一、初二物理质量与密度实验易错压轴题（难）1．小明和小亮都很喜欢喝绿茶饮料，学完了密度知识后他们分别用不同的方法测量饮料的密度。
(1)小明的实验操作如下：①把天平放在_____上，将_____拨至标尺左端的零刻度线处，并调节_____使天平平衡；②把饮料倒入烧杯中一部分，用天平测出烧杯和饮料的总质量是93.8g；③把烧杯中的一部分饮料倒入量筒中，如图甲所示，饮料的体积是_____cm3；④用天平测出烧杯和剩余饮料的质量，如图乙所示，量筒内饮料质量是_____g，饮料密度是_____kg/m3；(2)小亮用量筒、小试管、水、记号笔测出了饮料的密度，请将实验步骤补充完整：①在量筒中倒入适量的水，将小试管放入量筒中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对的刻度V1；②在试管内倒入适量的水，先用记号笔记录试管内水面的位置，然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对应的刻度V2；③将试管中的水倒尽，_____，然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对的刻度V3；④饮料密度的表达式：ρ饮料=_____。
（用已知量和测量量符号来表示，已知水的密度为ρ水）【答案】水平台游码横梁两端的平衡螺母 60 62.4 1.04×103再向试管中倒入饮料直到标记处3121V VV V--⋅ρ水【解析】【分析】【详解】(1)①[1][2][3]在调平天平时，应把天平放在水平台上，将游码拨至标尺左端的零刻度线处，并调节横梁两端的平衡螺母使天平平衡。
③[4]由图甲知，饮料的体积是60mL=60cm3。
④[5]由图乙知，烧杯及剩余饮料的质量为31.4g，则量筒内饮料的质量m =93.8g-31.4g=62.4g[6]饮料的密度333362.4g 1.04g/cm 1.0410kg/cm 60cm m V ρ====⨯ (2)③[7]小亮是利用浮力来推导物体的密度。
步骤一可求出小试管的质量，结合物体的浮沉条件及阿基米德原理知，当试管漂浮在水中时，试管的重力G 1=F 浮1=ρ水gV 1即试管的质量1111gV G m V g gρρ===水水 步骤二可求出倒入小试管中的水的体积，倒入适量水后，试管漂浮，则小试管和试管中的水的质量2222gV G m V g gρρ===水水 那么小试管中水的质量m 水=m 2-m 1=ρ水V 2-ρ水V 1=ρ水(V 2-V 1)其体积2121()m V V V V V ρρρ-===-水水水水水所以步骤三也应向试管中倒入饮料直到标记处，使倒入的饮料体积与倒入小试管中的水的体积相等，此时饮料的质量m 饮料=ρ水V 3-ρ水V 1=ρ水(V 3-V 1)④饮料的密度313312121()==V V m V V V V V V V ρρρ--=--水饮料水水2．小明欲测量某矿石的密度，而该矿石形状不规则，无法放入量筒，故选用水、烧杯、天平（带砝码和镊子）、细线、铁架台等器材进行实验，主要过程如下：(1)将天平放置在水平桌面上，把游码拨至标尺左端的零刻线处，指针在分度盘的位置如图甲所示，应将平衡螺母向____________调节，使天平平衡；(2)将装有适量水的烧杯放入天平的左盘，试加砝码，并移动游码，直至天平平衡，这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图乙所示，则烧杯和水的总质量为______________g；(3)如图丙所示，用细线系住矿石，悬挂在铁架台上，让矿石浸没在水中，细线和矿石都没有与烧杯接触，天平重新平衡时，右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为144g，则矿石的体积为______cm3；(4)如图丁所示，矿石下沉到烧杯底部，天平再次平衡时，右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为174g，则矿石的密度为_____________kg/m3；[拓展]小红用刻度尺、细线、一个厚底薄壁圆柱形的杯子（杯壁厚度不计）和一桶水也测出了矿石的密度。
步骤如下，请把她步骤补充完整并写出矿石密度的表达式：①将装有适量水的杯子放入桶内的水中，使杯子竖直漂浮在水面上，如图1所示，用刻度尺测得杯子外侧浸入深度为h1、杯内水深为h2；②把矿石投入杯内水中，杯子继续竖直漂浮在水面上，如图2所示，此时测得______________和杯内水深为h4；③已知水的密度为ρ水，则矿石密度表达式是_________________。
【答案】左 124 20 32.510⨯杯子外侧浸入深度为h3()3142h hh hρ--水【解析】【分析】【详解】(1)[1]从图甲可以看到，指针往右偏，说明右边较重，这时应该将平衡螺母向左调，使天平平衡。
(2)[2]从图乙可以看到，烧杯和水的总质量是100g20g4g124gm=++=烧杯和水的总质量是124g。
(3)[3]由题意可知，矿石受到的浮力大小是()0.144kg-0.124kg9.8N/kg0.196NF=⨯=浮根据阿基米德原理可知，矿石的体积是-533330.196N210m20cm1.010kg/m9.8N/kgFVgρ===⨯=⨯⨯浮矿水矿石的体积是320cm 。
(4)[4]由题意可知，矿石的质量大小是174g -124g 50g m ==矿根据mVρ=可知，矿石的密度是 333350g2.5g/cm 2.510kg/m 20cmm V ρ====⨯矿矿矿矿石的密度是332.510kg/m ⨯。
[5][6]把矿石投入杯内水中，杯子继续竖直漂浮在水面上，如图2所示，此时测得杯子外侧浸入深度为h 3，和杯内水深为h 4；设厚底薄壁圆柱形杯子的底面积是S ，从图1和图2可知道，矿石的体积是42-V Sh Sh =矿从图1可知，装有适量水的杯子总重力大小是1111G F gV gSh ρρ===浮水水从图2可知，装有矿石的杯子总重力大小是2232G F gV gSh ρρ===浮水水那么矿石的质量是2131--G G m Sh Sh gρρ==矿水水 那么矿石的密度是()3142--m h h V h h ρρ==矿水矿矿矿石的密度是()3142--h h h h ρ水。
3．在测量石块密度的实验中，小聪同学一组的具体操作如下：测量前他将天平放在水平桌面上，然后进行天平横梁平衡的调节。
调节完成后指针静止时的位置如图甲所示。
（1）请你指出小聪调节天平横梁平衡的过程中遗漏的操作步骤：_______。
（2）完成遗漏的操作步骤后，为了调节横梁平衡，他需向_______(选填“左”或“右”)调节平衡螺母才能使天平平衡；（3）用调节好的天平测石块的质量，天平平衡时，砝码的质量及游码在标尺上的位置如图乙所示，则石块的质量为_____g ，用量筒测得石块的体积如图丙所示，由此可算得其的密度为_______kg/m 3。
（4）小聪根据所测数据，在下图上描出一个对应的点A ，接着他又换用另一石块重复上述实验，将所测数据在图上又描出了另一个对应的点B ，若A ρ、B ρ分别代表石块和另一石块的密度，则A ρ________B ρ（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
（5）对实验进行评估时，下列分析正确的是______。
A ．先测石块体积，后测石块质量，测出的密度偏小 B ．先测石决体积，后测石块质量，测出的密度偏大（6）小华同学组调节天平平衡时，无论怎样调节指针都偏左，小华想了个办法：往右盘放了一个合适的小橡皮，再调节平衡螺母，终于使天平平衡，完成了实验，可是同学们认为这样误差会很大。
若操作都正确，你认为测量结果________（选填“偏大”“偏小”或“仍然准确”）。
【答案】游码归零（合理即可） 右 62 3.1×103 < B 仍然准确 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1] 使用天平时，应先把游码移到标尺的零刻度线处，即游码归零，再调节平衡螺母使天平平衡，而小明调节天平横梁平衡的过程中遗漏了游码归零这一步骤。
(2)[2] 甲图中没有将游码移至零刻度线，横梁就平衡了，如果将游码调零，则指针会偏向分度盘左侧，此时要使横梁平衡，则应将平衡螺母向右调节。
(3)[3]由图乙可知石块的质量为50g 10g 2g 62g ++=[4]由量筒读数可知石块的体积为80mL-60mL=20mL根据密度公式mVρ=可知，石块的密度为 2335362g 6.210kg 3.110kg m 20mL 210mm V ρ--⨯====⨯⨯ (4)[5] 同种物质的质量与体积的比值为一个定值，即质量与体积的图象为一条过原点的直线，根据A 、B 两个点分别做出图象，如图所示：由图可知，当体积相同时，A 的质量小于B 的质量，故A B ρρ<。
(5)[6]先测石块体积，后测石块质量，取出石块时，由于石块上沾有水，则测得的质量偏大，而体积测量值是准确的，由密度公式可知，所测出的密度偏大。
故B 正确。
(6)[7]天平是一个等臂杠杆，测量质量之前需要对天平进行调节是天平平衡，往右盘放了一个合适的小橡皮就相当于把平衡螺母往右调节使天平平衡然后再使用天平对结果是没有影响的。
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。
