【精选】八年级物理质量与密度实验单元测试题(Word版 含解析)

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一、初二物理 质量与密度实验易错压轴题(难) 1.小明同学利用弹簧测力计测量矿石(不吸水)的密度,由于弹簧测力计量程太小,故借助电子秤来完成实验,操作步骤如下:

(1)如图甲所示,烧中装适量水,置于已调零的电子秤上,电子秤的示数为1m;

(2)如图乙所示,将矿石用细线系住(细线的体积、质量忽略不计),悬挂在弹簧测力计上,

浸没于水中,弹簧测力计的示数为1F=_____N,电子秤的示数为2m; (3)如图丙所示,取下弹簧测力计,将矿石缓慢沉入杯底,静止时电子秤的示数为3m,则

矿石的质量m石=_____kg。小明根据所测数据,计算出了矿石的密度; (4)同组的小红同学仔细观察了小明的实验过程,发现在图乙所示的操作中,矿石接触到了

烧杯底部,其余操作完全正确。并指出与真实值相比,小明所测矿石密度值_______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”); (5)如图丁所示,小红再次重复图乙所示操作,但矿石与烧杯底部未接触,弹簧测力计的示

数2F=l.8N,那么此时电子秤的示数应该为4m=________kg,矿石的密度为_______kg/m3 (6)经过分析他们还知道,图乙中矿石对烧杯底部的压力为_______N (7)在实验中找到乐趣的小明再次大胆创新,提出能否在天平和量筒都没有的情况下测出石

块密度。于是他找来了大小圆柱形容器和刻度尺设计了如图的实验。

A.用刻度尺在大小柱形容器的外壁均匀标出刻度,并分别量出大小圆柱形容器直径,计

算出大容器底面积为1S,小容器底面积为2S; B.如图甲所示,在大小容器内分别装入适量的水,将小容器放入大容器内,静止后小容器

漂浮,读出此时大容器和小容器内液面深度分别为1H、1h; C.将石块投入小容器内,石块浸没在水中,如图乙所示,此时大容器与小容器内液面深度

分别为2H、2h。 则石块的质量为__________;石块体积为_________;石块的密度为______(均用题目所给已知量进行表示,已知水的密度为ρ水) 【答案】1.7 0.21 偏小 1.04 3710 0.1 211HHS水() 212hhS()

211212

HHShhS水()

()

【解析】 【分析】 【详解】 (2)[1]如图乙所示,弹簧测力计的分度值为0.1N,弹簧测力计的时数为1.7N。

(3)[2]由图甲、丙所示,矿石的质量为

m=1.22kg-1.01kg=0.21kg (4)[3]图乙矿石接触杯底,导致电子秤的示数增大,求得矿石的体积增大,质量测量是准确

的,所以矿石的密度偏小。 (5)[4]由图丙可知矿石和水的总质量为1.22kg,由(3)可知矿石的质量为0.21kg,矿石受到竖

直向下的重力。竖直向上的浮力和拉力,这三个力是平衡的,所以G石=F浮+F拉,浮力为 F浮=G石-F拉=0.21kg×10N/kg-1.8N=0.3N 所以此时台秤的示数为 1.22kg10N/kg0.21kg10N/kg0.3N1.04kg10N/kgm示

[5]由G石=F浮+F拉,=FgV浮液排,石块的体积等于排开水的体积,可求得石块的体积为

-5333

-2.1N-1.8N==310m10kg/m10N/kgGFVg石拉

石水

则矿石的密度为

33530.21kg==710kg/m310mmV

石

石石

(6)[6]矿石受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力、浮力、支持力,这四个力平衡,所以可

得到,G石=F支+F浮+F拉,支持力为 F支=G石-F浮-F拉=m石g-ρ水gV排-F拉=0.21kg×10N/kg-1.0×103kg/m3×10N/kg-1.7N=0.1N 根据物体间力的作用是相互的,所以矿石对烧杯底部的压力也是0.1N。 (7)[7]由题意知,根基阿基米德原理,=FgV浮液排,如图甲所示,在大小容器内分别装入

适量的水,将小容器放入大容器内,静止后小容器漂浮,读出此时大容器和小容器内液面深度分别为1H、1h;此时小容器和小容器内水的重力设为G1,处于漂浮状态,浮力和重力相等, 即 F浮1=G1=ρ水gS1H1 将石块投入小容器内,石块浸没在水中,如图乙所示,此时大容器与小容器内液面深度分别为2H、2h,此时小容器、石块和小容器内水的重力设为G2,处于漂浮状态,浮力和重力相等, 即 F浮2=G2=ρ水gS1H2

则石块的重力为G2-G1,质量为

111221

211=gSHgSHGGmHHSgg水水石水

()

[8]石块的体积即在小容器内液面上升的高度差和小容器底面积的乘积,即为

212=VhhS石()

[9]根据密度公式mV,则石块的密度为

211212=HHShSmVh石石石水

()

()

2.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mV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________________(已知水的密度为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

,则__________

(选填“大于”、“等于”或“小于”)。 【答案】1.95 小 所测体积偏大 2131--hhhh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

7.80cm1.95cm4d

[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

mV

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

11GFgV碗浮水排

当在塑料碗中加硬币后,可得到

22GFgV碗和硬币浮水排

两式相减可得 

212121----5GGFFgVVgShhG碗碗和硬币浮浮水水硬币排排

那么一个硬币的质量是 21-5GShh

mg硬币水硬币

从题中条件还可以知道,1个硬币的体积是 31-5hhS

V硬币

硬币密度是

2131

--mhh

Vhh

硬币

硬币水硬币

[5]先进行步骤c,这时水面是h3,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h1,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h2,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mV可知,测得硬币的密度'。

3.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1V; 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2V;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3V; 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4V; (2)小烧杯中后来增加的水的质量即手镯的质量为:

12mmVV

水水,

手镯的体积为:

34VVV;

则手镯的密度为: 1212

3434

VVVVmVVVVV



水

水。

4.(1) 过程步骤

①A将m、V代入公式中,算出盐水的密度ρ;

B将玻璃杯里的一部分盐水倒入量筒中,测出其体积V=30cm3;

C在玻璃杯中盛适量的盐水,用天平称出它们的总质量m1(如下图);

D用天平称出玻璃杯和剩余盐水的总质量m2=50.4g;

E根据m1、m2算出中盐水的质量m;