初中物理天平的使用实验题

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 ${\rho }_{水}$）

学习了密度的知识后，好奇的小王同学想知道老师所用粉笔的密度。在老师指导下进行了如下探究：

（1）他把10支粉笔放到调好的托盘天平上，当天平再次平衡，右盘的砝码和标尺上游码的位置如图甲，则每支粉笔的质量为　　 $g$。

（2）小王在量筒中加入体积为 $V_1$的水，把一支粉笔放入量筒，发现粉笔在水面停留一瞬，冒出大量的气泡后沉底。量筒中水面到达的刻度为 $V_2$若把 $(V_2-V_1)$作为粉笔的体积来计算粉笔的密度，测得粉笔的密度会比真实值　　（选填“大”或“小” $)$原因是　　。

（3）小王把一支同样的粉笔用一层保鲜膜紧密包裹好放入水中（保鲜膜的体积忽略不计），发现粉笔漂浮在水面上，于是他用水、小金属块、量筒和细线测量粉笔的体积，如图乙。粉笔的密度为　　 $g/c{m}^3$，粉笔越写越短后密度　　（选填“变大”，“变小”或“不变” $)$

（4）小王看到步骤（3）中量筒内浸在水里的粉笔变长变粗，这是由于光的　　（填“反射”、“折射”或“直线传播” $)$形成的粉笔的　　（选填“虚”或“实” $)$像。

在某次探究实验中，需要测出实验所用盐水的密度，小玲、小亮分别进行了如下实验：

（1）小玲在使用天平时，先将天平放在水平台上，发现天平的游码未归零，但指针却指在分度盘的中央，他应该先将游码调到　　处，再将平衡螺母向　　（选填“左”或“右” $)$调节，天平横梁才能在水平位置平衡。

（2）小玲的实验过程如下：

①用已调节好的天平测出空烧杯的质量为 $20g$；

②再往烧杯中倒入适量的盐水，天平平衡时，砝码的质量和游码的位置如图甲所示，则烧杯与盐水的总质量为　　 $g$；

③把烧杯中的盐水倒入量筒中，如图乙所示，盐水的体积为　　 $\mathit{mL}$，盐水的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$；

④这样测出的盐水密度会　　（选填“偏大”或“偏小” $)$。

（3）小玲在完成了一次测量后，又分别量取不同体积的该种盐水进行多次实验。与小玲在此实验中多次测量目的相同的是　　（选填序号）；

$A$．“伏安法”测电阻实验； $B$．探究杠杆的平衡条件实验； $C$．探究电流与电阻关系实验。

（4）小亮用弹簧测力计、小石块、细线、烧杯和水也能测出盐水的密度，请你和小亮一起完成以下实验设计：

①把小石块挂在弹簧测力计挂钩上，在空气中测出石块的重力 $G$；

②把小石块浸没在水中，记下弹簧测力计的示数 $F_1$；

③　　；

④盐水密度 ${\rho }_{\mathit{盐水}}=$　　（用测得的物理量和 ${\rho }_{水}$表示）。

在用天平，量筒“测量盐水密度”的实验中，甲、乙、丙三位同学设计了如下三种实验方案：

方案一：

1．调节天平平衡

2．用天平测出空烧杯的质量 $m_1$

3．在烧杯中倒入适量的被测液体，测出总质量 $m_2$

4．将烧杯中的液体倒入量筒中，读出液体的体积 $V$

5．算出液体的密度 ${\rho }_{液}$

方案二：

1．调节天平平衡

2．在烧杯中盛被测液体，测出它们的质量 $m_1$

3．将烧杯中的适量液体倒入量筒中，读出液体的体积 $V$

4．测出烧杯和杯中剩余液体的质量 $m_2$

5．算出液体的密度 ${\rho }_{液}$

方案三：

1．调节天平平衡

2．将适量的液体例入量筒中，读出液体的体积 $V$

3．用天平测出空烧杯的质量 $m_1$；

4．将量筒中液体倒入烧杯，测出总质量 $m_2$

5．算出液体的密度 ${\rho }_{液}$

（1）请观察图，简要说明调节天平平衡的步骤

（2）写出以上三种实验方案密度的表达式

（3）分析评估以上三种实验方案，指出哪种方案最合理

（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 　　。

请读出所列各仪表的读数：图1中电阻箱接线柱间的电阻值是 　     　Ω；用细线拴一金属块放入盛有20mL水的量筒中，液面位置如图2所示，则金属块的体积为 　     　cm³；图3中被测物体的长度是 　     　cm；用天平测量一金属块的质量，天平平衡时所用砝码及游码如图4所示，则金属块的质量为 　     　g。

下面是珠珠同学测量物体密度的实验

（1）请你将测量合金球密度”的实验过程补充完整。

①把天平放在水平台上，游码放在标尺左端的　     　处，再将平衡螺母向左调节可使天平平衡，说明游码刚归零时，指针静止时指在分度盘中线的　   　（填“左”或“右”）侧

②如图甲用天平测出合金球的质量为　     　g。

③珠珠将合金球放入装有40mL水的量筒中，水面上升到图乙所示的位置，由以上数据可知，该合金球的密度为　            　kg/m³。

（2）实验后，珠珠又邀请爽爽一起测量台球的密度（已知ρ_台球＞ρ_水），天平被其他小组借走了，台球又放不进量筒中，于是他们找到如图丙所示盛有水的玻璃容器，并借助保鲜盒、细线和记号笔，设计了如下实验步骤

①将空保鲜盒放在容器中，使其竖直漂浮在水面上，标记出水面的位置；

②将台球放入保鲜盒中，使其竖直漂浮在水面上，标记出水面的位置；

③用细线拴住台球，将台球浸没在水中（保鲜盒仍然漂浮），标记出水面的位置；图中A、B、C是爽爽标记的水面位置，其中　    　点是步骤②的标记点；

④将保鲜盒和台球取出，向玻璃容器中加水至标记点C；

⑤打开阀门向量筒中放水，待水面下降到B点时，读出量筒中水的体积V₁，继续向这个量筒中放水，待水面下降到A点时，再次读出量筒中水的体积V₂；

⑥台球的密度ρ_台球＝         　（用字母表示，已知水的密度为ρ_水）。

小明所在的课外兴趣小组需要密度为 $1.15g/c{m}^3$的盐水，为检验配制的盐水是否合格。

（1）小明设计了如下方案：①用天平测出空烧杯的质量 $m_1$；②往烧杯中倒入适量盐水，测出烧杯和盐水的总质量 $m_2$；③将烧杯中的盐水倒入量筒中，测出盐水的体积 $V$；④利用 $\rho =\frac{m_2-m_1}{V}$，计算得出盐水的密度。

（2）小组成员认为该方案会使测量结果　　（选填“偏大”或“偏小” $)$，原因是　　。

（3）小组成员改进了实验方案并进行了如下操作：

①将天平放在水平桌面上，将游码移至称量标尺左端的“0”刻度线上，发现指针的位置如图甲所示，则需将平衡螺母向　　调节。

②往烧杯中倒入适量盐水，测出烧杯和盐水的总质量为　　 $g$（如图乙所示）；

③将烧杯中的部分盐水倒入量筒中，读出盐水的体积（如图丙所示）；

④测出烧杯和剩余盐水的质量为 $15g$；

⑤计算出盐水的密度为　　 $g/c{m}^3$。

（4）为配制合格的盐水，需要继续向盐水中　　（选填“加盐”或“加水” $)$。

测量小石块的密度。实验室器材有：托盘天平、量筒、细线、装有适量水的烧杯和待测小石块。请按以下实验步骤完成实验：

（1）调节天平平衡。将天平放在水平桌面上，把游码放在标尺左端的零刻度线处，发现指针在分度盘的位置如图甲所示，应将右边平衡螺母向　　调节（选填“左”或“右” $)$。

（2）用调节好的天平称小石块质量。三次测量结果记录在下表中。

序号	1	2	3
小石块质量 $m/g$	52.8	52.4	52.4

（3）在量筒中装入 $60\mathit{mL}$的水，把小石块放入量筒内，量筒中的水面如图乙所示，则小石块的体积是　　 $c{m}^3$。

（4）小石块的密度是　　 $g/c{m}^3$（小数点后保留两位数字）。

（5）设计上，小石块要吸水，本实验测得的小石块的密度　　（选填“大于”或“小于”或“等于” $)$小石块的真实密度。

下列是"用托盘天平和量筒探究小石块密度"的实验，请完成以下实验步骤：

（1）把天平放在 　　桌面上，将游码移至标尺 　　零刻度线处，调节平衡螺母使天平横梁平衡。

（2）把待测小石块放在天平的 　　盘中，往 　　盘中加减 　　并移动游码直至天平横梁平衡，所加砝码和游码的位置如图甲所示，则该小石块的质量是 　　g。

（3）用细铜丝代替细线系好小石块，将其浸没在量筒的水中，如图乙所示。小石块的体积为 　 　cm ³.由公式 　　可求出该小石块的密度为 　    　kg/m ³，这样测出小石块的密度值与真实值相比 　 　（选填"偏大""偏小"或"不变"）。

实验小组利用天平、量筒和烧杯等器材测量牛奶的密度。

（1）天平调平衡后，将适量的牛奶倒入烧杯中，并用天平测量烧杯和牛奶的总质量，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，横梁指针如图甲所示，接下来他应该 　 　（选填序号）；

A．	向左调节平衡螺母
B．	移动游码
C．	取下最小的砝码后移动游码

（2）测出烧杯和牛奶的总质量为116g后，将烧杯中的一部分牛奶倒入量筒，液面位置如图乙所示，则量筒中牛奶的体积为 　 　cm ³；

（3）测量烧杯和剩余牛奶的总质量，天平横梁平衡时如图丙所示，则烧杯和剩余牛奶的总质量为 　 　g；

（4）小明测量的牛奶密度为 　 　kg/m ³；

（5）在向量筒倒入牛奶时，如果不慎有牛奶溅出，则测出的牛奶密度会 　 　（选填"偏大"、"偏小"或"不变"）。

在湄江地质公园进行研学活动时，小明捡到一块形状怪异的小化石，为测量小化石的密度。他利用已学知识设计如下实验方案：

（1）用天平称出小化石的质量。天平平衡后，右盘中砝码和游码的位置如图甲所示，小化石的质量为 　    　g。

（2）用量筒和水测量小化石体积，"先往量筒中倒入适量的水"，其中"适量"的确切含义是：

① 　    　；②小化石和水的总体积不能超过量筒量程。

（3）小化石放入量筒前后的情况，如图乙所示（忽略细线的体积），小化石的密度是 　    　g/cm ³。

（4）若小明先测出小化石的体积，将小化石从量筒中取出，然后用天平称出其质量，求出小化石的密度。这样测出小化石的密度将 　    　（选填"偏大"偏小"或"不变"）。

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” $)$。

小兴同学要测量盒装纯牛奶的密度，将天平放在水平桌面上，把游码移至标尺左端0刻度线上，完全静止时发现指针情形如图甲所示，为了使天平横梁水平平衡，应将平衡螺母向　　调节。用天平测出空烧杯质量为 $28.6g$，向烧杯中倒入适量纯牛奶，测量烧杯和纯牛奶总质量的示数如图乙所示，再将烧杯中纯牛奶全部倒入量筒中，示数如图丙所示，则纯牛奶的密度约为　　 $\mathit{kg}/m^3$．

天平的工作原理是　　，如图所示，此时指针静止在　　（填天平的结构名称）的中线左侧，接下来的操作是　　，使天平水平平衡。