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．“五一节”期间，李老师去重庆矿石公园游玩时拾到了一块具有吸水性的小矿石（ρ石>ρ水）并带回了学校，同学们对这块小矿石很好奇，于是李老师提议大家用学过的物理知识来测量它的密度。

老师为同学们提供了以下器材：天平（含砝码）、量筒、细线、水、烧杯等。

（1）方案一：小方同学利用天平和量筒来测量小矿石的密度，主要实验步骤如下： ① 调节天平时，先将天平置于_____桌面上，把游码移到称量标尺左端零刻度线处，指针静止时的位置如图甲所示。

此时应将平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节，直到天平平衡；② 将小矿石放在左盘，向右盘加减砝码，直至天平再次平衡时，右盘中所加砝码以及游码位置如图乙所示，由此可知，小矿石的质量m 为_____g ；③ 在量筒中倒入适量的水，然后用细线拴住小矿石缓慢浸没入水中，放入小矿石前、后水面如图丙所示，由此可知，小矿石的体积为_____cm 3；④ 该小矿石的密度为_____kg/m 3；（2）方案二：小东同学在小方同学的实验基础上，利用图丁所示的实验器材，按以下的步骤也测出了这块小矿石的密度。

① 将烧杯中装入适量的水，用天平测出杯和水的总质量为 m 1；② 将量筒中已浸没足够长时间的矿石提出，迅速将矿石表面的水擦去并浸没在图丁的水中（石块未接触烧杯底且水未溢出），天平平衡时示数为m 2；③ 矿石密度的表达式ρ石＝_____ （用m ，m 1，m 2及水的密度ρ水表示）；（3）不计细线的影响，上述两种测量方案中，误差相对较小的是方案_____（选填“一”或“二”）。

若用另外一种方案，则密度的测量值跟准确值相比会偏_____（选填“大”或“小”）。

【答案】水平 左 39 15 32.610⨯21-m m m ρ水 二 大【解析】【详解】(1)[1][2]调节天平时，先将天平置于水平桌面上；从图甲可以看到，指针往右偏，说明右端较重，此时应将平衡螺母向左调节，直到天平平衡。

[3]从图乙可以看到，小矿石的质量是35g 4g 39g m =+=[4]从图丙可以看到，小矿石的体积是345mL -30mL 15mL 15cm V ===[5]该小矿石的密度是333339g 2.6g/cm 2.610kg/m 15cmm V ρ====⨯ (2)[6]由题意可知，当矿石放入烧杯后排开水的质量是21-m m m =排 所以排开水的体积是21-m m V ρ=排水矿石完全浸没，所以V V =矿石排，矿石的密度是21-m m V m m ρρ==水石石 (3)[7][8]在方案一，把矿石放入量筒内水中时，因为矿石吸水，所以导致测量出的矿石的体积偏小，根据m Vρ=可知，计算出的矿石密度偏大，方案二中矿石在水中浸泡过，不再有此种情况，所以方案二测量值更准确。

3．(1)数据表格 m 1/g m 2/g m V ρ/(3kg m -) （____） （____） （____） （____） （____）(2)测量平均速度器材 斜面、垫木、金属片、小车、刻度尺和______过程数据 ①保持斜面的坡度不变，分别测出小车通过全程AB 段和上半程AC 段的路程及所用的时间，然后计算出对应的平均速度，数据如下：结论 ②小车通过全程的平均速度是______m/s ；小车沿斜面向下运动时，速度______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

问题讨论 在测平均速度的实验中，因不便于测量时间，因此斜面应保持较______的坡度。

【答案】CBDEA 间接测量法 74.4g 50.4g 24g 30cm 3 330.810kg/m ⨯ 停表 0.8 变大 小（或缓）【解析】【分析】【详解】(1)[1]要测出量筒中盐水的质量和体积，需首先测出玻璃杯中盐水的质量，然后将部分倒入量筒中，测出量筒中盐水的体积和剩余盐水和玻璃杯的质量，求得量筒中盐水的质量，根据密度公式可求出盐水的密度，故顺序为CBDEA 。

[2]用天平和量筒组合起来使用来测量物质的密度，运用了间接测量法。

[3]由图可知玻璃杯和盐水的总质量m 1=50g+20g+4.4g=74.4g[4]用天平称出玻璃杯和剩余盐水的总质量m 2=50.4g[5]则量筒中盐水的质量 m = m 1-m 2=74.4g-50.4g=24g[6]量筒中盐水的体积V =30cm 3[7]则盐水的密度333324g 0.8g/cm 0.810kg/m 30cmm V ρ====⨯ (2)[8]在测量物体运动的平均速度时，需要测量物体运动的时间和距离，所以我们还需停表。

[9]由表格可知小车通过全程的路程和时间，则通过全程的平均速度AB AB AB 0.96m 0.8m/s 1.2ss v t === [10]小车通过AC 段的平均速度 AC AC AC 0.48m 0.6m/s 0.8s s v t === 小车通过CB 段的平均速度CB AB AC CB CB AB AC 0.96m 0.48m 1.2m/s 1.2s 0.8ss s s v t t t --====-- 根据小车通过AC 、CB 段的平均速度可知小车沿斜面向下运动时，速度变大。

[11]在测平均速度的实验中，为了时间的测量方便，斜面的坡度应该小（或缓）一些。

4．清清太湖水孕育了世代苏州人，爱动脑筋的小红想知道太湖水的密度究竟有多大，于是她舀取了一些太湖水，在学校实验室找了下列器材：天平及砝码，量筒（刻度清晰但没有数字），烧杯，铜块（己知它的密度为1ρ），细线；利用这些器材按下列步骤测出了太湖水的密度，请你帮小红完善实验探究过程或做部分数据处理：(1)把天平放在水平桌面上，将游码移到零刻度线处，指针偏向分度盘中线左侧，此时应向______（选填“左”或“右”）调节平衡螺母，使天平横梁平衡；(2)用天平测出铜块的质量1m ；(3)在量筒内倒入适量的太湖水，用细线拴住铜块，将它缓慢浸没在量筒内的水中并记下水面到达的刻度线A ，然后取出铜块∶(4)在烧杯内倒入适量的太湖水，用天平测出水和烧杯的总质量2m ；(5)______________；（请写出这一步的操作方法）(6)用大平测量烧杯内剩余太湖水和烧杯的总质量3m 、砝码和游码位置如图所示，则3m =_________g ；(7)计算太湖水密度的表达式为ρ=_______（物理量用题中符号表示）；某次测量中测得，1m =133.5g ，2m =91.4g ，3m =76.2g ，已知338.910kg/m ρ=⨯1∶则可算得ρ=____kg/m 3；根据以上实验方案，小红测出的太湖水密度比真实值_______。