初中物理天平的使用实验题

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"）。

小聪同学在江边捡到一块漂亮的鹅卵石，他用天平和量筒测量它的密度。

（1）如图甲所示，小聪在调节天平横梁平衡过程中的错误操作是　　；

（2）小聪纠正错误后，正确测量出了鹅卵石的质量，如图乙所示，则鹅卵石的质量为　　 $g$；

（3）小聪将鹅卵石放入盛有 $50\mathit{mL}$水的量筒中，静止时液面如图丙所示，则鹅卵石密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$。

（4）小聪根据所测数据，在图丁上描出一个对应的点 $A$，接着他又换用另一石块重复上述实验，将所测数据在图上又描出了另一个对应的点 $B$，若 ${\rho }_A$、 ${\rho }_B$分别代表鹅卵石和另一石块的密度，则 ${\rho }_A$　　 ${\rho }_B$（选填“ $>$”、“ $=$”或“ $<$” $)$。

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 $\rho =$　　 $\mathit{kg}/m^3$。

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。

为了测量某种食用油的密度，进行如下实验操作

（1）将托盘天平放在水平桌面上，把游码移到标尺左端的“0”刻度线处，发现指针静止时指在分度盘中线的右侧，则应将平衡螺母向　　调节使横梁平衡（选填“左”或“右” $)$

（2）用天平称量出空烧杯的质量 $m_1=28.4g$；然后向烧杯中倒入适量的食用油，称量出烧杯和食用油的总质量 $m_2=65.6g$；把烧杯中的食用油全部倒入量筒中，如图所示，其示数为　　

$\mathit{mL}$。

（3）测出食用油的密度为 $\rho =$　　 $\mathit{kg}/m^3$，比实际密度值偏　　（选填“大”或“小” $)$。

攀枝花红格脐橙汁多味甜，声名远播。小军设计如下实验测量橙瓣的密度。

（1）他将天平放在水平桌面上，调节天平平衡，然后将一个橙瓣放入天平左盘中，在右盘中加入砝码，发现指针稍微偏向分度盘左侧，他可以调节 　　（选填"游码"或"平衡螺母" $)$ ，使指针指向分度盘中央刻度线，如图甲所示，橙瓣质量为 　　 $g$ 。

（2）他将该橙瓣放入装有 $30\mathit{mL}$ 水的量筒中，水面上升到图乙所示的位置，则该橙瓣的密度为 　　 $\mathit{kg}/m^3$ 。

（3）他对实验进行误差分析，觉得测体积误差太大。他设计了下列解决方案，其中合理的是 　　（填字母）

A．	$A.$ 换量程更大的量筒测量
B．	$B.$ 测多个橙瓣的总质量和总体积
C．	$C.$ 换分度值更大的量筒测量

某同学要测量一块密度为 $\rho =7.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$的铁块的质量。

（1）他把天平放在水平桌面上，将游码移到标尺左端零刻度线处，如果天平指针偏左，应该向　     　（填“左”或“右”）调节平衡螺母。

（2）称量时天平平衡后，放在右盘中的砝码与游码位置如图所示，则铁块的质量为　　 $g$，体积为　      　 $c{m}^3$。

（3）如果把此铁块挂在弹簧测力计下浸没在水中，弹簧测力计对铁块的拉力为　　 $N$． $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

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　　 $\mathit{kg}/m^3$．

如图甲所示为压力式托盘秤，当把物体放在压力托盘秤盘上时指针的示数就是物体的质量。

（1）某次测量时压力式托盘秤的指针如图乙所示，示数是　　 $\mathit{kg}$。

（2）现在要利用压力式托盘秤、水、烧杯和细线来测量一个不规则小矿石块的密度。请你设计实验方案，写出实验步骤及测量的物理量，物理量要用规定的符号表示，实验过程烧杯中的水不能溢出。

①实验步骤和测量的物理量：　　。

②用已知量和测得的物理量表示出小矿石块的密度 $\rho =$　　。

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” $)$。

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）

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 ${\rho }_{水})$

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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