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专项训练(一)质量、密度的测量(限时:25分钟)1.林红同学在用天平和量筒测量一小块大理石密度的实验过程中:(1)使用托盘天平前要对天平进行调节,步骤如下:组装好天平,把天平放在水平工作台面上;把游码置于标尺左端的零刻度线处;调节天平的,使天平横梁水平平衡。(2)用调好的天平测大理石的质量,当右盘中所加砝码和游码位置如图ZX1-1甲所示时,天平平衡,则此大理石的质量是g。在量筒内装有一定量的水,该大理石放入前、后的情况如图乙所示,则大理石的体积是cm3,此大理石的密度是kg/m3。图ZX1-1(3)大理石放入水中时会吸水,则用此测量方法测得的密度值与它的真实值相比(选填“偏大”“偏小”或“一样大”)。2.林红同学为了测量某物体的密度,设计了如下实验方案:A.如图ZX1-2甲所示,将适量水倒入量筒内,读出其体积V1;B.如图乙所示,用细线将物体系住浸没在水中,读出其体积V2;C.如图丙所示,将物体从水中取出,用天平测出物体的质量m;D.计算物体的密度。图ZX1-2(1)小勇同学提醒林红,在图丙中操作有误,这个错误是。(2)林红改正错误后,天平所加砝码和游码位置如图丁所示,则物体质量是g。(3)小勇再次提醒林红,如果不考虑细线的体积,这样测量的密度结果比真实值要(选填“偏大”“相等”或“偏小”),原因是。3.林红同学想知道所喝的早餐奶的密度,于是到实验室用器材进行了测量。(1)林红利用天平(含砝码)、量筒、烧杯测量早餐奶的密度过程如下:将天平放在水平桌面上,游码放在标尺左端的零刻度线处,调节,使指针指在分度盘的中线处,这时横梁平衡;在烧杯中倒入适量的早餐奶,用天平测出烧杯和早餐奶的总质量为76.2 g;将烧杯中的早餐奶的一部分倒入量筒中,如图ZX1-3甲所示,则量筒内早餐奶的体积是cm3;图ZX1-3再用天平测出烧杯和剩余早餐奶的质量,砝码和游码的示数如图乙所示,则量筒中早餐奶的质量为g;经过计算可知,早餐奶的密度为=g/cm3。(2)实验中林红想如果没有量筒应该也可以完成实验,思考了一会儿后,她利用天平、水(水的密度用水表示)、烧杯测量早餐奶的密度,操作过程如下:用天平测出烧杯的质量m0;用天平测出烧杯和装满水的质量m1;用天平测出烧杯和装满早餐奶的质量m2。请你根据林红测得的物理量写出早餐奶密度的表达式=(用字母表示)。4.林红同学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)因矿石体积较大,放不进量筒,因此她利用一只烧杯,按如图ZX1-4所示方法进行测量,矿石的体积是cm3。图ZX1-4(2)用托盘天平已经测得矿石的质量是175 g,则矿石的密度是kg/m3;从图A到图B的操作导致密度的测量值比真实值(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。(3)在使用已调节好的托盘天平,按规范的操作来称量矿石的质量时,通过增、减砝码后指针偏在分度盘中线右边一点,这时应该。A.向左调平衡螺母B.往右盘中加砝码C.从右盘中取出最小的砝码,向右移动游码5.林红同学用天平、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线处,发现指针静止时偏向分度盘的右侧,要使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母往(选填“左”或“右”)调。用调好的天平分别测出鹅卵石的质量是32 g和空烧杯的质量是90 g。(2)如图ZX1-5甲所示,把鹅卵石轻放入烧杯中,往烧杯倒入适量的水,用笔在烧杯壁记下此时水面位置为O点,然后放在天平左盘,天平再次平衡时情况如图丙所示,则杯、水和鹅卵石的总质量为g。图ZX1-5(3)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O点,如图乙所示,用天平测出杯和水的总质量为142.4 g,此时杯中水的体积为cm3。(4)根据所测数据可以计算出鹅卵石的密度为g/cm3。(5)由于取出鹅卵石时会有水带出,将导致所测密度偏。6.林红同学用天平、大烧杯、小烧杯和水来测量一石块的密度。(1)在使用天平前要对天平进行调节,请将下列各步骤前的字母按照正确的顺序排列。A.组装好天平,把天平放在水平台面上B.调节天平的平衡螺母,使天平横梁水平平衡C.把游码置于标尺的零刻度线处(2)天平调平后,林红测出了石块的质量,如图ZX1-6甲所示,石块的质量m=g。图ZX1-6(3)因为石块较大,不能直接放入量筒中,林红用以下方法测量石块的体积,操作步骤如下:A.测出空的小烧杯的质量15.0 g;B.把装满水的大烧杯和空的小烧杯按如图乙所示放置;C.把石块缓缓浸没入大烧杯中,大烧杯中部分水溢进小烧杯;D.待溢出的水全部滴入小烧杯后测出小烧杯的总质量是34.4 g。(4)林红计算出石块的密度石=kg/m3。(5)小月认为林红测量体积的方法麻烦,她认为可以把小烧杯中溢出的水倒入量筒中,直接读出石块的体积。你认为采用的方案可以使测量误差更小。(6)林红整理实验器材时发现,天平的右盘有一个缺角,则测量结果(选填“偏大”“偏小”或“仍然准确”)。(7)林红在实验中找到了自信,她用一只有颈的圆柱形塑料饮料瓶和一桶水、一把刻度尺就巧妙地测出了食用油的密度。她的操作步骤如下:A.剪去饮料瓶的上部,保留圆柱部分,测出圆柱的直径d;B.瓶中放入几个石块和少量水,使水没过石块,将它放入水桶中,使它浮在水面上,测量露出水面的瓶高h1;C.在瓶内注入一些待测的食用油,测量瓶内水面上的油层厚度H;D.再次将瓶子放入水桶中,使它浮在水面上,测量露出水面的瓶高h2;林红为什么要在瓶中放入石块?;倒入瓶中的食用油的体积是V=;食用油的密度油=。(用实验中的物理量d、h1、h2、H和水的密度水及表示)参考答案1.(1)平衡螺母(2)43.2152.88103(3)偏大解析 (3)大理石放在水中时会吸水,使得测出的大理石和水的总体积V2减小,而小石块的体积V=V2-V1,从而使得大理石的体积测量值偏小,根据=mV可知,密度测量值偏大。2.(1)在称量过程中调节平衡螺母(2)33.4(3)偏大由于先测体积,物体从水中取出后沾有少量水,使测得的质量偏大。3.(1)平衡螺母40421.05(2)m2-m0m1-m0水解析 (2)水的体积V水=m1-m0水,早餐奶的体积V奶=V水,早餐奶的密度奶=m奶V奶=m2-m0m1-m0水=m2-m0m1-m0水。4.(1)70(2)2.5103偏小(3)C5.(1)左(2)161.6(3)52.4(4)2.5(5)小解析 (3)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O点,用天平测出杯和水的总质量为142.4 g,此时,杯中水的体积V水=m水水=m总-m杯水=142.4g-90g1g/cm3=52.4 cm3。(4)第一次加入水的体积V水1=m水1水=m总1-m石-m杯水=161.6g-32g-90g1g/cm3=39.6 cm3,由题意知,鹅卵石的体积等于加入水的体积,则V=V水-V水1=52.4 cm3-39.6 cm3=12.8 cm3,鹅卵石的密度=m石V=32g12.8cm3=2.5 g/cm3。(5)用此方法测量鹅卵石的体积时,由于取出鹅卵石时会有水带出,使测得鹅卵石的体积偏大,从而使计算出的密度值偏小。6.(1)ACB(2)58.2(4)3.0103(5)林红(6)仍然准确(7)使饮料瓶能够竖直漂浮在水面上d24Hh1-h2H水解析 (7)在瓶中放入几个小石块,是为了使饮料瓶能够竖直漂浮在水面上。设瓶子的横截面积是S,高度是h,瓶子漂浮在水面上,根据漂浮条件和阿基米德原理得,F浮=水gS(h-h1)=G水+石块,在瓶内注入一些待测的食用油,测量瓶内水面上的油层厚度H,则倒入油的体积V油=SH=d24H,倒入油的重力G油=油V油g=油SHg,再次将瓶放入水桶中,测量露出水面的瓶高为h2,瓶子漂浮在水面上,根据漂浮条件和阿基米德原理得:F浮=水gS(h-h2)=G油+G水+石块,由-得,水gS(h1-h2)=G油,联立解得,油=h1-h2H水。
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