初中物理固体密度的测量实验题

科学选种是提高粮食产量的关键环节。小华想测量稻谷种子的密度,具体做法如下：

(1)用调好的天平测量适量稻谷种子的总质量m₁，天平平衡时右盘砝码质量和游码在标尺上的位置如图18甲所示,m₁=____ g。

(2)往量简中加入适量的水,测得其体积V₁为300 mL，将上述种子放入量简中，种子全部沉入水中，如图18乙所示,此时水和种子的总体积V₂=       mL。

(3)种子的密度ρ=      g/cm³ ，与真实值相比ρ偏      ，理由是                                    。

(4)小华经过反思后改进了实验方案:将量简中种子倒出，用纸巾吸干种子表面的水后，再次测得种子总质量为m₂,则种子密度ρ^‘=                      。 (用ρ_水和测得的物理量符号表示)

(8分〉在课外实践活动中，小明带了一块已切成长方体的肥皂(如图甲，前后面保留了凹下去的字)做了以下实验。

(1)测肥皂的密度
①小明需要的测量工具是　　　　　、　　　　　
②小明测出了相关物理量，他计算密度的表达式应为　　　　　 (用直接测量的物理量表达)。
③用上面方法测出的密度　　　　　　　　(偏大/偏小)。
(2)探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小的关系
小明提出了以下的设计方案：
在肥皂的侧面安装一个拉钩，如图乙，将没有字的一面放在水平桌面上，用弹簧测力计拉着它做匀速直线运动，读出其读数为F₁；
②用小刀将有字的部分削平后放在同一水平桌面上(接触面的粗糙程度与①相同)，如图丙，用弹簧测力计拉着它做匀速直线运动，读出其读数为F₂；
③比较得出结论：若F₁和F₂不等，则说明滑动摩擦力的大小与接触面积大小有关；若 F₁和F₂相等，则说明滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。
小红认为这个设计方案不妥，你能说出其原因吗?　　　　　　　　　　　　。
提出你的改进方法：　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)小明又制了一些肥皂液，他用吸管向空中吹出肥皂泡时，发现美丽的肥皂泡总是先上升后下降，你能帮助小明解释原因吗?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

小宁想测量一只玉石手镯的密度，进行了以下的实验操作：

（1）如图甲所示，小宁把天平放在水平桌面上，看到指针指在分度盘的中线处，于是直接使用天平进行测量。小宁操作的错误是： 　　。

（2）改正错误后，小宁用调节好的天平测量玉石手镯的质量，所用砝码的个数和游码的位置如图乙所示，则玉石手镯的质量为 　　 $g$ 。

（3）小宁测量玉石手镯的体积时遇到了难题，玉石手镯不能放进 $100\mathit{ml}$ 的量筒中，无法测量手镯的体积。请你从天平、烧杯（数量、大小不限）、量筒 $\left(100\mathit{mL}\right)$ 、小木块、水、细线中选用合适器材，找到一种测量手镯体积的方法，写出具体的操作步骤（可以结合画图用文字说明）。

（4）在学习完浮力的知识后，小宁又想到可以利用弹簧测力计、水、烧杯、细线测量玉石手镯的密度。

①用细线拴住手镯挂在弹簧测力计上，用弹簧测力计测出手镯所受的重力 $G$ ；

②将手镯浸没在装有适量水的烧杯内，记录此时弹簧测力计的示数 $F$ ；

③请推导出手镯密度的表达式 ${\rho }_{\mathrm{石}}=$ 　　（用已知量、测量量表示，比如水的密度用 ${\rho }_{\mathrm{水}}$ 表示）。推导过程（测量量用字母表示，推导过程要有必要的文字说明）

探究小组的同学们利用天平、量筒等实验器材测量一个金属块的密度，具体实验操作如下：

（1）将天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端的 　　处，此时指针位置如图甲所示，要使天平平衡，应向 　　调节平衡螺母。

（2）把金属块放在天平左盘，向右盘加减砝码并调节游码在标尺上的位置，天平平衡后，右盘中砝码质量和游码的位置如图乙所示，金属块的质量是 　　 $g$。

（3）在量筒中加入 $20\mathit{mL}$水，读数时视线应与凹液面底部 　　，将金属块轻轻放入量筒中，如图丙所示，则金属块的体积是 　　 $c{m}^3$。

（4）金属块的密度是 　　 $\mathit{kg}/m^3$。

（5）实验时，若将（2）、（3）两个步骤顺序对调，这种方法测出的金属块的密度与真实值相比 　　（选填“偏大”或“偏小” $)$。

（6）小强同学又取来一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口，制成一个能始终竖直漂浮在液体中的简易密度计，用这个简易密度计测量某液体的密度，实验步骤如下： $\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

①用刻度尺测出密度计的长度是 $10\mathit{cm}$；

②将密度计放入盛有水的烧杯中，静止后测出密度计露出水面的长度是 $4\mathit{cm}$；

③将密度计从水中取出并擦干，然后放入盛有被测液体的烧杯中，静止后测出密度计露出水面的长度是 $2\mathit{cm}$；

④被测液体的密度是 　　 $g/c{m}^3$。

小明和小红对具有吸水性的小石块的密度进行了测量。（ρ _水已知）

（1）小明的实验过程如下：

①将天平放置于水平桌面上，游码放到标尺左端的零刻度线处，天平上指针的位置如图所示，下一步的操作是 　                 　。

②用调节好的天平测出小石块的质量为m；

③往量筒中倒入适量的水，读出水面对应的刻度值为V ₁；

④用细线系好小石块将其浸没在量筒里的水中，读出水面对应的刻度值为V ₂；

⑤小石块的密度：ρ _石＝ 　                 　。

（2）小红的实验过程如下：

①将用细线系好的小石块挂在弹簧测力计下，测出小石块重为G；

②将挂在弹簧测力计下的小石块 　                 　在水中，读出弹簧测力计示数为F；

③小石块的密度：ρ _石＝ 　                 　。

（3）对小明和小红的实验进行分析与论证，可知小明实验的测量值比小石块密度的真实值 　                 　（选填"偏大"或"偏小"）。为了使测量结果更准确，可以在完成小明的实验步骤②后，将 　                 　，再继续进行实验。

小明早餐常吃一个煮鸡蛋。他想知道一个生鸡蛋的密度，但发现实验室的量筒口径太小，无法测量鸡蛋的体积，他进行了下面的实验。

（1）请你按照小明的实验思路，将实验步骤补充完整。

①把天平放在水平桌面上，分度盘如图甲所示，他应该将平衡螺母向 　　调节，使天平平衡；

②用天平测出烧杯的质量为 $65.8g$ ；

③在烧杯中装适量的水，把鸡蛋放入水中，鸡蛋下沉至杯底，如图乙；

④如图丙所示，小明的操作是 　　；

⑤取出鸡蛋，用调好的天平测烧杯和盐水的总质量，如图丁所示，天平的读数为 　　 $g$ ；

⑥将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，如图戊所示，量筒的读数为 $96\mathit{mL}$ ；

⑦利用密度公式计算出盐水的密度为 　　 $\mathit{kg}/m^3$ ，即为鸡蛋的密度。

（2）小明利用上述方法测出的盐水密度 　　（选填"偏大"或"偏小" $)$ ；小明同学很快想到，不需要增加器材，也不需要增加额外的步骤，只要将实验步骤的顺序稍加调整，就会大大减小上述误差。小明同学调整后的实验步骤顺序是 　　（填写实验步骤前的序号）。

（3）按照上面所述实验过程，请你帮助小明证明鸡蛋的密度等于盐水密度。（推导过程要有必要的文字说明）

有两块边长均为4cm的无色透明的正方体"玻璃"。一块是普通玻璃（密度为）；另一块是"有机玻璃"（密度为）。请你选用所需器材，设计一种方案，在不损坏"玻璃"的原则下区分它们。

实验器材：托盘天平、海绵、细线、大烧杯、刻度尺、浓盐水（密度为）。

请将所选器材、操作方法、现象及结论填入下表（方案不能与示例相同）。

	所选器材	操作方法	现象	结论
示例	托盘天平	将两块"玻璃"分别放在调节好的天平的两个托盘上。	天平一端下降	下降的一端放的是普通玻璃
你的方案

某实验小组用天平和刻度尺分别测出了质地均匀的正方体蜡块和盐水的密度。

（1）用天平测蜡块的质量时，应将蜡块放在天平的　　盘，如图甲所示，蜡块的质量是　　 $g$；

（2）用细长针使蜡块浸没在装满水的溢水杯中，再用天平测得溢出水的质量为 $10g$，则蜡块的体积是　　 $c{m}^3$，蜡块的密度 ${\rho }_{蜡}=$　　 $g/c{m}^3$；

（3）用刻度尺测出正方体蜡块的高度为 $h_1$，如图乙所示，蜡块漂浮在盐水中，再用刻度尺测出蜡块露出液面的高度为 $h_2$，则盐水的密度 ${\rho }_{\mathit{盐水}}=$　　（用 $h_1$、 $h_2$和 ${\rho }_{蜡}$表示）

某同学从路边拾来小石块想测出它的密度。

（1）首先将天平放在水平桌面上，立即调节平衡螺母使横梁平衡；

（2）将小石块放入左盘，加减砝码并调节天平平衡。如图所示，石块的质量m＝ 　      　g；

（3）在量筒内装入适量的水，记下示数V ₁，再将石块轻轻浸没在量筒里，记下示数V ₂，则石块密度表达式为ρ＝ 　      　（用所给字母表示）

（4）以上实验过程中，可能缺失的步骤是 　      　；

（5）重新正确操作并得出实验结果后，有同学发现使用的砝码生了锈，则这次测量值比真实值 　      　（选填"偏大"或"偏小"）。

贺州市很多市民喜欢收藏奇石，为了测量某种形状不规则的奇石的密度，小明与兴趣小组的同学在老师指导下进行如图所示的实验：

（1）把天平放在水平桌面上，将 　   　移至标尺左端零刻度线处，调节横梁上的平衡螺母使天平横梁平衡。

（2）甲图出现的错误是 　   　。

（3）在测量奇石质量时，小明依次将砝码放在天平的右盘，当他在右盘内加入最小的5g砝码时，发现天平的指针静止在分度盘中线的右侧，则他接下来应该进行的操作是 　   　。

（4）乙图是正确测量奇石质量得到的结果，其读数是 　   　g。

（5）根据丙图量筒两次的读数，可得奇石的体积是 　   　cm³。

（6）计算出奇石的密度是 　   　g/cm³。如果小明先测奇石的体积再测其质量，会导致实验结果 　   　（选填“偏小”或“偏大”）。

攀枝花红格脐橙汁多味甜，声名远播。小军设计如下实验测量橙瓣的密度。

（1）他将天平放在水平桌面上，调节天平平衡，然后将一个橙瓣放入天平左盘中，在右盘中加入砝码，发现指针稍微偏向分度盘左侧，他可以调节 　　（选填"游码"或"平衡螺母" $)$ ，使指针指向分度盘中央刻度线，如图甲所示，橙瓣质量为 　　 $g$ 。

（2）他将该橙瓣放入装有 $30\mathit{mL}$ 水的量筒中，水面上升到图乙所示的位置，则该橙瓣的密度为 　　 $\mathit{kg}/m^3$ 。

（3）他对实验进行误差分析，觉得测体积误差太大。他设计了下列解决方案，其中合理的是 　　（填字母）

A．	$A.$ 换量程更大的量筒测量
B．	$B.$ 测多个橙瓣的总质量和总体积
C．	$C.$ 换分度值更大的量筒测量

小伟在地质公园进行研学活动时，捡到一块形状不规则的小矿石。他想知道小矿石的密度，设计如下实验方案：

（1）实验时，应将天平放在 　　台上。图甲是小伟在调节天平时的情景，请你指出他在操作上的错误之处 　　。

（2）纠正上述错误后，小伟用调好的天平测小矿石的质量。当右盘中所加砝码和游码位置如图乙所示时，天平横梁水平平衡，则小矿石的质量为 　　 $g$ 。

（3）在量筒内先倒入适量的水，然后将小矿石放入量筒中，如图丙所示，则小矿石的体积是 　　 ，小矿石的密度是 　　 。

（4）小伟将小矿石放入量筒中时，在量筒壁上溅了几滴水，所测的矿石密度会 　　（选填"偏大"、"偏小"或"不变" 。

"沉睡三千年，一醒惊天下"，三星堆遗址在2021年3月出土了大量文物，如图1所示是其中的金面具残片，文物爱好者小张和小敏同学制作了一个金面具的模型，用实验的方法来测量模型的密度。

（1）小张把天平放在水平台上，将游码拨到 　　，此时指针偏向分度标尺中线的左侧，应向 　　（选填"左"或"右" $)$ 调节平衡螺母，使横梁在水平位置平衡。

（2）调好后小张将模型放在左盘，在右盘加减砝码，并调节游码使天平再次水平平衡，砝码和游码如图2甲所示，则模型的质量为 　　 $g$ 。

（3）小张又进行了如图2乙所示的三个步骤：

①烧杯中加入适量水，测得烧杯和水的总质量为 $145g$ 。

②用细线拴住模型并 　　在水中（水未溢出），在水面处做标记。

③取出模型，用装有 $40\mathit{mL}$ 水的量筒往烧杯中加水，直到水面达到 　　处，量筒中的水位如图2丙所示。

（4）旁边的小敏发现取出的模型沾了水，不能采用量筒的数据，于是测出图2乙③中烧杯和水的总质量为 $155g$ ，小敏计算出模型的密度为 　　 $g/c{m}^3$ 。

（5）若只考虑模型带出水产生的误差，则实验过程中模型带出水的体积为 　　 $c{m}^3$ ，小敏计算出的密度值与实际值相比 　　（选填"偏大""偏小"或"相等" $)$ 。

在湄江地质公园进行研学活动时，小明捡到一块形状怪异的小化石，为测量小化石的密度。他利用已学知识设计如下实验方案：

（1）用天平称出小化石的质量。天平平衡后，右盘中砝码和游码的位置如图甲所示，小化石的质量为 　    　g。

（2）用量筒和水测量小化石体积，"先往量筒中倒入适量的水"，其中"适量"的确切含义是：

① 　    　；②小化石和水的总体积不能超过量筒量程。

（3）小化石放入量筒前后的情况，如图乙所示（忽略细线的体积），小化石的密度是 　    　g/cm ³。

（4）若小明先测出小化石的体积，将小化石从量筒中取出，然后用天平称出其质量，求出小化石的密度。这样测出小化石的密度将 　    　（选填"偏大"偏小"或"不变"）。

小明利用天平、量筒、烧杯和电子秤等器材测量盐水和鸭蛋的密度。

（1）用天平测量物体质量时，添加砝码过程中， 　　（选填"能"或"不能" $)$ 调节平衡螺母。

（2）测量盐水密度时，有以下四个步骤：

①向烧杯中倒入适量盐水，测出烧杯和盐水的总质量；

②将烧杯中盐水倒入量筒（烧杯内有残留），测出盐水体积；

③ $\dots \dots$ ；

④算出盐水密度，为使测量结果更准确，步骤③的操作是 　　（选填"直接"或"擦干残留盐水后" $)$ 测量烧杯质量。

（3）测量鸭蛋密度的步骤如图甲、乙、丙、丁所示：

图中电子秤显示的四个数据，若没有" $131.0g$ "这个数据，能否求出鸭蛋的密度？请在横线上作答。要求：

①若能，请写出鸭蛋的密度值；②若不能，请说明理由。

答： 　　。