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8.4
10
$0.84×10^{3}$
天平
量筒
$\rho=\frac{m}{V}$
均匀的
不均匀的
7
不是
120
28
30
0.93

烧杯内壁残留食用油,导致测得的食用油体积偏小,根据$\rho=\frac{m}{V},$计算出的密度偏大

量筒内壁残留食用油,导致测得的食用油质量偏小,根据$\rho=\frac{m}{V},$计算出的密度偏小
【分析】
本题考查天平的使用和密度的计算,解题思路如下:
1. 天平调平前,需将游码移到标尺零刻度线处,根据指针偏转方向调节平衡螺母,指针偏右说明右侧偏重,平衡螺母应向左调;
2. 天平遵循“左物右码”原则,物体质量为砝码质量与游码刻度值之和;
3. 利用排水法,通过量筒两次示数差得到蜡块体积;
4. 根据密度公式计算蜡块密度,并完成单位换算。
【解析】
(1) 使用托盘天平前,应将其放在水平桌面上,移动游码至标尺的零刻度线处。由图(a)可知指针偏右,说明天平右侧较重,应将平衡螺母向左移动使天平平衡。
(2) 根据天平“左物右码”的使用规则,将蜡块放在天平左盘中。由图(b)可知,砝码质量为$5\ \mathrm{g}$,游码对应的刻度值为$3.4\ \mathrm{g}$,则蜡块的质量:
$m = 5\ \mathrm{g} + 3.4\ \mathrm{g} = 8.4\ \mathrm{g}$
(3) 蜡块的体积为量筒两次示数之差:
$V = 60.0\ \mathrm{mL} - 50.0\ \mathrm{mL} = 10.0\ \mathrm{mL} = 10\ \mathrm{cm}^{3}$
(4) 根据密度公式$\rho = \frac{m}{V}$,代入数据得蜡块的密度:
$\rho = \frac{8.4\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{cm}^{3}} = 0.84\ \mathrm{g/cm}^{3} = 0.84×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$
【答案】
(1) 零刻度线;左
(2) 左;8.4
(3) 10
(4) $0.84×10^{3}$
【知识点】
天平的使用;密度的计算;排水法测体积
【点评】
本题是基础的密度测量实验题,重点考查天平的规范操作、排水法测体积的应用以及密度公式的计算,需掌握天平调平、读数的细节和单位换算规则。
【难度系数】
0.7
【分析】
要鉴别金属螺母的材料,需通过测量其密度并与密度表对比来判断。首先明确测密度的核心是获取质量和体积两个物理量,再利用密度公式计算。思考测量质量的工具,不规则固体体积的测量方法,以及对应的密度公式,一步步推导填空内容。
【解析】
1. 测量物体质量的常用工具是天平,因此可用天平测出螺母的质量$m$。
2. 金属螺母是形状不规则的固体,可采用排水法测量体积,即用量筒和水配合测出它的体积$V$。
3. 密度的计算公式为$\rho=\frac{m}{V}$,将测得的质量$m$和体积$V$代入公式,即可计算出螺母的密度,再与密度表对比确定材料。
【答案】
天平;量筒;$\rho=\frac{m}{V}$
【知识点】
测量物质密度;密度公式;天平量筒使用
【点评】
本题为基础实验题,考查测量物质密度的实验原理、器材及方法,需掌握密度的计算公式,熟悉天平、量筒的用途,理解密度作为物质特性在鉴别材料中的应用。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先回忆量筒和量杯的外形结构:量筒为圆柱形,横截面积处处相等;量杯为上粗下细的锥形,横截面积随高度增加而变大。再结合体积公式$V=Sh$分析:对于量筒,横截面积$S$不变,液体体积$V$与高度$h$成正比,因此刻度均匀;对于量杯,横截面积$S$随高度变化,相同体积的液体,在量杯不同高度处对应的高度变化不同,所以刻度不均匀。我们需要根据这个思路判断两者的刻度特点。
【解析】
量筒是圆柱形结构,其横截面积处处相同,根据体积公式$V = Sh$(其中$S$为横截面积,$h$为液体高度),体积的变化量与高度的变化量成正比,因此量筒的刻度是均匀的。
量杯是上粗下细的锥形结构,横截面积随高度增加而逐渐增大,当液体体积变化量相同时,在量杯下部(横截面积小)对应的高度变化大,在上部(横截面积大)对应的高度变化小,所以量杯的刻度是不均匀的。
【答案】
均匀的;不均匀的
【知识点】
量筒刻度特点;量杯刻度特点
【点评】
本题考查对液体体积测量工具刻度规律的理解,核心是结合工具的外形结构,利用体积与高度的关系分析刻度的均匀性,属于基础概念题,需掌握常见测量工具的构造原理。
【难度系数】
0.8
【分析】
要判断奖牌是否为纯铜制成,需先计算奖牌的密度再与纯铜密度对比。解题思路:第一步,根据已知的奖牌质量和体积,利用密度公式$\rho = \frac{m}{V}$计算奖牌密度;第二步,将纯铜的密度单位换算为和奖牌密度一致的$\mathrm{g/cm}^3$;第三步,对比两者密度,若相等则为纯铜,不相等则不是。
【解析】
1. 计算奖牌密度:
已知奖牌质量$m = 14\ \mathrm{g}$,体积$V = 2\ \mathrm{cm}^3$,根据密度公式$\rho = \frac{m}{V}$,可得:
$\rho = \frac{14\ \mathrm{g}}{2\ \mathrm{cm}^3} = 7\ \mathrm{g/cm}^3$
2. 换算铜的密度并比较:
铜的密度$\rho_{铜}=8.9×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$,进行单位换算:$8.9×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3 = 8.9\ \mathrm{g/cm}^3$。
因为$7\ \mathrm{g/cm}^3 ≠ 8.9\ \mathrm{g/cm}^3$,所以该奖牌不是由纯铜制成的。
【答案】
7;不是
【知识点】
密度公式应用、密度鉴别物质、单位换算
【点评】
本题是密度的基础应用题型,考查了密度计算和利用密度鉴别物质的方法,解题关键是注意单位的统一换算。
【难度系数】
0.9
【分析】
1. 表格填写思路:倒出食用油的质量等于烧杯和食用油的初始总质量减去烧杯和剩余食用油的总质量,需先根据天平读数规则(砝码质量加游码对应刻度)读出剩余总质量,根据量筒读数规则(视线与凹液面底部相平)读出倒出食用油的体积,再利用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$计算密度。
2. 小丽的实验误差分析:将烧杯内食用油倒入量筒时,烧杯内壁会残留食用油,导致测得的食用油体积偏小,而倒出食用油的质量测量准确,根据$\rho=\frac{m}{V}$,体积偏小则计算出的密度偏大。
3. 小华的实验误差分析:将量筒内食用油倒入烧杯时,量筒内壁会残留食用油,导致测得的倒出食用油的质量偏小,而食用油的体积测量准确,根据$\rho=\frac{m}{V}$,质量偏小则计算出的密度偏小。
【解析】
(1)由图(a)可知,天平砝码总质量为$100g+20g=120g$,游码在0刻度线处,因此烧杯和剩余食用油的总质量为$120g$;已知烧杯和食用油最初的总质量为$148g$(表格已记录),则倒出食用油的质量$m=148g-120g=28g$;由图(b)可知,量筒内食用油的体积$V=30mL=30cm^3$;根据密度公式可得食用油的密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{28g}{30cm^3}\approx0.93g/cm^3$,完成表格如下:
| 烧杯和食用油最初的总质量$m_0$/g | 烧杯和剩余食用油的总质量$m_1$/g | 倒出食用油的质量$m$/g | 倒出食用油的体积$V$/cm³ | 食用油的密度$\rho$/(g·cm⁻³) |
|--------------------------------|--------------------------------|---------------------|------------------------|-------------------------|
| 148 | 120 | 28 | 30 | 0.93 |
(2)小丽的方法中,烧杯内壁残留食用油,使测得的食用油体积$V$偏小,倒出食用油的质量$m$测量准确,根据$\rho=\frac{m}{V}$,$V$偏小则计算出的密度$\rho_1$偏大,故$\rho_1>\rho$。
(3)小华的方法中,量筒内壁残留食用油,使测得的倒出食用油的质量$m$偏小,食用油的体积$V$测量准确,根据$\rho=\frac{m}{V}$,$m$偏小则计算出的密度$\rho_2$偏小,故$\rho_2<\rho$。
【答案】
(1)
| 烧杯和食用油最初的总质量$m_0$/g | 烧杯和剩余食用油的总质量$m_1$/g | 倒出食用油的质量$m$/g | 倒出食用油的体积$V$/cm³ | 食用油的密度$\rho$/(g·cm⁻³) |
|--------------------------------|--------------------------------|---------------------|------------------------|-------------------------|
| 148 | 120 | 28 | 30 | 0.93 |
(2)$>$;烧杯内壁残留食用油,导致测得的食用油体积偏小,根据$\rho=\frac{m}{V}$,计算出的密度偏大
(3)$<$;量筒内壁残留食用油,导致测得的食用油质量偏小,根据$\rho=\frac{m}{V}$,计算出的密度偏小
【知识点】
液体密度的测量、实验误差分析、天平和量筒的读数
【点评】
本题围绕食用油密度测量展开,考查了天平和量筒的读数方法、密度公式的应用以及实验误差分析。通过对比不同实验方案的误差来源,帮助理解合理实验方案的重要性,提升误差分析能力。
【难度系数】
0.6