初中物理：天平的使用练习题

初中物理：天平的使用练习题天平，作为初中物理实验室中测量物体质量的核心仪器，其正确使用方法和操作规范是同学们必须扎实掌握的基本功。能否熟练运用天平，不仅直接影响实验数据的准确性，更关乎对质量这一基本物理量的深刻理解。下面，我们通过一系列练习题来检验和巩固这方面的知识。一、知识梳理在动手做题之前，我们先来简要回顾一下天平使用的关键步骤和注意事项，这将有助于你更准确地解答后续问题：1.构造与原理：天平主要由横梁、平衡螺母、游码、标尺、托盘、指针和分度盘构成。其工作原理基于杠杆的平衡条件。2.使用前调节：*放置：将天平放在水平工作台面上。*归零：将游码移至标尺左端的零刻度线处。*调平：调节横梁两端的平衡螺母，使指针指在分度盘的中央刻度线处（或指针在中央刻度线左右摆动幅度相等）。若指针偏左，应将平衡螺母向右调；反之向左调。3.称量过程：*左物右码：将被测物体放在左盘，用镊子向右盘加减砝码。*由大到小：添加砝码时应先估测物体质量，按从大到小的顺序添加。*调节游码：当添加最小砝码仍不能使天平平衡时，应移动游码，直至天平平衡。4.读数：物体的质量=右盘中砝码的总质量+游码在标尺上所对的刻度值。5.注意事项：*不能超过天平的最大称量值。*保持天平干燥、清洁，不要把潮湿的物体和化学药品直接放在托盘上。*取用砝码必须用镊子，不能用手直接接触砝码，称量完毕后要及时将砝码放回砝码盒。*移动游码相当于在右盘中添加小砝码。二、练习题（一）基础概念辨析1.某同学在调节天平平衡时，发现指针偏向分度盘的左侧，他应该如何操作？（）A.将左端的平衡螺母向左调B.将右端的平衡螺母向左调C.将左端的平衡螺母向右调D.将游码向右移动2.用已经调节好的天平称量物体质量时，发现指针指在分度盘中央刻度线的右侧，接下来的操作应该是（）A.减少右盘中的砝码B.增加右盘中的砝码C.将右端平衡螺母向左调D.将左端平衡螺母向右调3.关于天平的使用，下列说法中正确的是（）A.称量时，物体放在右盘，砝码放在左盘B.称量前，应先将游码移至标尺右端C.调节平衡螺母时，若指针偏向分度盘右侧，则应将平衡螺母向左调D.天平的分度值越小，说明天平称量物体质量的准确度越低（二）操作过程分析4.小明同学用托盘天平测量一块橡皮的质量，实验步骤如下：a.将天平放在水平桌面上；b.调节平衡螺母，使天平平衡；c.将橡皮放在左盘，用镊子向右盘加减砝码，再移动游码，使天平重新平衡；d.读出橡皮的质量。请问，小明的操作步骤中缺少了一个关键步骤，这个步骤是什么？它应该放在哪个步骤之后？5.小红同学在称量一个苹果的质量时，误将苹果放在了右盘，砝码放在了左盘，并且移动了游码。此时她读出的砝码总质量为m砝，游码对应的刻度值为m游。那么，这个苹果的实际质量是多少？请说明理由。6.某同学在使用天平时，忘记将游码归零就调节了平衡螺母使天平平衡，然后开始称量物体。若称量过程中没有再移动游码，那么他测量的物体质量与实际质量相比是偏大还是偏小？若称量过程中移动了游码，情况又会怎样？（假设游码初始位置在标尺右侧）（三）综合应用题7.某实验小组用托盘天平测量一个小石块的质量，具体操作如下：*把天平放在水平桌面上，发现指针偏向分度盘的右侧，于是直接开始调节平衡螺母。*调节平衡后，将小石块放在左盘，用镊子向右盘添加砝码，依次加入了“50g”、“20g”、“10g”的砝码各一个，发现指针偏向分度盘左侧，再加入“5g”砝码后，指针偏向分度盘右侧。*接下来，该同学从右盘中取下“5g”砝码，换上“2g”砝码，指针依然偏向右侧，于是他直接调节平衡螺母，使天平再次平衡。*此时，右盘中砝码总质量为82g，游码在标尺上对应的刻度值为1.4g。请指出该实验小组在操作过程中存在的两处错误，并计算出他们所测量的小石块质量的读数是多少？若不考虑其他因素，这个读数与小石块的真实质量相比，是偏大、偏小还是相等？三、参考答案与解析（一）基础概念辨析1.答案：C解析：调节天平平衡时，指针偏向左侧，说明天平左端下沉，右端上翘。应将平衡螺母向较高的一端（即右端）调节，或将左端的平衡螺母向右调，或将右端的平衡螺母向右调。选项C正确。注意，调节平衡螺母的原则是“左偏右调，右偏左调”。2.答案：A解析：称量过程中指针偏向右侧，说明右盘砝码质量过大（或物体质量小于砝码质量），此时应减少右盘中的砝码，或向左移动游码（若已移动过游码）。不能再调节平衡螺母，平衡螺母是在称量前调节平衡用的。因此，正确操作是减少右盘中的砝码，选项A正确。3.答案：C解析：A选项错误，应为“左物右码”。B选项错误，称量前游码应移至标尺左端零刻度线处。C选项正确，指针偏向右侧，平衡螺母应向左调。D选项错误，分度值越小，测量准确度越高。（二）操作过程分析4.答案：缺少的关键步骤是“将游码移至标尺左端的零刻度线处”。它应该放在步骤a“将天平放在水平桌面上”之后，步骤b“调节平衡螺母”之前。解析：天平使用前调节平衡的正确步骤是：放水平->游码归零->调平衡螺母。该同学遗漏了游码归零这一步，这会导致后续测量结果不准确。5.答案：苹果的实际质量是m砝-m游。解析：正常情况下“左物右码”时，m物=m砝+m游。当“左码右物”时，若游码未动，则m砝=m物。若游码移动了，则此时左边砝码的质量等于右边物体的质量加上游码的质量，即m砝=m物实+m游，所以m物实=m砝-m游。6.答案：忘记将游码归零就调节平衡并开始称量：*若称量过程中没有移动游码：此时，天平平衡时，左盘物体质量等于右盘砝码质量。但读数时，会把游码初始刻度（不为零）也读进去，导致测量值=m砝+m游初，而实际值m砝。所以测量值比实际值偏大，偏大值为m游初。*若称量过程中移动了游码：设游码初始位置对应的刻度值为m游初，称量时最终游码位置对应的刻度值为m游末（m游末>m游初）。则测量值为m砝+m游末。天平平衡时，m物+m游初=m砝+m游末（因为游码初始不在零，相当于左盘一开始就有一个m游初的“隐形”质量）。所以m物=m砝+(m游末-m游初)。而测量值是m砝+m游末，比实际值m物多出了m游初。因此，测量值依然比实际值偏大，偏大值仍为m游初。（三）综合应用题7.答案：*错误之处：1.第一步中，把天平放在水平桌面上后，没有将游码移至标尺左端零刻度线处就调节平衡螺母。2.第三步中，在称量过程中（已放上物体和砝码后）调节了平衡螺母，这是不允许的。*测量的读数：82g+1.4g=83.4g。*与真实质量比较：偏大。解析：*读数是砝码总质量加上游码刻度值，即82g+1.4g=83.4g。*关于真实质量：在第三步操作中，当加减砝码无法平衡时，正确做法是移动游码，而不是调节平衡螺母。该同学取下5g砝码后，添加2g砝码指针仍右偏，说明此时右盘砝码质量依然偏大（相对于左盘物体质量和可能需要的游码质量而言）。他通过调节平衡螺母（假设是向左调，使天平平衡），相当于人为减小了右盘的“有效质量”或增大了左盘的“有效质量”，从而使指针回到中央。这相当于在未增加砝码或移动游码的情况下使天平平衡，此时的读数83.4g是在错误操作下得到的。由于他最后一步是通过调节平衡螺母（向左调）来平衡的，这