初中物理天平的使用实验题

善于观察的小明发现：妈妈把鸡蛋放在盐水缸里腌制时，鸡蛋漂浮在盐水面上，小明计划测量盐水的密度，他从学校实验室借来天平（带砝码和镊子）烧杯和量筒。

（1）在调天平平衡时，他将天平放在水平桌面上，把游码放在标尺的　      　处，天平稳定后发现指针偏转情况如甲图所示，则应将平衡螺母向　      　（选填“左”或“右”） 调节。

（2）小明用量筒取 $50c{m}^3$的盐水并倒入烧杯中，把烧杯放在调节好的天平　   　盘中，另一盘所加砝码和游码的位置如乙图所示，此时天平平衡，则被测物体的质量为　 　 $g$。

（3）已知空烧杯的质量为 $13g$，则小明所测盐水的密度为　     　 $\mathit{kg}/m^3$。

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

用天平和量筒等器材测量食用油的密度，实验步骤如下：

（1）天平调好后，将盛有食用油的烧杯放在天平的左盘，在右盘中添加砝码并拨动游码，天平平衡时，游码位置和所加砝码如图甲所示，则烧杯和食用油的总质量是　　 $g$；

（2）将烧杯中食用油倒入量筒中一部分，液面位置如图乙所示，倒出的食用油体积为　　 $\mathit{mL}$；

（3）用天平测出烧杯和剩余食用油的质量为 $41.0g$，则该食用油的密度 $\rho =$　　 $\mathit{kg}/m^3$

（4）若将食用油倒入量筒时，量筒壁上沾上了少量食用油，则食用油密度的测量值比真实值　　（选填“大”、“小”或“不变” $)$。

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” $)$。

安安和康康在实验室里发现了一个可爱的卡通小玩偶，如图甲所示．他们选择不同的方法测量它的密度．

（1）康康用天平（砝码）、量筒、细线和水测量小玩偶的密度．

①当天平右盘所加砝码和游码位置如图乙所示时，天平在水平位置平衡，则小玩偶的质量为　　 $g$；

②在量筒中装有适量的水，小玩偶放入量筒前后水面变化的情况如图丙所示，则小玩偶的体积为　　 $c{m}^3$；

③小玩偶的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$．

（2）安安利用弹簧则力计、烧杯，细线和水，用另一种方法量小玩偶的密度，如图丁所示，她进行了如下操作

$:$

①在弹簧测力计下悬挂小玩偶，弹簧测力计静止时示数为 $F_G$．

②将小玩偶浸没水中，静止时读出弹簧测力计示数为 $F_1$，她用 $F_G$、 $F_1$和 ${\rho }_{水}$，计算出小玩偶的密度，如若小玩偶未完全浸入水中，那么安安所测得的小玩偶密度将会偏　　（选填“大”或“小” $)$．

开原以盛产大蒜闻名，小越想知道开原大蒜的密度，他将一些蒜瓣带到学校测量。

（1）他将天平放在水平桌面上，把游码放到标尺左端零刻度线处，指针静止时指在分度盘右侧，他应向　　（填“左”或“右” $)$调节平衡螺母，使天平平衡。

（2）小越测得一个蒜瓣的质量如图甲所示为　　 $g$。

（3）他将蒜瓣放入装有 $25\mathit{ml}$水的量筒中，水面上升到图乙所示的位置，蒜瓣的体积为　　 $c{m}^3$，密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$。

（4）小越对实验进行评估，觉得蒜瓣太小，测得体积的误差较大，导致测得的密度不准。他设计了下列解决方案，其中合理的是　　（填字母）。

$A$．换量程更大的量筒测量

$B$．测多个蒜瓣的总质量和总体积

$C$．换分度值更大的量筒测量

（5）同组的小爱同学测得一个装饰球 $A$的密度为 ${\rho }_0$，他们想利用它测量一杯橙汁的密度，发现装饰球 $A$在橙汁中漂浮，于是选取了测力计、细线和一个金属块 $B$，设计了如图丙所示的实验过程：

①用测力计测出装饰球 $A$的重力为 $G$；

②将装饰球 $A$和金属块 $B$用细线拴好挂在测力计下，并将金属块 $B$浸没在橙汁中静止，读出测力计的示数为 $F_1$；

③将装饰球 $A$和金属块 $B$都浸没在橙汁中静止（不碰到杯底），读出测力计的示数为 $F_2$．根据②、③两次测力计示数差可知　　（填“装饰球 $A$”或“金属块 $B$” $)$受到的浮力。橙汁密度的表达式 ${\rho }_{\mathit{橙汁}}=$　　（用 ${\rho }_0$和所测物理量字母表示）。

小琪非常喜欢吃大樱桃，很想知道它的密度，于是进行了如下测量：

（1）将天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻线处，指针的位置如图甲所示，则应将平衡螺母向　　（填“左”或“右” $)$端调节，使横梁平衡。

（2）他取来一颗大樱桃，用天平测出了大樱桃的质量如图乙所示为　　 $g$。

（3）将一颗大樱桃放入装有 $30\mathit{mL}$水的量筒中，水面上升到图丙所示的位置，大樱桃的体积为　　 $c{m}^3$，密度为　　 $g/c{m}^3$。

（4）小琪将大樱桃放入量筒中时，筒壁上溅了几滴水，所测的大樱桃密度会　　（填“偏大”或“偏小” $)$。

（5）小琪还想利用大樱桃（已知密度为 ${\rho }_0)$、平底试管、刻度尺测量家里消毒液的密度，实验步骤如下：

①在平底试管中倒入适量的消毒液，用刻度尺测量试管中液面的高度 $h_1$。

②将大樱桃放入试管内的消毒液中，大樱桃处于漂浮状态，用刻度尺测量试管中液面的高度 $h_2$。

③取出大樱桃，在其内部插入一根细铁丝（忽略大樱桃体积的变化），重新放入试管内的消毒液中，由于浸没在消毒液中时重力　　（填“大于”“小于”或“等于” $)$浮力，大樱桃沉入试管底部，用刻度尺测量试管中液面的高度 $h_3$。

④消毒液密度的表达式为 ${\rho }_{\mathit{消毒液}}=$　　。

小明用天平和量筒测量一个外形不规则且不溶于水的固体的密度（已知该固体的密度小于水的密度）。

（1）测量过程如下：

①将天平放在水平桌面上，把游码调至标尺左端的零刻度线处，调节平衡螺母，使指针指在分度盘的　　，天平平衡。

②把该固体放在天平左盘，平衡时右盘砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示，该固体的质量为　　 $g$。

③用量筒测该固体的体积时，用细线将小金属球绑在固体下方（具体测量过程如图乙所示）。该固体的体积为　　 $c{m}^3$。

④该固体的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$。

（2）实验结束后，小明没有利用天平和量筒，用弹簧测力计，细线、烧杯和足量的水又测出了小金属球的密度，具体过程如下：

①用细线系着小金属球，将其挂在弹簧测力计下，测出小金属球的重力 $G$；

②在烧杯中装入适量的水，将挂在测力计下的小金属球完全浸没在水中（小金属球没有碰到烧杯底和侧壁），读出弹簧测力计示数 $F$；

③该小金属的体积 $V_{\mathit{小金属球}}=$　　（用字母表示，水的密度为 ${\rho }_{水})$；

④该小金属球的密度 ${\rho }_{\mathit{小金属球}}=$　　（用字母表示，水的密度为 ${\rho }_{水})$。

为了帮助家人用盐水选种，小天从实验室借来了天平和量筒测量盐水的密度，他进行了三次测量，以下是其中的一次测量过程：

（1）将天平放在水平桌面上，把游码移到零刻线处，发现指针位置如图甲所示，要使横梁在水平位置平衡，应将平衡螺母向　　移动；

（2）用天平测出烧杯和盐水的总质量如图乙所示，记录下烧杯和盐水的总质量为　　 $g$；

（3）再将部分盐水倒入量筒中，量筒中盐水的体积如图丙所示：接下来小天称得烧杯和剩余盐水的质量为 $25.6g$，则小天在这次试验中测得盐水的密度为　　 $g/c{m}^3$。

小聪用实验测量玻璃样品的密度，操作过程如下：

（1）将天平放在水平桌面上，把游码移至标尺左端　　处，发现指针静止时指在如图1所示位置，则应将平衡螺母向　　（选填“左”或“右” $)$调节使天平平衡。

（2）把玻璃样品放在天平的左盘，往右盘加减砝码，调节游码使天平重新平衡。右盘中砝码的质量及游码在标尺上的位置如图2所示，则样品的质量为　　 $g$。

（3）将适量的水倒入量筒内，如图3，量筒内水的体积为　　 $\mathit{mL}$．用细线系住玻璃样品轻轻放入装水的量筒内，如图4，则玻璃样品的体积为　　 $c{m}^3$．由此可得出玻璃样品的密度为　　 $g/c{m}^3$。

（4）测得玻璃样品密度后，小聪又查阅了相关的资料，得知玻璃在熔化的过程中，要不断　　（选填“吸收”或“放出” $)$热量，没有固定的熔点，属于　　（选填“晶体”或“非晶体” $)$。

全国著名的“油茶之都”邵阳县盛产茶油，为了测量家中茶油的密度，红红同学课后在老师的指导下进行如下实验。

（1）把天平放在水平台上，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）红红同学取适量茶油倒入烧杯，用天平测烧杯和茶油的总质量，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。然后将烧杯中部分茶油倒入量筒中，测出烧杯和剩余茶油的总质量 $26.2g$，则量筒中茶油的质量是　　 $g$。

（3）量筒中茶油的体积如图丙所示。请你帮红红同学计算出茶油的密度是　　 $g/c{m}^3$。

小强同学在测量某金属块密度时，做了如下操作：

（1）把天平放在水平台上，将　　移至标尺左端零刻度处；

（2）调节横梁平衡时，发现指针偏向分度盘左侧，则他应该将平衡螺母向　　端移动；

（3）横梁平衡后，他应将被测金属块放在天平的　　盘，用镊子向天平的　　盘加减砝码，必要时移动游码，直到天平平衡。砝码和游码位置如图甲所示，则金属块的质量为　　 $g$。

（4）他又用量筒测量了金属块的体积，如图乙和图丙所示，物体的体积为　　 $c{m}^3$。

（5）他用密度公式 $\rho =\frac{m}{V}$计算得到金属块的密度为　　 $g/c{m}^3$。

测量某种液体密度的主要实验步骤如下：

（1）用调节好的天平测量烧杯和液体的总质量，当天平再次平衡时，如图甲所示，烧杯和液体的总质量为　   　 $g$。

（2）将烧杯中的部分液体倒入量筒中，如图所示，量筒中液体的体积为　　 $c{m}^3$。

（3）用天平测出烧杯和杯内剩余液体的总质量为 $74g$。

（4）计算出液体的密度为　　 $g/c{m}^3$。

小强在“用天平和量筒测量汉江石密度”的实验中：

（1）将托盘天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端的零刻度线处，横梁静止时，指针在分度盘的位置如图甲所示。为使横梁水平平衡，应将平衡螺母向　　端调节。

（2）小强在用天平测量汉江石质量的过程中操作方法如图乙，他的操作错在　　。

（3）改正错误后，他测量的汉江石质量、体积的数据分别如图丙、丁所示，则汉江石的密度 $\rho =$　　 $\mathit{kg}/m^3$。

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　　。