第2课时 实验:用天平称物体的质量
知识点 1 测量固体的质量
1.某同学用托盘天平测石块的质量,调节天平平衡时,发现指针位置如图B4-S-1甲所示,此时他应将平衡螺母向 调;当他用调好的天平称量时,发现指针偏向分度盘左侧,这时他应该 (填“增加”或“减少”)砝码。当天平再次平衡时,所用砝码和游码的位置如图乙所示,则石块的质量为 g。
2.小潘同学用天平称量一本书中每张纸的平均质量,该书共有200页。她调好天平后,将书放在左盘中,在右盘中加砝码,并移动游码至天平平衡,此时右盘中砝码的质量为140 g,游码的示数为2.5 g,则每张纸的质量最接近下面哪个值 ( )
A.140 g B.2.5 g C.0.7 g D.1.4 g
知识点 2 测量液体的质量
3.[2020·长春模拟] 用天平测量盐水的质量:
(1)把天平放在水平桌面上,分度盘的指针如图B4-S-2甲所示,应将平衡螺母向 移动。
(2)用天平测出空烧杯的质量m1=50 g。
(3)向烧杯内倒入适量的盐水,并把烧杯放入左盘,向右盘中添减砝码,当加入最小的砝码后指针仍向右偏,接下来的正确操作是取下最小砝码并 ,直到横梁恢复水平平衡,如图乙所示,读出总质量m2= g。
(4)被测盐水的质量为m= g。
4.甲同学测量水的质量时,采用的方法是先测出空烧杯的质量m1,再测出空烧杯和水的总质量m2,然后得出水的质量是ma;乙同学测量水的质量时,采用的方法是先测量出烧杯和水的质量m3,把水倒掉,再测出空烧杯的质量m4,然后得出水的质量是mb。则测得水的质量偏小的是 ( )
A.甲同学 B.乙同学 C.一样大 D.无法确定
知识点 3 用天平称取一定质量的物体
5.某同学要称量10.2 g食盐,5 g以上用砝码,5 g以下用游码。操作方法如下:
①取10 g砝码放入右盘 ②调节天平平衡 ③向左盘中添加食盐到指针位于分度盘中央刻度线处 ④移动游码到0.2 g处
其合理顺序是 ( )
A.①②③④ B.②①④③
C.②③④① D.②④③①
6.在用一架已经调节平衡的天平称取10 g食盐的过程中,若发现指针向右偏,则下列采取的措施正确的是 ( )
A.减少食盐 B.加砝码
C.添加食盐 D.将平衡螺母向左移
7.某同学要称取50 g水,操作方法为以下几步:
①称量一个100 mL烧杯的质量为m
②加水到天平平衡
③调节天平平衡
④在右盘加50 g的砝码
⑤拿下烧杯,整理天平
正确的操作顺序是 ( )
A.①②③④⑤ B.③②①④⑤
C.③①④②⑤ D.①⑤③②④
8.一架天平的最大测量值是200 g,有四名同学用这架天平测量质量约为150 g的物块,测量的结果为145 g,他们加、减砝码的步骤不同,其中正确的是(数值表示砝码的质量,“↓”表示放入砝码,“↑”表示取出砝码) ( )
A.100 g↓、20 g↓、20 g↓、5 g↓
B.100 g↓、50 g↓↑、20 g↓、20 g↓、5 g↓
C.100 g↓、50 g↓↑、20 g↓、20 g↓、10 g↓↑、5 g↓
D.50 g↓、100 g↓、50 g↑、20 g↓、20 g↓、5 g↓
9.甲、乙两同学分别用托盘天平称量食盐,甲在调节天平时指针偏右,称量食盐时天平平衡,称量结果为10.4 g,乙在调节天平平衡时指针偏左,称量食盐时天平平衡,称量结果为6.3 g,则甲、乙两同学所称食盐的实际质量之差 ( )
A.等于4.1 g B.大于4.1 g
C.小于4.1 g D.无法确定
10.[2020·无锡期中] 托盘天平测物体的质量,下列情况中会出现测量结果比真实值偏小的是 ( )
A.游码没移至零刻度线处,就调节横梁平衡测量物体的质量
B.使用已被磨损的砝码
C.按游码右端所对的刻度读数
D.横梁没有平衡,指针偏向分度盘的右侧,就进行测量
11.一架天平,测量前游码归零,但是左盘低右盘高,未经调节,称得一铁块的质量是50 g,那么铁块的实际质量应比50 g (填“大”或“小”)。若各项操作均正确,但所用砝码磨损,则所测结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
12.学过天平使用的知识后,好奇的小明想用家中的一架旧天平称一个鸡蛋的质量。在调节横梁平衡时,先将游码移至“0”刻度线处,此时指针偏向分度盘右侧,则应将平衡螺母向 调节。他发现无论怎样调节平衡螺母,指针总略偏向分度盘中央刻度线的右侧,于是他在天平的左盘中放入几粒米后重新调节平衡并进行了测量,如图B4-S-3所示,则鸡蛋的质量
(填“大于”“等于”或“小于”)61 g。
13.有一架托盘天平,没有游码,最小砝码为100 mg,用这架天平称量一个物体,当在右盘中加上36.2 g砝码时,天平指针向左端偏1个小格;如果在右盘中再加上100 mg的砝码时,天平指针向右端偏1.5个小格,那么所称物体的质量为 g。
14.[2019·荔湾区一模] 小凯同学为获取20 g的水,设计了以下实验方案。
(1)所用的实验器材:天平(含砝码)、大烧杯(含足量的水)、小烧杯、胶头滴管。
(2)实验步骤:
①用调节好的天平测量空小烧杯的质量m1。
② 。
③往小烧杯中倒入部分水后,改用胶头滴管增减小烧杯中水的质量,直至天平横梁平衡。
(3)评估:在测量空小烧杯的质量前,小凯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后,指针静止时的位置如图B4-S-4所示。
①小凯应如何操作 。
②若小凯不进行任何的调节,就直接测量空小烧杯的质量,则测得小烧杯的质量会偏大,还是偏小 。接着按照上述步骤②、③进行,最后所获取水的质量 (填“大于”“等于”或“小于”)20 g。
15.在“用天平测一枚回形针的质量”实验中,将天平放在水平桌面上,把游码移至标尺的 处,发现指针如图B4-S-5所示,他应将横梁右端的平衡螺母向 调,使天平横梁平衡。测出100枚回形针的质量为m,则一枚回形针的质量是 ,还用到此方法的有 。(请举一例)
自|我|提|升
16.[例题] 有16颗外形相同、型号一样的钢珠,其中有一颗因质量偏小而不合格。为了找出不合格的钢珠,现用实验室中的托盘天平来测量,那么至少需要称量的次数为 ( )
A.2次 B.3次
C.4次 D.5次
[提示] 利用天平平衡时,天平两个托盘内物体质量相等进行操作,这是本题的关键。第一次可以把一定数量的物体分成至少有两组数量相等的三组,先称数量相等的两组,若质量相等,则要找的在剩余的组中;若质量不相等,则在轻的组中。然后对选出的组按第一次的方法再分组、再测量直至找出为止。
[变式] 有一盒小钢珠,其中有一颗较轻的是次品,用天平称量,保证3次就能找出这颗次品。这盒小钢珠至少有 颗,最多有 颗。
答案
1.左 增加 78.4
2.D 运用累积法,书的质量为142.5 g,每张纸的质量m==1.425 g,因此每张纸的平均质量最接近1.4 g。
3.(1)左
(3)向右移动游码 94
(4)44
(1)游码移到标尺左端的“0”刻度线处,指针静止时指在分度盘中线的右侧,则应将平衡螺母向左调节,使横梁水平平衡。(3)称量时,添加最小砝码后,发现指针在分度盘中线的右侧,说明最小的砝码质量偏大,则需取下最小砝码,并向右移动游码,使天平平衡。(4)由图乙可知,烧杯和盐水的总质量为m总=50 g+20 g+20 g+4 g=94 g,
则被测盐水的质量为m=m总-m0=94 g-50 g=44 g。
4.B 5.B
6.C 用托盘天平称量10 g食盐时,先将天平调节平衡,再在天平的右盘加质量为10 g的砝码,最后在左盘加食盐至天平平衡。加食盐过程中,若指针向右偏,说明右边的质量大,即左边食盐的质量小于10 g,需要添加食盐。
7.C
8.B 在托盘天平右盘放砝码时,应按照由大到小的顺序。
9.B
10.D 游码没放在左端的“0”刻度线,说明在测量之前就已经使右边有了一定的示数,而我们并没有注意到它,当读数时,再加上游码先前的示数,必然偏大;磨损的砝码会使其质量变小,就必须多添加或多移动游码的位置,从而使最终的读数变大;按游码右端所对的刻度读数会使游码对应的值偏大,造成测量的最后结果偏大;横梁没有平衡,指针偏向分度盘右侧,说明一开始右侧的质量就偏大,而这一部分质量是不能通过砝码和游码读取出来的,所以测量结果会偏小。
11.小 偏大
12.左 等于
13.36.24 当右盘中加上36.2 g砝码时,天平指针向左端偏1小格,说明物体的质量稍大于36.20 g。在右盘加上100 mg的砝码时,天平指针向右端偏1.5小格,即100 mg的质量使指针偏2.5小格,则改变1小格的质量为=40 mg。
14.(2)直接在右盘添加20 g砝码
(3)①向左调节平衡螺母,使天平平衡
②偏小 等于
(2)②小凯同学的目的为获取20 g的水,用调节好的天平已经测量出空小烧杯的质量,然后直接在右盘中添加20 g砝码即可;(3)①把天平放在水平桌面上,将游码移到标尺左端的“0”刻度线处后,发现指针偏右,应该将螺母向左调节,使天平平衡;②天平的实质是一个等臂杠杆,指针偏右说明右侧质量原本偏大,而偏大的这一部分却无法通过砝码和游码读出来,因此,最终的测量结果偏小;水的质量等于总质量与空烧杯质量的差,前后两次测量的质量都是偏小的,对差值无影响,故最后所获取水的质量等于20 g。
15.“0”刻度线 左 测量一张纸的厚度时,常常先测出50张或100张纸的总厚度,再计算出一张纸的厚度
16.[例题] B 第一次把16个钢珠分成7、7、2三组,称两组7颗的,若质量相等,则质量偏小的在剩余的2颗中(这样称2次就可以找到),否则质量偏小的在轻的7颗中;若在某组7颗中,第二次把这7颗分成3、3、1三组,称两组3颗的,若质量相等,剩下的那颗就是质量偏小的钢珠(这样称2次就可以找到),否则质量偏小的在剩余的3颗中。最后称含有质量偏小的钢珠的3颗中任意2颗,如果相等,剩下的1颗就是质量偏小的钢珠,否则轻的就是质量偏小的钢珠,所以最少称3次就一定能找出来。
[变式] 10 27
由题意知“我们可以用倒推法”。因为最后一次称最多可以对3颗进行判断,即最后一称最多是3颗,每多称一次钢球的颗数最多是其前一次的数3倍,即3×3=9,3×9=27、27×3=81……;若为9颗,则可分为3,3,3三组,只需2次,称第一次可确定在哪一堆中,称第二次确定是哪一颗;若加一个为10 颗,则需称三次了,依此类推,直到27颗,因此,称三次就能找出次品,钢球个数应在10到27颗。第2节 质量的测量
第1课时 质量及其测量
知识点 1 质量及其单位
1.物理学中把物体所含 叫作质量,符号为 。我国“玉兔”号月球车从地球到月球,月球车的质量 (填“变大”“不变”或“变小”),因为它是物体的一种 。它不随温度、形状、位置、 的改变而改变。经测量月球车的质量为120 kg,到了月球上该车的质量为 g。
2.关于1 kg水和1 kg冰,下列说法正确的是 ( )
A.1 kg水的质量大于1 kg冰的质量
B.1 kg水的质量小于1 kg冰的质量
C.1 kg水的质量等于1 kg冰的质量
D.以上说法都不正确
3.(1)300 mg= g= kg。
(2)5 t= kg= g。
(3)600 g= kg= mg。
4.在下列数字后面填上适当的质量单位。
(1)一个中学生的质量约为50 。
(2)一瓶酒的质量约为500 。
(3)一袋奶粉的质量约为0.5 。
(4)一卡车煤的质量约为4 。
(5)一片药的质量约为500 。
知识点 2 质量的测量
5.如图A4-2-1所示是物理实验室中常用的托盘天平。它是用来测量物体 的工具,使用前要注意观察它的 和标尺的 。
具体使用方法如下:
(1)放:将天平放在 上。
(2)调:用镊子将游码调到标尺左端的 处,调节 ,使横梁平衡。
(3)称:将物体放在 盘,用镊子向右盘加减 ,并移动 ,直到横梁恢复平衡。
(4)读:盘中砝码的 加上游码在标尺上所对的 就等于被测物体的质量。
6.学习了天平的使用后,小云用水平桌面上的天平为妈妈测量手镯的质量。如图A4-2-2所示是小云称量过程中的部分操作,请指出图中的三处错误操作。
(1) 。
(2) 。
(3) 。
7.用托盘天平测量物体的质量,测量过程中向右移动游码的作用相当于 ( )
A.向左调节平衡螺母
B.向右调节平衡螺母
C.往右盘增加砝码
D.从右盘减少砝码
8.关于天平的使用维护,下列说法中错误的是 ( )
A.称量前,要明确称量的范围
B.称量后,要将砝码及时放回砝码盒内
C.取放较大砝码时可用手,但要轻拿轻放
D.平时要保持天平和砝码干燥、清洁,防止锈蚀
9.小明用天平测得一块橡皮的质量为20,但漏写了单位,这个数字后面的单位是 ( )
A.mg B.g
C.kg D.m
10.一名同学用托盘天平称量2.5 g药品,在称量过程中,发现指针向左偏转,这时他应该 ( )
A.减少药品 B.向右盘中加砝码
C.移动游码 D.调节平衡螺母
11.嘉嘉同学用托盘天平称量一实际质量为4 g的物体,其称量结果为5.2 g,你认为可能的原因是 ( )
A.砝码和物体的位置放错
B.称量时,未将游码质量计算在内
C.称量前,未调节天平平衡
D.不能确定
12.[2020·玉环模拟] 如图A4-2-3所示,质量为50 kg的伞兵进行跳伞练习,在下落阶段,他的质量 ( )
A.略小于50 kg B.等于50 kg
C.略大于50 kg D.不能确定
13.若游码没有放在“0”刻度线处,就调节天平平衡,用这样的天平测量物体的质量,得到的结果比物体的实际质量 ( )
A.偏大 B.偏小
C.相等 D.无法判断
14.2020年12月17日凌晨,嫦娥五号携带约2公斤月球“月壤”(如图A4-2-4所示)顺利返回地球,使我国成为第三个获取月球样本的国家。“月壤”从月球被带回地球,其质量 (填“变大”“变小”或“不变”),原因是质量与物体所处的空间位置 (填“有关”或“无关”)。
15.小明在测量金属块的质量时,不小心将砝码和被测金属块放反了,砝码和游码在标尺上的位置如图A4-2-5所示,则被测金属块的质量为 g。
16.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A4-2-6所示。
(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200 g,但他认为应为210 g。你认为小科产生这种错误想法的原因是 。
(3)小江认为铭牌上的最大测量值没有标错,但砝码盒中10 g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: 。
自|我|提|升
17.[例题] 某同学使用天平时,游码固定在4 g刻度线处,将天平调平衡,在测量物体质量时,右盘加上20 g砝码,再把游码移到“0”刻度线处,天平横梁再次平衡,则所称物体的质量为 ( )
A.12 g B.24 g
C.16 g D.28 g
[提示] 因为天平调平时,游码固定在4 g刻度线处,所以将游码由4 g刻度线处向左移到“0”刻度线处,相当于向左盘加了4 g的质量,即左盘里物体的质量+4 g=右盘里砝码的质量。
[变式] 在实验课上,小米同学在使用天平测物体质量时,首先观察到天平的最小砝码为5 g,接下来小米未将游码移到“0”刻度线处即开始调节平衡螺母,将天平调节平衡后,在右盘加上20 g砝码,正好使天平达到平衡。此时小米的同桌小李恰好从教室外回来,小李主动要求读数,根据正常的方法读得天平的示数是22 g,则所称物体的实际质量为 ( )
A.20 g B.18 g
C.22 g D.25 g
答案
1.物质的多少 m 不变 属性 状态
1.2×105
2.C 1 kg水的质量和1 kg冰的质量一样大,我们之所以感觉不一样,是因为水和冰的体积、密度不同。
3.(1) 0.3 3×10-4
(2) 5000 5×106
(3) 0.6 6×105
4. (1)kg (2)g (3)kg
(4)t (5)mg
5.质量 称量 最小刻度
(1)水平面
(2)“0”刻度线 平衡螺母
(3)左 砝码 游码
(4)总质量 刻度值
6.(1)游码没有移到“0”刻度线处
(2)物体和砝码的位置放反了
(3)用手直接拿砝码
7.C 8.C
9.B 橡皮的质量应在20 g左右。
10.A 11.C
12.B 质量决定于物体所含物质多少,与状态无关,所以伞兵的质量与伞兵的运动状态无关,下落过程中质量不会改变,仍然是50 kg。
13.A 天平放在水平台面上,旋转平衡螺母使横梁在水平位置上平衡,但是忘记了将游码放在标尺左端的“0”刻度线上,这样称出的物体的质量=砝码的质量+游码对应的刻度值。物体的真实质量=砝码的质量+游码对应的刻度值-称量前游码对应的刻度值。所以测量值比真实值偏大,偏大的值是称量前游码对应的刻度值。
14.不变 无关
质量是物体本身的一种属性,决定于物体所含物质的多少,与物体的形状、状态、空间位置和温度无关;“月壤”从月球被带回地球,位置发生变化,所含物质多少不变,所以其质量不变。
15.51.8
当被测物体和砝码位置放反后,被测物体的质量等于砝码的总质量减去游码在标尺上所对的刻度值,即m=55 g-3.2 g=51.8 g。
16.(1)偏大
(2)小科认为砝码的质量之和为205 g,标尺的最大刻度为5 g,所以该天平的最大测量值为210 g
(3)小明的观点正确,少了10 g的砝码,运用其他砝码及游码将无法完成某些200 g以内的质量值(精度范围内)的称量
砝码被磨损,其真实质量小于其标注的质量,但在读数的过程依然按照砝码上标注的数值进行读取,则会导致读数偏大。
17.[例题] C 游码固定在4 g处,将天平调平衡时,等于左盘本来就有4 g的质量。在测量物体质量时,右盘加上20 g砝码,再把游码移到零刻度线处,天平横梁再次平衡时,左盘质量+4 g=右盘砝码的质量(20 g)。即物体质量m=20 g-4 g=16 g。
[变式] A 未将游码移到零刻度线处,游码固定在某处,读数等于22 g,则游码对应的示数为2 g。在测量物体质量时,在右盘放入20 g砝码后,这时天平正好达到平衡,则物体质量等于砝码的质量,为20 g。
