第六章密度的测量实验探究题 2021-2022学年人教版物理八年级上册（有解析 ）

密度的测量实验探究题 2021-2022学年人教版物理八年级上册第六章
一、实验题
1．打开酒瓶瓶盖，会闻到酒精的气味，瓶盖开启时间长了，会不会使酒的酒精度（酒中酒精和酒的体积百分比）降低呢？小明认为：酒精的密度为0.8×103kg/m3与水的密度不同，若酒的酒精度发生变化，则酒的密度必定会变化．因此只要确定酒的密度是否变化，就能作出有效判断．于是他用天平、烧怀、量杯和白酒等器材．测量酒的密度，操作过程如下：
甲．用调节好的天平测出空烧杯的质量；
乙．在烧杯中倒入适量的白酒．测出烧杯和白酒的总质量；
丙．再将烧杯中的白酒倒入如图所示的量杯中，测出白酒的体积；
丁．计算出白酒的密度．
（1）同学们认为小明的操作过程有不妥，其中实验步骤不妥是：_______；实验器材不妥是_______．
（2）改进实验后，小明第一次测得白酒的质量为46g，体积50mL．过了一段时间后，第二次测得白酒质量是28.8g，体积是30mL．第二次实验时所测得的白酒密度是_______kg/m3，酒的酒精度有没有降低？_______ 理由是：_______
（3）“中国梦﹣﹣﹣梦之蓝”一瓶梦之蓝为500mL，酒精度为42%，请计算这瓶酒的质量．_______
2．探究物质质量和体积的关系
步骤 分别测出铝块、松木的质量和体积，记入表格。
表格 次数物体m/gV/cm31铝块154202铝块2108403松木110204松木2108216
结论 比较发现：同种物质____________的比值是一定的；物质不同，其比值一般不同，由此我们引入了“密度”这一物理量，其在数值上等于物体____________.
3．小明用如图甲所示的装置来探究“弹簧的伸长跟拉力的关系”。弹簧的一端固定在木板上，他先在木板上标上0~7.00cm的刻度。把木板竖直放置，在弹簧下端挂钩码（每个钩码的质量为50g）。实验数据记录如下表。
（1）当挂三个钩码时，指针所对刻度如图乙，请在表中填写此时弹簧的长度___________和弹簧的伸长量___________。
（2）分析表中弹簧的伸长跟拉力的数据，你能得到的结论是___________。
（3）小明想用该装置设计一个直接测量液体密度的“密度秤”，他找来一个质量为100g的小桶，挂在弹簧下面的挂钩上，测量时，在桶中加满待测液体，根据指针指示的刻度，就能直接读出液体的密度。
①该“密度秤”的零刻度线应在___________cm刻度处。
②在桶中加满水，指针在4cm刻度处，如图丙，则该小桶的容积是___________cm3。
③该“密度秤”能测量的最大密度是___________g/cm3。
④利用现有的长度刻度线作为该“密度秤”的刻度线，则该“密度秤”的分度值是___________g/cm3。
⑤小明想增大该“密度秤”的量程，在不更换弹簧的前提下，你的办法是___________或___________。
钩码个数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
弹簧长度/cm 2.00 2.50 3.00 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00
弹簧的伸长/cm 0 0.50 1.00 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00
4．小林在综合实践活动中，对物质的某种属性进行了如下探究。
（1）小林在实验室利用天平和量筒探究了A、B两种液体的质量和体积关系，并分别对它们各进行了6次测量；
①他把A液体测量收集到数据在坐标纸上描了点，请在图甲中作出A液体的m-V图线；（____）
②小林进一步分析比较了A、B两种液体的测量数据，得出结论：同种物质组成的物体，其质量和体积的比值相同；不同物质组成的物体，其质量和体积的比值不同。物理学中，就将质量和体积的比值定义为密度；
③桌面上放有二个相同的玻璃杯，现分别装有质量相同的A、B两种液体，如图乙，由此可判断A液体的密度______B液体的密度（选填“大于”、“小于”或“等于”），并根据以上判断在图甲中画出B液体的m-V大致图线；（____）
（2）小林很想知道西瓜的密度有多大？于是就和妈妈去市场买回几个小西瓜，并用图丙中的物品以及足量的水和细绳进行了测量；
①他设计的实验步骤如下，请你补充完整；
A．用体重秤测出一个西瓜的质量m1；
B．将水桶中注入适量的水，用体重秤测出其质量m2；
C．将西瓜用细绳系住后慢慢浸没在水中（没有水溢出），在水面处做标记，然后将西瓜取出并______，用体重秤测出此时它的质量m3。
②西瓜密度的表达式ρ西瓜=______（已知水的密度记作ρ水）
③小林认为此方案中由于西瓜从水中取出时会带有水，导致测量结果有偏差，你认为他说得对吗？如果正确，请问测量值偏大还偏小；如果不正确，请说明原因______。
5．小明想知道酱油的密度，于是他和小华用天平和量筒做了如下实验：
（1）将天平放在水平台上，把游码放在水平桌面上，发现指针情况如图甲所示，要使横梁平衡，应将右侧的平衡螺母向________（选填“右”或“左”）调。
（2）用天平测出空烧杯的质量为17g，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。
（3）小明用这种方法测出的酱油密度会_________（选填“偏大”或“偏小”）。
（4）小华不小心将量筒打碎了，老师说再拿两个完全相同的空饮料瓶也能测量出酱油的密度。于是小华添加两个完全相同的空饮料瓶和适量的水，设计了如下实验步骤，请你补充完整。
①调好天平，用天平测出一个空饮料瓶的质量为m0；
②将一个空饮料瓶___________，用天平测出它们的总质量为m1；
③用另一个空饮料瓶装满酱油，用天平测出它们的总质量为m2；
④则酱油的密度表达式ρ=___________（已知水的密度为ρ水）。
6．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。
表一(甲金属) 表二(乙金属) 表三(丙金属)
实验序号 体积 （厘米3） 质量 （克） 实验序号 体积 （厘米3） 质量 （克） 实验序号 体积 （厘米3） 质量 （克）
1 10 27 4 10 78 7 10 89
2 20 54 5 15 117 8 20 178
3 30 81 6 30 234 9 40 356
(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）_____________ 。
7．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。
表一（甲金属）
实验序号 体积（厘米3） 质量（克）
1 10 27
2 20 54
3 30 81
表二（乙金属）
实验序号 体积（厘米3） 质量（克）
4 10 78
5 15 117
6 30 234
表三（丙金属）
实验序号 体积（厘米3） 质量（克）
7 10 89
8 20 178
9 40 356
(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，不同金属的质量关系，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)_________；
(4)由以上分析可初步认为_________表示物质的一种特性，为此我们引入_________概念。
8．学习了密度知识后，同学们进行了以下实验：
（1）为了测量小金属块的密度，使用天平测量其质量，天平平衡时右盘所加砝码及游码的位置如图（甲）所示；图（乙）是小金属块放入量筒前后的液面情况。由测量可得小金属块质量为__________g，密度为__________kg/m3。
（2）实验时，有人提出利用已知冰的密度ρ冰来估测积雪的密度，具体做法是：
（a）用刻度尺测出操场上积雪的厚度，记为h1；
（b）用脚向下用力将积雪踩结实，形成一个下凹的脚印；
（c）用刻度尺测出下凹脚印的深度，记为h2；
（d）估测积雪密度的表达式为ρ雪 =____________ （用已知或已测量的物理量表示）。
9．小虎为了测量盐水的密度，进行了如下实验：
（1）将天平放在水平台面上，将游码移到标尺的零刻线处。天平横梁静止时，指针指在分度盘中央刻度线的左侧，如图甲所示。为使横梁在水平位置平衡，应将横梁右端的____________向_______端移动。
（2）小虎将盛有适量盐水的烧杯放在调节好的天平_____内，测出杯子和盐水的总质量为134g。然后将杯中盐水一部分倒入量筒中，如图乙所示，则量筒中盐水的体积为__________cm3。
（3）再将盛有剩余盐水的烧杯放在天平左盘内，这时出现了如图丙所示的情况，小虎应进行的操作是： ___________和__________，使天平横梁再次平衡，读出右盘中砝码的质量和游码在标尺上的刻度值如图丁所示，则盐水的密度为_________g／cm3，等于______________kg／m3
10．小月想通过实验“比较甲、乙两种无色无味液体密度的大小”．她选用了如下器材：天平、两只相同的烧杯和滴管进行实验．小月的操作步骤如下：
（1）将天平放在水平台上，把游码放到标尺左端的零刻线处，她发现指针偏向分度盘的左侧，于是她调节平衡螺母向_____移动（选填“左”或“右”），使横梁平衡；
（2）分别往两烧杯中倒入适量的甲、乙液体后，将两烧杯各自放在托盘天平的左右盘内，并用滴管调节两杯中液体的量，直至横梁重新平衡（如图所示）．这一步骤是为了量取两杯_____相等的不同液体；
（3）为了比较出两液体密度的大小，小月从天平上取下两烧杯放在水平台上，通过观察_____，则_____的密度小．
(
2
)
(
1
)
参考答案
1．将烧杯中的白酒倒入量杯时，会倒不干净，造成体积测量值偏小 量杯的分度值太大，读数误差大 0.96×103 有 白酒的密度增大，说明里面的酒精含量减少，酒精度降低了 458g
【详解】
(1)小明的操作中，量杯的分度值太大，读数误差大，同时，倒入量杯中的酒精到不干净，测得的酒精体积偏小；(2)第一次实验时所测得的白酒密度：ρ1＝＝0.92g/cm3，第二次实验时所测得的白酒密度：ρ2＝＝0.96g/cm3＝0.96×103kg/m3,比较可知，过了一段时间后，白酒的密度增大，说明里面的酒精含量减少，酒精度降低了．(2)由题知，“42%”指100mL酒中所含酒精的毫升数为42mL，则所含水的体积为58mL，则500mL酒中所含酒精的体积：V酒精＝5×42mL＝210mL＝210cm3，酒精的质量：m酒精＝ρ酒精V酒精＝0.8g/cm3×210cm3＝168g，所含水的体积：V水＝V总 V酒精＝500mL 210mL＝290mL＝290cm3，水的质量：m水＝ρ水V水＝1g/cm3×290cm3＝290g，白酒的质量：m＝m酒精+m水＝168g+290g＝458g.
【点睛】
（1）从测量误差方面考虑操作过程的不足之处；（2）利用密度的公式ρ＝求出前后两次白酒的密度，从而分析酒的酒精度是否降低；（3）由题知，“42%”指100mL酒中所含酒精的毫升数为42mL，可求水的体积，再求出500mL白酒中含有水和酒精的体积，利用密度公式求水的质量和酒精的质量，二者之和就是白酒的质量．
2．质量和体积 单位体积的质量
【详解】
[1][2]通过表中数据分析：
= = 2.7g/cm3
= = 2.7g/cm3
= = 0.5g/cm3
= = 0.5g/cm3
得出：同种物质质量和体积的比值是一定的。由此可以物理研究中引入“密度”这一物理概念，其反应的是同一物质单位体积内质量的多少，即数值上等于物体单位体积的质量。
3．3.50 1.50 在弹性限度内，弹簧的伸长量与拉力成正比 3.00 100 4 0.1 减小桶的质量 减小桶的容积
【详解】
（1）[1][2]刻度尺的最小分度值为1mm，弹簧的原长为2.00cm，现在弹簧的长度为3.50cm，故弹簧的伸长为
L=3.50cm-2.00cm=1.50cm
（2）[3]分析表中数据得出，在一定范围内，拉力越大，弹簧伸长量越长，即在弹性限度内，弹簧的伸长量与拉力成正比。
（3）[4]当挂3个钩码时即150g时弹簧伸长1.50cm，可知伸长1cm时物体的质量为100g，故当质量为100g的小桶挂在弹簧下面的挂钩上时，弹簧伸长1.00cm，长度变为3.00cm，即该“密度秤”的零刻度线在3.00cm处。
[5]在桶中加满水，指针指在4cm刻度处，伸长量为
L1= 4.00cm-3.00cm=1.00cm
故桶中水的质量为100g，桶容积为
[6]该“密度秤”能测量的最大质量
m大=100g/cm×(7.00cm-3.00cm)=400g
该“密度秤”能测量的最大的密度为
[7]由图知3.00cm~7.00cm之间有40个格，故该“密度秤”的分度值是
[8][9]在测力计刻度一定的情况下，减小桶的质量或减小桶的容积都能使桶加同种液体时对测力计拉力减小，可增大该秤的称量范围。
4． 大于 向水水桶中加水到标记处 不正确
【详解】
(1)[1]液体的m-V图线为过原点的直线，过原点连接坐标纸上的所描的点如下图所示
[2]由图乙可知，相同质量的A、B两种流体，B液体体积较大，根据密度公式，A液体的密度大于B液体的密度。
[3]由图乙可知，相同质量的A、B两种流体，B液体体积比A液体的体积大约二分之一，故其m-V大致图线如下图所示
(2)[4]西瓜质量已测出，要求密度还需要知道西瓜的体积，可利用水求出其体积，故向水桶中加水到标记处。
[5]从水水桶中取出西瓜后，加水到标记处，所加水的体积就是西瓜的体积
西瓜的密度为
[6]不正确，因为取出西瓜后带出的水后面又加水补上了，不影响计算西瓜的体积。
5．右 45 1.125×103 偏大 装满水
【解析】
【详解】
（1）由图甲可知，指针左偏，说明天平左侧重、右侧轻，不管调节哪侧的平衡螺母，都要向右调，将右侧压下去，直到天平平衡。
（2）由图乙可知，烧杯和酱油的总质量为砝码质量（50g+10g）+游码读数（2g）=62g，空烧杯的质量为17g，所以烧杯中酱油的质量为m=62g-17g=45g；由丙图可知，酱油的体积为V=40mL=40cm3。则酱油的密度为=1.125×103kg/m3。
（3）小明是先测空烧杯的质量，再测烧杯和酱油总质量，用烧杯和酱油总质量减去空烧杯质量得到酱油的质量，这样测出的酱油质量是准确的；但再将烧杯中酱油导入量筒中测体积时，烧杯中的酱油不能完全倒入量筒中，烧杯内壁上还残留一部分酱油，这样会导致所测的体积偏小。根据可知，体积偏小，密度偏大。
（4）没有量筒就不能直接测量酱油的体积，所以借助两个完全相同的空饮料瓶，利用瓶子的容积相同来间接测量酱油的体积，步骤如下：①调好天平，用天平测出一个空饮料瓶的质量为m0；②将一个空饮料瓶装满水，用天平测出它们的总质量为m1，则饮料瓶中水的质量为m水=m1-m0，体积为V水=；③用另一个空饮料瓶装满酱油，用天平测出它们的总质量为m2，则饮料瓶中酱油的质量为m酱油=m2-m0；④则酱油的密度为ρ=。
6．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
【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。
7．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 不同种物质，质量与体积的比值不同 质量与体积的比值 密度
【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。
(4)[6][7]由以上分析可知，质量与体积的比值表示物质的一种特性，为此引入了密度的概念。
8． 64 6.4×103 见解析所示
【解析】(1)根据天平的读数方法,物体的质量等于砝码质量加上游码对应的刻度值,金属块的质量：50g+10g+4g=64g
根据量筒读数方法,视线与液体凹面底部平行,读出未放入金属块时的体积
,放入金属块时的体积,金属块的体积;
根据密度公式,
(2)雪在外力挤压下里面的空气被排出,剩下的就是冰,
同样质量的雪和冰,因为雪里还有一定体积的空气,所以,体积一定比冰大一些,
所以由可以知道
根据公式,因为脚用力踩在雪上,所以脚踩住的雪部分被压实(我们把这部分压实层近视看成冰层)
设脚印的面积为s,深度,积雪厚度.冰层厚度=积雪厚度与脚印深度之差：,
脚印面积部分的积雪在脚踩压前后的质量相同,设雪的密度,
故有,
可得雪的密度
因此，本题正确答案是: (1). 64 (2). 6.4×103 (3). (
2
)
(
1
)