质量与密度实验单元测试卷(解析版)

一、初二物理质量与密度实验易错压轴题（难）1．小华同学从网上购置了一盒用于3D打印的条状物，该条状物的外包装盒上注明该材料不溶于水，与水无反应，具有一定的吸水性。

学完力学知识后，小华想利用所学知识测出条状物的密度。

(1)小华将天平放在桌面上，把游码移至称量标尺左端零刻线处，发现指针在分度标尺中线的右侧，他应该将平衡螺母向____________________ (选填“左”或“右”)调节；(2)他取出两根完全相同的条状物，用天平测量它们的质量，天平平衡时右盘砝码和游码对应的位置如图甲所示，这两支条状物的质量是____________________g；(3)将适量的水倒入量筒中，读出水的体积。

然后把这两支条状物轻轻放入量筒中，发现它们先是漂浮并冒出气泡，然后慢慢沉入水底(假设体积不膨胀)，稳定后读出水和条状物的总体积。

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”)；(4)为了更加准确地测出两支条状物的体积，他把吸足水的条状物取出擦干，放入装有34mL水的量筒中，水面对应的示数如图乙所示，则条状物的总体积是____________________cm3，密度为ρ=____________________g/cm3。

(5)小华想利用已知密度的条状物和小圆柱形容器，用如图丙所示的步骤测出盐水的密度，请你根据他的实验步骤写出盐水密度的表达式；①在小圆柱形容器中倒入适量盐水，用刻度尺量出了盐水的深度为h1；②将一支干燥的条状物用保鲜膜包好密封，放入容器中，条状物漂浮，用刻度尺量出此时盐水的深度为h2；③用细长针将条状物完全压住浸没在盐水中，用刻度尺量出此时盐水的深度为h3；④盐水密度的表达式为ρ盐水=____________________ (用字母表示，条状物密度用“ρ”表示)；(6)小华还想用弹簧测力计和金属圆柱体测量盐水的密度。

于是他找来一只弹簧测力计，但他发现该测力计的刻度盘已经模糊不清，就找来台秤按如图丁所示步骤来完成测量；①将金属圆柱体的一半浸入水中，记下台秤的示数为m1=102g；②将圆柱体全部浸入水中，记下台秤的示数为m2=152g；③将圆柱体全部浸入与水等质量的盐水中，记下台秤的示数m3=182g；④算出盐水的密度ρ盐水=____________________g/cm3。

【答案】左 8.4 偏大 12 0.7 3121()()h hh hρ-- 1.3【解析】 【分析】 【详解】[1]根据天平使用方法，将天平放在水平桌面上，把游码归零后，往右边偏转，则需将平衡螺母向左调节，直到天平平衡。

[2]看图可知这两支条状物的质量是+=5g+3.4g=8.4g m m 砝码示数游码示数[3]把这两支条状物轻轻放入量筒中，发现它们先是漂浮并冒出气泡，然后慢慢沉入水底(假设体积不膨胀)，由于物体吸水，稳定后读出水和条状物的总体积就会偏小，计算出的密度就会偏大了。

[4][5] 条状物的体积为333-=46cm -34cm =12cm V V V =装初条状物的密度为338.4g ==0.7g/cm 12cmm V ρ= [6]设小圆柱形容器的横截面积为S ，条状物漂浮时，受到的浮力与重力相等，所以条状物的质量为21()gV F G m S h h g g gρρ====-盐水排浮盐水 完全浸没后，可计算出条状物的体积为31()V S h h =-条则盐水的密度为21213131(-)(-)(-)(-)S h h h h m V S h h h h ρρρ===盐水盐水即3121()()h h h h ρρ-=-盐水[7]金属圆柱体的一半浸入水中时，排开水的质量为152g-102g=50g m =则水的质量为=102g-50g=52g m 水把金属圆柱完全浸没在水中时，排开水的质量为'152g-52g=100g m =排开水的体积即金属块的体积为'33100g =100cm 1g/cm m V ρ==水金属块全部浸入盐水中时排开盐水的质量为''182g-52g=130g m =则盐水的密度为''33130g =1.3g/cm 100cmm V ρ==盐水2．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 12m 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mVρ=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12m m Vρ-=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333A A 3A 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12m V Vm m ρ-== 即物体B 的密度12m m Vρ-=。

【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。

3．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/cm3.（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/cm3～1.3g/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：3337.4g 34c 1.1/m g cmmVρ===；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。