【分析】
要解决这道题,我们可以利用“总质量=量杯质量+液体质量”的关系,结合密度公式$m = \rho V$来分析。首先设量杯质量为$m_0$,液体密度为$\rho$,从图像中提取两组对应的液体体积$V$和总质量$m$的数据,代入关系式列出方程组,求解出$m_0$和$\rho$,再逐一验证每个选项的正确性。
【解析】
设量杯的质量为$m_0$,液体的密度为$\rho$。
根据图像获取两组数据:
1. 当液体体积$V_1=20\ \mathrm{cm}^3$时,液体和量杯的总质量$m_1=40\ \mathrm{g}$,由$m = m_0 + \rho V$可得:
$40\ \mathrm{g} = m_0 + \rho × 20\ \mathrm{cm}^3$ ①
2. 当液体体积$V_2=80\ \mathrm{cm}^3$时,液体和量杯的总质量$m_2=100\ \mathrm{g}$,同理可得:
$100\ \mathrm{g} = m_0 + \rho × 80\ \mathrm{cm}^3$ ②
用②式减去①式,消去$m_0$:
$\begin{aligned}100\ \mathrm{g} - 40\ \mathrm{g} &= \rho × (80\ \mathrm{cm}^3 - 20\ \mathrm{cm}^3)\\60\ \mathrm{g} &= \rho × 60\ \mathrm{cm}^3\\\rho &= 1\ \mathrm{g/cm}^3\end{aligned}$
由此可知选项C、D错误。
将$\rho=1\ \mathrm{g/cm}^3$代入①式,求解量杯质量:
$\begin{aligned}40\ \mathrm{g} &= m_0 + 1\ \mathrm{g/cm}^3 × 20\ \mathrm{cm}^3\\m_0 &= 40\ \mathrm{g} - 20\ \mathrm{g}\\m_0 &= 20\ \mathrm{g}\end{aligned}$
因此选项A错误。
对于选项B,计算$40\ \mathrm{cm}^3$液体的质量:
$m_{\mathrm{液}} = \rho V = 1\ \mathrm{g/cm}^3 × 40\ \mathrm{cm}^3 = 40\ \mathrm{g}$,故B正确。
【答案】
B
【知识点】
密度公式的应用,m-V图像分析,液体密度测量
【点评】
本题结合m-V图像考查密度公式的应用,核心是理解总质量与量杯、液体质量的关系,通过提取图像中的有效数据建立方程组求解,需要学生具备图像分析能力和公式应用能力。
【难度系数】
0.6