人教版八年级上册物理 质量与密度实验专题练习解析版.docx

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人教版八年级上册物理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．小明欲测量某矿石的密度，而该矿石形状不规则，无法放入量筒，故选用水、烧杯、天平（带砝码和镊子）、细线、铁架台等器材进行实验，主要过程如下：

（1）将天平放置在水平桌面上，把游码拨至标尺左端的零刻线处，指针在分度盘的位置如图甲所示，应将平衡螺母向____________调节，使天平平衡；

（2）将装有适量水的烧杯放入天平的左盘，试加砝码，并移动游码，直至天平平衡，这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图乙所示，则烧杯和水的总质量为______________g；

（3）如图丙所示，用细线系住矿石，悬挂在铁架台上，让矿石浸没在水中，细线和矿石都没有与烧杯接触，天平重新平衡时，右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为144g，则矿石的体积为______cm3；

（4）如图丁所示，矿石下沉到烧杯底部，天平再次平衡时，右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为174g，则矿石的密度为_____________kg/m3；

[拓展]小红用刻度尺、细线、一个厚底薄壁圆柱形的杯子（杯壁厚度不计）和一桶水也测出了矿石的密度。

步骤如下，请把她步骤补充完整并写出矿石密度的表达式：

①将装有适量水的杯子放入桶内的水中，使杯子竖直漂浮在水面上，如图1所示，用刻度尺测得杯子外侧浸入深度为h1、杯内水深为h2；

②把矿石投入杯内水中，杯子继续竖直漂浮在水面上，如图2所示，此时测得______________和杯内水深为h4；

③已知水的密度为ρ水，则矿石密度表达式是_________________。

【答案】左12420

杯子外侧浸入深度为h3

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]从图甲可以看到，指针往右偏，说明右边较重，这时应该将平衡螺母向左调，使天平平衡。

（2）[2]从图乙可以看到，烧杯和水的总质量是

烧杯和水的总质量是

。

（3）[3]由题意可知，矿石受到的浮力大小是

根据阿基米德原理可知，矿石的体积是

矿石的体积是

。

（4）[4]由题意可知，矿石的质量大小是

根据

可知，矿石的密度是

矿石的密度是

。

[5][6]把矿石投入杯内水中，杯子继续竖直漂浮在水面上，如图2所示，此时测得杯子外侧浸入深度为h3，和杯内水深为h4；设厚底薄壁圆柱形杯子的底面积是S，从图1和图2可知道，矿石的体积是

从图1可知，装有适量水的杯子总重力大小是

从图2可知，装有矿石的杯子总重力大小是

那么矿石的质量是

那么矿石的密度是

矿石的密度是

。

2．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。

3．小明想知道酱油的密度，于是他和小华用天平和量筒做了如下实验：

（1）将天平放在水平台上，将游码移到零刻度线处时，发现指针指在分度盘的左侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向（__________）（选填“左”或“右”）调；

（2）在烧杯中倒入适量的酱油，用天平测出烧杯和酱油的总质量为106g；再将烧杯中的一部分酱油倒入量筒中，测出烧杯和剩余酱油的总质量如图甲所示，量筒中酱油的体积如图乙所示，则酱油的密度为（__________）kg/m3；

（3）小华不小心将量筒打碎了，老师说只用天平这一量工具也能粗略测量出酱油的密度。

于是小华添加两个完全相同的烧杯和适量的水，设计了如下实验步骤，请你补充完整，并用适当的符号表示相应的物理量。

①调好天平，用天平测出空烧杯质量为（__________）；

②将一个烧杯装适量的水，并做标记，_____（已知水的密度为ρ水）；

③（__________）；

④则酱油的密度表达式ρ=（__________）（用上述步骤中的物理量符号来表示）。

【答案】右1.1×103m0测出总质量为m1用另一个空烧杯装酱油至同样标记处，测出烧杯和酱油的总质量m2

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]发现指针指在分度盘的中央零刻度线的左边，说明左侧质量略大，应旋动横梁上的平衡螺母，使之向右移动。

（2）[2]由图甲可知，剩余酱油和烧杯的总质量

m2=50g+10g+2g=62g

量筒中酱油的质量为

m=m1-m2=106g-62g=44g

量筒中酱油的体积为

V=40mL=40cm3

酱油的密度为

（3）①[3]调好天平，用天平测出空烧杯质量记为m0。

②[4]将一个烧杯装适量的水，并做标记，测出总质量为m1。

③[5]已知空烧杯的质量为m0，烧杯和加入水的总质量为m1，所以烧杯中水的质量为m水=m1-m0；根据公式

可以求得水的体积为

所以这一步的操作是：

用另一个空烧杯装酱油至同样标记处，测出烧杯和酱油的总质量m2。

④[6]酱油的质量为

m酱油=m2-m0

烧杯内水的体积等于酱油的体积，则酱油的密度表达式

4．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。

5．小明用天平、烧杯、油性笔及足量的水测量一块鹅卵石的密度，实验步骤如下：

（1）将天平放在水平桌面上，把游码拨至标尺零刻度处，横梁稳定时指针位置如图甲所示，要使横梁在水平位置平衡，应将平衡螺母往__________（左/右）调．

（2）用调好的天平分别测出鹅卵石的质量m1=31.2g和空烧杯的质量m0=80 g．

（3）如图乙所示，把鹅卵石轻轻放入烧杯中，往烧杯倒入适量的水，用笔在烧杯壁上标出水面位置为M，然后放在天平左盘，当天平平衡时，如图丙所示，则杯、水和鹅卵石的总质量为m3=__________g．

（4）将鹅卵石从水中取出后，再往烧杯中缓慢加水，使水面上升至记号M位置，用天平测出杯和水的总质量为m4=142.2 g，则往烧杯中添加水的质量△m=__________g．

（5）根据所测数据计算出鹅卵石的密度为ρ石=_____g/cm3．

（6）若因为在将鹅卵石从烧杯中取出时带出了一些水，这将导致所测密度偏______（大/小）．

【答案】右161.4122.6小

【解析】

【详解】

（1）把天平放在水平台上，先要把游码拨到标尺左端的零刻度线处，通过调节平衡螺母使天平平衡；图甲中指针偏向分度盘的左侧，要使横粱在水平位置平衡，应将平衡螺母往右调。

（3）由图知，杯、水和鹅卵石的总质量：

m3=100g+50g+10g+1.4g=161.4g；此时烧杯中水质量m水′=161.4g−31.2g-80g=50.2g；

（4）将鹅卵石从水中取出后，再往烧杯中缓慢加水，使水面上升至记号M，用天平测出杯和水的总质量为m4=142.2g，此时烧杯中水的质量m水=142.2g−80g=62.2g，所以添加水的质量△m=m水-m水′=12g；

（5）由题意知，鹅卵石的体积等于加入水的体积，则

；

鹅卵石的密度：

。

（6）若小明在取出鹅卵石时从烧杯中带出一些水，则测量水的质量偏大，对应鹅卵石的体积偏大，根据

知密度测量的偏小。

6．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。

7．为了鉴别一个机器零件是由什么金属制成的，同学们进行了如下实验：

（1）调节天平横梁平衡时，指针指在如图甲的位置。

应将平衡螺母适当向_______（填“左”或“右”）调节；

（2）某同学测零件质量过程中，调节横梁平衡之前，忘记将游码移至标尺左端零刻度线处。

于是，他取下砝码和机器零件，将游码向左移动，当游码的示数为0.6g时，天平恰好平衡。

再重新测量机器零件的质量，天平读数如图乙，则机器零件的质量为_________g；

（3）用如图的方法测出机器零件的体积为_______cm³；

（4）利用猜测出的准确数据，算出机器零件的密度恰好和密度表中某种金属的密度相同。

由此做出的鉴别结果是：

该机器零件可能是由这种金属制成，还存在的其他可能有：

①_____________________；

②____________________。

【答案】左；48；6；由密度比这种金属大和密度比这种金属小的几种物质混合而成；由密度比这种金属大的物质制成，其内部有空心部分（科学合理即可）。

【解析】

【分析】

本题考查天平的使用、量筒的使用、密度知识的应用。

【详解】

（1）[1]如图可知，指针在刻度盘中向左偏，而指针左偏时，平衡螺母应向右移；

（2）[2]调平此天平时，游码不在零刻度线，而在0.6g刻度线处，由图乙可知，此时天平的读数为

m=20g+20g+5g+3g=48g，

因调平时游码所在的刻度线是0.6g处，所以机器零件的质量

m零件=48g−0.6g=47.4g；

（3）[3]由图丙可知，未放入零件前，水的体积V1=50mL=50cm3，放入零件后，水与零件的总体积V2=56mL=56cm3，则零件的体积为

V=V2−V1=56cm3−50cm3=6cm3；

（4）①[4]有可能是合金，即由密度比这种金属大和密度比这种金属小的几种物质混合而成；

②[5]由密度比这种金属大的物质制成，其内部有空心部分。

8．小明在实验室里测量一块形状不规则、体积较大的矿石的密度。

（1）取出天平，观察称量和感量；

（2）将天平（砝码）放在水平桌面上，如图所示，接下来的操作是___________；

（3）游码归零后，发现指针指示的位置如图甲所示，他应将平衡螺母向________调节（选填“左”或“右”），才能使天平水平平衡。

（4）用调节好的天平测矿石质量时，天平平衡后，砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示，则矿石质量m=________g。

（5）因矿石体积较大，放不进量筒，因此他利用一只烧杯，按如图丙所示方法进行测量，矿石的体积是________cm3；

（6）矿石的密度是________kg/m3（结果保留一位小数），该实验中测得矿石的密度比真实值________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

（7）整理实验器材时发现，天平的左盘有一个缺角，则测量结果________（选填“偏大”“偏小”或“仍然准确”）。

【答案】调节横梁标尺上的游码至左端的零刻度线处右85.470

偏小仍然准确

【解析】

【分析】

【详解】

（2）[1]在用托盘天平测量物体的质量时，将天平放在水平桌面上后，需要将横梁标尺上的游码调至左端零刻度线处；

（3）[2]将游码归零后，发现指针指示的位置如图甲所示，说明天平向左边倾斜，应该向右调节平衡螺母使天平平衡；

（4）[3]如图乙所示，矿石的质量为

50g+20g+10g+5g+0.4g=85.4g；

（5）[4]将矿石从烧杯中取出后，需要再往烧杯中加与矿石等体积的水补至刻度处，所以矿石的体积为

200ml-130ml=70ml=70cm3；

（6）[5]矿石的密度为

；

[6]由于矿石从水中取出带走一部分水，使倒入烧杯中的水的体积大于矿石的体积，矿石的质量不变，体积增大，所以密度会偏小；

（7）[7]天平的左盘有一个缺角，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，即小明测量的密度仍然准确。

9．在“用天平和量筒测量盐水密度”的实验中，某同学设计了两个方案：

（1）方案一：

①将天平置于水平台上，用调节好的天平测出空烧杯的质量m1；

②向烧杯中倒入一些盐水，测出它们的总质量m2，则这些盐水的质量为______；

③再将烧杯中的盐水倒入量筒中，测出盐水的体积V；

④计算出盐水的密度ρ=______________。

（2）方案二：

①将天平置于水平台后，调节平衡螺母，使横梁平衡；

②用天平测出装有适量盐水的烧杯的总质量m1´；

③将烧杯中的一部分盐水倒入量筒中，记录量筒中盐水的体积V´；

④测出烧杯及剩下盐水的总质量m2´；

⑤计算出盐水的密度ρ´=______________。

（3）方案二中有一个步骤存在不足，请找出该步骤，并将其不足的原因填在横线处_______。

（4）用方案一测出的盐水的密度比实际值_____（填“偏大”或“偏小”）。

在方案二中，若将步骤③和④分别改为“将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，记录量筒中盐水的体积V´”和“测出烧杯的质量m2´”。

修改后所测盐水密度的误差将______（选填“大一些”、“小一些”或“无明显变化”）。

【答案】

第①步调节平衡螺母前没有将游码调至零刻度线处偏大无明显变化

【解析】

【详解】

（1）[1]由题意可知，这些盐水的质量是

[2]由此可知盐水的密度是

（2）[3]由题意可知，这烧杯中的一部分盐水的质量是

而量筒中盐水的体积V´，可以计算出盐水的密度是

（3）[4]其不足的地方是第①步调节平衡螺母前没有将游码调至零刻度线处；

（4）[5]在方案一中，测量这些盐水的体积时，会有一些盐水留在烧杯上，那么测出盐水的体积V偏小，根据

可知，质量大小正确，测出的盐水的密度比实际值偏大；

[6]若将步骤③和④分别修改，那么得到的盐水质量和体积是相互对应的，不会偏大，也不会偏小，测出的密度大小误差将无明显变化。

10．小明准备测量一一只金属螺母的密度.

（1）把天平放在________桌面上，并将游码移至标尺左端零刻线处，调节天平横梁平衡时，发现指针在分度盘标尺上的位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节．

（2）测量中，天平平衡时所加砝码及游码位置如图乙，他继续测出金属螺母的体积为6cm3.螺母密度为________g/cm3.

（3）若没有天平，想用丙图所示弹簧测力计测量该螺母的质量，他________（选填“能”或“不能”）测出该螺母的重力，理由是_____．

（4）小明又利用圆柱形玻璃杯、适量的水、细针和刻度尺，不用天平测量一木块的密度，请你将测量步骤补充完整：

①在玻璃杯中装入适量的水，用刻度尺测出杯中水的深度为h0；

②___________________；

③用细针缓慢地把木块压入水中，使之完全浸没，用刻度尺测出杯中水的深度为h2；

④小木块密度的表达式：

ρ木=__________（用测量的物理量和已知量的符号表示，水是密度用ρ水表示）

【答案】水平右2.6能见解析将木块轻放入玻璃杯中，待它漂浮时，用刻度尺测出杯中水的深度为h；

ρ水

【解析】

【分析】

【详解】

第一空．为避免误差，使用前应把天平放在水平桌面上，并将游码移至标尺左端零刻线处，调节天平横梁平衡；

第二空．读图甲可知，指针偏左，说明左侧质量稍大，因此，应将平衡螺母向右侧移动；

第三空．读图乙可知，零件的质量为：

10g+5g

0.6g=15.6g，

零件的体积为：

V=6cm3，

零件的密度：

ρ=

=

=2.6g/cm3

第四空．用丙图所示弹簧测力计测量该螺母的质量能测出该螺母的重力，理由如下；

第五空．零件的质量m=15.6g=0.156kg,由G=mg得螺母的重力为G=0.156kg

10N/kg=1.56N,

弹簧测力计的量程为0

5N，因此可以测量该螺母的质量能测出该螺母的重力，再由G=mg求出螺母的质量；

实验步骤：

适量的水倒入烧杯中,测出烧杯中水的深度h0.

第六空．将木块轻放入玻璃杯中，待它漂浮时，用刻度尺测出杯中水的深度为h；

细针缓慢地把木块压入水中,使之完全浸没,用刻度尺测出杯中水的深度为h2；

第七空．因为木块漂浮在水面上受到的浮力等于重力,所以G=F浮=ρ水gV排，

设烧杯的底面积为S,木块排开水的体积为：

V排=S（h−h0），

所以G=F浮=ρ水gS（h−h0），

木块的质量：

m=

=ρ水S（h−h0），

当木块压入烧杯中,用刻度尺测出此时烧杯中水的深度h2.

小木块的体积为：

V=S（h2−h0）

小木块的密度：

ρ=

=

=

ρ水.