必刷03特殊方法测量物质的密度实验专题 （30题）-备战2022年中考物理满分突破必刷专题【上海专用】

03特殊方法测量物质的密度实验专题（30题） 【目录】 类型一、利用阿基米德原理识间接测量物质的密度（5题） 类型二、利用杠杆平原理、大气压等知识通过推导间接测量物质的密度（5题） 类型三、只用天平（及辅助工具）测量物质的密度（缺量筒）（5题） 类型四、只用量筒（及辅助工具）测量物质的密度（缺天平）（5题） 类型五、二次称重法间接测量物质的密度（10题） 【试题】 类型一、利用阿基米德原理识间接测量物质的密度（5题） 1．小明利用如图所示的装置测量某物体的密度（该物体的密度不等于水的密度），水的密度ρ水已知，他的实验步骤如下： ①将物块放在已调零的静止于水平桌面的电子秤上，示数稳定后读出电子秤的示数m1，将数据记录在表格中； ②将盛满水的溢水杯放在静止在水平面的电子秤上，示数稳定后读出电子秤的示数m2，将数据记录在表格中； ③将物块轻轻放入②中的溢水杯中（溢出的水用另一容器接收，不会流到电子秤上），示数稳定后读出电子秤的示数m3，将数据记录在表格中； ④利用公式计算出物体的密度，将数据记录在表格中。 （1）若想通过小明的实验方案测量出物体的密度，物体放入水中后必须处于什么样的浮沉状态（写出状态即可）？ （2）请从理论上推导密度计算公式。 1．【答案】（1）沉底；（2）见解析 【解析】 （1）实验中采用排开水的体积来替代物体的体积，所以物体放入水中应该处于沉底状态。 （2）排开水的质量 物体的体积即排开水的体积 物体的密度 2．随着生活水平的提高，电子秤已进入千家万户。如图甲所示，小明进一步开发了电子秤的用途，结合浮力相关知识成功测量出了一石头的密度，他的操作步骤如下： 第一步：将电子秤放在水平台面，并将一个装有适量水的杯子放置在秤盘上，电子秤显示质量为m1，如图乙所示； 第二步：将一个系有细线的石头轻放入杯中，电子秤显示质量为m2，如图丙所示； 第三步：缓慢提升细线，直至石头刚好离开杯底，此时电子秤显示质量为m3。 （1）电子秤工作时，是将秤盘受到向下的 ________（选填“重力”或“压力”）转换成了质量。 （2）石头在缓慢浸入水的过程中（未浸没），细线受到的拉力________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）石头的质量为 ________，石头浸没在水中后受到的浮力为 ________，石头的密度为 ________；第二步中，石头对杯底的压力为 ________。 （以上4空均选用m1、m2、m3、g和ρ水表示） 2． 【答案】    压力     减小     m2﹣m1     (m3﹣m1)g          m2﹣m3 【解析】 （1）[1]电子秤工作时，秤盘上的物体对秤盘有压力，由于物体对秤盘的压力等于物体的重力，而物体受到的重力与物体的质量成正比，据此可知电子秤是将秤盘受到向下的压力转换成了质量来对物体质量进行称量。 （2）[2]石头在缓慢浸入水的过程中（未浸没），石头排开水的体积增大，根据F浮＝ρ液gV排可知石头受到的浮力变大；由于石头受竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力的作用，则细线受到的拉力 F拉＝G−F浮 所以，细线受到的拉力减小。 （3）[3]由于乙的示数为水和杯子的总质量，丙的示数为石头、水和杯子的总质量，所以，石头的质量为 m＝m2−m1 [4]丁图中，石头刚好离开杯底，此时石头受到重力、浮力和拉力；由于力的作用是相互的，所以石头对水有竖直向下的压力，大小与石头受到的浮力相等，故有 m1 g+ F浮= m3 g 所以，石头受到的浮力为 F浮＝(m3−m1)g [5] 根据阿基米德原理可知，石头排开水的体积为 石头浸没于水中，所以石头的体积 石头的密度 [6]第二步中，石头受竖直向下的重力、竖直向上的支持力和浮力的作用，根据受力平衡可得 G＝F支＋F浮 则 F支＝G−F浮＝mg−F浮＝(m2−m1)g−(m3−m1)g＝(m2−m3)g 由于石头对杯底的压力与杯底对石头的支持力是一对相互作用力，大小相等，所以 F压＝F支持＝(m2−m3)g 3．小明想通过实验测量矿石的密度，进行了如下操作： （1）把天平放在水平桌面上，并将______移到标尺左端的零刻度线处，发现指针位置如图1甲所示，此时应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，使天平平衡； （2）把矿石放在天平的左盘中进行称量，当天平再次平衡时，右盘中的砝码及游码的位置如图1乙所示，则矿石的质量是______g； （3）矿石放入量筒前后，量筒中水面位置如图1丙所示，则矿石的体积为______cm3，密度为______kg/m3； （4）若该矿石吸水，按以上步骤测量出矿石的密度将偏______（选填“大”或“小”）； （5）小芳利用干燥、不吸水的矿石还可测出未知液体的密度，操作如下： ①在圆柱形容器中装入待