一、初中物理质量和密度问题
1.以下各组器材中,不能测出长方体金属块密度的是( ) A .刻度尺、细线、量筒
B .水、细沙、刻度尺、天平(无砝码)和量筒
C .刻度尺、天平和砝码
D .天平和砝码、量筒、水、细线 【答案】A 【解析】 【分析】
要测出长方体金属块的密度,需测出其质量和体积;用天平测量其质量,可用刻度尺测出边长,然后计算体积,或用量筒和水测量体积。 【详解】
A .由刻度尺可以得知金属块的体积,但无法测出金属块的质量,故A 错误,符合题意;
B .用刻度尺可以测量出金属块的边长,计算出体积,根据天平的特点,将量筒放左盘,向右盘加细沙,使天平平衡,然后再将金属块放入右盘中,再向量筒中加水直至天平再次平衡,此时量筒中水的质量等于金属块的质量,读出水的体积数,结合水的密度计算出水的质量,可得金属块的质量,最终可得金属块的密度,故B 正确,不符合题意;
C .用刻度尺测出金属块的边长,计算出体积,用天平和砝码测出石块的质量,便可求出金属块的密度,故C 正确,不符合题意;
D .可用量筒和水测出金属块的体积,用天平和砝码测出金属块的质量,从而可以测出金属块的密度,故D 正确,不符合题意。 故选A 。
2.如图所示,体积之比为1∶2的甲、乙两个实心物块,分别挂在杠杆两端,此时杠杆恰好水平平衡,则甲、乙两个物块的密度之比为( )
A .1∶1
B .1∶2
C .4∶3
D .2∶1
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
由图知道,甲物体挂在左边第3格处,乙物体挂在右边第2格处,由杠杆的平衡条件知道,此时12G l G l 甲乙即
32m g m g ?=?甲乙
所以
2
3
m m 甲乙=,又因为V 甲/V 乙=1/2,甲、乙两个物块的密度之比是 241332m V m V ρρ===甲甲甲乙
乙乙
故C 正确。 故选C 。
3.以下是陈老师测定酒精密度的部分实验步骤: ①用天平测出空矿泉水瓶的质量为m ;
②在矿泉水瓶中装满水,用天平测出总质量为m 1;
③将水倒出,在矿泉水瓶中装满酒精,用天平测出总质量m 2; ④用量筒测出矿泉水瓶中酒精的体积为V ; ⑤计算酒精的密度;
这些步骤中可以省去的是( ) A .①或③ B .①或②或④
C .①或③或④
D .前三个答案都错了
【答案】B 【解析】 【分析】
测定酒精密度的实验依据的原理是m
V
ρ=
,因此关键看所提供的步骤能否顺利测出酒精的质量与体积,只要能达这一实验目的就是可取的.分析时注意有些步骤是从不同的角度来达成同一目的,这样的步骤可以有所取舍。 【详解】
仔细分析所提供的实验步骤可以看出,通过步骤①③可得出酒精的质量为m 2-m ,再利用④可得出酒精的体积V ,最后代入密度公式可得m
V
ρ=
,因此,步骤②可以省去;从另一角度分析,利用步骤①②可得出水的质量,已知水的密度可得出水的体积,水的体积就是瓶子的容积,也就是步骤③中所装的酒精的体积,再根据步骤①③可得出酒精的质量为m 2-m ,最后代入密度公式可得21m m
m m
ρρ-=
-水,因此步骤④可以省去;再换个角度分析,②
在矿泉水瓶中装满水,用天平测出总质量为m 1;则可以列出等式
1m V m ρ+=瓶水瓶
③将水倒出,在矿泉水瓶中装满酒精,用天平测出总质量m 2;则可以列出等式
2m V m ρ+=瓶瓶酒精
二式联立可分别求得m 瓶和V 瓶,因此步骤①也可以省去。综上所述,这些步骤中可以省去
的是①或②或④,故B 正确。 故选B 。 【点睛】
通过本题,我们要明确在设计实验步骤时,要追求最优化设计,尽量使步骤既简化,同时又有利于准确测量.本题中用不同的方法所得出的结果是不一样的,既可以用等效替代法,也可以用直接测量法,值得我们关注。
4.同学们估测教室空气的质量,所得下列结果中最为合理的是(空气密度约为1.29kg/m 3) A .2.5kg B .25kg
C .250kg
D .2500kg
【答案】C 【解析】 【详解】
教室的长、宽、高大约分别为a =10m ,b =6m ,h =3.5m 所以教室的容积为V=abh =10m×6m×3.5m=210m 3 ,教室内空气的质量约为m=ρV =1.29kg/m 3 ×210m 3 =270.9kg ,故选C .
5.已知,铜的密度大于铁的密度,空心铁球和空心的铜球质量、体积都相等,分别给它们装满水后,再比较它们的质量 A .铁球的质量大 B .铜球的质量大
C .一样大
D .无法比较
【答案】B 【解析】 【详解】
质量相等的铜球和铁球,铜的密度大于铁的密度,根据ρ=
m
V
得V =m ρ可知,则铜的体积小
于铁的体积。但两球的总体积相等,则说明铜球内部空心体积大于铁球内部的空心体积,将两球的空心部分装满水,则铜球装的水多,所以最终铜球的质量大。故选B 。
6.把一个实心金属球放入盛满水的杯子中时,从杯中溢出10克水。若将这个金属球放入
盛满酒精(33
0.810kg /m ?)的杯子中,则从杯中溢出酒精的质量( )
A .10克
B .8克
C .9克
D .无法确定
【答案】B 【解析】 【详解】 ∵ρ=
m
V
∴溢出的水体积: V=m ρ=333
1010kg 1.010kg /m
-??=10×10-6m 3 若把这个金属球放入盛满酒精的杯子里,则V 排=V 金属球=V ,则从杯中溢出酒精的质量:
m 酒精=
ρ酒精V 排=0.8×103kg/m 3×10×10-6m 3=8×10-3kg=8g
故选B 。
7.有一体积为320cm 的均匀固体用天平测得它的质量为160g ,下列说法正确的是( )
A .用天平测它的质量时,砝码应放在天平左盘
B .此固体的密度为38g/cm
C .把此固体带到月球上,质量会变小
D .把此固体截去一半剩余部分密度为33410kg/m ? 【答案】B 【解析】 【详解】
A .用天平测量质量时,物体应放在天平的左盘,砝码应放在右盘,故A 错误;
B .此固体的密度
3
3
160g =8g/cm 20cm m V ρ=
= 故B 正确;
C .物体的质量与物体的形状、状态、空间位置无关,把此固体带到月球上,质量会不变,故C 错误;
D .物质的密度与物体质量的多少无关,把此固体截去一半,剩余部分密度不变,故D 错误。 故选B 。
8.下列估计的数据与实际最接近的是( ) A .课桌的高度约为800cm B .中学生100m 跑的平均速度约为15m/s C .一位中学生的质量为50kg D .物理课本的重力约为500N
【答案】C 【解析】 【详解】
A .中学生的身高在160cm 左右,课桌的高度大约是中学生身高的一半,在80cm 左右,故A 不符合实际;
B .男子百米世界纪录略大于10m/s ,一般中学生百米速度在7m/s 左右,故B 不符合实际;
C .成年人的质量在65kg 左右,中学生的质量比成年人小一些,在50kg 左右,故C 符合实际;
D .物理课本的质量在300g =0.3kg 左右,受到的重力是
0.3kg 10N/kg=3N G mg ==?,
故D 不符合实际; 故选C 。
9.手中有一叠薄纸,要称出一张纸的质量,下列方法最可取的是()
A.先称一块铁的质量,再称出铁块和一张纸的质量,然后用总质量减铁的质量
B.取出10张纸,称出总质量,然后除以10就得出一张纸的质量
C.取出100张纸,称出总质量,然后除以100就得出一张纸的质量
D.以上方法都可以
【答案】C
【解析】
【分析】
不可能用天平直接称出小于天平“感量”的微小物体的质量;一张纸的质量小于天平的感量,要测量它的质量,需要用累积法,即用天平测量若干相同微小物体的质量总和,用所得结果除以物体的数量,就可以求出一个微小物体的质量。
【详解】
A.由于一张纸的质量太小,所以测一块铁与一张纸的总质量与测一块铁的质量差别不大,则此办法不可采用,故A错误;
BD.一张纸质量太小,10张纸的质量仍小于天平的分度值,则此办法不可采用,故BD错误;
C.称量100张相同纸的质量,用所得结果除以100,即得一张纸的质量,则此办法可采用,故C正确。
故选C。
10.在实验技能测试时,实验桌上有两个烧杯分别装有盐水和纯水,其标签已模糊不清,现有天平、量筒、烧杯、刻度尺、小木块,不能把他们区分开的器材组合是()A.天平、量筒、烧杯
B.天平、烧杯、刻度尺
C.烧杯、小木块、刻度尺
D.量筒、烧杯、刻度尺
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.选取天平、量筒、烧杯进行实验:用天平测出空烧杯的质量m1;在烧杯内倒入适量的某种液体,用天平测出烧杯和该液体的总质量m2;算出液体的质量m;将烧杯中的液体倒入量筒中,读出量筒内液体的体积V;利用密度公式算出液体的密度.用此方法再计算出另一种液体的密度.结论分析:哪一个的密度更大就是盐水.此选项不符合题意;
B.选取天平、烧杯、刻度尺进行实验:将两只完全相同的烧杯分别放在天平的左右盘中;将适量的水和盐水分别倒入两只烧杯中直到天平重新平衡;用刻度尺量分别量出烧杯内液体的高度,高度大的体积大.结论分析:体积小的液体密度大,密度大的液体是盐水.此选项不符合题意;
C .选取器材:烧杯、小木块、刻度尺进行实验:将小木块分别放在盛有两种不同液体的烧杯中,小木块会漂浮在两种液体的液面上,小木块所受到的浮力与所受的重力相等;用刻度尺分别测量小木块露出液面的高度,露出液面高的木块排开液体的体积小,液体的密度就大,是盐水.此选项不符合题意;
D .只用量筒、烧杯、刻度尺无法对两种液体进行区分.此选项符合题意。 故选D 。
11.一种A4打印纸,包装袋上标有“80g/m 2”的字样,一包有500张,小丽用刻度尺测出50张纸的厚度是0.50cm ,则下列说法正确的是( ) A .一张这种规格的打印纸的厚度为0.01mm B .这种规格打印纸的密度为0.8g/cm 3
C .80g/m 2的含义是每立方米的A4纸的质量为80g
D .小丽测50张纸厚度,而不是测1张纸厚度,是为了改正测量错误 【答案】B 【解析】 【详解】 A .一张纸的厚度
h =
d n =0.50cm 50
=0.01cm 故A 错误;
BC .由80g/m 2可知,1m 2纸的质量m =80g ,1m 2纸的体积
V =Sh =1×104cm 2×10?2cm=100cm 3
则这种规格打印纸的密度
m V ρ=
=380g 100cm
=0.8g/cm 3 故B 正确,C 错误;
D .小丽测50张纸厚度,再计算出1张纸厚度,这么做的目的是为了减小误差,故D 错误。 故选B 。
12.一个铜块温度从20℃升高到200℃时,下列说法正确的是( ) A .质量不发生变化 B .体积不发生变化 C .体积变小了 D .密度不发生变化
【答案】A 【解析】 【详解】
A .物体的质量与物体的温度、状态、形状、所处的空间位置变化无关,所以铜块的温度升高,它的质量不会发生变化,A 正确;
B .根据热胀冷缩的规律,铜块温度升高,它的体积会变大,B 错误;
C.由上述可知,它的体积会变大,C错误;
D.根据密度公式
m
V
ρ=,质量不变,它的体积变大,那么它的密度变小,D错误。
13.如图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为()
A.8∶1 B.4∶3 C.1∶2 D.4∶1
【答案】D
【解析】
【分析】
根据图像求出甲、乙两物质的密度之比,两正方体A、B的质量相同,根据得出A、B的体积之比,从而得出边长之比;知道A、B的密度关系、边长的大小关系,正方体对地面的压强,据此求压强大小关系。
【详解】
由图可知,当甲的体积为1cm3时,质量为8g,所以甲的密度为8g/cm3;当乙的体积为
4cm3时,质量为4g,所以乙的密度为1g/cm3,则有
根据可得,质量相等的甲、乙的体积比
则甲、乙两个正方体的棱长比
根据柱体压强公式可知,两正方体A. B对水平地面的压强之比
故选D。
14.体积和质量都相等的铝球、铁球和铅球密度分别是32.7g cm ρ=铝、3
7.9g cm ρ=铁、
311.3g ρ=铅,下列说法正确的是()
A .若铝球是空心的,则铁球和铅球一定是空心的
B .若铁球是实心的,则铝球和铅球一定是空心的
C .若铅球是空心的,则铁球和铝球一定是空心的
D .三个球都可能是实心的 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
由题意可知,铝、铁、铅的密度关系为
ρρρ>>铅铁铝
由密度公式的变形式m
V ρ
=
可知,相同质量铝球、铁球和铅球的体积关系为
V V V >>铝铅铁
又因三球的体积相等,所以,铅球和铁球一定是空心的,铝球可能是实心,也可能是空心的,故BCD 错误;若铝球是空心的,则铁球和铅球一定是空心的,故A 正确。 故选A 。
15.一氧气瓶,瓶内气体密度为ρ,用去1
3
的氧气后,瓶内氧气的密度为( ) A .ρ B .
13
ρ C .
23
ρ D .2ρ
【答案】C 【解析】 【详解】
设这氧气瓶内氧气质量是m ,这些氧气的体积是m
V ρ
=,用去
1
3
的氧气后,剩余氧气的质量是
2
3
m ,氧气瓶里氧气的体积不变,那么瓶内氧气的密度为 '222333
m
m V m ρρρ==?= 故选C 。
16.物理兴趣小组的同学在探究不同物质的密度实验中绘制了密度图象,新阳同学忘记了
画水的密度图象,他应该画在( )区域
A .A 区域
B .B 区域
C .C 区域
D .D 区域
【答案】C 【解析】 【详解】
由图可知,横轴表示体积,纵轴表示质量。水的密度为3
1g/cm ,当水的体积为310cm 时,水的质量应为10g ,结合图可知,水的密度应该画在C 区域,故ABD 错误,C 正确。
17.以下是一则新闻消息:“今天零时,发改委将汽、柴油价格每吨分别降低125元和120元,测算到零售价格90号汽油和0号柴油每升分别降低0.09元和0.10元…”据此估测90号汽油的密度为(不考虑90号汽油生产过程中密度的变化)( ) A .0.80×103kg/m 3 B .0.75×103kg/m 3 C .0.72×103kg/m 3 D .0.70×103kg/m 3
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
设汽油的密度为ρ,故1吨汽油的体积为V =
1000kg
ρ
,根据题意,1L 汽油降低0.09元,故
1000kg
ρ
×1000L/m 3×0.09元/L=125元
解之得ρ=0.72×103kg/m 3。 故选C 。
18.某钢瓶中装有氧气,在一次急救中用去了其中的1
2
,则钢瓶内剩余的氧气( ) A .质量和体积都只有原来的一半 B .质量和密度都只有原来的一半 C .密度和体积都只有原来的一半 D .质量、密度和体积都只有原来的一半 【答案】B 【解析】 【详解】
在一次急救中用去了其中的
1
2
,指的是用去了质量的一半,钢瓶的体积不变,氧气会充满
整个钢瓶,氧气的体积还是不变,根据m
V
ρ=可知,密度也减小一半,即质量和密度都只有原来的一半,故选B 。
19.甲物质的密度为4g/cm 3,乙物质密度为7g/cm 3,各取一定质量混合后密度为5g/cm 3.假设混合前后总体积保持不变,则所取甲、乙两种物质的质量之比是( ) A .8∶7 B .7∶8 C .4∶7 D .7∶4
【答案】A 【解析】 【详解】
假设甲、乙物质的体积V 甲、V 乙,则甲、乙的质量分别为:
34g/cm 4m V V V ρ==?=甲甲甲甲甲,
37g/cm 7m V V V ρ==?=乙乙乙乙乙,
甲、乙混合后的质量为:
4+7m m m V V =+=甲乙甲乙总,
混合后的体积为:
V V V =+甲乙总,
因为m
V
ρ=
,混合后密度为5g/cm 3,所以混合后的密度为: 3+4+7==5g/cm ++m m m V V V V V V V ρ=
=甲乙甲乙
总总甲乙甲乙
总, 则有
()4+7=5+V V V V 甲乙甲乙。
=2V V 甲乙,
所以甲、乙两种物质的质量之比是:
:4:78:7=8:7m m V V V V ==甲乙甲乙乙乙;
故BCD 项不符合题意,A 项符合题意。
20.一只空瓶装满水时的总质量是350 g ,装满酒精时的总质量是300 g (ρ水=1.0×103 kg/m 3,ρ酒精=0.8×103 kg/m 3),则该瓶的容积是( ) A .350 cm 3 B .300 cm 3
C .250 cm 3
D .150 cm 3
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
设空瓶的质量为m 0,则瓶子的容积可表示为
10
0m m V ρ-=
水
同时还可表示为
20
0m m V ρ-=
酒精
二者相等,即
00
33
350g-m 300g-m =1.0g/cm 0.8g/cm
解得m 0=100g 。将瓶子的质量代入第一个表达式得
10
0m m V ρ-=
水
=
3350g-100g 1.0g/cm
=250cm 3
即空瓶的容积为250cm 3。 故选C 。