初中物理物质的属性实验题

小红在海边捡到一个精美的小石块，她想测量该石块的密度，于是利用家中的长刻度尺、两个轻质小桶（质量不计）、细线、水杯、水，设计并进行了如下试验：

（1）用细线将刻度尺悬挂在晾衣架上，调整悬挂点的位置，当刻度尺在水平位置平衡时，记下悬挂点在刻度尺上的位置 $O$ 。

（2）向水杯内倒入适量的水，在水面处做一标记，如图甲所示。

（3）将石块浸没在该水杯内的水中，不取出石块，将杯中的水缓慢倒入一个小桶中，至杯内水面下降到标记处（石块未露出水面），此时小桶中水的体积 　　（选填"大于"、"小于"或"等于" $)$ 石块的体积。

（4）将石块从水杯内取出，放入另一个小桶中，将装有石块和水的两个小桶分别挂在刻度尺的左右两端，移动小桶在刻度尺上悬挂点的位置，直到刻度尺在 　　位置恢复平衡，如图乙所示，记下这两个悬挂点到 $O$ 点的距离分别为 $l_1$ 和 $l_2$ ，则石块的密度 ${\rho }_{\mathrm{石}}=$ 　　（用 $l_1$ 、 $l_2$ 和 ${\rho }_{\mathrm{水}}$ 表示）

（5）实验结束后，小红反思自己的测量过程，由于从水杯内取出的石块沾有水，导致最后的测量结果 　　（选填"偏大"、"偏小"或"不变" $)$

中国80后小伙杨光硕利用电商平台，把家乡的土鸡蛋推向全国市场。土鸡蛋比普通鸡蛋营养价值高，那土鸡蛋的密度是不是也比普通鸡蛋大呢？小梦从网上购买了家乡的土鸡蛋，与学习小组的同学们一起测量土鸡蛋的密度。他们找来一架天平和一盒砝码，但缺少量筒，于是又找来一个烧杯、胶头滴管和一些水。他们利用这些仪器测量土鸡蛋的密度，请你和他们一起完成实验。

（1）把天平放在 　　台上，把游码放到标尺左端的 　　处，调节天平的 　　，观察到指针指在 　　，表示横梁平衡。用调节好的天平测出一颗土鸡蛋的质量 $m_0$ 。

（2）如图所示，设计测土鸡蛋体积的步骤如下：

①在烧杯中装入适量的水，并在水面的位置做好标记，用天平测出烧杯和水的总质量 $m_1$ ；

②把土鸡蛋轻轻放在装有水的烧杯中，倒出超过标记处的水，并用胶头滴管使烧杯中的水面恰好到标记处，再用天平测量此时烧杯、水和土鸡蛋的总质量 $m_2$ ；

（3）土鸡蛋的密度表达式是 $\rho =$ 　　（用所测量的物理量符号表示，水的密度 ${\rho }_{水})$ 。实验结束后，有同学发现土鸡蛋有一定吸水性，则所测量的密度值将 　　（选填"偏大"或"偏小" $)$ 。

实验室有如下器材：天平（含砝码）、量筒、烧杯 $(2$个）、弹簧测力计、金属块、细线（质量和体积不计）、足量的水（密度已知）、足量的未知液体（密度小于金属块的密度）。

（1）一组选用上述一些器材测量金属块的密度，步骤是：

①在量筒中倒入 $20\mathit{mL}$水；

②把金属块浸没在量筒的水中，如图1所示，由此可知金属块的体积为　　 $c{m}^3$；

③把天平放在水平桌面上，如图2甲所示，接下来的操作是：

$a$、将游码拨到零刻度线处；

$b$、向　　（选填“左”或“右” $)$调节平衡螺母，使天平平衡；

$c$、取出量筒中的金属块直接放在左盘，向右盘加减砝码并移动游码使天平重新平衡，如图2乙所示。

计算金属块的密度是　　 $\mathit{kg}/m^3$．该实验所测密度比金属块实际的密度　　（选填“偏大”或“偏小” $)$。

（2）二组选用上述一些器材，设计了一种测量未知液体密度的实验方案。

选用器材：弹簧测力计、金属块、细线、水、足量的未知液体、烧杯 $(2$个）

主要实验步骤：

①用弹簧测力计测出金属块在空气中的重力 $G$；

②用弹簧测力计悬挂金属块浸没在未知液体中（未接触烧杯底），其示数为 $F_1$；

③用弹簧测力计悬挂金属块浸没在水中（未接触烧杯底），其示数为 $F_2$；

④未知液体密度的表达式： $\rho =$　　。（用字母表示，已知水的密度为 ${\rho }_{水})$

妈妈在做菜时问小刚，你知道花生油的密度是多少？

（1）小刚想：花生油是油类，它的密度应该比水小．于是他滴了一滴油在水中，发现油浮在水面上，由此可以证明他的猜想是      的（填“正确”或“错误”）．
（2）到学校后，他做了如下实验：先用调节好的天平测出烧杯和花生油的总质量为150g，然后将一部分花生油倒入量筒中，再测出剩余花生油和烧杯的质量为107.6g，读出量筒中花生油的体积，如图所示，最后算出花生油的密度．请你将测得的结果填入下表中．

德化盛产陶瓷，小李同学想测量一块不规则瓷片的密度．

（1）把天平放在水平桌面上，将游码移到零刻度处，然后调节      使天平平衡．
（2）用调节好的天平测量瓷片的质量，所用砝码的个数和游码的位置如图1所示，则瓷片的质量为      g．
（3）他发现瓷片放不进量筒，改用如图2所示的方法测瓷片的体积：
a．往烧杯中加入适量的水，把瓷片浸没，在水面到达的位置上作标记，然后取出瓷片；
b．先往量筒装入40mL的水，然后将量筒的水缓慢倒入烧杯中，让水面到达标记处，量筒里剩余水的体积如图3所示，则瓷片的体积为      cm³．
（4）用密度公式计算出瓷片的密度ρ为      g/cm³．
（5）根据以上步骤，你认为小李同学测出的瓷片密度值      （选填“偏大”或“偏小”）．

李华利用生活中常见物品巧妙地测出一石块的密度，实验过程如下：

$A$．取一根筷子，用细线将其悬挂，调节悬挂位置，直至筷子水平平衡，悬挂位置记为 $O$点，如图甲所示；

$B$．将矿泉水瓶剪成烧杯形状，倾斜固定放置，在瓶中装水至溢水口处，用细线系紧石块，将石块缓慢浸入水中，溢出的水全部装入轻质塑料袋中，如图乙所示；

$C$．取出石块，擦干水分；将装水的塑料袋和石块分别挂于筷子上 $O$点两侧，移动悬挂位置使筷子仍水平平衡，用刻度尺分别测出 $O$点到两悬挂点的距离 $l_1$和 $l_2$，如图丙所示。

（1）已知水的密度为 ${\rho }_{水}$，则石块密度 ${\rho }_{石}=$　         　（用字母 ${\rho }_{水}$和所测得的物理量表示）；

（2）采用上述实验方法，筷子粗细不均匀对实验结果　        　（选填“有”或“无”）影响；

（3）图乙所示步骤中，若瓶中的水未装至溢水口，实验结果将　       　（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

2017年5月5日，我国自行研制具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机 $C919$在浦东机场成功首飞。第三代铝锂合金材料在 $C919$机体结构用量达到了 $8.8\%$，为了测量该铝锂合金材料的密度，某中学学习小组的同学们用同材料的铝锂合金材料样品做了如下实验。

（1）将天平放在水平桌面上，将游码放在标尺左端的　　处，发现指针指在分度盘中央刻度线的左侧，如图甲所示，为使横梁在水平位置平衡，应将平衡螺母向　　移动（选填“左”或“右” $)$。

（2）用调节好的天平测量样品的质量，操作情景如图乙所示，错误之处是：　　。

（3）改正错误后，当右盘中所加砝码和游码位置如图丙所示时，天平平衡，则该样品的质量为　　 $g$。

（4）在量筒内装有一定量的水，样品放入量筒前后的情况如图丁所示，则样品的体积是　　 $c{m}^3$，此样品的密度是　　 $\mathit{kg}/m^3$。

（5）该小组尝试用另一种方法测量该样品的密度，如图戊所示，他们做了如下的操作：

$A$：用弹簧测力计测出样品的重力为 $G$；

$B$：将样品挂在弹簧测力计下，使样品浸没在水中并保持静止（样品未接触到容器底部）读出弹簧测力计的示数 $F$；

$C$：样品的密度表达式为 ${\rho }_{\mathit{样品}}=$　　（用 $G$、 $F$、 ${\rho }_{水}$表示）

下面是小李同学和小张同学设计的“测食用油密度”的实验方案，请完善他们的方案，并回答后面的问题：

（1）小李同学的方案：用调节平衡的天平测出空烧杯的质量m₁，向烧杯内倒入适量食用油再测出烧杯和食用油的总质量m₂，然后把烧杯内的食用油全部倒入量筒内，读出量筒内食用油的体积为V₁；其测得的食用油密度的表达式为        ．
（2）小张同学的方案：在烧杯内倒入适量的食用油，用调节平衡的天平测出烧杯和食用油的总质量m₃，然后将烧杯内部分食用油倒入量筒，再测出烧杯和剩余食用油的总质量m₄，读出量筒内食用油的体积V₂．其测得的食用油密度的表达式为       ．
（3）请你对上述两种实验方案进行评估，按      同学的实验方案进行测量，实验误差可能小一些．
（4）如图是按小张同学的实验方案进行某次实验的情况，请将实验的数据及测量结果填入表中．

烧杯和食用油的总质量/g	烧杯和剩余油的总质量/g	倒出油的体积/cm^3	油的密度/（kg•m^﹣3）
34.1		20

下面是小方和小王设计的“测食用油密度“的实验方案，请完善他们的方案，并回答后面的问题：

（1）调节天平时，发现指针偏向分度盘的右侧，如图甲所示，则此时应将平衡螺母向      调节．
（2）用托盘天平测量合金块质量的操作情况如图乙所示，请你指出其中的两点错误：①      ；②      ．
（3）小方的方案：用调节好平衡的天平测出空烧杯的质量m₁，向烧杯内倒人适量的食用油，再测出烧杯和食用油的总质量m₂，然后把烧杯内的食用油全部倒入量筒内，读出量筒内食用油的体积为V₁；其测得的食用油密度的表达式是       ；
（4）小王的方案：在烧杯内倒入适量的食用油，用调节好平衡的天平测出烧杯和食用油的总质量m₃，然后将烧杯内的适量的食用油倒入量筒内，再测出烧杯和剩余食用油的总质量m₄，读出量筒内食用油的体积V₂，其测得的食用油密度的表达式是    ．
（5）按      的实验方案进行测量，实验误差可能小一些；如果选择另一种方案，测得的密度值      （填“偏大”或“偏小”）．
（6）如图是按小王的实验方案进行某次实验的情况，将实验的数据及测量结果填入表中．

烧杯和食用油的总质量（g）	烧杯和剩余油的总质量（g）	倒出油的质量（g）	倒出油的体积（cm^3）	油的密度（kg/cm^3）
90	a	b	c	d

如图甲是小明设计的“空气浮力演示器”：将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上，调节配重质量使二者保持静止，用气泵往玻璃容器内缓慢压入空气，可根据现象证明空气浮力的存在。已知金属球重5牛，体积为 $5\times {10}^{-3}$米 ${}^3$．（滑轮和细线的重力、配重的体积及各种摩擦均忽略不计）

（1）用气泵向甲装置玻璃容器内压入空气，观察到什么现象可以说明金属球受到空气浮力的作用？　　。

（2）制作该演示器中的空心金属球，用了体积为 $5\times {10}^{-5}$米 ${}^3$的金属材料求该金属材料的密度。

（3）小明想通过最小刻度为0.1牛的弹簧测力计反映空气浮力大小的变化，他设想将该演示器改进成如图乙所示装置。压入空气前，容器内原有的空气密度为1.2千克 $/$米 ${}^3$，现通过气泵向玻璃容器内压入空气，使容器内空气密度增大到3.0千克 $/$米 ${}^3$，能否使演示器中的弹簧测力计示数变化值大于0.1牛，请通过计算说明。

要测量一根大头针的质量，几个同学分别采用下列不同的测量方法．
甲同学：把一根大头针放在天平左盘中仔细测量，多次测量同一根大头针的质量，然后求平均值．
乙同学：测出100根大头针的质量，然后求平均值．
丙同学：将一根大头针放在容器里测出总质量，再减去容器质量．多次测量求平均值．
（1）你认为在三个同学中，最好的是      同学采用的方法；
（2）选择一个你认为不好的方法，简单说明不好的理由      ．

用天平和量筒测定矿石的密度．把矿石放在调节好的托盘天平的左盘中，当天平平衡时，右盘中的砝码以及游码在标尺上的位置如图1所示，矿石的质量是      g；矿石放入量筒前后，量筒中水面位置如图2所示，矿石的体积是      cm³，矿石密度是      kg/m³．

喜欢书法的小明同学用压纸石块设计了如下测量与探究活动，如图所示：

（1）小明在学校用天平和量筒测量压纸石块的密度：

①将托盘天平置于水平桌面上，游码移至零刻度处，发现指针偏向分度盘的右侧，他应将平衡螺母向

　　（选填“左”或“右” $)$调，直至横梁平衡；

②将石块放在天平的　　（选填“左”或“右” $)$盘，在另一盘中增减砝码并移动游码，直至横梁再次平衡，此时砝码和游码如图 $a$所示，则石块的质量 $m=$　　 $g$；

③他在量筒中装入40 $\mathit{mL}$的水，将石块缓慢浸没在水中，如图 $b$所示，则石块的体积 $V=$　　 $c{m}^3$，由密度公式 $\rho =\frac{m}{V}$可算出它的密度。

（2）小明回家后用操作方便、精确度高的电子秤和同一块压纸石块，探究“影响浮力大小的因素”。

①他将搅匀的糖水装入柱形杯中，置于电子秤上，如图 $c$所示；

②用体积不计的细线系好石块，缓慢浸入糖水至刚好浸没，电子称示数逐渐增大，则糖水对杯底的压力

　　（选填“逐渐增大”、“保持不变”或“逐渐减小” $)$，说明石块所受浮力大小与　　有关。如图 $d$所示位置，石块所受浮力大小为　　 $N$；

③他将石决沉入杯底，松开细线，如图 $e$所示，便开始书写探究报告：

④完成探究报告后，他将石块从糖水中慢慢提起。细心的小明发现石块离开杯底至露出液面前，电子秤示数一直减小，这说明石块在放置一段时间的糖水中所受浮力的大小与浸没深度　　（选填“有关”、“无关” $)$，造成这个结果的主要原因可能是　　。

物理学习小组测量某种液体的密度，他们的实验器材有：托盘天平（配有砝码和镊子）、玻璃杯、细线和一个体积为 $10c{m}^3$、密度为 $7.9g/c{m}^3$的实心铁块。请完成下列问题：

（1）把天平放在水平桌面上，把游码放在标尺左端的零刻度线处，天平指针静止时在分度盘上的位置如图甲所示，应将横梁上平衡螺母向　     　（选填“左”或“右”）调节，直到　       　平衡。

（2）在玻璃杯中倒入适量的该液体，放在天平左盘中，用　      　向右盘中加减砝码，并调节游码，直到横梁恢复平衡，测量玻璃杯和液体的总质量 $m_1=102.4g$。

（3）用细线拴住铁块使其浸没在液体中，铁块不接触玻璃杯，液体无溢出，进行再次测量，测量数据如图乙所示，测量值 $m_2=$　　        $g$。

（4）计算该种液体的密度 $\rho =$　           　 $\mathit{kg}/m^3$。

实验室购买了一卷标有长度为 $100m$的铜芯漆包线，小科想通过实验测定其实际长度。他首先测得导线横截面积 $S$为 $1m{m}^2$，查阅资料得知现温度下这种导线每米的电阻值为 $0.017\Omega$。

（1）利用图甲所示的实物图测出铜导线的电阻。

①实验中，小科在闭合开关前应将滑片 $P$置于最　　端。（填“左”或“右” $)$。

②小科通过移动滑片 $P$，测得多组数据，绘制成 $U-I$图象如图乙，据此可以判定这卷导线的实际长度　　 $100m$。（填“大于”、“等于”或“小于” $)$

（2）小思认为用电子秤测出这卷导线的质量 $m$，利用铜的密度 $\rho$也可以算出实际长度。请你写出这卷导线实际长度 $L$的计算式： $L=$　　（用字母表示）。