3. 做测量酱油密度的实验,由图6.3-5甲所示可读出烧杯和酱油的总质量,将一部分酱油倒入量筒后,再用天平测出烧杯和剩余酱油的质量为36.4 g,由图6.3-5乙所示可读出量筒中酱油的体积。则量筒中酱油的质量$m=\_\_\_\_\_\_\mathrm{cm}^3$,酱油的密度$\rho=\_\_\_\_\_\_\mathrm{kg/m}^3$。

答案:46.0 40 1.15×10³
解析:
【分析】
要解决这道题,需先通过天平读取烧杯和酱油的总质量,减去剩余烧杯和酱油的质量得到量筒中酱油的质量;再从量筒读取酱油体积,最后利用密度公式计算密度。步骤为:读取天平总质量→计算倒出酱油质量→读取量筒体积→计算密度。
【解析】
1. 读取天平总质量:甲图中砝码总质量为$50\ \mathrm{g}+20\ \mathrm{g}+10\ \mathrm{g}=80\ \mathrm{g}$,游码示数为$2.4\ \mathrm{g}$,因此烧杯和酱油的总质量$m_{\mathrm{总}}=80\ \mathrm{g}+2.4\ \mathrm{g}=82.4\ \mathrm{g}$。
2. 计算量筒中酱油的质量:已知烧杯和剩余酱油的质量为$36.4\ \mathrm{g}$,所以量筒中酱油的质量$m=m_{\mathrm{总}}-m_{\mathrm{剩}}=82.4\ \mathrm{g}-36.4\ \mathrm{g}=46.0\ \mathrm{g}$。
3. 读取量筒体积:乙图中量筒的分度值为$2\ \mathrm{mL}$,液面与$40\ \mathrm{mL}$刻度线对齐,故酱油体积$V=40\ \mathrm{mL}=40\ \mathrm{cm}^3$。
4. 计算酱油密度:根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,代入数据得$\rho=\frac{46.0\ \mathrm{g}}{40\ \mathrm{cm}^3}=1.15\ \mathrm{g/cm}^3=1.15×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
【答案】
46.0;40;$1.15×10^3$
【知识点】
密度计算;天平使用;量筒读数
【点评】
本题是密度测量的基础实验题,重点考查天平、量筒的读数方法及密度公式的应用,需注意质量差的计算和单位换算,难度适中。
【难度系数】
0.3
4. 多种复合材料具有密度小、强度大的优点,被广泛应用于制造业。小明测量某一实心复合材料块的密度,当测量复合材料块质量的托盘天平平衡时,右盘所加砝码及游码的位置如图 6.3-6 甲所示,则复合材料块的质量为
26.4
g;如图 6.3-6 乙和丙所示,通过观察量筒水位的变化,可获得该复合材料块的体积,若按照图 6.3-6 丙中眼睛从 B 处读数,会导致所测密度
偏小
(选填“偏大”“偏小”或“无误差”);纠正错误后,复合材料块的密度是
0.88×10³
kg/m³。


丙
图 6.3-6
答案:26.4 偏小 0.88×10³
解析:
【分析】
要解决这道题,需分三步思考:①天平测量质量时,总质量为砝码质量加游码对应刻度值,需明确游码分度值;②量筒读数时,视线应与凹液面底部相平,错误读数会影响体积测量,进而影响密度;③利用密度公式ρ=m/V计算密度,注意单位换算。
【解析】
1. 天平读数:砝码总质量为20g+5g=25g,游码标尺分度值为0.2g,游码对应示数为1.4g,故复合材料块的质量m=25g+1.4g=26.4g;
2. 量筒读数误差:丙图中眼睛从B处(俯视)读数,会导致测得的体积偏大,根据密度公式ρ=m/V,质量m准确,体积V偏大,因此所测密度偏小;
3. 体积与密度计算:乙图中水的体积V水=20mL,丙图正确读数时总体积V总=50mL,故复合材料块体积V=V总-V水=50mL-20mL=30mL=30cm³,密度ρ=m/V=26.4g/30cm³=0.88g/cm³=0.88×10³kg/m³。
【答案】
26.4 偏小 0.88×10³
【知识点】
密度的测量、天平的使用、量筒的读数
【点评】
本题考查密度测量的基础实验操作,涵盖天平读数、量筒读数误差分析及密度计算,需掌握实验规范和公式应用,是初中物理力学的基础题型。
【难度系数】
0.7
5. 物理老师将装有未知液体的烧杯放在电子天平上,用针筒将烧杯中的部分液体缓慢抽出,烧杯和液体的总质量与针筒中液体体积的变化关系如图 6.3-7 所示,则该未知液体的密度为
0.8×10³
$\mathrm{kg/m}^3$。

答案:0.8×10³
【解析】由题图可知,未知液体的密度为
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{120\ \mathrm{g}-40\ \mathrm{g}}{100\ \mathrm{cm}^3}=0.8\ \mathrm{g/cm}^3=0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
解析:
【分析】
要计算未知液体的密度,需结合图像中总质量与抽出液体体积的关系:当抽出液体体积为0时,总质量是烧杯和全部液体的总质量;当抽出体积为100cm³时,总质量是烧杯和剩余液体的总质量,两者的质量差为抽出液体的质量,结合抽出液体的体积,利用密度公式即可求出液体密度。
【解析】
由图像可知,当抽出液体体积$V=0$时,烧杯和液体的总质量$m_1=120\ \mathrm{g}$;当抽出液体体积$V'=100\ \mathrm{cm}^3$时,烧杯和剩余液体的总质量$m_2=40\ \mathrm{g}$。
抽出液体的质量:$\Delta m = m_1 - m_2 = 120\ \mathrm{g} - 40\ \mathrm{g} = 80\ \mathrm{g}$,
抽出液体的体积:$\Delta V = 100\ \mathrm{cm}^3$,
根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,未知液体的密度:
$\rho=\frac{\Delta m}{\Delta V}=\frac{80\ \mathrm{g}}{100\ \mathrm{cm}^3}=0.8\ \mathrm{g/cm}^3=0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
【答案】
0.8×10³
【知识点】
密度计算、质量体积图像应用
【点评】
本题考查密度的基础计算,核心是从图像中提取抽出液体的质量与对应体积,属于常规基础题,侧重对密度公式的理解与应用。
【难度系数】
0.6
6. 为了测出盐水的密度,某实验小组制订的实验步骤如下:
①往量筒内注入适量的盐水,测出体积;
②将量筒中的一部分盐水倒入烧杯中;
③测出烧杯与盐水的总质量;
④测出量筒内剩余盐水的体积;
⑤测出空烧杯的质量;
⑥根据实验数据计算盐水的密度。
以上实验步骤安排最合理的是 (
D
)
A.①②③④⑥
B.⑤①②③⑥
C.①②④③⑤⑥
D.⑤①②④③⑥
答案:D
【解析】先测空烧杯的质量,将液体倒入烧杯测出液体和烧杯的总质量,再将液体倒入量筒测体积,这种做法因烧杯壁残留液体,测出的体积偏小,算出的密度偏大;因此测盐水等液体密度的实验步骤安排最合理的是:⑤①②④③⑥。故选D。
解析:
【分析】
要测出盐水的密度,需依据密度公式ρ=m/V,准确获取倒出盐水的质量和体积,同时要规避实验误差。若先测空烧杯质量,再向量筒加适量盐水测总体积,接着将量筒中部分盐水倒入烧杯,再测量筒内剩余盐水体积(可算出倒出盐水的体积),然后测烧杯与倒入盐水的总质量(可算出倒出盐水的质量),最后计算密度,能避免烧杯残留液体导致体积测量偏小的误差,因此需选择合理的步骤组合。
【解析】
测盐水密度的合理步骤如下:
1. 先测出空烧杯的质量(步骤⑤);
2. 往量筒内注入适量盐水,测出量筒内盐水的总体积(步骤①);
3. 将量筒中的一部分盐水倒入烧杯中(步骤②);
4. 测出量筒内剩余盐水的体积(步骤④),由此可得倒出盐水的体积:V = 量筒总体积 - 剩余体积;
5. 测出烧杯与倒入盐水的总质量(步骤③),由此可得倒出盐水的质量:m = 烧杯和盐水总质量 - 空烧杯质量;
6. 根据公式ρ=m/V计算盐水的密度(步骤⑥)。
该步骤避免了将烧杯中盐水倒入量筒时残留导致体积测量偏小的误差,因此最合理的步骤组合是⑤①②④③⑥,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
测量液体的密度;密度的计算
【点评】
本题考查测液体密度的实验步骤设计,核心是理解实验误差的来源,通过合理安排步骤减小误差,属于初中物理密度测量的基础题型,需掌握实验原理和步骤的逻辑。
【难度系数】
0.6