實驗13 特殊方法測密度（原卷版）

實驗13特殊方法測密度【典例1】小華不小心將量筒打碎了，老師說只用天平也能測量出鹽水的密度，于是小華添加了兩個完全相同的燒杯和適量的水，設(shè)計了如下實驗步驟，請你補充完整；①調(diào)好天平，用天平測出空燒杯質(zhì)量為；②將一個燒杯______，用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量為；③用另一個相同的燒杯裝滿鹽水，用天平測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量為；④則鹽水的密度表達式______（已知水的密度為）?！镜淅?】學完密度的知識后，小明和小李想知道陶瓷片的密度，于是到實驗室，用器材進行了測量。（1）將天平放在水平桌面上，調(diào)節(jié)天平平衡。接著他將“瓷片”放在天平的左盤，在右盤增減砝碼。當他加上最小的5g砝碼后，指針的情形如圖甲所示，接下來應(yīng)該進行的操作是_______。（2）天平橫梁再次平衡時所加砝碼質(zhì)量和游碼的位置如圖乙所示，則該“瓷片”的質(zhì)量為_______g。（3）他發(fā)現(xiàn)瓷片放不進量筒，改用如圖丁所示的方法測瓷片的體積；A.往燒杯中加入適量的水，把瓷片浸沒，在水面到達的位置上作標記；B.然后取出瓷片；C.再往量筒裝入70mL的水，然后將量筒的水緩慢倒入燒杯中，讓水面到達標記處，量筒里剩余水的體積如圖丙所示；（4）用密度公式計算出瓷片的密度為_______；（5）根據(jù)以上步驟，小明認為小李同學測出的瓷片密度值誤差較大，你認為測得的密度值_______（選填“偏大”或“偏小”），理由是_______。【典例3】（1）小明想用彈簧測力計和已知體積為V的鐵塊，測量消毒液的密度，方法如下：①將鐵塊用細線掛在彈簧測力計下，靜止時測出鐵塊的重為G；②然后將彈簧測力計下的鐵塊浸沒到裝有消毒液的燒杯中，靜止時彈簧測力計的示數(shù)為F；③該組同學測出消毒液密度的表達式為__________（請用G、F、V、g表示）（2）利用排水法可以測出不規(guī)則物體的體積，下列操作和排水法物理思想一致的是________。①用乒乓球來顯示音叉的振動；②用磁感線來描述磁場分布；③用彈簧測力計來測重力；④用托里拆利實驗來測大氣壓強?！镜淅?】（1）經(jīng)過查閱資料和深入思考，小軍設(shè)計了另一個測量方案，也準備了一個系好細線的小物塊（不吸收液體），操作如下：①如圖2甲、乙所示，把適量食用油和水分別倒入兩容器中并置于兩電子秤上，再將兩電子秤示數(shù)調(diào)零（按電子秤的清零鍵后，示數(shù)顯示為零）。②將系好細線的小物塊（不吸收液體）緩慢浸沒到食用油中保持靜止（未觸底），液體未溢出。如圖2丙所示，記下電子秤的示數(shù)。③將小物塊取出，擦干后再緩慢浸沒到水中保持靜止（未觸底），水未溢出，如圖2丁所示，記下電子秤的示數(shù)。④則該液體密度的表達式__________。（已知水的密度為）（2）上述操作中，當電子秤清零后，將小物塊浸沒在液體內(nèi)，測力計顯示的示數(shù)__________（選填“大于、“小于”或“等于”）小物塊的質(zhì)量。【典例5】小明和小紅使用不同的器材分別對石塊的密度進行了測量。（1）小明將托盤天平放在水平桌面上，把游碼撥至標尺左側(cè)零位，發(fā)現(xiàn)指針所處位置如圖甲所示，應(yīng)將平衡螺母向_______移動，使天平橫梁在水平位置平衡；（2）把石塊放在天平的_______盤中，用鑷子向另一個盤中加減砝碼，再移動游碼。當天平平衡時，砝碼質(zhì)量以及游碼在標尺上的位置如圖乙所示，則石塊的質(zhì)量是_______g；（3）小明又測出石塊的體積是，則石塊的密度是_______；（4）實驗后，小明發(fā)現(xiàn)所用的砝碼生銹了，則所測石塊密度比真實值_______（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）；（5）小紅用圓柱形容器、刻度尺和一個不吸水的小木塊等器材測量石塊密度：①如圖丙所示，容器內(nèi)裝入適量的水，小木塊放入容器內(nèi)靜止時，測出容器內(nèi)水深為；②如圖丁所示，用細線把石塊與木塊系住放入容器內(nèi)靜止時，測出容器內(nèi)水深為；③如圖戊所示，將石塊直接放入容器內(nèi)水中，測出容器內(nèi)水深為；④石塊密度的表達式_______。（用字母表示，水的密度為）【典例6】學習了浮力的知識后，小明又和同學用一根粗細均勻的飲料吸管制成了一個簡易密度計測量醬油的密度；在吸管一端塞入適量的金屬絲，并用石蠟將口封緊，然后分別將吸管豎直放在水和醬油中，靜止后情景如圖丁、戊所示。用刻度尺測出吸管浸入水和醬油中的長度分別為H、h。則醬油密度的表達式為______(用H、h、表示)；使用時發(fā)現(xiàn)，H與h數(shù)值比較接近，為增大這兩個數(shù)值差距，可行的改進方案是______。(寫出一條即可)【對點1】（1）小強測量一個木塊（）的密度，由于木塊體積較大無法放入量筒，于是利用電子秤、一根細鋼針、燒杯和水設(shè)計如下實驗，測出了木塊的密度。①如圖A所示向燒杯中倒入適量水，電子秤的示數(shù)為；②如圖B所示將木塊放在水中，靜止時電子秤的示數(shù)為；③用細鋼針把木塊壓入水中，使木塊浸沒在水中，電子秤的示數(shù)為；④木塊密度_______（用和表示）。（2）測完密度后，小強發(fā)現(xiàn)由于電子秤沒調(diào)零，每次測量結(jié)果都偏大2g，則測得的木塊密度_______（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）?！緦c2】小明在實驗室里測量一塊形狀不規(guī)則、體積較大的礦石的密度。（1）用調(diào)節(jié)好的天平測量礦石的質(zhì)量。當天平平衡時，右盤中砝碼和游碼的位置如圖所示，礦石的質(zhì)量是________g；（2）因礦石體積較大，放不進量筒，因此他利用一只燒杯，按圖所示方法進行測量，礦石的體積是________；（3）礦石的密度是________，從圖A到圖B的操作引起的密度測量值比真實值________（選填“偏大”、“偏小”、“不變”）；（4）本實驗中測礦石體積的方法在初中物理中經(jīng)常用到，請舉一例：________。【對點3】小明還設(shè)計了如圖丁所示的測量花崗巖石密度的方案，實驗步驟如下：①讓小燒杯漂浮在盛滿水的溢水杯中；②將花崗巖石浸沒在水中，測得溢出水的體積為；③將水倒掉，從水中取出花崗巖石；④將花崗巖石放入小燒杯，小燒杯仍漂浮在水面，測得溢出水的體積為。由實驗可知花崗巖石的密度是______?！緦c4】小明制作了一個可測量物體質(zhì)量的裝置，如圖甲所示。小筒與大筒均為圓形容，小筒和托盤的總質(zhì)量為100g，小筒底面積，高12cm，大筒中裝有適量的水，托盤上不放物體時，在小筒和大筒上與水面相平的位置的刻度均為“0”，將小筒豎直壓入水中，當水面距小筒底10cm時，在小筒和大筒上與水而相平位置的刻度均為最大測量值，小筒和大筒的分度值相同。把被測物體放入托盤中，讀出小筒或大筒上與水面相平位置對應(yīng)的刻度值，即為被測物體的質(zhì)量。（1）當小筒的刻度為最大測量值的時候，小筒排開水的體積是________；（2）該裝置所能測量物體的最大質(zhì)量為________g；（3）小筒上相鄰兩刻度線的間比大筒上相鄰兩刻度線間的距離________（選填“大”或“?。?；（4）他想利用此裝置測算出石塊的密度，操作如下，如圖乙所示，將石塊放入托盤中，讀出大筒上的示數(shù)為；如圖丙所示，將此石塊沉入水中，讀出大筒上的示數(shù)為，該石塊密度的表達式________（水的密度用表示）?！緦c5】小紅用圓柱形容器、刻度尺和一個不吸水的小木塊等器材測量石塊密度：

①如圖丙所示，容器內(nèi)裝入適量的水，小木塊放入容器內(nèi)靜止時，測出容器內(nèi)水深為；

②如圖丁所示，用細線把石塊與木塊系住放入容器內(nèi)靜止時，測出容器內(nèi)水深為；

③如圖戊所示，將石塊直接放人容器內(nèi)水中，測出容器內(nèi)水深為；

④石塊密度的表達式_______。（用字母表示，水的密度為）【對點6】小明利用彈簧測力計測量石塊的密度。（，g?。?/p>

圖1圖2①②③④（1）用細線將石塊掛在彈簧測力計上，彈簧測力計的示數(shù)如圖1所示，石塊重_______N。

（2）將石塊浸沒在水中，彈簧測力計的示數(shù)如圖2所示，石塊受到的浮力_______N。（3）石塊的體積_______。（4）石塊的密度_______。

【拓展】完成上述實驗后，小明又將掛在彈簧測力計下的石塊浸沒在不同液體中，收集了表中的數(shù)據(jù)。

（5）將表格補充完整。彈簧測力計示數(shù)/N3.22.61.91.2液體的密度/（）0.81.11.8（6）分析表中數(shù)據(jù)，小明得出此裝置可作“密度計”，此“密度計”的分度值是_______。1、（2023四川南充）小明同學利用以下器材設(shè)計甲和乙兩種方案測量金屬球的密度，按圖所示完成以下步驟。方案甲：器材：天平、量筒、水、細線（質(zhì)量和體積均不計，不吸水）（1）他先將天平放在水平桌面上，游碼置于“0”刻度線，調(diào)節(jié)平衡螺母，直至天平平衡；（2）接著他按如圖A所示的方法來稱量金屬球的質(zhì)量，其中有兩個錯誤：①__________；②用手拿取砝碼。（3）改正錯誤后，正確測出金屬球的質(zhì)量和體積，如圖B和圖C所示；密度的測量值是_________g/cm3；方案乙：器材：電子秤、溢水杯、水①用電子秤測出金屬球的質(zhì)量，如圖D所示。②將金屬球放入溢水杯中，然后向溢水杯中注滿水，測出總質(zhì)量，如圖E所示。③緩慢取出金屬球，再向溢水杯中補滿水，測出此時總質(zhì)量，如圖F所示。（4）金屬球密度的測量值是________g/cm3。實驗中取出金屬球時會帶出一些水，則金屬球密度的測量值將_________（選填偏大、不變或偏?。?；（5）評估：在所有操作均正確的情況下，小明同學發(fā)現(xiàn)兩種方案測量結(jié)果依然有差異，進一步分析發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生差異的原因是__________。2、（2023河北）小紅采用了如下方法測量另一種相同的實心小球的密度。（1）調(diào)節(jié)托盤天平至平衡后，左盤放適量小球，右盤放燒杯并往其中加水，直至天平平衡；（2）左盤中減少n1個小球，從燒杯逐漸取水倒入空量筒中，天平恢復平衡時，量筒中液面達到的位置對應(yīng)的刻度值為V1；（3）向量筒中逐個緩慢投入小球，水不濺出，小球全部浸沒在量筒的水中。投入n2個小球時量筒中液面達到的位置對應(yīng)的刻度值為V2；（4）若水的密度用ρ水表示，寫出用ρ水、V1、V2、n1、n2表示小球密度的表達式ρ=________。3、（2023四川改編）密度是物質(zhì)的重要屬性，生產(chǎn)、生活中常常需要測量各種液體的密度。某同學在綜合實踐活動中自制了測量液體密度的杠桿密度計，可以從杠桿上的刻度直接讀出液體密度的數(shù)值，受到了老師的肯定和表揚，結(jié)構(gòu)如下圖所示。所用器材：輕質(zhì)杠桿（自身重力忽略不計）、兩種規(guī)格的空桶（100mL和200mL）、質(zhì)量為m的物體A、細線。設(shè)計過程如下：（1）將杠桿在O點懸掛起來，空桶懸掛在B點，質(zhì)量為m的物體A懸掛在C點時，杠桿水平平衡。測出B點到O