质量与密度实验专题练习解析版.docx

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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．小夏居家实验，利用身边物体测量液体密度。

实验器材∶刻度尺、细绳（若干）、橡皮筋、铝块（已知铝的密度为ρ铝）、石块、容器、待测液体。

实验步骤如下∶

A．如图甲，在刻度尺左端扎上橡皮筋，用细绳悬挂刻度尺，调节橡皮筋位置，使刻度尺在水平位置平衡；

B．如图乙，将悬挂铝块的细绳固定于a位置并保持不变，记录oa长度l1；

C．如图乙，调节悬挂石块的细绳b的位置，使刻度尺在水平位置平衡，记录ob长度l2；

D．如图丙，将铝块浸没于待测液体中，调节右侧细绳至c位置，使刻度尺在水平位置平衡，记录oc长度l3；

（1）步骤A中，橡皮筋相当于______，使刻度尺在水平位置平衡的目的是________；

（2）位置c应在位置b的_________侧（填“左”或“右”）；

（3）待测液体的密度ρ液=________________（用上述已知量和测量量表示）；

（4）若将步骤D与步骤C顺序对调，会导致密度测量值偏_____________。

【答案】平衡螺母可方便测量力臂左

大

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]为使杠杆在水平位置平衡，需要调节橡皮筋位置，因此橡皮筋相当于平衡螺母。

[2]使刻度尺在水平位置平衡，此时力臂与杠杆重合，可方便测量力臂。

（2）[3]将铝块浸没于待测液体中，铝块受到浮力的作用，对杠杆的拉力减小，由杠杆平衡条件

可知c应在b的左侧。

（3）[4]当刻度尺在空气当中平衡时，由杠杆平衡条件可得

①

将铝块浸没于待测液体中，此时

带入①式可得

则

（4）[5]若将步骤D与步骤C顺序对调，则因石块沾有水，由杠杆平衡条件

可知，测得的l2变大，但由

可知会导致密度测量值偏大。

2．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：

。

3．

（1）李明取来托盘天平放在水平桌面上，发现分度盘如图甲所示。

他应先将天平的平衡螺母向_____移动。

如在测量过程中出现了甲图所示情况，应___________；

（2）用天平测出空烧杯的质量为16g，在烧杯中倒入适量的酱油，测出烧杯和酱油的总质量如图乙所示，将烧杯中的酱油全部倒入量筒中，酱油的体积如图丙所示，则烧杯中酱油的质量为____g，酱油的密度为_____kg/m3.此法测出的酱油密度比真实值_____（选填“偏大”或“偏小”）；

（3）为了避免测量中烧杯沾有液体的影响，李明又想到另一种方法测量酱油的密度，他添加两个完全相同的烧杯和适量的水，实验步骤如下∶

①调好天平，用天平测出空烧杯质量为m0；

②将一个烧杯_____，用天平测出烧杯和水的总质量为m1；

③用另一个相同的烧杯装满酱油，用天平测出烧杯和酱油的总质量为m2；

④则酱油的密度表达式ρ=_____（已知水的密度为

）。

【答案】左取下最小砝码，向右调节游码661.1×103偏大装满水

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]从指针向右偏，则右端较重,平衡螺母应该向左调。

[2]如在测量过程中出现了甲图所示情况，说明右端稍重。

此时取下最小砝码，向右调节游码。

（2）[3]由图可知烧杯和酱油的总质量是

其中酱油的质量是

[4]酱油的体积从量筒上可以看出是60cm3,所以酱油的密度是

[5]由于在实验中测量酱油的质量是准确的,测量酱油的体积时会由于烧杯内壁沾有少量的酱油，而使体积变小,所以这种方法测出的密度值会偏大。

（3）[6]为了避免实验中的测量体积的误差,用两只相同的烧杯,装有同体积的酱油和水,通过只测量质量就可以利用水的密度来表示酱油的密度，所以步骤②中，将一个烧杯装满水。

[7]两只相同的烧杯，中水和酱油的体积相同，即

则

可得

4．小明测一石块的密度，实验步骤如下：

（1）在调节天平时，他先将天平放在__________台面上，再将游码移至“0”刻度处，发现指针如图甲所示，此时应将平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）调节；

（2）小明用调好的天平测石块的质量，天平平衡时，右盘中所加砝码的质量和游码的位置如图乙所示，石块的质量为______g；由于石块比较大，无法直接放入量筒测量体积，故他采用如图丙所示的方法，①往烧杯中放入适量的水；②将石块浸没入烧杯，稳走后在水面位置作标记；③取出石块；④用量筒取水缓慢倒入烧杯，让水面回升到标记处时；倒水前后量简液面分别如图丁所示，则石块的体积为_________mL；

（3）根据以上步骤，可以测得石块的密度为_________kg/m3；若此石块会吸水，则所测得的密度值会______________。

（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）

【答案】水平右28.610

偏大

【解析】

【分析】

天平的正确使用：

①放：

把天平放到水平桌面上；②移；把游码移到标尺左端零刻线处；③调：

调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处；用天平测物体质量时，物体的质量等于砝码的质量加上游码所对刻度。

【详解】

（1）[1]天平在使用时应将其放在水平桌面上使用，否则会造成测量误差。

[2]调节横梁平衡时，指针偏向分度盘左侧，说明左盘偏重，则他应该将平衡螺母向右端移动。

（2）[3]由图乙可知，标尺的分度值为0.2g，石块的质量

m＝20g＋5g＋3.6g＝28.6g

[4]由丙图知水面上升的体积即为小石块的体积，再由丁图可以读出小石块的体积，因为丁图中量筒的分度值为0.2ml,所以小石块的体积

（3）[5]由密度公式

[6]由实验步骤知，石块质量的测量准确，在利用排水法将石块放入量筒中时，由石块本身吸水，会使得所测体积偏小，由密度公式

可知用上面方法测得的密度值会偏大。

【点睛】

此题为测量固体密度的实验，考查了对于天平的使用、天平和量筒的读数、密度的计算以及造成误差的分析，分析误差主要是分析质量和体积的测量是否有问题。

5．周末，小明跟着父母去唐河里捡拾了一块唐河玉石。

他想知道这块玉石的密度，于是把玉石带到学校实验室。

他发现量筒太细放不进玉石，于是就用烧杯、天平和水来测量：

（1）在调节天平平衡时，首先把_______拨到零刻度线处，发现横梁左低右高，此时，他应该将右侧的平衡螺母向________调节（选填“左”或“右”）；

（2）调节天平平衡后，他将玉石放在天平的左盘，在右盘添加砝码并移动游码，当天平再次平衡时，天平右盘内所加的砝码和游码在标尺上的位置如图所示，则玉石的质量为________g；

（3）如图所示，往烧杯中加入适量的水，把玉石浸没，在水面到达的高度做上标记；取出玉石，让水尽量滴尽到烧杯，然后测出烧杯和水的总质量为127g；往烧杯中加水到标记，再测出此时烧杯和水的总质量为149g。

若水的密度按1.0g/cm3计算，则玉石的密度约为_______g/cm3（保留两位小数）；

（4）测量结束后，同学们一起讨论测量的过程和结果。

大家认为取出玉石时会带出部分水，就导致测量值比真实值________（选填“偏大”或“偏小”）。

【答案】游码右56.22.55偏小

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]使用天平时，将天平放在水平桌面上，把游码移到标尺的零刻线处。

[2]横梁左低右高，说明指针偏左，所以平衡螺母向右调节，使横梁平衡。

（2）[3]玉石的质量

m＝50g＋5g＋1.2g＝56.2g

（3）[4]由

可知，玉石的体积

玉石的密度

（4）[5]把玉石从水中取出时，石块上沾有部分水，烧杯中剩余水的体积偏小，导致所测玉石的体积偏大，在质量准确的情况下，根据

可判断测得的玉石密度偏小。

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．小明利用天平和量简，测量某种食用油的密度；

（1）他把天平放在水平台面上，将游码移到标尺的零刻度线处，发现指针静止时如图甲所示，此时应将平衡螺母向_________（选填“左”或“右”）调节，使天平平衡；

（2）取适量食用油倒入烧杯内，用天平测量龙杯和食用油的总质量时，应把烧杯放在天平的______（选填“左”或“右”）盘内，当天平平衡时，另一盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示；则烧杯和食用油的总质量是_______g；将烧杯中部分食用油倒入量筒中，测出烧杯和剩余食用油的总质量是27g；

（3）如图丙所示，量筒中食用油的体积是______cm3，通过计算可得这种食用油的密度是____kg/m3；

（4）测量结束后在整理实验器材时，小明发现他在实验中所用的50g砝码已生锈，且天平的左盘粘了一小块泥，则他所测食用油的密度_________（选填“偏大”“偏小”“准确”或“无法确定”）。

【答案】右左63400.9×103偏小

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]把天平放在水平台面上，将游码移到标尺的零刻度线处，由图甲知，指针静止时偏左，此时应将平衡螺母向右调节，直到天平平衡。

（2）[2]使用天平时，被测物体放在天平的左盘，砝码放在天平的右盘。

[3]由图可知，标尺的分度值为0.2g，烧杯和食用油的总质量

则烧杯和食用油的总质量是63g。

（3）[4]如图丙所示

量筒中食用油的体积是40cm3。

[5]量筒中食用油的质量是

根据公式

可知这种食用油的密度是0.9×103kg/m3。

（4）[6]天平的左盘粘了一小块橡皮泥，调节平衡螺母后，左右两盘质量相等，测量物体质量时，左右两盘质量也相等，不影响测量结果；所用的50g砝码生锈，说明砝码的实际质量超过标注的质量，因此可少加砝码便能与左侧平衡，而读数时却仍按标注值读取，因此所测烧杯和食用油的总质量会偏小；而在测烧杯和剩余食用油的总质量27g时，用不到50g砝码，这就导致量筒中食用油的质量偏小，根据公式

可得，所测食用油的密度偏小。

9．如图所示，这是小强同学设计的测牛奶密度的操作示意图：

（1）把天平放在水平桌面上，将___________移至标尺左端零刻度线处，指针位置如图甲所示。

要使横梁平衡，应向______调节平衡螺母；

（2）由图A、B，小强测得牛奶的质量m＝________g，牛奶的体积V＝______cm3；

（3）根据图乙中步骤，小强计算出牛奶的密度ρ＝_______kg/m3；

（4）其实小强设计的实验步骤有明显的瑕疵，由于往量筒中倒牛奶时不可能倒尽，因此按他设计的步骤测出的牛奶密度值将______（选填“偏大”或“偏小”）；

（5）小强同学在实验中先测出空烧杯的质量m1，倒入牛奶后测出其总质量m2。

在将牛奶倒入量筒的过程中，发现由于牛奶较多，无法全部倒完，他及时停止了操作。

同组同学讨论后认为仍可继续完成实验，于是小强读出此时量筒中牛奶的体积V，又加了一个步骤，顺利得出了牛奶的密度。

你认为增加的步骤是：

______，请帮小强写出计算牛奶密度的表达式______。

【答案】游码左7560

偏大再测出烧杯和剩余牛奶的质量m1

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1][2]把天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端零刻度线处；由图知，调节天平平衡时指针偏右，说明右侧质量较大，应向左调节平衡螺母；

（2）[3]根据天平的读数方法可知，烧杯的质量为

，

烧杯和牛奶的总质量

，

所以牛奶的质量为

；

[4]由量筒中液面所在的位置知，牛奶的体积

V＝60mL=60cm3；

（3）[5]牛奶的密度

；

（4）[6]由于往量筒中倒牛奶时，烧杯壁会粘有少量牛奶，不能全部倒尽，致使测得牛奶的体积偏小，根据密度公式

可知，质量不变，体积偏小，所以测出牛奶的密度偏大；

（5）[7][8]在烧杯中倒入牛奶后，测出烧杯和牛奶的总质量m2，在将牛奶倒入量筒的过程中，发现由于牛奶较多，无法全部倒完，可以将杯中的牛奶倒入量筒中一部分，测得其体积V；再测出烧杯和剩余牛奶的质量m1，最后根据密度公式计算量筒中牛奶的密度，这样就减小了实验误差；牛奶密度的表达式为：

。

10．小丽同学利用天平和量筒测量自己配制的盐水的密度。

（1）实验步骤如下：

①把天平放在水平台上，发现指针位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向_________移动，使天平平衡；

②在玻璃杯中盛入盐水，放在调节好的天平左盘称量，当天平重新平衡时，记下砝码和游码的读数为126.2g；

③把玻璃杯中的部分盐水倒入量筒中，如图乙所示，记下量筒中盐水的体积为_________cm3；

④把玻璃杯和剩余盐水放在天平左盘中称量，当天平重新平衡时，所用砝码、游码的位置如图丙所示为_________g；

⑤计算出盐水的质量是_______g，密度是________g/cm3＝______________kg/m3；

（2）如果小丽在实验过程中先测量盐水的体积，再测量盐水的质量，则测得的密度值会偏_________。

【答案】右6054.2721.21.2×103小

【解析】

【详解】

（1）[1]从图甲可以看到，指针往左偏，这说明左边比较重，那么此时应将平衡螺母向右移动，使天平平衡；

[2]从图乙可以看到，量筒中盐水的体积为

[3][4][5][6]从图丙可以看到，玻璃杯和剩余盐水是

那么可以知道，量筒中盐水的质量是

盐水的密度是

（2）[7]如果小丽在实验过程中先测量盐水的体积，再测量盐水的质量，这时她会把盐水倒入玻璃杯中，量筒会有一点盐水附在上面，那么所测量盐水的质量偏小，根据

可知，测得的密度值会偏小。