量都偏大,但是在此实验中是将两次实验结果相减来计算量筒内液体的质量,所以对量筒内液体的质量的结果不会有影响,也就对测量液体密度的结果不会产生影响。