内容正文:
第六章 质量与密度
第4节 密度的应用
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1.情境创新·科技前沿【2024·合肥一模】如图所示,2023年11月10日,中国科学家成功轧制出超薄手撕钢,它突破了国内电子信息材料的“卡脖子”难题。已知该手撕钢的厚度为0.015 mm,则面积为40 m2的该手撕钢的质量为____________kg。(手撕钢的密度为7.9×1kg/m3)
1
利用密度求出质量
4.74
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2.某新型自行车的车架采用的是密度小、强度大的碳纤维制成的,其密度为1.6×103 kg/m3,体积仅为2.5×10-3m3,则该车架的质量为______kg。
4
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3.由某种物质组成的实心物体的m-V图像如图所示,由该物质组成的质量为120 g的实心物体的体积大小为________cm3。
2
利用密度求出体积
96
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4.已知铝的密度为2.7 g/cm3,有一质量为540 g,体积为300 cm3的空心铝球,其空心部分体积为__________cm3。
100
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5.密度是________的一种特性,我们可以根据密度来________物质。如密度为2.7×103 kg/m3的金属是______,而密度是7.9×103 kg/m3的物质是____________。
3
密度鉴别物质
物质
鉴别
铝
铁(钢)
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6.一把汤匙的质量是18.4 g,体积是8 cm3。根据密度表,可以知道做成这把汤匙的材料可能是( )
物质 银 铜 铁 铝 陶瓷
密度/
(kg·m-3) 10.5×
103 8.9×
103 7.9×
103 2.7×
103 2.3×
103
A.铝 B.铜
C.铁 D.陶瓷
D
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7.军事上制造战斗机,质量越______越灵活,因此选用密度________(选填“较大”或“较小”)但硬度较大的铝合金。落地式电风扇的底座的质量越______越稳定,因此选用密度________(选填“较大”或“较小”)成本又低的铸铁较合理。
8.【2023·来安二模】有一个空瓶子,装满水时的总质量是400 g,装满酒精时的总质量是350 g,则瓶子的容积是_________mL。(ρ水=1.0×1kg/m3,ρ酒精=0.8×1kg/m3)
小
较小
大
较大
250
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9.一个质量为0.25 kg玻璃瓶,盛满水时的总质量为1.5 kg。若盛满某种液体时的总质量为1.75 kg,则该液体的密度为___________kg/m3。若将水和该液体按质量比1∶1 混合,且混合前后总体积不变,则混合液的密度约为___________kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3)
10.体积为1 m3的冰块全部熔化成水后,水的质量是__________kg,水的体积是_________m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3, ρ冰=0.9×1kg/m3)
1.2×103
1.1×103
900
0.9
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11. 跨学科实践·物理学与日常生活社会上食品造假事件时有发生。小明的奶奶从自由市场上购买了一箱牛奶。小明想知道牛奶是否掺水,通过查阅资料得知,在牛奶中掺水后,掺水含量与牛奶的密度的关系如表所示。小明取100 mL这种牛奶,测得它的质量为102.2 g,则这种牛奶( )
牛奶中掺水含量 0% 10% 20% 30% 40%
牛奶的密度(g·cm-3) 1.030 1.027 1.024 1.021 1.018
牛奶中掺水含量 50% 60% 70% 80% 90%
牛奶的密度(g·cm-3) 1.015 1.012 1.009 1.006 1.003
C
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A.未掺水
B.掺水含量20%以下
C.掺水含量20%~30%
D.掺水含量30%以上
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12.冬天,人们常给室外的自来水管包一层保温材料,目的是防止水管冻裂。水管被冻裂的主要原因是( )
A.水管里的水结成冰后,体积变大
B.水管里的水结成冰后,质量变大
C.水管里的水结成冰后,密度变大
D.水管本身耐寒冷程度不够而破裂
A
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13.如图所示,实验室有一批大小相同的铜球,查表得知ρ铜=8.9×103 kg/m3。小明同学从中选出一个,称其质量为800 g,测得体积为100 cm3。该铜球是空心的还是实心的?
解:方法一:根据密度来判断。该铜球的密度
ρ球===8 g/cm3=8×103 kg/m3<ρ铜,
所以该铜球是空心的。
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方法二:根据质量来判断。假设该铜球是实心的,则其质量
m=ρ铜V球=8.9 g/cm3×100 cm3=890 g>800 g,
所以该铜球是空心的。
方法三:由ρ=可得,质量m=800 g的铜球中的铜的体积
V铜==≈89.9 cm3<V球,
所以该铜球是空心的。
答:该铜球是空心的。
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14.一块石碑的体积为15 m3。取一小块作为这块石碑的样品,测得它的质量是120 g。用量筒装100 mL的水,再把石碑样品完全浸入水中,水面升高到150 mL处。求整块石碑的质量。
解:由题可知,样品的体积
V样品=V2-V1=150 mL-100 mL=50 mL=50 cm3,
样品的密度ρ样品===2.4 g/cm3=2.4×1kg/m3,
因为密度是物质的一种特性,与物体的质量和体积无关,所以石碑样品的密度就是整块石碑的密度,所以m石碑=ρV石碑=2.4×1kg/m3×15 m3=3.6×1kg=36 t。
答:整块石碑的质量是36 t。
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15.某品牌自行车的质量为34.2 kg,其中橡胶占总体积的,其余部分为钢材。已知制造自行车所用钢材的质量为31.6 kg,ρ钢=7.9×103 kg/m3。
(1)求橡胶的密度。
(2)若将所用的钢材换为密度为4 g/cm3的某合金材料,则自行车的质量为多少?
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解:(1)由ρ=可得,钢材的体积
V钢材===4×10-3 m3,
自行车的总体积V总==2V钢=8×10-3 m3,
橡胶的质量m橡胶=m总-m钢材=34.2 kg-31.6 kg=2.6 kg,
橡胶的体积V橡胶=V总=4×10-3 m3,
则橡胶的密度ρ橡胶===0.65×103 kg/m3。
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(2)若将所用的钢材换为体积相等、密度为4 g/cm3=4× 103 kg/m3的某合金材料时,可得其质量
m=ρ合金×V橡胶=4×103 kg/m3×4×10-3 m3=16 kg,
则自行车的质量
m'总=m+m橡胶=16 kg+2.6 kg=18.6 kg。
答:(1)橡胶的密度是0.65×103 kg/m3。
(2)若将所用的钢材换为密度为4 g/cm3的某合金材料,则自行车的质量为18.6 kg。
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16.妈妈到某工艺品商店买了一件用金铜合金制成的实心工艺品。商店的售货员告诉她:“这件工艺品是由质量相同的金、铜两种金属混合制成的,含金量为50%。”妈妈对售货员的话表示怀疑,于是让小红进行验证。小红通过实验测出工艺品的质量为600 g,体积为52 cm3,并从课本中查出金、铜的密度分别为19.3 g/cm3、8.9 g/cm3。
(1)请根据小红的实验结果计算工艺品的密度。
(2)请根据售货员的说法,计算出工艺品的密度,并说明售货员的话是否可信。
(3)请计算这件工艺品的实际含金量。
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解:(1)根据实验结果,工艺品的实际密度
ρ==≈11.54 g/cm3。
(2)根据售货员的说法,工艺品中金和铜的体积分别为V金==≈15.54 cm3,
V铜==≈33.71 cm3,
总体积V'=V金+V铜=15.54 cm3+33.71 cm3=49.25 cm3,
工艺品的密度ρ'==≈12.18 g/cm3,
从计算结果可知,实际密度小于按含金量为50%计算时的密度,因此售货员的说法不可信。
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(3)设这件工艺品中金的质量为m'金,则铜的质量为600 g-m'金,
由ρ=可得,+=52 cm3,
解得m'金≈255 g,
含金量为×100%=×100%=42.5%。
答:(1)根据小红的实验结果计算出工艺品的密度为11.54 g/cm3。
(2)根据售货员的说法计算出的工艺品的密度为12.18 g/cm3,说明售货员的话不可信。
(3)这件工艺品的实际含金量为42.5%。
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