一、初二物理质量与密度实验易错压轴题（难）1．小明欲测量某矿石的密度，而该矿石形状不规则，无法放入量筒，故选用水、烧杯、天平（带砝码和镊子）、细线、铁架台等器材进行实验，主要过程如下：(1)将天平放置在水平桌面上，把游码拨至标尺左端的零刻线处，指针在分度盘的位置如图甲所示，应将平衡螺母向____________调节，使天平平衡；(2)将装有适量水的烧杯放入天平的左盘，试加砝码，并移动游码，直至天平平衡，这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图乙所示，则烧杯和水的总质量为______________g；(3)如图丙所示，用细线系住矿石，悬挂在铁架台上，让矿石浸没在水中，细线和矿石都没有与烧杯接触，天平重新平衡时，右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为144g，则矿石的体积为______cm3；(4)如图丁所示，矿石下沉到烧杯底部，天平再次平衡时，右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为174g，则矿石的密度为_____________kg/m3；[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）和一桶水也测出了矿石的密度。

步骤如下，请把她步骤补充完整并写出矿石密度的表达式：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1所示，用刻度尺测得杯子外侧浸入深度为h1、杯内水深为h2；②把矿石投入杯内水中，杯子继续竖直漂浮在水面上，如图2所示，此时测得______________和杯内水深为h4；③已知水的密度为ρ水，则矿石密度表达式是_________________。

【答案】左 124 20 32.510⨯ 杯子外侧浸入深度为h 3 ()3142h h h h ρ--水【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]从图甲可以看到，指针往右偏，说明右边较重，这时应该将平衡螺母向左调，使天平平衡。

(2)[2]从图乙可以看到，烧杯和水的总质量是100g 20g 4g 124g m =++=烧杯和水的总质量是124g 。

(3)[3]由题意可知，矿石受到的浮力大小是()0.144kg -0.124kg 9.8N/kg 0.196N F =⨯=浮根据阿基米德原理可知，矿石的体积是-533330.196N 210m 20cm 1.010kg/m 9.8N/kgF V g ρ===⨯=⨯⨯浮矿水 矿石的体积是320cm 。

(4)[4]由题意可知，矿石的质量大小是174g -124g 50g m ==矿根据mVρ=可知，矿石的密度是 333350g 2.5g/cm 2.510kg/m 20cm m V ρ====⨯矿矿矿矿石的密度是332.510kg/m ⨯。

[5][6]把矿石投入杯内水中，杯子继续竖直漂浮在水面上，如图2所示，此时测得杯子外侧浸入深度为h 3，和杯内水深为h 4；设厚底薄壁圆柱形杯子的底面积是S ，从图1和图2可知道，矿石的体积是42-V Sh Sh =矿从图1可知，装有适量水的杯子总重力大小是1111G F gV gSh ρρ===浮水水从图2可知，装有矿石的杯子总重力大小是2232G F gV gSh ρρ===浮水水那么矿石的质量是2131--G G m Sh Sh gρρ==矿水水 那么矿石的密度是()3142--m h hV h hρρ==矿水矿矿矿石的密度是()3142--h hh hρ水。

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mVρ=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ρ=________________（已知水的密度为ρ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ρ'，则ρ'__________ρ（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

【答案】1.95 小所测体积偏大2131--h hh hρ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mVρ=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11G F gVρ==碗浮水排当在塑料碗中加硬币后，可得到22G F gVρ==碗和硬币浮水排两式相减可得()()212121----5G G F F g V V gS h h Gρρ====碗碗和硬币浮浮水水硬币排排那么一个硬币的质量是()21-5G S h hmgρ==硬币水硬币从题中条件还可以知道，1个硬币的体积是()31-5h h SV=硬币硬币密度是2131--m h hV h hρρ==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mVρ=可知，测得硬币的密度'ρρ=。

3．为了测量物块A和B的密度，某同学进行了如下实验：(1)将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图甲所示，则应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）端调节；(2)如图乙是正确测量A的质量时使用砝码情况和游码的位置，其质量为______g；如图丙是用量筒测量物块A体积时的场景，则它的体积是______cm3，密度为______kg/m3；(3)另一物块B的密度大于酒精而小于水，请将该同学测量其密度的下列实验步骤补充完整：①将物块B 放入装有适量水的烧杯中，然后向烧杯中缓慢注入酒精并充分搅拌，直至物块B______在混合液中；②取出物块B 后，测出烧杯及杯内混合液的总质量为1m ；③将烧杯中的部分混合液倒入空量筒中，测出它的体积为V ，同时测出烧杯及杯内剩余混合液的总质量为2m ；④由测量结果得到物块B 的密度表达式为ρ=______（用步骤中的字母表示）。

【答案】左 39 5 37.810⨯ 悬浮 12m m V- 【解析】 【分析】(1)根据指针偏向分度盘的右侧可知右侧质量大，所以把平衡螺母向左调节，才能使天平平衡。

(2)物体的质量等于砝码的质量加上游码的示数；体积可从量筒中放入物体后，体积变化读出；再由密度公式mVρ=算出物体的密度。

(3)悬浮时物体的密度等于液体的密度；根据12m m Vρ-=算出液体的密度即为物B 的密度。

【详解】(1)[1]在调节天平时，发现指针如图甲所示偏向分度盘的右侧，为了使天平平衡，此时应该把平衡螺母向左调节。

(2)[2]图乙中看出，砝码的质量为20g 、10g 、5g ，游码所对刻度值为4g ，物体的质量为砝码质量加上游码指示的质量，因此石块的质量为A 20g 10g 5g 4g 39g m =+++=[3]图丙量筒中水的体积为10mL ，放入物体A 后水的体积变为15mL ，则物体A 的体积为3A 15mL 10mL 5mL 5cm V =-==[4]则物体A 的密度333A A 3A 39g 7.8g/cm 7.810kg/m 5cm m V ρ====⨯ (3)①[5]物块B 的密度大于酒精而小于水，实验过程采用悬浮法测量液体的密度，即将物体B 悬浮在液体中，然后测量出液体的密度即为物体B 的密度。

④[6]实验过程中倒出部分的液体质量为12m m -，倒出部分液体的体积V ，则液体的密度12m V Vm m ρ-== 即物体B 的密度12m m Vρ-=。

【点睛】重点是测量固体密度的实验，注意实验中的细节问题，如调节天平的平衡、质量的读数，特别是游码读数应以左侧为准、量筒中液面的读数方法等，都是常考到的内容，注意多练习，多总结。

4．小明和小丽测量鹅卵石的密度：(1)小明的测量方法如图A所示，其步骤：①在测鹅卵石的质量时，他将天平放在水平台面上，再将游码调到“0”刻度线处，发现指针停在如图甲所示的位置。

要使天平平衡，应将平衡螺母向__________（选填“左”或“右”）调，调好天平后，他进行了正确的操作，砝码和游码的位置如图乙所示，鹅卵石的质量为__________g。

②在量筒内注入30mL的水，将系上细线的鹅卵石没入水中，水面位置如图丙所示，鹅卵石的体积为__________cm3。

③则鹅卵石的密度为__________kg/m3。

(2)小丽的测量方法如图B所示，其步骤：a．在圆柱形玻璃筒内加入适量的水，正方体塑料块漂浮在水面上，用刻度尺测出塑料块露出水面的高度h1；b．将鹅卵石放在塑料块上，塑料块仍漂浮在水面上，用刻度尺测出塑料块露出水面的高度h2；c．用细线将鹅卵石系在塑料块下方，然后放入水中，塑料块仍漂浮在水面上，用刻度尺测出塑料块露出水面的高度h3。

①鹅卵石密度的表达式为ρ＝______________（已知水的密度为ρ水，用所测量的符号表示）②若在进行测量步骤c时，不小心将部分水沾在塑料块的上表面，测得鹅卵石的密度为ρ＇，则ρ＇________ρ（选填“＞”、“=”或“＜”）。

【答案】左 22.4 8 2.8×1031232h-hh-h水 =【解析】【分析】【详解】(1)①[1]在用天平测量矿石的质量时，应将天平放在水平工作台上，游码移至标尺左端的“0”刻度线处。

由图甲可知，指针偏右，说明右侧质量偏大，此时应将平衡螺母向左调节。

[2]由图乙可知，鹅卵石的质量为m=20g+2.4 g=22.4g②[3]由图丙可知，鹅卵石的体积为V=38cm3-30 cm3=8cm3③[4]由mVρ=得，鹅卵石的密度为 333322.4g 2.8g /cm 2.810kg /m 8cmm V ρ====⨯ (2)①[5]设正方体塑料块一个面的面积为S ，则鹅卵石受到的浮力为12F gS h h ρ=-浮水（）鹅卵石的重力G =mg =F 浮，则鹅卵石的质量为12m S h h ρ=-水（）鹅卵石的体积V =S （h 3-h 2）故鹅卵石的密度为()()12122332h h S h h m V h h S h h ρρρ--===--水水 ②[6]若塑料块上沾上水后，塑料块和鹅卵石的重力增大，排开水的体积增大，但容器中的液面高度不变，即h 2、h 3都不变，故测量的密度不变。