3测量物质的密度

三．测量物质的密度

1.在探究质量与体积的关系时，小明找来大小不同的铝块进行实验.

第1题图

（1）图甲是小明在水平桌面上使用托盘天平的情景，他的操作错误是           .

（2）改正错误后，小明正确操作，根据实验数据画出了铝块质量随体积变化的图像，如图乙所示.分析图像可知：铝块的质量与体积的比值是一个定值，为       g/cm3.

【答案】（1）用手直接拿砝码；（2）2.7．  

【解析】（1）图甲是小明在水平桌面上使用托盘天平的情景，他的操作错误是在称量时直接用手拿砝码；（2）由图像可知，铝块的质量和体积成正比，说明同种物质的质量与体积的比值相同；铝块的质量为13.5g时，对应的体积为

5cm3，其密度 =2.7g/cm3；

2.小红物理学习小组在“测量物质的密度”的实验中，所用器材有：天平、小石块、烧杯、水、细线等，她的实验过程如下：

第2题图

（1）调节天平平衡时，应将游码移至     处，若发现天平的指针偏向分度盘的右侧，应将平衡螺母向     调（选填“左”或“右”），直至天平平衡.

（2）用天平测出石块的质量m1.

（3）如图甲所示，将烧杯中装入适量的水，置于天平上，平衡时的读数为m2.

（4）如图乙所示，接着用细线将石块拴住使之完全浸没在上述烧杯的水中，天平平衡时的读数为m3（此时手向上拉住细线另一端，石块不触杯壁和杯底，水不外溢）.

（5）若水的密度为，则石块排开水的质量为      ，石块的体积为       . 

（6）石块的密度表达式为=        .

（7）此实验过程中若将（3）（4）顺序对换，则所测密度的误差是偏       .

【答案】（1）零刻度  左    （5）m3－m2        （6） （7）小   

【解析】（1）天平在使用过程中，调节天平平衡时，游码应该移至称量标尺的零刻度处，横梁的调节平衡是螺母向翘起端移动，所以发现指针偏向分度盘的右侧时，则左端偏高，应将平衡螺母向左端调节，直至天平平衡； （5）将烧杯盛有适量的水测量质量，再把物体用细线悬挂浸没水中测其质量，根据阿基米德原理可知，物体所受浮力大小等于物体排开液体所受重力大小，故物体排开液体质量等于；可得排开液

体体积即石块的体积；（6）根据可得；（7）此实验过程中若将（3）（4）顺序对换，则拿出石块时带有部分水，导致测量排开水的体积偏大，从而测密度的误差是偏小.

3. 小亮同学利用“替代法”测量一粒花生米的密度，实验过程中如下图所示.在下列空格中填写适当内容：

第3题图

（1）如图甲，选择一粒饱满的花生米放入装有适量水的透明烧杯中，发现花生米下沉至杯底，则花生米完全浸没在水中下沉时所受的浮力       重力（选填“大于”、“等于”或“小于”）.

（2）如图乙，往烧杯中逐渐加盐并充分搅拌，直至观察到花生米处于       状态，随即停止加盐.

（3）如图丙所示，取出花生米，用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量为     g；

（4）将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，用天平测出空烧杯的质量为59g，如图丁所示，用量筒测出盐水的体积为      mL.

（5）通过公式计算出盐水的密度即可知花生米的密度，本实验中花生米的密度为    g/cm3(结果小数点后保留两位数字).

【答案】（1）小于   （2）悬浮  （3）111   （4）50    （5）1.04

【解析】（1）花生米下沉，根据浮沉条件可知，此时花生米所受的浮力小于重力；（2）只有当花生米悬浮时排开水的体积等于它本身的体积，则往杯中逐渐加盐并搅拌，直至观察到花生米悬浮为止；（3）由图丙，游码分度值为0.2g，天平的读数为m=100g+10g+1g=111g；（4）由图丁知，量筒的分度值为1mL，量筒的读数为50mL．（5）盐水的质量m=111g﹣59g=52g，盐

水的体积V=50cm3，则盐水的密度ρ==1.04g/cm3．

4.小红配置了一瓶盐水，想测出它的密度，实验步骤如下：

第4题图

A．将天平调节平衡.

B．将盐水倒入烧杯中，称出烧杯和水的总质量m1.

C．将烧杯中的一部分盐水倒入量筒，读出量筒中盐水的体积V.

D．用天平秤出烧杯和剩余盐水的总质量m2.

（1）用步骤C操作时，量筒中盐水液面如图甲所示.

（2）按步骤D操作时，所加砝码及游码位置如图乙所示.

（3）请按要求填写表格中的数据.

【答案】

【解析】由图可知，量筒中液体的凹液面的底部与34mL刻度线相平，所以水的体积是34mL=34cm3；烧杯和剩余盐水的质量为m2 = 20g + 20g + 5g+4.6g=49.6g，所以量筒中盐水的质量为m=m1－m2=90.6g－49.6g=41g;所以盐水密度为

g/cm3=1.2×103 kg/m3.

5．小亮为了测量滨州特产“冬枣醋”的密度，进行了如下实验：

第5题图

（1）把天平放在水平桌面上，把游码移至标尺左端的   处，然后调节   ，使天平横梁平衡；

（2）接下来进行了如下四项操作，如图所示：

A.用天平测出空烧杯的质量m0.

B.将部分冬枣醋倒入烧杯中，用天平测出烧杯和冬枣醋的总质量m1；

C.、将烧杯中冬枣醋的一部分倒入量筒，测出这部分冬枣醋的体积V；

D.用天平测出烧杯和剩余冬枣醋的总质量m2；

以上操作步骤中有一步是多余的，他是步骤    （选填步骤序号）.

（3）由图可知待测冬枣醋的质量为    g，体积为     cm3，冬枣醋的密度为     g/cm3

【答案】（1）零刻度线 平衡螺母 （2） A  （3） 44  40   1.1 

【解析】（1）用天平测量前的准备工作：放在水平台上，把游码移至标尺的的零刻度线处，再调节平衡螺母，使天平平衡.（2）由于测量的是液体的密度，在测液体质量时，是以倒入量筒的液体为研究对象，故只要测出烧杯与液体的总质量和倒出后剩余的总质量即可，所以不需要测空烧杯的质量，步骤A是多余的.（3）待测液体的质量为：m=82.4g－38.4g=44g，体积为：40mL，冬枣醋的密度为：=1.1g/cm3.

6. 在做测量盐水密度的实验中，小芳第一个完成了实验.请完成下列小题：

（1）她的主要实验步骤如下：

A. 用调好的天平称量出空烧杯的质量为10g；

B. 将烧杯中倒入适量的盐水，用天平称出盐水和烧杯的总质量，天平平衡时，右盘中砝码的质量及游码的位置如图甲所示，则盐水和烧杯的总质量为                  g；

C. 将烧杯中的盐水倒入量筒中，当量筒内液面静止时，液面位置如图乙所示，则盐水的体积为                 cm3.

第6题图

（2）小芳根据实验中的测量数据得出盐水的密度=      g/cm3.

（3）小芳同学的实验会带来很大误差，你认为测量结果      （选填“偏大”或“偏小”）另一同学很快就想到：不需要增加器材，也不需要增加额外的步骤，只要将小芳同学主要实验步骤的顺序稍加调整，就会大大减小上述误差.这位同学调整后的主要实验步骤顺序是            （只填写实验步骤前的代号即可）.

【答案】（1）26.5   15； （2）1.1；（3）偏大  BAC

【解析】（1）B盐水和烧杯的总质量m=20g＋5g＋1.5g=26.5g；C盐水的液面在10mL整刻线上面5个小格，量筒的分度值为1mL，所以盐水的体积V＝15mL＝15cm3.（2）盐水的密度（3）测量结果偏大，因为烧杯中的盐水倒入量筒中时，烧杯中有残留的盐水，所测盐水的体积偏小，根据计算出盐水的密度偏大.将步骤A和B的顺序交换一下可减小实验的误差.