专题04 密度测量实验（原卷版）

专题04密度测量实验【知识储备】使用天平、量筒、刻度尺等常用工具测定固体或液体的密度固体密度的测定：用天平称出物体的质量m，用量筒(或量杯)测出物体的体积V(形状规则的物体可直接用刻度尺测量后计算出体积；不规则的物体通常用排水法)，然后运用公式计算出物体的密度ρ。测量液体密度的方法：①用天平测量烧杯和液体的总质量为m1；②将部分液体倒入量筒中，测出其体积为V；③用天平测量剩余液体和烧杯的质量为m2；④则液体的密度为：ρ液＝（m1-m2）/V【专题突破】1．学习了密度的测量知识后，小明同学想自己做实验测量小石块的密度，于是从实验室借来仪器进行实验：（1）将天平取出放在水平桌面上，正确测量时，当他将最小砝码放入右盘中时，指针偏向分度盘中线右侧，取下最小砝码，指针偏向分度盘中线左侧，则此时应；A．向右调节平衡螺母B．取下最小砝码后移动游码（2）天平平衡时，右盘中砝码和游码位置如图甲所示，则小石块的质量为g；（3）将小石块取下后，用细线将石块系住，慢慢放入如图乙所示的量筒内，发现水面上升到45mL处，小石块的体积为cm3，则小石块的密度为g/cm3；（4）小明又想用爸爸新买的精度很高的手提式电子秤，（既可以测量力，也可以测量质量），对石块的密度重新进行了测量，步骤如下：①先将小石块用细线系好，悬挂在电子秤的下端，如图丙所示，待电子秤示数稳定后，读出并记为F1；②再在小桶里倒入适量的水，悬挂在电子秤的下端，如图丁所示，待电子秤示数稳定后，读出并记为F2；③再用手提着系着小石块的细线一端，将小石块缓慢地浸没在水中，但要保证石块，如图戊所示。待电子秤示数稳定后，读出并记为F3，完成以上测量后，根据所得实验数据，请你写出石块密度的表达式：ρ石＝；（用字母表示）④若戊图中石块吸水（石块吸水后体积保持不变），会使密度测量值（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。2．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1所示，则应将平衡螺母向（选填“左”或“右”）端调节；（2）图2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；图3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m1；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m2；④由测量结果得到物块B的密度表达式为（用步骤中的字母表示）。（4）实验后，细心小军又发现小华实验过程中，使用的5g砝码磨损了一小块，由此导致测得的物体密度会（选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）；3．小铭在学校期间，使用一种医用免洗洗手液对手部进行消毒过程中，闻到了浓浓的酒精味，看到该液体的流动性较差。查看了瓶身上的说明后，确定，这种洗手液的主要成分为75%的酒精。于是小铭所在的兴趣小组对这种洗手液的密度进行了测量。（1）实验前，将托盘天平放在工作台上，游码移到标尺的零刻度线处，指针静止在如图甲所示的位置，此时应将右端的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节，使天平平衡；（2）将盛有适量洗手液的烧杯放在天平的左盘，天平重新平衡时，右盘所加砝码及游码位置如图乙所示，烧杯和洗手液的总质量为g；将烧杯中的部分洗手液倒入量筒，测得烧杯和剩余洗手液的总质量为40g；经过一段时间后，观察到量筒内的液面如图丙所示，则量筒内洗手液的体积为mL，这种洗手液的密度为g/cm3；（3）小铭对洗手液的密度测量结果有疑惑，回到家后利用电子秤、烧杯、细线和一个实心铝块等器材，再次对这种洗手液的密度进行测量。具体做法如下：①在烧杯中倒入适量洗手液放置在电子秤上（如图丁）；②将系好细线的铝块缓缓浸没到洗手液中保持静止（如图戊），洗手液未溢出；③将铝块缓慢沉底后松开细线（如图己）。则这次测得洗手液的密度为g/cm3，对前后两次实验进行分析，发现在（选填“学校”或“家”）所测洗手液密度的结果更接近真实值，造成另一次密度测量结果与真实值的差异较大的原因可能是（已知铝块的密度为2.7g/cm3，不计细线质量，细线和正方体均不吸收洗手液）。4．小明在物理实验室找到两个体积完全相同的实心球，一个为木球（在水中漂浮，表面经处理后不吸水），一个为铁球，他想测出木球的密度。除两球外，老师还给小明提供了如下器材：足够大的量筒和足量的水（已知水的密度为ρ水）。请你仅利用上述器材帮小明设计测量这个木球密度的实验方案。要求：（1）写出实验步骤及所需测量的物理量；（2）写出木球密度的数学表达式（用已知量和测量量表示）。5．用天平和量筒测量某盐水的密度。（1）把天平放在水平台上，发现游码未归零时天平已平衡。将游码归零，为了使天平再次平衡，应向（选填“左”或“右”）调节平衡螺母。（2）使用调好的天平测量烧杯与盐水的总质量，砝码及游码在标尺上的位置如图甲所示，其质量为g。（3）将烧杯中一部分盐水倒入量筒中，量筒中液面位置如图乙所示，用天平测量烧杯与剩余盐水的总质量为29.4g，则盐水的密度为kg/m3。（4）若身边没有天平和量筒，有刻度尺、水、烧杯、平底试管（底部质量较大，管壁、底厚度忽略不计）等器材，也能测出盐水的密度，实验如下：①向烧杯中加适量水，把空试管放入水中竖直（填“沉底”“漂浮”或“悬浮”），如图丙所示，用刻度尺测量试管浸入水中的深度h1。②向试管中缓缓倒入盐水，让试管慢慢下沉，当试管底刚刚接触杯底时停止向试管倒入盐水（试管对圆柱形杯底无压力），如图丁所示，用刻度尺测量烧杯中水的深度为h2。③从烧杯中取出试管，用刻度尺测量为h3。④盐水密度的表达式为ρ盐水＝（用h1、h2、h3和ρ水表示）。6．为了测量一石块（不吸水）的密度，小刚同学进行了如下操作：（1）用天平和量筒完成了实验，由图甲、乙可知小石块的质量为g，它的密度为kg/m3（2）接下来小刚又与小组同学根据浮力知识，只利用了弹簧测力计、大小合适的玻璃容器及适量的水，同样也测量出了小石块的密度以及某液体的密度。他们进行了如下的几次测量，实验中保持小石块处于静止状态，弹簧测力计的示数如图丙所示，前两次弹簧测力计的示数分别为F1、F2。请分析出他们的测量方法，并完成以下问题：（用已知量ρ水及测量量表示）①小石块的质量为F1②小石块中在水中所受浮力为；③小石块的体积为；④由此则可以测量出小石块的密度，其表达式为；⑤接下来，他们又读出了弹簧测力计的读数，记为F3；⑥请用以上实验步骤中的测量量推导出该液体的密度表达式。写出他们的推导过程：。7．小聪利用身边物体测量液体密度，实验器材：刻度尺细绳（若干）、橡皮筋、铝块（已知铝的密度为ρ铝）、石块、容器、待测液体。（1）实验步骤如下：A.如图﹣1，在刻度尺左端扎上橡皮筋，用细绳悬挂刻度尺，此时刻度尺的右端比左端高，应向（选填“左”或“右”）调节橡皮筋位置，使刻度尺在位置平衡，其目的是。B.如图﹣2，将悬挂铝块的细绳固定于a位置并保持不变，记录oa长度l1。C.如图﹣2，调节悬挂石块的细绳b的位置，使刻度尺在水平位置平衡，记录ob长度l2。D.如图﹣3，将铝块在待测液体中，调节右侧细绳至c位置时，刻度尺在水平位置平衡，记录oc长度l3。请根据实验完成下列填空：（2）如图﹣3，位置c应在位置b的（选填“左”或“右”）侧。（3）待测液体的密度的表达式：ρ液＝（用已知量和测量量表示）。（4）若将步骤C与步骤D顺序对调，会导致液体密度测量值（选填“偏大”或“偏小”）。8．某同学学习了密度知识后，对测量物质的密度产生了浓厚的兴趣。（1）他利用天平和量筒测量土豆的密度。具体过程如下：①天平放在，将游码移至零刻度线处，然后调节，使天平横梁平衡；用调好的天平测量土豆的质量，天平平衡时如图甲所示，则土豆的质量是g。②他用一个大烧杯自制溢水杯，将土豆缓慢浸没在大烧杯中，同时用小桶收集溢出的水，将小桶收集的水倒入量筒后如图乙所示，则土豆的密度为kg/m3（结果保留2位小数），测出的土豆密度值（选填“偏大”或“偏小”）。（2）他想知道胡麻油的密度，于是找来了透明容器、普通玻璃杯A，适量的水、一瓶胡麻油、刻度尺、滴管、记号笔和一个底面积为S粗细均匀的玻璃杯B。测量过程如下：①透明容器中加入适量的水，将A杯放入透明容器中如图甲所示；②在B杯中加入适量的水，用