初中物理固体密度的测量实验题

学习了密度的知识后，好奇的小王同学想知道老师所用粉笔的密度。在老师指导下进行了如下探究：

（1）他把10支粉笔放到调好的托盘天平上，当天平再次平衡，右盘的砝码和标尺上游码的位置如图甲，则每支粉笔的质量为　　 $g$。

（2）小王在量筒中加入体积为 $V_1$的水，把一支粉笔放入量筒，发现粉笔在水面停留一瞬，冒出大量的气泡后沉底。量筒中水面到达的刻度为 $V_2$若把 $(V_2-V_1)$作为粉笔的体积来计算粉笔的密度，测得粉笔的密度会比真实值　　（选填“大”或“小” $)$原因是　　。

（3）小王把一支同样的粉笔用一层保鲜膜紧密包裹好放入水中（保鲜膜的体积忽略不计），发现粉笔漂浮在水面上，于是他用水、小金属块、量筒和细线测量粉笔的体积，如图乙。粉笔的密度为　　 $g/c{m}^3$，粉笔越写越短后密度　　（选填“变大”，“变小”或“不变” $)$

（4）小王看到步骤（3）中量筒内浸在水里的粉笔变长变粗，这是由于光的　　（填“反射”、“折射”或“直线传播” $)$形成的粉笔的　　（选填“虚”或“实” $)$像。

测量小石块的密度。实验室器材有：托盘天平、量筒、细线、装有适量水的烧杯和待测小石块。请按以下实验步骤完成实验：

（1）调节天平平衡。将天平放在水平桌面上，把游码放在标尺左端的零刻度线处，发现指针在分度盘的位置如图甲所示，应将右边平衡螺母向　　调节（选填“左”或“右” $)$。

（2）用调节好的天平称小石块质量。三次测量结果记录在下表中。

序号	1	2	3
小石块质量 $m/g$	52.8	52.4	52.4

（3）在量筒中装入 $60\mathit{mL}$的水，把小石块放入量筒内，量筒中的水面如图乙所示，则小石块的体积是　　 $c{m}^3$。

（4）小石块的密度是　　 $g/c{m}^3$（小数点后保留两位数字）。

（5）设计上，小石块要吸水，本实验测得的小石块的密度　　（选填“大于”或“小于”或“等于” $)$小石块的真实密度。

在做测量液体密度的实验中，小明想知道食用油的密度，于是他用天平和量筒做了如图所示的实验。

（1）将托盘天平放在水平桌面上，把游码移到标尺左端的“零”刻度线处。发现指针静止时，位置如甲图所示，则应将平衡螺母向　　（选填“左”或“右” $)$调节使横梁平衡。

（2）天平调节平衡后，测出空烧杯的质量为 $28g$，在烧杯中倒入适量的食用油，测出烧杯和食用油的总质量如图乙所示，将烧杯中的食用油全部倒入量筒中，食用油的体积如图丙所示，则烧杯中食用油的质量为　　 $g$，食用油的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$。

（3）小明用这种方法测出的食用油密度与真实值相比　　（选填“偏大”或”偏小” $)$。

（4）小华认为不用量筒也能测量出食用油的密度，他进行了如下实验操作：

①调好天平，用天平测出空烧杯质量为 $m_0$；

②在烧杯中装满水，用天平测出烧杯和水的总质量为 $m_1$；

③把烧杯中的水倒尽，再装满食用油，用天平测出烧杯和食用油的总质量为 $m_2$。

则食用油的密度表达式 $\rho =$　　（已知水的密度为 ${\rho }_{水})$

小聪同学在江边捡到一块漂亮的鹅卵石，他用天平和量筒测量它的密度。

（1）如图甲所示，小聪在调节天平横梁平衡过程中的错误操作是　　；

（2）小聪纠正错误后，正确测量出了鹅卵石的质量，如图乙所示，则鹅卵石的质量为　　 $g$；

（3）小聪将鹅卵石放入盛有 $50\mathit{mL}$水的量筒中，静止时液面如图丙所示，则鹅卵石密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$。

（4）小聪根据所测数据，在图丁上描出一个对应的点 $A$，接着他又换用另一石块重复上述实验，将所测数据在图上又描出了另一个对应的点 $B$，若 ${\rho }_A$、 ${\rho }_B$分别代表鹅卵石和另一石块的密度，则 ${\rho }_A$　　 ${\rho }_B$（选填“ $>$”、“ $=$”或“ $<$” $)$。

在“测量石块的密度”实验中：

（1）小李同学首先用天平测出石块的质量，天平平衡时右盘砝码和游码位置如图甲所示，则石块的质量为　　 $g$。

（2）为了测量出石块的体积，小李同学先往量筒中加入一定量的水，如图乙所示，他的操作合理吗？为什么？答：　　。

（3）四个小组测量出的石块密度如下表所示：

第一组	第二组	第三组	第四组
$2.5\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$	$2.6g/c{m}^3$	$2.6\times {10}^2\mathit{kg}/m^3$	$2.5g/c{m}^3$

其中错误的是第　　组的测量结果。

（4）对实验进行评估时，下列分析正确的是　　。

$A$．放置天平的操作台面不水平，测出的质量偏大

$B$．放置天平的操作台面不水平，测出的质量偏小

$C$．先测石块体积，后测石块质量，测出的密度偏小

$D$．先测石决体积，后测石块质量，测出的密度偏大

在“测量物质的密度”实验中：

（1）用调好的天平测金属块质量，天平平衡时砝码及游码在标尺上的位置如图甲所示，金属块质量 $m$为　　 $g$。

（2）用细线系住金属块放入装有 $20\mathit{mL}$水的量筒内，水面如图乙所示，则金属块体积 $V$为　　 $c{m}^3$。

（3）计算出金属块密度 $\rho =$　　 $g/c{m}^3$。

（4）实验中所用细线会对测量结果造成一定误差，导致所测密度值　　（偏大 $/$偏小）。

（5）在上面实验基础上，利用弹簧测力计和该金属块，只需增加一个操作步骤就能测出图丙内烧杯中盐水的密度，增加的步骤是：　　。盐水密度表达式 ${\rho }_{\mathit{盐水}}=$　　（选用所测物理量符号表示）。

为了测量某种食用油的密度，进行如下实验操作

（1）将托盘天平放在水平桌面上，把游码移到标尺左端的“0”刻度线处，发现指针静止时指在分度盘中线的右侧，则应将平衡螺母向　　调节使横梁平衡（选填“左”或“右” $)$

（2）用天平称量出空烧杯的质量 $m_1=28.4g$；然后向烧杯中倒入适量的食用油，称量出烧杯和食用油的总质量 $m_2=65.6g$；把烧杯中的食用油全部倒入量筒中，如图所示，其示数为　　

$\mathit{mL}$。

（3）测出食用油的密度为 $\rho =$　　 $\mathit{kg}/m^3$，比实际密度值偏　　（选填“大”或“小” $)$。

小华随意选取一块石子，准备在实验室测定它的密度。

（1）他先将天平放在水平桌面上，移动游码至标尺左端　 （2）用调好的天平测石子的质量，当盘中所加砝码和游码位置如图甲所示时，天平平衡，则此石子的质量为　　 $g$；在量筒内装有一定量的水，该石子放入前、后的情况如图乙所示，此石子的密度是　　 $\mathit{kg}/m^3$。

学习了密度的知识之后，小明想通过实验验证一下他经常把玩的一颗金属珠是否是钢质的，他的实验步骤如下：

（1）将天平放在水平桌面上，把游码移到标尺左端的零刻线处，发现指针指在分度盘的左侧，为了使横梁平衡，应将平衡螺母向　　（选填“右”或“左” $)$调；

（2）将金属珠放在天平左盘内，往天平右盘内放入砝码，当天平平衡时，右盘内砝码和游码位置如图甲所示，则金属珠质量为 $m=$　　 $g$

（3）将金属珠放入装有少量水的量筒内，金属珠放入前、后量筒内液面如图乙所示，则金属珠的体积为 $V=$　　 $c{m}^3$；

（4）根据密度公式，可以求出该金属珠的密度 $\rho =$　　 $\mathit{kg}/m^3$；

（5）查询教材中常见物质密度表得知钢铁的密度为 $7.9\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，比较可知，小明的金属珠　　（选填“是”或“不是” $)$钢质的。

小明在滨河阳光沙滩游玩时捡到一块鹅卵石，并对该鹅卵石的密度进行了测量。

（1）将天平放在水平桌面上，并将游码移至称量标尺左端的零刻度线后，分度标尺的指针如图甲所示，此时应将平衡螺母向　    　（选填“左”或“右”）调节，使天平横梁平衡。

（2）测量鹅卵石质量时，将最小为 $5g$的砝码放入托盘天平的右盘后，分度标尺的指针如图乙所示，接下来的操作是　       　，直至天平横梁平衡。

（3）天平平衡时，所用砝码和游码在称量标尺上的位置如图丙所示，该鹅卵石的质量是　      　 $g$。

（4）如图丁所示，鹅卵石的体积是　       　 $c{m}^3$。

（5）由以上数据可知，该鹅卵石的密度为　         　 $g/c{m}^3$。

（6）将该鹅卵石挂在弹簧测力计下并浸没在某液体中静止时，测力计的示数如图戊所示，鹅卵石所受浮力为　      　 $N$． $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

在测量不规则小物块的密度实验中，某实验小组的实验步骤如下：

（1）将天平放在　       　桌面上，游码归零后发现指针的位置如图甲所示，则需将平衡螺母向　       　调节使横梁平衡（选填“左”或“右”）。

（2）天平调好后，测量小物块的质量。天平平衡时，游码位置和所加砝码如图乙所示，则小物块的质量是　      　 $g$。

（3）在量筒中倒入适量的水，记下水的体积为 $40c{m}^3$；再用细钢针将小物块浸没在量筒的水中，这时的总体积为 $60c{m}^3$，则小物块的体积为　        　 $c{m}^3$。

（4）小物块的密度 $\rho =$　       　 $g/c{m}^3$。

（5）该小组尝试用另一种方法测量该物块的密度，如图丙所示，他们做了如下的操作：

①向量筒内倒入适量的水，记下水的体积 $V_1$为 $20c{m}^3$。

②将小物块轻轻放入量筒内，稳定后水面上升至 $V_2$为 $36c{m}^3$。

③再用细钢针将小物块浸没在量筒的水中时，水面上升至 $V_3$为 $40c{m}^3$。

由以上测量数据可知：物块的质量 $m=$　      　 $g$，物块的体 $V=$　      　 $c{m}^3$，物块的密度 $\rho =$　       　 $g/c{m}^3$。

火山石可以漂浮在水面上，小王用天平。量筒和水等器材测量某块火山石的密度，实验步骤如下：

$a$．小王用调节好的天平测出火山石的质量 $m$，其示数如图所示；

$b$．往向量筒中倒入水，使水面到达 $V_1=50\mathit{mL}$处；

$c$．用细线系住火山石，放入量筒，用铁丝将其压入水中足够长时间，水面到达 $V_2=54\mathit{mL}$处；

$d$．取出火山石，水面下降到了 $V_3=48\mathit{mL}$处；

$e$．小王认为火山石体积测量不够准确，它的体积应该包含材质和其中空隙部分的体积，于是又向量筒中加水到 $50\mathit{mL}$处，将刚才取出的石块表面附着的水擦干净，再次没入量筒的水中，此时水面到达 $V_4=55\mathit{mL}$处。

请解答下面问题：

（1）该实验原理为　　（用公式表示）。

（2）在步骤 $d$中，水面没有回到 $50\mathit{mL}$处的原因是　　。

（3）请你根据小王的实验思路，将有关数据及计算结果填入下表。

物理量 次数	火山石的质量 $m/g$	$V_1$	$V_2$	$V_3$	$V_4$	火山石的体积 $V/c{m}^3$	火山石的密度 $\rho /g·c{m}^{-1}$
1	①	50	54	48	55	②	③

（4）观察表格，请你指出其中存在的不足之处　　。

小明在实验室测量一块不规则石块的密度。

（1）小明把天平放在水平桌面上，调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处，如图甲所示，其做法错误之处是没有把　         　放到正确位置。

（2）小明纠正上述错误后，应向　         　（选填“左”或“右”）端调节平衡螺母，才能使天平横梁重新平衡。

（3）用调好的天平测石块的质量，当右盘中所加砝码和游码位置如图乙所示时，天平横梁平衡，则石块质量为　          　 $g$．在量筒内倒入适量水，该石块放入前、后的情况如图丙所示，则石块的体积是　        　 $c{m}^3$．此石块的密度是　       　 $\mathit{kg}/m^3$。

善于观察的小明发现：妈妈把鸡蛋放在盐水缸里腌制时，鸡蛋漂浮在盐水面上，小明计划测量盐水的密度，他从学校实验室借来天平（带砝码和镊子）烧杯和量筒。

（1）在调天平平衡时，他将天平放在水平桌面上，把游码放在标尺的　      　处，天平稳定后发现指针偏转情况如甲图所示，则应将平衡螺母向　      　（选填“左”或“右”） 调节。

（2）小明用量筒取 $50c{m}^3$的盐水并倒入烧杯中，把烧杯放在调节好的天平　   　盘中，另一盘所加砝码和游码的位置如乙图所示，此时天平平衡，则被测物体的质量为　 　 $g$。

（3）已知空烧杯的质量为 $13g$，则小明所测盐水的密度为　     　 $\mathit{kg}/m^3$。

如图是生活中常用的小茶杯，请你在下列器材中选择合理的器材，利用浮力等相关知识设计一个测量小茶杯密度的实验。

备选器材：若干个量筒、溢水杯和烧杯，记号笔、足量水（小茶杯可以放入溢水杯、烧杯，但放不进量筒）

要求：

（1）简述实验步骤（如需将小茶杯放入水中，请明确表述小茶杯放入水中的具体操作）：用符号表示有关的物理量。

（2）利用测出的物理量写出小茶杯密度的表达式。（水的密度用 ${\rho }_{水}$表示）