专题训练 利用浮力测量物质的密度 1．如图所示，小陈同学为测量某液体的密度，准备了天平、玻璃杯等器材，在实验时 发现没有准备量筒，于是从身边找来了一个体积为 20cm3 的金属块和一些纸张。 （1）将天平放在水平台上，将游码移到标尺左端的＿＿＿＿＿刻度线上。 （2）此时，如果天平指针偏左，小陈同学应向＿＿＿＿＿（填“左”或“右”）调节＿＿ ＿＿＿使天平横梁平衡。 （3）在玻璃杯中倒入适量的该液体，用天平称量液体和玻璃杯的总质量 m 总时，向盘 中加减砝码要用＿＿＿＿＿，不能用手接触砝码，称得 m 总=123.2g （4）将金属块浸没在液体中且不接触玻璃杯，液体无溢出，如图所示，天平平衡后， 砝码的总质量加上的游码在标尺上对应的刻度值为 m=＿＿＿＿＿g，则液体的密度 ρ=＿＿ ＿＿＿g/cm3。 2．在实验课上，老师要求小明用一只量筒、一枚大头针和水，测量一个小木块的密度。 下面是小明的有关实验步骤，请你帮他补充完整。 （1）在量筒内倒入适量的水，量筒的示数为 V1。 （2）将小木块放入量筒中（木块漂浮），此时量筒的示数为 V2。 （3）＿＿＿＿。（补充步骤） （4）计算得出木块的密度 ρ 木=＿＿＿＿（写出最简表达式）。 3．小薇同学在测固体密度时，操作步骤如下： （1）在实验室，小薇把天平放在水平工作台上，将游码归零，发现指针偏向分度盘的 左侧，此时应将平衡螺母向____________调节（选填“左”或“右”），使天平横梁平衡。 （2）小薇选用了一块小矿石，用调好的天平测它的质量，当右盘中所加砝码和游码的 位置如图甲所示时，天平恢复平衡，则测得的矿石质量是_________g。 （3）如图乙所示的量筒分度值为____________ cm3，在量筒中装人适量的水，将系了 细线的矿石轻放入量筒，如图乙所示，读数时视线应与液面 ____________（选填“相平”或 “不平”），测得矿石的体积是____________cm3。 （4）实验后，小微发现使用的 20g 砝码生锈了，由此导致测得的矿石密度会________ ___（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 （5）小薇回家后，想测出家里某个小饰品的密度，她找到家里的电子秤，称出饰品的 质量是 140g，又借助细线、水、玻璃杯，测出了饰品的体积，她的实验操作步骤如图丙、 丁所示，则饰品的密度是____________g/cm3。 4．小明要测量木块的密度，实验器材有：木块、弹簧测力计（ 0~5N），底部固定有 滑轮的水槽，细线及足量的水。（g 取 10N/kg） （1）现用弹簧测力计测木块的重力，如图甲，示数为____________N；再用细线绕过 滑轮将木块与测力计连接起来，接着往水槽中倒入适量的水，使木块浸没在水中，如图乙 木 块 在 水 中 静 止 时 测 力 计 示 数 为 1.6N ， 木 块 的 体 积 为 __________m3 ， 密 度 为 ___________kg/m3，本实验滑轮的作用是________________________。 （2）小明分析发现，如果把水换成其他液体，测力计的示数就会不同，于是他把测力 计的刻度改成相应的密度值，将该装置改为测量液体密度的“密度计”，原测力计的 1.0N 刻 度处应标注为___________kg/m3，该“密度计”的刻度分布____________（选填“均匀”或“不均 匀”）。 （3）若要增大这种“密度计”的最大测量值，可以采取的方法有____________（写出一 种即可）。 5．用“排水集气法”测量空气密度．主要的实验步骤如下： ① 用电子天平测出打足了气的篮球质量 m1； ② 测量出集气瓶的内径并算出其内部横截面积 S； ③ 集气瓶装满水，口朝下放在水槽内，带夹导管一端连接篮球的气嘴，另一端放在瓶 内，准备排水集气； ④ 轻轻松开导管夹，让篮球内的空气进入集气瓶，在篮球体积没有明显减小前，停止 放气； ⑤ 测出放气后篮球的质量 m2； ⑥ 调整瓶的高度，使瓶外水面相平，测量瓶内空气柱的高度 h； ⑦ 利用密度公式算出集气瓶内空气密度． （1）篮球在放气过程中，球内空气质量________、空气密度________．（填“减小”或 “不变”） （2）若瓶内水面明显高于水槽内水面，需要缓慢地________（填“向上提或向下压”） 集气瓶，直至瓶内外水面相平． （3）当瓶内外水面相平时，瓶内外气压________，此时瓶内外空气密度相等． （4）空气密度 ρ=________．（用所测物理量表示） （5）实验中要求篮球体积不发生明显变化，是为了减小 ________（填“重力”或“浮 力”）对质量测量的影响． 6．小王同学到宜宾翠屏山玩耍时，在去哪吒洞的路上捡到一个形状奇特且不溶于水的 物体，他想知道这个不明物体是由什么材料构成，于是在实验室进行了如下操作： （1）已知空玻璃杯的质量为 53.8g； （2）将该物体放入装有适量水的透明玻璃杯中，发现物体下沉至杯底，如图甲，说明 该物体的密度＿＿＿＿水的密度，物体对杯底的压力＿＿＿＿其重力（以上两空均选填“大 于”、“等于”或“小于”）； （3）往杯中逐渐加入食盐并搅拌，直至观察到物体悬浮如图乙； （4）取出物体，用调好的天平测玻璃杯和盐水的总质量，如图丙，总质量为＿＿＿ g； （5）将玻璃杯中的盐水全部倒入量筒，如图丁，体积为＿＿＿＿mL； （6）通过以上实验，可以得到物体的密度为＿＿＿＿kg/m3，这个物体是由＿＿＿＿ 构成的． mL 60 50 40 30 甲 乙 丙 丁 7．为了测量物块 A 和 B 的密度，某同学进行了如下实验． （1）将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图 1 所示，则应将 平衡螺母向＿＿＿（选填“左”或“右”）端调节； （2）图 2 是正确测量 A 的质量时使用砝码情况和游码的位置，其质量为＿＿＿ g；图 3 是用量筒测量物块 A 体积时的场景，则它的体积是＿＿＿cm3，密度为＿＿＿kg/m3； （3）另一物块 B 的密度大于酒精而小于水，请将该同学测量其密度的下列实验步骤补 充完整． ① 将物块 B 放入装有适量水的烧杯中，然后向烧杯中缓慢注入酒精并充分搅拌，直至 物块 B＿＿＿在混合液中； ② 取出物块 B 后，测出烧杯及杯内混合液的总质量为 m1； ③ 将烧杯中的部分混合液倒入空量筒中，测出它的体积为 V，同时测出烧杯及杯内剩 余混合液的总质量为 m2； ④ 由测量结果得到物块 B 的密度表达式为 ρ=＿＿＿（用步骤中的字母表示）． 8．小亮同学利用“等效替代法”测量一粒花生米的密度，实验过程如图所示．请在下列 空格中填写适当内容： 100 g 0 甲 乙 1 2 3 丙 4 5g 10 g mL 1 0 80 0 6 0 4 0 2 0 丁 （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，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，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＿＿ ＿kg/m3（结果保留两位小数）． 9．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 1×103kg/m3 ， g 取 10N/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 66cm3。 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 70cm3。 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。 10．小晨设计了一个实验，用排水法测某实心金属块的密度．实验器材有小空筒、溢 水杯、烧杯、量筒和水．实验步骤如下： ① 让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中，如图甲； ② 将金属块浸没在水中，测得溢出水的体积为 20mL，如图乙； ③ 将烧杯中 20mL 水倒掉，从水中取出金属块，如图丙； ④ 将金属块放入小空筒，小空筒仍漂浮在水面，测得此时溢出水的体积为 44mL，如 图丁． 请回答下列问题： （1）被测金属块的密度是＿＿＿＿g/cm3． （2）在实验步骤③和④中，将沾有水的金属块放入小空筒，测出的金属块密度将＿＿ ＿＿（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）． 11．实验室常用盐水来做浮力实验，小明学习了浮力实验后，利用密度测量的知识在 家里设计了一个测定盐水密度的实验． 所用器材有：一个边长为 a 的正方体小塑料块，两个菜碗，一把刻度尺，水和盐水． 小明拟定的实验步骤如下： A．往一只菜碗中加入适量的水，让正方体小塑料块漂浮在水面上，在小塑料块的水 面位置处做上标记； B．取出正方体小塑料块，用刻度尺在小塑料块上量出其浸没在水中的深度 h； C．往另一只菜碗中加入适量的盐水，让正方体小塑料块漂浮在液面上，在小塑料块 的液面位置处做上标记； D．取出正方体小塑料块，用刻度尺在小塑料块上量出其浸没在盐水中的深度 f，已知 水的密度为 ρ 水，则： （1）正方体小塑料块漂浮在水平面上时所受浮力大小为＿＿＿＿＿＿，由此可以求出 小塑料块的质量 m=＿＿＿＿＿＿； （2）正方体小塑料块所受水的浮力 F1＿＿＿＿＿＿所受盐水的浮力 F2（选填“大于”、 “等于”或“小于”）； （3）求出盐水的密度 ρ′=＿＿＿＿＿＿． 参考答案 1.（1）零（2）右平衡螺母（3）镊子（4）150.6 1.37 2.用大头针将木块压入水中，读出体积 V3ρ 木块=（V2-V1）×ρ 水/(V3-V1) 3.（1）右（2）43.4 （3）2 相平 18 （4）偏小（5）2.8 4.（1）2.4 4×10-4 0.6×103 改变力的方向（2）0.85×103 均匀 （3）换用更大量程的弹簧测力计（换用体积更小的木块，换用密度更大的物块等） 5.（1）减小减小（2）向下压（3）相等（4）（m1－m2）/Sh（5）浮力 6.（2）大于小于（4）121（5）48（6）1.4×103