第15期 物质的密度 测量密度 密度应用交流会(参考答案见下期)-【数理报】2024-2025学年八年级上册物理学案(教科版2024)

2024-10-22
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教辅
《数理报》社有限公司
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资源信息

学段 初中
学科 物理
教材版本 初中物理教科版八年级上册
年级 八年级
章节 2 物质的密度,3 测量密度,4 跨学科实践:密度应用交流会
类型 学案-导学案
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2024-2025
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 PDF
文件大小 1.93 MB
发布时间 2024-10-22
更新时间 2024-10-22
作者 《数理报》社有限公司
品牌系列 数理报·初中同步学案
审核时间 2024-10-22
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来源 学科网

内容正文:

书 1.用同种金属制成的体积相等的甲、乙两种金 属球,其中有一种是实心的,有一种是空心的.在调 节好的天平左盘放3个甲球,在天平的右盘放5个乙 球,天平恰好平衡,则下列说法错误的是 (  ) A.乙金属球是空心的 B.甲、乙两种金属球的质量之比为5∶3 C.空心的金属球中实心部分体积与整个球的体 积之比为2∶3 D.空心的金属球中空心部分体积与整个球的体 积之比为2∶5 2.(多选)一容器装满水后,容器和水的总质量 为m1;若在容器内放一质量为m的小金属块A后再 加满水,总质量为m2,若在容器内放一质量为m的小 金属块A和一质量也为m的小金属块B后再加满水, 总质量为m3,则下列有关金属块A和金属块 B的说 法正确的是 (  ) A.金属块A的体积为 m1+m-m2 ρ水 B.金属块B的体积为 m1+2m-m3 ρ水 C.若m2-m1 >m3-m2,则ρA <ρB D.金属块A的密度为 mm1-m2+m ρ水 3.雪在外力挤压下可形成冰,表明雪的密度 (选填“大于”“等于”或“小于”)冰的密 度.小丽利用冰的密度,使用如下方法来估测积雪的 密度:利用平整地面上的积雪,脚向下用力踩在雪 上,形成一个凹陷的脚印,然后测量脚印的深度和 ,就可以估测出积雪的密度.若脚印的 深度用h1表示,所填物理量用 h2表示,冰的密度用 ρ冰 表示,则积雪的密度ρ= . 书 新课标倡导“从生活走向物理,从物理走向社会”, 这一要求深刻揭示了物理学的特点和我们学习物理的 目的,其含义是物理知识、规律来源于自然、社会和生活 实际,学习物理的目的是为社会实践服务,运用物理知 识解决一些实际问题.“实心空心的判定”既是理论联 系实际,运用物理知识解决实际问题的应用之一,又是 中考题常见的题型之一.由于这类问题综合性强,运用 的物理知识多,方法灵活,同学们往往因思路不清无法 下手,或因方法不当而不能正确判断.下面举例说明: 例题:体积为30cm3、质量为178g的铜球是实心的 还是空心的?如果是空心的,在其空心部分注满铝,需要 铝的质量为多少?(ρ铜 =8.9g/cm 3,ρ铝 =2.7g/cm 3) 解析:解法一:比较密度法 设铜球是实心的,由密度公式可得铜球的密度 ρ= m球 V球 =178g 30cm3 ≈5.9g/cm3,因为5.9g/cm3 <8.9g/cm3, 所以铜球是空心的; 空心部分体积V空 =V球 -V铜 =V球 - m球 ρ铜 =30cm3- 178g 8.9g/cm3 =30cm3-20cm3 =10cm3,需要注入铝的 质量m铝 =ρ铝V铝 =ρ铝V空 =2.7g/cm 3×10cm3=27g. 解法二:比较质量法 设铜球是实心的,则球的质量 m球 =ρ铜 V球 = 8.9g/cm3×30cm3=267g,因为267g>178g,所以铜 球是空心的; 空心部分体积V空 =V球 -V铜 =V球 - m球 ρ铜 =30cm3- 178g 8.9g/cm3 =30cm3-20cm3 =10cm3,需要注入铝的 质量m铝 =ρ铝V铝 =ρ铝V空 =2.7g/cm 3×10cm3=27g. 解法三:比较体积法 设铜球是实心的,则铜球的体积 V铜 = m铜 ρ铜 = 178g 8.9g/cm3 =20cm3,因为20cm3<30cm3,所以铜球是 空心的; 空心部分体积V空 =V球 -V铜 =30cm 3-20cm3= 10cm3,需要注人铝的质量 m铝 =ρ铝 V铝 =ρ铝 V空 = 2.7g/cm3×10cm3 =27g. 总结:判断物体是否空心的方法有三种:方法一:比 较密度,假设物体是实心的,用求出物体的密度与这种 物质的已知密度相比,若相等则是实心,若小于这种物 质的密度则是空心.方法二:比较质量,假设物体是实心 的,求出物体的质量与题目所给出的已知质量相比,若 相等则是实心,若大于题目所给质量,则是空心.方法 三:比较体积,假设物体是实心的,求出这种物质的体 积,再与题中给出的体积相比,若相同则是实心,若小于 题目所给的体积,则是空心. 此类问题主要考查学生对密度公式的灵活运用,用 “比较体积法”可以减少计算步骤,使计算过程更为简 捷.注意题中的隐含条件,空心部分体积即为注满铝时 铝的体积,计算时注意单位统一. 【跟踪训练】 1.三个体积和质量都相同的空心铜球、铁球和铝 球,其中空心部分体积最大的是(已知ρ铜 >ρ铁 >ρ铝) (  )                A.铜球 B.铁球 C.铝球 D.无法判断 2.甲、乙、丙三个正方体,边长之比为1∶2∶3,质量 分别为3g、24g、36g,已知它们是同一种材料制成的,但 有一个是空心的,则空心的正方体是 (  ) A.甲 B.乙 C.丙 D.无法判断 书 气凝胶是世界上密度最小的固体.浙江大学制造出 了一种“全碳气凝胶”,它刷新了目前世界上最轻材料的 纪录.密度为1.6×10-4g/cm3,也是迄今吸油能力最高 的材料,吸收量最高可达自身质量的900倍,但气凝胶 只能吸油不能吸水,因此气凝胶的这一特性可用来处理 海上原油泄漏事件.全碳气凝胶将有望在海上漏油、净 水甚至净化空气等环境污染治理上发挥重要作用.目前 应用较多的是二氧化硅气凝胶,它具有很多特性.把它 放在玫瑰与火焰之间,玫瑰会丝毫无损;用它制成的透 明材料使入射光线几乎没有反射损失;利用这种材料当 作窗户,降噪效果比普通双层玻璃强两倍.二氧化硅气 凝胶制造时首先要进行溶胶和凝胶.溶胶和凝胶时先将 硅源、水和酒精等按一定的配比混合均匀,然后加入一 定量的催化剂,在催化剂的作用下,形成纳米尺度的二 氧化硅凝胶,酒精含量过高或过低都会使二氧化硅气凝 胶的性能降低,而温度的高低影响凝胶需要的时间,具 体关系如下表所示. 温度 /℃ 30 40 50 60 70 凝胶时间 /h 100 80 60 40 20 气凝胶貌似“弱不禁风”,其实非常坚固耐用.它可 以承受相当于自身质量几千倍的压力,某次实验发现: 在一金属块上涂上6×10-3m厚的气凝胶,结果在1kg 的炸药爆炸中气凝胶毫发无损.此外,因为它耐磨且富 有弹性,被用于制造职业登山鞋等;气凝胶还是航天器 不可替代的材料,俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星 探路者”探测器都用它来做热绝缘. (1)下列“全碳气凝胶”实际应用中,不可能实现的 是 . A.清洗厨房的油烟机 B.吸除冰箱内的异味 C.做毛巾,抹布 D.做电影场景中倒塌的“墙壁” (2)将气凝胶放在玫瑰与火焰之间,玫瑰丝毫无 损,这是利用了气凝胶的 . A.密度小 B.吸收性好 C.折射率高 D.隔热性好 (3)根据表格中的数据,在下图中作出凝胶时间和 温度关系的图像. (4)若用体积为2m3的“全碳气凝胶”去吸油,则 最多可吸油的质量为 kg. (5)一架用钢材(ρ钢 =8×10 3kg/m3)制成的质量 约160t的大型飞机,若采用气凝胶制造一架同样大小 的飞机,则需气凝胶质量为 kg. ! !" #$% &'()*+ !" ,- !" !# !$$ %$ "$ &$ '$ $ '$ ($ &$ )$ "$ *$ %$ #$ ! """"""""""""# " " " " " " " " " " " " " " " $ %%%%%%%%%%%%$ " " " " " " " " " " " " " " " $ ./()*0 ! ! " + ! ' " , ! ( "#$%& ! & " '%% ! ) " (-' !" !# !$$ %$ "$ &$ '$ $ '$($&$)$"$*$%$#$ ! ! 12 345 """""""""""$ " $ """""""""""$ " $ .6789/()*0 !-.'-+ 书 物质的密度 一、认识密度 1.物质的质量与体积的关系 想一想:(1)体积相同,铁块的质量与木块的质量 相比哪个大? (2)一小块铁的质量与一大块木头的质量相比哪 个大? 点一点:比较两个物体质量的大小,不能只看它们 的材料,还要考虑它们体积的大小. 说一说:某实验小组选取质量不同的铁块和木块作 为研究对象,并选用天平和量筒等测量工具分别测出它 们的质量和体积,得到的数据如下表所示,通过分析实 验数据你能得出哪些结论? 测量对象 质量 /g 体积 /cm3 比值( 质量 体积 ) /(g·cm-3) 铁块 1 240 30.4 7.9 2 79 10 7.9 3 158 20 7.9 木块 1 240 480 0.5 2 5 10 0.5 3 10 20 0.5 填一填:分析上述事例可知:一般情况下,体积相同 的不同物质,它们的质量 ;质量相同的不同物 质,它们的体积 ;对于同一种物质来说,其质量 与体积成正比,也就是说同一种物质的质量与体积的比 值为一定值.这是物质的一种特性. 2.密度 填一填:在物理学中,物体质量与体积的比叫做组 成物体的这种物质的 ,它的计算公式为 .国际单位制中,它的基本单位是 ,另 一个常用单位是 ,它们之间的换算关系是 . 读一读:密度是物质的一种特性,它只跟物质的种 类有关,虽然它等于质量与体积的比值,但却与物体的 质量和体积的大小无关. 想一想:已知水的密度为1.0×103kg/m3,其物理意 义是: . 说一说:阅读课本中常见物质的密度表,你有什么 发现? 点一点:(1)固体、液体、气体中,气体密度最小,固 体的密度一般比液体大. (2)水和冰的密度不同,说明物质的状态改变了, 密度也改变. (3)冰和蜡的密度相同,说明不同物质的密度有可 能相同. (4)密度表中的密度都是在一定温度和压强下测 得的,说明密度与温度的高低、压强的大小有关. 二、密度的应用 读一读:密度在实际生活中的应用有很多,现举例 如下: a.地质勘探人员,根据样品的密度,确定矿藏的种 类及其经济价值; b.农民利用风力扬场,对饱满麦粒、瘪粒、草屑进行 分拣; c.商业中,鉴别牛奶、酒的浓度; d.交通工具、航天器材中,选用高强度、低密度的合 金材料、玻璃钢等复合材料; e.产品包装中,采用密度小的泡沫塑料作填充物, 达到防震、便于运输、价格低廉等目的. 【即学即练】 1.如图1是甲、乙两种物质的质 量与体积的关系图像.由图像可知 (  ) A.同种物质,体积越大,质量 越小 B.同种物质,质量与体积成 正比 C.甲物质的密度小于乙物质的密度 D.乙物质的密度为0.5kg/m3 2.关于密度的应用,下列相关说法正确的是(  ) A.航天飞机用密度较大的新材料制成,减轻质量 B.气象工作者利用密度小的气体制造探空气球,采 集气象资料 C.拍摄影视剧房屋倒塌镜头,常选用密度大的材料 做道具,更逼真形象 D.食品工业中无法通过测量牛奶的密度鉴别牛奶 的优劣 测量密度 一、量筒 想一想:如图2所示,量筒是以什么单位 标度的?量筒的量程、分度值各是多少? 点一点:使用量筒时要注意: (1)根据被测液体的多少和测量精度的 要求来选择合适的量筒,使用前要认清它的量 程和分度值. (2)测量时,量筒应平放在水平桌面上. (3)读数时,视线要与凹形液面的底相平,或与凸 形液面的顶相平. 二、测量固体和液体的密度 填一填:测量物质密度的原理是 .要测出 某物质的密度,需要测出它的 和 . 做一做:用天平和量筒测固体(如石块)的密度: (1)用调节好的天平测出石块的质量m; (2)在量筒中装入适量的水,读出体积为V1; (3)将待测石块浸没在量筒的水中,读出总体积 为V2; (4)待测石块密度的表达式为ρ= . 想一想:如果先测固体的体积,再测固体的质量,会 出现怎样的偏差? 做一做:用天平和量筒测液体(如盐水)的密度: (1)把适量盐水倒入烧杯中,用调节好的天平测出 烧杯和盐水的总质量m1; (2)将烧杯中的盐水倒入量筒中,读出量筒中盐水 的体积V; (3)测出倒出盐水后烧杯的质量m2; (4)盐水密度的表达式为ρ= . 议一议:有些同学先测量空烧杯的质量 m1,再测烧 杯和盐水的总质量 m2,然后把盐水倒入量筒中量出其 体积V,再利用密度公式算出盐水的密度.这与上面的设 计方案比较,哪个方案更合理?为什么? 【即学即练】 3.小强用天平和量筒测量土豆的密度,由于土豆太 大,不能放入量筒中,他将土豆切下来一小块进行实验. (1)将天平放在水平台面上,游码归零后,发现指 针指示的位置如图3甲所示,应将平衡螺母向 端移动,使横梁水平平衡. (2)将土豆放在天平的左盘,当右盘中砝码的质量 和游码在标尺上的位置如图3乙所示时,横梁再次水平 平衡,土豆的质量为 g. (3)用量筒测出土豆的体积为40cm3. (4)该土豆的密度为 g/cm3. 活动:密度知识应用交流会 一、测量特殊物质的密度 填一填:小明想测量砖块的密度,他先取一小块砖 作样本,用天平测量出它的质量,用量筒测量出它的体 积.这样测出的砖块的密度比其实际密度 (选 填“偏大”或“偏小”),这是因为将砖块放入水中后砖块 会 .为克服这一问题,同桌小军认为应当在测 量砖块的体积前,先让其吸足水,然后再放到量筒中测 体积结果会更准确. 二、利用密度计算不便于直接测量的物体的体积 想一想:同学们都坐着凳子,凳子是用木头制成的, 给你一个台秤,你能测出凳子所用木料的体积吗? 填一填:先用台秤测出凳子的 ,然后找一 块和凳子材质相同的木料作样本,用天平和量筒测出样 本的 和 ,计算出它的密度ρ,然后利用 公式 即可得到该凳子的体积. 【即学即练】 4.如图4所示是固体密度阶梯的示意图,若有相同 质量的铁、铜、铅、银四种金属,其中体积最小的是 .某届亚运会纪念币的质量为18.9g,体积为 1.8cm3,它主要是用金属 制成的. ! :; <=> "!/ #!01 ( !$$ %$ "$ &$ '$ $ !$ '$ ($ &$ % & $ ! """"""""""""$ " " " " " $ """"""""""""$ " " " " " $ .?@?9/()AB !-2'-2 (- ! ! "'! ' " &'-& ! & " !-$" &- () ' $-3 ( *-3 ) %-3 * !$-) + !!-( $ ! * % 3 !$ !! !' '( /%01 ( $ & !"#$% !"#$ &'()*+, ! " #! !!"# " $"% !" '$'& & !$ ' 3 ( !"#$%&'" ()*+,-'. 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(2)当质量相等时,由于项链的体积 (前 两空选填“小于”或“大于”)金条的体积,说明项链的密 度 金条的密度,即该项链 (选填“是” 或“不是”)纯金的. 12.小刚为鉴别某金属块的材料种类,他先将该金 属块放在已调好的天平上,测出它的质量,然后将它放 进盛有水的量筒内,测出金属块的体积.天平平衡时右 盘中的砝码和游码的示数以及量筒中水面先后的位置 如图3甲、乙所示.则该金属块的质量是 g,它 的体积是 cm3,算出它的密度后查表可知该金 属块的材料可能是 . 金属 铜 铁 铝 铅 密度 /(kg·m-3)8.9×1037.9×1032.7×10311.3×103 13.我国科学家研发的 固体浮力材料已成功用于 万米深海探测,为深潜器提 供浮力,技术水平居于世界 前列,固体浮力材料的核心 是“微球”(直径很小的空心 玻璃球).如果用质量为120g,密度为2.4g/cm3的玻璃 制成“微球”后和粘合剂黏合制成一块固体浮力材料, 其内部结构的放大示意图如图4所示,粘合剂的密度为 1.2g/cm3,粘合剂体积占固体浮力材料总体积的20%, 制成后的固体浮力材料密度为0.48g/cm3,这块固体浮 力材料中粘合剂的质量为 g,这块固体浮力材 料中空心部分的体积为 cm3. 三、计算题(共6分) 14.随着科技发展,3D打印技术越来越普及,常用于 制造模型.某中学科创小组选用ABS塑料来打印一只兔 子.已知体积为20cm3的ABS塑料的质量为22g,求: (1)这种材料的密度. (2)若用该材料打印出来作品的体积为200cm3,质 量为55g,请通过计算判断作品是否为实心?若是空心 的,空心部分的体积                                                                                                                                   . !" #" $" %" &" $" #" !" ! 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Δm ρ水银 -ρ铝 D.条件不足,无法求解 二、填空题(每空2分,共10分) 6.气凝胶是一种在航天领域 广泛使用的新材料,如图2是某 种气凝胶质量与体积的关系图 像,则其密度为 kg/m3; 假设建造一座宇宙空间站需使 用气凝胶400m3,则这些气凝胶 的质量是 kg. 7.某同学研究液体密度时, 用两个完全相同的容器分别装入 甲、乙两种液体,并绘制出总质量 m与液体体积 V的关系图像(如 图3所示).由图像可知:甲液体 的密度为 g/cm3;乙液 体密 度 (选 填 “大 于”“小于”或“等于”)甲液体密度.若容器装入的是密 度为 1.2×103 kg/m3的液体,绘制出的图像应在 (选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)区. 三、计算题(共5分) 8.贵州仁怀有中国酒都之称,生产的贵州茅台酒与 苏格兰威士忌、法国科涅克白兰地并称为世界三大蒸馏 名酒.新飞天贵州茅台酒的瓶身上写有“500mL 53°”, 求(酒精度是指酒中含有酒精的体积与酒的总体积的百 分比;已知酒精的密度为0.8×103kg/m3): (1)一瓶这种茅台酒所含酒精的体积和质量. (2)瓶内所装茅台酒的总质量和密度                                                   . 书 一、选择题(每小题4分,共24分) 1.要求较准确地测出80cm3的酒精,下列四种规格 的量筒中,最合适的是 (  ) A.量程50mL,分度值2mL B.量程50mL,分度值1mL C.量程100mL,分度值5mL D.量程100mL,分度值2mL 2.用天平和量筒测量形状不规则小石块的密度,下 列步骤不需要的是 (  ) A.用天平测量小石块的质量m1 B.用天平测量量筒的质量m2 C.在量筒内倒入适量的水,记下量筒中水的体积V1 D.用细线系住小石块,浸没在量筒的水中,记下量 筒中石块和水的总体积V2 3.关于“用天平、量筒和水测量杏的密度”的实验, 下列说法正确的是 (  ) A.应先测量杏的体积,再测量杏的质量 B.用调好的天平测量时,杏应放在右盘中 C.量筒的分度值越小,测量的体积越精确 D.杏浸没在量筒的水中时表面附有气泡,测得的密 度偏大 4.为了测定一木块的密度,现将一个体积为20cm3 的铁块挂在木块下端使木块浸没在量筒内的水中(水未 溢出),水面由50cm3处上升到100cm3处,已知木块的 质量是24g,则木块的密度是 (  ) A.1.2×103kg/m3 B.0.8×103kg/m3 C.0.7×103kg/m3 D.7.9×103kg/m3 5.李华同学在实验室测量盐水的密度.调节天平横 梁平衡后开始测量,先用天平测出烧杯和杯内盐水的总 质量为90g,然后将一部分盐水倒入量筒,如图1甲所 示,接着用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量,天平平 衡时的情景如图1乙所示.根据实验数据,下列说法正 确的是 (  ) A.量筒内盐水的体积为50cm3 B.烧杯内剩余盐水的质量为27g C.量筒内盐水的质量为63g D.盐水的密度为1.1×103kg/m3 6.某实验小组测定盐水密度的实验步骤如下: (1)用天平测出空矿泉水瓶的质量m0; (2)在矿泉水瓶中装满水,用天平测出总质量m1; (3)在另一相同矿泉水瓶中装满盐水,用天平测出 总质量m2; (4)将盐水全部倒入量筒中,用量筒测出矿泉水瓶 里所盛盐水的体积V; (5)用天平测量倒出盐水后矿泉水瓶的质量m3; (6)计算盐水的密度. 有三位同学分别选用了其中部分实验步骤,测量出 盐水的密度,并写出了表达式(ρ水 已知):①ρ= m2-m3 V ;②ρ= m2-m0 V ;③ρ= m2-m0 m1-m0 ρ水.你认为较合 理且误差较小的表达式是 (  ) A.①③ B.②③ C.①②③ D.①② 二、填空题(每空2分,共14分) 7.小明想测量盐水的密度,他 将适量的盐水倒入量筒中,测出其 体积为50cm3,然后用天平测出了 空烧杯的质量为12g,再将量筒中 的盐水倒入烧杯,测量盐水和烧杯 的总质量,天平平衡后右盘中的砝码和游码在标尺上的 位置如图2所示,则烧杯中盐水的质量为 g,他 算出的盐水密度是 g/cm3.用这种方法测得的 盐水密度 (选填“偏大”“不变”或“偏小”). 8.用天平测量一石块的质量,天平平衡时所用砝码 及游码位置如图3甲所示,则石块的质量为 g; 将该石块放入盛有30mL水的量筒中,液面位置如图3 乙,图中读数时视线正确的是 (选填“a”“b”或 “c”),石块的体积是 cm3,石块的密度是 kg/m3. 三、实验探究题(共12分) 9.镇江焦山碑林全国闻名.小林为测量其中一块碑 石的密度,他找来一块与其材料相同的石块,进行了如 下实验(如图4所示). (1)将天平放在水平桌面上,游码归零后,指针静 止时位置如图甲,则应将平衡螺母向 (选填 “左”或“右”)端调节. (2)小林用天平测量石块的质量. ①图乙是小林测量时的一个场景,他操作上的错误 是: . ②小林将50g砝码加入托盘后,发现还需添加砝 码,便又将5g的砝码加入托盘,指针静止时指在分度盘 的中央刻度线右侧.他发现砝码盒中最小砝码只有5g, 小林接下来的操作是:先 ,然后 ,直到天平平衡,小林最终测得石块质量 为54g. (3)图丙是小林测量石块体积的场景,石块的体积 为 cm3,密度为 g/cm3                                                                                       . 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第15期 物质的密度 测量密度 密度应用交流会(参考答案见下期)-【数理报】2024-2025学年八年级上册物理学案(教科版2024)
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