初中物理固体密度的测量实验题

物理小组测量一个不规则小石块的密度。

（1）将天平放在水平工作台上。天平调平时，把游码移到标尺的　　处观察到指针偏向分度盘中央刻线的右侧，应将平衡螺母　　（选填“左”或“右” 调节。

（2）如图所示小石块的质量为　　，用图所示方法测得小石块的体积为　　，则小石块的密度为　　。

（3）如果天平的砝码缺失，如何测量小石块的质量？小组设计了下列两种测量方案（已知水的密度为

方案一，如图所示。

①在量筒中倒入适量的水，水面上放置塑料盒、此时量筒的读数为；

②将小石块轻轻放入塑料盒内，量筒的读数为；

③上述方法测得小石块的质量为　　（用物理量符号表示）。

方案二，如图所示。

①将两个相同的烧杯分别放在天平左、右托盘中，调节天平平衡

②向右盘烧杯中加水直到天平平衡

③将烧杯中的水全部倒入空量筒中，测出体积

④将小石块轻轻放入左盘烧杯中

⑤计算小石块的质量

上述实验步骤正确的顺序为　　（填序号）。

【实验名称】用天平、量筒测量小石块的密度。

【实验设计】如图1所示，是小普同学设计的两种测量小石块密度的方案（操作步骤按照示意图中的①②③顺序进行）。你认为方案　　测量误差会较大，原因是　　。

【进行实验】小晟同学进行了实验，测出了相关物理量，计算出了石块的密度，以下是他测量小石块质量的实验片段：

①将天平放在　　台上，把游码移到标尺左端的零刻度线处，发现指针指在分度盘中线的左侧，再向右调节　　，直至天平水平平衡。

②在左盘放被测小石块，在右盘从大到小加减砝码，当加到最小的砝码后，观察到指针静止在如图2所示的位置，接下来的操作是　　，直至天平水平平衡；

③读出小石块的质量。

【实验数据】测出所有相关物理量，并将实验数据记录在下面表格内，计算出石块的密度。请你将表格中①、②处的内容补充完整。

石块的质量 $m/g$	①	②	石块的体积 $V/c{m}^3$	石块的密度 $\rho /(g·c{m}^{-3})$
$/$	$/$	$/$	$/$	$/$

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）

如图甲所示为压力式托盘秤，当把物体放在压力托盘秤盘上时指针的示数就是物体的质量。

（1）某次测量时压力式托盘秤的指针如图乙所示，示数是　　 $\mathit{kg}$。

（2）现在要利用压力式托盘秤、水、烧杯和细线来测量一个不规则小矿石块的密度。请你设计实验方案，写出实验步骤及测量的物理量，物理量要用规定的符号表示，实验过程烧杯中的水不能溢出。

①实验步骤和测量的物理量：　　。

②用已知量和测得的物理量表示出小矿石块的密度 $\rho =$　　。

小明在实验室里面测量某合金块的密度。

（1）将天平放在水平实验台上并将游码归零后，小明发现托盘天平的指针如图甲所示，此时他应该将平衡螺母向　　（填“左”或“右” $)$调节，使天平横梁平衡。

（2）用调节好的天平测量合金块质量时，通过加减砝码后，天平的指针仍如图甲所示，此时小明应　　，使天平横梁平衡。

（3）天平平衡时，所用的砝码和游码位置如图乙所示，则该合金块的质量是　　；

（4）小明用细线拴住合金块并将它浸没在盛水的量筒中，量筒的示数分别如图丙和丁所示，则该合金块的密度为　　 $g/c{m}^3$；

（5）小明通过查阅密度表得知如下几种金属的密度（见下表），则该合金块可能是　　（填序号）。

$A$．铝镁合金     $B$．铝锰合金     $C$．锌铝合金

金属	镁	铝	锌	锰
密度 $(g/c{m}^3)$	1.74	2.70	7.15	7.47

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 ${\rho }_{水})$

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）

小明和小华端午节假期游玩时捡到了一些鹅卵石，他们想知道这些鹅卵石的密度，便各自选取了一块鹅卵石，分别进行了如下实验：

（1）小明利用天平和量筒等实验器材进行了实验：

①他把天平放在水平桌面上，发现指针偏向分度盘中线的右侧，此时应将平衡螺母向　      　（选填“左”或“右”）旋动，使天平横梁平衡；

②小明将鹅卵石放在天平左盘中，横梁恢复平衡时右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示，则鹅卵石的质量为　      　 $g$；

③用细线拴好鹅卵石，把它放入盛有 $30\mathit{mL}$水的量筒中，水面到达的位置如图乙所示，则鹅卵石的体积为　      　 $c{m}^3$，鹅卵石的密度为　      　 $\mathit{kg}/m^3$。

（2）小华利用形状规则且透明的水槽、细线、刻度尺、一个边长为 $10\mathit{cm}$不吸水的正方体物块和足量的水等器材同样测出了鹅卵石的密度，其测量方法如下： $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$

$A$．如图丙所示，小华将物块放入水平桌面上的水槽中，静止时用刻度尺测出物块露出水面的高度为 $6\mathit{cm}$；

$B$．如图丁所示，将鹅卵石放在物块上，静止时用刻度尺测出物块露出水面的高度为 $2.4\mathit{cm}$；

$C$．如图戊所示，用细线将鹅卵石系在物块下方，然后放入水中，静止时用刻度尺测出物块露出水面的高度为 $3.6\mathit{cm}$。

①丙图中物块下表面受到的水的压强 $p=$　          　 $\mathit{Pa}$；

②鹅卵石的质量 $m=$　           　 $g$；

③鹅卵石的体积 $V=$　            　 $c{m}^3$；

④鹅卵石的密度 $\rho =$　            　 $\mathit{kg}/m^3$。

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。

下面是测量物质密度的实验。

测量石块的密度。

（1）把天平放在水平桌面上，将游码移到标尺左端的零刻度线处，指针偏向分度盘的左侧，应将平衡螺母向　    　（填“左”或“右”）调节，使横梁在水平位置平衡。

（2）用调平的天平测出石块的质量，所用砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示，则石块质量为　    　 $g$。

（3）用如图乙所示方法测出了石块的体积，并计算出石块的密度为　      　 $\mathit{kg}/m^3$。

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

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）

小明想知道小石块密度，做了如下实验：

（1）将天平放在水平台上，把游码放到标尺左端　         　处，发现指针指在分度盘左侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向　     　（填”左“或“右”）调。

（2）天平调平衡后，把石块放在天平左盘中，天平再次平衡后，放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示，这个石块的质量是　      　g。

（3）小明用量筒测石块体积，石块放入前后量筒中水面位置如图乙所示，则石块的体积是　         　cm³，石块的密度是　        　kg/m³。

（4）为培养小明的创新能力，老师要求小明使用溢水杯（如图丙所示）、小烧杯、量筒、大烧杯、细线和水测小金属块密度，请将小明设计的方案及其实验结果补充完整。（表达式中水的密度用ρ_水表示，其他各量用所测物理量字母表示）

①将溢水杯装满水

②把小烧杯放在溢水杯中漂浮，测出溢出水的体积为V₁

③再把小金属块轻轻放入小烧杯中，小烧杯仍漂浮，测出溢出水的体积为V₂

④小金属块质量的表达式m_金＝                　

⑤取出小烧杯和小金属块，将溢水杯　     　水

⑥用细线拴住小金属块，将小金属块浸没在溢水杯中，测出溢出水的体积为V₃

⑦小金属块体积表达式V_金＝　           　

⑧小金属块密度的表达式ρ_金＝　           　

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）

小溪妈妈腌制鹌鹑蛋，小溪对配制的盐水密度及鹌鹑蛋的密度产生了兴趣。于是做了如下实验，请将她的实验补充完整。

（1）她将天平放在　            　上，发现天平的游码未置于标尺左端的零刻度线处，但指针却指在分度盘的中央，她应该先将游码调到标尺的零刻度线处，再将平衡螺母向　         　调节，天平横梁才能平衡。

（2）将天平调平后，小溪将适量盐放入左盘中进行测量，天平平衡时，如图甲所示，则盐的质量为　        　g。

（3）小溪接下来的实验过程如图乙所示（细线质量与体积忽略不计）：

①将量筒中装入适量水，则量筒中水的体积为　        　mL；

②将鹌鹑蛋轻轻放入量筒内的水中，沉底后液面上升到52mL刻度线处；

③将称好的盐倒入量筒内的水中，待盐全部溶解并搅拌均匀后，发现鹌鹑蛋漂浮在盐水中，此时液面在56mL刻度线处；

④取出鹌鹑蛋后，盐水液面下降至45mL刻度线处（忽略取出鹌鹑蛋时造成盐水体积的变化）；

⑤则盐水的质量为　        　g，鹌鹑蛋的密度为　        　g/cm³