2019年中考物理实验专题复习——测量固体的密度实验(答案解析)

第1页（共18页）2019年中考物理实验专题复习——测量固体的密度实验答案解析1．（2018•宜宾）小王同学到宜宾翠屏山玩要时，在去哪吒洞的路上捡到一个形状奇特且不溶于水的物体，他想知道这个不明物体是由什么材料构成，于是在实验室进行了如下操作：参考密度表物质密度（kg/m3）大理石（2.6﹣2.8）×103石膏（1.6﹣1.9）×103硬塑料（1.2﹣1.6）×103铝合金4.0×103（1）已知空玻璃杯的质量为53.8g（2）将该物体放入装有适量水的透明玻璃杯中，发现物体下沉至杯底，如图（甲），说明该物体的密度大于水的密度，物体对杯底的压力小于其重力（以上两空均选填“大于”、“等于”或“小于”）；（3）往杯中逐渐加入食盐并搅拌，直至观察到物体悬浮如图（乙）；（4）取出物体，用调好的天平测玻璃杯和盐水的总质量，如图（丙）总质量为121g；（5）将玻璃杯中的盐水全部倒入量筒，如图（丁）体积为45mL；（6）通过以上实验，可以得到物体的密度为1.5×103kg/m3，这个物体是由硬塑料构成的。【分析】（2）根据物体的浮沉条件，物体下沉时密度大于液体；沉在水底的物体受到三个力的作用：重力、浮力和支持力；（4）天平的读数：砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值；（5）进行量筒的读数时，注意量筒的分度值；（6）先计算出量筒中盐水的密度，再根据密度公式ρ=计算出盐水的密度；物体悬浮，其第2页（共18页）密度等于盐水的密度，对准密度表判断出时那种物质。【解答】解：（2）物体在水中下沉，说明此时物体密度大于水；物体沉在水底时，受到竖直向上的浮力、支持力和竖直向下的重力作用，所以支持力小于重力，又因为支持力和压力是相互作用力，大小相等，所以对底部的压力小于重力；（4）由图丙知，天平的读数为m=100g+20g+1g=121g。（5）由图丁知，量筒的分度值为1ml，量筒的读数为45mL=45cm3。（6）盐水的质量m=121g﹣53.8g=67.2g，盐水的密度ρ==≈1.5g/cm3=1.5×103kg/m3。因为物体在盐水中悬浮，所以物体的密度等于盐水的密度，为1.5×103kg/m3，在（1.2﹣1.6）×103之间；由表格知：这个物体是由硬塑料构成的。故答案为：（2）大于；小于；（4）121；（5）45；（6）1.5×103；硬塑料。【点评】此题利用替代法来测量物体的密度，考查了对物体浮沉条件的应用及液体密度的测量，设计新颖，要能够很好的解决，需熟练掌握有关基础知识。2．（2018•扬州）有一个形状不规则的小木块，将其放在水中时，浮在水面上，用以下两种方案测量该木块的密度。方案一：（1）用天平测小木块的质量：测质量前，指针指在分度盘的左侧，则平衡螺母应向右（左/右）移动，平衡后测得小木块的质量为m；（2）在量筒中倒入适量的水体积为V0；（3）用细针将小木块浸没水中，读出量筒中水面对应的刻度为V1，则木块的密度表达式ρ=。方案二：（1）在量筒中倒入适量的水，体积为V2，如图所示；（2）用一个体积为10cm3的铁块和小木块拴在一起浸没水中，读出量筒中水面对应的刻度为V3=90cm3；第3页（共18页）（3）从量筒中取出铁块，小木块漂浮水面，读出量筒中水面对应的刻度为V4=68cm3，则木块的密度ρ=0.6g/cm3。对比以上两种方案，误差比较小的是方法一，理由：方法二由于铁块取出时带有水，使得量筒中的木块和水的体积偏小，即木块排开水的体积偏小，木块质量偏小。【分析】方法一：（1）测质量前，按“左偏右调”的原则调节平衡螺母使横梁平衡。（3）根据ρ=表示出木块的密度；方法二：（1）根据量筒的分度值读出量筒中水的体积为V2，（2）用一个体积为10cm3的铁块和小木块拴在一起浸没水中，读出量筒中水面对应的刻度为V3，用V3﹣V2﹣V铁算出木块的体积；（3）从量筒中取出铁块，小木块漂浮水面，读出量筒中水面对应的刻度为V4，用68cm3，则V4﹣V2算出小木块排开水的体积，利用阿基米德原理求木块受到的浮力；因为木块漂浮，木块重力等于浮力；利用G=mg求木块的质量；再利用密度公式求小木块的密度；由于取出铁块时带有水，使得木块质量偏小，根据密度公式判断误差。【解答】解：方法一：（1）测质量前，按“左偏右调”的原则调节平衡螺母，使横梁平衡，当指针指在分度盘的左侧，则平衡螺母应向右调节。（3）木块的体积V=V1﹣V0，木块的密度为：ρ==；方法二：（1）量筒的最小分度值为2ml，水的体积V2=50ml=50cm3；（2）木块的体积：V′=V3﹣V2﹣V铁=90cm3﹣50cm3﹣10cm3=30cm3；（3）木块排开水的体积V排=V4﹣V2，木块受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水g（V4﹣V2）；第4页（共18页）因为木块漂浮，所以木块重力G木=F浮=ρ水g（V4﹣V2）；木块的质量：m木===ρ水（V4﹣V2）；小木块的密度：ρ木====0.6g/cm3；由于铁块取出时带有水，使得量筒中的木块和水的体积偏小，即木块排开水的体积偏小，木块质量偏小，根据ρ=知，密度偏小，故方法一误差较小。故答案为：方法一：（1）右；（3）；方法二：（3）0.6；方法一；方法二由于铁块取出时带有水，使得量筒中的木块和水的体积偏小，即木块排开水的体积偏小，木块质量偏小。【点评】本题考查了测固体的密度初中物理要求较高，方法最基本的有两种：一是用量筒和天平，一是利用浮力知识设计的这一种，要熟练掌握。3．（2018•泰州）小明在“测量物质的密度”的实验中：（1）将天平放在水平工作台上，游码归零后发现指针偏向如图（a），就将左侧的平衡螺母向右调节，直到天平平衡；（2）用天平称量矿石的质量，天平再次平衡时，放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图（b）所示，则矿石的质量为73.4g；（3）利用量筒和水测量矿石的体积，如图（c）所示，得出矿石的密度是3.67×103kg/m3．【分析】（1）天平使用前调节平衡时，要调节平衡螺母，规则是：指针向右偏就向左调平衡螺母，指针向左偏就向右调平衡螺母；（2）物体的质量等于砝码的质量和游码所对的刻度值之和；（3）矿石的体积等于矿石进入水中前后水面对应的刻度值的差。知道矿石的质量和体积，根据密度公式求出矿石的密度。第5页（共18页）【解答】解：（1）游码归零后，由图甲知，指针向左偏，应将平衡螺母向右调，直到天平水平平衡；（2）如图所示，砝码质量为50g+20g=70g，游码所对的刻度值为3.4g，因此矿石的质量：m=70g+3.4g=73.4g；（3）矿石的体积：V=80ml﹣60ml=20ml=20cm3。矿石的密度：ρ===3.67g/cm3=3.67×103kg/m3。故答案为：（1）右；（2）73.4；（3）3.67×103。【点评】此题考查了密度的测量实验、天平的调节和天平使用，测量固体密度是初中物理重要的实验，一定要掌握。4．（2018•淮安）测量小石块的密度。（1）将天平放在水平台面上，游码移到零刻度线处，发现指针位置如图甲所示，为使横梁在水平位置平衡，应将平衡螺母向左（选填“左”或“右”）调节。（2）用调节好的天平测量小石块的质量，右盘所加砝码和游码位置如图乙所示，天平平衡，则小石块的质量m1为32g。（3）没有量筒，用下列两种方案测量小石块的体积。方案一：①如图丙所示，将烧杯放在水平台面上，用细线系住小石块轻轻放入烧杯中，加入适量的水，使小石块浸没在水中，在烧杯壁上记下水面位置。②将小石块从水中取出后，用天平测出烧杯和水的总质量m2为152.4g。③向烧杯内缓缓加水至标记处，再用天平测出烧杯和水的总质量m3为165.2g。方案二：①向烧杯中加入适量的水，用天平测出烧杯和水的总质量m4。②如图丙所示，将烧杯放在水平台面上，用细线系住小石块轻轻放入烧杯中，使小石块浸没在水中，在烧杯壁上记下水面位置。第6页（共18页）③将小石块从水中取出后，向烧杯中缓慢加水至标记处，再用天平测出烧杯和水的总质量m5。（4）根据方案一测量结果计算出小石块密度ρ=2.5×103kg/m3，测出的小石块密度与真实值相比偏小（选填“偏大”或“偏小”）。（5）你认为根据哪一种方案测量结果计算出的小石块密度更精确？答：方案二，理由是由于先测量了烧杯和水的总质量m4．然后使小石块浸没在水中，在烧杯壁上记下水面位置，所以向烧杯中缓慢加水至标记处，不至于加水过多。【分析】（1）在天平的调平过程中，指针左偏，说明左盘低，右盘高。哪端的盘较高，平衡力螺母便向哪端调节。（2）天平平衡时物体的质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值。（4）小石块的体积等于倒入水的体积；根据密度公式求出小石块的密度。在把石块从水中取出时，石块上有附着的水，故从该角度分析即可判断。（5）当将小石块从水中取出后，带走一部分水，由于先测量了烧杯和水的总质量m4．然后使小石块浸没在水中，在烧杯壁上记下水面位置，所以向烧杯中缓慢加水至标记处，不至于加水过多。【解答】解：（1）根据图甲所示，指针偏向右端，为使横梁在水平位置平衡，应将横梁右端的平衡螺母向左端移动；（2）小石块的质量m1=30g+2g=32g；（4）由②③步骤可知，倒入水的质量为：m水=165.2g﹣152.4g=12.8g，此时水的体积V水===12.8cm3，小石块的体积等于倒入水的体积，则V=V水=12.8cm3，小石块密度ρ===2.5g/cm3=2.5×103kg/m3。由于石块从水中拿出时，上面沾有水，所以倒入水的质量偏大，求得水的体积偏大，即小石块的体积偏大，根据密度公式ρ=知，所测密度会偏小。（5）方案二测量结果计算出的小石块密度更精确，因为由于先测量了烧杯和水的总质量m4．然后使小石块浸没在水中，在烧杯壁上记下水面位置，所以向烧杯中缓慢加水至标记第7页（共18页）处，不至于加水过多。故答案为：（1）左；（2）32；（4）2.5×103；偏小；（5）由于先测量了烧杯和水的总质量m4．然后使小石块浸没在水中，在烧杯壁上记下水面位置，所以向烧杯中缓慢加水至标记处，不至于加水过多。【点评】天平的调节、使用、读数，量筒的读数，利用密度公式进行计算，这都是我们在测量密度的实验中必须掌握的。通过此题我们还应该学会一种利用等效替代来间接求物体体积的方法，并能够根据要求选择出最佳方案。5．（2018•德阳）小华随意选取一块石子，准备在实验室测定它的密度。（1）他先将天平放在水平桌面上，移动游码至标尺左端零刻线处，再调节平衡螺母，直至天平平衡。（2）用调好的天平石子的质量，当盘中所加砝码和游码位置如图甲所示时，天平平衡，测此石子的质量38.4g；在量筒内装有一定量的水。该石子放入前、后的情况如图乙所示，此石子的密度是2.56×103kg/m3。【分析】（1）掌握天平的调平，在调平前将游码拨到标尺左端的零刻度线处；（2）天平平衡时，物体的质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值，注意标尺的分度值；在进行量筒的读数时，注意其分度值，根据公式ρ=计算石子的密度。【解答】解：（1）在调节天平平衡时，先将天平放在水平桌面上，移动游码至标尺左端零刻度线处；（2）由图甲知，标尺的分度值为0.2g，所以石子的质量m=20g+10g+5g+3.4g=38.4g由图乙知，量筒的分度值为1ml，水的体积为30ml，水和石子的体积为45ml，所以石子的第8页（共18页）体积为V=45ml﹣30ml=15ml=15cm3；石子的密度ρ===2.56g/cm3=2.56×103kg/m3。故答案为：（1）零刻度线；（2）38.4；2.56×103。【点评】此题是测量石块的密度实验，考查了有关天平和量筒的使用及读数，考查了有关密度的计算，特别是注意密度的单位及换算。6．（2018•重庆）小薇同学在测固体密度时操作步骤如下：（1）在实验室，小薇把天平放在水平工作台上，将游码归零，发现指针偏向分度盘的左侧，此时应将平衡螺母向右调节（选填左”或“右”），使天平横梁平衡。（2）小薇选用了一块小矿石，用调好的天平测它的质量，当右盘中所加砝码和游码的位置如图甲所示时，天平恢复平