初中物理液体密度的测量试题

"营养早餐工程"惠及千家万户家住南部山区的小刚也是受益者之一，每周都能喝到政府发给的牛奶。在学习了密度知识以后，小刚利用托盘天平、烧杯和水测量牛奶的密度，他进行了如下操作：

（1）小刚观察到牛奶包装盒上标有 $\mathbf{250}\mathit{mL}$ 字样；

（2）将盒装牛奶放在已经调节好的天平左盘，在右盘中加减砝码后，发现天平仍然不平衡，小刚接下来应该进行的操作是 　　。

（3）天平平衡后，观察右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图1所示。然后小刚将盒中的牛奶倒入烧杯中，用天平测得牛奶包装盒的质量为 $\mathbf{7}\mathit{g}$ 。则牛奶的密度为 　　。

（4）小刚用这种方法测出的牛奶密度和真实值相比 　　（选填"偏大"或"偏小" $\mathbf{)}$

（5）小刚在学习完浮力知识后，认识了一种测量液体密度的仪器一密度计（如图2所示），将其放入液体中，当它竖立静止时，与液面相交的读数即为液体密度。小刚受到启发，用细沙、水、刻度尺，记号笔、烧杯和平底玻璃管（数量不限），设计实验并完成了测量，请你帮助小刚利用上述器材完成測量牛奶密度的实验。

①写出具体的操作步骤（可以结合简图用文字说明，测量物理量用字母表示）。

②根据上述步骤中所测物理量，写出牛奶密度的表达式推导过程（有必要的文字说明）

③牛奶密度的表达式 ${\mathit{\rho }}_{\mathbf{牛奶}}$ （用已知量测量量表示，比如水的密度用 ${\mathit{\rho }}_{\mathbf{水}}$ 表示）

$75\%$的医用酒精可以有效灭活新型冠状病毒，小刚从网上购置了两瓶某品牌 $75\%$的医用酒精，说明书如图甲所示，小刚查到 $75\%$的医用酒精密度为 $0.87g/c{m}^3$，于是想通过测量该酒精的密度来鉴定其产品是否合格：

（1）小刚取适量该酒精进行实验：

①     为使测量结果更准确，以下实验操作步骤合理顺序是　　（用字母表示）。

$A$．计算酒精的密度

$B$．用天平测出烧杯的质量 $52.4g$

$C$．在烧杯中盛适量的酒精，用天平测出酒精和烧杯的总质量

$D$．调节天平平衡

$E$．将烧杯中的酒精倒入量筒中，读出其体积，如图乙所示

②测量酒精和烧杯总质量时，砝码和游码的位置如图丙所示。则总质量为　　 $g$，该酒精的密度是　　。

③根据测量结果，小刚能否鉴定该产品是否合格？并说明理由　　。

（2）在学完浮力的知识后，小刚又想到可以利用弹簧测力计，水、烧杯，细线和小石块来测量该酒精的密度。实验操作步骤如下：

$a$．用细线将小石块绑好，挂在弹簧测力计下，读出测力计示数 $F_1$

$b$．在烧杯中倒入适量的水，将小石块挂在弹簧测力计下使其浸没在水中，读出测力计示数 $F_2$

$c$．算出小石块的体积 $V_{石}$

$d$．在擦干水的烧杯中倒入适最的酒精，将已擦干的小石块挂在弹簧测力计下，使其浸没在酒精中，读出测力计示数 $F_3$

根据上述操作步骤，请你帮助小刚推导出该酒精密度 $\rho$的表达式为　　（表达式用测量量的字母表示，水的密度用 ${\rho }_{水}$表示，推导过程要有必要的文字说明）。

农忙时节，小明根据学过的物理知识配制盐水帮妈妈筛选农作物种子。要筛选出品质优良的种子，盐水的密度应该略小于饱满种子的密度。为了知道所配制出的盐水密度是否合适，小明通过如下的实验进行测量。

（1）调节天平平衡：把天平放在水平台上，将游码拨到标尺左端的零刻度线处后，发现天平横梁左高右低，应将平衡螺母向　　（填“左”或“右” $)$调节。

（2）用调节好的天平测得空烧杯的质量 $m_1$。

（3）如图甲所示，把适量的盐水倒入量筒中，测得盐水体积 $V$。

（4）如图乙所示，把量筒中的盐水倒入烧杯中，测得烧杯和盐水的总质量 $m_2$。

请把下面记录测量数据的表格填写完整。

空烧杯质量 $m_1/g$	盐水体积 $V/\mathit{mL}$	烧杯和盐水总 质量 $m_2/g$	盐水密度 $\rho /(g·c{m}^{-3})$
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（5）按照以上方法，小明测出的盐水密度值可能　　（填“大于”或“小于” $)$盐水密度真实值，原因是　　。

如图所示，三只完全相同的水杯。小高同学想利用：家里的电子秤，水的密度 ${\rho }_{水}$，这三只水杯，来测量油和醋的密度。其步骤如下：

①在图中三只水杯里，慢慢的分别注满水、油和醋；

②用家里的电子秤，准确测量其中一只空杯的质量 $m$；

③用已知量 ${\rho }_{水}$，测量量 $m$、 $m_{水}$、 $m_{油}$和 $m_{醋}$，求出 ${\rho }_{油}$和 ${\rho }_{醋}$；

④用家里的电子秤，准确测量三只装满液体后，杯和液体的总质量，记作 $m_{水}$、 $m_{油}$和 $m_{醋}$。

（1）你认为，正确测量的步骤顺序应该是　          　（选填正确的顺序号码排序）；

（2）三只水杯中，水、油和醋相同的物理量是　         　；

（3）用已知量 ${\rho }_{水}$，测量量 $m$、 $m_{水}$、 $m_{油}$和 $m_{醋}$，计算得出 ${\rho }_{油}$（或 ${\rho }_{醋})=$　      　。

悠悠涪江水孕育了涪江两岸儿女，爱动脑筋的小红想知道涪江水的密度究竟有多大，于是她取了一些涪江水，在学校实验室找了下列器材：天平及砝码，量筒（刻度清晰但没有数字），烧杯，铜块（已知它的密度为 ${\rho }_1)$，细线，利用这些器材按下列步骤测出了涪江水的密度，请你帮小红完善实验探究过程：

（1）把天平放在水平桌面上，将游码移到零刻度线处，指针偏向分度盘中线左侧，此时应向　　（选填“左”或“右” $)$调节平衡螺母，使天平横梁平衡。

（2）用天平测出铜块的质量 $m_1$

（3）在量筒内倒入适量的涪江水，用细线拴住铜块，将它缓慢慢浸没在量筒内的水中并记下水面到达的刻度线 $A$，然后取出铜块。

（4）在烧杯内倒入适量的涪江水，用天平测出水和烧杯的总质量 $m_2$。

（5）　　。（请你写出这一步的操作方法）

（6）用天平测出烧杯内剩余涪江水和烧杯的总质量 $m_3$，砝码和游码位置如图，则 $m_3=$　　 $g$。

（7）计算涪江水的密度，则涪江水密度的表达式为 $\rho =$　　（物理量用符号表示）。根据以上实验方案，小红测出的涪江水密度比真实值　　。（选填“偏大”或“偏小” $)$

如图，小红同学在“测量盐水的密度”实验中，操作步骤如下：

（1）把天平放在水平桌面上，游码放在零刻度线，发现指针位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向　　（填“左”或“右” $)$调节，直到横梁水平平衡。

（2）已知空烧杯的质量为 $28g$，现将适量盐水装入烧杯，并放在天平的左盘，测量其质量，待天平平衡时，如图乙所示。然后将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，如图丙所示由此计算出盐水的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$。

（3）小红同学此次实验操作测得的盐水密度将偏　　（填“大”或“小” $)$。

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： 　　。

小王同学到宜宾翠屏山玩耍时，在去哪吒洞的路上捡到一个形状奇特且不溶于水的物体，他想知道这个不明物体是由什么材料构成，于是在实验室进行了如下操作：

参考密度表
物质	密度 $(\mathit{kg}/m^3)$
大理石	$(2.6-2.8)\times {10}^3$
石膏	$(1.6-1.9)\times {10}^3$
硬塑料	$(1.2-1.6)\times {10}^3$
铝合金	$4.0\times {10}^3$

（1）已知空玻璃杯的质量为 $53.8g$

（2）将该物体放入装有适量水的透明玻璃杯中，发现物体下沉至杯底，如图（甲 $)$，说明该物体的密度　　水的密度，物体对杯底的压力　　其重力（以上两空均选填“大于”、“等于”或“小于” $)$；

（3）往杯中逐渐加入食盐并搅拌，直至观察到物体悬浮如图（乙 $)$；

（4）取出物体，用调好的天平测玻璃杯和盐水的总质量，如图（丙 $)$总质量为　　 $g$；

（5）将玻璃杯中的盐水全部倒入量筒，如图（丁 $)$体积为　　 $\mathit{mL}$；

（6）通过以上实验，可以得到物体的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$，这个物体是由　　构成的。

课外兴趣小组在"测量某液体密度"的实验中，实验步骤如下：

（1）如图甲所示，把天平放在水平台上，发现天平水平平衡时游码未归零，将游码归零后，为使天平水平平衡，应向 　　（选填"左""右" $)$ 调节平衡螺母。

（2）调节水平平衡后，进行以下实验操作：

①测得空烧杯的质量 $m_0=33.4g$ ；

②向烧杯中倒入适量待测液体，用天平测出烧杯和液体的总质量 $m_1$ ，如图乙所示 $m_1=$ 　　 $g$ ；

③将液体全部倒入量筒中，测出液体体积 $V$ ，如图丙所示 $V=$ 　　 $c{m}^3$ ；

④待测液体的密度 $\rho =$ 　　 $\mathit{kg}/m^3$ 。

（3）实验结束后，爱思考的小敏指出，以上实验过程中，烧杯中会残留部分液体导致所测密度 　　（选填"偏小""偏大""不变" $)$ ，于是她提出另一种测量液体密度的方案。实验器材有弹簧测力计、细线、金属块（不吸水、不沾水）、两个烧杯、足量的水和待测液体。简要步骤如下：

①分别往两个烧杯中倒入适量的水和待测液体；

②将金属块挂在弹簧测力计下，静止时测力计示数记为 $F_1$ ；

③将金属块浸没在水中（未接触烧杯底和烧杯壁），静止时测力计示数记为 $F_2$ ；

④将金属块浸没在待测液体中（未接触烧杯底和烧杯壁），静止时测力计示数记为 $F_3$ ；

⑤待测液体的密度 ${\rho }_{液}=$ 　　（用 ${\rho }_{水}$ 及测得的物理量表示）。

如图所示，这是小强同学设计的测牛奶密度的实验步骤及他的操作示意图：

$A$．测出空杯子的质量为 $m_1$（如图 $A)$；

$B$．将一袋牛奶倒一部分在空杯中，测得总质量为 $m_2$（如图 $B)$；

$C$．将杯中的牛奶再倒入量筒中，测得其体积为 $V$（如图 $C)$；

$D$．计算出牛奶的密度 $\rho$。

（1）小强测得牛奶的质量 $m=$　　 $g$；

（2）请你帮小强计算出牛奶的密度 $\rho =$　　 $\mathit{kg}/m^3$；

（3）其实小强设计的实验步骤有明显的瑕疵，由于往量筒中倒牛奶时不可能倒尽，因此按他设计的步骤测出的牛奶密度值将　　（选填“偏大”或“偏小” $)$

（4）细心而聪明的你一定已经发现，只要调整一下操作顺序就可以避免这一瑕疵，说说你调整后的操作顺序　　（请重新排列 $\mathit{ABCD}$的顺序）

物理兴趣小组为了“测量液体的密度”，设计了如图甲所示的实验装置。特制容器底部是一个压敏电阻 $R$（厚度不计），通过导线与电路相连。电源电压恒为 $12V$，定值电阻 $R_0=20\Omega$，电流表的量程 $0~0.6A$．压敏电阻 $R$上表面涂有绝缘漆，其阻值随所受液体压强的大小变化关系如图乙所示。工作时容器底部始终保持水平。 $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）闭合开关，电流表示数为 $0.08A$．缓慢向容器内注水，电流表示数将　   　（填“变大”、“变小”或“不变”） ，注入深度为 $50\mathit{cm}$的水时，水对压敏电阻的压强是　    　 $\mathit{Pa}$，电流表示数为　    　 $A$。

（2）断开开关，将水倒出，擦干容器，置于水平操作台上。注入深度为 $50\mathit{cm}$的待测液体，闭合开关，电流表示数为 $0.24A$．则待测液体的密度　      　水的密度，该液体的密度是　     　 $\mathit{kg}/m^3$。

（3）若注入待测液体时俯视读数，该液体密度的测量值　    　真实值。

物理学习小组测量某种液体的密度，他们的实验器材有：托盘天平（配有砝码和镊子）、玻璃杯、细线和一个体积为 $10c{m}^3$、密度为 $7.9g/c{m}^3$的实心铁块。请完成下列问题：

（1）把天平放在水平桌面上，把游码放在标尺左端的零刻度线处，天平指针静止时在分度盘上的位置如图甲所示，应将横梁上平衡螺母向　     　（选填“左”或“右”）调节，直到　       　平衡。

（2）在玻璃杯中倒入适量的该液体，放在天平左盘中，用　      　向右盘中加减砝码，并调节游码，直到横梁恢复平衡，测量玻璃杯和液体的总质量 $m_1=102.4g$。

（3）用细线拴住铁块使其浸没在液体中，铁块不接触玻璃杯，液体无溢出，进行再次测量，测量数据如图乙所示，测量值 $m_2=$　　        $g$。

（4）计算该种液体的密度 $\rho =$　           　 $\mathit{kg}/m^3$。

实验小组利用天平、量筒和烧杯等器材测量牛奶的密度。

（1）天平调平衡后，将适量的牛奶倒入烧杯中，并用天平测量烧杯和牛奶的总质量，通过加减砝码的一番操作，当小明将砝码盒中最小的砝码放入右盘后，横梁指针如图甲所示，接下来他应该 　 　（选填序号）；

A．	向左调节平衡螺母
B．	移动游码
C．	取下最小的砝码后移动游码

（2）测出烧杯和牛奶的总质量为116g后，将烧杯中的一部分牛奶倒入量筒，液面位置如图乙所示，则量筒中牛奶的体积为 　 　cm ³；

（3）测量烧杯和剩余牛奶的总质量，天平横梁平衡时如图丙所示，则烧杯和剩余牛奶的总质量为 　 　g；

（4）小明测量的牛奶密度为 　 　kg/m ³；

（5）在向量筒倒入牛奶时，如果不慎有牛奶溅出，则测出的牛奶密度会 　 　（选填"偏大"、"偏小"或"不变"）。

测量盐水的密度，方案如下：

（1）用天平和量筒进行测量

请完成实验步骤：

①用天平称出烧杯和盐水的总质量 $m_1$；

②将烧杯中的适量盐水倒入量筒中，读出量筒中盐水的体积 $V$；

③　                                               　；

④利用上述所测物理量，写出盐水密度的表达式 ${\rho }_{盐}=$　       　。

（2）用液体密度计直接测量

因为盐水的密度比水的大所以选用最小刻度是 $1.0g/c{m}^3$的液体密度计它的测量原理是：

密度计放入不同液体中，都处于漂浮状态，它所受的浮力　      　（选填“大于”“等于”或“小于”）重力；被测液体密度越大，其排开液体的体积越　     　，所以它的刻度是从 $1.0g/c{m}^3$　      　（选填“由下而上”或“由上而下”）顺次标记1.1、1.2、 $1.3\dots$。

在综合实践活动中，物理兴趣小组的同学们用大豆、花生等食材制作了美味豆浆，为测量豆浆的密度，他们从实验室借来相关实验器材进行了如下实验设计和实验操作。

（1）将天平放在水平桌面上，指针静止时如图所示。要使天平水平平衡：首先将游码移到标尺左端的 　　处，再向 　　（选填"左"或"右" 调节平衡螺母，直到指针指在 　　为止。

（2）兴趣小组的同学们分别设计的实验方案如下：

方案一：

①用天平测出空烧杯的质量 ，

②在烧杯中倒入适量的被测豆浆，测出它们的总质量 ，

③将烧杯中的豆浆倒入量筒中，读出豆浆的体积 ，

④利用密度公式计算出豆浆的密度。

方案二：

①在烧杯中倒入适量的被测豆浆，测出它们的总质量 ，

②将烧杯中的部分豆浆倒入量筒中，读出豆浆的体积 ，

③测出烧杯和杯中剩余豆浆的质量 ，

④利用密度公式计算出豆浆的密度。

方案三：

①在量筒中倒入适量的被测豆浆，读出豆浆的体积 ，

②用天平测出空烧杯的质量 ，

③将量筒中的豆浆倒入烧杯，测出总质量 ，

④利用密度公式计算出豆浆的密度。

（3）分析以上三种方案，请写出你认为合理设计方案中豆浆的密度表达式 　　；你再任选其中一个不合理的设计方案，并分析不合理设计方案的原因：如方案 　　，是由于在测量豆浆的 　　时会产生较大的误差，使得计算出的豆浆密度值偏 　　。