专题：特殊方法测量物质的密度

一　缺天平类

1.小曼利用符合实验要求的圆柱体物块、石子、细线、量筒和适量的水测量某未知液体的密度．如图是小曼正确测量过程的示意图．已知水的密度为1×103 kg/m3,g取10 N/kg。实验过程如下：

①将适量的水倒入量筒中，如图甲所示，记录量筒中水的体积．

②将拴有石子的物块置于量筒内的水中，如图乙所示,量筒中水面所对应的示数为66 cm3。

③将待测液体倒入另一量筒中，如图丙所示，记录量筒中待测液体的体积．

④将上述石子和物块擦干后，置于量筒内的待测液体中，如图丁所示,量筒中液面所对应的示数为70 cm3。

由以上实验可知：

(1)石子和物块在水中所受的总浮力为________N；

(2)待测液体的密度为________kg/m3.

2.石油是我市主要的矿产资源，石油化工对实施黄蓝 国家战略发挥着重要作用．某化工企业以石油为原料，研发出一种密度比水小、强度大的复合材料，广泛应用于汽车、飞机等制造业．为了测量这种复合材料的密度，实验室提供了如下器材：一小块形状不规则的复合材料样品、量筒、烧杯、溢水杯、弹簧测力计、细线、长钢针、适量水（所给器材数量充足)．请利用所给器材，设计测量小块复合材料样品密度的实验方案(g和水的密度ρ水为已知量）．

(1）从上述器材中选出实验所需器材：

（2）实验步骤:

（3)样品密度的表达式：ρ＝________（用测量的物理量和已知量的符号表示)；

（4)这类材料广泛应用于汽车、飞机制造的优点:_______________________。

二　缺量筒类

3。小明用天平、细线、烧杯、水来测定某工艺品的密度，他设计的实验过程如图所示：

(1)把天平放在________上，游码移至标尺左端的零刻度线处，看到指针在分度盘两侧摆动，摆动的幅度如图甲所示,此时应将平衡螺母向________（选填“左"或“右”)调节，使指针指在分度盘；

(2）用调节好的天平测量工艺品质量,当天平平衡后，右盘中砝码和游码的位置如图乙所示，工艺品的质量为________g;

（3）往烧杯中倒入适量的水，用调节好的天平测出烧杯和水的总质量为220 g；

（4)用细线拴好工艺品，并浸没在水中如图丙所示，在右盘中增加砝码并移动游码，当天平平衡后，测得质量为228 g，则工艺品的体积为________cm3，工艺品的密度为________kg/m3(ρ水＝1。0×103 kg/m3）．

4。中国80后小伙杨光硕利用电商平台，把家乡的土鸡蛋推向全国市场．土鸡蛋比普通鸡蛋营养价值高，那土鸡蛋的密度是不是也比普通鸡蛋大呢？小梦从网上购买了家乡的土鸡蛋，与学习小组的同学们一起测量土鸡蛋的密度．他们找来一架天平和一盒砝码,但缺少量筒,于是又找来一个烧杯、胶头滴管和一些水．他们利用这些仪器测量土鸡蛋的密度，请你和他们一起完成实验．

 (1）把天平放在________台上，把游码放到标尺左端的____________处,调节天平的________，观察到指针指在____________表示横梁平衡．用调节好的天平测出一颗土鸡蛋的质量m0。

(2）如图所示,设计测土鸡蛋体积的步骤如下:

①在烧杯中装入适量的水,并在水面的位置做好标记,用天平测出烧杯和水的总质量m1;

②把土鸡蛋轻轻放入装有水的烧杯中，倒出超过标记处的水，并用胶头滴管使烧杯中的水面恰好达到标记处，再用天平测量此时烧杯、水和土鸡蛋的总质量m2;

（3)土鸡蛋的密度表达式是____________(用所测量的物理量符号表示，水的密度ρ水)．实验结束后，有同学发现土鸡蛋有一定吸水性，则所测量的密度值将________(选填“偏大"或“偏小")．

5。小明想了解不溶于水的化工原料石英粉的密度，已知水的密度为ρ水，他利用天平(含砝码）、一个玻璃杯、适量的水，就能完成测量石英粉密度的实验．下面是小明的实验步骤：

 （1）在调节天平时，发现指针尖对准分度标尺的情况如图甲所示．此时应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）端调．

（2)用调节好的天平测量空玻璃杯的质量m0,天平平衡时右盘中砝码的质量、游码在称量标尺上的位置如图乙所示，则空玻璃杯的质量m0＝______g。

(3)给玻璃杯中装适量石英粉,使其表面水平，并在该水平面对应杯壁处做标记，测量出______________________的总质量m1。

(4)将石英粉全部倒出,给玻璃杯装水至标记处，测量出__________________的总质量m2.

（5)写出石英粉密度的表达式ρ＝____________．（用相应的符号表示）

(6)这种测量方式所测得石英粉的密度比实际值________（选填“大"或“小”)．

三　缺量筒和天平类

6.小云同学在学习了“阿基米德原理”后,发现用弹簧测力计也可以测出液体的密度．下面是他设计的测量盐水密度的实验步骤：

 （1)如图甲，把一个合金块用细线悬挂在弹簧测力计的挂钩上，测出合金块的重力G＝4。0 N；

(2)如图乙，将挂在弹簧测力计挂钩上的合金块浸没在盐水中,记下弹簧测力计的示数F＝________N；

(3）计算合金块浸没在盐水中所受到的浮力F浮＝________N；

(4)根据阿基米德原理计算出该盐水的密度ρ＝________kg/m3（ρ合金＝8。0×103 kg/m3、 g取10 N/kg）．

实验完成后，小云同学继续思考：如果在步骤(2）中合金块只有部分浸入盐水中（如图丙)，则按上述步骤测出的盐水密度比真实值要________(选填“偏大”或“偏小"）．

7。为测出某液体的密度，某校物理兴趣小组用如图所示的装置进行实验：将带有阀门的“U”形管倒置，两个管口分别插入盛有水和某液体的烧杯中；打开阀门，从抽气口抽出适量的空气，待两管中的液体面升高到一定高度时，关闭阀门；分别测量出两管内外液面的高度差h水和h液;记录的三次实验数据如下表所示．

若当时外界大气压为p0，三次实验中“U”形管内的气体压强分别为p1、p2和p3，则它们的大小关系是: p0______p1、 p2________p3(均选填“＞”、“＝"或“＜”）；待测液体的密度为： ρ液＝________kg/m3(已知水的密度为ρ水＝1。0×103 kg/m3）．

实验

 (1)用细线将刻度尺悬挂在晾衣架上，调整悬挂点的位置，当刻度尺在水平位置平衡时,记下悬挂点在刻度尺上的位置为O.

(2）向水杯内倒入适量的水，在水面处做一标记，如图甲所示．

（3)将石块浸没在该水杯内的水中，不取出石块，将杯中的水缓慢倒入一个小桶中，使杯内水面下降到标记处(石块未露出水面),此时小桶中水的体积________(选填“大于”、“小于”或“等于”）石块的体积．

（4）将石块从水杯内取出，放入另一个小桶中,将装有石块和水的两个小桶分别挂在刻度尺的左右两端，移动小桶在刻度尺上悬挂点的位置，直到刻度尺在________位置恢复平衡．如图乙所示．记下这两个悬挂点到O点的距离分别为l1和l2，则石块的密度ρ石＝________（用l1、l2和ρ水表示）．

(5)实验结束后，小红反思自己的测量过程,由于从水杯内取出的石块沾有水,导致最后的测量结果________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

9。动脑学物理，越学越聪明．小武同学看到商贩将水果浸泡在某种红色液体中,他悄悄地取些样品测量其密度,如图所示．步骤如下:

 (1)取一根两端开口的玻璃管,将其一端扎上橡皮薄膜;

（2)将玻璃管扎有薄膜的一端逐渐放入装有水的容器中适当位置，并用铁架台和试管夹固定；

(3）往玻璃管内缓慢地加入样品直到薄膜变平为止；

（4）对相关的物理量进行测量并计算样品的密度．根据上述实验，请你回答下列问题：

①图中刻度尺的分度值为________cm;将玻璃管放入水中，倒入样品前橡皮膜向________（选填“上”或“下”）凸起;

②要测量的物理量是____________________________________________；

③样品密度的表达式是______________(用ρ水和所测物理量的符号表示）;

④计算样品的密度ρ＝________________kg/m3；

⑤若读取样品液面所对的刻度值时没有观察液面的最凹处，将导致计算的样品密度比实际值偏________(选填“大"或“小”）．

10. 某物理实验小组想测量一块鹅卵石的密度，但是手边的测量工具只有量筒，他们利用一个空的矿泉水瓶设计了如图所示的实验装置，

①在定滑轮两端用细线一端系空塑料瓶，另一端将待测鹅卵石系好放入装有适量水的烧杯中；

②用量筒向矿泉水瓶中逐渐加水,待鹅卵石在烧杯中处于________状态时，记录量筒加水的体积为V1；

③将鹅卵石从烧杯中取出，继续向瓶中加水，待处于如图乙所示的位置平衡，记录加入的水的体积为V2;

④根据实验列出鹅卵石的密度；

(1）本实验中定滑轮的作用与________（实验工具）相同；

(2）第二次向矿泉水瓶中加水的目的是______________________________；

（3）鹅卵石的密度表达式是__________________________；

【拓展】若用此装置测出来鹅卵石的密度比实际密度________(选填“偏大"、“偏小"或“不变”)，原因是______________________________．

四　测量特殊物质的密度

11。 某同学测量一块形状不规则，体积较大的矿石的密度．

(1)在调节天平平衡过程中，发现指针如图甲所示，此时应将左端的平衡螺母向________调（选填“左”或“右”）．

（2)用调好的天平测量矿石的质量，当天平平衡时,右盘中砝码及游码位置如图乙所示．因矿石体积较大，他借助于溢水杯，用细线将矿石拴好后缓慢放入水面恰好与溢口相平的溢水杯中,并用空烧杯收集溢出的水倒入量筒中，水的体积如图丙所示，矿石的密度是________kg/m3。他测出的矿石密度与真实值相比________（选填“偏大”、“偏小”或“不变"）．

12。 “620”创新实验小组像科学家一样进行科学探究：

他们进入一个环境温度可以保持在0 ℃的实验室，尝试测量冰的密度．

【实验器材】天平（砝码)、弹簧测力计、量筒、烧杯、刻度尺、水、细木棒、形状不规则的小冰块．

【实验步骤】

(1)选择合适的器材，测出小冰块的质量m；

（2)选择器材量筒、________和水，测出小冰块的体积V；

(3）根据ρ＝，代入所测得的实验数据，并通过计算得到冰的密度为0。9×103 kg/m3.

小华同学做完实验，意犹未尽,还想回家测量冰箱中正方体小冰块的密度是否与实验中所测冰的密度一致．经王老师同意，他将实验桌上的所有器材带回了家．请你仅利用所带回家的器材,为小华设计一个最简便的实验方案，测出该冰块的密度．

【实验步骤】

（1)选择器材________、________，测出该冰块的质量；

(2)选择器材____________，测出该冰块的________；

(3)通过计算得出冰的密度．

【实验分析】

小华同学发现所测冰的密度比实验室中所测冰的密度更大，原因可能是__________________________________．

13. 火山石可以漂浮在水面上．小王用天平、量筒和水等器材测量某块火山石的密度，实验步骤如下:

第13题图

a. 小王用调节好的天平测出火山石的质量为m，其示数如图所示；

b。 往量筒中倒入水，使水面到达V1＝50 mL处;

c。 用细线系住火山石,放入量筒，用细铁丝将其压入水中足够长的时间，水面到达V2＝54 mL处；

d。 取出火山石,水面下降到了V3＝48 mL处；

e。 小王认为火山石体积测量不够准确，它的体积应该包含材质和其中空隙部分的体积，于是又向量筒中加水到50 mL处,将刚才取出的火山石表面附着的水擦干净，再次压入量筒的水中，此时水面到达V4＝55 mL处．

请回答下列问题：

（1)该实验原理为________（用公式表示）．

（2）在步骤d中，水面没有回到50 mL处的原因是____________________．

（3)请你根据小王的实验思路，将有关数据及计算结果填入下表．

14。 (3分)为了测量某种不吸水的软塑泥的密度，刘强同学设计了如图实验步骤:

甲:将适量的水装入量杯，水面处刻度值为V1；

乙:将软塑泥捏成小碗形状，小碗漂浮在量杯中的水面上，水面处刻度值为V2；

丙：将软塑泥捏成实心团，放入量杯中的水里，泥团浮在水面上,用细钢针轻压泥团，使泥团完全浸没水中，水面处刻度值为V3；

丁:将泥团取出，吸干表面水滴，用细线系着泥团称重,测力计示数为F.

(1）请给步骤丙这种方法取一个名字________；

(2)选取甲、乙、丙三步法测软塑泥密度，用V1、V2、V3、 ρ水表示ρ泥＝；

（3）选取甲、丙、丁三步法测软塑泥密度，用V1、V3、F、 g表示ρ泥＝。

15. 在学完密度知识后，小强想利用天平和量筒测量粉笔的密度．

(1）小强将天平放在水平桌面上，把游码移至标尺左端________处,发现指针在分度盘中线的右侧，他将平衡螺母向________（选填“左”或“右”)调节，直至天平横梁平衡．

（2）他找来几根粉笔头，用天平测量它们的质量，天平平衡时盘中的砝码和游码对应的位置如图甲所示,这些粉笔头的质量是________g。

(3）他将适量水倒入量筒中，读出水的体积．将这些粉笔头放入量筒中，发现它们先是漂浮并冒出气泡,然后慢慢下沉继续冒出气泡．老师告诉他这是由于粉笔疏松多孔并具有吸水性造成的．如果用这种方法测量粉笔头体积，会导致密度的测量结果________(选填“偏大”或“偏小”）．

(4)为了更加准确的测出粉笔头的体积,他把所有吸饱水的粉笔取出，放入装有25 mL水的量筒中，液面对应的示数如图乙所示，粉笔头的体积是________cm3，粉笔的密度为ρ粉笔＝________g/cm3。

(5)小强又利用已知密度的粉笔和量筒测出了果汁的密度，请你根据他的实验步骤写出果汁的密度表达式．

①在量筒中倒入适量果汁，读出液面对应的示数为V1；

②将一根粉笔用保鲜膜包好,放入量筒中,粉笔漂浮（如图丙所示），读出液面对应的示数为V2；

③利用细长针将粉笔完全压入果汁中（如图丁所示)，读出液面对应的示数为V3;

④果汁密度的表达式为ρ果汁＝________(用字母表示，ρ粉笔已知）．