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Chapitre 6 – Masse volumique – Exercices

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Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

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Rappels essentiels : Commence par le niveau socle, puis avance à ton rythme. Le code (C1, C2…) indique la capacité travaillée. Les masses volumiques sont celles du tableau du cours (section 6).

Niveau socle — je m'entraîne pas à pas

Exercice 1 Masse ou volume ? (C1) Socle

Voici des unités : g, mL, kg, L, cm³, m³.

Aide : la masse, c'est la quantité de matière (on la mesure avec une balance). Le volume, c'est la place que prend l'objet (on le mesure avec une éprouvette).
UnitégmLkgLcm³m³
Masse ou volume ?masse
1. Complète le tableau. La première case est faite pour toi.
2. Quel appareil mesure une masse ?
3. Quel appareil mesure le volume d'un liquide ?
4. Complète : 1 mL = 1

1. g : masse. mL : volume. kg : masse. L : volume. cm³ : volume. m³ : volume.

2. La balance.

3. L'éprouvette graduée.

4. 1 mL = 1 cm³ : c'est le même volume, écrit de deux façons.

Exercice 2 Lire l'écran de la balance (C1) Socle

On pose trois objets sur une balance. Voici les trois écrans, quand le nombre ne bouge plus.

Aide : j'écris toujours le nombre et son unité. Pour passer des kg aux g : 1 kg = 1 000 g, donc je multiplie par 1 000.
1. Écris la masse de chaque objet, avec son unité.
2. Écris la masse de la bouteille en grammes :
3. Range les trois objets du plus léger au plus lourd.

1. Pomme : m = 152 g. Clé : m = 23 g. Bouteille : m = 1,53 kg.

2. 1,53 × 1 000 = 1 530. La bouteille a une masse de 1 530 g.

3. Je compare dans la même unité (en g) : 23 g < 152 g < 1 530 g. Ordre : clé, pomme, bouteille.

Exercice 3 Lire le volume sur une éprouvette (C1) Socle

Voici le haut de trois éprouvettes graduées, vu de très près. Entre deux nombres, chaque petit trait vaut 1 mL.

Aide : je lis au bas du creux (le ménisque). Je pars du nombre en dessous et je compte les petits traits vers le haut.
Exemple. A : le bas du creux est sur le 3e petit trait au-dessus de 20. Donc V = 20 + 3 = 23 mL.
1. Lis le volume de l'éprouvette B :
2. Lis le volume de l'éprouvette C :
3. Où dois-je mettre mon œil pour bien lire ?

1. B : le bas du creux est sur le 6e petit trait au-dessus de 40. V = 40 + 6 = 46 mL.

2. C : le bas du creux est sur le trait du milieu, entre 70 et 80. V = 75 mL.

3. L'œil à la hauteur de la surface du liquide (ni plus haut, ni plus bas), l'éprouvette bien droite.

Exercice 4 Le volume d'un caillou (C1) Socle

Pour trouver le volume d'un caillou, Lina le fait glisser dans une éprouvette qui contient de l'eau.

Aide : le volume du caillou, c'est ce que l'eau a gagné : V = V2 − V1. Ensuite, 1 mL = 1 cm³.
1. Lis V1 (avant) :
2. Lis V2 (après) :
3. Calcule le volume du caillou, en mL puis en cm³.
4. Lina recommence avec un écrou : V1 = 30 mL et V2 = 34 mL. Quel est le volume de l'écrou ?

1. V1 = 50 mL.

2. V2 = 65 mL (le trait court entre 60 et 70).

3. V = V2 − V1 = 65 − 50 = 15 mL, soit 15 cm³.

4. V = 34 − 30 = 4 mL, soit 4 cm³.

Exercice 5 Peser de l'huile : ne pas oublier la tare (C1) Socle

Karim veut connaître la masse de 200 mL d'huile de tournesol. Il a un bol et une balance.

A. Il verse les 200 mL d'huile dans le bol.
B. Il pose le bol vide sur la balance. L'écran affiche 120 g.
C. Il lit la masse quand le nombre ne bouge plus.
D. Il appuie sur TARE.
Aide : la touche TARE remet l'écran à 0 g. Il faut l'utiliser avant de verser l'huile, avec le bol vide sur le plateau.
1. Remets les étapes dans l'ordre :
2. Que montre l'écran juste après l'étape D ?
3. À la fin, l'écran affiche 184 g. Quelle est la masse de l'huile ?
4. Si Karim oublie la tare, combien l'écran affiche-t-il à la fin ?

1. Ordre : B → D → A → C.

2. L'écran montre 0 g.

3. La balance a été tarée avec le bol : elle affiche l'huile seule. m = 184 g.

4. Sans tare, la balance pèse le bol et l'huile : 120 + 184 = 304 g. C'est faux pour la masse de l'huile.

Exercice 6 Ma première masse volumique (C2) Socle

Calcule la masse volumique ρ avec la formule ρ = m / V. Le premier calcul est fait pour toi.

Aide : 1. J'écris m et V. 2. J'écris ρ = m / V. 3. Je divise la masse par le volume à la calculatrice. 4. J'écris l'unité : unité de m / unité de V.
Exemple. m = 25 g ; V = 10 cm³. ρ = m / V = 25 / 10 = 2,5. Unité : g / cm³. Donc ρ = 2,5 g/cm³.
1. m = 78,5 g ; V = 10 cm³. ρ =
2. m = 74 g ; V = 100 mL. ρ =
3. m = 113 g ; V = 10 cm³. ρ =
4. m = 5 kg ; V = 5 L. ρ =

1. ρ = 78,5 / 10 = 7,85 g/cm³ (c'est la masse volumique de l'acier).

2. ρ = 74 / 100 = 0,74 g/mL (c'est celle de l'essence).

3. ρ = 113 / 10 = 11,3 g/cm³ (c'est celle du plomb).

4. ρ = 5 / 5 = 1 kg/L (c'est celle de l'eau).

Exercice 7 Quelle est la bonne unité ? (C2) Socle

Pour chaque ligne, écris l'unité de la masse volumique. La première ligne est faite pour toi.

Aide : l'unité de ρ, c'est l'unité de la masse / l'unité du volume. On lit « g/cm³ » : « gramme par centimètre cube ».
Masse en…Volume en…Unité de ρ
gcm³g/cm³
kgL
gmL
kgm³
1. Complète le tableau.
2. Inès écrit : « ρ = 2,7 ». Qu'a-t-elle oublié ?
3. Yanis calcule ρ = V / m. A-t-il raison ?

1. kg et L : kg/L. g et mL : g/mL. kg et m³ : kg/m³.

2. Elle a oublié l'unité. « 2,7 » seul ne veut rien dire. Il faut écrire par exemple ρ = 2,7 g/cm³.

3. Non. On divise la masse par le volume : ρ = m / V.

Exercice 8 L'eau, la matière de référence (C2) Socle

Une bouteille contient 1,5 L d'eau. L'eau seule (sans la bouteille) a une masse de 1,5 kg.

Un verre contient 200 mL d'eau. L'eau seule a une masse de 200 g.

Aide : ρ = m / V. Pour la bouteille, l'unité sera kg/L. Pour le verre, l'unité sera g/mL.
1. Calcule la masse volumique de l'eau de la bouteille.
2. Calcule la masse volumique de l'eau du verre.
3. La bouteille contient plus d'eau que le verre. Sa masse volumique est-elle plus grande ?

1. ρ = m / V = 1,5 / 1,5 = 1 kg/L.

2. ρ = m / V = 200 / 200 = 1 g/mL.

3. Non. C'est la même matière (de l'eau), donc la même masse volumique : 1 kg/L = 1 g/mL. La masse volumique dépend de la matière, pas de la quantité.

Exercice 9 Flotte ou coule ? (C5) Socle

On met des objets dans une bassine d'eau. Chaque objet est plein et fait d'une seule matière.

ObjetMatièreρ en g/cm³Plus petit ou plus grand que 1 ?Flotte ou coule ?
Bouchonliège0,24plus petitflotte
Cléacier7,85
Glaçonglace0,92
Calesapin0,5
Bout de fil électriquecuivre8,9
Aide : l'eau a une masse volumique de 1 g/cm³. Plus petit que 1 : l'objet flotte. Plus grand que 1 : il coule.
1. Complète le tableau. La première ligne est faite pour toi.
2. Quels objets restent à la surface ?

1.

  • Clé en acier : 7,85 est plus grand que 1 → elle coule.
  • Glaçon : 0,92 est plus petit que 1 → il flotte (presque tout entier sous l'eau, car 0,92 est proche de 1).
  • Cale en sapin : 0,5 est plus petit que 1 → elle flotte.
  • Fil de cuivre : 8,9 est plus grand que 1 → il coule.

2. Restent à la surface : le bouchon, le glaçon et la cale en sapin.

Exercice 10 La masse d'une planche (C3) Socle

À l'atelier, un menuisier veut connaître la masse de deux pièces de bois avant de les porter.

Aide : je cherche la masse, donc je cache m dans le triangle : m = ρ × V. Ici, ρ est en kg/m³ et V en m³ : la masse sera en kg.
Exemple. Une planche de chêne : V = 0,02 m³ ; ρ = 700 kg/m³. m = ρ × V = 700 × 0,02 = 14 kg.
1. Une poutre de sapin : V = 0,04 m³ ; ρ = 500 kg/m³. Écris la formule, puis calcule m.
2. Une planche de chêne deux fois plus grande que celle de l'exemple : V = 0,04 m³. Calcule sa masse.
3. La poutre de sapin et la grande planche de chêne ont le même volume. Laquelle est la plus lourde ? Pourquoi ?

1. m = ρ × V = 500 × 0,04 = 20 kg.

2. m = 700 × 0,04 = 28 kg. Le volume est 2 fois plus grand, la masse aussi : 2 × 14 = 28 kg.

3. La planche de chêne (28 kg contre 20 kg). Même volume, mais le chêne a une plus grande masse volumique (700 kg/m³) que le sapin (500 kg/m³).

Exercice 11 Même nombre ou × 1 000 ? (C4) Socle

Convertis chaque masse volumique dans l'unité demandée.

Aide : 1 g/cm³ = 1 g/mL = 1 kg/L = 1 000 kg/m³. Entre g/cm³, g/mL et kg/L : même nombre. Vers kg/m³ : × 1 000. Depuis kg/m³ : ÷ 1 000.
Exemple. Aluminium : 2,7 g/cm³ = 2,7 × 1 000 = 2 700 kg/m³.
1. Béton : 2,4 g/cm³ = kg/L
2. Huile : 0,92 g/mL = g/cm³
3. Acier : 7,85 g/cm³ = kg/m³
4. Eau : 1 kg/L = kg/m³
5. Cuivre : 8 900 kg/m³ = g/cm³
6. Sapin : 500 kg/m³ = kg/L

1. g/cm³ vers kg/L : même nombre. 2,4 kg/L.

2. g/mL vers g/cm³ : même nombre. 0,92 g/cm³.

3. Vers kg/m³ : 7,85 × 1 000 = 7 850 kg/m³.

4. Vers kg/m³ : 1 × 1 000 = 1 000 kg/m³.

5. Depuis kg/m³ : 8 900 ÷ 1 000 = 8,9 g/cm³.

6. Depuis kg/m³ : 500 ÷ 1 000 = 0,5 kg/L.

Niveau standard — j'applique dans des situations

Exercice 12 Le béton de la toupie (C2, C3) Standard

Sur un chantier, une toupie (un camion qui fait tourner le béton pour qu'il reste liquide) livre du béton frais. Le chef de chantier a noté la masse de béton pour quelques volumes.

Volume de béton (m³)1236
Masse de béton (kg)2 4004 800
1. Pour les deux premières colonnes, calcule masse ÷ volume. Que remarques-tu ?
2. Quelle est la masse volumique du béton ? N'oublie pas l'unité.
3. Complète le tableau.
4. La toupie livre 6 m³. Écris la masse de béton en tonnes (1 t = 1 000 kg).

1. 2 400 ÷ 1 = 2 400 et 4 800 ÷ 2 = 2 400. On trouve toujours le même nombre : la masse est proportionnelle au volume.

2. Le coefficient de proportionnalité est la masse volumique : ρ = 2 400 kg/m³ (masse en kg, volume en m³).

3. m = ρ × V. Pour 3 m³ : 2 400 × 3 = 7 200 kg. Pour 6 m³ : 2 400 × 6 = 14 400 kg.

4. 14 400 kg = 14 400 ÷ 1 000 = 14,4 t.

Exercice 13 Quel est ce métal ? (C1, C2, C5) Standard

En TP, Nora reçoit un petit cylindre de métal orangé. Elle doit trouver son métal. Elle le pèse, puis elle mesure son volume par déplacement d'eau.

MatièreAluminiumAcierCuivrePlombOr
ρ en g/cm³2,77,858,911,319,3
1. Écris la masse m du cylindre.
2. Lis V1 et V2, puis calcule le volume V du cylindre en cm³.
3. Calcule la masse volumique du cylindre.
4. Avec le tableau, trouve le métal. Explique.

1. m = 179 g.

2. V1 = 40 mL ; V2 = 60 mL. V = V2 − V1 = 60 − 40 = 20 mL = 20 cm³.

3. ρ = m / V = 179 / 20 = 8,95 g/cm³.

4. La valeur la plus proche dans le tableau est 8,9 g/cm³ : le cylindre est en cuivre (il est d'ailleurs orangé). La petite différence vient de la précision des mesures.

Exercice 14 Le jerricane d'essence (C3) Standard

Dans un garage, un jerricane contient 14,8 kg d'essence (sans le jerricane). La masse volumique de l'essence est 0,74 kg/L.

1. On cherche le volume d'essence. Quelle formule choisis-tu : m = ρ × V ou V = m / ρ ?
2. Calcule le volume d'essence, en L.
3. Vérifie ton résultat en refaisant le calcul dans l'autre sens.
4. Le réservoir d'une voiture contient 50 L d'essence. Calcule la masse de cette essence.

1. On cherche V : on cache V dans le triangle. V = m / ρ.

2. m en kg et ρ en kg/L : le volume sera en L. V = 14,8 / 0,74 = 20 L.

3. 0,74 × 20 = 14,8 kg : c'est bien la masse de départ.

4. On cherche m : m = ρ × V = 0,74 × 50 = 37 kg.

Exercice 15 La vinaigrette et l'huile sur l'eau (C5) Standard

Dans un verre, Lina verse de l'eau, puis de l'huile de tournesol. Elle mélange avec une cuillère et attend 5 minutes. L'huile et l'eau ne se mélangent pas : on voit deux couches.

1. Écris la masse volumique de l'huile et celle de l'eau, en g/cm³ (tableau du cours).
2. Quel liquide forme la couche A ? Et la couche B ? Explique.
3. Lina rajoute beaucoup d'huile. L'huile passe-t-elle au fond ? Explique.
4. En mer, un bateau perd de l'huile. L'eau de mer a une masse volumique de 1,03 g/cm³. L'huile va-t-elle au fond ou reste-t-elle à la surface ?

1. Huile : 0,92 g/cm³. Eau : 1 g/cm³.

2. Le liquide qui a la plus petite masse volumique reste au-dessus. 0,92 est plus petit que 1 : la couche A est l'huile, la couche B est l'eau.

3. Non. La masse volumique dépend de la matière, pas de la quantité : l'huile a toujours 0,92 g/cm³. La couche d'huile devient plus épaisse, mais elle reste au-dessus.

4. 0,92 est plus petit que 1,03 : l'huile reste à la surface et forme une couche sur la mer.

Exercice 16 Tout dans la même unité (C4, C5) Standard

Un livre de sciences donne les masses volumiques de six matières, mais pas toutes dans la même unité.

MatièreMasse volumique donnéeEn g/cm³
Chêne700 kg/m³
Essence0,74 kg/L
Aluminium2 700 kg/m³
Liège240 kg/m³
Verre2 500 kg/m³
Béton2,4 g/cm³
1. Complète la dernière colonne.
2. Range les six matières de la plus petite à la plus grande masse volumique.
3. Lesquelles restent au-dessus de l'eau ? Lesquelles vont au fond ?
4. Mehdi dit : « 700 est plus grand que 2,4, donc le chêne est plus lourd que le béton pour un même volume. » Explique son erreur.

1. Depuis kg/m³, je divise par 1 000 ; depuis kg/L, je garde le même nombre.

  • Chêne : 700 ÷ 1 000 = 0,7 g/cm³.
  • Essence : 0,74 g/cm³.
  • Aluminium : 2 700 ÷ 1 000 = 2,7 g/cm³.
  • Liège : 240 ÷ 1 000 = 0,24 g/cm³.
  • Verre : 2 500 ÷ 1 000 = 2,5 g/cm³.
  • Béton : 2,4 g/cm³ (déjà dans la bonne unité).

2. 0,24 < 0,7 < 0,74 < 2,4 < 2,5 < 2,7 : liège, chêne, essence, béton, verre, aluminium.

3. Plus petit que 1 : le liège, le chêne et l'essence restent au-dessus de l'eau. Plus grand que 1 : le béton, le verre et l'aluminium vont au fond.

4. Mehdi compare deux nombres écrits dans des unités différentes. En g/cm³ : chêne 0,7 et béton 2,4. Le béton est le plus lourd pour un même volume.

Exercice 17 Sapin ou chêne ? (C2, C4, C5) Standard

Dans une scierie, deux poutres ont perdu leur étiquette. Elles ont la même taille : chacune a un volume de 0,06 m³. On les pèse : la poutre A a une masse de 30 kg, la poutre B une masse de 42 kg.

BoisSapin ou pinChêne
ρ en kg/m³environ 500environ 700
1. Calcule la masse volumique de la poutre A, en kg/m³.
2. Calcule la masse volumique de la poutre B, en kg/m³.
3. Avec le tableau, dis en quel bois est chaque poutre.
4. Écris les deux masses volumiques en g/cm³. Les deux poutres flottent-elles sur l'eau ?

1. ρ = m / V = 30 / 0,06 = 500 kg/m³.

2. ρ = m / V = 42 / 0,06 = 700 kg/m³.

3. Poutre A : sapin (ou pin). Poutre B : chêne.

4. Je divise par 1 000 : A : 0,5 g/cm³ ; B : 0,7 g/cm³. Les deux sont plus petites que 1 : les deux poutres flottent.

Approfondissement — je résous seul

Exercice 18 Charger la camionnette (C3, C4) Approfondissement

Une camionnette de chantier peut transporter au plus 1 000 kg de chargement.

On doit charger des poutrelles en acier (des petites poutres en métal). Chaque poutrelle a un volume de 0,012 m³. L'acier a une masse volumique de 7 850 kg/m³.

On veut aussi charger des planches de chêne. Chaque planche a un volume de 0,03 m³. Le chêne a une masse volumique de 0,7 g/cm³.

1. Calcule la masse d'une poutrelle.
2. Combien de poutrelles peut-on charger au plus ? Quelle est alors leur masse totale ?
3. Convertis la masse volumique du chêne en kg/m³, puis calcule la masse d'une planche.
4. On a chargé le plus de poutrelles possible. Combien de planches peut-on encore ajouter ?

1. m = ρ × V = 7 850 × 0,012 = 94,2 kg.

2. 1 000 ÷ 94,2 ≈ 10,6. On ne peut pas charger un morceau de poutrelle : 10 poutrelles au plus. Masse : 10 × 94,2 = 942 kg (11 poutrelles feraient 1 036,2 kg : trop lourd).

3. 0,7 g/cm³ = 0,7 × 1 000 = 700 kg/m³. Une planche : m = 700 × 0,03 = 21 kg. Il faut ρ en kg/m³ parce que le volume est en m³.

4. Il reste 1 000 − 942 = 58 kg. 58 ÷ 21 ≈ 2,8 : on peut ajouter 2 planches (42 kg ; total 984 kg). Avec 3 planches (63 kg), on dépasserait 1 000 kg.

Exercice 19 La ceinture de plomb du plongeur (C3, C4, C5) Approfondissement

Un plongeur porte une ceinture avec des plombs pour l'aider à descendre sous l'eau. La masse totale de ses plombs est 4,52 kg. Le plomb a une masse volumique de 11,3 g/cm³.

1. Écris la masse des plombs en grammes.
2. Calcule le volume des plombs, en cm³.
3. Avec la même masse d'aluminium (2,7 g/cm³), quel volume aurait-on ? Arrondis au cm³.
4. Donne deux raisons pour lesquelles on choisit le plomb pour lester un plongeur.

1. 4,52 × 1 000 = 4 520 g.

2. On cherche V : V = m / ρ = 4 520 / 11,3 = 400 cm³ (m en g et ρ en g/cm³ : V en cm³).

3. V = 4 520 / 2,7 ≈ 1 674 cm³, environ 4 fois plus.

4. Le plomb coule (11,3 est bien plus grand que 1) et, pour une même masse, il prend très peu de place : la ceinture reste petite et ne gêne pas le plongeur.

Exercice 20 La barquette en aluminium (C2, C5) Approfondissement

On prend deux barquettes alimentaires en aluminium identiques. Chacune a une masse de 5,4 g.

Essai 1 : on écrase la première barquette en une petite boule très serrée, presque sans air. On la pose sur l'eau.
Essai 2 : on pose la seconde barquette, creuse, sur l'eau.

Pour un objet creux, on regarde tout l'objet (aluminium + air) : on divise sa masse par le volume total qu'il occupe. La barquette, avec l'air qu'elle contient, occupe 300 cm³. L'air pèse très peu : la masse reste environ 5,4 g.

1. L'aluminium a une masse volumique de 2,7 g/cm³. Calcule le volume de l'aluminium de la boule.
2. Explique pourquoi la boule coule.
3. Calcule la masse volumique de l'ensemble « barquette + air ».
4. Explique pourquoi la barquette flotte. Quel objet du quotidien fonctionne de la même façon ?

1. V = m / ρ = 5,4 / 2,7 = 2 cm³.

2. La boule est presque de l'aluminium pur : ρ = 2,7 g/cm³, plus grand que 1. Elle coule.

3. ρ = m / V = 5,4 / 300 = 0,018 g/cm³ (environ).

4. 0,018 est bien plus petit que 1 : l'ensemble barquette + air flotte. C'est la même matière que la boule, mais la barquette est creuse et remplie d'air. C'est pareil pour un bateau en acier : l'acier coule, mais le bateau (acier + air) flotte.

Exercice 21 Le compte rendu de Yanis : trouver les erreurs (C1 à C5) Approfondissement

Yanis a écrit son compte rendu de TP sur la masse volumique. Plusieurs lignes contiennent une erreur.

LigneCe que Yanis a écrit
1« Pour lire le volume, j'ai lu la graduation en haut du ménisque. »
2« J'ai posé le verre vide (150 g) sur la balance, sans tare, puis j'ai versé 100 mL d'huile. L'écran affiche 242 g : l'huile a une masse de 242 g. »
3« Bloc de métal : m = 54 g, V = 20 cm³, donc ρ = V / m = 20 / 54 ≈ 0,37 g/cm³. »
4« Bille de verre : m = 25 g et V = 10 cm³, donc ρ = 2,5. »
5« Le chêne a une masse volumique de 700 kg/m³. 700 est plus grand que 1, donc le chêne coule. »
6« 1 g/cm³ = 1 kg/L = 1 000 kg/m³. »
1. Une seule ligne est entièrement juste. Laquelle ?
2. Pour chacune des autres lignes, explique l'erreur et corrige-la (avec le bon résultat quand il y a un calcul).

1. La ligne 6 est juste.

2. Il y a cinq lignes fausses : 1, 2, 3, 4 et 5.

  • Ligne 1 : on lit en bas du ménisque (le bas du creux), l'œil à la hauteur du liquide.
  • Ligne 2 : Yanis a oublié la tare. La balance a pesé le verre et l'huile. Masse de l'huile : 242 − 150 = 92 g. (Vérification : ρ = 92 / 100 = 0,92 g/mL, c'est bien l'huile.)
  • Ligne 3 : on divise la masse par le volume : ρ = m / V = 54 / 20 = 2,7 g/cm³ (de l'aluminium).
  • Ligne 4 : il manque l'unité : ρ = 25 / 10 = 2,5 g/cm³.
  • Ligne 5 : il compare des nombres dans des unités différentes. 700 kg/m³ = 700 ÷ 1 000 = 0,7 g/cm³, plus petit que 1 : le chêne flotte.