2020年中考物理测量仪器问题专题05用天平测质量问题（含解析）.doc

1 专题 05 用天平测质量问题 一、用托盘天平测质量问题都学啥 1.托盘天平的构造 2.托盘天平的使用与注意事项 【托盘天平的使用】 （1）看：称量（量程）和感量（分度值）。感量是指天平能称出的最小质量，即最小称量。表示天平的灵 敏度和精度（标尺的分度值）；称量是指天平能够称出的最大质量。 （2）放：把天平放在水平台上。 （3）调：把游码拨至标尺左端的零刻度线处，调节天平两端的平衡螺母，使天平指针对准分度盘的中央。 （4）秤：物左砝右，砝码按先大后小的顺序，用镊子加、减砝码，再调节游码使天平平衡。 （5）读：被测物体的质量＝盘中砝码总质量＋游码在标尺上所对的刻度值。 【托盘天平使用中注意事项】 （1）托盘天平一般能称准到 0.1 克。 （2）使用前要调整好零点，方法是：先将游码移到“ 0 ”刻度处，然后调整托盘下边的平衡螺母，使天平 平衡。 （3）称量时，被测物要放在左盘，砝码要放在右盘。右盘中砝码的总质量加上游码的质量就等于被测物的 质量。 （4）取用砝码要用镊子，不能直接用手拿砝码。先加质量大的砝码，再加质量小的砝码，最后移动游码， 直到天平平衡为止。 （5）药品称量时不能直接放在托盘上，而应在两边托盘上各放一张干净的大小相同的纸片。易吸水潮解及 腐蚀性的药品要放在玻璃器皿中称量。2 （6）称量完后,砝码要放回盒内,游码移回零刻度处。 二、用托盘天平测质量问题的考法 【例题 1】如图所示的测量中，操作或者数据记录正确的是 （ ） A．天平所测物体的质量为 6.6g B. 天平所测物体的质量为 107g C.测量橡皮质量的操作过程 D.烧杯和液体的总质量是 81.4 g 【答案】BD 【解析】A.天平分度值为 0.2 g，物体的质量是 6.2 g； C.橡皮应该放在左盘，砝码放在右盘。BD 正确。 【例题 2】小明用天平和量筒测量矿石的密度．先杷天平放在_____桌面上，调节好天平后，测出矿石的质 量如图所示，矿石的质量为_____g。 【答案】水平；52。 【解析】天平使用时，先杷天平放在水平桌面上；被测物体的质量等于砝码的总质量与游码所对刻度之和。 （1）用天平和量筒测量矿石的密度，先杷天平放在水平桌面上． （2）矿石的质量为 m=50g+2g=52g， 【例题 3】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：3 （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）再将部分盐水导入量筒中，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/cm3． 【答案】（1）右；（2）69.6；1.1． 【解析】调节天平平衡时，应把天平放在水平桌面上，把游码跳到横梁标尺的零刻度线处，然后调节平衡 螺母使天平平衡；当指针向分度盘左侧偏时，应向右调节平衡螺母，当指针向分度盘右侧偏时，应向左调 节平衡螺母，从而使天平平衡；天平砝码与游码示数之和是天平所测物体的质量；由图乙所示量筒可读出 量筒中盐水的体积；总质量减去烧杯与烧杯的质量是量筒中盐水的质量；已知量筒中盐水的质量与体积， 由密度公式可以求出密度． （1）指针偏向分度盘的左侧，应向右调节平衡螺母，使天平平衡． （2）由图甲可知，烧杯与盐水的总质量：m 总=50g+10g+5g+4.6g=69.6g， 量筒中盐水的质量：m=m 总﹣m 杯=69.6g﹣25.6g=44g； 由图乙所示量筒可知，量筒中盐水的体积：V=40ml=40cm3； 盐水的密度：ρ= ═ =1.1g/cm3． 三、用托盘天平测质量问题的训练题 1.请你根据如图所示的托盘天平的主要结构，填上合适的名称： 4 【答案】分度盘，平衡螺母，游码，标尺。 【解析】熟记天平各个部位名称。并且要知道各个部位功能。 2．端午节到了，小明在吃粽子时，向想用所学的物理知识测出粽子的体积，他先在烧杯中加入适量的水， 用调节好的天平测出烧杯和水的总质量为 100g；再用细线将粽子悬吊在水中，通过加减砝码和调节游码， 使天平再次平衡，如图所示，此时天平的称量结果为　　g，据此算出该粽子的体积为　　cm3．（g=10N/kg） 【答案】152.4；52.4． 【解析】物块受到的浮力等于排开的液体受到的重力．已知烧杯和水的质量以及物块在水中时的总质量， 可以得到物块排开的水的质量，利用 F 浮=G 排得到物块受到的浮力，在根据 F 浮=ρ 液 gV 排求出体积． 如图所示，此时天平的称量结果为：100g+50g+2.4g=152.4g； 由题意得，物块排开水的质量为 m 排=152.4g﹣100g=52.4g=0.0524kg 物块受到的浮力为 F 浮=G 排=m 排 g=0.0524kg×10N/kg=0.524N； 根据 F 浮=ρ 液 gV 排可出体积，该粽子的体积：V=V 排=0.524×10﹣4m3=52.4cm3 3.在“测量物质的密度”实验中： （1）用调好的天平测金属块质量，天平平衡时砝码及游码在标尺上的位置如图甲所示， 金属块质量 m 为　　g。 （2）用细线系住金属块放入装有 20mL 水的量筒内，水面如图乙所示，则金属块体积 V 为　　cm3。5 （3）计算出金属块密度 ρ=　　g/cm3。 （4）实验中所用细线会对测量结果造成一定误差，导致所测密度值　偏小　（偏大/偏小）。 （5）在上面实验基础上，利用弹簧测力计和该金属块，只需增加一个操作步骤就能测出图丙内烧杯中盐水 的密度，增加的步骤是：　 　。盐水密度表达式 ρ 盐水=　　（选用所测物理量符号表示）。 【答案】（1）27；（2）10；（3）2.7；（4）偏小；（5）用弹簧测力计吊着金属块，把金属块浸入水中， 读出此时测力计的示数 F； 。 【解析】（1）金属块的质量 m=20g+5g+2g=27g； （2）金属块的体积 V=30ml﹣20ml=10ml； （3）金属块的密度 ρ= = =2.7g/cm3。 （4）细线会排开一定体积的水，导致测量的金属块的体积变大，质量不变，故密度的测量值要偏小； （5）用弹簧测力计吊着金属块，把金属块浸入水中，读出此时测力计的示数 F，则浮力的大小为：F 浮 =G﹣F=mg﹣F； 金属块的体积等于其排开的盐水的体积，根据阿基米德原理可知，盐水的密度为： ρ 盐水= = 。 4.如图所示，天平左盘中烧杯和液体的总质量为 g． 【答案】82.4 【解析】物体的质量等于砝码的读数加上标尺上游码对应的刻度值。 5．用天平测量一形状不规则物体的质量，所用砝码及游码如图甲所示，则物体的质量 为　　g；将该物体放入原来盛有 25mL 水的量筒中，液面位置如图乙所示，则物体的密度 是　　kg/m3．6 【答案】54；2.7×103． 【解析】被测物体的质量等于砝码的总质量与游码所对刻度之和．读取游码所对刻度时，以左侧为准．用 量筒测量液体体积时，先要明确量筒的分度值，读数时视线与最凹处相平； 已知物体的质量和体积，用公式计算其密度． （1）由甲图可知，物体的质量为 m=50g+4g=54g； （2）由乙图可知，水和物体的总体积为 45ml， 则物体的体积为 V=45ml﹣25ml=20ml=20cm3， 物体的密度为：ρ= = =2.7g/cm3=2.7×103kg/m3． 6．小强的奶奶有一只玉镯，他通过网络了解到：密度是玉器品质的重要参数，通过实验他测出了玉镯的密 度．用调节好的天平测出玉镯的质量，当天平平衡时，右盘中砝码及游码的位置如图，玉镯的质量 是　　．用量杯测得玉镯的体积是 20cm3．则玉镯的密度为　　kg/m3． 【答案】60.4g；3.02×103． 【解析】首先读出游码对应的刻度，根据玉镯的质量=砝码的质量+游码对应的刻度；又知道玉镯的体积， 根据密度公式求出玉镯的密度． 天平标尺每一个大格代表 1g，每一个小格代表 0.2g，游码对应的刻度值 0.4g． 玉镯的质量：m=砝码的质量+游码对应的刻度值=50g+10g+0.4g=60.4g． 玉镯的体积：v=20cm3． 玉镯的密度：ρ= = =3.02g/cm3=3.02×103kg/m3． 7.用调好的托盘天平测金属块的质量时，砝码及游码的位置如图甲所示。放入金属块前量筒内水的体积为 10ml，放入金属块后量筒内水面位置如图乙所示，则金属块的体积为_____cm 3，则金属块的密度为7 _________kg/m3。 【答案】20. 1.62×103。 【解析】首先要知道金属块的质量等于砝码质量加上游码对应的刻度值；金属块的体积等于 放入金属块后量筒内水面位置对应刻度值减去放入金属块前量筒内水的体积；根据密度公式 就容易求出金属块的密度。 观察甲图可知：金属块的质量为 m=30g+2.4g=32.4 g 观察乙图和题中已知条件可知金属块的体积为 v=30ml-10ml=20ml=20cm3 由 ρ=m/v 可以求出金属块的密度 ρ=m/v=32.4g/20cm3=1.62g/cm3=1.62×103kg/m3 8．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　　cm3． （5）他用密度公式 ρ= 计算得到金属块的密度为　　g/cm3． 【答案】（1）游码；（2）右；（3）左；右；39；（4）5；（5）7.8．8 【解析】（1）把天平放在水平台上，将游码移至标尺左端零刻度处； （2）调节横梁平衡时，指针偏向分度盘左侧，说明左盘偏重，则他应该将平衡螺母向右端移动； （3）称量时，物体放在天平左盘，砝码放在天平的右盘，必要时移动游码，直到天平平衡． 由图甲可知，标尺的分度值为 0.2g，金属块的质量 m=20g+10g+5g+4g=39g． （4）图乙中量筒的分度值为 1mL，水的体积 V 水=25mL， 金属块和水的总体积 V 总=30mL； 金属块的体积：V=V 总﹣V 水=30mL﹣25mL=5mL=5cm3； （5）金属块的密度：ρ= = =7.8g/cm3． 9.小华随意选取一块石子，准备在实验室测定它的密度。 （1）他先将天平放在水平桌面上，移动游码至标尺左端　　 处，再调节平衡螺母，直至天平平衡。 （2）用调好的天平石子的质量，当盘中所加砝码和游码位置如图甲所示时，天平平衡，测此石子的质量　 　 g；在量筒内装有一定量的水。该石子放入前、后的情况如图乙所示，此石子的密度是　 　kg/m3。 【答案】（1）零刻度线；（2）38.4； 2.56×103。 【解析】此题是测量石块的密度实验，考查了有关天平和量筒的使用及读数，考查了有关密度的计算，特 别是注意密度的单位及换算。 掌握天平的调平，在调平前将游码拨到标尺左端的零刻度线处；天平平衡时，物体的质量等于砝码的质量 加游码在标尺上所对的刻度值，注意标尺的分度值；在进行量筒的读数时，注意其分度值，根据公式 ρ= 计算石子的密度。 （1）在调节天平平衡时，先将天平放在水平桌面上，移动游码至标尺左端零刻度线处； （2）由图甲知，标尺的分度值为 0.2g，所以石子的质量 m=20g+10g+5g+3.4g=38.4g 由图乙知，量筒的分度值为 1ml，水的体积为 30ml，水和石子的体积为 45ml，所以石子的体积为9 V=45ml﹣30ml=15ml=15cm3； 石子的密度 ρ= = =2.56g/cm3=2.56×103kg/m3。 10．同学们在实验室测量某种小矿石的密度，选用天平、量筒、小矿石、细线和水，进行如下的实验操作： A、在量筒中倒入适量的水，记下水的体积；将小矿石用细线系好后，慢慢地浸没在水中，记下小矿石和水 的总体积． B、把天平放在水平桌面上，把游码移到标尺左端的零刻度处，调节横梁上的平衡螺母，使横梁平衡． C、将小矿石放在左盘中，在右盘中增减砝码并移动游码，直至横梁恢复平衡． （1）为了减少实验误差，最佳的实验操作顺序是：　　．（填写字母） （2）在调节天平时，发现指针的位置如图所示，此时应将平衡螺母向　　调．（选填“左”或“右”） （3）用调节好的天平称量小矿石的质量，天平平衡时，右盘中砝码的质量和游码的位置如图所示，用量筒 测量小矿石的体积如图所示，由此可以算出小矿石的密度为 ρ=　　g/cm3． （4）量筒不小心被打碎了，老师说只用天平还能测量出陈醋的密度．某组同学添加了两个完全相同的烧杯 和适量的水，设计了如下实验步骤，请你补充完整： ①调节好天平，用天平测出空烧杯质量为 m0； ②将一个烧杯装满水，用天平测出烧杯和水的总质量为 m1； ③用另一个烧杯装满陈醋，用天平测出　　为 m2； ④根据测得的物理量求出了该陈醋的密度 p． （5）针对（4）中的实验设计进行评估讨论后，同学发现该实验设计存在不足之处是：在操作过程中，烧 杯装满液体，易洒出，不方便操作． （6）整理实验器材时发现，天平的左盘有一个缺角，则测量结果　　．（选填“偏大”“偏小”或“仍然 准确”）． 【答案】（1）BCA；（2）左；（3）2.6；（4）烧杯和陈醋的总质量；（6）仍然准确． 【解析】测固体的密度要先用天平测固体的质量，再根据排水法用量筒测出固体的体积；天平调节平衡的10 原则是“左偏右调，右偏左调”，指针指在分读盘中央左侧，将平衡螺母向右调节，指在左侧，平衡螺母向 右调节；小矿石的质量 m 等于砝码的质量加游码对应的刻度值，小矿石的体积 V 等于量筒液面体积之差， 用公式 ρ= 计算小矿石的密度；只有天平，没有量筒，可以利用等体积的水和酱油，称量水和酱油的质量， 根据体积相等列出等式求出酱油的密度．左盘有一个缺角，调节平衡螺母时，使天平两盘质量相等，不影 响测量结果． （1）为了减少实验误差，最佳的实验操作顺序是 B．把天平放在水平桌面上，把游码移到标尺左端的零刻度处，调节横梁上的平衡螺母，使横梁平衡． C．将小矿石放在左盘中，在右盘中增减砝码并移动游码，直至横梁恢复平衡． A．在量筒中倒入适量的水，记下水的体积；将小矿石用细线系好后，慢慢地浸没在水中，记下小矿石和水 的总体积． （2）图示指针指在刻度盘中央右侧，向右偏应该将游码向左调节； （3）小矿石的质量 m=50g+2g=52g，体积 V=80cm3﹣60cm3=20cm3， 小矿石的密度 ρ= = =2.6g/cm3=2.6×103kg/m3； （4）不小心将量筒打碎了，用天平也能测量出陈醋的密度： ①调好天平，用天平测出空烧杯质量为 m0． ②将一个烧杯装满水，用天平测出烧杯和水的总质量为 m1． 则水的质量 m 水=m1﹣m0， 由 ρ= 可求得，水的体积 V= ， ③用另一个烧杯装满酱油，用天平测出烧杯和陈醋的总质量为 m2． 则水的质量 m 酱油=m2﹣m0，烧杯内水的体积等于陈醋的体积， ④根据测得的物理量求出了该陈醋的密度 p． （6）天平的左盘有一个缺角，调节平衡螺母后，左右两盘质量相等，测量物体质量时，左右两盘质量也相 等，不影响测量结果；即小明所测的密度值仍然准确． 11.某同学欲用调至平衡的托盘天平称量 2.5g 食盐固体，称量时发现指针向右偏转， 这时应该 （ ） A.添加少量食盐 B.取出少量食盐 C.移动游码 D.减少盘中的砝码11 【答案】A 【解析】指针偏右，则说明食盐固体不够量，需要继续添加。注意此时不能调节游码，因为物质的质量是 固定的。 12.木工师傅需要 2500 个小钉子，售货员说“钉子不按个数卖，而是用秤称”。于是木工师傅买了 0.5kg 小钉子，他买的钉子数够不够 2500 个呢?你能想办法用天平帮他“数出”小钉子的个数吗?写出你的方法。 【答案】有办法的。具体方法为： ①先测出适量的 n 枚钉子的质量 m1； ②则 1 枚钉子的质量为 m=m1/n ③所购钉子的总数量为 N=Mn/m1（M 为钉子总质量） 【解析】有的同学认为只要用天平称出 1 枚钉子的质量，然后用所买钉子总质量除 1 枚钉子的质量就是所 买钉子个数了。若 1 枚小钉子的质量很小，有可能天平不能直接称量出它的质量．那该怎样做呢?