初中物理固体密度的测量实验题

某同学捡到一个金属螺母，为了测量此螺母的密度，他做了如下实验。

（1）把天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端零刻度线处，指针位置如图甲所示。要使横梁平衡，应向　     　调节平衡螺母。

（2）把金属螺母放在天平　      　盘中，并用　      　向另一侧盘中加减砝码并调节游码在标尺上的位置，使天平横梁恢复平衡。盘中砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示，则金属螺母的质量是　      　 $g$。

（3）在量筒中装入 $20\mathit{mL}$水，用细线系住金属螺母并将其轻轻放入量筒中，如图丙所示，则金属螺母的体积是　       　 $c{m}^3$。

（4）金属螺母的密度是　         　 $\mathit{kg}/m^3$。

（5）如果金属螺母密度恰好和密度表中某一金属的密度相同，那么这名同学据此　 　（填“能”或“不能”）判断该螺母一定是由这种金属制成的。

（天平+溢水杯测固体密度）小赵同学在一次实验中，测出了玩跳棋用的玻璃球(直径约l cm)的密度，他使用的实验器材为：托盘天平、砝码、小烧杯、溢水杯和足量的水(水的密度为已知量)，他的实验步骤如下：

A．把天平放在水平桌面上，调节平衡螺母，让天平平衡；

B．用天平测出5个玻璃球的总质量m1；

C．用天平测出空烧杯的质量m2；

D．在溢水杯中装入适量的水，让水面刚好到达溢水口，将烧杯放在溢水口下方，将已测出质量的5个玻璃球轻轻放人溢水杯中，溢出的水全部进入烧杯；

E．用天平测出溢出的水和烧杯的总质量m₃；
F．整理器材，计算玻璃球的密度．
（1）小赵计算玻璃球密度的表达式应该为                               ．
（2）实验中，小赵用了5个玻璃球，而不是1个玻璃球，这样做的优点是什么?
答：                                                                 ．

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。

（弹簧测力计测固体密度，三提法）小明同学准备利用“一个弹簧测力计、一个重锤、两根质量和体积均忽略不计的细线、一个装有适量水的烧杯”测量一个不规则小木块的密度。请你帮他将实验方案补充完整。
（1）用细线系住木块，挂在弹簧测力计下，记录弹簧测力的示数F；
（2）用细线将重锤系在木块下方，将重锤浸没在水中，记录弹簧测力的示数F1 ；
（3）                                                                  ；
（4）根据测得数据，计算木块浸没在水中所受的浮力F浮=                       ；
（5）计算出木块的密度ρ木=                         。

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）

（弹簧测力计测固体密度，双提法）小刚用弹簧测力计和水测金属块的密度。将金属块挂在调好的弹簧测力计的挂钩上，手提弹簧测力计，金属块静止时弹簧测力计的示数如图甲所示。手提弹簧测力计，使金属块没入水中静止时，弹簧测力计的示数如图乙所示。则金属块受到的重力是            。金属块的体积是           m³。g取10N/kg，金属块的密度是             kg/m³。

小丽同学在“测量鸡蛋的密度”实验中，进行了以下操作：

（1）将天平放在　　桌面上，在天平托盘中分别放入不吸水的纸，把游码移到零刻度线处，指针静止后的情形如图（甲 $)$所示。要使横梁平衡，应将横梁上的平衡螺母向　　（选填“左”或“右” $)$调，直至天平平衡。接着将鸡蛋放在天平的左盘，在右盘加减砝码、移动游码直到天平重新恢复平衡，所加砝码的质量和游码的位置如图（乙 $)$所示，则被测鸡蛋的质量为　　 $g$。

（2）因可供选择的量筒口径较小，鸡蛋无法放入，小丽自制了一个溢水杯，采用如图（丙 $)$所示的方法测量鸡蛋的体积，其具体做法是：先在溢水杯中加水，直到水面恰好与溢水口相平，把量筒放在溢水口下方，将鸡蛋慢慢放入水杯中，鸡蛋最终沉入水底，量筒收集完从溢水杯溢出的水后，示数如图（丙 $)$所示。他所使用量筒的分度值为　　 $c{m}^3$，在读取量筒中水的体积时，视线应与液面　　（选填”相平”或“不相平” $)$，鸡蛋的体积为　　 $c{m}^3$。

（3）被测鸡蛋的密度为　　 $g/c{m}^3$。

（4）若小丽用上述方法先测出鸡蛋的体积 $V$，再取出溢水杯中的鸡蛋，放在天平的左盘，称出它的质量为 $m$，然后利用 $\rho =\frac{m}{V}$计算出鸡蛋的密度。用种方法测得鸡蛋的密度与真实值相比会　　。（选填“偏大”“偏小”或“一样” $)$。

（刻度尺测固体密度，助漂法）小明在户外捡到一颗漂亮的小石头，回家后他利用一把刻度尺，一条细线，一个厚底薄壁圆柱形的长杯子（杯壁厚度不计）和一桶水来测这颗小石头的密度。请你按照小明的实验思路，将实验步骤补充完整。
（1）长杯子中装入适量水，用刻度尺测出杯内水的深度h₁；
（2）将杯子放入桶内的水中，使杯子竖直漂浮在水面上，用刻度尺测出杯子露出水面的高度h₂；
（3）用细线系好小石块并放入杯内水中，杯子继续竖直漂浮在水面上，用刻度尺测出杯子露出水面的高度h₃；
（4）                                            ；
（5）已知水的密度为ρ_水 ，利用上述测量出的物理量和已知量，计算小石块密度的表达式为：ρ_石=         。

小晴在沙滩上捡到一小块鹅卵石，想用学过的浮力知识测量它的密度，于是把它拿到了实验室。

（1）她设计了用弹簧测力计、烧杯、水、细线测量的方案如下：

a．用细线将鹅卵石系在弹簧测力计下，测出鹅卵石的重力，记为G。

b．在烧杯内装入适量水，并用弹簧测力计提着鹅卵石，使它浸没在水中，记下弹簧测力计的示数F。

c．鹅卵石密度的表达式为ρ_石＝           　（用G、F和ρ_水表示）。

（2）在用弹簧测力计测量鹅卵石的重力时，出现了如图甲所示的现象，使得她放弃了这个方案，她放弃的理由是　                                                　。

（3）她在老师指导下重新设计了用天平、烧杯、水、细线测量鹅卵石密度的方案，并进行了测量。

a．将天平放在水平台上，把游码放到标尺　             　处，当指针静止时如图乙所示，此时应将平衡螺母向　      　（选填“左”或右”）调节，直到横梁平衡。

b．用天平测量鹅卵石的质量，天平平衡时，砝码质量和游码位置如图丙所示，则鹅卵石的质量为　      　g。

c．在烧杯内装入适量的水，用天平测量烧杯和水的总质量为60g。

d．如图丁所示，使烧杯仍在天平左盘，用细线系着鹅卵石，并使其悬在烧杯里的水中，当天平平衡时，天平的示数为68.8g。则鹅卵石的体积为　      　cm³，鹅卵石的密度为　       　g/cm³．（结果保留一位小数，ρ_水＝10×10³kg/m³）

"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" $)$ 。

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" 。

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”）。

小杜同学在长江边捡到了一块漂亮的鹅卵石，他用天平和量筒测量鹅卵石的密度。

（1）他设计了下列实验步骤：

①用调节好的天平测出鹅卵石的质量 $m$；

②向量筒中倒进适量的水，读出水的体积 $V_1$；

③根据密度的公式，算出鹅卵石的密度 $\rho$；

④将鹅卵石浸没在量筒内的水中，读出鹅卵石和水的总体积 $V_2$。

他应采用正确的实验步骤顺序为　　（选填下列选项前的字母）。

$A$、①②④③ $B$、①②③④ $C$、②③④① $D$、②③①④

（2）如图甲所示，小杜在调节天平横梁平衡过程中的操作错误是　　。

（3）小杜纠正错误后，重新调节天平平衡并测量鹅卵石的质量，当天平平衡时右盘砝码和游码如图乙所示，鹅卵石的质量为　　 $g$；由图丙和丁可知鹅卵石的体积是　　 $c{m}^3$，计算出鹅卵石的密度为　　 $g/c{m}^3$。

（4）若鹅卵石磨损后，它的密度将　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

（5）用量筒测量水的体积，读数时视线应与液体凹面的底部　　，若小杜在图丙中读数正确，在图丁中读数时视线仰视，所测得鹅卵石的密度将　　（选填“偏大”、“偏小”或“不变” $)$。

安安和康康在实验室里发现了一个可爱的卡通小玩偶，如图甲所示．他们选择不同的方法测量它的密度．

（1）康康用天平（砝码）、量筒、细线和水测量小玩偶的密度．

①当天平右盘所加砝码和游码位置如图乙所示时，天平在水平位置平衡，则小玩偶的质量为　　 $g$；

②在量筒中装有适量的水，小玩偶放入量筒前后水面变化的情况如图丙所示，则小玩偶的体积为　　 $c{m}^3$；

③小玩偶的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$．

（2）安安利用弹簧则力计、烧杯，细线和水，用另一种方法量小玩偶的密度，如图丁所示，她进行了如下操作

$:$

①在弹簧测力计下悬挂小玩偶，弹簧测力计静止时示数为 $F_G$．

②将小玩偶浸没水中，静止时读出弹簧测力计示数为 $F_1$，她用 $F_G$、 $F_1$和 ${\rho }_{水}$，计算出小玩偶的密度，如若小玩偶未完全浸入水中，那么安安所测得的小玩偶密度将会偏　　（选填“大”或“小” $)$．

小明学习了密度测量的知识后，想知道自己收藏的一块小石头的密度值，于是在征求老师同意后和小华在实验室进行了测量。

（1）把托盘天平放在水平台上，游码拨到标尺的零刻度处，发现指针指在如图甲所示位置，为使横梁在水平位置平衡，则需要将平衡螺母向 　　端调。

（2）把细线拴在石头上，先用量筒测出了石头的体积，如图乙所示，则石头的体积为 　　 $c{m}^3$ 。

（3）再把石头取出，用调好的天平测量石头的质量，如图丙所示，则石头的质量为 　　 $g$ 。

（4）这块石头的密度为 　　 $\mathit{kg}/m^3$ ，这样测出的石头的密度值会偏 　　（填大"或"小" $)$ 。