【精选】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．小明和小华想探究一角硬币是由什么金属制成的，决定利用实验室器材测量一角硬币材料的密度。

(1)小明选取了5枚相同的硬币，采用如图所示的方法测得硬币的直径为__________cm，再将5枚相同的一角硬币紧叠在一起用刻度尺测出总厚度，计算出硬币的总体积。然后，

用天平测出这5枚硬币的总质量m，最后根据密度公式

m

V

ρ=计算出硬币材料的密度，小明测得硬币的密度比真实值_______（选填“大”或“小”），简述理由

_______________；

(2)小华的测量步骤是：a．在圆柱形玻璃筒内加入适量的水，塑料碗漂浮在水面上，测出筒内水面的高度1h；b．将5枚相同的硬币放入塑料碗中，碗漂浮在水面上，测出筒内水面的高度2h；c．将5枚相同的硬币放入玻璃筒内的水中，碗漂浮在水面上，测出筒内水面的高度3h；

①硬币密度的表达式为ρ=________________（已知水的密度为ρ水，用所测量的符号表示）；

②若将测量步骤b和c对调（即将沾有水的硬币放入塑料碗中），测得硬币的密度为

ρ'，则ρ'__________ρ（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

【答案】1.95 小所测体积偏大21

31

-

-

h h

h h

ρ

水等于

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]从图中可以看到，0到7.80cm这段距离有4个直径，所以硬币的直径是

7.80cm

1.95cm

4

d==

[2][3]因为硬币的表面凹凸不平，它们重叠时有空隙，则所测的体积会偏大，根据密度公式

m

V

ρ=可知，密度将会偏小。

(2)[4]由题意可知，只把塑料碗放进去时，碗受到的重力和浮力平衡，即

11

G F gV

ρ

==

碗浮水排

当在塑料碗中加硬币后，可得到

22

G F gV ρ==碗和硬币浮水排

两式相减可得

()()212121----5G G F F g V V gS h h G ρρ====碗碗和硬币浮浮水水硬币排排

那么一个硬币的质量是

()

21-5

G S h h m g

ρ=

=

硬币水硬币

从题中条件还可以知道，1个硬币的体积是

()31-5

h h S V =

硬币

硬币密度是

21

31--m h h V h h ρρ=

=

硬币硬币水

硬币

[5]先进行步骤c ，这时水面是h 3，硬币取出后，硬币上带有一部分水，玻璃筒内的水面会下降一点，小于h 1，带有水的硬币放在碗中时，这部分水的重力会让玻璃筒内的水面重新恢复为h 2，那么通过公式计算出的硬币质量是正确的；先进行步骤a ，再进行步骤c ，则通过公式计算出的硬币体积也是正确的；根据m V

ρ=

可知，测得硬币的密度'

ρρ=。

2．在“测量液体的密度”实验中：

（1）把天平放在水平桌面上，游码归零后，发现指针位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节，直到横梁水平平衡．

（2）将装有适量某液体的小杯子放在天平的左盘上，天平平衡时，所用砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示，若小杯子的质量为20g ，则小杯子中液体的质量为_____g ，然后将小杯子中的液体全部倒入量筒中，液面到达的位置如图丙所示，则量筒中液体的体积为_____cm 3，由此可计算出液体的密度为_____kg/m 3．

（3）此次实验操作测得的液体密度值偏_____（选填“大”或“小”），原因是_____． 【答案】右 16.4 20 0.82×103kg/m 3； 大 杯子内壁上有少量的残留液体，测得的体积偏小

【解析】 【分析】

根据题中“应将平衡螺母向”“小杯子中液体的质量为”“量筒中液体的体积为”“ 计算出液体的密度为”可知，本题考查测量液体密度的实验，运用天平、量筒的使用规则，及密度公式分别进行判断和计算． 【详解】

（1）图甲中指针向左偏，应把平衡螺母向右调，直到横梁水平平衡． （2）图乙中烧杯和液体的总质量：m 总＝20g+10g+5g+1.4g ＝36.4g ， 小杯子中液体的质量：m ＝m 总﹣m 杯＝36.4g ﹣20g ＝16.4g ； 图丙量筒中液体的体积：V ＝20mL ＝20cm 3， 液体的密度：333316.4g 0.82g/cm 0.8210kg/m 20cm

m V ρ=

===?； （3）将小杯子中的液体全部倒入量筒时，杯子内壁上有少量的残留液体，测得的体积偏小，根据密度公式m

V

ρ=

可知，测得的液体密度值偏大．

3．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m 0； 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m 总。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。

(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 ．50mL 5mL

B ．100mL 2mL

C ．250mL 5mL

D ．500mL 10mL

【答案】0

m m V

ρ-=总 偏小 64.5 48 6×10﹣5 0.8 C 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1][2]根据实验步骤可知，烧杯中液体的质量为0m m 总

﹣，其体积为V ，该液体密度的表达式为0

m m V

ρ-=

总；把量筒中的液体倒入烧杯时，量筒壁有液体残留，测得液体的质量偏小，由m

V

ρ=

可知，这样测出液体的密度与真实值相比偏小。。 (2)[3]第二次测量时，由图甲可知，烧杯和剩余液体的质量为

150g+10g+4.5g 64.5g m ＝＝

量筒中液体的质量为

21112.5g 64.5g 48g m m m 总＝﹣＝﹣＝

由图乙可知，量筒中液体的体积为

35360ml 60cm 610m V -?倒＝＝＝

所以，液体的密度

32348g

==0.8g/cm 60cm

m V ρ=

倒 (3)[4][5][6]100g 这种液体的体积

'

'

3

3

100g =125cm =125ml 0.8g/cm

m V ρ

=

=

A 和

B 中量筒的量程小于125ml ，故A 、B 量筒不合适；

C 和

D 中量筒量程都大于125ml ，但是C 量筒的分度值小，准确度高，故应选C 量筒。 故选C 。

4．为了研究物质的某种特性，某同学分别用甲、乙、丙三种不同的金属做实验。实验时，他用量筒和天平分别测出甲（或乙或丙）金属在不同体积时的质量。下表记录的是实验测得的数据。

(1)分析上表中的实验序号1、2、3（或4、5、6或7、8、9）的体积及质量变化的倍数关系，可归纳出的结论是__________ ；

(2)分析比较实验序号___________在体积相同时的质量关系，可得出的初步结论是：相同体积的不同金属，它们的质量是不相同的；

(3)进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据，可得出的结论是：

（a）_____________ ；

（b）_____________ 。

【答案】同种物质，质量与体积成正比 1、4、7或2、8或3、6 分析表一或表二或表三，同种物质，质量与体积的比值相同分析表一和表二和表三，不同种物质，质量与体积的比值不同

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]分析表一、二、三可知，同种物质，质量与体积成正比。

(2)[2]比较实验序号1、4、7或2、8或3、6可得：相同体积的不同金属，它们的质量不相同。

(3)[3][4]分析表一、二、三知，各表中的金属的质量与体积之比分别为27、78、89，所以可得出结论是：同种物质，质量与体积的比值相同；不同种物质，质量与体积的比值不同。

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50 mL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 68 20 3.4 偏小 1

12F F F ρ-水

3121

m m m m ρ--水 【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

33340cm 20cm 20cm V V V =-=-=镯后前

(5)[5]手镯的密度

33

68 3.4g/cm 20cm

m g

V ρ=

=

=镯镯镯

(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F 1，所以手镯的质量

11

G F m g g

=

=镯镯 手镯浸没在水中受到的浮力

12F F F =-浮

手镯的体积等于被它排开水的体积

112

F F F V V g g

ρρ-==

=浮镯排水水 手镯的密度

1 1

1

1

1 1

212

F

m F

g

F F

V F F

g

ρρ

ρ

===

--

镯

镯水

镯

水

④[8]由丁图可知，手镯的重力

2

31

()

G m m g

=-

镯

故手镯的质量

2

31

m m m

=-

镯

由丁图可知，细绳对手镯的拉力

32

()

F m m g

=-

拉

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

2

313221

()()()

F G F m m g m m g m m g

=-=---=-

2

浮镯拉

手镯的体积等于被它排开水的体积

2

2121

()

F m m g m m

V V

g g

ρρρ

--

====

2

2

浮

镯排

水水水

手镯的密度

2

2

2

3131

2121

m m m m m

m m

V m m

ρρ

ρ

--

===

--

镯

镯水

镯

水

6．(1)李明取来托盘天平放在水平桌面上，发现分度盘如图甲所示。他应先将天平的平衡螺母向_____移动。如在测量过程中出现了甲图所示情况，应___________；

(2)用天平测出空烧杯的质量为16g，在烧杯中倒入适量的酱油，测出烧杯和酱油的总质量如图乙所示，将烧杯中的酱油全部倒入量筒中，酱油的体积如图丙所示，则烧杯中酱油的质量为____g，酱油的密度为_____kg/m3.此法测出的酱油密度比真实值_____（选填“偏大”或“偏小”）；

(3)为了避免测量中烧杯沾有液体的影响，李明又想到另一种方法测量酱油的密度，他添加两个完全相同的烧杯和适量的水，实验步骤如下∶

①调好天平，用天平测出空烧杯质量为m0；

②将一个烧杯_____，用天平测出烧杯和水的总质量为m1；

③用另一个相同的烧杯装满酱油，用天平测出烧杯和酱油的总质量为m 2； ④则酱油的密度表达式ρ=_____（已知水的密度为ρ水）。

【答案】左 取下最小砝码，向右调节游码 66 1.1×103 偏大 装满水

()()

2010水

ρ--m m m m

【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]从指针向右偏，则右端较重,平衡螺母应该向左调。

[2]如在测量过程中出现了甲图所示情况，说明右端稍重。此时取下最小砝码，向右调节游码。

(2)[3]由图可知烧杯和酱油的总质量是

=50g+20g+10g+2g=82g m 总

其中酱油的质量是

=82g 16g=66g m m m -=-瓶总酱油

[4]酱油的体积从量筒上可以看出是60cm 3,所以酱油的密度是

333366g =1.1g/cm =1.110kg/m 60cm

m V ρ=

=? [5]由于在实验中测量酱油的质量是准确的,测量酱油的体积时会由于烧杯内壁沾有少量的酱油，而使体积变小,所以这种方法测出的密度值会偏大。

(3)[6]为了避免实验中的测量体积的误差,用两只相同的烧杯,装有同体积的酱油和水,通过只测量质量就可以利用水的密度来表示酱油的密度，所以步骤②中，将一个烧杯装满水。 [7]两只相同的烧杯，中水和酱油的体积相同，即

V V =水酱油

则

20

10

m m m m ρ

ρ--=

水

可得

20

10=

m m m m ρρ--水

7．周末，小明跟着父母去唐河里捡拾了一块唐河玉石。他想知道这块玉石的密度，于是把玉石带到学校实验室。他发现量筒太细放不进玉石，于是就用烧杯、天平和水来测量：

(1)在调节天平平衡时，首先把_______拨到零刻度线处，发现横梁左低右高，此时，他应该将右侧的平衡螺母向________调节（选填“左”或“右”）；

(2)调节天平平衡后，他将玉石放在天平的左盘，在右盘添加砝码并移动游码，当天平再次平衡时，天平右盘内所加的砝码和游码在标尺上的位置如图所示，则玉石的质量为________g ；

(3)如图所示，往烧杯中加入适量的水，把玉石浸没，在水面到达的高度做上标记；取出玉石，让水尽量滴尽到烧杯，然后测出烧杯和水的总质量为127g ；往烧杯中加水到标记，再测出此时烧杯和水的总质量为149g 。若水的密度按1.0g/cm 3计算，则玉石的密度约为_______g/cm 3（保留两位小数）；

(4)测量结束后，同学们一起讨论测量的过程和结果。大家认为取出玉石时会带出部分水，就导致测量值比真实值________（选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】游码 右 56.2 2.55 偏小 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]使用天平时，将天平放在水平桌面上，把游码移到标尺的零刻线处。 [2]横梁左低右高，说明指针偏左，所以平衡螺母向右调节，使横梁平衡。 (2)[3]玉石的质量

m ＝50g ＋5g ＋1.2g ＝56.2g

(3)[4]由=

m

V

ρ可知，玉石的体积 33

149g 127g

22cm 1g /cm

m V V ρ-=

=排

排水

==

玉石的密度

3

356.2g 2.55g/cm 22c =

m

m V ρ≈= (4)[5]把玉石从水中取出时，石块上沾有部分水，烧杯中剩余水的体积偏小，导致所测玉石的体积偏大，在质量准确的情况下，根据=

m

V

ρ可判断测得的玉石密度偏小。

8．小明和小红同学在“测石块的密度”的实验中：

(1)首先取来托盘天平，小明把它放在水平桌面上，调节平衡螺母，使天平平衡；小红认为此操作有误，错误是_____；小明虚心地听取了小红的建议，纠正错误后，发现天平的指针静止在图1所示的位置，则应将平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节，使天平横梁在水平位置平衡；

(2)小明随后在称量石块的质量过程中，又出现了图1所示的情况，他应该_____； (3)天平恢复平衡时，右盘中的砝码和标尺上的游码如图2所示，则石块的质量为_____g ； (4)实验中由于没有量筒，他们为了测出石块体积进行了如图3所示的实验操作： a ．先将烧杯中装有适量的水，标记好水面的位置，测得烧杯和水的总质量为m 1； b ．再将石块放入装水的烧杯中，倒出超过标记处的水，并用胶头滴管调节使水面恰好在标记处，测出此时烧杯、水、石块全部的质量为m 2；

c ．通过a 、b 两步得出石块的体积是_____，计算出石块的密度为_____（水的密度用ρ水表示）。

【答案】游码没有移到左端的零刻线处 右 向右盘中增加砝码或向右调游码 72

12

m m m ρ+-石块水

1272g

m m m ρ+-水

石块 【解析】 【分析】

(1)使用天平之前先把天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度处，然后调节平衡螺母；平衡螺母向上翘的一端移动，使天平的横梁平衡；

(2)若在测量过程中出现甲图的情况，即表明物体较重，砝码较轻； (3)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)在没有量筒的情况下，根据等效替代法，石块的体积等于添入水的体积，求出添入水的质量，依据公式为m

V ρ

=求出添入水的体积，根据公式m

V

ρ=

计算出石块的密度。 【详解】

(1)[1]小明把天平放在水平桌面上，应该首先将游码移到标尺最左端的零刻线处，再调节天平平衡，所以错误是：游码没有移到左端的零刻线处；

[2]由图1可知，指针偏左，则可将平衡螺母向右调节，使天平横梁在水平位置平衡； (2)[3]若在测量过程中出现甲图的情况，即表明物体较重，砝码较轻，故应该向右盘中增加砝码或向右调游码；

(3)[4]由图甲知，物体的质量为：

m ＝50g+20g+2g ＝72g ；

(4)[5]根据题意得，倒出水的质量为：

12

m m m m

+

'=-

水石块

，

水的体积即为小石块的体积：

12

m

V

m m

V

ρ

+-

==

水

石块

石加

水

；

[6]因小石块的质量m＝72g，则该小石块密度的表达式为：

1212

72g72g

m m m m m m

m

V

ρρ

ρ

===

+-+-

石块石块

石水

石

水

。

9．在课外实践活动中，小明做了以下实验：

（1）将天平放在水平台上，游码移到标尺的最左端，发现指针如图甲所示，此时，为使天平平衡，应将平衡螺母向_____调节；

（2）将金属块放置天平的左盘，当右盘所加砝码和游码的位置如图乙所示，天平重新平衡，则金属块的质量是_____g。

（3）用量简测金属块的体积如图丙所示，则金属块的密度是_____kg/m3；

（4）实验后，小明发现使用的20g砝码生锈了，由此导致测得的金属块密度会_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变"）。

【答案】右 174 3

8.710

?偏小

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由图可知指针偏左，说明天平右端上翘，未处于平衡状态，为使天平平衡，应将平衡螺母向右调节；

(2)[2]金属块的质量为

=100g+50g+20g+4g=174g

m

金

(3)[3]由丙图得金属块的体积为

3

=80mL-60mL=20mL=20cm

V

金

金属块的密度为

333

3

174g

==8.7g/cm8.710kg/m

20cm

m

V

ρ==?

金

金

金

(4)[4]由于使用的20g砝码生锈了，它的质量司机比20g的大，可计算式只以20g来算，因此测得的金属的质量偏小了，由于体积正常，所以由此导致测得的金属块密度会偏小。10．测量酱油的密度，进行以下实验：

（1）将待测酱油倒入烧杯中，用已调好的天平测量烧杯和酱油的总质量（如图甲所示）。烧杯和酱油的总质量是_________g

（2）将烧杯中的酱油倒入一部分到量筒中（如图乙所示），量筒中酱油的体积是

_________cm3。

（3）用已调好的天平测量剩余酱油的烧杯的总质量（如图丙），由此可知酱油的密度是_________kg/m3。

（4）小华设计另一种测量酱油密度的实验方案：用天平测出空烧杯的质量m1，向烧杯内倒入适量酱油，再测出烧杯和酱油的总质量m2；然后把烧杯内的酱油全部倒入量筒内，测出量筒内酱油的体积为V；酱油密度的表达式是_________。按该实验方案测出酱油的密度_________（选填“偏大”或“偏小”），原因是_________。

（5）另一实验小组同学发现自己桌上没有量筒，思考了一会儿后，他们想出利用实验台上的天平、空饮料瓶、水等物品来测量酱油密度。其操作步骤是：

①用天平测出空饮料瓶的质量m1；

②在空饮料瓶中装满水，用天平测出瓶和水的总质量m2，计算水的体积V＝_________（用测出物理量的字母表示，水的密度ρ水已知）；

③_________；（说出具体方法和要测出的物理量并用字母表示）

④计算酱油密度ρ＝_________。（用测出的物理量的字母表示）

【答案】72.4 40 1.13×103ρ＝21

m m

V

-

偏大酱油残留在烧杯中，导致体积测量偏小21

m m

水

ρ

-

在空饮料瓶中装满酱油，用弹簧测力计测出瓶和酱油的总重力m3

31

21

m m

m m

-

-?ρ水

【解析】

【详解】

（1）在天平的标尺上，1g之间有5个小格，一个小格代表的质量是0.2g，即天平的分度

值为0.2g；烧杯和酱油的总质量是m1＝50g+20g+2.2g＝72.4g；

（2）量筒的分度值为2cm3，量筒中酱油的体积为V＝40cm3；

（3）剩余酱油和烧杯的质量为m2＝27.2g，量筒中酱油的质量为m＝m1﹣m2＝72.4g﹣

27.2g＝45.2g，酱油的密度为ρ＝m

V

＝

3

45.2g

40cm

＝1.13g/cm3＝1.13×103kg/m3；

（4）酱油的质量为m＝m2﹣m1，酱油的密度：ρ＝m

V

＝21

m m

V

-

，小华不可能把烧杯内

的酱油全部倒入量筒内，导致测量的酱油的体积偏小，由公式ρ＝m

V

知：密度测量结果偏

大。

（5）②因为ρ＝m

V

，所以水的体积V＝21

m m m

ρρ

-

==

水

水水

；

③为了测出与水同体积的酱油的质量，还需用这只瓶子再装满酱油进行测量，具体操作为：在空饮料瓶中装满酱油，用天平测出瓶和酱油的总质量m3；

④酱油的密度ρ＝m

V

酱油

酱油

＝

31

21

m m

m m

ρ

-

-

酱油

＝

3131

2121

m m m m

m m m m

ρ

ρ

--

=

--水

水

。