宁波市七中物理质量与密度实验单元综合测试Word版 含答案.docx
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宁波市七中物理质量与密度实验单元综合测试Word版含答案
一、初二物理质量与密度实验易错压轴题（难）
1．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：
。
2．在“测量液体的密度”实验中：
（1）把天平放在水平桌面上，游码归零后，发现指针位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节，直到横梁水平平衡．
（2）将装有适量某液体的小杯子放在天平的左盘上，天平平衡时，所用砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示，若小杯子的质量为20g，则小杯子中液体的质量为_____g，然后将小杯子中的液体全部倒入量筒中，液面到达的位置如图丙所示，则量筒中液体的体积为_____cm3，由此可计算出液体的密度为_____kg/m3．
（3）此次实验操作测得的液体密度值偏_____（选填“大”或“小”），原因是_____．
【答案】右16.4200.82×103kg/m3；大杯子内壁上有少量的残留液体，测得的体积偏小
【解析】
【分析】
根据题中“应将平衡螺母向”“小杯子中液体的质量为”“量筒中液体的体积为”“计算出液体的密度为”可知，本题考查测量液体密度的实验，运用天平、量筒的使用规则，及密度公式分别进行判断和计算．
【详解】
（1）图甲中指针向左偏，应把平衡螺母向右调，直到横梁水平平衡．
（2）图乙中烧杯和液体的总质量：
m总＝20g+10g+5g+1.4g＝36.4g，
小杯子中液体的质量：
m＝m总﹣m杯＝36.4g﹣20g＝16.4g；
图丙量筒中液体的体积：
V＝20mL＝20cm3，
液体的密度：
；
（3）将小杯子中的液体全部倒入量筒时，杯子内壁上有少量的残留液体，测得的体积偏小，根据密度公式
可知，测得的液体密度值偏大．
3．
（1）
过程步骤
①A将m、V代入公式中，算出盐水的密度ρ；
B将玻璃杯里的一部分盐水倒入量筒中，测出其体积V=30cm3；
C在玻璃杯中盛适量的盐水，用天平称出它们的总质量m1（如下图）；
D用天平称出玻璃杯和剩余盐水的总质量m2=50.4g；
E根据m1、m2算出中盐水的质量m；
以上步骤，正确的操作顺序是：
______（填字母序号）
方法
②用天平和量筒进行测量，然后求密度，运用的科学方法是______法。
数据表格
m1/g
m2/g
m
V
ρ/（
）
（____）
（____）
（____）
（____）
（____）
（2）测量平均速度
器材
斜面、垫木、金属片、小车、刻度尺和______
过程数据
①保持斜面的坡度不变，分别测出小车通过全程AB段和上半程AC段的路程及所用的时间，然后计算出对应的平均速度，数据如下：
结论
②小车通过全程的平均速度是______m/s；小车沿斜面向下运动时，速度______
（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
问题讨论
在测平均速度的实验中，因不便于测量时间，因此斜面应保持较______的坡度。
【答案】CBDEA间接测量法74.4g50.4g24g30cm3
停表0.8变大小（或缓）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]要测出量筒中盐水的质量和体积，需首先测出玻璃杯中盐水的质量，然后将部分倒入量筒中，测出量筒中盐水的体积和剩余盐水和玻璃杯的质量，求得量筒中盐水的质量，根据密度公式可求出盐水的密度，故顺序为CBDEA。
[2]用天平和量筒组合起来使用来测量物质的密度，运用了间接测量法。
[3]由图可知玻璃杯和盐水的总质量
m1=50g+20g+4.4g=74.4g
[4]用天平称出玻璃杯和剩余盐水的总质量
m2=50.4g
[5]则量筒中盐水的质量
m=m1-m2=74.4g-50.4g=24g
[6]量筒中盐水的体积
V=30cm3
[7]则盐水的密度
（2）[8]在测量物体运动的平均速度时，需要测量物体运动的时间和距离，所以我们还需停表。
[9]由表格可知小车通过全程的路程和时间，则通过全程的平均速度
[10]小车通过AC段的平均速度
小车通过CB段的平均速度
根据小车通过AC、CB段的平均速度可知小车沿斜面向下运动时，速度变大。
[11]在测平均速度的实验中，为了时间的测量方便，斜面的坡度应该小（或缓）一些。
4．小明和小丽测量鹅卵石的密度：
（1）小明的测量方法如图A所示，其步骤：
①在测鹅卵石的质量时，他将天平放在水平台面上，再将游码调到“0”刻度线处，发现指针停在如图甲所示的位置。
要使天平平衡，应将平衡螺母向__________（选填“左”或“右”）调，调好天平后，他进行了正确的操作，砝码和游码的位置如图乙所示，鹅卵石的质量为__________g。
②在量筒内注入30mL的水，将系上细线的鹅卵石没入水中，水面位置如图丙所示，鹅卵石的体积为__________cm3。
③则鹅卵石的密度为__________kg/m3。
（2）小丽的测量方法如图B所示，其步骤：
a．在圆柱形玻璃筒内加入适量的水，正方体塑料块漂浮在水面上，用刻度尺测出塑料块露出水面的高度h1；b．将鹅卵石放在塑料块上，塑料块仍漂浮在水面上，用刻度尺测出塑料块露出水面的高度h2；c．用细线将鹅卵石系在塑料块下方，然后放入水中，塑料块仍漂浮在水面上，用刻度尺测出塑料块露出水面的高度h3。
①鹅卵石密度的表达式为ρ＝______________（已知水的密度为ρ水，用所测量的符号表示）
②若在进行测量步骤c时，不小心将部分水沾在塑料块的上表面，测得鹅卵石的密度为ρ＇，则ρ＇________ρ（选填“＞”、“=”或“＜”）。
【答案】左22.482.8×103
=
【解析】
【分析】
【详解】
（1）①[1]在用天平测量矿石的质量时，应将天平放在水平工作台上，游码移至标尺左端的“0”刻度线处。
由图甲可知，指针偏右，说明右侧质量偏大，此时应将平衡螺母向左调节。
[2]由图乙可知，鹅卵石的质量为
m=20g+2.4g=22.4g
②[3]由图丙可知，鹅卵石的体积为
V=38cm3-30cm3=8cm3
③[4]由
得，鹅卵石的密度为
（2）①[5]设正方体塑料块一个面的面积为S，则鹅卵石受到的浮力为
鹅卵石的重力G=mg=F浮，则鹅卵石的质量为
鹅卵石的体积
V=S（h3-h2）
故鹅卵石的密度为
②[6]若塑料块上沾上水后，塑料块和鹅卵石的重力增大，排开水的体积增大，但容器中的液面高度不变，即h2、h3都不变，故测量的密度不变。
5．小明所在的物理兴趣小组需要密度为1.15g/cm3的盐水，为检验配制的盐水是否合格．
（1）小明设计了如下方案：
①将天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端的“0”刻度线上，发现指针的位置如图甲所示，则需将平衡螺母向_____调节；
②测量烧杯和盐水的总质量时，砝码和游码的位置如图乙所示，则烧杯和盐水的总质量为_____g；
③将烧杯中的部分盐水倒入量筒中（如图丙所示）；
④测出烧杯和剩余盐水的质量为25g；
⑤计算出盐水的密度为_____g/cm3．
（2）为配制合格的盐水，需要继续向盐水中_____（选填“加盐”或“加水”），但加多少才能刚好使配制的盐水合格，很难控制．小明思考后，想用饮料吸管制作一个简易的密度计来解决这一问题，制作步骤如下：
①他找来一根饮料吸管，测得吸管的长度是15cm，用石蜡将其一端密封起来；
②在吸管上距密封端11.5cm处画一刻线标上1.0，在吸管上距密封端_____cm处画一刻线标上1.15；
③在吸管中放入适量的细砂后将其放入清水中，增减细砂直到水面刚好与1.0刻线相平；
④从清水中取出吸管放入配制的盐水中，向盐水中加某物质直到液面与1.15刻线相平，盐水的密度就刚好是1.15g/cm3.
（3）完成实验后，小明想在这根吸管上再增加些刻线，制成一个测量范围是0.7g/cm3～1.3g/cm3、分度值是0.05g/cm3的密度计，结果发现不能实现，原因是_____．为了能用这根吸管制成符合要求的密度计，他应_____（填“增加”或“减少”）吸管中的细砂后，并重新标注刻度线．
【答案】右62.41.1加盐10吸管长度不够（吸管嫌短）减少
【解析】
【详解】
第一空．由图甲知道，将天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端的“0”刻度线上，发现指针向左偏，则说明天平的左端下沉，右端上翘，所以，平衡螺母向上翘的右端移动；
第二空．由图乙知道，烧杯和盐水的总质量是：
m1=50g+10g+2.4g=62.4g；
第三空．由图丙知道，量筒中盐水的体积是：
V=34mL=34cm3，
烧杯和剩余盐水的质量是m2=25g，量筒中盐水的质量是：
m=m1-m2=62.4g-25g=37.4g，
则盐水的密度是：
；
第四空．根据题意知道，需要盐水的密度是1.15g/cm3，而现在盐水的密度是1.1g/cm3，所以，需要再加入盐，才能增大盐水的密度；
第五空．根据题意知道，吸管在水中和盐水中都漂浮，受到的浮力相等，即F浮水=F浮盐水，设吸管的底面积是S，在吸管上距密封端hcm处画一刻线标上1.15，则，ρ水gV排水=ρ盐水gV排盐水，代入数据得：
1.0×103kg/m3×10N/kg×S×11.5×10-2m=1.15×103kg/m3×10N/kg×Sh，
解得，h=0.1m=10cm；
第六空．小明不能制成一个测量范围是0.7g/cm3～1.3g/cm3、分度值是0.05g/cm3的密度计；与第五空同理：
密度计始终漂浮在液体中，受到的浮力相等，所以密度计在水中和密度为0.7g/cm3的液体中浮力相等，即F浮水=F浮液，由ρ水gV排水=ρ液gV排液可知，
1.0×103kg/m3×10N/kg×S×11.5×10-2m=0.7×103kg/m3×10N/kg×Sh'，
解得，h'≈0.165m=16.5cm＞15cm，
由此可知，小明不能制成密度计的原因是吸管长度不够；
第七空．根据漂浮条件，减小密度计的重力，可以减小密度计的浮力，当液体密度不变时，密度计排开液体的体积减小，需要的吸管长度可以短一些，所以，需要减小管中的沙子，并重新标注刻度线。
6．小明发现橙子放入水中会下沉，于是想办法测量它的密度。
（1）将托盘天平放在水平桌面上，将标尺上的游码移至零刻度线处，调节平衡螺母，直到指针在___，表示天平平衡。
（2）用天平测量橙子质量，天平平衡时砝码和游码的示数如图所示，橙子质量为___g。
小明利用排水法测得橙子的体积为150cm3，则橙子的密度是_____kg/m3。
（3）做实验时，小明若先用排水法测出橙子的体积，接着用天平测出橙子质量，这样测得的密度值将比真实值_____（选填“偏大”或“偏小”）。
（4）小亮不用天平，利用弹簧测力计、细线、盛有水的大烧杯等器材，也巧妙测出了橙子的密度。
请你将他的测量步骤补充完整，已知水的密度为ρ水。
①用弹簧测力计测出橙子的重力G；
②___________；
③橙子密度的表达式为：
ρ橙=________（用测出的物理量和已知量的字母表示）。
【答案】分度盘的中央1621.08×103偏大将橙子浸没在水中，读出弹簧测力计的示数为F
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]使用托盘天平时应把天平放在水平桌面上，将标尺上的游码移到零刻度线处，调节平衡螺母，直到指针指到分度盘的中线处或指针左右摆动的幅度相同为止；
（2）[2]标尺的分度值为0.2g，橙子的质量
m=100g+50g+10g+2g=162g
[3]橙子的密度
（3）[4]先用排水法测出橙子的体积，接着用天平测出橙子质量，由于橙子上粘有水，所以测得的质量偏大，根据
知，测得的密度偏大；
（4）②[5]将橙子浸没在水中，读出弹簧测力计的示数为F；
③[6]由
橙子的质量为
橙子受到的浮力为
F浮=G﹣F
橙子的体积等于橙子排开水的体积
橙子密度的表达式为
【点睛】
固体密度的测量
7．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。
8．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。
9．小刚家准备建一栋新房，爸爸买了一堆材料相同的石子，小刚选取一块石子在实验室测它的密度．他先将托盘天平放在水平桌面上，调节天平平衡．
（1）小刚按图甲所示的方法测石子的质量，请指出操作中的两个错误：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________．
（2）纠正错误后继续实验，当盘中所加砝码和游码位置如图乙所示时天平平衡，则此石子的质量为____g．在量筒内装有一定量的水，该石子放入前、后的情况如图丙所示，则石子的体积是_______cm3，此石子的密度是___________kg/m3．
【答案】用手拿砝码物体放在右盘，砝码放在左盘23.49.02.6×103
【解析】
【分析】
【详解】
取放砝码时不能用手拿，应使用镊子来夹取；应按照左物右码的原则来测量；
由图示可知石子的质量为20g+3．4g=23．4g；石子的体积为39cm3-30cm3="9"cm3，石子的密度是23．4g/9cm3=2．6×103kg/m3．
10．小明设计了一个利用如图装置测不规则固体密度的实验。
（1）将两个已调零的弹簧测力计悬挂在铁架台下，将一溢水杯和另一空杯用细线拴在测力计下，向溢水杯中加入一定量的水，使水漫过溢水口流入空杯中，水的密度为ρ水。
（2）当水不再流出时弹簧测力计的示数分别为G1和G2，如图甲所示。
（3）将一个小石块用细线拴住并慢慢放入溢水杯中，此时溢出的水全部流入另一杯中，当水不再流出时，弹簧测力计的示数分别为G3和G4，如图乙所示。
（4）小石块的体积V=_______，小石块的密度ρ=______。
（用题中字母表示）
（5）若此小石块具有轻微吸水性，则他测得的小石块密度比真实值______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】
ρ水偏大
【解析】
【详解】
第一空．小石块排开水的重力：
G排=G4-G2，
根据阿基米德原理可知，小石块受到的浮力：
F浮=G4-G2，
小石块的体积：
V=V排=
；
第二空．小石块的重力：
G=G3+G4-G1-G2，
小石块的密度
ρ石=
ρ水。
第三空．若石块具有吸水性，当放进石块时，使得溢出的水的体积小于石块的体积，故测得的体积会偏小，根据公式ρ=
可知，此时测得的密度值应该是偏大的。
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