力学重点实验·课后特训（四）

一、实验题

1. 难度：中等

小明想知道酱油的密度，于是他和小华用天平和量筒做了如下实验：

（1）用天平测出空烧杯的质量为，在烧杯中倒入适量的酱油，测出烧杯和酱油的总质量如图甲所示，将烧杯中酱油全部倒入量筒中，酱油的体积如图乙所示，则烧杯中酱油的质量为__________，酱油的密度为_________________．

（2）小明用这种方法测出的酱油密度会_____________（选填“偏大”或“偏小”）．

（3）小华不小心将量筒打碎了，老师说只用天平也能测量出酱油的密度．于是小华添加两个完全相同的烧杯和适量的水，设计了如下实验步骤，请你补充完整．

①调好天平，用天平测出空烧杯质量为

②将一个烧杯_____________，用天平测出烧杯和水的总质量为

③用另一个烧杯装满酱油，用天平测出烧杯和酱油的总质量为

④酱油的密度表达式__________________．（已知水的密度为）

（4）小明针对（3）中小华的实验设计进行评估，认为小华设计的操作过程有不妥之处，该不妥之处是：______．

2. 难度：困难

小马的爸爸在古玩市场买到一块古瓷片，小马同学想测量这块不规则瓷片的密度。

(1)把天平放在水平桌面上，将游码移到标尺左端零刻度线处，然后调节________使天平平衡。

(2)用调节好的天平测瓷片的质量，所用砝码的质量和游码的位置如图甲所示，则瓷片的质量为________ g。

(3)他发现瓷片放不进量筒，改用如图乙所示的方法测瓷片的体积：

a．往烧杯中加入适量的水，把瓷片浸没，在水面到达的位置处作标记，然后取出瓷片；

b．先往量筒装入40 mL的水，然后将量筒中的水缓慢倒入烧杯中，__________________，量筒里剩余水的体积如图丙所示，则瓷片的体积为________ cm³。

(4)计算出瓷片的密度为__________g/cm³。

（评估）根据以上步骤，你认为小李同学测出的瓷片密度值________(选填“偏大”或“偏小”)。

3. 难度：中等

小明想测量一实心塑料球的密度，实验器材有天平、量筒、水、细线、小铁块，他设计的实验步骤如下：

A．把适量的水倒进量筒中如图甲所示，记录此时水的体积为V₁；

B．用细线在实心塑料球下吊一个小铁块放入水中，静止时如图乙所示，记录量筒的示数为V₂；

C．从水中取出实心塑料球后如图丙所示，记录此时量筒的示数为V₃；

D．将实心塑料球擦干后，再用天平测出其质量，如图丁所示；

E．利用密度公式计算出结果。

根据上述过程，回答下列问题：

(1)实验中测得实心塑料球的质量m＝________g，实心塑料球的体积V＝________cm³；

(2)计算出实心塑料球的密度ρ＝________kg/m³，小明测出实心塑料球的密度值要比真实值________（选填“偏大”或“偏小”）；

（拓展）测量完成后，老师说只用量筒，在原有的实验过程中再加一个步骤也可以测出实心塑料球的密度，水的密度为ρ_水。请你写出操作步骤________________________________________。实心塑料球密度的表达式为________________。（用已知量和测量量表示）

4. 难度：简单

小明利用量筒和水测量不溶于水的橡皮泥的密度。如图所示是整个实验的操作情景，请你帮他将下列实验过程及分析补充完整。

(1)如图甲所示，在量筒中装入适量的水，读出水面对应的刻度值为V₁。

(2)如图乙所示，把橡皮泥捏成碗状，小心地放入量简，使其漂浮在水面上，读出此时液面对应的刻度值为V₂，根据________原理可求出橡皮泥的质量m＝________g。(填写具体数值)

(3)如图丙所示，再把橡皮泥团成球，放入量简，其沉入水底，读出此时水面对应的刻度值为V₃；

(4)橡皮泥的体积为________cm³，橡皮泥的密度表达式为ρ＝________(用ρ_水和测量量的符号表示)。

(5)如图是整个实验的操作情景，由图中读数可算出橡皮泥的密度是________kg/m³。(填写具体数值)

（拓展）根据图乙和丙出现的现象，有人得出“浸在液体中的固体所受的浮力与固体的形状有关”，该结论是否正确并说明原因_________________________________________。

5. 难度：困难

学习了密度知识后，探究小组的同学想通过实验测量石块的密度是多大，于是他们找来一块合适的石块，并向老师借来了器材，对石块的密度进行了测量。

(1)图甲是小明在水平桌面上测石块质量的情景，他操作上的错误之处是___________。

(2)改正错误后，测得石块的质量为54 g。如图乙所示测出石块的体积是________ cm³。

(3)由以上数据可知，该石块的密度为______g/cm³，若实验过程中，考虑到细线的影响，则密度的测量值________(选填“偏小”或“偏大”)。

(4)另一小组的同学测量工具只有量筒，他们利用一个空的矿泉水瓶设计了如图丙、丁所示的实验装置(忽略空的矿泉水瓶的质量，水的密度为ρ_水)。实验步骤如下：

①________________________读出水的体积V；

②将待测石块系好放入装有适量水的烧杯中；用量筒向矿泉水瓶中逐渐加水，直至石块在烧杯中处于浸没但不触及烧杯底的状态，如图丙所示，读出此时量筒中水的体积V₁；

③将石块从烧杯中取出，继续向瓶中加水直至塑料瓶再次平衡，如图丁所示，读出量筒中水的体积V₂；

④石块的密度表达式ρ_石＝________。(用已知量和测量量的符号表示)

6. 难度：困难

小李同学想要测出一块木块的密度，实验器材有：木块、弹簧测力计(量程0～5 N)、底部固定有滑轮的水槽、细线及足量的水。(g＝10 N/kg)

(1)先用弹簧测力计测木块的重力，如图甲所示，示数为________N。

(2)再用细线绕过滑轮将木块与测力计连接起来，接着往水槽里倒入适量的水，使木块浸没在水中，如图乙，木块在水中静止时测力计示数为1.6 N。木块的密度为________kg/m³。

(3)本实验中滑轮的作用是__________________________________________________。

(4)小李分析发现，如果把水换成其他液体，测力计的示数就会不同，于是他把测力计的刻度改成相应的密度值，将该装置改装为测量液体密度的“密度计”。原测力计的1.0 N刻度处应标注________kg/m³，该“密度计”的刻度分布________(选填“均匀”或“不均匀”)。

（拓展）若要增大这种“密度计”的最大测量值，可以采取的方法是__________________(写出一种即可)

7. 难度：中等

小娜想要用天平和量筒测量一种玻璃水的密度。

(1)把天平放在水平台上，发现游码未归零时天平已平衡。当游码归零后，为了使天平再次平衡，小娜应向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母，使天平平衡。

(2)小娜使用调好的天平测量烧杯与玻璃水的总质量，砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示，其质量为________g。

(3)将烧杯中的玻璃水一部分倒入量筒中，量筒中液面位置如图乙所示。用天平测量烧杯与剩余玻璃水的总质量为38 g，则玻璃水的密度为________kg/m³。

(4)小娜发现在两次测量质量时，都使用了同一个磨损了的砝码，则对测量玻璃水密度的结果________(选填“会”或“不会”)产生影响。

（拓展）小娜想用另一种方法粗测玻璃水密度，于是找来了刻度尺、水、圆柱形杯、平底试管(试管壁、底厚度忽略不计)等器材，进行如下实验：

①向圆柱形杯中加适量水，把试管放入水中竖直漂浮，如图丙所示，用刻度尺测量试管浸入水中深度为h₁。

②向试管中缓缓倒入玻璃水，让试管慢慢下沉，当试管底刚刚接触圆柱形杯底时停止向试管倒入玻璃水(试管对圆柱形杯底无压力)，如图丁所示。用刻度尺测量圆柱形杯中水深度为h₂。

③从圆柱形杯中取出试管，用刻度尺测量________(选填“试管”或“圆柱形杯”)中液体深度为h₃；

④玻璃水密度的表达式为ρ_玻璃水 ＝________(已知水的密度为 ρ_水 )。

8. 难度：困难

小明利用如图所示装置测量盐水的密度。

(1)实验过程：①找一根直硬棒，用细线系在O点吊起，硬棒在水平位置平衡；②将已知密度为ρ的金属块B挂在硬棒左端C处，另外一个已知质量的重物A挂在硬棒右端，调节重物A的位置，使硬棒_____，此时重物挂在硬棒上的位置为E，用刻度尺测出OE的长度L；③把金属块B_____，把重物A从E处移到D处时，硬棒再次在水平位置平衡，_____的长度L₁；

(2)实验过程中需要杠杆水平平衡的目的是_____。

(3)盐水的密度ρ_盐水=_____。（用测量量表示）

(4)若向待测盐溶液中加水，则重物A的位置将要向_____移动。

9. 难度：困难

(易溶于水的物质)某兴趣小组测量一种易溶于水且形状不规则的固体颗粒物质的密度，测量的部分方法和结果如图所示。

(1)如图甲是调节天平时的情景，操作上的错误之处是：________________。在同学的提醒下改正错误重新调节天平平衡，用调节好的天平测量适量小颗粒的质量，所用砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示。

(2)因颗粒易溶于水，小组同学采用图丙所示方法测量体积，所称量的颗粒的体积是________cm³。

(3)该物质的密度是________kg/m³。

(4)在C步操作中，若因铁砂较少，全部倒进并反复摇动后，没有完全覆盖颗粒，则测出的值比实际密度偏________(选填“大”或“小”)。

（拓展）小军口袋里有一个实心玻璃球，查阅资料知：玻璃的密度不是确定的，一般在2.5 g/cm³～3 g/cm³之间。他想用本实验的器材测出玻璃球的密度，他们先用天平测出其质量为12 g，再利用水和本实验中使用的量筒________(选填“能”或“不能”)精确地测出玻璃球的密度，并说明理由__________________________________________。

10. 难度：中等

如图所示是小华“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。

(1)实验时用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做________运动，根据二力平衡知识，测出物体所受滑动摩擦力的大小。

(2)比较________两图可得滑动摩擦力的大小与压力大小有关。

(3)乙、丙两图中，让铜块和木块叠在一起的目的是使________相同，比较乙、丙两图可得出滑动摩擦力的大小与__________________有关。

(4)小华将木块与铜块粘在一起进行了图丁的实验，并用乙、丁两图“探究滑动摩擦力大小与接触面积是否有关”，你认为他的探究方案中存在的主要缺陷是______________。

（评估）若用未校零，已有一定读数的弹簧测力计进行上述实验，则测出的滑动摩擦力大小________(选填 “大于”、“等于”或“小于”)实际滑动摩擦力大小。

11. 难度：困难

为了验证液体压强的特点，某实验小组设计了如图装置，容器中间用隔板分成左右两部分，隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭。橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。它可以用来做“探究液体压强是否跟深度、液体密度有关”的实验。

(1)当容器左右两侧分别加入深度不同的水，且左侧水面较低，会看到橡皮膜向左凸出，说明液体压强与________有关。

(2)若要检验液体压强和液体密度的关系时，重新在左边倒入深20 cm的水，右边倒入深________cm 的酒精。发现橡皮膜向右凸出，可得到结论____________________。

(3)在(2)的基础上，若橡皮膜距离容器底为4 cm，现在要求橡皮膜不发生形变，可以增加________(选填“左边”或“右边”)的液体，使两边的液面差为________cm(已知ρ_酒精 ＝0.8 g/cm³，ρ_水＝1 g/cm³)。

（拓展）若实验中在左右两侧分别倒入水和某种液体，当橡皮膜相平时，左右两侧高出橡皮膜的深度分别为12 cm、10 cm，则未知液体的密度为________g/cm³。

12. 难度：困难

小华同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，在弹簧测力计下悬挂一圆柱体物块，当圆柱体物块下表面与水面相接触时开始缓慢下降，直到与溢水杯底接触为止，用小桶收集溢出的水，(g取10 N/kg)如图甲所示：

(1)根据(a)图可知，圆柱体物块的质量__________kg；

(2)分析(a)(c)两图可知，圆柱体物块浸没在水中时所受浮力为________N；

(3)分析(b)、(c)两图可得出，浸在同种液体中的物体所受浮力大小与_____________有关；

(4)图(d)中小桶内水重________N。

（拓展）小华完成图甲所示的实验后，把水换成另一种液体重复上述实验，根据实验数据绘制出图乙所示的弹簧测力计拉力F_示随物体下降高度h变化的图像，请在图中作出F_浮随h变化的关系图像，那么这种液体的密度为________g/cm³，这表明浸在液体中的物体所受浮力的大小还跟液体密度有关。