北京北关中学物理质量与密度实验专题练习(解析版)

一、初二物理质量与密度实验易错压轴题（难）

1．在综合实践活动中，小明利用图示装置来测量烧杯中液体的密度，已知物块的体积是50cm3，图1、2中物块均处于静止状态，弹簧测力计示数如图所示，g取10N/kg．

（1）图2中，物块受到的浮力为______N，烧杯中液体的密度为______g/cm3．

（2）小明对本实验原理进行了进一步分析，从而得到弹簧测力计的示数与被测液体的密度之间的函数关系，则符合此关系的应是图3中的图线______（选填“①”、“②”或“③”）；（3）根据上述结论，小明对弹簧测力计刻度进行重新标度，将图2装置改装成一个密度秤，它的零刻度应标在______N处，用它测量时，待测液体密度ρ液应不超过

______g/cm3；

（4）用此密度秤测量时，若物块未完全浸没，则测得液体密度值将偏______；

（5）原物块质量、体积和密度分别记为m0、V0、ρ0，将原物块更换为下列哪些物块后，可以提高该密度秤测量液体密度秤测量液体密度时的精确度？你选择的是：______（选填选项前的字母）

A．质量为m0、密度比ρ0小的物块

B．质量为m0，密度比ρ0大的物块

C．质量比m0大而密度比ρ0小的物块

D．体积比V0小的物块．

【答案】0.5 1 ③ 1.5 3 小 AC

【解析】

【分析】

【详解】

（1）弹簧测力计的分度值为0.1N，物块的重：G=1.5N，

物体在水中弹簧测力计的示数：F=1N，

物块受到的浮力：F浮=G-F=1.5N-1N=0.5N；

根据阿基米德原理G排=F浮=0.5N，

排开液体的质量

0.5

=0.0550 g10/

G N

m kg g

N kg

===

排

排开液体的体积V排=V物=50cm 3，

液体的密度：33501/50m g g cm V cm

ρ=

== （2）由F 浮=G-F 和F 浮=ρ 液gV 排可得，F =G -ρ 液gV 排，F 与ρ 液图象与③符合；

（3）当密度为零时，物块受到的浮力为零，根据F 浮=G-F ，弹簧测力计的示数等于物体重力，所以它的零刻度应标在1.5N 处； 物体的重力是1.5N ，所以液态对物块产生的浮力最大不能超过1.5N ，由F 浮=ρ 液gV 排可得，

333631.5310/3/g 10/5010F N

kg m g cm V N kg m

ρ-=

==⨯=⨯⨯浮液 （4）若物块未完全浸没，根据阿基米德原理F 浮=ρ液gV 排则物体受到的浮力偏小，弹簧测力计示数偏大，测得液体密度值将偏小；

（5）要想提高液体密度秤测量液体密度时的精确度，可以减少分度值，增大重力，需要增大m 0质量，或换用密度比ρ 0小的物块，故选AC ．

2．小明和小亮都很喜欢喝绿茶饮料，学完了密度知识后他们分别用不同的方法测量饮料的密度。

(1)小明的实验操作如下：

①把天平放在_____上，将_____拨至标尺左端的零刻度线处，并调节_____使天平平衡； ②把饮料倒入烧杯中一部分，用天平测出烧杯和饮料的总质量是93.8g ； ③把烧杯中的一部分饮料倒入量筒中，如图甲所示，饮料的体积是_____cm 3； ④用天平测出烧杯和剩余饮料的质量，如图乙所示，量筒内饮料质量是_____g ，饮料密度是_____kg/m 3；

(2)小亮用量筒、小试管、水、记号笔测出了饮料的密度，请将实验步骤补充完整： ①在量筒中倒入适量的水，将小试管放入量筒中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对的刻度V 1；

②在试管内倒入适量的水，先用记号笔记录试管内水面的位置，然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对应的刻度V 2；

③将试管中的水倒尽，_____，然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对的刻度V 3；

④饮料密度的表达式：ρ饮料=_____。（用已知量和测量量符号来表示，已知水的密度为ρ

水

）

【答案】水平台 游码 横梁两端的平衡螺母 60 62.4 1.04×103 再向试管中倒入饮料直到标记处 31

21

V V V V --⋅ρ水 【解析】 【分析】 【详解】

(1)①[1][2][3]在调平天平时，应把天平放在水平台上，将游码拨至标尺左端的零刻度线处，并调节横梁两端的平衡螺母使天平平衡。 ③[4]由图甲知，饮料的体积是60mL=60cm 3。

④[5]由图乙知，烧杯及剩余饮料的质量为31.4g ，则量筒内饮料的质量

m =93.8g-31.4g=62.4g

[6]饮料的密度

333

3

62.4g 1.04g/cm 1.0410kg/cm 60cm m V ρ=

===⨯ (2)③[7]小亮是利用浮力来推导物体的密度。步骤一可求出小试管的质量，结合物体的浮沉条件及阿基米德原理知，当试管漂浮在水中时，试管的重力

G 1=F 浮1=ρ水gV 1

即试管的质量

1

111gV G m V g g

ρρ=

==水水 步骤二可求出倒入小试管中的水的体积，倒入适量水后，试管漂浮，则小试管和试管中的水的质量

2

222gV G m V g g

ρρ=

==水水 那么小试管中水的质量

m 水=m 2-m 1=ρ水V 2-ρ水V 1=ρ水(V 2-V 1)

其体积

2121()

m V V V V V ρρρ-=

=

=-水

水水水

水

所以步骤三也应向试管中倒入饮料直到标记处，使倒入的饮料体积与倒入小试管中的水的体积相等，此时饮料的质量

m 饮料=ρ水V 3-ρ水V 1=ρ水(V 3-V 1)

④饮料的密度

31331

2121

()=

=V V m V V V V V V V ρρρ--=--水饮料水水

3．为了测量物块A 和B 的密度，某同学进行了如下实验：