专题03 质量密度实验题-【知识点+模拟题】2024年中考物理复习讲义

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实验专题03 质量密度实验题
实验必备知识点
一、实验原理
测量方法
利用天平测量物体的质量，利用量筒测量物体的体积，由计算出物体的密度。
三、测量物质的密度
（一）测量固体的密度
1、使用天平测量固体的质量m；
2、向量筒中倒入适量水，测量水的体积；
3、用细绳将物体浸没在水中，记录此时的体积；
4、计算固体的密度
测量液体的密度
用天平测出烧杯和液体的总质量；
将适量液体倒入量筒中，测量液体的体积；
用天平测出烧杯和剩余液体的总质量；
计算液体的密度
（三）测量方法总结
1、测量物体的质量
（1）测量固体的质量：使用天平测量。
（2）测量液体的质量：m液=m1-m2（作差法），其中表示容器和液体的总质量，表示倒出适量液体后容器和剩余液体的总质量。
2、测量物体的体积
（1）测量液体的体积：使用量筒测量。
（2）测量固体的体积
1°形状规则的固体：使用刻度尺测量并计算，例如，长方体体积。
2°形状不规则的固体
①浮在水面：助沉法，压入法；

②浸没水中：排水法

3°溢水法：物体浸没在盛满水的容器中，物体的体积等于溢出水的体积，。
四、特殊方法测密度
（1）替代法：
①测出物体的质量记为m0；
②取一容器装适量水，测出容器和水的总质量记为m1；
③将物体放入容器中，完全浸没，在容器上标记出此时液面位置；
④取出物体，并加水至标记处，测出此时容器和水的总质量记为m2；
质量：m加水=m2-m1
体积：
密度：
【变式】（）
（3）方法三：排水法：V物=V排=m排ρ水
①测出物体的质量记为m0；
②取一容器装满水，测出容器和水的总质量，记为m1；
③将物体放入容器中，完全浸没，擦干外壁，测出此时容器、物体和水的总质量，记为m2；
质量：m排=m总-m余=（m0+m1）-m2
体积：
密度：
补充知识点
一、阿基米德原理：
1.阿基米德原理：浸在液体中的物体受到液体给它向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受重力的大小。
2.公式：F浮 = G排 = ρ液g V排
（1）G排--物体排开的液体受到的重力；单位：牛（N）；
（2）ρ液--液体的密度；单位：千克每立方米(kg/m3)；
（3）V排--物体排开的液体的体积（V排 = V浸）；单位：立方米（m³）；
3.适用条件：液体（或气体）。
二、物体的浮沉条件
1、物体的浮沉取决于所受浮力与重力之间的大小关系
（1）如图甲所示，物体浸没在液体中，如果，物体上浮，最终处于漂浮状态，此时；
（2）如图乙所示，物体浸没在液体中，如果，物体悬浮。
（3）如图丙所示，物体浸没在液体中，如果，物体下沉，最终处于沉底状态，此时。

2、物体的浮沉取决于物体密度与液体密度之间的大小关系
（1）如图甲所示，物体浸没在液体中，如果，物体上浮，最终处于漂浮状态；
（2）如图乙所示，物体浸没在液体中，如果，物体悬浮。
（3）如图丙所示，物体浸没在液体中，如果，物体下沉，最终处于沉底状态。
3、物体沉浮条件总结及示意图：
模拟题练习
用天平和量筒测合金块的密度。
（1）调节天平时，发现指针偏向分度盘的右侧（如图甲），此时应将平衡螺母向__________调；
（2）小明用托盘天平测量合金块的质量，操作情况如图乙所示，指出其中的一个错误是：__________，改正错误后，小明用正确的方法称合金块的质量，平衡时放在盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图丙所示，则合金块的质量为__________g；
（3）用细线拴好合金块，把它放入盛有30ml水的量筒中，水面到达的位置如图丁所示，则合金块的体积为__________cm3，合金块的密度为__________g/cm3。

学习了密度知识后，小华用天平和量筒测量食用油的密度。
（1）将天平放在水平桌面上，把游码移到标尺______端零刻度线处，发现指针指在分度盘右侧，此时应将平衡螺母向______端调节，使横梁平衡；
（2）称出空烧杯的质量为，将适量的食用油倒入烧杯，称出烧杯和食用油的总质量如图甲所示，则烧杯中食用油的质量为______，接着，将烧杯中的食用油倒入量筒中，示数如图乙所示，则食用油的密度为_____；
（3）本次实验测得食用油的密度______（选填“偏大”或“偏小”），主要原因是______；
（4）小华查阅资料和深入思考后，找到了测量液体密度更精确简便的方法，操作如下：
①如图甲、乙所示，把适量待测液体和水分别倒入两容器中并置于两电子秤上，再将两电子秤示数清零（按电子秤的清零键后，示数显示为零）；
②将系好细线的小物块（不吸收液体）缓慢浸没到待测液体中保持静止（未触底），液体未溢出，如图丙所示，记下电子秤的示数；
③将小物块取出，擦干后再缓慢浸没到水中保持静止（未触底），水未溢出，如图丁所示，记下电子秤的示数；
④则该液体密度的表达式______。（已知水的密度为）
小红在测量盐水密度的实验中，完成了以下主要实验步骤：

（1）用调节好的天平测出烧杯和盐水的总质量，如图甲所示，则烧杯和盐水的总质量为___________g；
（2）将烧杯中的部分盐水倒入量筒中，如图乙所示，然后用天平测出烧杯和杯内剩余盐水的总质量为46g，则盐水的密度为___________g/cm3；
（3）实验后，小红又利用如图2所示装置测出了盐水的密度。
①向烧杯内倒入适量的水，将两端开口的玻璃管的下端扎上橡皮膜，然后将其竖直浸入水中，此时，橡皮膜向___________（选填“上”或“下”）凸出。
②向玻璃管内缓慢注入盐水，直至橡皮膜刚好变平，再用刻度尺分别测出水和盐水表面到橡皮膜的深度分别为h1、h2。
③盐水的密度的表达式为：ρ盐水=___________（用ρ水、h1、h2表示）。
小明所在的兴趣小组需要密度为1.15g/cm3的盐水，为检验配制的盐水是否合格。
（1）小明设计了如下方案：
①将天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端的“0”刻度线上，发现指针的位置如图甲所示，则需将平衡螺母向________调节；
②测量烧杯和盐水的总质量时，砝码和游码的位置如图乙所示，烧杯和盐水的质量为________g；
③测出烧杯和剩余盐水的质量为25g；
④计算出盐水的密度为________g/cm3；
（2）为配制合格的盐水，需要继续向盐水中________（选填“加盐”或“加水”），但加多少才能刚好使配制的盐水合格，很难控制，小明思考后，想用饮料吸管制作一个简易的密度计来解决这一问题，制作步骤如下：
①他找来一根饮料吸管，测得吸管的长度是15cm，用石蜡将其一端密封起来；
②在吸管上距密封端11.5cm处画一刻线标上1.0，在吸管上距密封端________cm处画一刻线标上1.15；
③在吸管中放入一些细砂后，使其竖直漂浮在清水中，增减细沙使1.0刻线与水面刚好相平；
④从清水中取出吸管放入配制的盐水中，向盐水中加某物质直到液面与1.15刻线相平，盐水的密度就刚好是1.15g/cm3。
（3）完成实验后，小明想在这根吸管上再增加些刻线，制成一个测量范围是0.7g/cm3～1.3g/cm3密度计，结果发现不能实现，原因是________。他应________（填“增加”或“减少”）吸管中的细砂。
小明和小红测量食用醋的密度：
（1）小明调节好天平平衡后，接下来进行以下3项操作：
①图甲，用天平测量烧杯和剩余醋的总质量m1；
②图乙，将待测醋倒入烧杯中，用天平测出烧杯和醋的总质量m2；
③图丙，将烧杯中醋的一部分倒入量筒，测出这部分醋的体积V。
以上3项操作的正确顺序是：_______（填数字序号）；测得图甲中m1=_______g，食用醋的密度是_______kg/m3。
（2）如图丁，小红用刻度尺、水（已知密度为水）、两个相同玻璃容器和两个完全相同不吸水的正方体木块，也测出食用醋的密度测量步骤如下：
①用刻度尺测出正方体木块的边长为L；
②将木块分别放入盛有适量食用醋和水容器a、b中，待木块静止时，分别测出木块在两个容器中露出液面的高度为La、Lb；
③计算出食用醋的密度＝_______（用已知量或测量量的符号表示）。
小陈同学的合作小组在实验室里测量一块形状不规则、体积较大的矿石的密度。

（1）用调节好的天平测量矿石的质量时，下列会造成质量测量值偏大的是___________；
A．调节天平的横梁平衡时，指针偏向平衡标盘中央刻度线的右侧便停止了调节
B．调节天平的横梁平衡时，指针偏向平衡标盘中央刻度线的左侧便停止了调节
C．称量时所用的砝码己磨损
D．调节天平横梁平衡时，游码未移到标尺左端的零刻度线处
（2）因矿石体积较大，放不进量筒，因此他利用一只烧杯按上图所示方法进行测量矿石的体积，从图A 到图B 的操作引起的密度测量值比真实值___________（偏大/偏小/不变），因为___________；（注：本大题不考虑矿石的吸水性）
（3）为了消除测量结果的偏差，同组的同学冥思苦想，在不添加任何器材的情况下终于想出了方法。他的方法是：___________；
（4）整理器材时，同组的小平发现天平的右盘有一个缺角，则他们所测的密度值___________（选填“偏大”、“偏小”或“仍然准确”）。
小庆同学观看足球比赛后，兴致勃勃地网购了吉祥物玩具，如图A甲，可在搬运时不小心将玩具摔碎了，于是他打算借此机会用天平和量筒测量玩具的密度。

（1）小庆首先将天平放在水平桌面上，然后将游码移到标尺左端零刻度线后，发现指针位置如图A乙所示，此时应将平衡螺母向______（左/右）调节，才能使天平平衡；
（2）再将碎片放在天平上称量，天平再次平衡，最后砝码及游码位置如图A丙所示，则碎片的质量是______ g，体积如图A丁所示，该玩具的密度______ g/cm3；
（3）小庆继续思考，想利用烧杯、电子秤和玩具中不吸水的足球模型（已知足球模型密度为ρ）等器材测量看球赛准备的奶茶密度。思考后，实验步骤如下：
①将足球模型放置在已经调好的电子秤上，如图B甲所示，电子秤示数为m1；
②将足球模型放入装有适量奶茶的烧杯中，使足球浸没，同时在液面处做好标记，如图B乙所示，电子秤示数为m2；
③取出足球模型后，电子秤的示数如图B丙所示为m3；
④将奶茶补齐至标记处，如图B丁所示，电子秤的示数内m4。
小庆准备用甲丙丁三图的数据写出了奶茶密度的表达式为______ （用m1、m3、m4、ρ表示）。实验时，如果小庆忘记记录图B丙中的m3这个数据，他利用甲、乙、丁三图也求出了奶茶的密度，请在横线处用相关已知量写出奶茶密度的表达式：______ 。
小明想要用天平和量筒测量一种盐水的密度。
（1）把天平放在水平台上，发现游码未归零时天平已平衡。当游码归零为了使天平再次平衡，小明应向______（选填“左”或“右”）调节平衡，使天平平衡；
（2）小明使用调好的天平测量烧杯与盐水的总质量，砝码个数和游码在标尺上的位置如图甲所示，其质量为______；
（3）将烧杯中盐水一部分倒入量筒中，量筒中液面位置如图乙所示，则量筒中盐水的体积为______，用天平测量烧杯与剩余盐水的总质量为14.6g，则盐水的密度为______kg/m3；
（4）在两次测量质量时，小明发现都使用了同一个磨损了的砝码，则量筒中盐水质量的测量结果将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）；
（5）小明想用另一种方法粗略测盐水密度，于是找来了刻度尺、水、圆柱形杯、平底试管试管壁、底厚度忽略不计等器材，进行如下实验：
①向圆柱形杯中加适量水，把空试管放入水中竖直漂浮，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，当试管底刚刚接触圆柱形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，用刻度尺测量圆柱形杯中水的深度h2；
③从圆柱形杯中取出试管，用刻度尺测量______（填“试管”或“圆柱形杯”）中液体深度h3；
④盐水密度的表达式为_______（已知水的密度为）。
小明同学做测量小石块密度的实验：

（1）用天平称小石块质量，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；
（2）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；
（3）实验中，若石块吸水，会使密度测量值________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
（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，悬挂在电子秤下端，电子秤示数稳定后如图丙所示为F1；
②再在小桶里倒入适量的水，悬挂在电子秤下端，电子秤示数稳定后如图丁所示为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，电子秤示数稳定后为F3，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，已知水的密度为ρ水）
（2023•镇江）镇江焦山碑林全国闻名。小林为测量其中一块碑石的密度，他找来一块与其材料相同的石块，进行了如下实验。
（1）将天平放在水平桌面上，游码归零后，指针静止时位置如图1，则应将平衡螺母向 右 （选填“左”或“右”）端调节。
（2）小林用天平测量石块的质量。
①图2是小林测量时的一个场景，他操作上的错误是： 用手拿砝码；（或没有用镊子取砝码） 。
②小林将50g砝码加入托盘后，发现还需添加砝码，便又将5g的砝码加入托盘，指针静止时位置如图3。他发现砝码盒中最小砝码只有5g，小林接下来的操作是：先 取出5g砝码 ，然后 移动游码 ，直到天平平衡，小林最终测得石块质量为54g。
（3）图4是小林测量石块体积的场景，石块的体积为 20 cm3，密度为 2.7 g/cm3。
（2023•淮安）用托盘天平和量筒测量金属块的密度。
（1）将天平放在水平台面上，游码移至标尺左端“0”刻度线处，指针静止时的位置如图甲所示，应将平衡螺母向 左 调节，使指针对准分度盘中央的刻度线。
（2）将金属块放在左盘，向右盘中加、减砝码，并移动游码，当天平再次平衡时，所加砝码的质量及游码的位置如图乙所示，该金属块的质量为 158.0 g。
（3）将金属块放入装有40mL水的量筒中，液面位置如图丙所示，则金属块的密度为 7.9 g/cm3。
问题总结
一：质量和密度的理解
质量是物体的一种属性，它不随物体的形状、状态、位置和温度的改变而改变；密度是物质的一种特性，密度的大小与物质的状态、物体的温度等因素有关，而与质量、体积无关.
二：公式的理。
正确理解、m和V之间的比例关系，可以方便地分析和解决有关密度问题，但一定要注意控制变量。
①同种物质组成的两个物体甲和乙，因一定，可得
②两种不同物质组成的两个物体甲和乙，当它们体积相同时，则
③不同物质组成的两个物体甲和乙，当它们的质量相同时，有
三：密度的单位换算。
在国际单位制中，密度的单位是"kg/m3"，常用单位有"g/cm"，它们之间的换算关系是：1 g/cm=1 000 kg/m3.
密度质量相关题目的运算一定要统一单位！
上 浮
下 沉
悬 浮
漂 浮
沉 底
F浮＞G
F浮＜G
F浮=G
F浮=G
F浮+FN=G
ρ物＜ρ液
ρ物＞ρ液
ρ物＝ρ液
ρ物＜ρ液
ρ物＞ρ液
处于动态(运动状态不断改变)，
受非平衡力作用
可以停留在液体的任何深度处
是“上浮”过程的最终状态
是“下沉”过程的最终状态
处于静态，受平衡力作用