题型1.测物质密度实验

测物质密度实验专题
一．测量固体的密度
1．（吸水性颗粒物）小明想测量大米的密度，但由于大米容易吸水，导致体积明显变化，因此用排水的方法测量大米的体积是不合理的。

于是小明进行了如下实验和思考。

实验一：按图13甲和乙的方法分别测量大米的质量和体积，由此计算出大米的密度。

(1)使用托盘天平称取5克大米。

称量过程中发现天平指针偏向右边（如图13甲），接下来小明应如何操作？。

(2)由于米粒间存在较大间隙，按图乙的方式用量简直接测量大米体积，则会导致测得的体积值
偏。

小明思考：能否用排空气的方法测量大米的体积呢？他设想将大米与空气密封在一个注射器内，只要测出注射器内空气和大米的总体积及空气的体积，其差值就是大米的体积。

但如何测出空气的体积呢？
查阅数据得知：温度不变时，一定质量气体的体积与其压强的乘积是定值。

于是进行了实验二：称取5克大米并装入注射器内（如图丙），从注射器的刻度上读出大米和空气的总体积，通过压强传感器测出此时注射器内空气压强为P;而后将注射器内的空气缓慢压缩，当空气压强增大为2P时，再读出此时的总体积（压缩过程中大米的体积、空气的温度均不变），整理相关数据记录如表。

注射器内空气压强注射器内空气和
大米的总体积
注射器内空气体
积
压缩前P 23毫升V
压缩后2P 13毫升0．5V
(3)由实验二测得大米的密度为克／厘米3。

（计算结果精确到0.01）
2．（形状不规则物体）很多同学都喜欢玩橡皮泥，是因为橡皮泥容易捏成各种形状，小萍和小琴想知道橡皮泥的密度到底有多大，她们决定去实验室测一下．实验室老师给她们提供了以下器材：天平（含砝码）、量筒、量杯、水等．
（1）小萍的方案：利用天平和量筒来测量橡皮泥的密度
实验原理：ρ= .
主要实验步骤：
①用已调好的天平测出一块大小合适的橡皮泥的质量m（如图甲所示）；
②向量筒中倒入适量的水，读出水的体积V0=18cm3；
③将橡皮泥浸没在量筒内的水中，读出水面所对应的刻度V；（如图乙所示）④计算出橡皮泥的体积V；
⑤算出橡皮泥的密度ρ．
请将表格中的数据补充完整：
橡皮泥的质量m/g 水的体积
V0/cm3
橡皮泥和水的总体积
V1/cm3
橡皮泥的体积
V/cm3
橡皮泥的密度
ρ/g•cm﹣3
18
（2）小琴认为：不用天平，只用量杯（如图丙）和水也可以测出橡皮泥的密度．实验步骤如下：
①取适量水倒入量杯．读出水的体积为v2；
②将橡皮泥捏成船形，放入量杯，使其漂浮在水面，读出水面所对应的刻度为V3，计算橡皮泥的质量
m= ；（水的密度用表示）
③取出橡皮泥．将它捏成实心体．放入量杯．使它沉人水中．读出水面所对应的刻度为v4．算出橡皮泥的体积V；
④计算橡皮泥的密度．
（3）请你仔细观察图中的量筒和量杯，发现了什么？．由此判断，谁的测量结果误差更大些？．
3．（密度小于水的物质）同学们想测量开水瓶软木塞的密度，于是切下一块干软木，进行了实验，实验步骤如下：
①调整天平横梁平衡；
②用天平测出软木块的质量m，示数如图17甲；
③在量筒中装入适量的水，如图17乙；
④读出水的体积V1；
⑤用细线系住软木块和铁块，将铁块浸没在水中，如图17丙，读出水和铁块的总体积V2；
⑥将软木块和铁块同时浸没在水中，如图17丁，读出水、铁块和软木块的总体积V3；
请回答以下问题：
（1）在步骤①中，发现天平指针偏向分度盘中央刻度线左侧，则应向（选填“左”或“右”）调节平衡螺母。

（2）请根据上述实验步骤，将下面表格内容填写完整。

物理量
软木块的质量
m/g 水的体积
V1/cm3
水和铁块的
总体积V2/cm3
水、软木块和铁块
的总体积V3/cm3
软木的密度
ρ木/（kg·m-3）
数值40
（3）小红同学发现在上述步骤中，有一步骤是多余的，这一步骤是（填序号）。

（4）同学们经过评估交流后，发现干软木具有吸水性，则所测密度应（选填“大于”或“小于”）软木的实际密度.
4.（缺量筒）小文和小红想测石块的密度，发现桌上的器材有：天平、砝码、烧杯、足量的水、胶头滴管。

他们经过思考，进行下面的操作：
(l)小文把天平放在水平桌面上，调节平衡螺母，使天平平衡。

小红认为此操作有误，错误
是。

(2)用调节好的天平称石块的质量，右盘中的砝码和标尺上的游码如图甲所示，则石块的质量
为g。

(3)为了测石块体积，他们进行了如图乙所示的实验操作：
a．把烧杯中装适量水，并在水面的位置做好标记，并用天平测出烧杯和水的总质量为103g。

b．将石块放入装水的烧杯中，倒出超过标记处的水，并用胶头滴管使水面恰好在标记处，测出此时烧杯、水、石块全部的质量为145g。

c．通过计算，求出石块的体积为cm3，石块的密度为kg/m3。

(4)实验结束后，他们进行讨论：若b操作中倒出水后，水面低于标记处，这样的情况下测出的密度值
将（填“偏大”或“偏小”）。

(5)在这个实验中，若把天平换成另一种测量工具——弹簧测力计，利用其余部分器材，也可以测出石块的密度。

请完成实验操作的步骤，并写出石块密度的表达式。

实验步骤①用细线把石块悬挂在弹簧测力计的挂钩上，测得。

②。

③石块密度的表达式：（用所测物理量的字母表示，水的密度为ρ水）。

5. （溢水法）某同学要测一石块的密度．
（2）（a）小明测量石块体积的操作步骤如下：
A．测出空小烧杯的质量m1
B．把装了水的大烧杯和小烧杯如图乙所示放置．
C．把石块缓缓放入大烧杯中，大烧杯中部分水溢进小烧杯
6.(加水法) 小刚同学要测量一块形状不规则金属块的密度。

（1）把天平放在水平桌面上，将游码移到，然后调节平衡螺母，使天平平衡。

（2）用天平测量金属块的质量。

当天平平衡时，放在右盘的砝码和游码位置如图所示，则金属块的质量为g。

（3）他发现金属块放不进量筒，改用如图所示的方法测量金属块的体积，步骤如下：
A.往烧杯中加入适量的水，把金属块浸没，在水面达到的位置上做标记，然后取出金属块。

B.先往量筒中装入40mL的水，然后将量筒中的水慢慢倒入烧杯中，让水面到达标记处，量筒中剩余的水的体积如图所示，则金属块的体积为cm3.
（4）计算出金属块的密度为kg/m3（保留一位小数）。

二．测量液体密度
1.（缺天平）在“测量盐水密度”的实验中，实验用砝码盒中配备有100g、50g、20g、10g、5g的砝码．请填写下列空格：
（1）调节天平前应将游码移至处，然后调节，使横梁平衡．
（2）小明同学进行了下列实验操作：
A．将烧杯中盐水的一部分倒入量筒，测出这部分盐水的体积V；
B．用天平测出烧杯和盐水的总质量m l；
C．用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2；
以上操作的正确顺序是：（填字母代号）．
（3）小明测量烧杯和盐水的总质量m1时，估计盐水和烧杯的总质量在150g左右．加砝码时，用镊子夹取100g、50g砝码各1个放入右盘中，若指针右偏，则应取下g的砝码，试加其它砝码，同时调节游码．
（4）如图是小明同学在实验操作过程中的情况．他的错误是：．
（5）另一同学想测出某品牌牛奶的密度，为此他利用实验台上的弹簧测力计、空饮料瓶、水、细线等物品来测量．其操作步骤是：
①用弹簧测力计测出空饮料瓶的重力G1；
②在空饮料瓶中装满水，用弹簧测力计测出瓶和水的总重力G2，计算水的体积V= （用测出物理量的字母表示，水的密度ρ水已知）；
③；（说出具体方法和要测出的物理量并用字母表示）
④计算牛奶密度ρ=．（用测出的物理量的字母表示）
2.（替代法）有一种巧妙测量人体血液密度的方法，测量前需先用天平和量筒测定几种硫酸铜溶液的密度备用．
（1）测量前，应把天平放在上，当移动游码至零刻度处时，指针偏向分度盘的右侧，则应将平衡螺母向调，使指针指在分度盘的中央．
（2）接下来的测量步骤如下：
①往空烧杯中倒入适量的硫酸铜溶液，测出烧杯和溶液的质量为49.2g；
②将烧杯中的一部分溶液倒入量筒，读出量筒中溶液的体积为20mL；
③测出烧杯和剩余溶液的质量，砝码及游码的位置如图所示．
将下面的实验记录表填写完整．
（3）测定血液密度时，具体操作如下：在几支试管中分别装入密度已知且不等的硫酸铜溶液；然后向每支试管中滴入一滴待测血液，只要看到哪一支试管中的血滴处于悬浮状态，就知道被测血液的密度了．这是为什么？请利用所学知识，简要分析，写出推理过程．
分析推理过程：．（2分）
3.（浮力法）小青和小红都想测量某种液体的密度。

（1）小青的方法是：首先将天平放在水平桌面上，并将游码移至标尺的零刻度线处，发现指针偏向分度盘中央刻度线左侧，她应向______（选填“左”或“右”）侧调节平衡螺母，直至指针指在分度盘中央刻度线。

收集数据：
①向瓶中倒入适量液体，用天平测出瓶和液体的总质量m1=________g，如图甲所示；
②将瓶中的部分液体倒入量筒中，用天平测出瓶和剩余液体的质量m2，如图乙所示；
③用量筒测出倒入液体的体积V=_________mL，图丙所示。

由以上数据可以得到液体的密度ρ液=__________g/cm3。

（写出具体数值）
（2）小红用水、石块（密度大于被测液体密度）、烧杯、弹簧测力计也测到了该液体的密度，如图所示（ρ水为已知）：
①用细线系住石块，并挂在弹簧测力计下，测得其重力为G，如图甲所示；
②用弹簧测力计拉住石块使其浸没在水中，测得拉力为F1，如图乙所示；
③用弹簧测力计拉住石块使其_______在待测液体中，测得拉力为F2。

由以上数据可以得出液体密度的表达式ρ液=__________________，石块密度的表达式ρ石=_______________（用本次实验收集到的物理量表达，水的密度用ρ水表达）。

（3）从实验操作的简单、方便这个角度来看_________（选填：“小青”或“小红”）的方法更好。

测物质密度实验练习题
1.小明用天平、烧杯、油性笔及足量的水测量一块鹅卵石的密度，实验步骤如下：
(1)将天平放在水平桌面上，把游码拨至标尺，发现横粱稳定时指针偏向分度盘的右侧，要使横粱在水平位置平衡，应将平衡螺母往(选填“左”或“右”)调。

(2)用调好的天平分别测出鹅卵石的质量是：31.8g和空烧杯的质量是90g。

(3)如题18图甲所示，把鹅卵石轻轻放入烧杯中，往烧杯倒入适量的水，用油性笔在烧杯壁记下此时水面位置为M，然后放在天平左盘，如题18图丙所示，杯、水和鹅卵石的总质量为g。

(4)将鹅卵石从水中取出后，再往烧杯中缓慢加水，使水面上升至记号M，如题18图乙所示，用天平测出杯和水的总质量为142g，此时杯中水的体积为cm3。

(5)根据所测数据计算出鹅卵石的密度为g／cm3。

(6)若小明在第(4)步骤测量过程中，用镊子添加砝码并向右旋动平衡螺母，直到天平平衡，此错误操作将导致所测密度偏。

2.如图所示，小丽利用天平、玻璃杯、体积为20cm3的金属块、细线等器材测量蜂蜜的密度．
（1）将天平放在水平台上，将游码放到标尺左端的刻度线上，调节横梁平衡．
（2）在玻璃杯中倒入适量的蜂蜜如图甲所示，用天平称出蜂蜜和玻璃杯的总质量m0，其示数如图乙所示，m0= g．
（3）将金属块浸没在蜂蜜中，金属块不接触玻璃杯并保持静止，且蜂蜜无溢出，如图丙所示．天平平衡后，砝码的总质量加上游码在标尺上对应的刻度值为m=150.4g，则蜂蜜密度ρ= g/cm3；
（4）小明用天平测出同种蜂蜜和玻璃杯的总质量后，将浓稠粘滞的蜂蜜沿量筒壁缓缓倒入量筒内测量体积，再用天平测出剩余蜂蜜和玻璃杯总质量．对比小丽的测量方法，小明所测得的密度值（选填“偏大”或“偏小”）．
3.小亮同学利用“替代法”测量一粒花生米的密度，实验过程中如下图所示。

在下列空格中填写适当内容：
（1）如图甲，选择一粒饱满的花生米放入装有适量水的透明烧杯中，发现花生米下沉至杯底，则花生米完全浸没在水中下沉时所受的浮力重力（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

（2）如图乙，往烧杯中逐渐加盐并充分搅拌，直至观察到花生米处于状态，随即停止加盐。

（3）如图丙示，取出花生米，用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量为g；
（4）将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，用天平测出空烧杯的质量为59g，如图丁示，用量筒测出盐水的体积为mL。

（5）通过公式计算出盐水的密度即可知花生米的密度，本实验中花生米的密度
为g/cm3(结果小数点后保留两位数字).
4.小红将苹果放入烧杯并逐渐向烧杯中加水，看到如图所示的情景
（1）比较A、B图可知：______图中苹果受到的浮力较大，从______图可以判断苹果的密度______（选填“大于”、“等于”或“小于”）水的密度；
（2）将烧杯中的水加满如图C所示，分析B、C两图可知，B图苹果受到的浮力______C图苹果受到的浮力大小（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）小红又拿来一个装了水（水足够多）的大量筒，水的体积为V1，借助这个量筒测出了苹果的密度（整个实验过程中苹果表面沾的水忽略不计，水的密度用P水表示）：①在C图中，她轻轻取出苹果，将量筒中的水倒入烧杯中，当烧杯中的水被填满时，量筒中剩余水的体积为V2，则苹果的质量表达式：m=______；
②小红用针把苹果完全压入盛满水的烧杯中，水从烧杯中溢出后，再取出苹果，并继续将量筒中的水倒入烧杯中，当烧杯中的水再次被填满时，量筒中剩余水的体积为V3；
③苹果密度的表达式：ρ=______．
（4）如果把C图中的水换成盐水，苹果静止时，露出液面的体积将______（选填“大于”、“等于”或“小于”）．苹果受到的浮力将______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。