精选人教版八年级物理上册 质量与密度实验专题练习word版.docx
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精选人教版八年级物理上册 质量与密度实验专题练习word版.docx
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精选人教版八年级物理上册质量与密度实验专题练习word版
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12420
杯子外侧浸入深度为h3
【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
烧杯和水的总质量是
。
(3)[3]由题意可知,矿石受到的浮力大小是
根据阿基米德原理可知,矿石的体积是
矿石的体积是
。
(4)[4]由题意可知,矿石的质量大小是
根据
可知,矿石的密度是
矿石的密度是
。
[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h3,和杯内水深为h4;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
从图1可知,装有适量水的杯子总重力大小是
从图2可知,装有矿石的杯子总重力大小是
那么矿石的质量是
那么矿石的密度是
矿石的密度是
。
2.物理兴趣活动课上,老师让同学们测出一只玉石手镯的密度,如图所示。
除了此手镯,老师还提供如下器材:
一架调好的天平(无砝码)、两个大小不同的烧杯、一个量筒、若干细线、一个滴管、适量的水。
实验中同学们发现由于手镯较大,无法放入量筒和小烧杯中,只能放入大烧杯中。
请你利用上述器材帮助同学们设计一个实验方案,测出手镯的密度。
要求:
(1)写出主要实验步骤及需测量的物理量;
(2)写出手镯密度的数学表达式(用已知量和测得量表示)。
【答案】见解析所示
【解析】
【详解】
(1)主要实验步骤及所需测量的物理量:
①将大、小烧杯分别放在天平的两个盘中,向小烧杯中加水,利用滴管调节水量,使天平平衡;
②向量筒中加水,记下水的体积为
;
③然后将手镯放在大烧杯中,量筒中的水缓慢倒入小烧杯中,利用滴管调节水量,直至横梁平衡,记下量筒中剩余水的体积为
;此时往小烧杯加的水的质量与手镯的质量相同;
④再向量筒中加入适量的水,记下水的体积为
;
⑤把大烧杯放在水平桌面上,向大烧杯中加部分水,用细线系住手镯,放入盛水的大烧杯中,用细线在此时水面处做一标记;
然后取出手镯,量筒中的水缓慢倒入大烧杯中,利用滴管调节水量直至细线标记处,记下量筒中剩余水的体积为
;
(2)小烧杯中后来增加的水的质量即手镯的质量为:
,
手镯的体积为:
;
则手镯的密度为:
。
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
、
分别代表石块和另一石块的密度,则
________
(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623.1×103
【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
[4]由量筒读数可知石块的体积为
根据密度公式
可知,石块的密度为
(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
。
(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.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22.482.8×103
=
【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+2.4g=22.4g
②[3]由图丙可知,鹅卵石的体积为
V=38cm3-30cm3=8cm3
③[4]由
得,鹅卵石的密度为
(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
鹅卵石的重力G=mg=F浮,则鹅卵石的质量为
鹅卵石的体积
V=S(h3-h2)
故鹅卵石的密度为
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h2、h3都不变,故测量的密度不变。
5.小明学习了《物理》八年级下册内容后,想测量妈妈所戴手镯的密度。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,将游码移至标尺______处,通过调节平衡螺母,使横梁平衡;
(2)用调好的天平测量该手镯的质量时,当在右盘放入最小的砝码后,指针偏在分度盘中线左侧一点,则应该______(选填“向右调平衡螺母”、“向右盘中加砝码”或“向右移动游码”);
(3)当天平重新平衡时,右盘所加砝码和游码位置如图甲所示,则该手镯质量为______g;
(4)用50mL量筒测量手镯体积时,发现手镯无法放入量筒.于是他通过以下几个步骤测出了手镯的体积:
①在烧杯中倒入适量的水,将手镯放入其中并浸没,用记号笔记下此时液面的位置P;
②将手镯取出,用量筒里的水添加到烧杯中,使液面回到位置P;
③前后两次量筒中液面位置如图乙所示,则手镯的体积是______cm3;
(5)由此可以计算出该手镯的密度为______g/cm3;
(6)以上测出的密度值比真实值______(选填“偏大”、“不变”或“偏小”);
(7)小明的爸爸首先肯定了小明的办法,然后用另外的方法也测得了手镯的密度。
方法一:
①用一丝线将手镯挂在弹簧测力计下,静止时读数为F1;
②将手镯浸没在水中(未触底),这时弹簧测力计的读数为F2;
③则手镯的密度为ρ=______(用所测物理量的字母表示,已知水的密度为ρ水)。
方法二:
①用一碗装适量的水,放在厨房里的家用电子秤上,这时的读数为m1;
②用一丝线将手镯浸没在水中(未触底),电子秤上的读数为m2;
③将手镯沉在碗底,电子秤上的读数为m3;
④则手镯的密度为ρ=______(用所测物理量的字母表示,已知水的密度为ρ水)。
【答案】零刻度向右移动游码6820
偏小
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在调节天平横梁平衡时,需将托盘天平放在水平桌面上,将游码移至标尺零刻度处,通过调节平衡螺母,使横梁平衡。
(2)[2]当在右盘放入最小的砝码后,指针偏在分度盘中线左侧一点,这说明左盘中物体质量略大于右盘中砝码质量,故此时可以向右移动游码直至天平平衡。
(3)[3]甲图中砝码质量为65g,游码示数为3g,所以手镯质量为68g。
(4)③[4]手镯的体积为量筒中倒入烧杯中水的体积,其数值为量筒中前后两次液面的示数差
(5)[5]手镯的密度
(6)[6]手镯从烧杯中取出时会带走少量的水,故加进去水的体积应略大于手镯的实际体积,由此测量出来的手镯体积偏大,故密度的测量值比真实值偏小。
(7)③[7]手镯的重力等于弹簧力计第一次的示数F1,所以手镯的质量
手镯浸没在水中受到的浮力
手镯的体积等于被它排开水的体积
手镯的密度
④[8]由丁图可知,手镯的重力
故手镯的质量
由丁图可知,细绳对手镯的拉力
丁图中间图形中,手镯受拉力、浮力、重力作用,处于静止状态,故手镯所受的浮力
手镯的体积等于被它排开水的体积
手镯的密度
6.小明想知道酱油的密度,于是他和小华用天平和量筒做了如下实验:
(1)将天平放在水平台上,把游码放在________处,发现指针指在分度盘的右侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向______(选填“右”或“左”)调节;
(2)在烧杯中倒入适量的酱油,测出烧杯和酱油的总质量如图甲所示,将烧杯中的酱油部分倒入量筒中,如图乙所示,用天平测出剩下酱油和烧杯的总质量为29g,则量筒中酱油的质量为_______g,酱油的密度为_________kg/m3;
(3)在将酱油倒入量筒时,量筒壁和烧杯壁上都沾上了部分酱油,量筒壁沾上了部分酱油导致测量的酱油的密度___________(选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”),烧杯壁沾上了部分酱油导致测量的酱油的密度_________(选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
【答案】零刻度线左331.1×103偏大不受影响
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]天平在测量物体质量前要进行如下调节:
天平放于水平台上,游码归零,然后通过平衡螺母调节天平横梁的平衡,平衡螺母调节的方向必与指针偏转方向相反。
本题将游码归零后发现指针指在分度盘的右侧,应将平衡螺母向左侧调节直至横梁平衡。
(2)[3]天平标尺上1g分为5小格,即该天平的分度值为0.2g。
根据图甲读出烧杯和酱油的总质量为
已知剩下酱油和烧杯的总质量为29g,则量筒中酱油的质量为
[4]图乙量筒中显示倒出的酱油的体积为30mL,则酱油的密度为
(3)[5][6]计算密度时是以转移到量筒中的酱油为研究对象的,在转移过程中酱油质量不变。
量筒壁沾上了部分酱油,导致应测量的酱油的体积变小,故测量出的密度值变大;而转移时粘在烧杯壁上的酱油已经包含在剩余酱油和烧杯的总质量中,对转移的酱油的质量和体积没有影响,故对酱油密度的测量不会产生影响。
7.小明测量南京雨花石的密度,进行了如下实验:
(1)将天平放在________桌面上,游码放在标尺左端零刻度线处,发现指针静止时如图甲所示,应将天平的平衡螺母向________端调,使横梁平衡.
(2)如图乙所示,雨花石的质量为________g.
(3)将雨花石放入盛有适量水的量筒中,测得其体积为10cm3,则雨花石的密度是______________kg/m3;适量水的含义是____________________________.
(4)若石块磨损,测得的密度值________(选填“偏大”“偏小”或“不受影响”).
(5)根据所测数据,在图丙中描出一个对应的点A,接着他又换用另一石块重复了上述实验,将所测数据在图上又描出了另一个对应的点B,若ρA、ρB分别代表雨花石和另一石块的密度,则ρA________(选填“>”“=”或“<”)ρB.
【答案】水平 左31.43.14×103 能浸没石块,且不超过量筒的最大测量值不受影响<
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由将天平放在水平桌面上,游码放在标尺左端零刻度线处;
图甲可知,测量前指针偏向分度盘的右侧,说明右盘偏重,应将天平的平衡螺母向左移动,直到指针指在分度盘的中央;
(2)如图乙所示,标尺的分度值是0.2g,
雨花石的质量:
;
(3)测得其体积为10cm3,则雨花石的密度是:
;
理解量筒中加入适量水的含义:
最少水量应是物体放入量筒后能完全浸没,最大水量指放入物体后量筒中的水上升的高度不超过量筒的最大刻度值.
(4)密度是物质的特性,与质量或体积无关,所以若石块磨损,密度不变,测得的密度值不受影响.
(5)同种物质的质量与体积成正比,即质量与体积的图象为一条过原点的直线,根据AB两个点分别做出图象,如图所示:
由图可知,当体积相同时,B的质量大于A的质量,由
可得,
.
【点睛】
重点是测量固体密度的实验,除了掌握实验过程和密度的计算外,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.
8.在“用天平和量筒测量盐水密度”的实验中,小宇同学步骤如下:
(1)将天平放在水平桌面上,把游码移至标尺左端0刻度线处,发现指针指在分度盘的右侧,应将平衡螺母向__________调,使天平横梁平衡。
(2)用天平测出空烧杯的质量为29g,在烧杯中倒入适量的盐水,测出烧杯和盐水的总质量如图甲所示,则盐水的质量是_____g;再将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,如图乙所示,盐水的密度为_____kg/m3。
(3)小宇用的方法测出盐水密度值会________(选填“偏大”或“偏小”)。
(4)小萱同学在实验中先测出空烧杯的质量m1,倒入盐水后测出其总质量m2;在将盐水倒入量筒的过程中,发现由于盐水较多,无法全部倒完,她及时停止了操作。
同组同学讨论后认为仍可继续完成实验,于是小聪读出此时量筒中盐水的体积V,又加了一个步骤,顺利得出了盐水的密度。
你认为增加的步骤是:
________,请帮小萱写出计算盐水密度的表达式ρ=__________。
【答案】左331100偏大测出剩余盐水和烧杯质量为m0
【解析】
【详解】
(1)[1]用天平测量物体的质量时,首先把天平放在水平桌面上,把游码放在标尺左端的零刻线处,然后调节横梁两端的平衡螺母,使横梁平衡,在调节过程中,若指针偏向分度盘的右侧,应将平衡螺母向左边调节;
(2)[2]由图甲知,烧杯和盐水的总质量为
50g+10g+2g=62g,
盐水的质量
m=62g−29g=33g;
[3]由乙图知,盐水的体积
V=30mL=30cm3,
根据
可得盐水的密度:
;
(3)[4]因为将盐水从烧杯倒入量筒时不可能完全倒干净,所以体积的测量结果会偏小,而质量的测量是准确的,根据
可知,此密度的测量结果比真实值偏大;
(4)[5][6]原来烧杯和盐水的总质量与剩余盐水和烧杯的总质量之差等于倒入量筒中盐水的质量,所以增加的步骤为:
用天平测出剩余盐水和烧杯总质量m0;则倒入量筒中盐水质量:
,
所以盐水密度的表达式:
。
9.某同学在做测定液体密度的实验时
(1)第一次实验的方法和步骤是:
①用天平测出空烧杯的质量m0;②把该液体倒入量筒,测出它的体积V;③把量筒中的液体倒入烧杯,测出烧杯和杯中液体的总质量
。
请用上述测出的物理量写出该液体密度的表达式________,这样测出的密度值与真实值相比______(选填“偏大”“偏小”或“一致”)。
(2)第二次测量的方法和步骤完全正确,他称量烧杯和剩余液体的质量时,所用砝码和游码的位置如图甲所示,液体倒入量筒后的液面位置如图乙所示,请根据图中数据,帮助该同学把下列记录表格填写完整。
(_________)
烧杯和液体的总质量m/g
烧杯和剩余液体质量m1/g
量筒中液体的质量m2/g
量筒中液体的休积V/cm3
液体的密度ρ(g•cm-3)
112.5
(3)若要想一次尽可能准确地测出100g这种液体的体积,对于器材的量程和分度值而言,下列所给量筒最适当的是_____________。
A.50mL5mL
B.100mL2mL
C.250mL5mL
D.500mL10mL
【答案】
偏小64.5g48g60cm30.8g/cm3C
【解析】
【详解】
(1)[1]由实验步骤②可以知道液体体积为V,实验步骤①③可得到液体的质量为m总-m0,根据密度公式
可得液体密度为:
,
[2]第一步测量空烧杯的质量,第二步量筒测了体积,第三步测烧杯和液体的总质量,由第一、三步得到液体的质量,在这个过程中把液体由量筒倒入烧杯,量筒上由附着的水导致质量偏小,所以最终测得的密度偏小;
(2)[3]称量烧杯和剩余液体的质量时,所用砝码和游码的位置如图甲所示为64.5g,则量筒中液体的质量为烧杯和液体的总质量减去烧杯和剩余液体质量,即:
112.5g-64.5g=48g,
液体倒入量筒后的液面位置如图乙所示,则量筒中液体的体积为60cm3,根据密度公式
可得液体的密度ρ为:
;
(3)[4]已测出这种液体密度为0.8g/cm3,尽可能准确地测出100g这种液体的体积,根据密度公式
可得液体的体积:
,
排除选项AB,测量工具分度值越小测量越精确,故ABD项不符合题意,C项符合题意。
10.在“用天平和量筒测量盐水密度”的实验中,某同学设计了两个方案:
(1)方案一:
①将天平置于水平台上,用调节好的天平测出空烧杯的质量m1;
②向烧杯中倒入一些盐水,测出它们的总质量m2,则这些盐水的质量为______;
③再将烧杯中的盐水倒入量筒中,测出盐水的体积V;
④计算出盐水的密度ρ=______________。
(2)方案二:
①将天平置于水平台后,调节平衡螺母,使横梁平衡;
②用天平测出装有适量盐水的烧杯的总质量m1´;
③将烧杯中的一部分盐水倒入量筒中,记录量筒中盐水的体积V´;
④测出烧杯及剩下盐水的总质量m2´;
⑤计算出盐水的密度ρ´=______________。
(3)方案二中有一个步骤存在不足,请找出该步骤,并将其不足的原因填在横线处_______。
(4)用方案一测出的盐水的密度比实际值_____(填“偏大”或“偏小”)。
在方案二中,若将步骤③和④分别改为“将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,记录量筒中盐水的体积V´”和“测出烧杯的质量m2´”。
修改后所测盐水密度的误差将______(选填“大一些”、“小一些”或“无明显变化”)。
【答案】
第①步调节平衡螺母前没有将游码调至零刻度线处偏大无明显变化
【解析】
【详解】
(1)[1]由题意可知,这些盐水的质量是
[2]由此可知盐水的密度是
(2)[3]由题意可知,这烧杯中的一部分盐水的质量是
而量筒中盐水的体积V´,可以计算出盐水的密度是
(3)[4]其不足的地方是第①步调节平衡螺母前没有将游码调至零刻度线处;
(4)[5]在方案一中,测量这些盐水的体积时,会有一些盐水留在烧杯上,那么测出盐水的体积V偏小,根据
可知,质量大小正确,测出的盐水的密度比实际值偏大;
[6]若将步骤③和④分别修改,那么得到的盐水质量和体积是相互对应的,不会偏大,也不会偏小,测出的密度大小误差将无明显变化。
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