深圳布吉街道丽湖学校初中部物理质量与密度实验综合测试卷(word含答案)

一、初二物理 质量与密度实验易错压轴题（难）
1．“五一节”期间，李老师去重庆矿石公园游玩时拾到了一块具有吸水性的小矿石（ρ
石
>ρ水）并带回了学校，同学们对这块小矿石很好奇，于是李老师提议大家用学过的物理知
识来测量它的密度。

老师为同学们提供了以下器材：天平（含砝码）、量筒、细线、水、烧杯等。

（1）方案一：小方同学利用天平和量筒来测量小矿石的密度，主要实验步骤如下： ① 调节天平时，先将天平置于_____桌面上，把游码移到称量标尺左端零刻度线处，指针静止时的位置如图甲所示。

此时应将平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节，直到天平平衡；
② 将小矿石放在左盘，向右盘加减砝码，直至天平再次平衡时，右盘中所加砝码以及游码位置如图乙所示，由此可知，小矿石的质量m 为_____g ；
③ 在量筒中倒入适量的水，然后用细线拴住小矿石缓慢浸没入水中，放入小矿石前、后水面如图丙所示，由此可知，小矿石的体积为_____cm 3； ④ 该小矿石的密度为_____kg/m 3；
（2）方案二：小东同学在小方同学的实验基础上，利用图丁所示的实验器材，按以下的步骤也测出了这块小矿石的密度。

① 将烧杯中装入适量的水，用天平测出杯和水的总质量为 m 1；
② 将量筒中已浸没足够长时间的矿石提出，迅速将矿石表面的水擦去并浸没在图丁的水中（石块未接触烧杯底且水未溢出），天平平衡时示数为m 2；
③ 矿石密度的表达式ρ石＝_____ （用m ，m 1，m 2及水的密度ρ水表示）；
（3）不计细线的影响，上述两种测量方案中，误差相对较小的是方案_____（选填“一”或“二”）。

若用另外一种方案，则密度的测量值跟准确值相比会偏_____（选填“大”或“小”）。

【答案】水平 左 39 15 32.610⨯ 21
-m m m ρ水 二 大
【解析】 【详解】
(1)[1][2]调节天平时，先将天平置于水平桌面上；从图甲可以看到，指针往右偏，说明右端较重，此时应将平衡螺母向左调节，直到天平平衡。

[3]从图乙可以看到，小矿石的质量是
35g 4g 39g m =+=
[4]从图丙可以看到，小矿石的体积是
345mL -30mL 15mL 15cm V ===
[5]该小矿石的密度是
333339g 2.6g/cm 2.610kg/m 15cm
m V ρ=
===⨯ (2)[6]由题意可知，当矿石放入烧杯后排开水的质量是
21-m m m =排
所以排开水的体积是
21
-m m V ρ=
排水
矿石完全浸没，所以V V =矿石排，矿石的密度是
21
-m m
V m m ρρ==水石石
(3)[7][8]在方案一，把矿石放入量筒内水中时，因为矿石吸水，所以导致测量出的矿石的体
积偏小，根据m
V
ρ=
可知，计算出的矿石密度偏大，方案二中矿石在水中浸泡过，不再有此种情况，所以方案二测量值更准确。

2．在“测量液体的密度”实验中：
（1）把天平放在水平桌面上，游码归零后，发现指针位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节，直到横梁水平平衡．
（2）将装有适量某液体的小杯子放在天平的左盘上，天平平衡时，所用砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示，若小杯子的质量为20g ，则小杯子中液体的质量为_____g ，然后将小杯子中的液体全部倒入量筒中，液面到达的位置如图丙所示，则量筒中液体的体积为_____cm 3，由此可计算出液体的密度为_____kg/m 3．
（3）此次实验操作测得的液体密度值偏_____（选填“大”或“小”），原因是_____． 【答案】右 16.4 20 0.82×103kg/m 3； 大 杯子内壁上有少量的残留液体，测得的体
积偏小 【解析】 【分析】
根据题中“应将平衡螺母向”“小杯子中液体的质量为”“量筒中液体的体积为”“ 计算出液体的密度为”可知，本题考查测量液体密度的实验，运用天平、量筒的使用规则，及密度公式分别进行判断和计算． 【详解】
（1）图甲中指针向左偏，应把平衡螺母向右调，直到横梁水平平衡． （2）图乙中烧杯和液体的总质量：m 总＝20g+10g+5g+1.4g ＝36.4g ， 小杯子中液体的质量：m ＝m 总﹣m 杯＝36.4g ﹣20g ＝16.4g ； 图丙量筒中液体的体积：V ＝20mL ＝20cm 3， 液体的密度：333316.4g 0.82g/cm 0.8210kg/m 20cm
m V ρ=
===⨯； （3）将小杯子中的液体全部倒入量筒时，杯子内壁上有少量的残留液体，测得的体积偏小，根据密度公式m
V
ρ=
可知，测得的液体密度值偏大．
3．为了研究物质的某种特性，某同学分别用甲、乙、丙三种不同的金属做实验。

实验时，他用量筒和天平分别测出甲（或乙或丙）金属在不同体积时的质量。

下表记录的是实验测得的数据。

表一（甲金属）
表二（乙金属）
表三（丙金属）
实验序号体积（厘米3）质量（克）
71089
820178
940356
(1)分析上表中的实验序号1、2、3（或4、5、6或7、8、9）的体积及质量变化的倍数关系，可归纳出的结论是_________；
(2)分析比较实验序号_________在体积相同时，不同金属的质量关系，可得出的初步结论是：相同体积的不同金属，它们的质量是不相同的；
(3)进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据，可得出的结论是：
(a)_________；
(b)_________；
(4)由以上分析可初步认为_________表示物质的一种特性，为此我们引入_________概念。

【答案】同种物质，质量与体积成正比 1、4、7或2、8或3、6 分析表一或表二或表三，同种物质，质量与体积的比值相同不同种物质，质量与体积的比值不同质量与体积的比值密度
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]分析表一、二、三可知，同种物质，质量与体积成正比。

(2)[2]比较实验序号1、4、7或2、8或3、6可得：相同体积的不同金属，它们的质量不相同。

(3)[3][4]分析表一、二、三知，各表中的金属的质量与体积之比分别为27、78、89，所以可得出结论是：同种物质，质量与体积的比值相同；不同种物质，质量与体积的比值不同。

(4)[6][7]由以上分析可知，质量与体积的比值表示物质的一种特性，为此引入了密度的概念。

4．为了测量物块A和B的密度，某同学进行了如下实验：
(1)将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图甲所示，则应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）端调节；
(2)如图乙是正确测量A 的质量时使用砝码情况和游码的位置，其质量为______g ；如图丙是用量筒测量物块A 体积时的场景，则它的体积是______cm 3，密度为______kg/m 3； (3)另一物块B 的密度大于酒精而小于水，请将该同学测量其密度的下列实验步骤补充完整：
①将物块B 放入装有适量水的烧杯中，然后向烧杯中缓慢注入酒精并充分搅拌，直至物块B______在混合液中；
②取出物块B 后，测出烧杯及杯内混合液的总质量为1m ；
③将烧杯中的部分混合液倒入空量筒中，测出它的体积为V ，同时测出烧杯及杯内剩余混合液的总质量为2m ；
④由测量结果得到物块B 的密度表达式为ρ=______（用步骤中的字母表示）。

【答案】左 39 5 37.810⨯ 悬浮 12
m m V
- 【解析】 【分析】
(1)根据指针偏向分度盘的右侧可知右侧质量大，所以把平衡螺母向左调节，才能使天平平衡。

(2)物体的质量等于砝码的质量加上游码的示数；体积可从量筒中放入物体后，体积变化读出；再由密度公式m
V
ρ=
算出物体的密度。

(3)悬浮时物体的密度等于液体的密度；根据12
m m V
ρ-=算出液体的密度即为物B 的密度。

【详解】
(1)[1]在调节天平时，发现指针如图甲所示偏向分度盘的右侧，为了使天平平衡，此时应该把平衡螺母向左调节。

(2)[2]图乙中看出，砝码的质量为20g 、10g 、5g ，游码所对刻度值为4g ，物体的质量为砝码质量加上游码指示的质量，因此石块的质量为
A 20g 10g 5g 4g 39g m =+++=
[3]图丙量筒中水的体积为10mL ，放入物体A 后水的体积变为15mL ，则物体A 的体积为
3A 15mL 10mL 5mL 5cm V =-==
[4]则物体A 的密度
333
A A 3
A 39g 7.8g/cm 7.810kg/m 5cm m V ρ=
===⨯ (3)①[5]物块B 的密度大于酒精而小于水，实验过程采用悬浮法测量液体的密度，即将物体B 悬浮在液体中，然后测量出液体的密度即为物体B 的密度。

④[6]实验过程中倒出部分的液体质量为12m m -，倒出部分液体的体积V ，则液体的密度
12
m V V
m m ρ-=
= 即物体B 的密度12
m m V
ρ-=。

【点睛】
重点是测量固体密度的实验，注意实验中的细节问题，如调节天平的平衡、质量的读数，特别是游码读数应以左侧为准、量筒中液面的读数方法等，都是常考到的内容，注意多练习，多总结。

5．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/cm3、分度值是0.05g/cm3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。

6．小刚在测量食用油密度的实验中，先将天平放在水平桌面上，移动游码至标尺左端“0”刻度线后指针位置如图甲所示，他随即在天平左盘中放入盛有食用油的烧杯，在右盘中加入砝码，并移动游码，使天平平衡，测得烧杯和食用油的总质量为87.8g：
(1)随后，他提起烧杯向空量筒中倒入30.0mL 的食用油，再将烧杯放回天平左盘中，当右盘所加砝码和游码位置如图乙所示时，天平再次平衡，于是他计算得出食用油的密 度为___________kg/m 3；
(2)在开始测量质量前，小刚没有调节天平平衡，这使他第一次测得的烧杯和食用油的总质量_____（选填“偏大”“不变”或“偏小”），在(1)中测得的食用油密度____（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。

【答案】33
0.910kg/m ⨯ 偏小 不变
【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]提起烧杯向空量筒中倒入30.0mL 的食用油后，剩余的烧杯和食用油的质量如图乙所示为
50g 10g 0.8g 60.8g m =++=
量筒中食用油的质量为
87.8g 60.8g 27g m '=-=
食用油的密度为
333327g 0.9g/cm 0.910kg/m 30cm
m V ρ=
===⨯ (2)[2][3]由甲图可知，指针指向分度盘的右侧，说明右侧的质量大，没有调节天平平衡，使得称量的物体的质量会偏小，因为两次测得烧杯和食用油（烧杯和剩余食用油）的总质量都偏小，且偏小程度相同，导致量筒中食用油的质量测量准确，体积不变，故测出的密度不变。

7．小军利用天平、水和烧杯来测量一不规则小石块的密度。

①把托盘天平放在水平台面上，将标尺上的游码移到零刻度处，出现了如图甲所示的情
况。

他应将平衡螺母向_______调节，使天平平衡。

②天平再次平衡后，所用砝码和游码的位置如图丙所示，则小军称量的石块的质量是_______ g 。

③如图丁所示：
a ．往烧杯中加入适量的水．把小石块浸没。

在水面到达的位置上作标记；
b ．取出小石块，测得烧杯和水的总质量为153g ；
c ．往烧杯中加水，直到标记处，再测出此时烧杯和水的总质量为183g ；
d ．计算出小石块的体积为_______cm 3。

④可以用密度公式算出小石块的密度约为_______g/cm 3。

（结果保留两位小数） ⑤小军做完实验后经过认真分析发现，采用上述的测量方法会导致石块的密度测得值比真实值____。

（选填“偏大”“偏小”“不变”）理由是： ______。

【答案】右 74.3 30 2.45 偏小 在把石块从水中取出时，石块上有附着的水，向烧杯中加水直到标记处，所加水体积大于石块排开水的体积，所测量石块的体积偏大，由密度公式可知，所测石块的密度偏小。

【解析】 【分析】 【详解】
[1] 由图甲所示可知，天平指针偏向分度盘的左侧，应向右调节平衡螺母，使天平平衡。

[2] 由图丙所示可知，石块的质量为
50g g 3.4g 73.4g m =+20+=石
[3]小石块排开水的质量为
183g 153g=30g m =-排
所以小石块的体积为
33
30g
30cm 1g cm
m V V ρ==
=
=排
石排水
[4]根据密度公式可算出小石块的密度为
3
3
73.4g 2.45g cm 30cm m V ρ=
=≈石石 [5][6] 在把石块从水中取出时，石块上有附着的水，向烧杯中加水直到标记处，所加水体积大于石块排开水的体积，所测量石块的体积偏大，由密度公式可知，所测石块的密度偏小。

8．小明想用天平、砝码、烧杯、足量的水来测石块的密度：
(1)小明在调节天平横梁平衡时，指针出现图甲所示情况，他应将平衡螺母向_____端调节；如果在称量过程中指针又出现如图甲所示情况，他应_____．
(2)小明用已调好的托盘天平测量物体的质量，操作情况如图乙所示，请指出其中两个错误：①_____；②_____．小明改正错误后，天平再次平衡后，砝码和游码位置如图丙所示，所称量烧杯和水的质量是_____g．
(3)小明将石块浸没到上述烧杯中的水中，如图丁所示，此时天平所显示的质量值为
91.6g，放手后石块沉入水底后，测得烧杯、水和石块的总质量为107.6g，则石块的密度为_____kg/m3．
【答案】右增加砝码或向右移动游码用手直接去拿砝码将砝码放在了左盘，物体放在了右盘 81.6 2.6×103
【解析】
【分析】
【详解】
(1)小明在调节天平横梁平衡时，图中指针指向分度盘的左侧，因此应将平衡螺母向右调节；如果在称量过程中指针又出现如图甲所示情况，说明被测物体的质量较大，此时应该增加砝码或向右移动游码，使天平横梁重新平衡；
(2)由图乙知，物体放在了右盘，砝码放在了左盘，物体和砝码的位置反了；在加减砝码时，用手拿取，未用镊子；标尺的分度值是0.2g，因此烧杯和水的质量：
m1=50g+20g+10g+1.6g=81.6g；
由题意可得，石块的质量：
m石=107.6g−81.6g=26g。

小明将石块浸没到上述烧杯中的水中，此时天平所显示的质量值为91.6g，放手后石块沉入水底后，测得烧杯、水和石块的总质量为107.6g，因整体受力平衡，则增大的重力等于减小的拉力，即：
F=m增大g=(107.6−91.6)×10−3kg×10N/kg=0.16N，
石块浸没在水中时受到重力、浮力、拉力，即
G−F浮=F=0.16N；
石块的重力为：
G=m石g=26×10−3kg×10N/kg=0.26N；
石块受到的浮力为：
F浮=G−F=0.26N−0.16N=0.1N；
根据阿基米德原理F浮=ρ水g V排可得，石块排开水的体积：
V排=F浮∕ρ水g=0.1N∕（1.0×103kg/m3×10N/kg）=1×10−5m3=10cm3；
因为石块全部浸没，石块的体积等于排开水的体积，石块的密度为：
ρ=m石V=26g/10cm3=2.6g/cm3=2.6×103kg/m3。

9．为了鉴别一个机器零件是由什么金属制成的，同学们进行了如下实验：
（1）调节天平横梁平衡时，指针指在如图甲的位置。

应将平衡螺母适当向_______（填“左”或“右”）调节；
（2）某同学测零件质量过程中，调节横梁平衡之前，忘记将游码移至标尺左端零刻度线处。

于是，他取下砝码和机器零件，将游码向左移动，当游码的示数为0.6g时，天平恰好平衡。

再重新测量机器零件的质量，天平读数如图乙，则机器零件的质量为_________g；（3）用如图的方法测出机器零件的体积为_______cm³；
（4）利用猜测出的准确数据，算出机器零件的密度恰好和密度表中某种金属的密度相同。

由此做出的鉴别结果是：该机器零件可能是由这种金属制成，还存在的其他可能有：
①_____________________；
②____________________。

【答案】左； 48； 6；由密度比这种金属大和密度比这种金属小的几种物质混合而成；由密度比这种金属大的物质制成，其内部有空心部分（科学合理即可）。

【解析】
【分析】
本题考查天平的使用、量筒的使用、密度知识的应用。

【详解】
(1)[1]如图可知，指针在刻度盘中向左偏，而指针左偏时，平衡螺母应向右移；
(2)[2]调平此天平时，游码不在零刻度线，而在0.6g刻度线处，由图乙可知，此时天平的读数为
m=20g+20g+5g+3g=48g，
因调平时游码所在的刻度线是0.6g处，所以机器零件的质量
m零件=48g−0.6g=47.4g；
(3)[3]由图丙可知，未放入零件前，水的体积V1=50mL=50cm3，放入零件后，水与零件的总体积V2=56mL=56cm3，则零件的体积为
V=V2−V1=56cm3−50cm3=6cm3；
(4)①[4]有可能是合金，即由密度比这种金属大和密度比这种金属小的几种物质混合而成；
②[5]由密度比这种金属大的物质制成，其内部有空心部分。

10．在“用天平和量筒测量盐水密度”的实验中，某同学设计了两个方案：
（1）方案一：
① 将天平置于水平台上，用调节好的天平测出空烧杯的质量m 1；
② 向烧杯中倒入一些盐水，测出它们的总质量m 2，则这些盐水的质量为______； ③ 再将烧杯中的盐水倒入量筒中，测出盐水的体积V ；
④ 计算出盐水的密度ρ=______________。

（2）方案二：
① 将天平置于水平台后，调节平衡螺母，使横梁平衡；
② 用天平测出装有适量盐水的烧杯的总质量m 1´；
③ 将烧杯中的一部分盐水倒入量筒中，记录量筒中盐水的体积V ´；
④ 测出烧杯及剩下盐水的总质量m 2´；
⑤ 计算出盐水的密度ρ´=______________。

（3）方案二中有一个步骤存在不足，请找出该步骤，并将其不足的原因填在横线处_______。

（4）用方案一测出的盐水的密度比实际值_____（填“偏大”或“偏小”）。

在方案二中，若将步骤③ 和④ 分别改为“将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，记录量筒中盐水的体积V ´”和“测出烧杯的质量m 2´”。

修改后所测盐水密度的误差将______（选填“大一些”、“小一些”或“无明显变化”）。

【答案】21-m m 21-m m V ''12'
-m m V 第①步调节平衡螺母前没有将游码调至零刻度线处 偏大 无明显变化
【解析】
【详解】
(1)[1]由题意可知，这些盐水的质量是
21-m m m =盐
[2]由此可知盐水的密度是
21-m m m V V
ρ==盐 (2)[3]由题意可知，这烧杯中的一部分盐水的质量是
'''12-m m m =盐
而量筒中盐水的体积V ´，可以计算出盐水的密度是
''''
12''-m m m V V ρ==盐 (3)[4]其不足的地方是第①步调节平衡螺母前没有将游码调至零刻度线处；
(4)[5]在方案一中，测量这些盐水的体积时，会有一些盐水留在烧杯上，那么测出盐水的体积V 偏小，根据m V
ρ=可知，质量大小正确，测出的盐水的密度比实际值偏大； [6]若将步骤③ 和④ 分别修改，那么得到的盐水质量和体积是相互对应的，不会偏大，也
不会偏小，测出的密度大小误差将无明显变化。