初中物理天平的使用实验题

小刚妈妈从银座超市买了一桶花生油，小刚想利用在学校学到的“测量物质的密度”知识来测量花生油的密度，于是他从学校借来了有关器材，进行了如下操作：

（1）将天平放在水平桌面上，将游码拨在标尺左端零刻线处，此时指针指在如图甲所示位置，小刚接下来的操作应该是　                   　，使指针指在分度盘中央；

（2）将空烧杯放在左盘，向右盘加减砝码，当加入最后一个最小砝码时，指针的指向仍然如甲图所示。小刚接下来应该进行的操作是　              　，使指针指在分度盘中央，最后测出了空烧杯的质量为 $m_1=45g$；

（3）将花生油倒在量筒里，如图乙所示。花生油的体积为 $V=$　           　 $c{m}^3$；

（4）将量筒中的花生油倒在空烧杯中，将烧杯放在已调平的天平的左盘，向右盘中加（减）砝码，并调节游码，使横梁在水平位置平衡，此时右盘中砝码和游码的刻度值如图丙所示，则花生油和烧杯的总质量为 $m_2=$　       　 $g$；

（5）小刚根据测量的数据算出花生油的密度为 ${\rho }_{油}=$　        　 $\mathit{kg}/m^3$；

（6）已知该花生油的密度在 $0.911\times {10}^3\mathit{kg}/m^3~0.918\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$之间，请你根据小刚的测量结果分析，小刚的测量过程中存在的不足之处是　            　。

某同学捡到一个金属螺母，为了测量此螺母的密度，他做了如下实验。

（1）把天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端零刻度线处，指针位置如图甲所示。要使横梁平衡，应向　     　调节平衡螺母。

（2）把金属螺母放在天平　      　盘中，并用　      　向另一侧盘中加减砝码并调节游码在标尺上的位置，使天平横梁恢复平衡。盘中砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示，则金属螺母的质量是　      　 $g$。

（3）在量筒中装入 $20\mathit{mL}$水，用细线系住金属螺母并将其轻轻放入量筒中，如图丙所示，则金属螺母的体积是　       　 $c{m}^3$。

（4）金属螺母的密度是　         　 $\mathit{kg}/m^3$。

（5）如果金属螺母密度恰好和密度表中某一金属的密度相同，那么这名同学据此　 　（填“能”或“不能”）判断该螺母一定是由这种金属制成的。

小丽同学在“测量鸡蛋的密度”实验中，进行了以下操作：

（1）将天平放在　　桌面上，在天平托盘中分别放入不吸水的纸，把游码移到零刻度线处，指针静止后的情形如图（甲 $)$所示。要使横梁平衡，应将横梁上的平衡螺母向　　（选填“左”或“右” $)$调，直至天平平衡。接着将鸡蛋放在天平的左盘，在右盘加减砝码、移动游码直到天平重新恢复平衡，所加砝码的质量和游码的位置如图（乙 $)$所示，则被测鸡蛋的质量为　　 $g$。

（2）因可供选择的量筒口径较小，鸡蛋无法放入，小丽自制了一个溢水杯，采用如图（丙 $)$所示的方法测量鸡蛋的体积，其具体做法是：先在溢水杯中加水，直到水面恰好与溢水口相平，把量筒放在溢水口下方，将鸡蛋慢慢放入水杯中，鸡蛋最终沉入水底，量筒收集完从溢水杯溢出的水后，示数如图（丙 $)$所示。他所使用量筒的分度值为　　 $c{m}^3$，在读取量筒中水的体积时，视线应与液面　　（选填”相平”或“不相平” $)$，鸡蛋的体积为　　 $c{m}^3$。

（3）被测鸡蛋的密度为　　 $g/c{m}^3$。

（4）若小丽用上述方法先测出鸡蛋的体积 $V$，再取出溢水杯中的鸡蛋，放在天平的左盘，称出它的质量为 $m$，然后利用 $\rho =\frac{m}{V}$计算出鸡蛋的密度。用种方法测得鸡蛋的密度与真实值相比会　　。（选填“偏大”“偏小”或“一样” $)$。

在探究“杠杆的平衡条件”的实验时

（1）首先，调节杠杆上的　       　，使杠杆在不挂钩码时，处于水平平衡状态，这样做是为了在实验时便于测量　        　。

（2）杠杆调节水平平衡后，在杠杆上的 $A$处挂两个钩码， $B$处挂三个同样的钩码杠杆再次平衡。若在杠杆两侧的钩码下方各增挂一个相同的小金属球，如图所示，则杠杆会　 　（填“向左倾”、“向右倾”或“仍保持水平”）

（3）完成上述实验后，同学们对小金属球的密度是多少，产生了浓厚的探究兴趣。于是他们取来天平和量筒进行了如下操作：

①把天平放在水平桌面上，将　       　拨至标尺左端零刻度处，再调节天平平衡。

②用天平测小金属球的质量，天平平衡时右盘中的砝码的克数及游码的位置如图乙所示，则小金属球的质量为　     　 $g$。

③用量筒测得小金属球的体积，如图丙所示，小金属球的体积为　     　 $c{m}^3$。

④小金属球的密度是　    　 $g/c{m}^3$。

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：

$a$．小王用调节好的天平测出火山石的质量 $m$，其示数如图所示；

$b$．往向量筒中倒入水，使水面到达 $V_1=50\mathit{mL}$处；

$c$．用细线系住火山石，放入量筒，用铁丝将其压入水中足够长时间，水面到达 $V_2=54\mathit{mL}$处；

$d$．取出火山石，水面下降到了 $V_3=48\mathit{mL}$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 $50\mathit{mL}$处，将刚才取出的石块表面附着的水擦干净，再次没入量筒的水中，此时水面到达 $V_4=55\mathit{mL}$处。

请解答下面问题：

（1）该实验原理为　　（用公式表示）。

（2）在步骤 $d$中，水面没有回到 $50\mathit{mL}$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。

物理量 次数	火山石的质量 $m/g$	$V_1$	$V_2$	$V_3$	$V_4$	火山石的体积 $V/c{m}^3$	火山石的密度 $\rho /g·c{m}^{-1}$
1	①	50	54	48	55	②	③

（4）观察表格，请你指出其中存在的不足之处　　。

小明同学利用实验室中的器材测量盐水的密度。

（1）图甲是小明同学在调节天平平衡时的情景，请你指出他在操作上的错误：　               　。

（2）用天平测出空烧杯的质量是 $50g$。在烧杯中倒入适量的盐水，用天平测量烧杯与盐水的总质量，天平平衡时砝码和游码示数如图乙所示，则烧杯中盐水的质量是　     　 $g$。

（3）将烧杯中的盐水全部倒入量筒内，其示数如图丙所示，经计算盐水的密度是　 　 $\mathit{kg}/m^3$．小明用此方法测出的盐水密度比真实值偏　   （填“大”或“小”）。

（4）小明想利用弹簧测力计、水和细线来测量石块的密度，并设计了以下实验步骤。

①将石块用细线系在弹簧测力计下，测出石块的重力为 $G$。

②将石块浸没在水中，此时弹簧测力计示数为 $F$。

③石块的密度表达式： ${\rho }_{石}=$　     　（细线质量忽略不计，水的密度用 ${\rho }_{水}$表示）。

贺州市很多市民喜欢收藏奇石，为了测量某种形状不规则的奇石的密度，小明与兴趣小组的同学在老师指导下进行如图所示的实验：

（1）把天平放在水平桌面上，将 　   　移至标尺左端零刻度线处，调节横梁上的平衡螺母使天平横梁平衡。

（2）甲图出现的错误是 　   　。

（3）在测量奇石质量时，小明依次将砝码放在天平的右盘，当他在右盘内加入最小的5g砝码时，发现天平的指针静止在分度盘中线的右侧，则他接下来应该进行的操作是 　   　。

（4）乙图是正确测量奇石质量得到的结果，其读数是 　   　g。

（5）根据丙图量筒两次的读数，可得奇石的体积是 　   　cm³。

（6）计算出奇石的密度是 　   　g/cm³。如果小明先测奇石的体积再测其质量，会导致实验结果 　   　（选填“偏小”或“偏大”）。

小明和小亮都很喜欢喝绿茶饮料，学完了密度知识后他们分别用不同的方法测量饮料的密度。

（1）小明的实验操作如下：

①把天平放在水平桌面上，将　     　拨至标尺左端的零刻度线处，并调节　   　使天平平衡。

②把饮料倒入烧杯中一部分，用天平测出烧杯和饮料的总质量是 $93.8g$。

③把烧杯中的一部分饮料倒入量筒中，如图甲所示，饮料的体积是　     　 $c{m}^3$。

④用天平测出烧杯和剩余饮料的质量，如图乙所示，量筒内饮料质量是　     　 $g$，饮料密度是　     　 $\mathit{kg}/m^3$。

（2）小亮用量筒、小试管、水、记号笔测出了饮料的密度，请将实验步骤补充完整。

①在量筒中倒入适量的水，将小试管放入量筒中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对的刻度 $V_1$。

②在试管内倒入适量的水，先用记号笔记录试管内水面的位置，然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对应的刻度 $V_2$。

③将试管中的水倒尽，　    　，然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对的刻度 $V_3$。

④饮料密度的表达式： ${\rho }_{\mathit{饮料}}=$　    　。（用已知量和测量量符号来表示，已知水的密度为 ${\rho }_{水}$）

为预防新冠肺炎，小明用密度为 $0.8g/c{m}^3$的纯酒精配制了浓度为 $75\%$的酒精。他查阅资料得知浓度为 $75\%$的医用酒精的密度为 $0.87g/c{m}^3$．为检验自己配制的酒精是否合格，他进行了如下实验和分析：

（1）将天平放在水平台上并将游码移至标尺左端的零刻度线上，横梁静止时指针如图甲所示，此时应将横梁右端的平衡螺母向　       　（选填“左”或“右”）调节，使横梁在水平位置平衡。

（2）将适量配制的酒精倒入烧杯中，并用天平测量烧杯和酒精的总质量，通过加减砝码的一番操作，当小明将砝码盒中最小的砝码放入右盘后，横梁指针仍如图甲所示，接下来他应该　　         （选填序号）

$A$．向右调节平衡螺母

$B$．向右移动游码

$C$．取下最小的砝码后移动游码

（3）测出烧杯和酒精的总质量为 $98g$后，将烧杯中的一部分酒精倒入量筒，如图乙所示，则量筒中酒精的体积为　       　 $c{m}^3$。

（4）测量烧杯和剩余酒精的总质量，天平横梁平衡时如图丙所示，则烧杯和剩余酒精的总质量为　      　 $g$。

（5）小明配制的酒精的密度为　       　 $g/c{m}^3$．为符合要求，他应该向配制的酒精溶液中添加适量的　        　（选填“纯酒精”或“水”）。

把一枚鸡蛋放入水中，鸡蛋沉入水底。这枚鸡蛋的密度究竟多大呢？为此，小利同学进行了实验。

（1）以下实验步骤，合理的顺序应为　　。

①将鸡蛋放入装满水的溢水杯中，并用小烧杯接住溢出来的水。

②往量筒中放鸡蛋时，发现量筒口径小，放不进去。

③用托盘天平测得鸡蛋的质量为 $54g$。

④将小烧杯中的水倒入量筒中，测出水的体积（如图）。

（2）实验中，托盘天平应放在　　桌面上。

（3）测得鸡蛋的密度应为　　 $g/c{m}^3$。

（4）从理论上分析，实验中，由于小烧杯的水不能倒干净，会导致测量结果偏　　。

在“测量石块的密度”实验中：

（1）小李同学首先用天平测出石块的质量，天平平衡时右盘砝码和游码位置如图甲所示，则石块的质量为　　 $g$。

（2）为了测量出石块的体积，小李同学先往量筒中加入一定量的水，如图乙所示，他的操作合理吗？为什么？答：　　。

（3）四个小组测量出的石块密度如下表所示：

第一组	第二组	第三组	第四组
$2.5\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$	$2.6g/c{m}^3$	$2.6\times {10}^2\mathit{kg}/m^3$	$2.5g/c{m}^3$

其中错误的是第　　组的测量结果。

（4）对实验进行评估时，下列分析正确的是　　。

$A$．放置天平的操作台面不水平，测出的质量偏大

$B$．放置天平的操作台面不水平，测出的质量偏小

$C$．先测石块体积，后测石块质量，测出的密度偏小

$D$．先测石决体积，后测石块质量，测出的密度偏大

小明同学为了测量某品牌酱油的密度，进行了如下实验：

（1）把天平放在水平台面上，将游码移到标尺的零刻度线处，发现指针静止时如图甲所示。此时应将平衡螺母向　　（选填“左”或“右” $)$调节，使天平平衡；

（2）用天平测出烧杯的质量 $m_1=20.6g$；

（3）取适量酱油倒入烧杯，用天平测烧杯和酱油的总质量，当天平平衡时，放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示；

（4）然后将烧杯中的酱油全部倒入量筒中，量筒中酱油的体积如图丙所示。请你帮小明同学计算出酱油的密度是　　 $g/c{m}^3$．以上方法测出的密度测量值会　　（填“偏大”或“偏小” $)$。

小明想测量玻璃杯所用玻璃的密度，设计并进行了如下实验

（1）把天平放在水平面上，使游码归零，发现天平指针指在分度盘中线的左侧，为了使天平平衡，小明应该向　    　（填“左”或“右”）调节平衡螺母。

（2）天平平衡后，在测量玻璃杯质量时，小明向天平右盘中加减砝码，当他加上质量最小的砝码时，发现指针偏向了分度盘中线的右侧，接下来小明应该进行的正确操作是：　                          　，直至天平横梁平衡。天平再次平衡后，托盘中砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示，则玻璃杯的质量m₁为　     　g

（3）由于玻璃杯无法放入量筒，小明用如下方法测量玻璃的体积。

①在大烧杯中倒入适量的水；

②将玻璃杯浸没水中，用记号笔记下水面在大烧杯上对应的位置a（如图乙）

③取出玻璃杯。用量筒量取50ml水，将量筒中的水倒入大烧杯，直到水面达到大烧杯上a处，并读出量筒中剩余水的体积（如图丙）

④玻璃的体积为　     　cm³，玻璃的密度为　    　g/cm³．这种测量方法所测得的密度值比真实值偏　      　（填“大”或“小”）。

（4）小明把玻璃杯擦拭干净后，用玻璃杯、天平、水来测量盐水的密度。过程如下：

①向大烧杯中重新倒入适量的水，使质量为m₁的玻璃杯漂浮在水面，用记号笔记下水面在玻璃杯上对应的位置b（如图丁）；

②倒出大烧杯中的水并擦干净，向大烧杯里倒入适量的盐水，使玻璃杯漂浮在盐水上（如图戊）。向玻璃杯中倒水，直到盐水液面与　     　相平。取出玻璃杯并擦干外面的盐水，用天平测出其总质量为m₂。

③盐水密度的表达式为ρ_盐水＝　          　（用字母表示，已知水的密度为ρ_水）

（1）如图1所示，图甲中木块的长度为 　 　 $\mathit{cm}$ ；天平平衡时，放在天平右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示，所测物体的质量为 　　 $g$ 。

（2）如图2所示为实验室常用的弹簧测力计，使用前要检查指针、弹簧与外壳之间是否 　　，指针是否 　　。

（3）如题3图所示，图甲中电压表的分度值为 　　 $V$ ，读数为 　　 $V$ ；若使用前出现如图乙所示的情况，则原因是 　　。

在测量某液体密度的实验中：

（1）把托盘天平放在水平工作台上，将游码移到标尺左端　零　刻度线处，指针位置如图甲所示。应将平衡螺母向　　调节，使天平横梁平衡。

（2）将装有待测液体的烧杯放在天平左盘，平衡时，右盘砝码质量和称量标尺上的示数值如图乙，待测液体和烧杯的总质量为　　 $g$。

（3）将烧杯中适量的液体倒入量筒内，液面位置如图丙，则量筒中的液体体积为　　 $\mathit{mL}$．称得剩余液体和烧杯的总质量为 $22g$。则液体的密度为　　 $g/c{m}^3$。

（4）小明提出另一种测量待测液体密度的方案，器材有弹簧测力计、金属块、水和两个烧杯。简要步骤如下：

①分别往两个烧杯中装适量的水和待测液体；

②将金属块挂在弹簧测力计下，静止时测力计示数记为 $F_1$；

③将挂着的金属块浸没在水中（未接触烧杯），静止时测力计示数记为 $F_2$；

④将挂着的金属块浸没在待测液体中（未接触烧杯），静止时测力计示数记为 $F_3$；

⑤液体的密度 ${\rho }_{液}=$　　（用 ${\rho }_{水}$及测得的物理量表示）。