【精选】北师大版八年级上册物理 质量与密度实验(培优篇)(Word版 含解析)

一、初二物理质量与密度实验易错压轴题（难）1．如图甲所示，A、B均为正方体，:4:1OM ON=，杠杆在水平位置平衡。

取下A、B，将A下表面的中心与B上表面的中心用忽略形变的细线相连，A在上B在下，放入足够高且底部带放水阀（体积可忽略）的长方体容器中，关闭阀门，加入一定量的水后，A 的上表面刚好与水面相平，此时细线处于紧绷状态，如图乙所示。

然后缓慢放出容器中的水直至放完，放水过程中，A始终在B的正上方。

测得整个放水过程中B对容器内底面的压力F随放出水的体积变化的图像如图丙所示。

不计杠杆滑轮及细线的重力及摩擦，细线体积不计，物体A、B不吸水。

已知长方体容器内底面积2200cmS=；331.010kg/mρ=⨯水，10N/kgg=。

求：(1)正方体A和B的重力之比A B:G G是多少？(2)正方体A的密度Aρ是多少？(3)放水前，水对容器底部压强p是多大？【答案】(1)2:1；(2)330.7510kg m⨯；(3)32.010Pa⨯【解析】【分析】【详解】(1)由甲图可知，根据杠杆平衡条件可得B A12G OM G ON⨯=⨯因:4:1OM ON=故AB142:1221G OMG ON==⨯=(2)设物体A的边长为A L，物体B的边长为B L，由图丙可知，放水至D点时，物体A刚好漂浮，放水的体积为3250cm V =水则有()2AA S L LV -⨯=露水 ①继续放水至E 点，物体A 受的浮力不变，当继续放水至F 点时，物体A 浸在水中，放出的水体积为3332000cm 1250cm 750cm V '=-=水则有()2AA S L LV '-⨯=浸水 ②①+②得()()2AA A S L LL V V '-⨯+=+浸露水水即()()22333A A A 200cm250cm 750cm 1000cm L L L -⨯+=+=浸露 解得A 10cm L =，A 7.5cm L =浸，A 2.5cm L =露物体B 刚好浸没在水中，容器中剩余水的体积为3332875cm 2000cm 875cm V ''=-=水则有()2BBS L LV ''-⨯=水即()223B B 200cm875cm L L -⨯= 解得B 5cm L =物体A 漂浮时，根据平衡条件可得A F G =浮即A A gV gV ρρ=水排23333A A A A 2A A A 7.5cm 1.010kg m 0.7510kg m 10cmL L L L L L ρρρ=⋅=⋅=⨯⨯=⨯浸浸水水(3)未放水时，32875cm V =总水，由题可知，物体A 、B 浸没在水中，容器中水的深度为()()333A B 22875cm 10cm 5cm 20cm 0.2m 200cmV V V V h S S ++++=====总水总 故水对容器底部压强3331.010kg m 10N kg 0.2m 2.010Pa p gh ρ==⨯⨯⨯=⨯水答：(1)正方体A 和B 的重力之比2:1； (2)正方体A 的密度A ρ是330.7510kg m ⨯； (3)放水前，水对容器底部压强p 是32.010Pa ⨯。

2．“五一节”期间，李老师去重庆矿石公园游玩时拾到了一块具有吸水性的小矿石（ρ石>ρ水）并带回了学校，同学们对这块小矿石很好奇，于是李老师提议大家用学过的物理知识来测量它的密度。

老师为同学们提供了以下器材：天平（含砝码）、量筒、细线、水、烧杯等。

（1）方案一：小方同学利用天平和量筒来测量小矿石的密度，主要实验步骤如下： ① 调节天平时，先将天平置于_____桌面上，把游码移到称量标尺左端零刻度线处，指针静止时的位置如图甲所示。

此时应将平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节，直到天平平衡；② 将小矿石放在左盘，向右盘加减砝码，直至天平再次平衡时，右盘中所加砝码以及游码位置如图乙所示，由此可知，小矿石的质量m 为_____g ；③ 在量筒中倒入适量的水，然后用细线拴住小矿石缓慢浸没入水中，放入小矿石前、后水面如图丙所示，由此可知，小矿石的体积为_____cm 3； ④ 该小矿石的密度为_____kg/m 3；（2）方案二：小东同学在小方同学的实验基础上，利用图丁所示的实验器材，按以下的步骤也测出了这块小矿石的密度。

① 将烧杯中装入适量的水，用天平测出杯和水的总质量为 m 1；② 将量筒中已浸没足够长时间的矿石提出，迅速将矿石表面的水擦去并浸没在图丁的水中（石块未接触烧杯底且水未溢出），天平平衡时示数为m 2；③ 矿石密度的表达式ρ石＝_____ （用m ，m 1，m 2及水的密度ρ水表示）；（3）不计细线的影响，上述两种测量方案中，误差相对较小的是方案_____（选填“一”或“二”）。

若用另外一种方案，则密度的测量值跟准确值相比会偏_____（选填“大”或“小”）。

【答案】水平 左 39 15 32.610⨯ 21-m m m ρ水 二 大【解析】【详解】(1)[1][2]调节天平时，先将天平置于水平桌面上；从图甲可以看到，指针往右偏，说明右端较重，此时应将平衡螺母向左调节，直到天平平衡。

[3]从图乙可以看到，小矿石的质量是35g 4g 39g m =+=[4]从图丙可以看到，小矿石的体积是345mL -30mL 15mL 15cm V ===[5]该小矿石的密度是333339g 2.6g/cm 2.610kg/m 15cmm V ρ====⨯ (2)[6]由题意可知，当矿石放入烧杯后排开水的质量是21-m m m =排所以排开水的体积是21-m m V ρ=排水矿石完全浸没，所以V V =矿石排，矿石的密度是21-m mV m m ρρ==水石石(3)[7][8]在方案一，把矿石放入量筒内水中时，因为矿石吸水，所以导致测量出的矿石的体积偏小，根据mVρ=可知，计算出的矿石密度偏大，方案二中矿石在水中浸泡过，不再有此种情况，所以方案二测量值更准确。

3．(1)数据表格m 1/g m 2/g m Vρ/(3kg m -)（____） （____） （____） （____） （____）(2)测量平均速度 器材斜面、垫木、金属片、小车、刻度尺和______过程数据①保持斜面的坡度不变，分别测出小车通过全程AB 段和上半程AC 段的路程及所用的时间，然后计算出对应的平均速度，数据如下：结论②小车通过全程的平均速度是______m/s ；小车沿斜面向下运动时，速度______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

问题讨论在测平均速度的实验中，因不便于测量时间，因此斜面应保持较______的坡度。

【答案】CBDEA 间接测量法 74.4g 50.4g 24g 30cm 3 330.810kg/m ⨯ 停表 0.8 变大 小（或缓） 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]要测出量筒中盐水的质量和体积，需首先测出玻璃杯中盐水的质量，然后将部分倒入量筒中，测出量筒中盐水的体积和剩余盐水和玻璃杯的质量，求得量筒中盐水的质量，根据密度公式可求出盐水的密度，故顺序为CBDEA 。

[2]用天平和量筒组合起来使用来测量物质的密度，运用了间接测量法。

[3]由图可知玻璃杯和盐水的总质量m 1=50g+20g+4.4g=74.4g[4]用天平称出玻璃杯和剩余盐水的总质量m 2=50.4g[5]则量筒中盐水的质量m = m 1- m 2=74.4g-50.4g=24g[6]量筒中盐水的体积V =30cm 3[7]则盐水的密度333324g 0.8g/cm 0.810kg/m 30cmm V ρ====⨯ (2)[8]在测量物体运动的平均速度时，需要测量物体运动的时间和距离，所以我们还需停表。

[9]由表格可知小车通过全程的路程和时间，则通过全程的平均速度AB AB AB 0.96m0.8m/s 1.2s s v t === [10]小车通过AC 段的平均速度AC AC AC 0.48m0.6m/s 0.8ss v t === 小车通过CB 段的平均速度CB AB AC CB CB AB AC 0.96m 0.48m 1.2m/s 1.2s 0.8ss s s v t t t --====-- 根据小车通过AC 、CB 段的平均速度可知小车沿斜面向下运动时，速度变大。

[11]在测平均速度的实验中，为了时间的测量方便，斜面的坡度应该小（或缓）一些。

4．小阳放学回家帮妈妈给小妹妹冲奶粉，他想知道奶粉的密度，于是他取了点奶粉，做了如下 实验。

(1)在调节天平横梁平衡时，发现指针的位置如图甲，他应将平衡螺母向______（左/右） 移动；(2)小阳用调节好的天平测奶粉的质量，天平平衡时，右盘中砝码的质量为______g 。

他用如图 丙方法测出奶粉的体积，则奶粉的密度是______g/cm 3；(3)小阳猜想没有量筒也可测出奶粉的密度，于是他找来一个圆柱形的平底薄壁小玻璃瓶（可 竖直漂浮在水面）、刻度尺、大碗和水，并设计如下实验：①在玻璃瓶内装入适量的奶粉，轻轻摇晃，使其表面水平，测出奶粉的高度h 1； ②将装有奶粉的玻璃瓶放入装有适量水的大碗中，使其竖直漂浮，测出玻璃瓶浸入水中的深度h 2；③将奶粉倒出，把玻璃瓶放入装水的大碗中，仍竖直漂浮，测出玻璃瓶浸入水中的深h 3；④奶粉密度表达式ρ=______（用已知量和测量量表示，水的密度用ρ水 表示）； ⑤实验中发现玻璃瓶中的奶粉很难倒净，这会导致所测的密度值偏______。

【答案】右 25 2.74 231h h h ρ-水 小 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]图中显示指针向左偏，根据“右偏左调，左偏右调”的规则，应将平衡螺母向右调。

(2)[2]右盘中有两个砝码，一个20g ，另一个5g ，所以右盘中砝码的质量为25g 。

[3]天平使用时，左托盘放称量物,右托盘放砝码，物体的质量等于砝码的质量加上游码的示数，所以奶粉的质量为205 2.427.4m g g g g =++=由图丙知奶粉的体积为310cm ，所以奶粉的密度为3327.4 2.74/cm 10cmm g g V ρ=== (3)④[4]奶粉的重力等于浮力的变化量23==()G F g V gs h h ρρ∆∆=-奶浮水水奶粉的质量2323()=()gs h h G m s h h g gρρ-==-水奶奶水 奶粉的密度232311()==s h h m h h V sh h ρρρ--=水奶奶水奶⑤[5]因为奶粉很难倒净，所以测得奶粉的质量就偏小，而体积不变，根据密度计算公式mVρ= 可知，这会导致所测的密度值偏小。

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。