初中物理密度的计算实验题

全国著名的“油茶之都”邵阳县盛产茶油，为了测量家中茶油的密度，红红同学课后在老师的指导下进行如下实验。

（1）把天平放在水平台上，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）红红同学取适量茶油倒入烧杯，用天平测烧杯和茶油的总质量，当天平平衡时，放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示。然后将烧杯中部分茶油倒入量筒中，测出烧杯和剩余茶油的总质量 $26.2g$，则量筒中茶油的质量是　　 $g$。

（3）量筒中茶油的体积如图丙所示。请你帮红红同学计算出茶油的密度是　　 $g/c{m}^3$。

某学习小组想测量一块形状不规则的小矿石的密度，他们手边只有以下器材：

天平一台，但没有砝码两个质量相近的烧杯量筒（其内径略小于矿石块的尺寸，无法将石块直接放入其中）

细线、滴管和足量的水（已知水的密度为 ${\rho }_{水})$，该小组利用上述器材设计了如下实验方案，请你帮助他们完善方案。

实验方案（主要实验步骤） $:$

（1）将两个烧杯分别放入天平的两个托盘上，各注入适量的水（保证后面的操作中水均不会从烧杯溢出），使天平平衡。如果在后面的步骤中要将矿石块放到左盘上的烧杯内，则对左盘烧杯的注水量还应有何要求：　　。

（2）向量筒中加入适量的水，记下体积 $V_1$。

（3）手提细线吊住矿石块，将它浸没在左盘的烧杯中，且不与烧杯接触，用滴管将量筒中的水滴入　　盘的烧杯中，直到天平平衡。

（4）记下此时量筒中剩余水的体积 $V_2$．矿石块所受浮力 $F_{浮}=$　　。

（5）　　，再用滴管将量筒中的水滴入右盘的烧杯中，直到天平平衡。

（6）记下量筒中最后剩余水的体积 $V_3$。

（7）矿石块的密度 $\rho =$　　。

把一枚鸡蛋放入水中，鸡蛋沉入水底。这枚鸡蛋的密度究竟多大呢？为此，小利同学进行了实验。

（1）以下实验步骤，合理的顺序应为　　。

①将鸡蛋放入装满水的溢水杯中，并用小烧杯接住溢出来的水。

②往量筒中放鸡蛋时，发现量筒口径小，放不进去。

③用托盘天平测得鸡蛋的质量为 $54g$。

④将小烧杯中的水倒入量筒中，测出水的体积（如图）。

（2）实验中，托盘天平应放在　　桌面上。

（3）测得鸡蛋的密度应为　　 $g/c{m}^3$。

（4）从理论上分析，实验中，由于小烧杯的水不能倒干净，会导致测量结果偏　　。

小晨设计了一个实验，用排水法测某实心金属块的密度。实验器材有小空桶、溢水烧杯、量筒和水。实验步骤如下：

①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中，如图甲；

②将金属块浸没在水中，测得溢出水的体积为20毫升，如图乙；

③将烧杯中20毫升水倒掉，从水中取出金属块，如图丙；

④将金属块放入小空筒，小空筒仍漂浮在水面，测得此时溢出水的体积为44毫升，如图丁。

请回答下列问题：

（1）被测金属块的密度是　　克 $/$厘米 ${}^3$。

（2）在实验步骤③和④中，将沾有水的金属块放入小空筒，测出的金属块密度将　　（选填“偏大”、“不变”或“偏小” $)$。

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。

小明想测量玻璃杯所用玻璃的密度，设计并进行了如下实验

（1）把天平放在水平面上，使游码归零，发现天平指针指在分度盘中线的左侧，为了使天平平衡，小明应该向　    　（填“左”或“右”）调节平衡螺母。

（2）天平平衡后，在测量玻璃杯质量时，小明向天平右盘中加减砝码，当他加上质量最小的砝码时，发现指针偏向了分度盘中线的右侧，接下来小明应该进行的正确操作是：　                          　，直至天平横梁平衡。天平再次平衡后，托盘中砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示，则玻璃杯的质量m₁为　     　g

（3）由于玻璃杯无法放入量筒，小明用如下方法测量玻璃的体积。

①在大烧杯中倒入适量的水；

②将玻璃杯浸没水中，用记号笔记下水面在大烧杯上对应的位置a（如图乙）

③取出玻璃杯。用量筒量取50ml水，将量筒中的水倒入大烧杯，直到水面达到大烧杯上a处，并读出量筒中剩余水的体积（如图丙）

④玻璃的体积为　     　cm³，玻璃的密度为　    　g/cm³．这种测量方法所测得的密度值比真实值偏　      　（填“大”或“小”）。

（4）小明把玻璃杯擦拭干净后，用玻璃杯、天平、水来测量盐水的密度。过程如下：

①向大烧杯中重新倒入适量的水，使质量为m₁的玻璃杯漂浮在水面，用记号笔记下水面在玻璃杯上对应的位置b（如图丁）；

②倒出大烧杯中的水并擦干净，向大烧杯里倒入适量的盐水，使玻璃杯漂浮在盐水上（如图戊）。向玻璃杯中倒水，直到盐水液面与　     　相平。取出玻璃杯并擦干外面的盐水，用天平测出其总质量为m₂。

③盐水密度的表达式为ρ_盐水＝　          　（用字母表示，已知水的密度为ρ_水）

下面是珠珠同学测量物体密度的实验

（1）请你将测量合金球密度”的实验过程补充完整。

①把天平放在水平台上，游码放在标尺左端的　     　处，再将平衡螺母向左调节可使天平平衡，说明游码刚归零时，指针静止时指在分度盘中线的　   　（填“左”或“右”）侧

②如图甲用天平测出合金球的质量为　     　g。

③珠珠将合金球放入装有40mL水的量筒中，水面上升到图乙所示的位置，由以上数据可知，该合金球的密度为　            　kg/m³。

（2）实验后，珠珠又邀请爽爽一起测量台球的密度（已知ρ_台球＞ρ_水），天平被其他小组借走了，台球又放不进量筒中，于是他们找到如图丙所示盛有水的玻璃容器，并借助保鲜盒、细线和记号笔，设计了如下实验步骤

①将空保鲜盒放在容器中，使其竖直漂浮在水面上，标记出水面的位置；

②将台球放入保鲜盒中，使其竖直漂浮在水面上，标记出水面的位置；

③用细线拴住台球，将台球浸没在水中（保鲜盒仍然漂浮），标记出水面的位置；图中A、B、C是爽爽标记的水面位置，其中　    　点是步骤②的标记点；

④将保鲜盒和台球取出，向玻璃容器中加水至标记点C；

⑤打开阀门向量筒中放水，待水面下降到B点时，读出量筒中水的体积V₁，继续向这个量筒中放水，待水面下降到A点时，再次读出量筒中水的体积V₂；

⑥台球的密度ρ_台球＝         　（用字母表示，已知水的密度为ρ_水）。

如图所示是建筑工地上常见的一种起重机的简化图，为了保证起重机吊起重物时不会翻倒，在起重机右边配有一个重物m₀；已知OA＝9m，OB＝3m。用它把质量为3×10³kg、底面积为0.5m²、高为2m的长方体物体G从空气中匀速放入水中某一位置，直到物体完全浸没在水中。（g取10N/kg，ρ_水＝1.0×10³kg/m³）。求：

（1）物体G的密度。

（2）起吊前，物体G静止在水平地面上时，它对地面的压强。

（3）若物体G被缓慢匀速从地面上吊起，起G重机横梁始终保持水平，若起重机横梁自重不计，OA、OB的长度不变，右边的配重m_o的质量是多少？

（4）当物体G从空中匀速浸没在水中，若配重m_o的位置、质量都不变，起重机始终保持水平，OA的长度如何变化？变化了多少？

小明同学从家里带了两块积木，到学校实验室测其密度。

（1）将天平放在水平台上，游码调到标尺左端零刻度线处，发现指针偏向分度盘中线的右侧，应向　 　（填“左”或“右”）调节平衡螺母，直至横梁平衡。

（2）用天平测一块积木的质量，天平平衡时如图甲所示，积木质量为　   　g。

（3）量筒中装适量水如图乙所示，将积木压没在量筒的水中，液面与40mL刻度线相平，则积木体积为　   　cm³，积木密度为　        　kg/m³。

（4）如果考虑到积木吸水，用以上方法测得积木密度值偏　 　（填“大”或“小”）。

（5）小军同学用不同的方法测出了另一块积木的密度，请帮助他把实验步骤补充完整。

①用天平测出积木的质量为m；

②把一块石块系在积木下，用测力计吊着积木和石块，　                 　，静止时读出测力计的示数为F₁；

③把挂在测力计下的积木和石块浸没在水中（如图丙），静止时读出测力计的示数为F₂；

④积木密度表达式：ρ_积木＝　      　（水的密度已知，用ρ_水表示，不考虑积木吸水）。

在用托盘天平测量矿石的质量时，应将天平放在 　 　台上，游码移至标尺左端的 　 　刻度线处，若指针位置如图甲所示，此时应将平衡螺母 　 　调，直到天平平衡；把一块体积为20cm ³的矿石放到天平左盘称量，天平平衡时，右盘中所加砝码和游码的位置如图乙所示，则矿石的质量是 　    　g，密度是 　     　g/cm ³。

学校创新实验小组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，把游码拨至标尺的 　    　处，并调节平衡螺母，使天平平衡。

（2）将装有适量水的烧杯放入天平的左盘，先估计烧杯和水的质量，然后用 　 　往天平的右盘 　    　（选填"从小到大"或"从大到小"）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甲所示，则烧杯和水的总质量

为 　    　g。

（3）如图乙所示，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 　     　m ³．（ρ _水＝1.0×10 ³kg/m ³）

（4）如图丙所示，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/m ³。

小明在课外探究活动中要测量5角硬币的密度，她选取了16枚相同的5角硬币，天平、砝码、量筒。

（1）小明先调节好天平，左盘放入16枚相同的5角硬币，指针指向分度盘右边，接下来他应该 　 　，最终天平平衡后，所用砝码与游码的位置如图所示，则16枚硬币的质量为 　 　g。

（2）把16枚硬币放入盛水的量筒中，浸没后水面由30cm ³上涨到38cm ³．计算出硬币的密度为 　  　g/cm ³。

（3）小芳看到小明的试验后问道："你为什么不用1枚硬币做呢，找16枚硬币多麻烦啊？"小明回答道，"这是为了 　 　"。

考感市某采石场出产一种质地均匀，硬度高，抗风化的优质石料，小华同学将石料加工成边长为4cm的正方体，用天平测得该正方体石料的质量为179.2g（g＝10N/kg）

（1）这种石料的密度是 　  　kg/m ³

（2）如果将这个正方体小石块放入水深0.2m的水池中，小石块将 　 　（填"漂浮"、"悬浮"、"下沉"），小石块静止时受到水的浮力是 　 　N

（3）某地用这种石料做英雄纪念碑的碑体，碑体为高10m，横截面积为3m ²柱体，矗立在2m高的基座上，如图所示，求碑体对基座的压强。

为了测量某种液体的密度，“艾学习”同学设计了如下实验步骤：

A．用测力计测出小金属块在空气中的重力为G

B．将适量的待测液体倒入量筒中，读数为V₁

C．将测力计下面所挂小金属块完全浸没在量筒里的液体中，静止时测力计读数为F₁

D．记下金属块浸没在液体中时，量筒内液面处读数为V₂。

E．快速提起液体中的小金属块，读出此时测力计示数为F₂和量筒液面处读数为V₃。

问题：（1）为减少误差，合理的实验顺序编号为　　；

（2）用实验步骤中的测量值符号（和g）表示该液体的密度ρ＝　　。

某同学利用滑轮、完全相同但质量未知的若干个钩码、溢水杯、量筒等器材，测量一个物块的密度。他设计的实验步骤如下：

步骤一：用一根质量不计的细线一端系住物块，另一端绕过定滑轮挂住3个钩码，每个钩码的质量是20g，此时物块、钩码静止不动，并将注满水的溢水杯置于物块下方，如图甲所示；

步骤二：移去1个钩码后，物块下降浸入水中再次静止不动，此时物块有一半的体积露出水面；

步骤三：将溢出的水全部倒入量筒中，水的体积如图乙所示。

实验中不计一切摩擦，则

（1）溢出水的体积为　 　cm³；

（2）物块的质量为　　g；

（3）物块的密度为　 　g/cm³

（4）若在完成步骤二后，向溢水杯中加入足量的食盐，被食盐充分溶解后木块露出水面的体积将　　（选填”大于“”等于“或”小于“）物块体积的一半。