3.(2024,聊城)小慧为了鉴别一金属块由什么物质组成,分别使用天平和量筒测量出它的质量和体积,如图6-4-1所示,则该金属块的质量为

39.6
g,经过计算得到该金属块的密度,结合固体密度表获知该金属为铁
。答案
39.6 铁 【解析】由题图可知,金属块的质量$m = 5\ \mathrm{g} + 10\ \mathrm{g} + 20\ \mathrm{g} + 4.6\ \mathrm{g} = 39.6\ \mathrm{g}$,金属块的体积$V = 40\ \mathrm{mL} - 35\ \mathrm{mL} = 5\ \mathrm{mL} = 5\ \mathrm{cm}^3$,则金属块的密度$\rho = \frac{m}{V} = \frac{39.6\ \mathrm{g}}{5\ \mathrm{cm}^3}=7.92\ \mathrm{g/cm}^3 = 7.92 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,由表中数据可知,该金属可能为铁。
解析
【分析】要鉴别金属块的物质组成,需先测量其密度,密度公式为$\rho=\frac{m}{V}$。第一步用天平测量金属块质量,需将砝码总质量与游码对应刻度值相加;第二步用量筒测量金属块体积,为放入金属块后量筒示数减去放入前的示数;第三步计算密度后对照固体密度表确定物质。
【解析】天平读数:砝码总质量为$20\ \mathrm{g}+10\ \mathrm{g}+5\ \mathrm{g}=35\ \mathrm{g}$,游码示数为$4.6\ \mathrm{g}$,故金属块质量$m=35\ \mathrm{g}+4.6\ \mathrm{g}=39.6\ \mathrm{g}$;量筒读数:放入金属块前体积为$35\ \mathrm{mL}$,放入后为$40\ \mathrm{mL}$,则体积$V=40\ \mathrm{mL}-35\ \mathrm{mL}=5\ \mathrm{mL}=5\ \mathrm{cm}^3$;计算密度:$\rho=\frac{m}{V}=\frac{39.6\ \mathrm{g}}{5\ \mathrm{cm}^3}=7.92\ \mathrm{g/cm}^3=7.92×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,对照固体密度表,该密度与铁的密度一致,故金属为铁。
【答案】39.6;铁
【知识点】密度的测量;密度的计算;物质鉴别
【点评】本题是利用天平和量筒测量固体密度并鉴别物质的基础实验题,考查基本实验操作与密度公式的应用,属于初中物理常规题型。
【难度系数】0.6
【解析】天平读数:砝码总质量为$20\ \mathrm{g}+10\ \mathrm{g}+5\ \mathrm{g}=35\ \mathrm{g}$,游码示数为$4.6\ \mathrm{g}$,故金属块质量$m=35\ \mathrm{g}+4.6\ \mathrm{g}=39.6\ \mathrm{g}$;量筒读数:放入金属块前体积为$35\ \mathrm{mL}$,放入后为$40\ \mathrm{mL}$,则体积$V=40\ \mathrm{mL}-35\ \mathrm{mL}=5\ \mathrm{mL}=5\ \mathrm{cm}^3$;计算密度:$\rho=\frac{m}{V}=\frac{39.6\ \mathrm{g}}{5\ \mathrm{cm}^3}=7.92\ \mathrm{g/cm}^3=7.92×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,对照固体密度表,该密度与铁的密度一致,故金属为铁。
【答案】39.6;铁
【知识点】密度的测量;密度的计算;物质鉴别
【点评】本题是利用天平和量筒测量固体密度并鉴别物质的基础实验题,考查基本实验操作与密度公式的应用,属于初中物理常规题型。
【难度系数】0.6
4. (2023,宿州)一块体积为100 cm³的冰熔化成水后,水的体积(
A.仍是100 cm³
B.大于100 cm³
C.小于100 cm³
D.不能确定
C
)。A.仍是100 cm³
B.大于100 cm³
C.小于100 cm³
D.不能确定
答案
C 【解析】冰化成水后,质量不变。由$V = \frac{m}{\rho}$可知,当质量不变时,密度变大,体积变小。因为水的密度大于冰的密度,所以水的体积小于冰的体积,选项C正确。
解析
【分析】
首先,冰熔化成水属于物态变化,质量是物体的固有属性,不随状态改变,因此冰熔化成水后质量不变。接下来回忆密度公式ρ = m/V,变形可得体积公式V = m/ρ。已知水的密度大于冰的密度,当质量不变时,密度变大则体积变小,据此可判断水的体积与冰的体积的关系。
【解析】
冰熔化成水后,质量不变(质量是物体的属性,与状态无关)。根据密度公式ρ = m/V,可得体积V = m/ρ。
已知冰的体积V冰=100cm³,冰的密度ρ冰=0.9g/cm³,水的密度ρ水=1g/cm³。
先计算冰的质量:m = ρ冰V冰 = 0.9g/cm³ × 100cm³ = 90g。
冰熔化成水后质量不变,即m水 = m = 90g,因此水的体积:V水 = m/ρ水 = 90g / 1g/cm³ = 90cm³。
因为90cm³ < 100cm³,所以水的体积小于冰的体积,答案选C。
【答案】
C
【知识点】
质量的属性、密度公式的应用
【点评】
本题考查质量的特性及密度公式的应用,属于基础题,关键是明确冰熔化成水后质量不变,再结合密度与体积的关系分析即可。
【难度系数】
0.7
首先,冰熔化成水属于物态变化,质量是物体的固有属性,不随状态改变,因此冰熔化成水后质量不变。接下来回忆密度公式ρ = m/V,变形可得体积公式V = m/ρ。已知水的密度大于冰的密度,当质量不变时,密度变大则体积变小,据此可判断水的体积与冰的体积的关系。
【解析】
冰熔化成水后,质量不变(质量是物体的属性,与状态无关)。根据密度公式ρ = m/V,可得体积V = m/ρ。
已知冰的体积V冰=100cm³,冰的密度ρ冰=0.9g/cm³,水的密度ρ水=1g/cm³。
先计算冰的质量:m = ρ冰V冰 = 0.9g/cm³ × 100cm³ = 90g。
冰熔化成水后质量不变,即m水 = m = 90g,因此水的体积:V水 = m/ρ水 = 90g / 1g/cm³ = 90cm³。
因为90cm³ < 100cm³,所以水的体积小于冰的体积,答案选C。
【答案】
C
【知识点】
质量的属性、密度公式的应用
【点评】
本题考查质量的特性及密度公式的应用,属于基础题,关键是明确冰熔化成水后质量不变,再结合密度与体积的关系分析即可。
【难度系数】
0.7
5. (2023,淄博)由同种金属材料制成的甲、乙两个正方体,它们的质量分别为180 g和210 g,体积分别为20 cm³和30 cm³。这两个正方体中,如果有一个是实心的,则(
A.甲是实心的,金属材料的密度是7 g/cm³
B.甲是实心的,金属材料的密度是9 g/cm³
C.乙是实心的,金属材料的密度是7 g/cm³
D.乙是实心的,金属材料的密度是9 g/cm³
B
)。A.甲是实心的,金属材料的密度是7 g/cm³
B.甲是实心的,金属材料的密度是9 g/cm³
C.乙是实心的,金属材料的密度是7 g/cm³
D.乙是实心的,金属材料的密度是9 g/cm³
答案
B 【解析】甲、乙两个正方体的密度分别为$\rho_甲 = \frac{m_甲}{V_甲} = \frac{180\ \mathrm{g}}{20\ \mathrm{cm}^3}=9\ \mathrm{g/cm}^3 = 9 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,$\rho_乙 = \frac{m_乙}{V_乙} = \frac{210\ \mathrm{g}}{30\ \mathrm{cm}^3}=7\ \mathrm{g/cm}^3 = 7 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。已知甲、乙两个正方体的材料相同,但甲正方体的密度大,说明它是实心的,金属材料的密度是9 g/cm³。选项B正确。
解析
【分析】
要解决此题,需明确:同种材料制成的物体,实心物体的密度等于该材料的密度,空心物体因体积偏大,密度会小于材料密度。解题思路为:先分别计算甲、乙两个正方体的密度,再比较两者密度大小,密度大的为实心物体,其密度就是金属材料的密度,最后对应选项选出正确答案。
【解析】
根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,计算甲、乙的密度:
甲的密度:$\rho_甲=\frac{m_甲}{V_甲}=\frac{180\ \mathrm{g}}{20\ \mathrm{cm}^3}=9\ \mathrm{g/cm}^3$;
乙的密度:$\rho_乙=\frac{m_乙}{V_乙}=\frac{210\ \mathrm{g}}{30\ \mathrm{cm}^3}=7\ \mathrm{g/cm}^3$;
已知甲、乙由同种金属材料制成,实心物体密度等于材料密度,空心物体密度小于材料密度,由于$\rho_甲>\rho_乙$,因此甲是实心的,金属材料的密度为$9\ \mathrm{g/cm}^3$,对应选项B正确。
【答案】
B
【知识点】
密度的计算、空心与实心的判断
【点评】
本题考查密度公式的应用及空心、实心物体的判断,核心是利用同种材料实心密度等于材料密度的特点,通过计算密度比较得出结论,属于密度知识的基础应用题型。
【难度系数】
0.6
要解决此题,需明确:同种材料制成的物体,实心物体的密度等于该材料的密度,空心物体因体积偏大,密度会小于材料密度。解题思路为:先分别计算甲、乙两个正方体的密度,再比较两者密度大小,密度大的为实心物体,其密度就是金属材料的密度,最后对应选项选出正确答案。
【解析】
根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,计算甲、乙的密度:
甲的密度:$\rho_甲=\frac{m_甲}{V_甲}=\frac{180\ \mathrm{g}}{20\ \mathrm{cm}^3}=9\ \mathrm{g/cm}^3$;
乙的密度:$\rho_乙=\frac{m_乙}{V_乙}=\frac{210\ \mathrm{g}}{30\ \mathrm{cm}^3}=7\ \mathrm{g/cm}^3$;
已知甲、乙由同种金属材料制成,实心物体密度等于材料密度,空心物体密度小于材料密度,由于$\rho_甲>\rho_乙$,因此甲是实心的,金属材料的密度为$9\ \mathrm{g/cm}^3$,对应选项B正确。
【答案】
B
【知识点】
密度的计算、空心与实心的判断
【点评】
本题考查密度公式的应用及空心、实心物体的判断,核心是利用同种材料实心密度等于材料密度的特点,通过计算密度比较得出结论,属于密度知识的基础应用题型。
【难度系数】
0.6
6. 由质量相等的甲、乙两种金属制成合金块,两种金属的密度分别为$\rho_{甲}$和$\rho_{乙}$,若混合前后总体积不变,则合金密度为(
A.$\dfrac{\rho_{甲}+\rho_{乙}}{2}$
B.$\dfrac{2\rho_{甲}\rho_{乙}}{\rho_{甲}+\rho_{乙}}$
C.$\dfrac{2\rho_{甲}+\rho_{乙}}{2}$
D.$\dfrac{\rho_{甲}\rho_{乙}}{\rho_{甲}+\rho_{乙}}$
B
)。A.$\dfrac{\rho_{甲}+\rho_{乙}}{2}$
B.$\dfrac{2\rho_{甲}\rho_{乙}}{\rho_{甲}+\rho_{乙}}$
C.$\dfrac{2\rho_{甲}+\rho_{乙}}{2}$
D.$\dfrac{\rho_{甲}\rho_{乙}}{\rho_{甲}+\rho_{乙}}$
答案
B 【解析】设甲、乙合金块的质量均为$m$,则$\rho_{合金} = \frac{m_{合金}}{V_{合金}} = \frac{m_甲 + m_乙}{V_甲 + V_乙} = \frac{2m}{\frac{m}{\rho_甲} + \frac{m}{\rho_乙}} = \frac{2\rho_甲\rho_乙}{\rho_甲 + \rho_乙}$。
解析
【分析】
要计算合金的密度,需依据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,明确合金密度等于合金总质量与总体积的比值。已知甲、乙两种金属质量相等,设其质量均为$m$,混合后总体积不变,即总体积为甲、乙体积之和,分别求出甲、乙的体积后代入密度公式即可推导合金密度。
【解析】
设甲、乙两种金属的质量均为$m$,则合金的总质量:
$m_{合金}=m_{甲}+m_{乙}=m+m=2m$
根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,可得甲的体积:$V_{甲}=\frac{m}{\rho_{甲}}$,乙的体积:$V_{乙}=\frac{m}{\rho_{乙}}$
因混合前后总体积不变,故合金的总体积:
$V_{合金}=V_{甲}+V_{乙}=\frac{m}{\rho_{甲}}+\frac{m}{\rho_{乙}}=\frac{m(\rho_{甲}+\rho_{乙})}{\rho_{甲}\rho_{乙}}$
则合金密度:
$\rho_{合金}=\frac{m_{合金}}{V_{合金}}=\frac{2m}{\frac{m(\rho_{甲}+\rho_{乙})}{\rho_{甲}\rho_{乙}}}=\frac{2\rho_{甲}\rho_{乙}}{\rho_{甲}+\rho_{乙}}$
【答案】
B
【知识点】
密度的计算;合金密度的计算
【点评】
本题考查密度公式的应用,核心是明确合金密度为总质量与总体积的比值,需注意总体积为两种金属体积之和,避免错误将密度视为两密度的算术平均值。
【难度系数】
0.6
要计算合金的密度,需依据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,明确合金密度等于合金总质量与总体积的比值。已知甲、乙两种金属质量相等,设其质量均为$m$,混合后总体积不变,即总体积为甲、乙体积之和,分别求出甲、乙的体积后代入密度公式即可推导合金密度。
【解析】
设甲、乙两种金属的质量均为$m$,则合金的总质量:
$m_{合金}=m_{甲}+m_{乙}=m+m=2m$
根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,可得甲的体积:$V_{甲}=\frac{m}{\rho_{甲}}$,乙的体积:$V_{乙}=\frac{m}{\rho_{乙}}$
因混合前后总体积不变,故合金的总体积:
$V_{合金}=V_{甲}+V_{乙}=\frac{m}{\rho_{甲}}+\frac{m}{\rho_{乙}}=\frac{m(\rho_{甲}+\rho_{乙})}{\rho_{甲}\rho_{乙}}$
则合金密度:
$\rho_{合金}=\frac{m_{合金}}{V_{合金}}=\frac{2m}{\frac{m(\rho_{甲}+\rho_{乙})}{\rho_{甲}\rho_{乙}}}=\frac{2\rho_{甲}\rho_{乙}}{\rho_{甲}+\rho_{乙}}$
【答案】
B
【知识点】
密度的计算;合金密度的计算
【点评】
本题考查密度公式的应用,核心是明确合金密度为总质量与总体积的比值,需注意总体积为两种金属体积之和,避免错误将密度视为两密度的算术平均值。
【难度系数】
0.6
7.产于天津的独流老醋的密度在$1.01∼1.06\ \mathrm{g/cm}^3$范围内。爱研究的小文同学想测量独流老醋的密度。他买来一瓶标有净含量“500 mL”的老醋,取出20 mL,测出这部分醋的质量为21 g。请你帮他求出:
(1)醋的密度;
(2)原来瓶内醋的质量。
(1)醋的密度;
(2)原来瓶内醋的质量。
答案
(1)$1.05\ \mathrm{g/cm}^3$;(2)$525\ \mathrm{g}$。 【解析】(1)醋的密度$\rho = \frac{m}{V} = \frac{21\ \mathrm{g}}{20\ \mathrm{cm}^3}=1.05\ \mathrm{g/cm}^3$。(2)醋的质量$m_1 = \rho V_1 = 1.05\ \mathrm{g/cm}^3 × 500\ \mathrm{cm}^3 = 525\ \mathrm{g}$。
解析
【分析】
要解决这道题,首先明确密度的计算公式为$\rho=\frac{m}{V}$,且密度是物质的特性,同一物质的密度不变。第一步,利用取出的部分醋的质量和体积计算醋的密度;第二步,用算出的密度乘以瓶内醋的总体积,即可求出原来瓶内醋的总质量,计算时注意体积单位的换算($1\ \mathrm{mL}=1\ \mathrm{cm}^3$)。
【解析】
(1) 已知取出醋的质量$m=21\ \mathrm{g}$,体积$V=20\ \mathrm{mL}=20\ \mathrm{cm}^3$,根据密度公式:
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{21\ \mathrm{g}}{20\ \mathrm{cm}^3}=1.05\ \mathrm{g/cm}^3$;
(2) 原来瓶内醋的总体积$V_{\mathrm{总}}=500\ \mathrm{mL}=500\ \mathrm{cm}^3$,根据$m=\rho V$,总质量:
$m_{\mathrm{总}}=\rho V_{\mathrm{总}}=1.05\ \mathrm{g/cm}^3×500\ \mathrm{cm}^3=525\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1)$1.05\ \mathrm{g/cm}^3$;(2)$525\ \mathrm{g}$
【知识点】
密度的计算、密度公式的应用
【点评】
本题为密度计算的基础应用题,核心考查密度公式的基本运用,需注意密度是物质的固有属性,同一物质密度不变,计算时要确保体积单位统一,难度较低。
【难度系数】
0.8
要解决这道题,首先明确密度的计算公式为$\rho=\frac{m}{V}$,且密度是物质的特性,同一物质的密度不变。第一步,利用取出的部分醋的质量和体积计算醋的密度;第二步,用算出的密度乘以瓶内醋的总体积,即可求出原来瓶内醋的总质量,计算时注意体积单位的换算($1\ \mathrm{mL}=1\ \mathrm{cm}^3$)。
【解析】
(1) 已知取出醋的质量$m=21\ \mathrm{g}$,体积$V=20\ \mathrm{mL}=20\ \mathrm{cm}^3$,根据密度公式:
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{21\ \mathrm{g}}{20\ \mathrm{cm}^3}=1.05\ \mathrm{g/cm}^3$;
(2) 原来瓶内醋的总体积$V_{\mathrm{总}}=500\ \mathrm{mL}=500\ \mathrm{cm}^3$,根据$m=\rho V$,总质量:
$m_{\mathrm{总}}=\rho V_{\mathrm{总}}=1.05\ \mathrm{g/cm}^3×500\ \mathrm{cm}^3=525\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1)$1.05\ \mathrm{g/cm}^3$;(2)$525\ \mathrm{g}$
【知识点】
密度的计算、密度公式的应用
【点评】
本题为密度计算的基础应用题,核心考查密度公式的基本运用,需注意密度是物质的固有属性,同一物质密度不变,计算时要确保体积单位统一,难度较低。
【难度系数】
0.8
8.为确定某种未知液体的“身份”,物理老师把这个任务交给了小明所在的实验小组,他们利用天平和量筒进行了多次测量。某次的操作如下:

图6-4-2
(1)用天平测量液体的质量。当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图6-4-2甲所示,则测得烧杯和液体的质量为
(2)用量筒测量液体的体积。将烧杯中的液体倒入量筒中,液面的位置如图6-4-2乙所示,则该液体的体积为
(3)他们对测量方法进行修正后,测出了几组实验数据,并根据测量结果作出了m-V图像,如图6-4-2丙所示。由图像可知,该液体的密度为

图6-4-2
(1)用天平测量液体的质量。当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图6-4-2甲所示,则测得烧杯和液体的质量为
49
g。(2)用量筒测量液体的体积。将烧杯中的液体倒入量筒中,液面的位置如图6-4-2乙所示,则该液体的体积为
30
mL。尽管体积测量方法正确,但大家在对实验过程及结果进行评估时,发现液体的体积测量值比它的实际值偏小
(选填“偏大”或“偏小”)。(3)他们对测量方法进行修正后,测出了几组实验数据,并根据测量结果作出了m-V图像,如图6-4-2丙所示。由图像可知,该液体的密度为
0.8
g/cm³;对照下表可知,该液体是酒精
。答案
(1)49 (2)30 偏小 (3)0.8 酒精 【解析】(1)烧杯和液体的质量等于砝码的总质量加游码左端在标尺上所对应的质量之和,即$m = m_{砝码} + m_{游码} = (20\ \mathrm{g} + 20\ \mathrm{g} + 5\ \mathrm{g}) + 4\ \mathrm{g} = 49\ \mathrm{g}$。(2)由题图乙可知,该液体的体积为30 mL。将烧杯中的液体倒入量筒中时,由于会有少量液体残留在烧杯中,故用量筒所测的液体体积比实际值偏小。(3)由题图丙可知,当$V = 0$时,$m_{液}=0$,$m_{杯}=25\ \mathrm{g}$,当$V = 25\ \mathrm{cm}^3$,$m_{液}=45\ \mathrm{g} - 25\ \mathrm{g} = 20\ \mathrm{g}$,$\rho = \frac{m}{V} = \frac{20\ \mathrm{g}}{25\ \mathrm{cm}^3}=0.8\ \mathrm{g/cm}^3$。
解析
【分析】
本题围绕密度测量实验展开,分三步解决:1. 天平读数:需将砝码总质量与游码对应刻度相加,游码读取左端对齐的刻度;2. 量筒读数:视线与凹液面底部相平,同时分析体积测量误差,倒液体时烧杯内壁残留液体会导致量筒测得体积偏小;3. 利用m-V图像求液体密度:图像中V=0时的质量为烧杯质量,取某一液体体积对应的总质量,减去烧杯质量得液体质量,再用密度公式ρ=m/V计算,最后对照密度表判断物质。
【解析】
(1) 天平测量质量时,总质量为砝码质量加游码示数。砝码总质量:20g+20g+5g=45g,游码示数为4g,故烧杯和液体的总质量m=45g+4g=49g;
(2) 量筒分度值为2mL,液面与30mL刻度线对齐,故液体体积为30mL;将烧杯中液体倒入量筒时,烧杯内壁残留少量液体,导致量筒测量的液体体积比实际值偏小;
(3) 由m-V图像可知,当液体体积V=0时,总质量为烧杯质量m杯=25g;当液体体积V=25cm³时,总质量m总=45g,此时液体质量m液=45g-25g=20g;根据密度公式ρ=m/V,液体密度ρ=20g/25cm³=0.8g/cm³;对照密度表,密度为0.8g/cm³的液体是酒精。
【答案】
(1)49 (2)30 偏小 (3)0.8 酒精
【知识点】
天平的使用、量筒的读数、密度的计算
【点评】
本题是密度测量的综合基础题,融合了天平、量筒的读数方法,实验误差分析及m-V图像的应用,全面考察学生对密度实验核心知识点的掌握,是初中物理力学的典型题型。
【难度系数】
0.7
本题围绕密度测量实验展开,分三步解决:1. 天平读数:需将砝码总质量与游码对应刻度相加,游码读取左端对齐的刻度;2. 量筒读数:视线与凹液面底部相平,同时分析体积测量误差,倒液体时烧杯内壁残留液体会导致量筒测得体积偏小;3. 利用m-V图像求液体密度:图像中V=0时的质量为烧杯质量,取某一液体体积对应的总质量,减去烧杯质量得液体质量,再用密度公式ρ=m/V计算,最后对照密度表判断物质。
【解析】
(1) 天平测量质量时,总质量为砝码质量加游码示数。砝码总质量:20g+20g+5g=45g,游码示数为4g,故烧杯和液体的总质量m=45g+4g=49g;
(2) 量筒分度值为2mL,液面与30mL刻度线对齐,故液体体积为30mL;将烧杯中液体倒入量筒时,烧杯内壁残留少量液体,导致量筒测量的液体体积比实际值偏小;
(3) 由m-V图像可知,当液体体积V=0时,总质量为烧杯质量m杯=25g;当液体体积V=25cm³时,总质量m总=45g,此时液体质量m液=45g-25g=20g;根据密度公式ρ=m/V,液体密度ρ=20g/25cm³=0.8g/cm³;对照密度表,密度为0.8g/cm³的液体是酒精。
【答案】
(1)49 (2)30 偏小 (3)0.8 酒精
【知识点】
天平的使用、量筒的读数、密度的计算
【点评】
本题是密度测量的综合基础题,融合了天平、量筒的读数方法,实验误差分析及m-V图像的应用,全面考察学生对密度实验核心知识点的掌握,是初中物理力学的典型题型。
【难度系数】
0.7
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