一、初中物理质量和密度问题
1.如图所示,在两个完全相同的容器中,分别盛有质量相等的水和酒精,其中 a、b两点距水面的深度相同,a、c两点距容器底部的距离相同,则下列说法中正确的是(已知
?水??酒精)( )
A.在a、c两点水平面以上,水的质量比酒精大 B.在a、b两点水平面以下,水的质量比酒精大
C.若在两个容器中分别抽出相同高度的液体(没有抽完),则瓶中剩余部分水的质量比酒精多
D.若在两个容器中分别抽出相同高度的液体(没有抽完),则瓶中剩余部分水的质量比酒精少 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
两个容器完全相同,容器内水和酒精的质量相等,甲中液体的体积小于乙中液体的体积,根据??m可知,甲中液体为水,乙中液体为酒精。 VA.因为a、c两点距容器底部的距离相同,两个容器完全相同,所以,a、c两点水平面以下水的体积等于酒精的体积,根据??m可知,a、c两点水平面以下水的质量大于酒精的V质量,又因为容器内所有水和酒精质量相等,所以,在a、c两点水平面以上,水的质量比酒精小,故A错误;
B.因为a、b两点距水面的深度相同,两个容器完全相同,所以,a、b两点水平面以上水的体积等于酒精的体积,根据??m可知,a、b两点水平面以下上水的质量大于酒精的质V量,又因为容器内所有水和酒精质量相等,所以,在a、b两点水平面以下,水的质量比酒精小,故B错误;
CD.若在两个容器中分别抽出相同高度的液体(没有抽完),则抽出液体的体积相等,根据??m可知,抽出的水的质量大于酒精的质量,又因为容器内所有水和酒精质量相等,V所以,瓶中剩余部分水的质量比酒精少。故C错误,D正确。 故选D。
2.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、水、细线、烧杯 C.弹簧测力计、刻度尺、细线 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
选择项中能测金属块密度的,必须能测金属块的质量和体积
A、刻度尺能测金属块的体积,但不能测出它的质量或重力,不能测出金属块密度. B、天平能测金属块质量,量筒水细线能测体积,故能测金属块密度.
C、弹簧测力计能测金属块重力,从而得到质量,刻度尺能测出体积,故能测出金属块密度.
D、天平砝码能测出金属块的质量,刻度尺能测出体积,故能测出金属块密度.
B.天平和砝码、量筒、水、细线 D.刻度尺、天平和砝码
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m1;
③将水倒出,在矿泉水瓶中装满酒精,用天平测出总质量m2; 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 【答案】B 【解析】 【分析】
测定酒精密度的实验依据的原理是??B.①或②或④
C.①或③或④
D.前三个答案都错了
m,因此关键看所提供的步骤能否顺利测出酒精的V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m2-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,因此,步骤②可以省去;从另一角V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m2-m,最后代入密度公式可得??m2?m?,因此步骤④可以省去;再换个角度分析,②
m1?m水m瓶??水V瓶?m1
在矿泉水瓶中装满水,用天平测出总质量为m1;则可以列出等式
③将水倒出,在矿泉水瓶中装满酒精,用天平测出总质量m2;则可以列出等式
m瓶??酒精V瓶?m2
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.有甲、乙两个物体,它们的体积之比为2:1,它们的质量相同,它们的密度之比是( ) A.4∶1 【答案】C 【解析】 【分析】
知道两物体的质量相同,和体积之比,利用密度公式??【详解】
质量相同,它们的体积之比为2:1,根据??B.2∶1
C.1∶2
D.1∶4
m求解。 Vm可得,密度之比为 V?甲 ? 乙故选C。 【点睛】
m 甲v m v 111乙?甲? 甲 ? ? ?? m m v 122乙 乙甲 v 乙重点是密度公式的应用,类似这样题中给的条件为数据的比,只要将比的前、后项分别代入公式计算即可。
5.甲物质的密度为2g/cm3,乙物质的密度为5 g/cm3,各取一定质量的甲、乙混合后的密度为3 g/cm3。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为( ) A.2∶5 【答案】C 【解析】 【分析】
设甲、乙两物质的质量,根据密度公式表示出两者的体积,利用总质量除以总体积表示出混合后的密度,可以得到甲乙两种物质的质量之比。
B.5∶2
C.4∶5
D.5∶4
【详解】
设甲、乙两物质的质量分别为m甲、m乙,则混合后的总质量
m?m甲?m乙
混合后的总体积
V?V甲?V乙?甲乙混合后的密度
m甲?甲?m乙?乙
??mm甲?m乙m甲?m乙???mmVV甲?V乙甲?乙?甲?乙m甲?m乙?3g/cm3m甲m乙
?2g/cm35g/cm3由此可得
m甲4=。 m乙5故选C。
6.一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/m3,ρ酒精=0.8×103 kg/m3),则该瓶的容积是( ) A.350 cm3 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
设空瓶的质量为m0,则瓶子的容积可表示为
B.300 cm3
C.250 cm3
D.150 cm3
V0?同时还可表示为
m1?m0?水m2?m0
V0?二者相等,即
?酒精
350g-m0300g-m0=
1.0g/cm30.8g/cm3解得m0=100g。将瓶子的质量代入第一个表达式得
V0?即空瓶的容积为250cm3。 故选C。
m1?m0?水=
350g-100g3
3=250cm 1.0g/cm
7.用密度为2.7×103kg/m3的铝制成甲、乙、丙三个大小不同的正方体.要求它们的边长分别是0.1m、0.2m和0.3m,制成后让质量检查员称出它们的质量,分别是3kg、21.6kg和54kg,质量检查员指出,有两个不合格,其中一个掺入了杂质为次品,另一个混入了空气泡为废品,则这三个正方体 A.甲为废品,乙为合格品,丙为次品 B.甲为合格品,乙为废品,丙为次品 C.甲为次品,乙为合格品,丙为废品 D.甲为废品,乙为次品,丙为合格品 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
根据题意知道,甲的体积是
V甲 =0.1m×0.1m×0.1m=0.001m3
所以甲的密度是
ρ甲 =
乙的体积是
V乙 =0.2m×0.2m×0.2m=0.008m3
乙的密度
m甲3kg==3×103 kg/m3 3V甲0.001mm乙21.6kgρ乙 == =2.7×103 kg/m3 3V乙0.008m丙的体积是
V丙 =0.3m×0.3m×0.3m=0.027m3
丙的密度
ρ丙 =
m丙54kg==2×103 kg/m3 3V丙0.027m由以上计算知道由于ρ乙 =ρ铝,所以乙是合格品;由于ρ丙 <ρ铝 ,所以丙是废品;由于ρ甲 >ρ铝 ,所以甲是次品,故选C。
8.如图,小明在用调节好的托盘天平秤他的文具盒的质量时,在天平的右盘内加了几个砝码后,发现指针偏左;当再放入质量最小的砝码时,指针偏右.要测出文具盒的质量,他应该
A.取下最小的砝码,将横梁上的平衡螺母向右调