專題16測量固體液體密度的實(shí)驗(yàn)問題

2023年下學(xué)期人教版8年級物理上冊期末總復(fù)習(xí)必考專題學(xué)案專題16測量固體液體密度的實(shí)驗(yàn)問題學(xué)習(xí)解決專題問題思維方法（1）用天平測出固體的質(zhì)量m。（2）在量筒中倒入適量的水，測出水的體積為V1。（3）把固體浸沒在量筒的水中，測出二者的體積為V2。（4）固體的密度ρ=m/V=m/(V2V1)（1）用天平測出燒杯和液體的總質(zhì)m1。（2）把燒杯中適量液體倒入量筒中，用天平測出剩余液體和燒杯的總質(zhì)量m2。（3）讀出量筒中液體的體積V。（4）液體的密度ρ=m/V=(m1m2)/V（1）若固體具有吸水性，會導(dǎo)致水和固體的總體積偏小，從而導(dǎo)致固體的體積偏小，由可知，所測固體的密度值偏大。（2）燒杯中的液體倒入量筒中測體積時，若有少量液體附著在量筒液面上方的內(nèi)壁上，測出的液體的體積將偏小，由密度計(jì)算公式可知，會導(dǎo)致測得的液體的密度偏大。學(xué)會專題問題典型例題解析【例題1】（2023江蘇徐州）小明測量某種礦石的密度，他先用天平測量礦石的質(zhì)量，當(dāng)天平平衡時，放在右盤中的砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖甲所示，則礦石的質(zhì)量為____g。他用量筒測量礦石的體積如圖乙所示，則礦石的體積為_____cm3。則礦石的密度為______g/cm3。【答案】5220【解析】由圖示可知，礦石的質(zhì)量m=50g+2g=52g圖中礦石的體積V=40mL20mL=20mL=20cm3礦石的密度【例題2】（2023湖南湘潭）用天平和量筒測量某種飲料的密度。（1）將天平放在水平臺上，游碼歸零，發(fā)現(xiàn)指針指在分度盤的右側(cè)，如圖甲所示，則應(yīng)將平衡螺母向__________（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)使天平平衡；（2）如圖乙所示，測得燒杯和飲料的總質(zhì)量為__________g；向量筒中倒入部分飲料，如圖丙所示，量筒中飲料的體積為__________mL；用天平測得燒杯和剩余飲料的總質(zhì)量為40g，則飲料的密度為_______kg/m3；（3）只利用天平、兩個完全相同的空燒杯和適量的水也能測量出飲料的密度，步驟如下：①調(diào)好天平，測出一個燒杯的質(zhì)量m0：②將一個燒杯裝入適量的水，測出燒杯和水的總質(zhì)量m1；③另一個燒杯裝同樣高度的飲料，測出燒杯和飲料的總質(zhì)量m2；則燒杯內(nèi)飲料的體積V=________，密度ρ=________（兩空均用已知量的字母表示，ρ水已知）?！敬鸢浮浚?）左（2）30（3）【解析】（1）由圖可知，此時指針指在分度盤的右側(cè)，天平右側(cè)沉，所以平衡螺母需要向左調(diào)節(jié)。（2）根據(jù)天平的讀數(shù)為砝碼加游碼，可知燒杯和飲料的總質(zhì)量為據(jù)圖可知量筒中飲料的體積為，倒出飲料的質(zhì)量為則飲料的密度為（3）同一個燒杯裝滿水或飲料，飲料的體積等于水的體積為則飲料的質(zhì)量為飲料的密度為學(xué)通專題必考問題精煉基本功1.（2023黑龍江綏化）在測量物塊密度的實(shí)驗(yàn)中，用調(diào)好的天平測量物塊的質(zhì)量，當(dāng)天平平衡時，右盤中砝碼的質(zhì)量和游碼的位置如圖甲所示，則物塊質(zhì)量為______g；利用量筒測量物塊（不吸水）的體積，水面位置如圖乙所示，則物塊的密度為______kg/m3?！敬鸢浮?42.7×103【解析】由圖可知，標(biāo)尺上的分度值為，則物體質(zhì)量為m=50g+4g=54g由圖乙可知，物塊的體積為V=40mL20mL=20mL=20cm3物塊的密度為2.（2023湖北恩施）為測量某液體的密度，物理老師將體積都為V的水和待測液體倒入相同的兩個燒杯中，分別放在已經(jīng)調(diào)平的天平兩端，左邊是水，現(xiàn)象如圖所示。（1）為了讓橫梁恢復(fù)平衡，應(yīng)向_____盤加砝碼；若加上最小砝碼后，指針偏右，接下來的操作是______；（2）天平再次平衡時，所加質(zhì)量（含游碼讀數(shù)）為，則待測液體密度的表達(dá)式為：_________。（水的密度用表示）【答案】（1）右見解析（2）【解析】（1）由圖可知，指針偏向分度盤的左側(cè)，應(yīng)該向右添加砝碼，加上最小砝碼后，指針偏右，應(yīng)取下最小砝碼，移動游碼直至天平平衡。（2）水的質(zhì)量為m水=ρ水V天平再次平衡時，所加質(zhì)量（含游碼讀數(shù)）為，此時液體的質(zhì)量m液=m水M加m液=ρ水VM加待測液體密度3.（2023湖南邵陽）晶晶同學(xué)旅游時撿到一顆漂亮的鵝卵石。他從學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)室借來天平（含砝碼）、量筒測量這顆鵝卵石的密度，步驟如下：（1）將天平放在水平桌面上，游碼移至標(biāo)尺左端的零刻線處，調(diào)節(jié)平衡螺母，使橫梁平衡；（2）將鵝卵石放在天平的左盤上，往右盤中加減砝碼并移動游碼，直到天平再次平衡。所放的砝碼和游碼的位置如圖甲所示，則鵝卵石的質(zhì)量為______g；（3）如圖乙，使用量筒時，正確的讀數(shù)方法是______（選填①或②或③），晶晶同學(xué)測出鵝卵石的體積為；（4）計(jì)算出該鵝卵石的密度為______g/cm3?！敬鸢浮竣凇窘馕觥浚?）如圖所示，天平砝碼質(zhì)量為25g，游碼標(biāo)尺分度值為，此時游碼示數(shù)為，把砝碼質(zhì)量和游碼示數(shù)加起來即為鵝卵石的質(zhì)量為。（3）如圖乙所示，使用量筒時，視線應(yīng)該平視液面，仰視時讀數(shù)偏小，俯視時讀數(shù)偏大，則正確的讀數(shù)方法是②這種方式。（4）由題可知，前面步驟測出了鵝卵石的質(zhì)量和體積，則該鵝卵石的密度為4.（2023江蘇泰州）小明使用天平和量筒測量石塊的密度。（1）將天平放在水平臺面上，如圖甲所示，是小明剛調(diào)節(jié)完天平平衡的情形。請你指出他調(diào)節(jié)過程中遺漏的操作步驟：______。補(bǔ)上遺漏步驟后，為使天平重新平衡，應(yīng)將平衡螺母向______調(diào)節(jié)；（2）用調(diào)好的天平稱石塊的質(zhì)量，測量結(jié)果如圖乙所示，則石塊的質(zhì)量為______g，接著他在量筒中倒入30mL的水，再將石塊浸沒在水中，水面位置如圖丙所示，則石塊的密度為______g/cm3；（3）以下操作會導(dǎo)致石塊密度的測量值偏大的有：______（多選，填字母序號）A．讀取量筒示數(shù)時視線俯視液面B．先測石塊的體積后測石塊的質(zhì)量C．石塊放入量筒時有部分水濺起附筒壁上【答案】（1）將游碼移至零刻度線處右（2）（3）BC【解析】（1）調(diào)節(jié)天平平衡時，應(yīng)先將游碼歸零，再調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡。圖甲是小明調(diào)節(jié)完天平平衡的情形，游碼未在零刻度線處，所以他遺漏的步驟是：將游碼歸零。甲圖中沒有將游碼歸零，橫梁就平衡了，如果將游碼歸零，則指針就將偏向分度盤左側(cè)，此時要使天平平衡，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)。（2）用調(diào)好的天平稱石塊的質(zhì)量，測量結(jié)果如圖乙所示，天平標(biāo)尺分度值為，標(biāo)尺上游碼在處，砝碼質(zhì)量和是25g，則石塊的質(zhì)量為接著他在量筒中倒入30mL的水，再將石塊浸沒在水中，水面位置上升至如圖丙所示40mL處，則石塊的體積則石塊的密度（3）A．讀取量筒示數(shù)時視線俯視液面，讀數(shù)比實(shí)際偏大，計(jì)算出的體積偏大，質(zhì)量不變，根據(jù)密度公式可知，測得質(zhì)量將偏小，故A不符合題意；B．先測石塊的體積后測石塊的質(zhì)量，從水中取出石塊時，上面附有水珠，接著測量質(zhì)量，會導(dǎo)致測得的質(zhì)量偏大，體積不變，根據(jù)密度公式可知，測得質(zhì)量將偏大，故B符合題意；C．石塊放入量筒時有部分水濺起附在筒壁上，則小明測得的石塊和水的總體積偏小，計(jì)算出的石塊體積偏小，質(zhì)量不變，根據(jù)密度公式可知，測得質(zhì)量將偏大，故C符合題意。故選BC。5．（2023天津）為了測量一個金屬零件的密度，小明進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：（1）實(shí)驗(yàn)步驟：①把天平放在水平桌面上，將游碼移至標(biāo)尺左端零刻線處，發(fā)現(xiàn)指針在分度盤上的位置如圖甲所示，為使橫梁平衡應(yīng)將平衡螺母向______調(diào)節(jié)（選填“左”或“右”）；②用天平測出零件的質(zhì)量，如圖乙所示；③用量筒測出零件的體積，如圖丙所示；（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：請將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果填入下表。零件質(zhì)量量筒中水的體積量筒中水和零件總體積零件體積零件密度____________________【答案】（1）右（2）【解析】（1）指針指在分度盤左側(cè)，由左偏右調(diào)可知，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)，使天平橫梁平衡。（2）觀察乙圖可知，游碼對應(yīng)刻度為2g，零件質(zhì)量等于砝碼質(zhì)量與游碼對應(yīng)刻度值之和，所以零件質(zhì)量m=20g+5g+2g=27g觀察丙圖可知，左邊量筒中只有水，量筒的分度值為2mL，量筒中水的體積為30mL，即30cm3。觀察丙圖可知，右邊量筒中有水和零件，量筒中水和零件的體積為40mL，即40cm3。零件的體積V=V2V1=40cm330cm3=10cm3零件密度6.（2023江蘇宿遷）小明利用托盤天平和圖甲所示的注射器測量雞蛋清的密度。（1）將天平放在__________臺面上，把__________移至標(biāo)尺的零刻度線處，發(fā)現(xiàn)指針靜止時的位置如圖乙所示，應(yīng)將平衡螺母向__________端調(diào)節(jié)，直至天平橫梁平衡；（2）接下來進(jìn)行了如下操作：A.用天平測出注射器的質(zhì)量為10g；B.用注射器吸取部分蛋清，從注射器上讀出體積為16mL；C.用天平測出蛋清和注射器的總質(zhì)量為m，如圖丙所示，m=__________g。（3）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知，蛋清的密度ρ=__________g/cm3。實(shí)驗(yàn)后，小明發(fā)現(xiàn)注射器的尖端還有一點(diǎn)小“空隙”，“空隙”里也充滿了蛋清，這會導(dǎo)致測得的密度比真實(shí)值偏__________?！敬鸢浮浚?）水平游碼右（2）（3）大【解析】（1）天平使用前，應(yīng)將天平放在水平臺面上，接下來調(diào)節(jié)游碼至零刻度線處。天平指針指在分度盤的左側(cè)，說明左側(cè)的質(zhì)量偏大，平衡螺母應(yīng)該向右邊調(diào)節(jié)，直到天平平衡。（2）由丙圖可知，天平的分度值為，此時蛋清和注射器的總質(zhì)量為。（3）蛋清的質(zhì)量為蛋清的體積為V=16mL=16cm3蛋清的密度小明發(fā)現(xiàn)注射器的尖端還有一點(diǎn)小“空隙”，“空隙”里也充滿了蛋清，那么蛋清的體積會偏小，導(dǎo)致密度偏大。7．（2023山西）暑期，小偉在科技創(chuàng)新大賽中獲獎，他想知道所獲獎牌的材質(zhì)，為此，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案。（1）把天平放在________上，把游碼放到標(biāo)尺左端的零刻度線處，橫梁靜止時，指針指在如圖甲所示位置，接下來的操作是________，直至橫梁在水平位置平衡；（2）測量過程中，當(dāng)天平重新平衡時，右盤中所加砝碼和標(biāo)尺上游碼的位置如圖乙所示，則獎牌的質(zhì)量為________g；（3）在測量獎牌體積時，由于量筒口徑較小，獎牌無法放入。經(jīng)過思考，小偉采取了以下步驟測出了獎牌的密度。①向燒杯中加入適量的水，用細(xì)線系住獎牌使其浸沒在水中，并在燒杯壁上水面到達(dá)的位置作出標(biāo)記，如圖丙所示；②把獎牌從水中取出后，將量筒中的水（體積是40mL）緩慢加入燒杯中至標(biāo)記處，量筒中剩余水的體積如圖丁所示，則獎牌的體積為________；③算出獎牌的密度是________。小偉將測得的密度和表中數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，推測獎牌可能是________制成的（答案合理即可）。物質(zhì)密度/（kgm3）銅鐵鋁【答案】（1）水平臺向右調(diào)節(jié)平衡螺母（2）70.4（3）8銅【解析】（1）實(shí)驗(yàn)天平測量物體質(zhì)量時，應(yīng)把天平放在水平臺面上，把游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度處，橫梁靜止時，由圖甲知，指針偏左，為使橫梁在水平位置平衡，應(yīng)將橫梁的平衡螺母向右端移動。（2）由圖乙可知，天平標(biāo)尺的分度值0.2g，獎牌的質(zhì)量m（3）②由圖丁可知剩余水的體積V剩=32mL=32cm3，獎牌的體積為V牌=VV剩=40cm332cm3=8cm3③獎牌的密度由表中數(shù)據(jù)可知，銅的密度是8.9×103kg/m33獎牌可能是銅制成的。8．（2023山東臨沂）2023年5月17日，我省萊州市西嶺村金礦新勘查出金金屬儲量200t，成為國內(nèi)最大單體金礦床，為研究西嶺金礦礦石，小明利用天平和量筒測量了一小塊礦石的密度。（1）把天平放在水平臺上，將游碼移至稱量標(biāo)尺左端的零刻度線上，指針的位置如圖甲所示，此時應(yīng)向_______（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)平衡螺母，使天平平衡；（2）將礦石放在天平的左盤中，通過向右盤加減砝碼后，指針的位置如圖甲所示，此時應(yīng)______，使天平平衡；（3）天平平衡后，所用砝碼及游碼在稱量標(biāo)尺上的位置如圖乙所示，則礦石的質(zhì)量為______g；（4）向量筒中倒入60mL的水，用細(xì)線拴住礦石并放入量筒中后，量筒中的水面如圖丙所示，則礦石的體積為______cm3；（5）實(shí)驗(yàn)所測礦石的密度為_____g/cm3；（6）因礦石具有吸水性，實(shí)驗(yàn)所測礦石的密度值_______（選填“偏大”或“偏小”）?！敬鸢浮浚?）右（2）調(diào)節(jié)游碼（3）48.8（4）20（5）2.44（6）偏大【解析】（1）由圖甲可知，指針偏左，說明左邊重，右邊輕，應(yīng)將平衡螺母向輕些的右邊調(diào)節(jié)，使天平平衡。（2）由圖甲可知，指針偏左，說明左邊重，右邊輕，通過向右盤加減砝碼后，指針仍不能平衡，此時應(yīng)移動游碼使天平平衡。（3）由圖乙可知，砝碼質(zhì)量為45g，標(biāo)尺分度值為0.2g，游碼所在位置的示數(shù)為3.8g，所以礦石的質(zhì)量為（4）由圖丙可知，量筒分度值為2mL，液柱所在位置的示數(shù)為80mL，所以礦石和水的總體積為80mL，已知水的體積為60mL，則礦石的體積為（5）由可知，所測礦石的密度為（6）因礦石具有吸水性，會導(dǎo)致水和礦石的總體積偏小，從而導(dǎo)致礦石的體積偏小，由可知，所測礦石的密度值偏大。9．（2023云南）媽媽制作了一杯奶茶，小明想知道奶茶的密度，他將奶茶帶到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了測量。（1）將托盤天平放在工作臺上，將游碼移至標(biāo)尺左端的處，當(dāng)橫梁靜止時，指針位置如圖甲所示，應(yīng)將平衡螺母向調(diào)節(jié)，直到指針對準(zhǔn)分度盤的中央刻度線。（2）小明進(jìn)行了如下操作：①將適量奶茶倒入燒杯中，用托盤天平測出奶茶和燒杯的質(zhì)量；②將燒杯中的部分奶茶倒入量筒中，如圖乙所示，測出奶茶的體積V=mL；③用托盤天平測量燒杯和剩余奶茶的質(zhì)量，如圖丙所示，=g。（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出奶茶的密度=g/。（4）在步驟②中，有少量的奶茶附著在量筒液面上方的內(nèi)壁上，測得的奶茶密度比真實(shí)值（選填“大”或“小”），燒杯中剩余奶茶的密度（選填“變大”“變小”或“不變”）?！敬鸢浮浚?）水平零刻度線右（2）8084（3）1.05（4）大不變【解析】（1）天平在使用前應(yīng)先調(diào)平，調(diào)平的方法是：將托盤天平放在水平工作臺上，然后將游碼撥回標(biāo)尺左端零刻度線處，當(dāng)橫梁靜止時，由圖甲可知，指針向左偏，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)。（2）②由如圖乙可知，量筒的分度值為2mL，則讀數(shù)為80mL，即奶茶的體積為80mL。由圖丙可知，燒杯和剩余奶茶的質(zhì)量量筒中奶茶的質(zhì)量奶茶的密度（4）燒杯中的奶茶倒入量筒中測體積時，若有少量奶茶附著在量筒液面上方的內(nèi)壁上，測出的奶茶的體積將偏小，由密度計(jì)算公式可知，會導(dǎo)致測得的奶茶的密度偏大。密度是物質(zhì)本身的一種性質(zhì)，與質(zhì)量跟體積無關(guān)，故燒杯中剩余奶茶的密度不變。10．（2023山東濱州）某小組在“測量金屬塊密度”的實(shí)驗(yàn)中：（1）把天平放在水平桌而上，將撥至標(biāo)尺左端的零刻度線處，發(fā)現(xiàn)如圖甲所示情況，應(yīng)向調(diào)節(jié)平衡螺母，使指針指到分度盤的中央。（2）天平平衡后，小組的小濱同學(xué)按圖乙所示的方法稱量金屬塊的質(zhì)量，請寫出其中的一處錯誤：。（3）小濱糾正了錯誤，正確操作，天平再次平衡時，放在右盤中的砝碼和游碼的位置如圖丙所示，所稱量金屬塊的質(zhì)