特殊方法测量物质的密度·满分特训（三）

一、实验题

1. 难度：中等

小明利用弹簧测力计测量石块的密度，（ρ_水=1.0g/cm³,g取10N/kg）

（1）用细线讲石块挂在弹簧测力计上，弹簧测力计的示数如图15所示，石块重___N．

（2）将石块浸没在水中，弹簧测力计的示数如图16所示，石块受到的浮力F_浮=___N．

（3）石块的体积V=____cm³_；

（4）石块的密度ρ_石块=____g/cm³,

（5）（拓展）完成上述实验后，小明又将挂在弹簧测力计下的石块浸没在不同液体中，收集了下表中的数据．

弹簧测力计示数/N	3.2	2.6	1.9	1.2
液体的密度/g•cm^3	0.8	1.1[	_____	1.8

（1）将表格补充完整．

（2）分析上表，小明得出此装置可制作“密度计”的分度值是________．

二、填空题

2. 难度：困难

由某种合金制成的两个大小不同的工艺品，其中一个实心，一个空心．小明为判定哪个是空心的，进行了如下实验．（已知ρ_水= 1.0 g/cm³，取g = 10 N/kg）

（实验过程）将下列实验步骤中空白处补充完整．

①用弹簧测力计测出小工艺品的重力G₁ = 2 N．

②将挂在测力计下方的小工艺品浸没水中，小工艺品受到________个力的作用，此时测力计的示数F₁ = 1.6 N，则浮力F_浮=__________N．

③用测力计测出大工艺品的重力G₂ = 3 N．

④如图所示，将挂在测力计下方的大工艺品浸没水中，测力计的示数F₂ =_________N．

⑤合金的密度ρ =______________g/cm³，则_________（选填“大”或“小”）工艺品是空心的．

（拓展应用）空心工艺品空心部分的体积是_________cm³．

三、实验题

3. 难度：中等

小明用天平、细绳、烧杯和水（ρ_水="1.0" g/cm³)测定某工艺品（实心）的密度．

（1）实验过程如下：

①往烧杯中倒入适量的水，用调节好的天平测出烧杯和水的总质量为200 g．

②用绳将工艺品拴好并浸没在水中（如图所示），在右盘中增加砝码并移动游码，当天平平衡后，得出质量为208 g，则工艺品的体积为________cm³.

③从烧杯中取出工艺品，用天平测量其质量，当天平平衡后，右盘中砝码和游码的位置如图所示，工艺品的质量为__________g．

④工艺品的密度为ρ=____________g/cm³．

（2）小明测量的工艺品密度比真实值___________（选填“偏大”或“偏小”），是由于_____________________________________________________．

（3）被测工艺品是由下表中的某种金属制成的．这种金属在生产和生活中有着广泛的应用，如____________________（举一例）．

物质	金	铅	铜	铁	铝
密度/g·cm^-3	19.3	11.3	8.9	7.9	2.7

4. 难度：中等

小明用一根粗细均匀两端开口的薄壁玻璃管、薄橡皮膜、刻度尺、烧杯和水(已知ρ_水=1.0×10³kg/m³)来测量某种液体的密度．实验过程如下：

①将玻璃管的一端用薄膜扎好．

②将玻璃管扎有薄膜的一端逐渐放入装有水的烧杯中．

③往玻璃管内缓慢地加入待测液体直到薄膜变平为止(如图所示)；测出薄膜到水面和液面的距离分别为h₁和h₂．

④计算待测液体的密度ρ_液．

回答下列问题：

⑴小明将玻璃管扎有薄膜的一端放入水中，薄膜向上凸起，说明                                    ；玻璃管浸入水中越深，薄膜向上凸起程度____________(选填“越大”、“越小”或“不变”)

⑵在下面空白处画出小明收集实验数据的表格．

⑶待测液体的密度ρ_液=_______________kg/m³．

⑷已知玻璃管的横截面积为5cm²、质量为20g，厚度忽略不计．当薄膜变平后，小明松开手，玻璃管将____________（选填“向上”或“向下”）运动；玻璃管静止后，薄膜到水面的距离__________cm．（g取10N/kg）

5. 难度：困难

如图，小明自制土密度计并测定盐水的密度．

实验器材：刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水．

实验步骤：

①在竹筷的一端缠上适量细铅丝，制成土密度计．

②用刻度尺测出竹筷的长度L．

③把土密度计放入盛水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h₁（如图所示）．

④________________________________________________________________________．

请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题：（ρ_水＝1.0g／cm³）

（1）竹筷一端缠上铅丝，是为了________________________________________．

（2）密度计是利用________条件工作的．被测液体的密度越大，密度计排开液体的体积________（选填“越小”或“越大”）．

（3）被测盐水的密度表达式：ρ_盐水＝________．（不计铅丝体积）

（4）小明计算得出盐水的密度为1.05g／cm³，已知烧杯中盐水的体积为400cm³，盐的密度为2.6g／cm³，则盐水中含盐________g．（盐放入水中溶解后，盐和水的总体积不变）

6. 难度：困难

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_____________．

7. 难度：简单

小华利用浮力知识测量橡皮泥的密度。

A. 测得空烧杯的质量m₀。

B. 将橡皮泥捏成碗状，轻放入盛满水的溢水杯中，橡皮泥漂浮，用烧杯接住溢出的水。

C. 测出烧杯和溢出水的总质量m₁，如图。

D. ______________________________，用另一相同的空烧杯接住溢出的水。

E. 测出烧杯和溢出水的总质量m₂。

将上面D的步骤补充完整，并回答问题。

(1)调节天平平衡时，发现指针静止时指在分度盘中央刻度线右侧，则应将平衡螺母向________调节，由图可知m₁＝________g。

(2)橡皮泥密度的表达式为ρ＝________。(用m₀、m₁、m₂等物理量的符号表示)

(3)操作B、D中橡皮泥所受浮力分别为F_B、F_D，则F_B、F_D的大小关系是：F_B________F_D，请写出你的推理过程：____________________________________。

8. 难度：简单

小明和小红在户外捡到一块小石块，他们想知道小石块的密度是多少，小明用天平(含砝码)、烧杯、水进行测量．测量过程如下：

(1)用天平测量小石块的质量，天平平衡时右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图甲所示，则小石块的质量为________g。

(2)测小石块的体积过程如图乙：

A. 往烧杯中加入适量的水，用天平测得烧杯和水的总质量为142 g；

B. 将小石块浸没在水中(水未溢出)，在水面的位置做标记；

C. 取出小石块，往烧杯中加水，直到____________，测得此时的质量为152 g。

(3)计算小石块密度为________kg/m³。

(4)按照上述方法，由于取出小石块时带出一部分水，会使小石块的密度的测量值与实际值相比________(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。

（拓展）小红用刻度尺、细线、一个厚底薄壁圆柱形的杯子(杯壁厚度不计)和一桶水来测小石块的密度．步骤如下，请把她的步骤补充完整并写出小石块密度的表达式：

(1)将装有适量水的杯子放入桶内的水中，使杯子竖直漂浮在水面上，如图丙所示，用刻度尺测得杯子外侧浸没深度为h₁、杯内水深为h₂；

(2)把小石块投入杯内水中(小石块浸没)，杯子继续竖直漂浮在水面上，如图丁所示，此时测得________________和杯内水深为h₄；

(3)已知水的密度为ρ_水，则小石块密度表达式是________。

9. 难度：困难

小明用弹簧测力计等器材测量一个水晶球的密度，已知测力计量程0~5N，烧杯的重力为1.5N，底面积为，请将下面实验步骤中的数据补充完整。（，g取10N/kg）

 

（1）如图甲所示，用弹簧测力计测出该水晶球在空气中的重力。

（2）将该水晶球浸没在水中静止时，如图乙所示，弹簧测力计的示数___________ N。

（3）根据阿基米德原理可算出该水晶球的体积___________ 。

（4）根据密度公式算出该水晶球的密度___________ 。

（5）如丙图所示，实验中，水晶球从弹簧测力计上脱落沉入水中，水对烧杯的压强___________ （填“变大”、“变小”或“不变”），此时水面深度为20cm，则此时烧杯对地面的压强为___________ Pa；水晶球受到的支持力为___________ N。

（拓展）

水晶球沉入水中，小明想知道水晶球上表面受到的水的压力F，他进行了相关测量，烧杯中水面到烧杯底的深度为H，水晶球的半径为R，则___________________ （请用题目中所给的字母和数字进行表示）

10. 难度：中等

五一假期时，小明同学从一废弃的矿坑里捡回了一块坚硬的矿石，他利用实验室的器材测出了这块矿石的密度．测量过程中，他选用的器材有：天平（最大称量为200g）、量筒、烧杯、杠杆、弹簧测力计（量程为0—5N）、细线、水．

（1）小明同学首先进行估测，他感觉矿石比一瓶500ml的矿泉水还沉，于是他没有直接用天平来测矿石的质量．你认为他不用天平的理由是 ________．

（2）小明借助杠杆来测量矿石质量，他安装好杠杆，调节杠杆平衡时，发现杠杆左端下沉，应将平衡螺母向_______调节（选填“左”或“右”）．

（3）小明同学将杠杆调至水平位置平衡，按照图甲所示的装置进行测量，读出的弹簧测力计示数为2.4N，则该矿石的质量m=_______kg．（g=10N/kg）

（4）接着他用如图乙所示的方法测出了矿石的体积，他的做法是：

A.将矿石放入烧杯，往烧杯中加入适量的水，让矿石浸没，在水面到达的位置做上标记；取出矿石；用量筒往烧杯中加水，直至达到标记位置为止．

B.在用量筒往烧杯中加水时，他先加了100mL水，接着又取了50mL水，继续往烧杯中加，水面达到标记位置后，量筒中剩余的水如图丙所示．则矿石的体积V=______ cm³，矿石的密度ρ=_______kg/m³．

11. 难度：简单

兴邢科技小组的同学准备用弹簧测力计、底面积为200 cm²的烧杯、水、吸盘、滑轮、细线等来测量木块的密度．(木块不吸水，ρ_水＝1.0 g/cm³，g取10 N/kg)

(1)使用弹簧测力计前，应先检查指针是否在________的位置，若不在此位置，应先进行调整，然后再使用。

(2)如图甲所示，用弹簧测力计测出木块在空气中的重力为________N。

(3)将滑轮固定在吸盘的挂钩上，吸盘紧紧压在烧杯底部．在烧杯中倒入适量的水，用弹簧测力计将木块全部拉入水中，如图乙所示，此时弹簧测力计示数为0.4 N。

(4)如果不计摩擦和绳重，图乙所示的木块受到的浮力为________N，该木块的密度为________kg/m³。

（拓展）(1)木块全部浸没时与未浸入前相比，水对烧杯底部的压强增大________Pa.

(2)如果将烧杯中的水换成另一种液体，用弹簧测力计将该木块全部拉入液体中时，弹簧测力计示数为0.8 N，该液体的密度为________kg/m³。

12. 难度：简单

小明在物理实验课上测量一小石块的密度：

(1)调节天平横梁平衡时，向右调节平衡螺母，天平的横梁平衡了，说明调节平衡螺母之前指针静止时偏向分度盘中线的________(选填“左”或“右”)侧。

(2)把小石块放在左盘，向右盘加减砝码，天平平衡时砝码和游码的位置如图甲所示，则石块的质量是________g。

(3)在量筒中装入40 cm³的水，用细线系好小石块浸没在量筒的水中，液面位置如图乙所示，则小石块的体积为________cm³，小石块的密度是____g/cm³。

(4)小明回家后看到爸爸的柜中收藏了好多漂亮的石头，他选出一块石头，利用一个圆柱形透明玻璃杯、一把刻度尺、一个薄塑料袋，测出了石头的密度。他设计的方案如下，请把他的实验步骤补充完整。

①在杯中倒入适量的水，用刻度尺测出水深为h₁；

②将石头放入塑料袋中，用嘴向袋内吹气后封口，将袋放入杯中漂浮(袋及袋内气体质量忽略不计)，用刻度尺测出此时水深为h₂(如图丙)，此步骤是为了测量石块的________(选填“质量”或“体积”)；

③从杯中取出塑料袋，取出袋中石头直接浸没在杯内水中，用刻度尺测出此时的水深为h₃(如图丁)；

④该石头的密度表达式ρ_石＝________(用字母表示，ρ_水已知)。

⑤若考虑到石头吸水，则通过本实验测出的石头密度将会________(选填“偏大”或“偏小”)．

13. 难度：简单

小杰设计了一个“巧妙测出不规则固体密度”的实验．该实验的主要步骤如下：

①将两个已调好零刻度的弹簧测力计悬挂在铁架台下，将一溢水杯和另一空杯用细线拴在测力计下，向溢水杯中加入一定量的水，使水满过溢水口流入空杯中；

②当水不再流出时，读出弹簧测力计的读数G₁和G₂；

③将一不溶于水的小石块用细线拴住并慢慢放入溢水杯中，此时溢出的水全部流入另一杯中，当水不再流出时，读出弹簧测力计的读数G₃和G₄；

④根据以上数据，通过计算得出小石块密度ρ。

(1)上述实验中，他测得G₁＝0.94 N，G₂＝0.40 N．G₃和G₄的读数如图(b)所示，G₃＝1.1 N，G₄＝________N；实验中，小石块的体积是________m³；

(2)小石块的重力是________N；

(3)通过以上数据，他得出小石块的密度是____kg/m³；

(4)若将小石块换成一个小盐块，其他步骤不变，不考虑弹簧测力计读数的误差，则他测得的盐块的密度ρ_盐′与它的真实密度ρ_盐相比，ρ_盐′________ρ_盐(选填“＞”、“＝”或“＜”)。

14. 难度：困难

小明暑期到黄山旅游，回来时带了一些黄山的石头。他在家里想测量一块石头的密度，因为家里实验条件有限，因此他用能找到的实验器材做了下面的实验。请帮助他完成实验：

(1)将一根轻质弹簧挂在墙上，并在墙上记下此时弹簧最下端的位置A，如图a所示；将这块石头挂在弹簧最下端，在弹簧稳定后在墙上记下此时弹簧最下端的位置B，如图b所示；用直尺测出AB的竖直高度为h₁；

(2)将一块质量为m的铁块挂在弹簧最下端，在弹簧稳定后在墙上记下此时弹簧最下端的位置C，如图c所示；用直尺测出______________________，由此可以求出石头的质量为____________；

(3)小明从厨房找来一个底面积为S的柱形容器，并倒入适量的水后标记下此时水面的位置在D点， 如图d； 然后将石头放入到此柱形容器中，并标记下此时水面的位置在E点， 如图e。用直尺测出DE的竖直高度l₁，即可求出石块的体积为________。则石头的密度为____________；

（拓展）若铁块的质量未知，则应怎么做才能测出石头的密度(已知铁块的密度ρ_铁)；

(1)______________________________________________；

(2)则石头的密度ρ_石＝__________ 。(用已知量和测量量表示)