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試題試題專題09特殊方法測量密度模型解讀|模型構(gòu)建|真題演練|素養(yǎng)通關(guān)識識·題型解讀命題特點(diǎn)+技巧解讀+真題示例明·模板構(gòu)建答題模板/技巧點(diǎn)撥+典型問答模型01結(jié)合浮力知識測量密度模型02結(jié)合杠桿平衡條件測量密度用·真題演練真題示例+思路點(diǎn)撥/模板運(yùn)用+規(guī)范答題+變式演練練·模板運(yùn)用最新模擬、預(yù)測考向練·模板運(yùn)用最新模擬、預(yù)測考向識識中考·模型解讀高頻模型中考題型與分值分布命題特點(diǎn)模型01結(jié)合浮力知識測量密度(難點(diǎn))綜合實驗題(4-6分)一般情況下,各省中考物理命題,特殊方測量密度部分有時會出現(xiàn)1道題,這類題屬于考查學(xué)生知識綜合能力應(yīng)用,是考查物理綜合素養(yǎng)的創(chuàng)新舉措。是今后命題的大方向。分值6分以內(nèi)。模型02結(jié)合杠桿平衡條件測量密度(創(chuàng)新點(diǎn))綜合實驗題(4-6分)善善總結(jié)·模型構(gòu)建模|型|構(gòu)|建模型模型01結(jié)合浮力知識測量密度『模型解讀,給思維方法及解題規(guī)律』結(jié)合浮力知識測量密度常見的兩種情況,具體思路如下:情況1.用稱重法,結(jié)合阿基米的原理,完成密度測量實驗我們以測量小石塊密度為例,說明解決問題的思路:情況2.用浮沉條件中的漂浮法,結(jié)合阿基米的原理,完成密度測量實驗我們以測量小礦石密度為例,說明解決問題的思路:注意:對于形狀規(guī)則的物體,其體積可以直接通過刻度尺測量。隨意結(jié)合浮力知識測量密度,關(guān)鍵是弄清楚質(zhì)量如何測量出來。情況1是利用稱重法結(jié)合阿基米的原理;情況2是利用物體漂浮法結(jié)合阿基米的原理。解解真題·思維剖析【例題1】(2024天津中考真題)喜歡篆刻的津津同學(xué)購買了一塊練習(xí)用的印章石料,他想知道這塊石料的密度,于是從家中找到如圖所示的器材和足夠長的細(xì)線、足量的水(水的密度為)。請你從中選用合適的器材,幫他設(shè)計一個測量該石料密度的實驗方案。要求:(1)寫出主要的實驗步驟及所需測量的物理量;(2)寫出石料密度的數(shù)學(xué)表達(dá)式(用已知量和測量量表示)。變式演練變式演練【模型1變式1】(2025廣州一模)在《浮力》單元復(fù)習(xí)課上,學(xué)生用溢水杯和彈簧測力計測量雞蛋的密度。如圖甲,先把雞蛋緩慢放入盛滿水的溢水杯中,雞蛋沉底,測得溢出水的重力為;如圖乙,再把同一個雞蛋緩慢放入盛滿鹽水的溢水杯中,雞蛋漂浮,測得溢出鹽水的重力為。下列說法正確的是()A.雞蛋在水中和鹽水中受到的浮力分別為和,它們的關(guān)系是B.雞蛋的體積為C.雞蛋的密度為D.雞蛋密度為【模型1變式2】(2025·遼寧一模)小毛在測量物質(zhì)密度的實驗中進(jìn)行了如下操作:
(1)將天平放在水平臺上,游碼移至標(biāo)尺左端零刻度線處,發(fā)現(xiàn)指針指向分度盤中線左側(cè),應(yīng)該向側(cè)調(diào)節(jié)平衡螺母,使天平在水平位置平衡;(2)測量固體的密度:①將石塊放在天平的左盤,從大到小向右盤依次加減砝碼,當(dāng)加入最小砝碼后,指針指向分度盤的左側(cè),接下來的操作是,直至天平平衡;②天平平衡后,右盤砝碼及游碼在標(biāo)尺上的位置如圖甲,則石塊質(zhì)量為g;③將石塊放入量筒,水面的位置如圖乙,取出石塊后,量筒內(nèi)水的體積為40mL,則石塊的密度為kg/m3,這樣測出的石塊密度將偏;(3)小毛為測量未知液體的密度,設(shè)計了如下兩個方案,請利用給定實驗器材完成相應(yīng)的實驗步驟:(在兩個方案中,你只需選擇一個方案做答即可)方案一:器材有質(zhì)量可忽略的薄壁平底的柱狀杯、裝有水的水槽、刻度尺;①在柱狀杯中加入適量的未知液體,使其漂浮在水槽中的水面上,如圖丙,測出柱狀杯中未知液體深度h1;②接下來的操作是:為h2;③未知液體密度的表達(dá)式:ρ=(用所測物理量h1、h2和水的密度ρk表示);方案二:器材有天平(已調(diào)平、無砝碼)、刻度尺、膠頭滴管、兩個分別裝有水和未知液體的相同平底柱狀杯;①測出杯中未知液體的深度為h1,將裝有未知液體的杯放在天平左盤,水杯放在右盤,天平右端下沉,如圖丁所示;
②接下來的操作是:為h2;③未知液體密度的表達(dá)式:ρ=(用所測物理量h1、h2和水的密度ρk表示)。方案一:方案二:【模型1變式3】(2025河南·一模)橡皮泥可以被捏成各種形狀,深受同學(xué)們喜歡。學(xué)習(xí)了力學(xué)知識后,小紅利用家中的量杯、茶壺和墊塊,測出了橡皮泥的密度。已知橡皮泥的密度大于水的密度(橡皮泥的吸水忽略不計),操作過程如下:①如圖,把茶壺的一側(cè)墊起并裝滿水,將橡皮泥輕輕放入茶壺中,用量杯接住溢出的水;②倒掉量杯中的水,從茶壺中取出橡皮泥,將量杯和橡皮泥擦干;③把茶壺重新加滿水,將橡皮泥捏成空心碗放入壺中,讓其浮在水面上,用量杯接住溢出的水。(1)操作①是為了獲得橡皮泥的______,操作③是為了獲得橡皮泥的______;(2)假設(shè)操作①量杯中水的體積為,操作③量杯中水的體積為,水的密度為,請寫出橡皮泥密度的表達(dá)式______;(3)如果操作③中茶壺里的水有少量進(jìn)入橡皮泥捏成的空心碗中,則橡皮泥密度的測量結(jié)果______(選填“變大”、“變小”或“不變”)。模型模型02結(jié)合杠桿平衡條件測量密度『模型解讀,給思維方法及解題規(guī)律』我們以測量物塊密度為例,說明結(jié)合杠桿平衡條件測量密度問題的基本思路:(1)調(diào)節(jié)杠桿水平平衡后,用細(xì)線將物塊掛于杠桿左側(cè),將合適個鉤碼掛于右側(cè),杠桿仍處于水平平衡,每個鉤碼質(zhì)量是一定的,杠桿中相鄰兩刻度間距離相等,所以力臂可以用表示出來(一般情況下給出),這時根據(jù)杠桿平衡條件可以求出物塊質(zhì)量m;(2)將該物塊浸沒在裝有水的燒杯中,調(diào)節(jié)右側(cè)鉤碼的位置,使杠桿處于水平平衡,則物塊在水中所受浮力F浮可以求出;(具體方法是根據(jù)杠桿平衡條件先求出細(xì)線對杠桿的拉力,再結(jié)合力的作用是相互的,得出F+F浮=G);(3)根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ水gV排求出物快體積;(4)最后根據(jù)密度公式求物快的密度。所以模型2運(yùn)用的物理知識有杠桿平衡條件、三個力的合成、相互作用力、阿基米的原理、密度公式。解解真題·思維剖析【例題2】(2023·達(dá)州·中考真題)在學(xué)習(xí)了密度、浮力、杠桿的相關(guān)知識后,小麗同學(xué)根據(jù)杠桿的平衡條件測出了一個物塊的密度,請幫她將下列步驟補(bǔ)充完整。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)相鄰兩刻度間距離相等的輕質(zhì)杠桿靜止在如圖甲所示的位置,此時杠桿(選填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài),為了使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);(2)調(diào)節(jié)杠桿水平平衡后,用細(xì)線將物塊掛于杠桿左側(cè),將3個鉤碼掛于右側(cè),杠桿仍處于水平平衡,如圖乙所示,每個鉤碼質(zhì)量100g,則物塊質(zhì)量為g;(3)將該物塊浸沒在裝有水的燒杯中,調(diào)節(jié)右側(cè)鉤碼的位置,使杠桿處于水平平衡,如圖丙所示,則物塊在水中所受浮力為N;(4)物塊的密度是kg/m3;(5)在探究杠桿平衡條件的實驗中,多次改變鉤碼的位置和個數(shù),收集多組數(shù)據(jù)的目的是(選填字母)。A.避免實驗的偶然性,便于得到普遍規(guī)律
B.取平均值,減小誤差變式演練變式演練【模型2變式1】(2025內(nèi)蒙古巴彥淖爾一模)如圖是“利用杠桿測量石塊密度”的實驗。(ρ水=1.0×103kg/m3)(1)在實驗前,杠桿靜止在圖甲所示的位置,此時杠桿處于(選填“平衡”或“不平衡”)狀態(tài);要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將平衡螺母向調(diào)節(jié),這樣做的目的是,并消除杠桿自重對實驗的影響。(2)在溢水杯中裝滿水,如圖乙所示,將石塊緩慢浸沒在水中,讓溢出的水流入小桶A中,此時小桶A中水的體積石塊的體積。(3)將石塊從溢水杯中取出,擦干后放入另一相同小桶B中,將裝有水和石塊的A、B兩個小桶分別掛在調(diào)好的杠桿兩端,移動小桶在杠桿上的位置,直到杠桿在水平位置恢復(fù)平衡,如圖丙所示。此時小桶A、B的懸掛點(diǎn)距支點(diǎn)O分別為13cm和5cm,若不考慮小桶重力,則石塊密度的測量值為kg/m3;若考慮小桶重力,石塊的實際密度將比上述測量值。【模型2變式2】(2025四川達(dá)州一模)同學(xué)們在探究影響浮力大小的因素時,發(fā)現(xiàn)手中的彈簧測力計損壞了,聰明的小強(qiáng)同學(xué)利用刻度均勻的杠桿和鉤碼(每只重0.5N)替代彈簧測力計順利地完成了該實驗。以下是小強(qiáng)同學(xué)的實驗操作,請你幫他完善該實驗探究。(1)將杠桿安裝在支架上,靜止時如圖1所示,應(yīng)將平衡螺母向______(選填“右”或“左”)調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡;(2)如圖2甲所示,將重2N的物體G掛在A點(diǎn),兩只鉤碼掛在B點(diǎn)時,杠桿在水平位置平衡;(3)將物體G部分浸入水中(如圖2乙所示),兩只鉤碼移到C點(diǎn)時,杠桿在水平位置平衡;(4)將物體G浸沒于水中(如圖2丙所示),兩只鉤碼移到D點(diǎn)時,杠桿在水平位置平衡;(5)將物體G浸沒于鹽水中(如圖2丁所示),兩只鉤碼移到E點(diǎn)時,杠桿在水平位置平衡。分析與論證:分析比較(2)、(3)、(4)可得:物體G所受浮力大小與______有關(guān);分析比較(2)、(4)、(5)可得:物體G所受浮力大小與有______關(guān);由題中信息計算物體G的體積V=______m3,鹽水的密度______kg/m3。(,g=10N/kg)【模型2變式3】(2025廣西一模)某小組在測量液體密度的實驗中(1)調(diào)節(jié)天平橫梁平衡時,先把_______移到標(biāo)尺左端零刻度線處,若指針靜止時指在分度盤中央刻度線的左側(cè),則應(yīng)向________(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)平衡螺母,使橫梁平衡。(2)用天平測出空燒杯的質(zhì)量,如圖甲所示,質(zhì)量為_______g。用天平稱量時,天平是_______(選填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”)杠桿。(3)將花生油倒入空燒杯,測出其總質(zhì)量,再將燒杯中的花生油倒入量筒中測出其體積,但花生油太多,無法全部倒入量簡中。經(jīng)小組討論,只需增加一個步驟用天平測出______的質(zhì)量,即可求出花生油的密度。(4)受《天工開物》中枯棒汲水(圖乙)啟發(fā),小組自制了“杠桿密度計”如圖丙,將一輕質(zhì)細(xì)硬桿用細(xì)線固定在0點(diǎn)并懸掛起來,物塊固定懸掛在A點(diǎn),把不計質(zhì)量的礦泉水瓶裝滿水,用細(xì)線懸掛在桿上,將懸掛點(diǎn)移至B點(diǎn),使桿在水平位置平衡。換用相同的礦泉水瓶裝滿不同液體,重復(fù)以上操作,在桿上可標(biāo)出懸掛點(diǎn)B1、B2、B3……對應(yīng)密度的刻度值。①若B1點(diǎn)在B點(diǎn)的左側(cè),則B1點(diǎn)對應(yīng)的密度ρ1與水的密度ρ水水的關(guān)系是ρ1_______ρ水(選填“<”“=”或“>”)。②若測得B、B2到O點(diǎn)的距離分別為l、l2,則B2點(diǎn)標(biāo)注的密度值為___________(用ρ水及題給字母表示)練練好題·題組通關(guān)題組1.結(jié)合浮力知識測量密度試題精煉1.(2024湖北真題)小華在喝完口服液后,想通過實驗測出空瓶材質(zhì)的密度,但是他只找到了量筒,于是進(jìn)行了如下實驗操作:如圖甲,在量筒中注入適量的水,讀出量筒的示數(shù);如圖乙,將空瓶放入水中,空瓶漂浮在水面上,讀出量筒的示數(shù);如圖丙,將空瓶壓至水下,空瓶被量筒中的水注滿后沉底,讀出量筒的示數(shù)。(1)空瓶漂浮時浮力______重力,沉底后浮力______重力;(填“>”“<”或“=”)(2)______mL,空瓶材質(zhì)所占體積為______mL;(3)空瓶材質(zhì)的密度為______。(水的密度)2.(2025重慶一模)“混放是垃圾,分類是資源”,垃圾分類收集逐漸成為市民的好習(xí)慣。小吳同學(xué)在家里收集到一個廢舊水龍頭,同學(xué)們想通過測量密度知道它是由什么材料制成的。(1)小吳將天平放在水平桌面上,游碼移到零刻度線,發(fā)現(xiàn)天平的左盤較高,應(yīng)將平衡螺母向________調(diào)節(jié),直至指針對準(zhǔn)分度盤的________刻度線。將水龍頭放在天平左盤,向右盤加減砝碼并移動游碼,天平平衡時如圖甲所示,測得水龍頭質(zhì)量為________g;然后用溢水杯、水、小燒杯、細(xì)線和天平測出水龍頭的體積并算出密度;(2)小欣提出用彈簧測力計測量密度更方便。她先用彈簧測力計測出水龍頭的重力;然后將水龍頭浸沒在水中靜止,發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)減小了2小格,這是因為水龍頭受到豎直向________的浮力,此時彈簧測力計的示數(shù)如圖乙所示為________N;小欣計算出水龍頭的密度是________;(3)同學(xué)們對實驗進(jìn)行交流評估,認(rèn)為________同學(xué)測得的密度誤差較大,主要原因是________。3.(2025深圳一模)某同學(xué)測量物質(zhì)的密度。(一)測量牛奶的密度(1)天平放在水平臺上,將游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度線處,橫梁靜止時指針偏右,應(yīng)向______調(diào)節(jié)平衡螺母,直至指針指在分度盤中央;(2)將裝有適量牛奶的燒杯放在天平左盤,當(dāng)天平重新平衡時,右盤中的砝碼和游碼的位置如圖(a)所示,則燒杯和牛奶的質(zhì)量______g;(3)將燒杯中部分牛奶倒入量筒中,液面的位置如圖(b)所示;(4)測出燒杯和剩余牛奶的質(zhì)量;(5)設(shè)計的記錄數(shù)據(jù)的表格如下,表格中▲處應(yīng)補(bǔ)充的內(nèi)容是______;燒杯和牛奶的質(zhì)量/g燒杯和剩余牛奶的質(zhì)量/g▲/g量筒中牛奶的體積牛奶的密度
(6)根據(jù)測量數(shù)據(jù)求得牛奶的密度______。(二)測量瓷勺的密度:該同學(xué)清洗餐具時,發(fā)現(xiàn)瓷勺沉到水底,于是想測量瓷勺的密度。該同學(xué)用廚房電子秤、透明塑料杯、細(xì)線、廚具支架和水(密度為),進(jìn)行如下操作:a.用電子秤測量瓷勺的質(zhì)量;b.將適量的水裝入塑料杯并測出杯和水的總質(zhì)量;c.按照圖(c)所示的方式組裝,讀出電子秤的示數(shù)?;卮鹣铝袉栴}:(1)選用、、、和g中的字母表示圖(c)中瓷勺所受的拉力______,瓷勺的密度______;(2)若圖(c)中瓷勺接觸杯底并對杯底有壓力,會使測得的密度偏______。4.(2025遼寧一模)小明和小紅使用不同的器材分別對石塊的密度進(jìn)行了測量。(1)小明將托盤天平放在水平桌面上,把游碼撥至標(biāo)尺左側(cè)零位,發(fā)現(xiàn)指針?biāo)幬恢萌鐖D甲所示,應(yīng)將平衡螺母向______移動,使天平橫梁在水平位置平衡;(2)把石塊放在天平的______盤中,用鑷子向另一個盤中加減砝碼,再移動游碼。當(dāng)天平平衡時,砝碼質(zhì)量以及游碼在標(biāo)尺上的位置如圖乙所示,則石塊的質(zhì)量是______g;(3)小明又測出石塊的體積是,則石塊的密度是______;(4)實驗后,小明發(fā)現(xiàn)所用的砝碼生銹了,則所測石塊密度比真實值______(選填“偏大”、“偏小”或“不變”);(5)小紅用圓柱形容器、刻度尺和一個不吸水的小木塊等器材測量石塊密度:①如圖丙所示,容器內(nèi)裝入適量的水,小木塊放入容器內(nèi)靜止時,測出容器內(nèi)水深為h1;②如圖丁所示,用細(xì)線把石塊與木塊系住放入容器內(nèi)靜止時,測出容器內(nèi)水深為h2;③如圖戊所示,將石塊直接放入容器內(nèi)水中,測出容器內(nèi)水深為h3;④石塊密度的表達(dá)式ρ石=______。(用字母表示,水的密度為ρ水)5.(2025廣西南寧·一模)物理課上小明做了“測量小石塊密度”的實驗,以下是他的操作過程:(1)首先將天平放在桌面上,將游碼移至標(biāo)尺左端的“0”刻度線上,發(fā)現(xiàn)指針的位置如圖(甲)所示,則需將平衡螺母向調(diào)節(jié),使天平橫梁平衡;(2)用調(diào)節(jié)好的天平測量小石塊質(zhì)量天平再次平衡時所用的砝碼和游碼的位置如圖(乙)所示,則小石塊質(zhì)量為;(3)將石塊放入盛水的量筒中,量筒前后液面如圖(丙)(?。┧荆瑒t小石塊的體積為;(4)小石塊的密度為;(5)課后小明通過思考發(fā)現(xiàn),用一把刻度尺、裝有適量水的水槽和兩個相同的薄壁圓柱形平底玻璃容器(容器厚度忽略不計),即可測出家中醬油的密度。他設(shè)計如下實驗步驟:①向玻璃容器中倒入適量的醬油,將容器緩慢的放入水槽中,處于豎直漂浮狀態(tài),如圖(戊)所示,測出容器下表面到水面的距離為;②從容器中取出一部分醬油,放入另一個放在水平桌面上的玻璃容器中,如圖(己)所示,測量出為;③讓裝有剩余醬油的玻璃容器再次處于與圖戊相同的狀態(tài),如圖(庚)所示,測出容器下表面到水面的距離為;④醬油密度(用表示)。題組2.結(jié)合杠桿平衡條件測量密度試題精煉6.(2025哈爾濱一模)密度是物質(zhì)的重要屬性,生產(chǎn)、生活中常常需要測量各種液體的密度。某同學(xué)在綜合實踐活動中自制了測量液體密度的杠桿密度計,可以從杠桿上的刻度直接讀出液體密度的數(shù)值,受到了老師的肯定和表揚(yáng),結(jié)構(gòu)如圖所示。所用器材:輕質(zhì)杠桿(自身重力忽略不計)、兩種規(guī)格的空桶(100mL和200mL)、質(zhì)量為m的物體A、細(xì)線。設(shè)計過程如下:(1)將杠桿在O點(diǎn)懸掛起來,空桶懸掛在B點(diǎn),質(zhì)量為m的物體A懸掛在C點(diǎn)時,杠桿水平平衡。測出B點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為l,C點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為l0,此時C點(diǎn)的密度刻度線應(yīng)標(biāo)注為______;(2)在B點(diǎn)的空桶內(nèi)注滿液體,空桶容積為V,移動物體A至C1位置,使杠桿在水平位置平衡。C1點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為l1,此時C1點(diǎn)的密度值為______(用題中所給的字母表示);(3)已知密度為1.0×103kg/m3刻度線與零刻度線之間的距離為4cm,則密度為0.8×103kg/m3刻度線與零刻度線之間的距離為______cm;(4)要使制作的杠桿密度計測量精度更高一些,應(yīng)選擇______規(guī)格的空桶(選填“100mL”或“200mL”)。7.(2025·山東濰坊一模)小明利用實驗室器材測量兩塊大小和材質(zhì)均不相同的石塊的密度。
(1)天平調(diào)平衡后,在測量小石塊質(zhì)量時,往右盤加減砝碼過程中,加入最小砝碼后,天平指針位置如圖甲(一)所示,將最小砝碼取出,指針位置如圖甲(二)所示,接下來正確的操作是,直至指針對準(zhǔn)分度盤中央刻度線,此時天平如圖乙所示,則小石塊的質(zhì)量是g;(2)用細(xì)線系住小石塊放入盛水的量筒中,量筒前后液面變化如圖丙所示,則小石塊的密度為;(3)小明發(fā)現(xiàn)利用天平和量筒無法完成大石塊密度的測量,經(jīng)思考后,進(jìn)行了如下實驗操作;①將杠桿調(diào)節(jié)水平平衡后,在兩側(cè)各掛大石塊和彈簧測力計,豎直拉動測力計使杠桿水平平衡,如圖丁所示,記錄此時彈簧測力計示數(shù)為;②將石塊浸沒于盛水的燒杯中,豎直拉動測力計使杠桿再次水平平衡,如圖戊所示,記錄此時彈簧測力計示數(shù)為;③已知水的密度為,計算大石塊的密度(用、、表示)。
8.(2025四川南充一模)某同學(xué)在“探究杠桿平衡條件”的實驗中:(1)實驗前,發(fā)現(xiàn)杠桿如圖甲所示,則應(yīng)將杠桿左端平衡螺母向___________(選填“左”或“右”)端適當(dāng)調(diào)節(jié),使杠水平平衡;(2)該同學(xué)通過如圖乙所示實驗得到相關(guān)數(shù)據(jù)如下表,由表中數(shù)據(jù)推測出杠桿的平衡條件是:___________(用F1、F2、l1、l2表示);序號動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm11.015.01.510.021.020.01.020.033.010.02015.0……(3)若將乙圖右側(cè)鉤碼換成彈簧測力計,如圖丙所示,保持杠桿水平平衡,彈簧測力計拉力方向由豎直方向a變?yōu)榉较騜后,彈簧測力計的示數(shù)將___________(選填“增大”、“減小”或“不變”);(4)該同學(xué)在科技創(chuàng)新實驗中將此裝置改裝成了一個杠桿液體密度計,該裝置可測量小桶內(nèi)液體密度,如圖丁所示,將容積為20mL的小桶掛在M點(diǎn),調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿水平平衡,已知OM=OA=5cm,則杠桿密度計的“0刻度”線應(yīng)在___________(選填“O”或“A”)點(diǎn),將待測液體倒?jié)M小桶,在杠桿右端掛上重物并調(diào)節(jié)至N點(diǎn)位置時,杠桿剛好水平平衡,重物質(zhì)量10g,ON=15cm,N點(diǎn)位置應(yīng)標(biāo)注的密度刻度值是___________g/cm3,改裝后杠桿右端的密度刻度線___________(選填“是”或“不是”)均勻分布的(g=10N/kg)。9.(2025湖南長沙一模)小致根據(jù)杠桿平衡條件在家測量某液體的密度,其裝置放在水平面上,如圖所示。輕質(zhì)硬桿和垂直固定在一起,壓在電子秤上,O為支點(diǎn),且測量過程中O點(diǎn)和C點(diǎn)位置保持不變。(1)調(diào)節(jié)桿在水平位置平衡,其目的是______;(2)將一個質(zhì)量不計的礦泉水瓶裝滿水,用細(xì)線將礦泉水瓶懸掛在桿的D點(diǎn)上,記錄此時電子秤的示數(shù)為m,測量懸掛點(diǎn)D到O點(diǎn)的距離為;(3)取下裝水的礦泉水瓶,將另一個完全相同的礦泉水瓶裝滿待測液體,用細(xì)線將礦泉水瓶懸掛在D點(diǎn),此時電子秤的示數(shù)小于m,則待測液體的密度______水的密度(選填“大于”、“等于”或“小于”)。向______(選填“左”或“右”)移動懸掛點(diǎn)的位置,直到電子秤的示數(shù)仍為m,測量此時懸掛點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為;(4)待測液體密度的表達(dá)式為______(水的密度用水表示);(5)若考慮礦泉水瓶的質(zhì)量,測量結(jié)果為,則______(選填“>”、“=”或“<”)。專題09特殊方法測量密度模型解讀|模型構(gòu)建|真題演練|素養(yǎng)通關(guān)識識·題型解讀命題特點(diǎn)+技巧解讀+真題示例明·模板構(gòu)建答題模板/技巧點(diǎn)撥+典型問答模型01結(jié)合浮力知識測量密度模型02結(jié)合杠桿平衡條件測量密度用·真題演練真題示例+思路點(diǎn)撥/模板運(yùn)用+規(guī)范答題+變式演練練·模板運(yùn)用最新模擬、預(yù)測考向練·模板運(yùn)用最新模擬、預(yù)測考向識識中考·模型解讀高頻模型中考題型與分值分布命題特點(diǎn)模型01結(jié)合浮力知識測量密度(難點(diǎn))綜合實驗題(4-6分)一般情況下,各省中考物理命題,特殊方測量密度部分有時會出現(xiàn)1道題,這類題屬于考查學(xué)生知識綜合能力應(yīng)用,是考查物理綜合素養(yǎng)的創(chuàng)新舉措。是今后命題的大方向。分值6分以內(nèi)。模型02結(jié)合杠桿平衡條件測量密度(創(chuàng)新點(diǎn))綜合實驗題(4-6分)善善總結(jié)·模型構(gòu)建模|型|構(gòu)|建模型模型01結(jié)合浮力知識測量密度『模型解讀,給思維方法及解題規(guī)律』結(jié)合浮力知識測量密度常見的兩種情況,具體思路如下:情況1.用稱重法,結(jié)合阿基米的原理,完成密度測量實驗我們以測量小石塊密度為例,說明解決問題的思路:(1)用細(xì)線拴住小石塊,先使用彈簧秤測量小石塊的重力G,(2)將小石塊全浸入水中,讀出彈簧秤的示數(shù)F示;(3)求出小石塊全浸入水中受到水的浮力F浮=G-F示;(4)小石塊浸沒在水中時,V排=V石塊,再利用阿基米的原理計算小石塊體積V石塊;石塊的密度情況2.用浮沉條件中的漂浮法,結(jié)合阿基米的原理,完成密度測量實驗我們以測量小礦石密度為例,說明解決問題的思路:(1)將空瓶放入盛有適量水的量筒內(nèi),穩(wěn)定后水面位置為V1;(2)將小礦石放入瓶中,穩(wěn)定后水面位置為V2;此時空瓶和小礦石處于漂浮狀態(tài),根據(jù)物體的浮沉條件和阿基米德原理可知,漂浮時受到的浮力等于自身的重力,排開的水的重力為小礦石的重力;所以小礦石的重力
小礦石的質(zhì)量(3)將小礦石從瓶中取出放入量筒內(nèi),穩(wěn)定后水面位置為V3,則小礦石的體積
(4)根據(jù)密度公式求出小礦石的密度注意:對于形狀規(guī)則的物體,其體積可以直接通過刻度尺測量。隨意結(jié)合浮力知識測量密度,關(guān)鍵是弄清楚質(zhì)量如何測量出來。情況1是利用稱重法結(jié)合阿基米的原理;情況2是利用物體漂浮法結(jié)合阿基米的原理。解解真題·思維剖析【例題1】(2024天津中考真題)喜歡篆刻的津津同學(xué)購買了一塊練習(xí)用的印章石料,他想知道這塊石料的密度,于是從家中找到如圖所示的器材和足夠長的細(xì)線、足量的水(水的密度為)。請你從中選用合適的器材,幫他設(shè)計一個測量該石料密度的實驗方案。要求:(1)寫出主要的實驗步驟及所需測量的物理量;(2)寫出石料密度的數(shù)學(xué)表達(dá)式(用已知量和測量量表示)?!敬鸢浮浚?)見解析;(2)【解析】(1)①用電子秤稱出石料的質(zhì)量;②將盛有適量水的玻璃杯放到電子秤上,讀出示數(shù);③用細(xì)線系住石料浸沒在水中(不與杯底或側(cè)壁接觸),讀出示數(shù)。(2)石料浸沒水中排開水的質(zhì)量由可得,石料的體積石料的密度故石料的密度為:。變式演練變式演練【模型1變式1】(2025廣州一模)在《浮力》單元復(fù)習(xí)課上,學(xué)生用溢水杯和彈簧測力計測量雞蛋的密度。如圖甲,先把雞蛋緩慢放入盛滿水的溢水杯中,雞蛋沉底,測得溢出水的重力為;如圖乙,再把同一個雞蛋緩慢放入盛滿鹽水的溢水杯中,雞蛋漂浮,測得溢出鹽水的重力為。下列說法正確的是()A.雞蛋在水中和鹽水中受到的浮力分別為和,它們的關(guān)系是B.雞蛋的體積為C.雞蛋的密度為D.雞蛋密度為【答案】B【解析】A.雞蛋在水中沉底,浮力小于重力,雞蛋在鹽水中漂浮,浮力等于重力,所以F1?<F2?,故A錯誤;B.雞蛋在水中沉底,排開水的體積等于雞蛋的體積,由阿基米德原理可得,雞蛋的體積故B正確;CD.雞蛋在鹽水中漂浮,浮力等于重力,即F浮?=G2?=G雞蛋?雞蛋的質(zhì)量雞蛋的密度故CD錯誤。故選B。【模型1變式2】(2025·遼寧一模)小毛在測量物質(zhì)密度的實驗中進(jìn)行了如下操作:
(1)將天平放在水平臺上,游碼移至標(biāo)尺左端零刻度線處,發(fā)現(xiàn)指針指向分度盤中線左側(cè),應(yīng)該向側(cè)調(diào)節(jié)平衡螺母,使天平在水平位置平衡;(2)測量固體的密度:①將石塊放在天平的左盤,從大到小向右盤依次加減砝碼,當(dāng)加入最小砝碼后,指針指向分度盤的左側(cè),接下來的操作是,直至天平平衡;②天平平衡后,右盤砝碼及游碼在標(biāo)尺上的位置如圖甲,則石塊質(zhì)量為g;③將石塊放入量筒,水面的位置如圖乙,取出石塊后,量筒內(nèi)水的體積為40mL,則石塊的密度為kg/m3,這樣測出的石塊密度將偏;(3)小毛為測量未知液體的密度,設(shè)計了如下兩個方案,請利用給定實驗器材完成相應(yīng)的實驗步驟:(在兩個方案中,你只需選擇一個方案做答即可)方案一:器材有質(zhì)量可忽略的薄壁平底的柱狀杯、裝有水的水槽、刻度尺;①在柱狀杯中加入適量的未知液體,使其漂浮在水槽中的水面上,如圖丙,測出柱狀杯中未知液體深度h1;②接下來的操作是:為h2;③未知液體密度的表達(dá)式:ρ=(用所測物理量h1、h2和水的密度ρk表示);方案二:器材有天平(已調(diào)平、無砝碼)、刻度尺、膠頭滴管、兩個分別裝有水和未知液體的相同平底柱狀杯;①測出杯中未知液體的深度為h1,將裝有未知液體的杯放在天平左盤,水杯放在右盤,天平右端下沉,如圖丁所示;
②接下來的操作是:為h2;③未知液體密度的表達(dá)式:ρ=(用所測物理量h1、h2和水的密度ρk表示)?!敬鸢浮浚?)右(2)調(diào)節(jié)游碼27.22.72×103?。?)方案一:測杯浸入水中的深度方案二:用膠頭滴管從右杯中取出適量的水,直至天平平衡,測出杯中水的深度【解析】(1)天平調(diào)節(jié)的方法是“左偏右調(diào)、右偏左調(diào)”,指針指向分度盤中線左側(cè),應(yīng)該向右側(cè)調(diào)節(jié)平衡螺母,使天平平衡。(2)當(dāng)加入最小砝碼后,指針指向分度盤的左側(cè),可以向右調(diào)節(jié)游碼,使天平平衡;標(biāo)尺的分度值為0.2g,對應(yīng)的值為2.2g,砝碼為25g,則石塊質(zhì)量為2.2g+25g=27.2g如圖乙所示,此時量筒的示數(shù)為50mL,取出石塊后,量筒內(nèi)水的體積為40ml,故石塊的體積為10mL即10cm3,所以石塊的密度為當(dāng)取出石塊時,部分水附著在石塊上被帶走,剩余水的體積減小,測量石塊的實際體積等于總體積減去剩余體積,則石塊的體積比實際體積要大,由可知,質(zhì)量不變,體積變大,故密度比實際的要小。(2)當(dāng)測出未知液體的高度,接下來應(yīng)該測量裝液體的杯子液體浸在水中的深度h2,設(shè)柱狀杯的底面積為S,液體的浮力為F浮=ρ水gV排=ρ水gSh2液體的重力為G=mg=ρkVg=ρkSh1g根據(jù)浮力可知,液體受到的浮力等于液體的重力,即F浮=G換算可得ρ水gSh2=ρkSh1g解得該液體的密度為(4)如圖丁所示,說明水的質(zhì)量大于未知液體的質(zhì)量,可以用膠頭滴管從右杯中取出適量的水,直至天平平衡,測出杯中水的深度為h2;設(shè)相同的柱狀杯底面積為S,則水的質(zhì)量可表示為m水=ρ水Sh2未知液體的質(zhì)量可表示為mk=ρkSh1此時天平剛好平衡,即水的質(zhì)量和未知液體質(zhì)量相同即ρ水Sh2=mk=ρkSh1解得未知液體的密度為【模型1變式3】(2025河南·一模)橡皮泥可以被捏成各種形狀,深受同學(xué)們喜歡。學(xué)習(xí)了力學(xué)知識后,小紅利用家中的量杯、茶壺和墊塊,測出了橡皮泥的密度。已知橡皮泥的密度大于水的密度(橡皮泥的吸水忽略不計),操作過程如下:①如圖,把茶壺的一側(cè)墊起并裝滿水,將橡皮泥輕輕放入茶壺中,用量杯接住溢出的水;②倒掉量杯中的水,從茶壺中取出橡皮泥,將量杯和橡皮泥擦干;③把茶壺重新加滿水,將橡皮泥捏成空心碗放入壺中,讓其浮在水面上,用量杯接住溢出的水。(1)操作①是為了獲得橡皮泥的______,操作③是為了獲得橡皮泥的______;(2)假設(shè)操作①量杯中水的體積為,操作③量杯中水的體積為,水的密度為,請寫出橡皮泥密度的表達(dá)式______;(3)如果操作③中茶壺里的水有少量進(jìn)入橡皮泥捏成的空心碗中,則橡皮泥密度的測量結(jié)果______(選填“變大”、“變小”或“不變”)?!敬鸢浮浚?)體積質(zhì)量(2)(3)不變【解析】(1)操作①中橡皮泥沉底,所以溢出水體積為橡皮泥體積。操作③中橡皮泥浮在水面上靜止,所以其浮力等于橡皮泥重力,而浮力等于排開水得重力,就可有G=mg得橡皮泥質(zhì)量。(2)操作③中橡皮泥所受浮力為因為浮力等于橡皮泥重力,所以橡皮泥質(zhì)量為所以橡皮泥密度為(3)茶壺里的水有少量進(jìn)入橡皮泥捏成的空心碗中,會使浮力變大,但溢出水的不變,密度測量結(jié)果不變。模型模型02結(jié)合杠桿平衡條件測量密度『模型解讀,給思維方法及解題規(guī)律』我們以測量物塊密度為例,說明結(jié)合杠桿平衡條件測量密度問題的基本思路:(1)調(diào)節(jié)杠桿水平平衡后,用細(xì)線將物塊掛于杠桿左側(cè),將合適個鉤碼掛于右側(cè),杠桿仍處于水平平衡,每個鉤碼質(zhì)量是一定的,杠桿中相鄰兩刻度間距離相等,所以力臂可以用表示出來(一般情況下給出),這時根據(jù)杠桿平衡條件可以求出物塊質(zhì)量m;(2)將該物塊浸沒在裝有水的燒杯中,調(diào)節(jié)右側(cè)鉤碼的位置,使杠桿處于水平平衡,則物塊在水中所受浮力F浮可以求出;(具體方法是根據(jù)杠桿平衡條件先求出細(xì)線對杠桿的拉力,再結(jié)合力的作用是相互的,得出F+F浮=G);(3)根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ水gV排求出物快體積;(4)最后根據(jù)密度公式求物快的密度。所以模型2運(yùn)用的物理知識有杠桿平衡條件、三個力的合成、相互作用力、阿基米的原理、密度公式。解解真題·思維剖析【例題2】(2023·達(dá)州·中考真題)在學(xué)習(xí)了密度、浮力、杠桿的相關(guān)知識后,小麗同學(xué)根據(jù)杠桿的平衡條件測出了一個物塊的密度,請幫她將下列步驟補(bǔ)充完整。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)相鄰兩刻度間距離相等的輕質(zhì)杠桿靜止在如圖甲所示的位置,此時杠桿(選填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài),為了使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);(2)調(diào)節(jié)杠桿水平平衡后,用細(xì)線將物塊掛于杠桿左側(cè),將3個鉤碼掛于右側(cè),杠桿仍處于水平平衡,如圖乙所示,每個鉤碼質(zhì)量100g,則物塊質(zhì)量為g;(3)將該物塊浸沒在裝有水的燒杯中,調(diào)節(jié)右側(cè)鉤碼的位置,使杠桿處于水平平衡,如圖丙所示,則物塊在水中所受浮力為N;(4)物塊的密度是kg/m3;(5)在探究杠桿平衡條件的實驗中,多次改變鉤碼的位置和個數(shù),收集多組數(shù)據(jù)的目的是(選填字母)。A.避免實驗的偶然性,便于得到普遍規(guī)律
B.取平均值,減小誤差【答案】(1)是右(2)400(3)2(4)2×103(5)A【解析】(1)由圖甲可知,杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡,故杠桿處于平衡狀態(tài)。圖甲可知,杠桿左邊低右邊高,應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié),使得杠桿在水平位置平衡。(2)設(shè)杠桿每一小格代表L,每個鉤碼的重力為G,根據(jù)杠桿平衡條件可得故,每個鉤碼質(zhì)量m=100g,由G=mg可得,物塊的質(zhì)量為(3)當(dāng)物塊浸沒在水中平衡時,設(shè)細(xì)線對杠桿的拉力為F,由杠桿平衡條件可得解得細(xì)線對杠桿的拉力為物塊的重力為則物塊在水中所受浮力為(4)根據(jù)阿基米德原理可得,物塊的體積等于其浸沒在水中排開水的體積,即由可得,物塊的密度為(5)多次改變鉤碼的位置和個數(shù),即多次改變力和力臂的大小,得到了多組實驗數(shù)據(jù),得出了杠桿平衡條件。該實驗測量多組數(shù)據(jù)的目的是得出的結(jié)論避免偶然性,尋找普遍規(guī)律,故A符合題意,B不符合題意。故選A。變式演練變式演練【模型2變式1】(2025內(nèi)蒙古巴彥淖爾一模)如圖是“利用杠桿測量石塊密度”的實驗。(ρ水=1.0×103kg/m3)(1)在實驗前,杠桿靜止在圖甲所示的位置,此時杠桿處于(選填“平衡”或“不平衡”)狀態(tài);要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將平衡螺母向調(diào)節(jié),這樣做的目的是,并消除杠桿自重對實驗的影響。(2)在溢水杯中裝滿水,如圖乙所示,將石塊緩慢浸沒在水中,讓溢出的水流入小桶A中,此時小桶A中水的體積石塊的體積。(3)將石塊從溢水杯中取出,擦干后放入另一相同小桶B中,將裝有水和石塊的A、B兩個小桶分別掛在調(diào)好的杠桿兩端,移動小桶在杠桿上的位置,直到杠桿在水平位置恢復(fù)平衡,如圖丙所示。此時小桶A、B的懸掛點(diǎn)距支點(diǎn)O分別為13cm和5cm,若不考慮小桶重力,則石塊密度的測量值為kg/m3;若考慮小桶重力,石塊的實際密度將比上述測量值?!敬鸢浮浚?)平衡;右;便于從杠桿上測量力臂;(2)等于;(3)2.6×103;偏大?!窘馕觥浚?)杠桿靜止在如圖甲所示位置,杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài),所以此時杠桿處于平衡狀態(tài);調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,目的是便于從杠桿上測量力臂,同時是為了讓杠桿的重心在支點(diǎn)上,可避免杠桿自重的影響;杠桿的右端上翹,平衡螺母向上翹的右端移動;(2)在溢水杯中裝滿水,如圖乙所示,將石塊緩慢浸沒在水中,讓溢出的水流入小桶A中,此時小桶A中水的體積等于石塊的體積;(3)將裝有水和石塊的A、B兩個小桶分別掛在調(diào)好的杠桿兩端,移動小桶在杠桿上的位置,直到杠桿在水平位置回復(fù)平衡,如圖丙所示。此時小桶A、B的懸掛點(diǎn)距支點(diǎn)O分別為13cm和5cm,若不考慮小桶重力,根據(jù)杠桿平衡條件可知,G石L1=G水L2,即m石gL1=m水gL2,ρ石V石gL1=ρ水V水gL2,ρ石V石L1=ρ水V水L2,因為倒出的水的體積就是石塊的體積,即V石=V水,則石塊的密度ρ石=?ρ水=×1×103kg/m3=2.6×103kg/m3;當(dāng)將石塊從水中拿出時,石片上會沾有水,因為體積沒變,質(zhì)量偏大。由ρ=可知,測量結(jié)果偏大?!灸P?變式2】(2025四川達(dá)州一模)同學(xué)們在探究影響浮力大小的因素時,發(fā)現(xiàn)手中的彈簧測力計損壞了,聰明的小強(qiáng)同學(xué)利用刻度均勻的杠桿和鉤碼(每只重0.5N)替代彈簧測力計順利地完成了該實驗。以下是小強(qiáng)同學(xué)的實驗操作,請你幫他完善該實驗探究。(1)將杠桿安裝在支架上,靜止時如圖1所示,應(yīng)將平衡螺母向______(選填“右”或“左”)調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡;(2)如圖2甲所示,將重2N的物體G掛在A點(diǎn),兩只鉤碼掛在B點(diǎn)時,杠桿在水平位置平衡;(3)將物體G部分浸入水中(如圖2乙所示),兩只鉤碼移到C點(diǎn)時,杠桿在水平位置平衡;(4)將物體G浸沒于水中(如圖2丙所示),兩只鉤碼移到D點(diǎn)時,杠桿在水平位置平衡;(5)將物體G浸沒于鹽水中(如圖2丁所示),兩只鉤碼移到E點(diǎn)時,杠桿在水平位置平衡。分析與論證:分析比較(2)、(3)、(4)可得:物體G所受浮力大小與______有關(guān);分析比較(2)、(4)、(5)可得:物體G所受浮力大小與有______關(guān);由題中信息計算物體G的體積V=______m3,鹽水的密度______kg/m3。(,g=10N/kg)【答案】(1)右(5)物體排開液體的體積液體的密度1.0×10-41.125×103【解析】杠桿在如圖1位置平衡后,要使杠桿在水平位置重新平衡,應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)。步驟(2)、(3)、(4)是讓物體未浸入、部分浸入和浸沒于水中,而鉤碼逐漸靠近支點(diǎn),說明物體G所受的浮力逐漸變大,所以可得物體G所受的浮力大小與排開液體的體積有關(guān)。步驟(4)(5)是讓物體G分別浸沒在水中和鹽水中,所以比較的是浮力大小與液體密度的關(guān)系。由步驟(4)及杠桿的平衡條件得(G物-F浮)?4L=1N?4L,(2N-F浮)?4L=1N?4L所以F浮=1N由阿基米德原理有,物體的體積由步驟(5)及杠桿的平衡條件得(2N-F?。??4L=1N?3.5L所以F?。?1.125N由阿基米德原理有,鹽水的密度【模型2變式3】(2025廣西一模)某小組在測量液體密度的實驗中(1)調(diào)節(jié)天平橫梁平衡時,先把_______移到標(biāo)尺左端零刻度線處,若指針靜止時指在分度盤中央刻度線的左側(cè),則應(yīng)向________(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)平衡螺母,使橫梁平衡。(2)用天平測出空燒杯的質(zhì)量,如圖甲所示,質(zhì)量為_______g。用天平稱量時,天平是_______(選填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”)杠桿。(3)將花生油倒入空燒杯,測出其總質(zhì)量,再將燒杯中的花生油倒入量筒中測出其體積,但花生油太多,無法全部倒入量簡中。經(jīng)小組討論,只需增加一個步驟用天平測出______的質(zhì)量,即可求出花生油的密度。(4)受《天工開物》中枯棒汲水(圖乙)啟發(fā),小組自制了“杠桿密度計”如圖丙,將一輕質(zhì)細(xì)硬桿用細(xì)線固定在0點(diǎn)并懸掛起來,物塊固定懸掛在A點(diǎn),把不計質(zhì)量的礦泉水瓶裝滿水,用細(xì)線懸掛在桿上,將懸掛點(diǎn)移至B點(diǎn),使桿在水平位置平衡。換用相同的礦泉水瓶裝滿不同液體,重復(fù)以上操作,在桿上可標(biāo)出懸掛點(diǎn)B1、B2、B3……對應(yīng)密度的刻度值。①若B1點(diǎn)在B點(diǎn)的左側(cè),則B1點(diǎn)對應(yīng)的密度ρ1與水的密度ρ水水的關(guān)系是ρ1_______ρ水(選填“<”“=”或“>”)。②若測得B、B2到O點(diǎn)的距離分別為l、l2,則B2點(diǎn)標(biāo)注的密度值為___________(用ρ水及題給字母表示)【答案】(1)游碼右(2)37.4等臂(3)見解析(4)>【解析】(1)使用天平的時候,要將天平放在水平臺面上,把游碼移到橫梁標(biāo)尺的零刻度線處,若指針左偏則應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié),使天平橫梁在水平位置平衡。(2)空燒杯的質(zhì)量天平左盤和右盤到支點(diǎn)的距離相同,則天平平衡時可看成等臂杠桿。(3)要求出花生油的密度,只需要知道量筒中花生油的質(zhì)量跟體積,則需要增加的步驟是:用天平測出燒杯中剩余花生油跟燒杯的體積。(4)①當(dāng)?shù)V泉水瓶裝滿水時,由杠桿平衡條件可知。當(dāng)換用相同的礦泉水瓶裝滿不同液體時,使桿在水平位置平衡,對應(yīng)懸掛點(diǎn)在B1,則若B1點(diǎn)在B點(diǎn)的左側(cè),則,則。兩液體積極相同,則。②由杠桿平衡條件可得則,B2點(diǎn)標(biāo)注的密度值練練好題·題組通關(guān)題組1.結(jié)合浮力知識測量密度試題精煉1.(2024湖北真題)小華在喝完口服液后,想通過實驗測出空瓶材質(zhì)的密度,但是他只找到了量筒,于是進(jìn)行了如下實驗操作:如圖甲,在量筒中注入適量的水,讀出量筒的示數(shù);如圖乙,將空瓶放入水中,空瓶漂浮在水面上,讀出量筒的示數(shù);如圖丙,將空瓶壓至水下,空瓶被量筒中的水注滿后沉底,讀出量筒的示數(shù)。(1)空瓶漂浮時浮力______重力,沉底后浮力______重力;(填“>”“<”或“=”)(2)______mL,空瓶材質(zhì)所占體積為______mL;(3)空瓶材質(zhì)的密度為______。(水的密度)【答案】(1)=<(2)744(3)【解析】(1)根據(jù)物體浮沉條件,空瓶漂浮時浮力等于重力,沉底后浮力小于重力。(2)如圖丙,量筒分度值為,則將空瓶壓至水下,空瓶被量筒中的水注滿后沉底,讀出量筒的示數(shù)。則空瓶材質(zhì)所占的體積為(5)空瓶漂浮時浮力等于重力,則空瓶重力為則空瓶材質(zhì)的密度為2.(2025重慶一模)“混放是垃圾,分類是資源”,垃圾分類收集逐漸成為市民的好習(xí)慣。小吳同學(xué)在家里收集到一個廢舊水龍頭,同學(xué)們想通過測量密度知道它是由什么材料制成的。(1)小吳將天平放在水平桌面上,游碼移到零刻度線,發(fā)現(xiàn)天平的左盤較高,應(yīng)將平衡螺母向________調(diào)節(jié),直至指針對準(zhǔn)分度盤的________刻度線。將水龍頭放在天平左盤,向右盤加減砝碼并移動游碼,天平平衡時如圖甲所示,測得水龍頭質(zhì)量為________g;然后用溢水杯、水、小燒杯、細(xì)線和天平測出水龍頭的體積并算出密度;(2)小欣提出用彈簧測力計測量密度更方便。她先用彈簧測力計測出水龍頭的重力;然后將水龍頭浸沒在水中靜止,發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)減小了2小格,這是因為水龍頭受到豎直向________的浮力,此時彈簧測力計的示數(shù)如圖乙所示為________N;小欣計算出水龍頭的密度是________;(3)同學(xué)們對實驗進(jìn)行交流評估,認(rèn)為________同學(xué)測得的密度誤差較大,主要原因是________?!敬鸢浮浚?)左中央181.4(2)上1.44.5(3)小欣見解析【解析】(1)天平的左盤較高,說明天平右端下沉,應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)節(jié),直至指針對準(zhǔn)分度盤的中央刻度線。由圖甲可知,游碼的分度值為0.2g,游碼的示數(shù)為1.4g,則測得水龍頭質(zhì)量為(2)將水龍頭浸沒在水中靜止,水龍頭會受到水的浮力,方向豎直向上。由圖乙可知,彈簧測力計的分度值為0.2N,示數(shù)為1.4N。由題意可知,水龍頭放入水中后彈簧測力計的示數(shù)減小了2小格,則水龍頭的重力為1.8N,水龍頭的質(zhì)量為根據(jù)稱重法測浮力可知,水龍頭受到的浮力為根據(jù)阿基米德原理可知,水龍頭的體積等于其排開水的體積,為水龍頭的密度為(3)在進(jìn)行實驗測量時,儀器越精確,讀出的數(shù)據(jù)越準(zhǔn)確,最終的實驗結(jié)果誤差越小。根據(jù)兩位同學(xué)的測量儀器可知,天平的讀數(shù)比彈簧測力計的讀數(shù)更準(zhǔn)確,即小欣同學(xué)根據(jù)彈簧測力計的示數(shù)得出的水龍頭的質(zhì)量和體積誤差較大,因此小欣同學(xué)測得的密度誤差較大。3.(2025深圳一模)某同學(xué)測量物質(zhì)的密度。(一)測量牛奶的密度(1)天平放在水平臺上,將游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度線處,橫梁靜止時指針偏右,應(yīng)向______調(diào)節(jié)平衡螺母,直至指針指在分度盤中央;(2)將裝有適量牛奶的燒杯放在天平左盤,當(dāng)天平重新平衡時,右盤中的砝碼和游碼的位置如圖(a)所示,則燒杯和牛奶的質(zhì)量______g;(3)將燒杯中部分牛奶倒入量筒中,液面的位置如圖(b)所示;(4)測出燒杯和剩余牛奶的質(zhì)量;(5)設(shè)計的記錄數(shù)據(jù)的表格如下,表格中▲處應(yīng)補(bǔ)充的內(nèi)容是______;燒杯和牛奶的質(zhì)量/g燒杯和剩余牛奶的質(zhì)量/g▲/g量筒中牛奶的體積牛奶的密度
(6)根據(jù)測量數(shù)據(jù)求得牛奶的密度______。(二)測量瓷勺的密度:該同學(xué)清洗餐具時,發(fā)現(xiàn)瓷勺沉到水底,于是想測量瓷勺的密度。該同學(xué)用廚房電子秤、透明塑料杯、細(xì)線、廚具支架和水(密度為),進(jìn)行如下操作:a.用電子秤測量瓷勺的質(zhì)量;b.將適量的水裝入塑料杯并測出杯和水的總質(zhì)量;c.按照圖(c)所示的方式組裝,讀出電子秤的示數(shù)?;卮鹣铝袉栴}:(1)選用、、、和g中的字母表示圖(c)中瓷勺所受的拉力______,瓷勺的密度______;(2)若圖(c)中瓷勺接觸杯底并對杯底有壓力,會使測得的密度偏______?!敬鸢浮浚ㄒ唬?)左(2)130.6(5)量筒內(nèi)牛奶的質(zhì)量(6)1.05(二)(1)(2)小【解析】(一)(1)天平在使用前需要調(diào)平,將游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度線處,橫梁靜止時指針偏右,說明右邊比較重,應(yīng)該將平衡螺母向左調(diào)節(jié)。(2)由圖可知,砝碼的質(zhì)量為130g,游碼對應(yīng)的刻度為0.6g,則燒杯和牛奶的質(zhì)量(5)表格中已經(jīng)記錄量筒內(nèi)牛奶的體積,計算出量筒內(nèi)牛奶的質(zhì)量,根據(jù)即可算出牛奶的密度,所以表格中應(yīng)補(bǔ)充的內(nèi)容是量筒內(nèi)牛奶的質(zhì)量。(6)量筒內(nèi)牛奶的質(zhì)量為由圖可知,量筒內(nèi)牛奶的體積為牛奶的密度為(二)(1)瓷勺的重力為將適量水裝入塑料杯并測出杯和水的總質(zhì)量,按照圖(c)所示的方式組裝,讀出電子秤的示數(shù),由于瓷勺受到浮力的作用,物體間力的作用是相互的,瓷勺給水一個豎直向下的力,故電子秤的示數(shù)增加,增加的示數(shù)是瓷勺排開水的質(zhì)量,所以瓷勺受到的浮力為圖(c)中瓷勺所受的拉力為根據(jù)可知,瓷勺體積為瓷勺的密度為(2)若圖(c)中瓷勺接觸杯底并對杯底有壓力,則將變大,由可知,測得的密度偏小。4.(2025遼寧一模)小明和小紅使用不同的器材分別對石塊的密度進(jìn)行了測量。(1)小明將托盤天平放在水平桌面上,把游碼撥至標(biāo)尺左側(cè)零位,發(fā)現(xiàn)指針?biāo)幬恢萌鐖D甲所示,應(yīng)將平衡螺母向______移動,使天平橫梁在水平位置平衡;(2)把石塊放在天平的______盤中,用鑷子向另一個盤中加減砝碼,再移動游碼。當(dāng)天平平衡時,砝碼質(zhì)量以及游碼在標(biāo)尺上的位置如圖乙所示,則石塊的質(zhì)量是______g;(3)小明又測出石塊的體積是,則石塊的密度是______;(4)實驗后,小明發(fā)現(xiàn)所用的砝碼生銹了,則所測石塊密度比真實值______(選填“偏大”、“偏小”或“不變”);(5)小紅用圓柱形容器、刻度尺和一個不吸水的小木塊等器材測量石塊密度:①如圖丙所示,容器內(nèi)裝入適量的水,小木塊放入容器內(nèi)靜止時,測出容器內(nèi)水深為h1;②如圖丁所示,用細(xì)線把石塊與木塊系住放入容器內(nèi)靜止時,測出容器內(nèi)水深為h2;③如圖戊所示,將石塊直接放入容器內(nèi)水中,測出容器內(nèi)水深為h3;④石塊密度的表達(dá)式ρ石=______。(用字母表示,水的密度為ρ水)【答案】(1)左(2)左46(3)(4)偏小(5)【解析】(1)小明將托盤天平放在水平桌面上,把游碼撥至標(biāo)尺左側(cè)零位,發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤的右側(cè),說明天平右側(cè)偏重,應(yīng)將平衡螺母向左移動,使天平橫梁在水平位置平衡。(2)用天平稱量物體時,應(yīng)把物品放在左盤,砝碼放在右盤,因此把石塊放在天平的左盤中,用鑷子向另一個盤中加減砝碼,再移動游碼。石塊質(zhì)量等于右盤砝碼的質(zhì)量加上標(biāo)尺上游碼指示的質(zhì)量,則石塊的質(zhì)量是(3)小明又測出石塊的體積是20cm3,則石塊的密度是(4)實驗所用的砝碼生銹了,砝碼的質(zhì)量變大,所測物體的質(zhì)量偏小,根據(jù)可知,則所測石塊密度比真實值偏小。(5)設(shè)容器的底面積為S,由丙、戊兩圖可知石塊的體積為設(shè)丙圖中木塊浸入水中的體積為,丁圖木塊和石塊浸入水中的體積為物體漂浮時浮力等于重力,由丙、丁兩圖可知,兩種情況下浮力兩式相減得石塊密度5.(2025廣西南寧·一模)物理課上小明做了“測量小石塊密度”的實驗,以下是他的操作過程:(1)首先將天平放在桌面上,將游碼移至標(biāo)尺左端的“0”刻度線上,發(fā)現(xiàn)指針的位置如圖(甲)所示,則需將平衡螺母向調(diào)節(jié),使天平橫梁平衡;(2)用調(diào)節(jié)好的天平測量小石塊質(zhì)量天平再次平衡時所用的砝碼和游碼的位置如圖(乙)所示,則小石塊質(zhì)量為;(3)將石塊放入盛水的量筒中,量筒前后液面如圖(丙)(?。┧荆瑒t小石塊的體積為;(4)小石塊的密度為;(5)課后小明通過思考發(fā)現(xiàn),用一把刻度尺、裝有適量水的水槽和兩個相同的薄壁圓柱形平底玻璃容器(容器厚度忽略不計),即可測出家中醬油的密度。他設(shè)計如下實驗步驟:①向玻璃容器中倒入適量的醬油,將容器緩慢的放入水槽中,處于豎直漂浮狀態(tài),如圖(戊)所示,測出容器下表面到水面的距離為;②從容器中取出一部分醬油,放入另一個放在水平桌面上的玻璃容器中,如圖(己)所示,測量出為;③讓裝有剩余醬油的玻璃容器再次處于與圖戊相同的狀態(tài),如圖(庚)所示,測出容器下表面到水面的距離為;④醬油密度(用表示)。【答案】(1)水平右(2)51.4(3)20(4)2.57(5)容器內(nèi)醬油的深度【解析】(1)使用天平測量物體質(zhì)量時,應(yīng)將天平放置在水平桌面上,將游碼歸零后使用平衡螺母調(diào)平天平,圖中指針偏左,說明左側(cè)偏重,應(yīng)將平衡螺母向右調(diào),直至指針指示分度盤中央。(2)小石塊質(zhì)量(3)小石塊的體積(4)小石塊的密度(5)]向玻璃容器中倒入適量的醬油,將容器緩慢的放入水槽中,處于豎直漂浮狀態(tài),如圖(戊)所示,測出容器下表面到水面的距離為,此時浮力等于重力,設(shè)容器底面積為S,則浮力從容器中取出一部分醬油,放入另一個放在水平桌面上的玻璃容器中,如圖(己)所示,測量出容器內(nèi)醬油的深度為。讓裝有剩余醬油的玻璃容器再次處于與圖戊相同的狀態(tài),如圖(庚)所示,測出容器下表面到水面的距離為,此時浮力則圖(己)中醬油的重力為則圖(己)中醬油的質(zhì)量為醬油的密度題組2.結(jié)合杠桿平衡條件測量密度試題精煉6.(2025哈爾濱一模)密度是物質(zhì)的重要屬性,生產(chǎn)、生活中常常需要測量各種液體的密度。某同學(xué)在綜合實踐活動中自制了測量液體密度的杠桿密度計,可以從杠桿上的刻度直接讀出液體密度的數(shù)值,受到了老師的肯定和表揚(yáng),結(jié)構(gòu)如圖所示。所用器材:輕質(zhì)杠桿(自身重力忽略不計)、兩種規(guī)格的空桶(100mL和200mL)、質(zhì)量為m的物體A、細(xì)線。設(shè)計過程如下:(1)將杠桿在O點(diǎn)懸掛起來,空桶懸掛在B點(diǎn),質(zhì)量為m的物體A懸掛在C點(diǎn)時,杠桿水平平衡。測出B點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為l,C點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為l0,此時C點(diǎn)的密度刻度線應(yīng)標(biāo)注為______;(2)在B點(diǎn)的空桶內(nèi)注滿液體,空桶容積為V,移動物體A至C1位置,使杠桿在水平位置平衡。C1點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為l1,此時C1點(diǎn)的密度值為______(用題中所給的字母表示);(3)已知密度為1.0×103kg/m3刻度線與零刻度線之間的距離為4cm,則密度為0.8×103kg/m3刻度線與零刻度線之間的距離為______cm;(4)要使制作的杠桿密度計測量精度更高一些,應(yīng)選擇______規(guī)格的空桶(選填“100mL”或“200mL”)?!敬鸢浮浚?)0(2)(3)3.2(4)200mL【解析】(1)空桶懸掛在B點(diǎn),質(zhì)量為m的物體A懸掛在C點(diǎn)時,杠桿水平平衡,桶中沒有液體,液體的密度為零,此時C點(diǎn)的密度刻度線應(yīng)標(biāo)注為0。(2)設(shè)空桶的質(zhì)量為m桶,由杠桿的平衡條件可知m桶gl=mgl0桶的質(zhì)量m桶=在B點(diǎn)的空桶內(nèi)注滿液體,根據(jù)杠桿的平衡條件可得(m桶+m)gl=mgl1(m桶+ρV)gl=mgl1(+ρV)gl=mgl1ρ=(3)由(2)中的公式可知ρ與(l1-l0)成正比,密度為1.0×103kg/m3刻度線與零刻度線之間的距離為4cm,則密度為0.8×103kg/m3刻度線與零刻度線之間的距離為l2l2=3.2cm(4)要使制作的杠桿密度計測量精度更高一些,分度值小一些,由ρ=可知增大液體的體積可以使密度小一些,分度值小一些,所以選擇200mL規(guī)格的空桶,精度更高一些。7.(2025·山東濰坊一模)小明利用實驗室器材測量兩塊大小和材質(zhì)均不相同的石塊的密度。
(1)天平調(diào)平衡后,在測量小石塊質(zhì)量時,往右盤加減砝碼過程中,加入最小砝碼后,天平指針位置如圖甲(一)所示,將最小砝碼取出,指針位置如圖甲(二)所示,接下來正確的操作是,直至指針對準(zhǔn)分度盤中央刻度線,此時天平如圖乙所示,則小石塊的質(zhì)量是g;(2)用細(xì)線系住小石塊放入盛水的量筒中,量筒前后液面變化如圖丙所示,則小石塊的密度為;(3)小明發(fā)現(xiàn)利用天平和量筒無法完成大石塊密度的測量,經(jīng)思考后,進(jìn)行了如下實驗操作;①將杠桿調(diào)節(jié)水平平衡后,在兩側(cè)各掛大石塊和彈簧測力計,豎直拉動測力計使杠桿水平平衡,如圖丁所示,記錄此時彈簧測力計示數(shù)為;②將石塊浸沒于盛水的燒杯中,豎直拉動測力計使杠桿再次水平平衡,如圖戊所示,記錄此時彈簧測力計示數(shù)為;③已知水的密度為,計算大石塊的密度(用、、表示)。
【答案】(1)向右移動游碼,使天平橫梁重新在水平位置平衡54.4(2)2.72(3)
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