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=0.0550g10/GNmkggNkg排

排开液体的体积V 排=V 物=50cm 3，

液体的密度：33501/50mggcmVcm

（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/g10/5010FNkgmgcmVNkgm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．小明和小华想探究一角硬币是由什么金属制成的，决定利用实验室器材测量一角硬币材料的密度。

(1)小明选取了5枚相同的硬币，采用如图所示的方法测得硬币的直径为__________cm，再将5枚相同的一角硬币紧叠在一起用刻度尺测出总厚度，计算出硬币的总体积。然后，用天平测出这5枚硬币的总质量m，最后根据密度公式mV计算出硬币材料的密度，小明测得硬币的密度比真实值_______（选填“大”或“小”），简述理由_______________；

(2)小华的测量步骤是：a．在圆柱形玻璃筒内加入适量的水，塑料碗漂浮在水面上，测出筒内水面的高度1h；b．将5枚相同的硬币放入塑料碗中，碗漂浮在水面上，测出筒内水面的高度2h；c．将5枚相同的硬币放入玻璃筒内的水中，碗漂浮在水面上，测出筒内水面的高度3h；

①硬币密度的表达式为________________（已知水的密度为水，用所测量的符号表示）；

②若将测量步骤b和c对调（即将沾有水的硬币放入塑料碗中），测得硬币的密度为，则__________（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

【答案】1.95 小 所测体积偏大 2131--hhhh水 等于

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]从图中可以看到，0到7.80cm这段距离有4个直径，所以硬币的直径是

7.80cm1.95cm4d

[2][3]因为硬币的表面凹凸不平，它们重叠时有空隙，则所测的体积会偏大，根据密度公式mV可知，密度将会偏小。

(2)[4]由题意可知，只把塑料碗放进去时，碗受到的重力和浮力平衡，即

11GFgV碗浮水排

当在塑料碗中加硬币后，可得到

22GFgV碗和硬币浮水排

两式相减可得

212121----5GGFFgVVgShhG碗碗和硬币浮浮水水硬币排排

那么一个硬币的质量是

21-5GShhmg硬币水硬币

从题中条件还可以知道，1个硬币的体积是

31-5hhSV硬币

硬币密度是

2131--mhhVhh硬币硬币水硬币

[5]先进行步骤c，这时水面是h3，硬币取出后，硬币上带有一部分水，玻璃筒内的水面会下降一点，小于h1，带有水的硬币放在碗中时，这部分水的重力会让玻璃筒内的水面重新恢复为h2，那么通过公式计算出的硬币质量是正确的；先进行步骤a，再进行步骤c，则通过公式计算出的硬币体积也是正确的；根据mV可知，测得硬币的密度'。

3．在测量石块密度的实验中，小聪同学一组的具体操作如下：

测量前他将天平放在水平桌面上，然后进行天平横梁平衡的调节。调节完成后指针静止时的位置如图甲所示。

（1）请你指出小聪调节天平横梁平衡的过程中遗漏的操作步骤：_______。

（2）完成遗漏的操作步骤后，为了调节横梁平衡，他需向_______(选填“左”或“右”)调节平衡螺母才能使天平平衡；

（3）用调节好的天平测石块的质量，天平平衡时，砝码的质量及游码在标尺上的位置如图乙所示，则石块的质量为_____g，用量筒测得石块的体积如图丙所示，由此可算得其的密度为_______kg/m3。

（4）小聪根据所测数据，在下图上描出一个对应的点A，接着他又换用另一石块重复上述实验，将所测数据在图上又描出了另一个对应的点B，若A、B分别代表石块和另一石块的密度，则A________B（选填“＞”、“＝”或“＜”）。

（5）对实验进行评估时，下列分析正确的是______。

A．先测石块体积，后测石块质量，测出的密度偏小

B．先测石决体积，后测石块质量，测出的密度偏大

（6）小华同学组调节天平平衡时，无论怎样调节指针都偏左，小华想了个办法：往右盘放了一个合适的小橡皮，再调节平衡螺母，终于使天平平衡，完成了实验，可是同学们认为这样误差会很大。若操作都正确，你认为测量结果________（选填“偏大”“偏小”或“仍然准确”）。

【答案】游码归零（合理即可） 右 62 3.1×103 < B 仍然准确

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1] 使用天平时，应先把游码移到标尺的零刻度线处，即游码归零，再调节平衡螺母使天平平衡，而小明调节天平横梁平衡的过程中遗漏了游码归零这一步骤。

(2)[2] 甲图中没有将游码移至零刻度线，横梁就平衡了，如果将游码调零，则指针会偏向分度盘左侧，此时要使横梁平衡，则应将平衡螺母向右调节。

(3)[3]由图乙可知石块的质量为

50g10g2g62g

[4]由量筒读数可知石块的体积为

80mL-60mL=20mL

根据密度公式mV可知，石块的密度为

2335362g6.210kg3.110kgm20mL210mmV

(4)[5] 同种物质的质量与体积的比值为一个定值，即质量与体积的图象为一条过原点的直线，根据A、B两个点分别做出图象，如图所示：

由图可知，当体积相同时，A的质量小于B的质量，故AB。

(5)[6]先测石块体积，后测石块质量，取出石块时，由于石块上沾有水，则测得的质量偏大，而体积测量值是准确的，由密度公式可知，所测出的密度偏大。故B正确。

(6)[7]天平是一个等臂杠杆，测量质量之前需要对天平进行调节是天平平衡，往右盘放了一个合适的小橡皮就相当于把平衡螺母往右调节使天平平衡然后再使用天平对结果是没有影响的。

4．为了研究物质的某种特性，某同学分别用甲、乙、丙三种不同的金属做实验。实验时，他用量筒和天平分别测出甲（或乙或丙）金属在不同体积时的质量。下表记录的是实验测得的数据。

表一(甲金属) 表二(乙金属) 表三(丙金属)

实验序号 体积

（厘米3） 质量

（克） 实验序号 体积

（厘米3） 质量

（克） 实验序号 体积

（厘米3） 质量

（克）

1 10 27 4 10 78 7 10 89

2 20 54 5 15 117 8 20 178

3 30 81 6 30 234 9 40 356

(1)分析上表中的实验序号1、2、3（或4、5、6或7、8、9）的体积及质量变化的倍数关系，可归纳出的结论是__________ ；

(2)分析比较实验序号___________在体积相同时的质量关系，可得出的初步结论是：相同体积的不同金属，它们的质量是不相同的；

(3)进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据，可得出的结论是：

（a）_____________ ；

（b）_____________ 。

【答案】同种物质，质量与体积成正比 1、4、7或2、8或3、6 分析表一或表二或表三，同种物质，质量与体积的比值相同 分析表一和表二和表三，不同种物质，质量与体积的比值不同

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]分析表一、二、三可知，同种物质，质量与体积成正比。

(2)[2]比较实验序号1、4、7或2、8或3、6可得：相同体积的不同金属，它们的质量不相同。

(3)[3][4]分析表一、二、三知，各表中的金属的质量与体积之比分别为27、78、89，所以可得出结论是：同种物质，质量与体积的比值相同；不同种物质，质量与体积的比值不同。

5．为了研究物质的某种特性，某同学分别用甲、乙、丙三种不同的金属做实验。实验时，他用量筒和天平分别测出甲（或乙或丙）金属在不同体积时的质量。下表记录的是实验测得的数据。

表一（甲金属）

实验序号 体积（厘米3） 质量（克）

1 10 27

2 20 54

3 30 81

表二（乙金属）

实验序号 体积（厘米3） 质量（克）

4 10 78

5 15 117

6 30 234