初中物理竞赛专题六、质量和密度

初中应用物理知识竞赛题分类解析专题六、质量和密度一．选择题1．（2011年上海初中物理知识竞赛题）夏日炎炎，气温节节上升，小徐发现温度计内的水银液面慢慢升高。水银液面升高的原因，是因为水银的()A．体积变大了B．比热容变大了C．质量变大了D．密度变大了1.答案：A解析：由于水银热胀冷缩，气温节节上升，水银液面升高的原因是因为水银的体积变大了，选项A正确。2.（2007年上海初中物理知识竞赛题）现有密度分别为ρ1和ρ2的两种液体，且ρ1ρ2。在甲杯中盛满这两种液体，两种液体的质量各占一半；在乙杯中也盛满这两种液体，两种液体的体积各占一半。假设两种液体之间不发生混合现象，甲、乙两个杯子也完全相同，则()A．甲杯内液体的质量大B．乙杯内液体的质量大C．两杯内液体的质量一样大D．无法确定2.答案：B解析：由21112m=V解得甲杯中液体质量m=2ρ1ρ2V/(ρ1+ρ2），乙杯中液体质量M=ρ1V/2+ρ2V/2=（ρ1+ρ2）V/2，m—M=—(ρ1—ρ2)2V/(ρ1+ρ2）0，乙杯中液体质量大。选项B正确。点评：比较两个物理量的大小，可以采用作差法和作商法。所谓作差法就是两个物理量相减，若差值是正值，则被减数大于减数；若差值是负值，则被减数小于减数。所谓作商法就是两个物理量相除，若商大于1，则被除数大于除数；若商小于1，则被除数小于除数。3.（2008河南初中应用物理知识竞赛预赛题）为了铸造金属工件，事先用密度为ρ1的实木材料制成木模，木模的质量为1.8kg．再用密度为ρ2的合金铸造30个这样的工件，这些合金的总质量为648kg，则木模与合金材料密度之比为()A．1︰4B．1︰12C．1︰30D．1︰3603.答案：B解析：每个合金铸造工件质量为648kg/30=21.6kg，木模与合金材料密度之比为ρ1︰ρ2=1.8︰21.6=1︰12，选项B正确。4．（2007年上海初中物理知识竞赛题）某冰块中有一小石头，冰和石头的总质量是64克，将它们放在盛有水的圆柱形容器中恰好悬浮于水中。当冰全部熔化后，容器里的水面下降了0.6厘米，若容器的底面积为10厘米2，则石头的密度为（）(A)2.0×l03千克/米3(B)2.5×103千克/米3(C)3.0×l03千克/米3(D)3.5×l03千克/米34.答案：B解析：包有石头的冰块放在盛有水的圆柱形容器中恰好悬浮于水中，冰和石头的总质量是64克，说明包有石头的冰块受到的重力等于浮力，即V冰ρ冰g+V石ρ石g=mg。当冰全部熔化后，容器里的水面下降了0.6厘米，说明冰体积和熔化的水体积之差为△V=0.6厘米×10厘米2=6厘米3，即V冰ρ冰=（V冰—△V）ρ水。V冰+V石=m/ρ水.，联立解得石头的密度为ρ石=2.5×103千克/米3，选项B正确。5．2012年7月27日至8月12日，第30界奥林匹克运动会在伦敦举行，我国运动员获得38枚金牌。奥运会金牌是纯银制作镀金，已知镀金层的体积是金牌总体积的0.1倍，黄金的密度是19.3×103kg/m3，白银的密度为10.5×103kg/m3，则奥运会金牌的平均密度为（）A．14.7×103kg/m3B．13.05×103kg/m3C．11.38×103kg/m3D．10.93×103kg/m3答案：C解析：设金牌总体积为V，则镀金层的体积为0.1V，银体积为0.9V，金牌质量m=0.1V×19.3×103kg/m3+0.9V×10.5×103kg/m3，奥运会金牌的平均密度为ρ=m/V，联立解得ρ=11.38×103kg/m3，选项C正确。6．如图是小明在探究甲、乙、丙三种物质质量与体积关系时作出的图像．分析图像可知A．ρ甲ρ丙ρ乙B．甲的密度是丙的2倍C．丙的密度是乙的1/2D．甲、乙、丙三种物质密度之比为1∶2∶36.答案：B解析：由m=ρV可知，物质质量与体积关系图象斜率表示密度，所以ρ甲ρ乙ρ丙，选项A错误；甲的密度为1.0g/cm3，乙的密度为0.7g/cm3，丙的密度为0.5g/cm3，甲的密度是丙的2倍，丙的密度是乙的5/7，选项B正确C错误；甲、乙、丙三种物质密度之比为1∶0.7∶0.5，选项D错误。典例1．15．(2012全国初中应用物理知识竞赛预赛)在物理图像中不但纵坐标和横坐标分别代表一定的物理意义，而且斜率和面积也具有特定的物理意义。对图9中的两个图像是所含信息的理解，错误的是【】A、图a中的斜率越大，表示物质的密度越大B、图a中阴影部分面积表示该物质的密度大小C、图b中水平直线表示物体做匀速直线运动D、图b中阴影部分面积表示该物体在对应时间内通过的路程15、答案：B解析：图a中的斜率表示密度，斜率越大，表示物质的密度越大，选项A理解正确；图a中阴影部分面积没有物理意义，选项B理解错误；图b中水平直线表示物体做匀速直线运动；图b中阴影部分面积表示该物体在对应时间内通过的路程，选项CD理解正确。10．人类在新材料探索的道路上总在进行着不懈的努力，世界上密度最小的固体“气凝胶”就是新材料探索的重要成果，该物质的坚固耐用程度不亚于钢材，且能承受1400℃的高温，而密度只有3kg/m3。已知某大型飞机采用现在盛行的超高强度结构钢(ρ钢=7.8×103kg/m3)制造，耗钢130吨；若采用“气凝胶”代替钢材来制造一架同样大小的飞机，则需“气凝胶”质量为（）A．0.05吨B．0.26吨C．2.6吨D．50吨10.答案：A解析：飞机所用材料体积V=M/ρ钢=130×103kg÷7.8×103kg/m3=65039m3。需“气凝胶”质量为m=ρV=3kg/m3×65039m3=50kg=0.05吨，选项A正确。（2008年全国初中应用物理知识竞赛河南预赛题）为了铸造金属工件，事先用密度为ρ1的实木材料制成木模，木模的质量为1.8kg．再用密度为ρ2的合金铸造30个这样的工件，这些合金的总质量为648kg，则木模与合金材料密度之比为()A．1∶4B．1∶12C．1∶30D．1∶360【解析】：每个合金铸造工件质量为648kg/30=21.6kg，由于木模体积与工件体积相同，由ρ=m/V可得木模与合金材料密度之比为ρ1∶ρ2=m1∶m2=1.8∶21.6=1∶12，选项B正确。答案：B点评：应用比例式用比例法计算时要注意比例式中的比例系数必须是常数。二．填空题1．（2007青岛竞赛题）小红家上月5日自来水表的读数为344m3，本月5日自来水表各指针的位置如图6所示，这时水表的示数是____________m3，所以一个月来她家用去__________m3水（精确到m3即可）。1.答案：35612解析：水表×1000的指针指向0和1之间，×100的指针指向3和4之间，×10的指针指向5和6之间，×1的指针指向6，×0.1的指针指向0，水表的示数是0×1000+3×100+5×10+6×1+0×0.1=356（m3）。一个月来她家用去356m3—344m3=12m3水。2、(2011广东竞赛题)现有质量均为m的甲、乙两种金属，密度分别为ρ1、ρ2（ρ1＞ρ2），按一定比例混合后，平均密度为(ρ1+ρ2)/2，混合后的最大质量为。（不考虑混合后的体积变化）。2.答案：（1+ρ2/ρ1）m解析：由于甲的密度较大，ρ1＞ρ2，要使混合后质量最大，甲用质量m，则混合后的最大质量M=(1m+2mM)(ρ1+ρ2)/2，解得M=（1+ρ2/ρ1）m.3.（2009年上海初中物理知识竞赛题）甲、乙两同学想图6图15测量一卷筒纸的总长度。考虑到纸筒上绕的纸很长，不可能将纸全部放开拉直了再用尺测量。甲同学的方法是：首先从卷筒纸的标签上了解到，卷筒纸拉开后纸的厚度为d，然后测出卷筒纸内半径为r，外半径为R，则卷筒纸的总长度L为。乙同学的方法是：首先测出卷筒纸内半径为r，外半径为R，然后拉开部分卷筒纸测出它的长度为L0，此时卷筒纸的外半径由一开始的R减小到R0，则卷筒纸的总长度L为3.答案：π(R2—r2)/d(R2—r2)L0/(R2—R02)解析：卷筒纸所卷纸的层数n=(R—r)/d，每层纸的平均周长c=2π(R—r)/2=π(R—r)，卷筒纸的总长度L=nc=π(R—r)2/d；由L0=π(R—R0)2/d和L=π(R—r)2/d可得L=(R2—r2)L0/(R2—R02).4．现有质量均为m的甲、乙两种金属，密度分别为ρ1、ρ2（ρ1＞ρ2），按一定比例混合后，平均密度为(ρ1+ρ2)/2，若不考虑混合后的体积变化，混合后的最大质量为。.答案：（1+ρ2/ρ1）m解析：由于甲的密度较大，ρ1＞ρ2，要使混合后质量最大，甲用质量m，则混合后的最大质量M=(1m+2mM)(ρ1+ρ2)/2，解得M=（1+ρ2/ρ1）m.5.国家标准规定以A0、A1、A2、B1、B2等标记来表示纸张幅面规格，以“克重”来表示纸张每平方米的质量．刘刚家新买回一包打印纸，包上标注着“A470g500sheet210×297mm”，意思是该包纸是500张规格为70g、210mm×297mm的A4通用纸．刘刚想知道这种纸的厚度和密度，只需用刻度尺测出这报纸的厚度．如果刘刚测得这包纸的厚度为5cm，那么这种纸的厚度是mm，密度是kg/m3．答案：0.1700解析：这种纸的厚度是d=50m/500=0.1mm，纸张每平方米的体积V=1×10-4m3，密度是ρ=m/V=70×10-3kg÷1×10-4m3=700kg/m3．三．实验题1.（2011全国初中应用物理知识竞赛）图9中的甲、乙两图是同一把平放在一张白纸上的透明刻度尺正放和反放的照片，图9丙是其沿刻度线方向的横截面图。刻度尺的刻度线是用油漆喷上去的。由图9乙可以看到，每个数字和刻度线的右侧都有一个阴影。(1)利用图9丙说明，该刻度尺的刻度线喷在图9丙中所标的A、B、C、D的哪个部位?为什么?(2)一般都将刻度尺带刻度的一侧做得较薄，这样做的好处是什么?1.解析：（1）C所在部位。为了让刻度线贴近被测物体，减小读数误差。（2）刻度尺有刻度的一边做得较薄，是为了在应用刻度尺划线的时候笔尖贴近刻度尺，线更容易画直。由于笔尖贴近刻度尺，更容易画出长度符合要求的线段。2.（2001年重庆初中物理竞赛复赛题）有一团细而乱的金属丝，要测定它的总长度和这种金属的密度。可以使用的实验器材只有刻度尺、天平和砝码，请设计实验方法，写出简单的实验步骤和计算过程。解析：1.实验步骤○1用天平称出金属丝的总质量M。○2取一小段金属丝（例如1m），测出其长度l，质量m。○3将金属丝在刻度尺上密绕n圈（例如100圈），读出密绕n圈在刻度尺上的长度S.2.计算○1金属丝总长L=Ml/m。○2金属丝的直径d=S/n，金属丝体积V=π(d/2)2L=πd2L/4。金属丝密度ρ=M/V=4M/πd2L。点评：测量细金属丝直径、纸张厚度或小物体质量、一滴水质量(或体积)等一般采用累积法，可减小测量误差。3.（1991第一届初中应用物理知识竞赛题）有一卷无木轴的铜导线，需要确定它的长度，但是不能把导线全部拉开；更不能把导线截断。请你设计一个测量方案(提出所需器材，说明测量步骤，给出计算方法)。答案：器材：铅笔，刻度尺，杆秤步骤：（1）拉出一段导线，在铅笔上密绕若干圈，测得总长度，除以圈数，由此得出导线的直径D（2）用杆秤称出导线的总质量m（3）从密度表中查出铜的密度ρ（4）L＝24Dm4.（1991第一届初中应用物理知识竞赛题）现有透明塑料软管连接着的两根直玻璃管及铁架台、米尺、滴管和足够的水。用这些器材可以测出不溶于水的液体(例如食用油)的密度。请你说明测量步骤和计算方法。答案：测量步骤：（1）将两根玻璃管竖直固定在铁架台上，以塑料软管将两玻璃管下端相连通，使此三者组成一U型管。（2）在上述U型管中注入适量的水。（3）用滴管向U型管的一臂中注入适量的待测液体。（4）以分界面为基准，测出水的高度h，待测液体的高度为h’（5）ρ=（h/h’）ρ水5.（1992第二届初中应用物理知识竞赛题））不同品种，不同产地的小麦