初中物理天平的使用实验题

为了测量某种食用油的密度，取适量这种食用油进行如下实验：

（1）将托盘天平放在水平桌面上，把游码移到标尺左端的刻度线处，发现指针静止时如图甲所示，则应将平衡螺母向　　（选填“左“或“右” $)$调节使横梁平衡。

（2）向烧杯中倒入适量的食用油，用天平测量烧杯和食用油的总质量 $m_1$，天平平衡时，砝码和游码的位置如图乙所示。

（3）把烧杯中的部分食用油倒入量筒中，其示数如图丙所示。

（4）测出烧杯和剩余食用油的总质量 $m_2$为 $26g$。

（5）请将数据及计算结果填在表中。

烧杯和食用油 的总质量 $m_1/g$	烧杯和剩余食 油的总质量 $m_2/g$	量筒中食用油的质量 $m/g$	量筒中食用油的体积 $V/c{m}^3$	食用油的密度 $\rho /(g/c{m}^3)$
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实验室有如下器材：天平（含砝码）、量筒、烧杯 $(2$个）、弹簧测力计、金属块、细线（质量和体积不计）、足量的水（密度已知）、足量的未知液体（密度小于金属块的密度）。

（1）一组选用上述一些器材测量金属块的密度，步骤是：

①在量筒中倒入 $20\mathit{mL}$水；

②把金属块浸没在量筒的水中，如图1所示，由此可知金属块的体积为　　 $c{m}^3$；

③把天平放在水平桌面上，如图2甲所示，接下来的操作是：

$a$、将游码拨到零刻度线处；

$b$、向　　（选填“左”或“右” $)$调节平衡螺母，使天平平衡；

$c$、取出量筒中的金属块直接放在左盘，向右盘加减砝码并移动游码使天平重新平衡，如图2乙所示。

计算金属块的密度是　　 $\mathit{kg}/m^3$．该实验所测密度比金属块实际的密度　　（选填“偏大”或“偏小” $)$。

（2）二组选用上述一些器材，设计了一种测量未知液体密度的实验方案。

选用器材：弹簧测力计、金属块、细线、水、足量的未知液体、烧杯 $(2$个）

主要实验步骤：

①用弹簧测力计测出金属块在空气中的重力 $G$；

②用弹簧测力计悬挂金属块浸没在未知液体中（未接触烧杯底），其示数为 $F_1$；

③用弹簧测力计悬挂金属块浸没在水中（未接触烧杯底），其示数为 $F_2$；

④未知液体密度的表达式： $\rho =$　　。（用字母表示，已知水的密度为 ${\rho }_{水})$

2017年5月5日，我国自行研制具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机 $C919$在浦东机场成功首飞。第三代铝锂合金材料在 $C919$机体结构用量达到了 $8.8\%$，为了测量该铝锂合金材料的密度，某中学学习小组的同学们用同材料的铝锂合金材料样品做了如下实验。

（1）将天平放在水平桌面上，将游码放在标尺左端的　　处，发现指针指在分度盘中央刻度线的左侧，如图甲所示，为使横梁在水平位置平衡，应将平衡螺母向　　移动（选填“左”或“右” $)$。

（2）用调节好的天平测量样品的质量，操作情景如图乙所示，错误之处是：　　。

（3）改正错误后，当右盘中所加砝码和游码位置如图丙所示时，天平平衡，则该样品的质量为　　 $g$。

（4）在量筒内装有一定量的水，样品放入量筒前后的情况如图丁所示，则样品的体积是　　 $c{m}^3$，此样品的密度是　　 $\mathit{kg}/m^3$。

（5）该小组尝试用另一种方法测量该样品的密度，如图戊所示，他们做了如下的操作：

$A$：用弹簧测力计测出样品的重力为 $G$；

$B$：将样品挂在弹簧测力计下，使样品浸没在水中并保持静止（样品未接触到容器底部）读出弹簧测力计的示数 $F$；

$C$：样品的密度表达式为 ${\rho }_{\mathit{样品}}=$　　（用 $G$、 $F$、 ${\rho }_{水}$表示）

托盘天平是一种精密测量仪器，某实验室天平的配套砝码及横梁标尺如图。

（1）小科发现砝码盒中的砝码已磨损，用这样的砝码称量物体质量，测量结果将　　。

（2）小科观察铭牌时，发现该天平的最大测量值为 $200g$，但他认为应为 $210g$。你认为小科产生这种错误想法的原因是　　。

（3）小江认为铭牌上最大测量值没有标错，但砝码盒中 $10g$的砝码是多余的，而小明认为砝码盒中所有的砝码都是不可缺少的。你认为谁的观点是正确的，并说明理由：　　。

小明和小华端午节假期游玩时捡到了一些鹅卵石，他们想知道这些鹅卵石的密度，便各自选取了一块鹅卵石，分别进行了如下实验：

（1）小明利用天平和量筒等实验器材进行了实验：

①他把天平放在水平桌面上，发现指针偏向分度盘中线的右侧，此时应将平衡螺母向　      　（选填“左”或“右”）旋动，使天平横梁平衡；

②小明将鹅卵石放在天平左盘中，横梁恢复平衡时右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示，则鹅卵石的质量为　      　 $g$；

③用细线拴好鹅卵石，把它放入盛有 $30\mathit{mL}$水的量筒中，水面到达的位置如图乙所示，则鹅卵石的体积为　      　 $c{m}^3$，鹅卵石的密度为　      　 $\mathit{kg}/m^3$。

（2）小华利用形状规则且透明的水槽、细线、刻度尺、一个边长为 $10\mathit{cm}$不吸水的正方体物块和足量的水等器材同样测出了鹅卵石的密度，其测量方法如下： $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$

$A$．如图丙所示，小华将物块放入水平桌面上的水槽中，静止时用刻度尺测出物块露出水面的高度为 $6\mathit{cm}$；

$B$．如图丁所示，将鹅卵石放在物块上，静止时用刻度尺测出物块露出水面的高度为 $2.4\mathit{cm}$；

$C$．如图戊所示，用细线将鹅卵石系在物块下方，然后放入水中，静止时用刻度尺测出物块露出水面的高度为 $3.6\mathit{cm}$。

①丙图中物块下表面受到的水的压强 $p=$　          　 $\mathit{Pa}$；

②鹅卵石的质量 $m=$　           　 $g$；

③鹅卵石的体积 $V=$　            　 $c{m}^3$；

④鹅卵石的密度 $\rho =$　            　 $\mathit{kg}/m^3$。

下面是小光测量密度的实验。

（1）测量可乐的密度。请你将实验过程补充完整：

①小光将天平放在水平桌面上，把游码移至标尺左端零刻度线处，发现指针指在如图甲所示位置。此时他应将平衡螺母适当向　    　（“左”或“右”） 调节，使天平平衡。

②将装有可乐的烧杯放在天平的左盘中，在右盘中放入 $50g$、 $20g$、 $10g$三个砝码后，天平指针刚好指在分度盘中线位置。

③将杯中的一部分可乐倒入量筒中，量筒内可乐的体积如图乙所示，为　      　 $c{m}^3$。

④测出剩余可乐和烧杯的总质量如图丙所示，其总质量为　        　 $g$，则可乐的密度是　        　 $g/c{m}^3$。

⑤计算出密度后，小光发现量筒内的可乐中有很多气泡，这样会使小光测量的密度值　     　（填“偏大”或“偏小”）。

（2）小光用刚刚测量过密度的可乐（密度用 ${\rho }_0$表示）又测出了一块木块的密度，请你把他的实验步骤补充完整。

①用天平测出木块的质量 $m_1$。

②用一个碗装有足够多的可乐，将木块和一个空瓶叠加在一起漂浮，如图丁所示。

③向瓶中倒水，直到木块　          　，用天平测出瓶和水的总质量 $m_2$。

④木块密度表达式 ${\rho }_{木}=$　           　。

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。

学习了密度知识之后，鹏鹏利用天平和量筒测量牛奶的密度。

（1）在量筒中倒入适量的牛奶，如图甲所示，则牛奶的体积为　         　 $\mathit{ml}$。

（2）将天平放在水平台上，游码归零后，鹏鹏发现指针静止时的位置如图乙所示，他应将平衡螺母向　          　调节，直到天平平衡。

（3）把量筒中的牛奶全部倒入一个质量为 $20g$的烧杯中，并用天平测出总质量，如图丙所示，则牛奶的质量为　       　 $g$，牛奶的密度为　         　 $\mathit{kg}/m^3$

（4）鹏鹏的测量方法，会导致所测牛奶的密度值偏　          　（填“大”或“小”）

（5）鹏鹏又想知道酸奶的密度。他利用刚测出密度的牛奶（密度用 ${\rho }_{牛}$表示）、两个完全相同的圆柱形玻璃杯、小木块和刻度尺，测出了酸奶的密度。请你将他的实验步骤补充完整并写出酸奶密度的表达式。

①测出　       　高度为 $h_1$；

②在一个圆柱形玻璃杯中倒满牛奶，将小木块放入其中漂浮，待牛奶不再溢出后，将木块取出，测出此时圆柱形玻璃杯中牛奶的高度为 $h_2$；

③在另一个圆柱形玻璃杯中倒满酸奶，将小木块放入其中漂浮，待酸奶不再溢出后，将木块取出，测出此时圆柱形玻璃杯中酸奶的高度为 $h_3$；

④酸奶的密度表达式 ${\rho }_{酸}=$　         　（用字母表示）。

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　    　 $g/c{m}^3$。

小爽同学有一块琥珀吊坠，她想利用学过的物理知识测量其密度。

（1）把天平放在水平桌面上，当游码调到标尺左端零刻度线处时，发现左盘比右盘高，她应向　      　调节平衡螺母，使天平平衡。

（2）将吊坠放在天平左盘中，向右盘中加砝码，当加最小是 $5g$的砝码时，指针偏向分度盘的右侧，这时小爽应该先　      　然后直到天平平衡。此时，右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示，则吊坠的质量为　     　 $g$。

（3）往量筒中倒入 $50\mathit{mL}$水，将吊坠浸没在水中，液面位置如图乙所示，则吊坠的体积是　      　 $c{m}^3$，密度是　      　 $\mathit{kg}/m^3$。

（4）整理实验器材时发现，使用的砝码有磨损，则测得的密度值　　       （填“偏大”或“偏小”）。

（5）小爽同学利用缺少砝码的天平，两个相同的烧杯，量筒和水也测出了吊坠的密度。请将她的实验步骤补充完整。（已知水的密度为 ${\rho }_{水}$）

①在两个烧杯中倒入等量的水，分别放在已调平衡的天平的左右盘中（图丙）。

②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中，不碰烧杯底（图丁），用量筒向右盘的烧杯中加水到 $A$处时天平平衡，记下加入水的体积为 $V_1$。

③将吊坠　       　，用量筒继续向右盘的烧杯中加水，直到天平平衡，并记下再次加入水的体积为 $V_2$。

④吊坠密度的表达式为 $\rho =$　     　。

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）。

下面是测量物质密度的实验。

测量石块的密度。

（1）把天平放在水平桌面上，将游码移到标尺左端的零刻度线处，指针偏向分度盘的左侧，应将平衡螺母向　    　（填“左”或“右”）调节，使横梁在水平位置平衡。

（2）用调平的天平测出石块的质量，所用砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示，则石块质量为　    　 $g$。

（3）用如图乙所示方法测出了石块的体积，并计算出石块的密度为　      　 $\mathit{kg}/m^3$。

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 ${\rho }_{水}$）

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）。