初中物理密度的计算试题

小张在家中自制了一个简易密度计并用它来测定盐水的密度。

实验器材有：刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。

实验步骤如下：

①用刻度尺测出竹筷的长度 $L$

②竹筷的下端缠上适量的细铅丝

③把自制的密度计放入盛水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度 $h_1$（如图所示）

④把自制的密度计放入盛盐水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度 $h_2$

根据上面的步骤回答下列问题：

（1）竹筷下端缠上适量的细铅丝，主要目的是　　（选填“降低重心”或“增大支撑面” $)$使竹筷能竖直漂浮在液面。

（2）密度计是利用浮力　　重力的条件工作的，竹筷下表面受到水的压强　　竹筷下表面受到盐水的压强（均选填“大于”、“等于”、或“小于” $)$

（3）被测液体的密度越大，密度计排开液体的体积　　（选填“越小’”或“越大” $)$

（4）被测盐水的密度表达式： ${\rho }_{\mathit{盐水}}=$　　（不计铅丝体积，水的密度为 ${\rho }_{水})$

把木块放入装满水的溢水杯中，溢出水的体积为 $V_1$（如图甲）；用细针将该木块全部压入水中，溢出水的总体积为 $V_2$（如图乙），忽略细针的体积。则 $($　　 $)$

A．木块的质量为 ${\rho }_{水}{V}_2$

B．缓慢下压木块的过程中，溢水杯底部受到水的压强变大

C．木块全部压入水中静止时，细针对木块的压力大小为 ${\rho }_{水}g{V}_2$

D．木块的密度为 $\frac{V_1}{V_2}{\rho }_{水}$

在弹簧测力计下悬挂一长方体实心金属块，金属块下表面与水面刚好接触，如图甲。从此处匀速下放金属块，直至浸没于水中并继续匀速下放（金属块未与容器底部接触），在金属块下放过程中，弹簧测力计示数 $F$与金属块下表面浸入水的深度 $h$的关系如图乙， $g=10N/\mathit{kg}$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$．由图象可知：

（1）金属块完全浸没在水中受到的浮力为　      　 $N$。

（2）金属块的密度是　　     $\mathit{kg}/m^3$。

（3）你还能求出有关金属块的哪些物理量：　            　（写出三个物理量即可，不需要计算结果）

某学校研学团队来到“海上碑”研学基地开展活动，配备以下物品：弹簧测力计、几瓶纯净水、保温瓶自备热水、细线、小刀、锤子等。已知 $g=10N/\mathit{kg}$，常温时 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$．他们采集了一小块岩石样本，进行如下探究：

（1）用细线系住小石块悬挂在弹簧测力计下，静止时示数如图，为　         　 $N$。

（2）把纯净水瓶切掉上半部分，把小石块慢慢浸没在水中，未碰触瓶底，弹簧测力计的示数为 $0.7N$．则小石块受到的浮力　      　 $N$．可得小石块的体积　       　 $c{m}^3$。

（3）计算得出小石块的密度为 ${\rho }_{石}=$　      　 $\mathit{kg}/m^3$。

（4）已知海水的密度为 $1.03\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，若把石块浸没在海水中，弹簧测力计的示数　       　 $0.7N$（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

（5）测量过程中，如果利用的是保温杯中的热水，计算时仍取 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，测得小石块密度与真实值相比应　          　（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

小明在滨河阳光沙滩游玩时捡到一块鹅卵石，并对该鹅卵石的密度进行了测量。

（1）将天平放在水平桌面上，并将游码移至称量标尺左端的零刻度线后，分度标尺的指针如图甲所示，此时应将平衡螺母向　    　（选填“左”或“右”）调节，使天平横梁平衡。

（2）测量鹅卵石质量时，将最小为 $5g$的砝码放入托盘天平的右盘后，分度标尺的指针如图乙所示，接下来的操作是　       　，直至天平横梁平衡。

（3）天平平衡时，所用砝码和游码在称量标尺上的位置如图丙所示，该鹅卵石的质量是　      　 $g$。

（4）如图丁所示，鹅卵石的体积是　       　 $c{m}^3$。

（5）由以上数据可知，该鹅卵石的密度为　         　 $g/c{m}^3$。

（6）将该鹅卵石挂在弹簧测力计下并浸没在某液体中静止时，测力计的示数如图戊所示，鹅卵石所受浮力为　      　 $N$． $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

小明用同一物体进行了以下实验。实验中，保持物体处于静止状态，弹簧测力计的示数如图所示。请根据图中信息，求： $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）物体的质量；

（2）物体在水中受到的浮力；

（3）某液体的密度。

如图所示，物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。

（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是　       　 $N$。

（2）比较　      　（填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。

（3）比较　       　（填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关。

（4）金属块的密度为　        　 $\mathit{kg}/m^3$。

（5）在实验中，排除测量误差因素的影响，兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力，请指出实验操作中可能造成这种结果的原因：　       　。

（6）纠正了错误，继续实验，兴趣小组得出结论：物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力。有同学对此结论提出质疑，他认为仅采用浸没的金属块做实验不具备普遍性，使用漂浮的蜡块做实验未必遵循以上结论。针对这个质疑，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、蜡块、细线、量筒、烧杯、小木块、小桶、轻质塑料袋（质量可忽略）、适量的水。请你根据需要选择器材并设计实验，研究使用漂浮的蜡块做实验是否遵循兴趣小组所得出的结论。

实验器材：　                                     　；

实验步骤：　                                     　；

分析与论证：　                                   　。

如图所示，在“测量花岗石密度”的实验中。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．称量时左盘放砝码，右盘放花岗石

B．称量花岗石质量的过程中，若天平横梁不平衡，可调节平衡螺母

C．花岗石的质量是 $25g$

D．花岗石的密度是 $2.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$

将一小物块 $A$轻轻放入盛满水的大烧杯中， $A$静止后，有 $81g$的水溢出，再将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中， $A$静止后，有 $72g$的酒精溢出，则 $A$在水中静止时受到的浮力为　　 $N$， $A$的密度是　　 $g/c{m}^3$（酒精的密度是 $0.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$。

吴丽知道了水的密度是 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，她还想知道家中食用油的密度。于是，她找来一个干净的小瓶 $A$、装满食用油，利用如图所示的天平（砝码已丢失）、量筒、茶杯、水和胶头滴管等来进行测量。爸爸说，食用油太粘、不易清洗，不要直接用量筒测量它的体积。吴丽想了想，又找来了一个与 $A$完全相同的干净的小瓶 $B$，最终测出了食用油的密度。她的探究过程如下。

（1）将托盘天平放在水平桌面上，　　，调节右端的平衡螺母，使横梁平衡。

（2）将盛满食用油的小瓶 $A$放入左盘，将小瓶 $B$放入右盘，向 $B$中加水，直至天平再次平衡。将小瓶 $B$中的水全部倒入量筒中，量筒的示数如图所示，记为 $V_1=$　　 $c{m}^3$．然后将量筒中的水全部倒出。

（3）　　，然后将水全部倒入量筒，读出示数，即为食用油的体积，记为 $V_2=40c{m}^3$。

（4）根据以上数据，计算得到食用油的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$。

小雨通过如图甲所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中，他所用拉力 $F$与绳子自由端移动的距离 $s$的关系图象如图乙所示。其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为 $85\%$．每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力。求：

（1）物体在空中上升 $1m$，小雨做的功是多少？

（2）每个滑轮的重力是多少？

（3）物体的密度是多少？

如图，薄壁容器的底面积为 $S$，物体 $A$的体积为 $V$，轻质弹簧的一端固定在容器底部，另一端与 $A$连接。当容器中的水深为 $h$时，弹簧的长度恰好等于原长，物体 $A$有一半的体积浸在水中。下列判断错误的是 $($　　 $)$

A．水对容器底部的压力 $F={\rho }_{水}\mathit{ghS}$

B．物体 $A$的密度 ${\rho }_A$的求解思路是 ${\rho }_A=\frac{m_A}{V}\to m_A=\frac{G_A}{g}\to G_A=F_{浮}\to F_{浮}={\rho }_{水}g{V}_{排}\to V_{排}=\frac{1}{2}V$

C．若在 $A$上加放重为 $G_B$的物体 $B$， $A$恰好浸没。此时弹簧对 $A$的支持力 $F_N=G_A+G_B-F_{浮}\text{'}=F_{浮}+G_B-{\rho }_{水}\mathit{gV}=\frac{1}{2}{\rho }_{水}\mathit{gV}+G_B-{\rho }_{水}\mathit{gV}=G_B-\frac{1}{2}{\rho }_{水}\mathit{gV}$

D．若向容器中缓慢加水直到 $A$完全浸没 $V_{排}\uparrow \to F_{浮}\uparrow ={\rho }_{水}g{V}_{排}\to$弹簧对 $A$的拉力 $F\downarrow =m_{A}g-F_{浮}$

甲、乙两种物质的质量 $m$与体积 $V$的关系图像如图所示，由图像可知 $($　　 $)$

A．体积相等时，甲的质量大B．质量相等时，乙的体积大

C．甲的密度比乙的大D．乙的密度为 $1.25\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$

如图所示，放在水平面上的薄壁圆柱形容器，底面积为 $25c{m}^2$，弹簧测力计的挂钩上挂着重为 $3.9N$的金属块，现将金属块浸没水中，容器内水面由 $20\mathit{cm}$上升到 $22\mathit{cm}(g=10N/\mathit{kg})$。求：

（1）金属块未放入水中时（如图所示），水对容器底的压强；

（2）金属块的密度；

（3）金属块浸没水中（未接触容器底）静止时，弹簧测力计的示数；

（4）缓慢匀速提升金属块使其上升 $10\mathit{cm}$，金属块始终处于浸没状态，你认为此过程中浮力做功吗？若做功，请计算出浮力做了多少功；若不做功，请说明理由。

如图甲所示，弹簧测力计一端固定，另一端竖直悬挂一底面积为 $30c{m}^2$的长方体合金块（不吸水），浸没在装有水的容器中，静止后合金块上表面距水面 $5\mathit{cm}$。容器底部有一个由阀门控制的出水口，打开阀门，使水缓慢流出，放水过程中合金始终不与容器底部接触，弹簧测力计示数随放水时间变化的规律如图乙所示（已知 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，水的流速对压强的影响忽略不计）。求：

（1）合金块露出水面前容器中水面下降的平均速度；

（2）合金块浸没在水中所受浮力的大小；

（3）合金块的密度；

（4）打开阀门前合金块下表面受到水的压强。