全国初中物理竞赛试题精编(八年级上)：第12讲—质量与密度实验专题精练(原卷版)

全国初中物理竞赛试题精编
第12讲—质量与密度实验专题精练
1．如图是小融测量液体密度的实验装置。

（1）将天平放在___________工作台上，调节天平平衡后才发现游码未归零，将游码重新归零后，应将平衡螺母向___________（选填“左”或“右”）调节，才能使天平再次平衡。

（2）调好天平后，小融利用石块测量未知液体的密度（石块不吸水，密度为3g/cm3）。

①将石块放在天平的左盘，向右盘中加减砝码并移动游码后，天平再次平衡，平衡时右盘砝码和游码如图甲所示，石块的质量为___________g；
②如图乙所示，将石块轻轻放入装有适量液体的烧杯中，再用天平称量m乙=90g，在液面处标记H；
③将石块取出，添加该液体至标记H处，用天平测得质量为m丙=81g，如图丙所示；则该液体的密度为___________kg/m3。

石块取出时会沾有液体，这会使所测液体密度___________（选填“偏大”“偏小”或“无影响”）
（3）小融还想用台秤、烧杯和一圆柱体测量未知液体的密度 ，测量步骤如图丁所示（己知水的密度为 水）；
①将圆柱体的一半没入水中，记下台秤的示数为m1；
②将圆柱体全部没入水中，记下台秤的示数为m2；
③将圆柱体从水中取出，擦干后全部没入与水等质量的未知液体中，记下台秤的示数m3；则圆柱体的体积为___________，在未知液体中受到的浮力为___________，未知液体的密度 =____________（均用m1，m2，m3表示）。

2．小亮家在改造花园，爸爸买来一块假山石，小亮很想了解假山石的密度，他敲下一小块，如图所示，利用天平、量筒、适量的水、细线等器材，经过思考，想出了如下的实验方法。

(1)图甲是小亮在调节天平时的情景，他在操作上的有错误，你认为错误之处是：______。

(2)小亮纠正错误后调节好天平，按照以下步骤继续实验：
①将假山石放在天平左盘，右盘加砝码并移动游码，天平平衡时右盘中所加砝码和游码的位置如图乙所示，则假山石的质量为______g。

②将适量的水倒入量筒中，读出水的体积。

用细绳拴好假山石再缓慢地放入水中，使之浸没如图丙所示，发现有冒出气泡，原来假山石吸水但体积不膨胀，稳定后读出水和假山石的总体积。

如果用这种方法测量体积，会直接导致密度的测量值比真实值______（选填“偏大”或“偏小”）。

③他把吸足水的假山石取出，天平测出假山石此时的质量为68.6g，算出假山石的密度：
石______
3
g/cm。

（小数点后保留2位小数）
(3)聪明的小亮又敲下一小块假山石并用保鲜膜包好，已知假山石的质量为0120g
m ，如图所示，利用一个烧杯、天平、水，测出假山石的密度。

①如图15所示，
A．往烧杯中加入适量的水，用天平测出烧杯和水质量为1106g
m ；
B．将假山石浸没入水中，在水面到达的位置做上标记；
C．取出假山石；
D．往烧杯中加水，直到______再测出此时烧杯和水的总质量为2166g
m ；
②用密度公式计算出假山石的态度
石______3
kg/m，因步骤C中将假山石取出时由于保鲜膜沾水会导致测得的密度______（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。

(4)小亮继续思考，利用电子秤有“清零”功能可以测出假山石的密度吗？小亮再次敲下一小块假山石，用保鲜膜包好。

（电子秤“清零”功能：例如，在电子秤上放200g 法码，电子秤显示为200g ，按清零键后，显示变为零；随后再放上100g 砝码，电子秤显示为100g 。

）小亮具体操作如下：
a ：向烧杯内倒入适量水，放在电子秤上，按清零键，示数变为零如图a ；
b ：手提细线拴住假山石，浸没在水中，且不与烧杯底和壁接触，记下此时电子秤示数为1m ；
c ：再按清零键，示数变为零，再让假山石接触杯底，
手放开细线，记下此时电子秤示数为2m ；d ：假山石的密度= 石______（用测量的物理量和已知量的符号表示）。

3．小欣和小婕在实验室做测量密度的实验
(1)小欣将天平放在水平桌面上，将游码归零，并用____调节平衡螺母，使指针指到分度盘中央刻度处。

(2)小欣想测量酒精的密度，正确的操作步骤应该是：____
A ．用天平测出空烧杯的质量记为m 1；
B ．将酒精全部倒入量筒中，用量筒测出酒精的体积记为V ；
C ．用天平测出烧杯和酒精的总质量记为m 2
(3)在上述B 步骤中，量筒的示数如图甲所示，则量筒中酒精的体积为____mL ；在上述C 步骤中，天平的示数如图乙所示，则烧杯和酒精的总质量为____g 。

小欣在完成A 步骤时，重新对天平进行了调平，调平过程如图丙所示，则小欣测得的酒精密度比真实值将____（选填“偏大”、“偏小”或“准确”）
(4)同组的小婕用另外的方法来测量酒精的密度，他取来一块密度为 的鹅卵石，利用电子秤
继续测量，设计了如下方案：
①先用电子秤测出鹅卵石的质量M1；
②在烧杯中放入适量的酒精将鹅卵石浸没，在液面到达的位置上作标记，用电子秤测出总质量为M2；
③将鹅卵石从酒精中取出，用电子秤测出剩余酒精和烧杯的总质量为M3；
④向烧杯中加酒精到标记处，再用电子秤测出此时酒精和烧杯的总质量为M4
为了使测出来的酒精密度尽可能的准确，在小明记录的上述数据中，步骤____（选填“①”“②”“③”“④”）记录的数据是多余的，则酒精的密度是____（用测出来的物理量表示）。

小婕测量完毕之后，取下电子秤上的烧杯发现电子秤的示数并不为0，而是显示为“－0.5g”，则小婕测得的酒精的密度将____（选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）。

4．小明同学利用弹簧测力计测量矿石(不吸水)的密度，由于弹簧测力计量程太小，故借助电子秤来完成实验，操作步骤如下：
(1)如图甲所示，烧中装适量水，置于已调零的电子秤上，电子秤的示数为1m；
(2)如图乙所示，将矿石用细线系住(细线的体积、质量忽略不计)，悬挂在弹簧测力计上，浸没于水中，弹簧测力计的示数为1F=_____N，电子秤的示数为2m；
(3)如图丙所示，取下弹簧测力计，将矿石缓慢沉入杯底，静止时电子秤的示数为3m，则矿石的质量m石=_____kg。

小明根据所测数据，计算出了矿石的密度；
(4)同组的小红同学仔细观察了小明的实验过程，发现在图乙所示的操作中，矿石接触到了烧杯底部，其余操作完全正确。

并指出与真实值相比，小明所测矿石密度值_______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)；
(5)如图丁所示，小红再次重复图乙所示操作，但矿石与烧杯底部未接触，弹簧测力计的示数
F=l.8N，那么此时电子秤的示数应该为4m=________kg，矿石的密度为_______kg/m3
2
(6)经过分析他们还知道，图乙中矿石对烧杯底部的压力为_______N
(7)在实验中找到乐趣的小明再次大胆创新，提出能否在天平和量筒都没有的情况下测出石块密度。

于是他找来了大小圆柱形容器和刻度尺设计了如图的实验。

A．用刻度尺在大小柱形容器的外壁均匀标出刻度，并分别量出大小圆柱形容器直径，计算出大容器底面积为1S，小容器底面积为2S；
B．如图甲所示，在大小容器内分别装入适量的水，将小容器放入大容器内，静止后小容器漂浮，读出此时大容器和小容器内液面深度分别为1H、1h；
C．将石块投入小容器内，石块浸没在水中，如图乙所示，此时大容器与小容器内液面深度分别为2H、2h。

则石块的质量为__________；石块体积为_________；石块的密度为______(均用题目所给已知量进行表示，已知水的密度为ρ水)
5．近几年，宁夏各市、县对老旧小区楼房进行外墙保温改造。

某物理兴趣小组的同学们在综合实践活动中，选择研究保温材料的各种性能及其应用。

他们从市场上选择了三种常用的保温材料进行研究如图，材料相关信息如下表。

I号II号III号
项目
聚氨酯泡沫聚苯乙烯泡沫岩棉
传热系数W/(m·K)0.0330.0420.065
防火性能阻燃B1级阻燃BI级不燃A级
吸水性%≤0.08≤0.2≤5
隔音性好好一般
最高使用温度℃7565600
Z/(kg/m2) 1.4 1.0 2.4
（1）高空坠物存在安全隐患，同学们观察表格中缺少密度信息，于是选取了上表中的一种材料进行密度测量，如图所示。

①如图甲所示，将一小块这种材料放在调好的天平上，测出它的质量为_________g；
②如图乙所示，在量筒中倒入适量的水，读出此时的体积；
③如图丙所示，用铁丝将保温材料压入水中使其浸没，读出此时的体积，则该材料的密度为_________g/cm3，此时测得的密度会比实际密度________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）；（由表中信息可知，保温材料的吸水性很小，忽略材料吸水性）
（2）当保温材料的厚度一定时，为了方便比较材料的性能，在表格中的项目里引入参数“Z”，单位为kg/m2。

同学们观察表格中的Z，猜想它可能与材料密度有一定关系。

①已知保温材料厚度均为h，请推导出Z与材料密度 的关系_________；（结果用已知量的符号表示）
②三种材料厚度均为5cm，请利用上述实验中测出的密度值计算出该材料的Z值，并推断出它是哪种材料_________?
③若一栋楼某一侧面的面积为300m2，则需要I号保温材料的质量是_________kg。

（3）请根据你家居住地的气候特点，房屋高度及表格中保温材料的相关性能，为你居住的房屋选出一种合适的保温材料，并说明选择依据。

选择_________号保温材料。

选择理由：
____________。

（注：传热系数越大，保温性能越差）
6．小林同学想测出一个实心木球的密度。

但是发现小木球放在水中会漂浮在水面上，无法测出它的体积。

于是他设计了以下实验步骤：
A．用细线在小木球下吊一个小铁块放入水中，静止时如图a所示，记录此时量筒的示数为V1；
B．把小铁块单独放入水中静止时如图b所示，记录此时量筒的示数为V2；
C．从水中取出小木球，擦干后用天平测量质量，天平平衡时如图c所示，记录小木球质量为m；
D．利用密度公式计算出结果。

（1）用天平测出木球的质量m=______g，木球的体积V=______cm3，计算出小木球的密度ρ=_______g/cm3。

此值要比真实值______（选填“偏大”或“偏小”）；
木
（2）实验后总结，小林发现不用天平，利用上述器材也可以测量出木球的质量，如不用天平，只需将步骤C替换成：______，请你根据以上各测量的物理量写出计算小木球密度的表达式：ρ木=______（已知水的密度为水）。

7．霄潇在学校花坛捡了一小石块（会吸水），准备测量其密度。

如图所示是她和同学们用量程为200g的托盘天平和一个质量为10g的烧杯来测量石块密度的实验装置，假设石块吸水前后体积不变，ρ水=1g/cm3。

（1）她把托盘天平放在_______桌面上，将游码归零后发现指针指在分度标尺中线的右侧，则应该将平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）适当调节；
（2）托盘天平调平后，霄潇开始实验：
①向烧杯中加入适量水，测出烧杯和水的总质量为90g，如图甲；
②将石块轻轻放入烧杯的水中，过较长一段时间，待液面最终静止后，在水面到达的位置处
作标记a，测出烧杯、水和石块的总质量为140g（细线体积和质量均忽略不计），如图乙；
③从烧杯中取出石块，擦干石块表面的水后，测出此时石块的质量为55g；
④测出烧杯和剩余水的总质量为83g，如图丙；
⑤向烧杯加水到标记a处，如图丁。

测量此时烧杯和水的总质量，砝码和游码如图戊所示，则烧杯和水的总质量为_______g；
（3）根据实验数据，可知石块的质量为_______g，石块的密度为_______g/cm3；
（4）对实验结果进行讨论时，同小组成员提议仅使用丙和丁两幅图中的数据也能计算出石块的体积，你认为这样测得的石块体积值_______（选填“偏大”或“偏小”）；
（5）聪明的霄潇发现还可以用天平、烧杯和标记a来测量未知液体的密度。

思考片刻后，她将图丁中烧杯中的水倒掉后擦干，将待测液体加至标记a处，然后用天平称出烧杯和液体的总质量。

利用该装置和标记a可测出液体密度的最大值为_______g/cm3；理论上，用此天平可以鉴别密度差异不小于______g/cm3（结果保留三位小数）的液体。

8．石油污染是指石油开采、运输、装卸、加工和使用过程中，由于泄漏和排放石油引起的污染。

生活中常采用物理吸附的方法进行石油回收，小边同学用天平、量筒和石油等器材测量能够吸附石油的某干燥固体密度，进行了下列实验：
（1）小边先将天平放在_______台面上，再将游码移到零刻度线处；横梁静止时，指针如图甲所示，为使横梁在水平位置平衡，应将横梁右端的平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）端调节；
（2）他将固体轻放到天平的左盘上后往右盘增减砝码，并移动游码直至天平再次平衡。

天平平衡后，右盘砝码和游码所对刻度如图乙所示，由图可知该固体的质量为_______g；
（3）然后他将固体用体积忽略不计的保鲜膜包裹严密，随即放入盛有50mL石油的量筒中，静止时液面如图丙所示，由此算出该固体的密度为_______kg/m3；
（4）小边想继续知道石油的密度，用体积忽略不计的细铁丝给保鲜膜了一些洞，便于物体吸附石油，待物体充分吸收后重新读出量筒中的液面为52cm3，取出物体擦干表面后用天平进行称量得到质量为36.6g（使用了图乙的砝码和新增了10g的砝码）。

则物体吸收了
________cm3的石油，计算后得知石油的密度为_______g/cm3。

小边复盘整个实验发现天平称量时使用的20g砝码已经生锈，则所测得的石油密度_______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；（5）同组的小卿单独拿出一个烧杯，如图丁所示，将其装满石油后测出烧杯和石油总质量为m1，小心放入一质量为m的物体A后清理外壁，测得总质量为m2；继续小心放入一质量也为m的物体B后再清理烧杯外壁，测得此时总质量为m3。

则金属块A和金块B的密度之比为________（用m、m1、m2、m3表示）。

9．科学选种是提高粮食产量的关键环节。

一般来说饱满的种子的密度较大，适合作为播种的种子，所以某小组通过测量谷种子的密度的方法辨别种子的优劣。

（1）把天平放在水平的工作台上，用______（选填“手”或“镊子”）移动游码，使游码的______（选填“左”或“右”）边对准标尺的零刻线。

调节平衡螺母，直到指针指在分度盘的中央刻度线。

（2）用调好的天平测量适量的某种稻谷种子的总质量为m1，天平平衡时，右盘砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示，m1＝______g。

（3）往量中加入适量的水，测得其体积V1＝300mL，将上述种子全部放入量筒中，种子全部沉入水中，如图乙所示，此时水和种子的总体积V2＝______mL。

（4）则通过计算可知种子的密度ρ＝______g/cm3，但是因为稻谷种子能够吸水（即会有水进入到种子的内部），所以体积的测量结果会偏______，导致密度ρ的计算结果偏______。

（5）小组同学经过思考后改进了实方案：再将量筒中种子倒出，用纸巾吸干种子表面的水后，再次测得种子总质量为m2，则种子密度ρ＝______。

（用（ρ水、m1、m2、V1和V2等物理量符号表示）
10．在测密度的分组实验中：
（1）小明在测量一块石块的密度请你帮助他完成实验。

①把天平放在水平桌面上，并将游码回零后；此时他发现指针在分度盘如图1所示位置，此时应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，直至天平横梁平衡；
②测量石块质量、体积如图2、图3所示，则此小石块的密度是______g/cm3；
（2）小康同学用弹簧测力计、烧杯、水等测体积不规则的石块的密度，实验过程如图甲、乙所示，石块的密度为______kg/m3；（ρ水=103kg/m3）
（3）小婷同学利用电子秤、水杯、钢针等工具测木块密度，进行了如下A、B、C的操作：
①木块的密度为______g/cm3。

（ρ水=103kg/m3）
②在测量完成后，小婷发现木块吸水，则以上步骤所测得的木块密度与真实值相比______（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

11．小红同学利用弹簧测力计测量矿石（不吸水）的密度和盐水的密度，借助电子秤来完成实验，操作步骤如下图：
（1）电子秤放在水平桌面上装有适量水的烧杯放在电子秤上，电子秤示数如图甲所示，把被测矿石用细线栓好、缓慢放入装水的烧杯中，示数如图乙所示，则被测矿石的的质量m石=___________g。

（2）用手提起细线，让被测矿石离开烧杯底部，继续浸没在水中，电子秤示数如图丙，则矿石浸没在水中所受到的浮力为___________N，图丙中细线的拉力为T=___________N。

（3）被测矿石的的密度 石=___________kg/m3
（4）若操作图丙时、矿石接触到了烧杯底部，且有挤压，其余操作完全正确，所测矿石密度值___________（选填“偏大、“偏小”或“不变”）；完成矿石密度测量后，将烧杯中的水倒出，并擦干烧杯内壁的水，并倒入适量被测盐水，放到电子秤上，电子秤显示如图丁：
（5）将刚才使用的矿石表面的水擦干，浸没在盐水中，示数如图戊所示，则被测盐水的密度
=___________kg/m3
液
（6）同组的小龙只用刻度尺这一测量工具，进行了如下图所示的操作测量合金块的密度：
①圆柱形容器中装有适量的水，将另一平底烧杯放入圆柱形容器的水中，烧杯静止时容器中水的深度h1=12cm；
②将被测合金块放入烧杯中，容器中水深h2=19cm
③将烧杯中的合金块放入圆柱形容器中沉底，容器中水深h3=14cm，根据所测长度，测出合金块的密度 合=___________kg/m3
④由于刻度尺测量误差较大，如果测量时h1偏大了一点，其余准确，则所测密度___________（选填偏“偏大”、“偏小”或“不变”）。

12．小华想测量一种红葡萄酒的密度，但家里没有量筒，只有量程为200g的天平、砝码、空
瓶和水。

他按照自己设计的实验方案进行了测量。

（1）小华调节好天平后，利用天平测了3次质量，具体步骤如下：
①用天平测出小空瓶的质量1m，并将数据记录在表格中。

②______，并将数据记录在表格中。

③用天平测出小瓶装满红葡萄酒的质量3m，并将数据记录在表格中、小华在记录数据的过程中不小心将第三次的测量数据让红葡萄酒浸湿了，看不清楚，但是他此时还没有收拾测试台，第三次测量时天平平衡时的情景如图所示，则小瓶中红葡萄酒的质量m酒为______g。

m1/g12
m2/g36
m3/g
kg m。

（2）根据小华测量的数据，红葡萄酒的密度是______3
（3）小李在看到小华的做法后，想用其它方法来测量红葡萄酒的密度。

于是，他找到一些器材：弹簧测力计、一个正方体金属快、烧杯、细线、刻度尺、竹筷、细铜丝，请你从其中选出所需器材测出红葡萄酒的密度，写出必要的步骤：
①______
②______
③密度表达式 ______。

（用所测得的物理量表示）。