力学实验质量密度专题.docx
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力学实验质量密度专题.docx
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力学实验质量密度专题
1、小明去八中基地军训时,在后山上捡了一块非常漂亮的大理石,他非常想知道这块石头的密度,于是在老师的带领下去了综合实验室。
由于存放不当,天平附带的砝码严重生锈,小明只能利用天平了。
老师又帮他找了量筒、两个完全相同的烧杯、细线、滴管等器材。
小明稍加思考,决定用以下方法进行实验:
(1)实验过程:
①将天平放在水平台上,游码拨至左端零刻线处,若发现此时指针如图19所示,则应向 调节平衡螺母使天平平衡。
②在天平左右两盘各放一只相同的烧杯,将大理石放在左盘的烧杯里,在右盘的烧杯中加水,快平衡时用滴管调节水的多少,直至天平平衡(如图20左)
③将烧杯中的水倒入量筒中(液面位置如图20右,读出体积并记录。
④用排水法测得大理石的体积为20cm3。
(2)收集与处理实验数据:
请你将实验数据填入下表并计算.
(3)请你分析,实验中步骤 会存在较大的误差,会使实验结果偏 (选填“大”或“小”)。
2、已知某实心小球是由下表中所列出的塑料材料中的一种制成的。
塑料名称
聚甲基戊烯
聚丙烯
聚乙烯
聚苯乙烯
密度(kg/m³)
0.83×10³
O.9×10³
O.95×10³
1.05×10³
为了鉴别该小球究竟是由其中哪一种塑料制成的,请用下面给出的材料设计一个实验,并简述实验步骤.
器材:
量杯、酒精(密度为O.8×10³kg/m³,足够多)、水(足够多)
实验步骤:
3、小华想用配制好的盐水来区分种子的成实程度,但不知盐水的密度。
她找来托盘天平一架,两个相同的烧杯,水,来测量盐水的密度。
请你帮小华将实验步骤写在下面。
实验步骤:
盐水的密度ρ盐=
4、在“用天平和量筒测量矿泉水密度”实验中,小明的实验步骤如下:
(1)调好天平,测出空烧杯质量m1
(2)在量简中倒入适量矿泉水,读出矿泉水的体积V
(3)将量筒中矿泉水全部倒入烧杯中,测出矿泉水和烧杯总质量m2则矿泉水密度的表达式ρ矿泉水= 以上操作由于无法将矿泉水从量简中倒尽,测出的矿泉水密度误差较大.经过思考,小明在仍用步骤
(1)、
(2)的基础上,只对步骤(3)进行了改进,提高了测量结果的准确性.改进后的步骤(3)分为两步.请你写出改进内容:
A. ;B. .
5、小明和小红使用不同器材分别对酒精的密度进行了测量。
(1)请将他们的实验过程补充完整。
小明利用天平、烧杯、刻度尺和水(p水己知)测量酒精密度的过程如下:
①往烧杯中倒入适量的水,用调节好的天平称出烧杯和水的质量为m;
②用刻度尺测出水面到烧杯底的高度为h1;
③将水倒出,倒入酒精,用天平称出的烧杯和酒精的质量仍为m;
④
⑤计算酒精密度的表达式为:
ρ酒精=
小红利用弹簧测力计、烧杯、石块、细绳和水(ρ水已知)测量酒精密度的过程如下:
①用细绳拴住石块,并用弹簧测力计测出石块重为G;
②将石块浸没在水中,并记录弹簧测力计的读数F1;
③
④计算酒精密度的表达式为:
ρ酒精= (已知:
F浮=G排=ρ液gV排)
(2)请你从操作难易程度方面,对两位同学的实验做出评估。
6、小明去某古镇旅游时发现,米酒是当地的一种特产。
小店卖米酒和卖酱油都用竹筒状的容器来量取,但量取相同质量的米酒时所用的器具比量取酱油的要大一点,如图所示。
⑴请你利用所学的物理知识对这种现象作出解释。
⑵小明在古镇买了一瓶米酒。
回家后,按图 所示A一B一C的顺序进行了实验,测出了米酒的密度。
由图所示数据求得米酒的密度为 kg/m3。
⑶按照小明的实验方案测出的米酒密度是 偏大还是偏小?
如何改进他的实验方案可使测出的米酒密度更准确?
7、某小组在探究物质的特性时,用天平和量筒分别测出两种物质的质量、体积,所测数据如下表所示。
种类
物理量序号
质量(m)(g)
体积(V)(cm3)
质量与体积的关系值
m/V(g/cm3)
V/m(cm3/g)
m·V(g·cm3)
铜钉
1
17.4
2
8.70
0.115
34.8
2
26.6
3
8.86
0.113
79.8
3
35.6
4
8.90
0.112
142.4
4
62.0
7
8.85
0.113
43.4
铁合金钉
5
13.8
2
6.90
0.145
27.6
6
21.0
3
7.00
0.143
63.0
7
34.6
5
6.92
0.145
173.0
8
48.2
7
6.89
0.145
337.4
从上表数据,可以初步得出的结论是:
⑴ ⑵
8、如图所示现有一个量筒和一个玻璃成的小试管,另有适量的水。
请你设计一个实验,测出这个小试管的玻璃密度。
(1)写出简要的实验步骤
(2)根据实验中测得的物理量(用字母符号表示)写出试管玻璃密度的表达式。
实验步骤:
表达式:
ρ玻璃= .
9、妈妈在做菜时问小刚,你知道花生油的密度是多少吗?
(1)小刚想:
花生油是油类,它的密度应该比水小。
于是他滴了一滴油在水中,发现油浮在水面上,由此可以证明他的猜想是 的。
(2)小刚带了一些花生油到学校后,他进行了如下实验:
①在玻璃杯中盛上花生油,放在调节好的天平左盘上称量,当天平重新平衡时,读出砝码和游码的读数为106.2g(已填入表中);
②把玻璃杯中的花生油倒入量筒中的一部份(如图a),记下量筒中油的体积并填入下表中;
③把玻璃杯和剩余的花生油放在天平左盘上称量,当天平重新平衡时,所用砝码和游砝的位置如图b所示,将玻璃杯和剩余油的质量填入表中;
④计算出量筒中花生油的质量和密度,填入下表中。
玻璃杯和油
的质量m1/g
玻璃杯和剩余
油的质量m2/g
量筒中油的
质量m/g
量筒中油的
体积V/cm3
油的密度
ρ(g·cm-3)
106.2
10、小黄假期回到农村爷爷的家,看到二楼一个房间里用板围放长宽都是2m,高0.5m的油菜籽。
为了估算这堆油菜籽质量,小黄带了油菜籽样品回到学校进行下面的实验:
a.将托盘天平放到水平桌面,将游码_______________,再调节横梁右端的平衡螺母,使天平平衡;
b.在左右盘中分别放一张大小相同的纸,将油菜籽倒入左盘中,在右盘中加减砝码并结合使用游码,使天平平衡,如图a所示,油菜籽质量为___________g;
c.将左盘的油菜籽全部倒入量筒中,轻敲量筒壁,使菜籽表面水平,如图(b)所示,油菜籽体积为 cm3。
d.经过计算,那堆油菜籽总质量约___ ___kg。
11、小明和芳芳合作,进行“测定盐水密度”的实验.实验器材:
天平(含砝码)、量筒、烧杯、盐水
实验步骤:
A:
用天平测出空烧杯的质量m1
B:
将盐水倒进烧杯,用天平测出装有盐水的烧杯总质量m2
C:
将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,读出盐水的体积V
D:
计算出盐水的密度
他们收拾好实验器材后,一起对实验过程进行了评估:
小明说:
我们的实验原理正确,实验器材使用恰当,操作过程规范,读数准确,计算无误,方法是正确的.
芳芳说:
在操作过程中,我发现有一点儿盐水沾在烧杯内壁上,这样,尽管我们操作规范、读数准确、计算无误.但我们测量得到的数据还是有了较大误差.
小明认真思考后,同意了芳芳的意见.然后,他们一起继续探讨如何改进实验方案,尽量减小测量的误差.根据小明和芳芳对实验过程的评估,请你回答:
⑴芳芳这里所指的“测量误差”是在上述步骤的 步骤产生的,导致了盐水体积 ,从而使盐水密度的测量值 (填“偏大”或“偏小”)
⑵为了减小实验的误差,必须从质量和体积两方面的测量进行控制.根据小明和芳芳的分析,在不增加实验器材的条件下,只需适当调整实验步骤的顺序就可以使实验误差减小.请你写出调整后的实验顺序 (用字母表示)
⑶小明在用天平称量质量前调节天平横梁平衡时,指针在分度盘上摆动的范围如图所示,他应该 ;如果是在将天平调节平衡后称量的过程中出现这种情况,他应
12、在“使用托盘天平和量筒测量小石块密度”的实验中:
(1)把托盘天平放在水平桌面上,将游码移到标尺左端零刻度线处,发现指针偏向分度盘的左侧,此时应该把平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,才能使天平平衡;
(2)天平平衡后,把小石块放在左盘,用镊子向右盘加减砝码,当把砝码盒中最小的砝码放人右盘后,发现指针偏向分度盘的右侧,接下来正确的操作步骤是 ,直到天平再次平衡,此时测出小石块质量为52g;
(3)用细线拴好小石块,放人盛有适量水的量筒中,结果如图18所示,则小石块的体积为 cm3;
(4)该小石块的密度为 kg/m3.
13、某课外兴趣小组,将塑料小桶中分别装满已知密度的四种不同液体后,用弹簧秤称它们的重,记录了下表的数据。
液体密度/克/厘米3
0.8
1.0
1.2
1.4
弹簧秤的示数/牛
1.6
1.8
2.0
2.2
(1)通过分析此表,小红同学发现液体密度与弹簧秤示数之间有一定规律。
能正确反映这一规律的图象是_________。
(2)若小桶中盛满密度未知的某种液体时弹簧秤的示数为2.3牛,小红推算出了该液体的密度是_________千克/米14、为了探究苹果下落时的运动,某物理小组的同学用照相机每隔相等的时间曝光一次,记录下苹果下落时的运动情况,如图所示。
由此看出苹果在做 直线运动(选填“匀速”或“变速”),其理由是 。
下述四个速度随时间的关系图象,能反映苹果下落运动的是?
(选填图中的选项字母)
15、测量砖块上最远两点是一个三角形,三角形的几条边满足如下关系:
BC2=AB2+AC2现有一块标准建筑用砖如图所示,如果仅用一只量程足够的刻度尺,测量砖块上最远两点(如图中所示的 A、B两点)(砖块数量不限)。
16、测一角硬币的直径,我们可直接利用游标卡尺测量,也可用两个直角三角板和一把直尺进行组合测量.但现在只有一个刻度尺、一张白纸、一枝铅笔和一把剪刀,请你设计两种能较准确测出一角硬币直径的方案.
方案一:
方案二:
17、在探究压力的作用效果与哪些因素有关的实验中,某学生利用不同材料制成的不同形状的物体,在同一水平细沙面上进行了6次实验,得到如下数据:
实验序号
物质种类
F(牛)
S(厘米2)
1
铜
6.0
10
2
铁
9.0
15
3
铜
3.0
10
4
铁
4.5
15
5
铝
3.0
20
6
铝
4.5
30
(1)分析比较实验序号1和2(或3和4、5和6)的数据,可以知道沙面的凹陷程度 (选填“相同”、“实验序号1大”或“实验序号2大”)。
(2)分析比较实验序号1和3(或2和4)的数据,可以知道实验序号1的沙面凹陷深,得出的初步结论是
(3)进一步综合分析实验序号1—6可归纳得出结论:
① ;② ;③ 。
④分析压力作用的效果与物质种类的关系,可得出两者 (选填“有关”或“无关”)的结论。
18、“研究性学习”的步骤为:
先猜想后验证,最后得出结论。
试猜想惯性的大小跟什么因素有关,并设计出一种方案加以验证。
19、如图所示,同一水平桌面上放有长方体木块和铁块各一个。
请你利用一个量程满足实验要求的弹簧测力计,设计一个实验来探究木块和铁块的下表面谁更粗糙,写出实验的步骤和结论。
20、在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明与小宇通过实验已探究出:
压力的作用效果与压力大小及受力面积大小有关这一结论。
小明又思考:
压力的作用效果还可能与支撑面的柔软程度有关。
小宇说,那我们就利用身边的器材设计一个实验来验证一下吧。
现有器材有:
A.细沙、B.海绵一块、C.边长为5cm的正方体铁块、D.边长为5cm的正方体铜块、E.边长为10cm的正方体铁块、F.边长为10cm的正方体铜块。
要求:
(1)写出所选用器材的序号;
(2)主要实验步骤;
(3)实验结论。
22、将试管口朝下放,在酒精灯火焰上方加热3~5s,然后立刻将试管口竖直插入盛水的容器中某处不动。
(1)你猜想可能产生的现象是:
(2)你猜想的依据是:
23、某同学所设计的“估测大气压的值”的实验步骤如下:
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用—个橡皮帽封住注射器的小孔。
②如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与固定在墙上的弹簧秤的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒.当注射器中的活塞刚开始移动时,
记下弹簧测力计的示数,即等于大气对活塞的压力F。
③观察并记录注射器筒上所标明的容积V,还需要测出注射器的 ,则活塞的面积S= 。
1)根据以上实验方案,用测得和记录的物理量计算大气压强的表达式应为P=___________________________.
2)按照上述实验方案测得的大气压强的值,往往会比大气压强的实际值偏小.你认为产生这种现象的主要原因是________。
24、小商品市场上有一种圆形软塑料皮碗,“物理航空母舰实验”小组买回后,利用塑料皮碗测教室中的大气压。
具体做法:
①将皮碗挤压在竖直的厚玻璃上,用刻度尺和三角板测出皮碗直径为d,
则皮碗面积S=π(d/2)2
②将细线挂在皮碗的尾部,沿着垂直于玻璃的方向向外拉皮碗,当皮碗恰好掉下时记下测力计读数为F,则大气压强P0=F/S=4F/πd2
你认为此小组利用__________原理测教室中的大气压,体现_________物理研究方法。
小组测出教室中的大气压P=0.8×105Pa,向老师请教结果,老师用气压计测得的值为1.0×105Pa,请你找出两处实验不妥之处并提出改进建议:
不妥处之一:
________________________。
改进方法:
__________________________________________
不妥处之一:
________________________。
改进方法:
__________________________________________
25、小红在做“固体在液体中所受到的浮力大小跟什么因素有关”的实验探究时,根据自己的生活经验和感受猜想:
“在同种液体中,固体所受到的浮力大小跟排开液体的体积成正比。
”小红利用弹簧测力计、满足实验要求的装有水的量筒、大小合适的柱体(已知柱体的密度ρ柱体大于水的密度ρ水),设计了一个验证猜想的实验探究方案,以下是她设计的实验步骤及实验分析,请你补充完整。
实验步骤:
(1)在 中,用弹簧测力计测出柱体的重力G;
(2)将柱体由浅入深浸入水中不同深度6次,并改变浸入水中的体积,但柱体不能 ,分别记下弹簧测力计的示数(G1、 G2、 G3、 G4、G5和G6),并计算柱体排开水的体积(V1、V2、 V3、 V4、V5和V6);
实验分析:
通过比较
,即验证了小红的猜想“在同种液体中,固体所受到的浮力大小跟排开液体的体积成正比。
”是正确的。
26、某研究性学习小组的同学将不同的实心物块浸没在液体中并松手后,发现有的物块上升至液面,有的物块下降至容器底部。
为了研究实心物块的质量和体积对此现象的影响,他们分别用甲、乙两种不同的液体做实验。
表一、表二为该小组同学记录的实验数据及观察到的实验现象。
(1)小明同学分析比较实验序号1与4和3与5(或6与9和6与10)的数据及现象,得出结论:
在液体中,物块的上升和下降跟它的体积无关;跟它的质量有关,且质量小的物块上升,质量大的物块下降。
小华同学分析比较实验序号1与4和2与4(或6与8和7与8)的数据及现象,得出结论:
在液体中,物块的上升和下降跟它的质量无关;跟它的体积有关,且体积大的物块上升,体积小的物块下降。
请判断:
小明的结论是________的,小华的结论是_______的。
(均选填“正确”或“错误”)
(2)请进一步综合分析表一、表二中的数据及现象,并归纳得出结论。
当_____________时,液体中的物块就上升;当_____________时,液体中的物块就下降。
27、如图所示是探究“浮力大小与哪些因素有关”实验的若干操作,根据此图请你回答下列问题。
(1)分析比较图①②③,说明物体所受浮力的大小与 因素有关。
(2)在图③与图④中保持了 不变,得到的结论是浮力大小与 有关。
这种研究问题的方法叫做 。
请再举一个应用这种研究方法的实验:
。
28、如图所示,物体浸没在水中时,所受的浮力为__________N;如果直接将物体投入水中,该物体将________(选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。
分析图中乙、丙实验可知浮力的大小与液体的__________有关。
29、今年6月8日是我国的传统节日――端午节,法定放假一天.早晨小星正在吃妈妈煮的鸡蛋,忽然想到熟鸡蛋的密度有多大呢?
他决定利用身边现有的弹簧测力计、水、水杯、线等器材,自己动手进行测量.请你简述他的实验步骤.
鸡蛋的密度表达式ρ=_______
请对小星的实验过程提出两点注意事项:
①_____________________________________________________________________________
②_____________________________________________________________________________
30、在“使用托盘天平和量筒测量某金属块密度”的实验中,
(1)首先把托盘天平放在水平桌面上,将游码移到标尺左端零刻度线处,发现指针偏向分度盘的左侧,应该把平衡螺母向_____(填“左”或“右”)调节,才能使天平平衡;
(2)天平平衡后,把金属块放在左盘,用镊子向右盘加减砝码,直到天平再次平衡,此时砝码和游码的位置如图18所示,金属块质量为 g;
(3)用细线拴好金属块,放人盛有适量水的量筒中,结果如图19所示,该金属块的密度为 kg/m3。
31、小芳在一端封闭的均匀圆玻璃管中装入适量的小铅丸,制成一支密度计.密度计能在液体中竖直漂浮,如图24所示,根据它在液体中浸没的深度得知这种液体的密度.小芳的设计和制作过程如下:
a.根据阿基米德原理及物体漂浮条件,推导出密度计在纯水中浸没的深度h的表达式.
b.根据h的表达式,测量这支密度计自身的某些物理量,算出密度计在纯水中浸没的深度,在管上画上纯水的密度值线A(如图25).
c.把密度计放入纯水中,验证刻度线A的位置是否准确. 请你根据上述的内容完成下列问题:
(1)设纯水密度为ρ,装了铅丸的玻璃管总质量为m,玻璃管底面直径为d.请用本题的物理量符号表示步骤a中的表达式h= .(可能用到的 数学公式:
圆柱体体积V=Sh,圆的面积S=
)
(2)若纯水密度已知,请你写出b步骤中所需用的测量仪器及对应测量的物理量.
(3)步骤c中,若水面在刻度线A以上,请你简要写出一种校准的方法.
(4)若把校准后的密度计放在密度为0.8×103 kg/m3的酒精中,液面的位置在纯水密度值刻度线上方
还是下方?
为什么?
32、学习了浮力有关知识后,同学们都已经知道:
浮力跟物体所浸在的液体密度、排开液体的体积有关.但小明总感到:
浮力大小应与物体所在液体的深度有关,并猜想:
“深度越深,浮力越大”他跟小红说出自己观点,小红却说“浮力与深度大小无关”,两人在已有器材中选择了完全相同的器材,分别做实验,都证实了自己的观点是对的.
已有器材:
泡沫(密度小于水)、石块、细绳、弹簧测力计、天平、烧杯(足够大、没有刻度)各一,水(足量).
(1)他们选择的器材是:
_____________________________;
(2)写出小明的实验操作、记录观察到的现象,并作结论分析;
(3)写出小红的实验操作、记录观察到的现象,并作结论分析;
(4)为什么他们的结论都是对的,写出原因.
33、地质队员在高山深谷探矿,利用一种叫浮力秤的轻便仪器就可以精确测出矿石的密度。
图23是浮力秤的示意图,它中部是一密封的空心圆筒,圆筒下挂着小篮,圆筒上端有一根刻有标志线的竖直杆,杆顶装有小盘,因为圆筒是空心的,下面挂的小篮又较重,所以浮力秤放在水中能保持直立漂浮状态。
现需测一矿石的密度,地质队员进行如下操作:
(a)先将浮力秤放入水中,在小盘内加砝码,使浮力秤下沉到标志线与水面相齐,记下盘内加砝码的质量m 1=125g;
(b)拿掉盘内全部砝码,盘内改放待测矿石,这时标志线在水面上方,再在盘内添加砝码,使浮力秤重新下沉到标志线与水面齐平,记下盘内砝码质量m2 =25g;
(c)拿掉盘内全部砝码,将待测矿石放于小篮内,再往盘内重新放砝码,使浮力秤再次下沉到标志线与水面齐平,记下盘内砝码质量m3 =45g。
矿石的质量是 g ; 矿石的密度 kg/m 3。
34、星期天,小芳在科学馆听科普讲座时, 讲解员说:
“热带海洋的海水密度较大,船从河流驶入热带海洋时,虽然自重不变,但船体会上浮一些。
”回到家里,她看到厨房里放着的酱油和陈醋。
小芳想,我能不能用今天了解的知 识比较酱油和陈醋密度的大小呢?
于是。
她取 来酱油、陈醋和两个小碗,又找来固体胶棒的 塑料盖,并在其侧面标示出刻度作为器材, 如图18所示。
下面是小芳设计的实验方案,请你将其补充完整。
1)
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