最新北师大版八年级物理上册 质量与密度实验专题练习解析版.docx

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最新北师大版八年级物理上册质量与密度实验专题练习解析版

一、初二物理质量与密度实验易错压轴题（难）

1．在综合实践活动中，小明利用图示装置来测量烧杯中液体的密度，已知物块的体积是50cm3，图1、2中物块均处于静止状态，弹簧测力计示数如图所示，g取10N/kg．

（1）图2中，物块受到的浮力为______N，烧杯中液体的密度为______g/cm3．

（2）小明对本实验原理进行了进一步分析，从而得到弹簧测力计的示数与被测液体的密度之间的函数关系，则符合此关系的应是图3中的图线______（选填“①”、“②”或“③”）；

（3）根据上述结论，小明对弹簧测力计刻度进行重新标度，将图2装置改装成一个密度秤，它的零刻度应标在______N处，用它测量时，待测液体密度ρ液应不超过______g/cm3；

（4）用此密度秤测量时，若物块未完全浸没，则测得液体密度值将偏______；

（5）原物块质量、体积和密度分别记为m0、V0、ρ0，将原物块更换为下列哪些物块后，可以提高该密度秤测量液体密度秤测量液体密度时的精确度？

你选择的是：

______（选填选项前的字母）

A．质量为m0、密度比ρ0小的物块

B．质量为m0，密度比ρ0大的物块

C．质量比m0大而密度比ρ0小的物块

D．体积比V0小的物块．

【答案】0.51③1.53小AC

【解析】

【分析】

【详解】

（1）弹簧测力计的分度值为0.1N，物块的重：

G=1.5N，

物体在水中弹簧测力计的示数：

F=1N，

物块受到的浮力：

F浮=G-F=1.5N-1N=0.5N；

根据阿基米德原理G排=F浮=0.5N，

排开液体的质量

排开液体的体积V排=V物=50cm3，

液体的密度：

（2）由F浮=G-F和F浮=ρ液gV排可得，F=G-ρ液gV排，F与ρ液图象与③符合；

（3）当密度为零时，物块受到的浮力为零，根据F浮=G-F，弹簧测力计的示数等于物体重力，所以它的零刻度应标在1.5N处；物体的重力是1.5N，所以液态对物块产生的浮力最大不能超过1.5N，由F浮=ρ液gV排可得，

（4）若物块未完全浸没，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排则物体受到的浮力偏小，弹簧测力计示数偏大，测得液体密度值将偏小；

（5）要想提高液体密度秤测量液体密度时的精确度，可以减少分度值，增大重力，需要增大m0质量，或换用密度比ρ0小的物块，故选AC．

2．小华同学从网上购置了一盒用于3D打印的条状物，该条状物的外包装盒上注明该材料不溶于水，与水无反应，具有一定的吸水性。

学完力学知识后，小华想利用所学知识测出条状物的密度。

（1）小华将天平放在桌面上，把游码移至称量标尺左端零刻线处，发现指针在分度标尺中线的右侧，他应该将平衡螺母向____________________（选填“左”或“右”）调节；

（2）他取出两根完全相同的条状物，用天平测量它们的质量，天平平衡时右盘砝码和游码对应的位置如图甲所示，这两支条状物的质量是____________________g；

（3）将适量的水倒入量筒中，读出水的体积。

然后把这两支条状物轻轻放入量筒中，发现它们先是漂浮并冒出气泡，然后慢慢沉入水底（假设体积不膨胀），稳定后读出水和条状物的总体积。

如果用这种方法测量体积，会直接导致密度的测量值比真实值____________________（选填“偏大”或“偏小”）；

（4）为了更加准确地测出两支条状物的体积，他把吸足水的条状物取出擦干，放入装有34mL水的量筒中，水面对应的示数如图乙所示，则条状物的总体积是____________________cm3，密度为ρ=____________________g/cm3。

（5）小华想利用已知密度的条状物和小圆柱形容器，用如图丙所示的步骤测出盐水的密度，请你根据他的实验步骤写出盐水密度的表达式；

①在小圆柱形容器中倒入适量盐水，用刻度尺量出了盐水的深度为h1；

②将一支干燥的条状物用保鲜膜包好密封，放入容器中，条状物漂浮，用刻度尺量出此时盐水的深度为h2；

③用细长针将条状物完全压住浸没在盐水中，用刻度尺量出此时盐水的深度为h3；

④盐水密度的表达式为ρ盐水=____________________（用字母表示，条状物密度用“ρ”表示）；

（6）小华还想用弹簧测力计和金属圆柱体测量盐水的密度。

于是他找来一只弹簧测力计，但他发现该测力计的刻度盘已经模糊不清，就找来台秤按如图丁所示步骤来完成测量；

①将金属圆柱体的一半浸入水中，记下台秤的示数为m1=102g；

②将圆柱体全部浸入水中，记下台秤的示数为m2=152g；

③将圆柱体全部浸入与水等质量的盐水中，记下台秤的示数m3=182g；

④算出盐水的密度ρ盐水=____________________g/cm3。

【答案】左8.4偏大120.7

1.3

【解析】

【分析】

【详解】

[1]根据天平使用方法，将天平放在水平桌面上，把游码归零后，往右边偏转，则需将平衡螺母向左调节，直到天平平衡。

[2]看图可知这两支条状物的质量是

[3]把这两支条状物轻轻放入量筒中，发现它们先是漂浮并冒出气泡，然后慢慢沉入水底（假设体积不膨胀），由于物体吸水，稳定后读出水和条状物的总体积就会偏小，计算出的密度就会偏大了。

[4][5]条状物的体积为

条状物的密度为

[6]设小圆柱形容器的横截面积为S，条状物漂浮时，受到的浮力与重力相等，所以条状物的质量为

完全浸没后，可计算出条状物的体积为

则盐水的密度为

即

[7]金属圆柱体的一半浸入水中时，排开水的质量为

则水的质量为

把金属圆柱完全浸没在水中时，排开水的质量为

排开水的体积即金属块的体积为

金属块全部浸入盐水中时排开盐水的质量为

则盐水的密度为

3．物理兴趣活动课上，老师让同学们测出一只玉石手镯的密度，如图所示。

除了此手镯，老师还提供如下器材:

一架调好的天平（无砝码）、两个大小不同的烧杯、一个量筒、若干细线、一个滴管、适量的水。

实验中同学们发现由于手镯较大，无法放入量筒和小烧杯中，只能放入大烧杯中。

请你利用上述器材帮助同学们设计一个实验方案，测出手镯的密度。

要求:

（1）写出主要实验步骤及需测量的物理量;

（2）写出手镯密度的数学表达式（用已知量和测得量表示）。

【答案】见解析所示

【解析】

【详解】

（1）主要实验步骤及所需测量的物理量：

①将大、小烧杯分别放在天平的两个盘中，向小烧杯中加水，利用滴管调节水量，使天平平衡；

②向量筒中加水，记下水的体积为

；

③然后将手镯放在大烧杯中，量筒中的水缓慢倒入小烧杯中，利用滴管调节水量，直至横梁平衡，记下量筒中剩余水的体积为

；此时往小烧杯加的水的质量与手镯的质量相同；

④再向量筒中加入适量的水，记下水的体积为

；

⑤把大烧杯放在水平桌面上，向大烧杯中加部分水，用细线系住手镯，放入盛水的大烧杯中，用细线在此时水面处做一标记；

然后取出手镯，量筒中的水缓慢倒入大烧杯中，利用滴管调节水量直至细线标记处，记下量筒中剩余水的体积为

；

（2）小烧杯中后来增加的水的质量即手镯的质量为：

，

手镯的体积为：

；

则手镯的密度为：

。

4．小阳放学回家帮妈妈给小妹妹冲奶粉，他想知道奶粉的密度，于是他取了点奶粉，做了如下实验。

（1）在调节天平横梁平衡时，发现指针的位置如图甲，他应将平衡螺母向______（左/右）移动；

（2）小阳用调节好的天平测奶粉的质量，天平平衡时，右盘中砝码的质量为______g。

他用如图丙方法测出奶粉的体积，则奶粉的密度是______g/cm3；

（3）小阳猜想没有量筒也可测出奶粉的密度，于是他找来一个圆柱形的平底薄壁小玻璃瓶（可竖直漂浮在水面）、刻度尺、大碗和水，并设计如下实验：

①在玻璃瓶内装入适量的奶粉，轻轻摇晃，使其表面水平，测出奶粉的高度h1；

②将装有奶粉的玻璃瓶放入装有适量水的大碗中，使其竖直漂浮，测出玻璃瓶浸入水中的深度h2；

③将奶粉倒出，把玻璃瓶放入装水的大碗中，仍竖直漂浮，测出玻璃瓶浸入水中的深h3；

④奶粉密度表达式ρ=______（用已知量和测量量表示，水的密度用

表示）；

⑤实验中发现玻璃瓶中的奶粉很难倒净，这会导致所测的密度值偏______。

【答案】右252.74

小

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]图中显示指针向左偏，根据“右偏左调，左偏右调”的规则，应将平衡螺母向右调。

（2）[2]右盘中有两个砝码，一个

，另一个

，所以右盘中砝码的质量为

。

[3]天平使用时，左托盘放称量物,右托盘放砝码，物体的质量等于砝码的质量加上游码的示数，所以奶粉的质量为

由图丙知奶粉的体积为

，所以奶粉的密度为

（3）④[4]奶粉的重力等于浮力的变化量

奶粉的质量

奶粉的密度

⑤[5]因为奶粉很难倒净，所以测得奶粉的质量就偏小，而体积不变，根据密度计算公式

可知，这会导致所测的密度值偏小。

5．为了帮助家人用盐水选种，小天从实验室借来了天平和量筒测量盐水的密度，他进行了三次测量，以下是其中的一次测量过程：

（1）将天平放在水平桌面上，把游码移到零刻线处，发现指针位置如图甲所示，要使横梁在水平位置平衡，应将平衡螺母向_________移动；

（2）用天平测出烧杯和盐水的总质量如图乙所示，记录下烧杯和盐水的总质量为__________g；

（3）再将部分盐水倒入量筒中，量筒中盐水的体积如图丙所示。

接下来小天称得烧杯和剩余盐水的质量为25.6g，则小天在这次实验中测得盐水的密度为_________

；

（4）若先用量筒测量盐水的体积，再倒入烧杯中测量质量，这样测出的密度将__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

【答案】左69.6

偏小

【解析】

【详解】

（1）[1]指针位置如图甲所示，说明右边较重，要使横梁在水平位置平衡，应将平衡螺母向左移动。

（2）[2]从图乙可以看到，烧杯和盐水的总质量是

（3）[3]由题意可知，量筒中盐水的质量是

从图丙可以看到，量筒中盐水的体积是

盐水的密度是

（4）[4]若先用量筒测量盐水的体积，这个体积大小是正确的，但是再倒入烧杯中测量质量，量筒会有些盐水成分留下来，质量的测量值会偏小，根据

可知，密度的测量值也会偏小。

6．小明测量南京雨花石的密度，进行了如下实验：

（1）将天平放在________桌面上，游码放在标尺左端零刻度线处，发现指针静止时如图甲所示，应将天平的平衡螺母向________端调，使横梁平衡．

（2）如图乙所示，雨花石的质量为________g．

（3）将雨花石放入盛有适量水的量筒中，测得其体积为10cm3，则雨花石的密度是______________kg/m3；适量水的含义是____________________________．

（4）若石块磨损，测得的密度值________（选填“偏大”“偏小”或“不受影响”）．

（5）根据所测数据，在图丙中描出一个对应的点A，接着他又换用另一石块重复了上述实验，将所测数据在图上又描出了另一个对应的点B，若ρA、ρB分别代表雨花石和另一石块的密度，则ρA________（选填“＞”“＝”或“＜”）ρB．

【答案】水平　左31.43.14×103　能浸没石块，且不超过量筒的最大测量值不受影响<

【解析】

【分析】

【详解】

（1）由将天平放在水平桌面上，游码放在标尺左端零刻度线处；

图甲可知，测量前指针偏向分度盘的右侧，说明右盘偏重，应将天平的平衡螺母向左移动，直到指针指在分度盘的中央；

（2）如图乙所示，标尺的分度值是0.2g，

雨花石的质量：

；

（3）测得其体积为10cm3，则雨花石的密度是：

；

理解量筒中加入适量水的含义：

最少水量应是物体放入量筒后能完全浸没，最大水量指放入物体后量筒中的水上升的高度不超过量筒的最大刻度值．

（4）密度是物质的特性，与质量或体积无关，所以若石块磨损，密度不变，测得的密度值不受影响．

（5）同种物质的质量与体积成正比，即质量与体积的图象为一条过原点的直线，根据AB两个点分别做出图象，如图所示：

由图可知，当体积相同时，B的质量大于A的质量，由

可得，

．

【点睛】

重点是测量固体密度的实验，除了掌握实验过程和密度的计算外，注意实验中的细节问题，如调节天平的平衡、质量的读数，特别是游码读数应以左侧为准、量筒中液面的读数方法等，都是常考到的内容，注意多练习，多总结．

7．学习密度知识后，刘明同学用实验测量某品牌酸奶的密度：

（1）移动天平横梁平衡时，指针偏向分度盘中央红线的右侧，此时应向_________（选填“左”或“右”）移动平衡螺母，才能使天平平衡；

（2）如图所示甲、乙、丙图是他按顺序进行实验的示意图，则液体的质量是________，液体的体积是________，酸奶的密度________kg/m3；

（3）在以上实验中，烧杯内壁会残留部分酸奶而导致实验结果________（选填“偏大”或“偏小”），应按怎样的顺序做实验才能减小由此产生的实验误差?

______________（只需填实验序号）。

【答案】左；48.6g；40cm3（ml）；1.215×103；偏大；乙、丙、甲。

【解析】

【分析】

本题考查天平的使用及测量液体密度的实验步骤和结果处理。

【详解】

（1）[1]天平调平时，指针的偏向与平衡螺母的移动方向相反，所以指针向右偏时，平衡螺母应向左移动；

（2）[2]图甲测量的是空烧杯的质量，读数为m空=33.4g，图乙测的是烧杯和酸奶的总质量m总=82g，那么酸奶的质量

m=m总−m空=82g−33.4g=48.6g；

[3][4]由图丙可知，酸奶的体积V=40cm3，那么其密度

；

（3）[5]由于烧杯内残留部分酸奶，会造成酸奶的体积变小，而质量是准确值，所以会造成结果偏大；

[6]为了避免酸奶残留而造成误差，应先测量酸奶和烧杯的总质量，再测酸奶的体积，最后测烧杯和小部分残留酸奶的质量，故操作顺序是乙、丙、甲。

8．小明为测量某种饮料的密度，取适量这种饮料进行如图所示的实验：

（1）将托盘天平放在水平台上，把游码移至标尺左端零刻线处，发现指针静止时指在分度盘中线的左侧（如图甲），则应将平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节使横梁平衡。

（2）把盛有适量饮料的烧杯放在天平左盘内，增减右盘的砝码，当放上最小砝码时，天平略微右偏，接下来正确的操作是_____；当天平再次平衡时，砝码质量和游码在标尺上的位置如图乙所示，则烧杯和饮料的总质量为_____g。

（3）将烧杯中的一部分饮料倒入量筒中。

如图丙所示，在量筒读数时，视线要与凹液面底部_____，读出量筒中饮料的体积为_____cm3，再用天平测出烧杯和剩余饮料的总质量为30g。

（4）根据上述实验数据计算可得，这种饮料的密度为_____kg/m3。

（5）在测量第（3）步中的数据时，将饮料从烧杯倒入量筒的过程中，不小心将一部分饮料倒出了量筒，则饮料密度的测量结果将_____。

（选“偏大”、“偏小”或“不变”）

【答案】右移开最小砝码，调节游码，使天平指在分度盘中线61.8平行30

偏大

【解析】

【详解】

（1）[1]指针静止时指在分度盘中线的左侧，说明左盘较重，则应将平衡螺母向右调节使横梁平衡；

（2）[2]当放上最小砝码时，天平略微右偏，说明砝码太大了，这又是最小的，则应该移开最小砝码，调节游码，使天平指在分度盘中线；

[3]从图乙可以看到，烧杯和饮料的总质量为

（3）[4][5]在量筒读数时，视线要与凹液面底部平行；量筒中饮料的体积为30cm3；

（4）[6]由题意可知，这部分饮料的质量是

这种饮料的密度为

（5）[7]可知这部分饮料的质量是正确的，只是倒出了一部分饮料，那么用量筒测量的饮料体积大小会偏小，根据

可知，计算得出的密度值会偏大。

9．在课外实践活动中，小明做了以下实验：

（1）将天平放在水平台上，游码移到标尺的最左端，发现指针如图甲所示，此时，为使天平平衡，应将平衡螺母向_____调节；

（2）将金属块放置天平的左盘，当右盘所加砝码和游码的位置如图乙所示，天平重新平衡，则金属块的质量是_____g。

（3）用量简测金属块的体积如图丙所示，则金属块的密度是_____kg/m3；

（4）实验后，小明发现使用的20g砝码生锈了，由此导致测得的金属块密度会_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变"）。

【答案】右174

偏小

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]由图可知指针偏左，说明天平右端上翘，未处于平衡状态，为使天平平衡，应将平衡螺母向右调节；

（2）[2]金属块的质量为

（3）[3]由丙图得金属块的体积为

金属块的密度为

（4）[4]由于使用的20g砝码生锈了，它的质量司机比20g的大，可计算式只以20g来算，因此测得的金属的质量偏小了，由于体积正常，所以由此导致测得的金属块密度会偏小。

10．有一松木块可以漂浮在水中,小王用天平、量筒和水等器材测量这块松木块的密度,实验步骤如下：

①用天平测出松木块的质量m，天平的示数如图；

②向量筒中倒入V1=50mL的水；

③用细线系住松木块,放入量简，用铁丝将其压入水中足够长时间,水面到达V2=54mL处；

④取出松木块,水面降到了V3=48mL处；

⑤小王认为松木块体积测量不够准确,松木块的体积应该包含材质和其中空隙部分的体积，于是又向量筒中加水到50mL处，将刚才取出的松木块表而吸附的水清除后,再次没入量筒的水中，此时水到达V4=55mL处。

（1）请你分析在步骤④中，水面未回到50mL处的原因是____________。

（2）请你根据小王的实验思路，计算出松木快的密度为__________g/cm3。

【答案】松木块吸附了2ml的水0.84g/cm

【解析】

【分析】

松木块具有吸水性，测松木块体积时应该先让松木块吸收水一定时间后测量，利用密度公式

即可得到松木块的密度。

【详解】

（1）[1]水面未回到50mL处的原因是松木块吸附了2mL的水；

（2）[2]由实验步骤①可从天平上读出松木块的质量m=4.2g，由实验步骤②③④⑤可得松木块的体积为：

，

根据密度公式

可的松木块的密度为：

。