新乡市第一中学物理质量与密度实验(培优篇)(Word版 含解析)

一、初二物理质量与密度实验易错压轴题（难）

1．小阳放学回家帮妈妈给小妹妹冲奶粉，他想知道奶粉的密度，于是他取了点奶粉，做了如下实验。

(1)在调节天平横梁平衡时，发现指针的位置如图甲，他应将平衡螺母向______（左/右）移动；

(2)小阳用调节好的天平测奶粉的质量，天平平衡时，右盘中砝码的质量为______g。他用如图丙方法测出奶粉的体积，则奶粉的密度是______g/cm3；

(3)小阳猜想没有量筒也可测出奶粉的密度，于是他找来一个圆柱形的平底薄壁小玻璃瓶（可竖直漂浮在水面）、刻度尺、大碗和水，并设计如下实验：

①在玻璃瓶内装入适量的奶粉，轻轻摇晃，使其表面水平，测出奶粉的高度h1；

②将装有奶粉的玻璃瓶放入装有适量水的大碗中，使其竖直漂浮，测出玻璃瓶浸入水中的深度h2；

③将奶粉倒出，把玻璃瓶放入装水的大碗中，仍竖直漂浮，测出玻璃瓶浸入水中的深h3；

④奶粉密度表达式ρ=______（用已知量和测量量表示，水的密度用ρ水表示）；

⑤实验中发现玻璃瓶中的奶粉很难倒净，这会导致所测的密度值偏______。

【答案】右 25 2.74 23

1

h h

h

ρ

-

水小

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]图中显示指针向左偏，根据“右偏左调，左偏右调”的规则，应将平衡螺母向右调。

(2)[2]右盘中有两个砝码，一个20g，另一个5g，所以右盘中砝码的质量为25g。

[3]天平使用时，左托盘放称量物,右托盘放砝码，物体的质量等于砝码的质量加上游码的示数，所以奶粉的质量为

205 2.427.4

m g g g g

=++=

由图丙知奶粉的体积为3

10cm，所以奶粉的密度为

3

3

27.4

2.74/cm

10cm

m g

g

V

ρ===

(3)④[4]奶粉的重力等于浮力的变化量

23

==()

G F g V gs h h

ρρ

∆∆=-

奶浮水水

奶粉的质量

232

3()=

()gs h h G m s h h g g

ρρ-==-水奶奶水 奶粉的密度 232311

()==s h h m h h V sh h ρρρ--=水奶奶水奶 ⑤[5]因为奶粉很难倒净，所以测得奶粉的质量就偏小，而体积不变，根据密度计算公式m V

ρ=

可知，这会导致所测的密度值偏小。 2．小明所在的物理兴趣小组需要密度为1.15g/cm 3的盐水，为检验配制的盐水是否合格． （1）小明设计了如下方案：

①将天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端的“0”刻度线上，发现指针的位置如图甲所示，则需将平衡螺母向_____调节；

②测量烧杯和盐水的总质量时，砝码和游码的位置如图乙所示，则烧杯和盐水的总质量为_____g ；

③将烧杯中的部分盐水倒入量筒中（如图丙所示）；

④测出烧杯和剩余盐水的质量为25g ；

⑤计算出盐水的密度为_____g/cm 3．

（2）为配制合格的盐水，需要继续向盐水中_____（选填“加盐”或“加水”），但加多少才能刚好使配制的盐水合格，很难控制．小明思考后，想用饮料吸管制作一个简易的密度计来解决这一问题，制作步骤如下：

①他找来一根饮料吸管，测得吸管的长度是15cm ，用石蜡将其一端密封起来；

②在吸管上距密封端11.5cm 处画一刻线标上1.0，在吸管上距密封端_____cm 处画一刻线标上1.15；

③在吸管中放入适量的细砂后将其放入清水中，增减细砂直到水面刚好与1.0刻线相平； ④从清水中取出吸管放入配制的盐水中，向盐水中加某物质直到液面与1.15刻线相平，盐水的密度就刚好是1.15g/cm 3.

（3）完成实验后，小明想在这根吸管上再增加些刻线，制成一个测量范围是0.7g/cm 3～

1.3g/cm 3、分度值是0.05g/cm 3的密度计，结果发现不能实现，原因是_____．为了能用这

根吸管制成符合要求的密度计，他应_____（填“增加”或“减少”）吸管中的细砂后，并重新标注刻度线．

【答案】右 62.4 1.1 加盐 10 吸管长度不够（吸管嫌短）减少

【解析】

【详解】

第一空．由图甲知道，将天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端的“0”刻度线上，发现指针向左偏，则说明天平的左端下沉，右端上翘，所以，平衡螺母向上翘的右端移动；第二空．由图乙知道，烧杯和盐水的总质量是：

m1 =50g+10g+2.4g=62.4g；

第三空．由图丙知道，量筒中盐水的体积是：V=34mL=34cm3，

烧杯和剩余盐水的质量是m2 =25g，量筒中盐水的质量是：

m=m1 -m2 =62.4g-25g=37.4g，

则盐水的密度是：

33

37.4g 34c 1.1/

m g cm

m

V

ρ===；

第四空．根据题意知道，需要盐水的密度是1.15g/cm3，而现在盐水的密度是1.1g/cm3，所以，需要再加入盐，才能增大盐水的密度；

第五空．根据题意知道，吸管在水中和盐水中都漂浮，受到的浮力相等，即F浮水=F浮盐水，设吸管的底面积是S，在吸管上距密封端h cm处画一刻线标上1.15，则，ρ水gV排水=ρ盐水gV排盐水，代入数据得：

1.0×103 kg/m3×10N/kg×S×11.5×10-2 m=1.15×103 kg/m3×10N/kg×Sh，

解得，h=0.1m=10cm；

第六空．小明不能制成一个测量范围是0.7g/cm3～1.3g/cm3、分度值是0.05g/cm3的密度计；与第五空同理：

密度计始终漂浮在液体中，受到的浮力相等，所以密度计在水中和密度为0.7g/cm3的液体中浮力相等，即F浮水 =F浮液，由ρ水gV排水=ρ液gV排液可知，

1.0×103 kg/m3×10N/kg×S×11.5×10-2 m =0.7×103 kg/m3×10N/kg×Sh'，

解得，h'≈0.165m=16.5cm＞15cm，

由此可知，小明不能制成密度计的原因是吸管长度不够；

第七空．根据漂浮条件，减小密度计的重力，可以减小密度计的浮力，当液体密度不变时，密度计排开液体的体积减小，需要的吸管长度可以短一些，所以，需要减小管中的沙子，并重新标注刻度线。

3．小明测一石块的密度，实验步骤如下：

(1)在调节天平时，他先将天平放在__________台面上，再将游码移至“0”刻度处，发现指针如图甲所示，此时应将平衡螺母向_______(选填“左”或“右”)调节；