内容正文:
第六章 质量和密度
课时 6.4 密度和社会生活
2022年课程标准
物理素养
1.2.2知道质量的含义。会测量固体和液体的质量。
1.2.3 通过实验,理解密度。会测量固体和液体的密度。能解释生活中与密度有关的一些物理现象。
4.1.1 用托盘天平测量物体的质量。
4.1.2 测量固体和液体的密度。
物理观念:知道质量的含义,理解密度,能根据这些知识解释有关自然现象,尝试运用这些知识解决日常生活中的有关问题,形成初步的物质观念。
科学思维:能在解释自然现象和解决实际问题时引用证据,具有使用科学证据的意识。
科学探究:能基于观察和实验,提出与光现象有关的科学探究问题,并作出有依据的猜想与假设;在关于光的反射、平面镜成像等科学探究中,能制订初步的实验方案;能正确使用相关器材获取实验数据;能通过对数据的比较与分析,发现数据的特点,进行初步的因果判断,得出实验结论;能表述实验过程和结果,撰写实验报告。
科学态度与责任:能在运用密度等知识解决实际问题的过程中获得成就感,具有学好物理的自信心。
一、密度与温度
1.热胀冷缩:
(1)热胀冷缩:大部分物质温度升高体积变大,温度降低体积变小,这种性质叫“热胀冷缩”。
(2)大部分物体受热时体积膨胀,质量不变,密度变小。遇冷时体积缩小,质量不变,密度变大。
2.温度对密度的影响:
温度能改变物质的密度。只不过,气体密度变化明显,而液体、固体密度变化不太明显。
(当温度变化不大时,可以忽略温度对固体、液体密度的影响)
3.风的形成:
空气受热后,质量不变,体积膨胀,密度变小而上升。热空气上升后,温度低的冷空气就从四面八方流过来,这就形成了风。
4.水的反常膨胀: (1)水在0-4℃是反常膨胀。
(2)4℃水的密度最大。
二、密度与社会生活
1.制造飞机或航空器材时,采用新材料(密度小、强度大),以减轻飞机自重和增强飞机的强度使飞机更安全。
2.拍摄电影时,为了保护演员,采用由低密度材料制成的道具。
3.机床底座需要用坚固、密度大的材料制成。
4.商业中鉴别牛奶的浓度、酒的浓度等都是利用密度的不同实现的。
问题一:密度的应用
【角度1】温度对密度的影响
【典例1】常用温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的。常温下,将温度计放入冰水混合物中,发现温度计中液面在逐渐下降,此过程中,有关温度计中液体的物理量变大的是( )
A.质量 B.温度 C.密度 D.体积
温度对密度大小的影响、质量的概念及特性、温度
【变式1-1】我国研发团队经过一千多天的日夜奋战,生产出世界上最薄的“手撕钢”。“手撕钢”的密度为,但厚度只有,被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”。以下说法正确的是( )
A.“手撕钢”的厚度为
B.2m2“手撕钢”的质量为237g
C.“手撕钢”的温度升高时质量不变,密度变大
D.用“手撕钢”做的手术刀轻薄灵活,“轻”是指密度小
【变式1-2】和大多数物质一样,汽油也有热胀冷缩的性质,随着气温的上升,对于储存在加油站的汽油,下列说法正确的是( )
A.质量不变,密度变小 B.质量变小,密度不变
C.质量不变,密度不变 D.质量变大,密度变大
【角度2】利用密度鉴别物质
【典例2】下列关于密度说法中正确的是( )
A.水和冰是同种物质,所以它们的密度相同
B.可以利用密度来鉴别物质,因为不同物质的密度一定不同
C.为减轻质量,航空器材常采用强度高、密度大的合金或新型合成材料
D.火灾时,受困人员弯腰撤离,原因是燃烧产生的有害气体温度较高,密度较小
密度公式的简单应用、温度对密度大小的影响、常见物质的密度、利用密度鉴别物质的种类
【变式2-1】学习质量和密度的知识后,小华同学想用天平、量筒和水完成下列实践课题,你认为能够完成的是( )
① 鉴别金戒指的真伪 ② 测量小石块的密度 ③ 测定一捆铜导线的长度
④ 鉴定体育课用的铅球是空心的还是实心的 ⑤ 测定一大堆大头针的数目
A.① ② B.① ② ⑤ C.① ② ③ ④ ⑤ D.① ② ④ ⑤
【变式2-2】有一件实心金属工艺品,其质量是96.5g,体积是5cm3,请通过计算判断,它是什么金属制成的(ρ金=19.3×103kg/m3,ρ铅=11.3×103kg/m3,ρ铁=7.9×103kg/m3)( )
A.是金做的 B.是铁做的 C.是铅做的 D.不能确定
问题二:密度计算
【角度1】计算混合物质的密度
【典例1】两种质量相等、密度不等的液体相混合,混合后液体的密度为( )
A. B.
C. D.
计算混合物质的密度
【变式1-1】“玫瑰金”是一种黄金和铜的合金。小庆想买一件如图所示的玫瑰金工艺品送给他的朋友,商店的售货员告诉他们,这件合金工艺品是由金和铜两种金属混合而成的,其含金量为80%(金的质量占金和铜总质量的百分比)。小庆朋友对商店售货员的话表示怀疑,于是便让小庆进行验证。小庆利用所学的物理知识测出了这件工艺品的质量为900g,体积为(为方便计算,假设,)。则下列说法正确的是( )
A.按商店售货员的说法,这件工艺品的体积为
B.根据小庆的实验数据,这件工艺品的密度是
C.按商店售货员的说法,这件工艺品的密度是
D.根据小庆的实验数据,这件工艺品的含金量是70%
【变式1-2】质量均为m的甲、乙两种液体,它们的质量与体积的变化关系如图所示。已知甲、乙液体的密度分别等于、,将它们按一定比例混合后,平均密度为,若不考虑混合后的体积变化。下列选项正确的是( )
A.则甲、乙液体的密度 B.则混合后的最大质量为
C.混合时体积满足 D.则混合后的最大质量为
【角度2】空心物质的密度的计算
【典例2】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,该材料的核心是“微球”(直径很小的空心玻璃球),若用质量为60g,密度为的玻璃制成“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所示,粘合剂的密度为,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,下列说法正确的是( )
A.这块固体浮力材料的总体积为
B.这块固体浮力材料的总质量为150g
C.这块固体浮力材料中粘合剂的质量为24g
D.这块固体浮力材料中空心部分的体积为
密度公式的简单应用、空心物质的密度计算
【变式2-1】现有a、b两个小球,分别由的两种材料制成,两小球质量之比为,体积之比为.下列说法正确的是( )
A.若只有一个球是空心的,则a球是空心的
B.若两球均是空心的,a球的空心部分体积一定比b球的空心部分体积小
C.若只有一个球是空心的,则空心球空心部分的体积与实心球的体积之比为1∶9
D.若只有一个球是空心的,将空心球的空心部分装上水,则该球实心部分的质量与所加水的质量之比为24∶1
【变式2-2】a、b是两个由同种材料制成的金属球,它们的质量分别为60g和128g,体积分别为和。在这两个金属球中,如果有一个是实心的,那么( )
A.a是实心球,金属密度是 B.a是实心球,金属密度是
C.b是实心球,金属密度是 D.b是实心球,金属密度是
【基础强化】
1.下列关于普通中学生的物理量估测正确的是( )
A.身高约为160dm B.正常体温约为40℃
C.百米赛跑成绩大约10s D.体积大约为50dm3
2.如图所示,是水从0℃被加热到10℃过程中,密度随温度变化的图像,下列分析正确的是( )
A.水在0℃到4℃之间是冷胀热缩 B.水质量先变大后变小
C.水体积先变大后变小 D.水的密度保持不变
3.利用质量相同的铜和铝,制成体积相等的两个球(,)。则下列判断正确的是( )
A.铝球一定是空心的
B.铜球一定是空心的
C.铝球一定是实心的
D.若两球都是空心的,则铝球的空心部分体积大
4.以一定量的橡皮泥为研究对象,借助其他器材,不能完成的探究实验是( )
A.探究质量与物体形状的关系 B.探究物体所受的重力与质量的关系
C.探究浮力与物体形状的关系 D.探究弹力的大小与形变大小的关系
5.液晶高分子聚合物(简称LCP)是一种新型的高性能工程塑料。这类材料具有优异的耐热性、绝缘性、耐腐蚀性及优异的阻燃性能。LCP中加入某些添加剂还可制成强度远高于一般金属材料的合金。下列关于LCP应用的说法中不正确的是( )
A.LCP可用于制造微波炉内的容器
B.LCP可用于制造远距离输电线路
C.LCP可用于制造消防官兵使用的防火毯
D.LCP制成的合金可用于制造机械零部件
6.一个完整的实心铝件,如果在其中挖了一个小洞,再用水银填满后,其质量比原铝件的质量增加了Δm,已知铝和水银的密度分别为ρ水银和ρ铝,则小洞的体积为( )
A. B.
C. D.条件不足,无法求解
7.一种新型超轻“航空级玻璃”材料,应用在飞机机舱内,可以起到节能、保温、降噪的作用。这种材料不具有的物理属性是( )
A.延展性好 B.密度小 C.导热性差 D.隔音性好
8.一定量的冰熔化成水,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.密度不变,体积变大 B.密度变小,体积增大
C.密度变大,体积变小 D.密度不变,体积变小
9.图甲为“水的密度在0~10°C范围内随温度变化”的图象,图乙为北方冬天湖水温度分布示意图,根据图象及水的其他性质,下列分析判断正确的是
A.水在4°C时密度最小
B.4°C以上的水,具有热缩冷胀的性质
C.水在0 ~4°C范围内,具有热缩冷胀的性质
D.示意图中从A到E ,湖水的温度逐渐降低
10.目前,格力等冰箱部分极冻室采用了“过冷水”技术,可以让“过冷水”在零下5度也不会结冰,这样将肉放在里面,既可以达到了冷藏保鲜的目的,又可以拿出来后快速切割,进一步方便了家庭烹调。下列说法正确的是( )
A.过冷水比普通水的凝固点低 B.过冷水的密度大于普通水的密度
C.的过冷水处于固态 D.的过冷水处于固液共存态
11.某种物质因受热膨胀,那么它的
A.质量增大,密度不变 B.质量不变,密度增大
C.体积增大,密度减小 D.体积减小,密度增大
12.一瓶矿泉水放在冰箱冷冻室里,过一段时间,水全部结成冰.则水结冰后( )
A.质量不变 B.体积不变 C.密度变大 D.密度不变
13.如图是太阳能无人机Aquila,它使用碳纤维制造以减轻重量,主要利用了碳纤维的( )
A.硬度大 B.密度小
C.易导电性 D.可塑性强
14.质量和体积都相等的空心铜球和铝球,将空心部分都注满水,则注水较多的是( )
A.铝球 B.铜球 C.一样多 D.无法比较
【素养提升】
15.下列变化中,(加“•”)物体的质量、密度、体积均没有变化的是
A.把一块橡皮泥捏扁前后
B.篮球中的气体在打气前后
C.密封在碘锤中的碘升华前后
D.煤油温度计中的煤油在温度升高前后
16.各类铝合金材料具有诸多优点,因而成为门、窗和阳台装饰的首选材料.上述应用与合金材料的下列哪一个物理性质无关
A.良好的导电性 B.较大的硬度
C.较小的密度 D.较好的延展性
17.在较深的河底鱼能安全过冬,是因为( )
A.河底水的质量较大
B.鱼鳞的保暖性较好
C.鱼受到的水的压强较小
D.由于水的反常膨胀,河底水的密度最大,其温度保持在4℃
18.关于物质的密度,下列说法正确的是( )
A.一滴水的密度小于一桶水的密度
B.“铁比棉花重”是指铁的密度比棉花的密度大
C.液体的密度一定比固体密度小
D.金的密度比空气的小
【能力培优】
19.有一块厚铁板M,冲下圆柱体N(N能很紧密地塞回原孔),现把铁板和铁柱同时放到炉内加热较长时间,在取出的瞬间( )
A.N仍能紧密的塞进原孔
B.原孔变大,N很容易塞进
C.原孔变小,N不能塞进
D.N变粗,塞不进原孔
20.体积为1 m3的水和体积为2 m3酒精();混合后体积为原来体积的,则混合液体的密度约为
A.1.04×103 kg/m3
B.0.96×103 kg/m3
C.0.9×103 kg/m3
D.0.87×103 kg/m3
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第六章 质量和密度
课时 6.4 密度和社会生活
2022年课程标准
物理素养
1.2.2知道质量的含义。会测量固体和液体的质量。
1.2.3 通过实验,理解密度。会测量固体和液体的密度。能解释生活中与密度有关的一些物理现象。
4.1.1 用托盘天平测量物体的质量。
4.1.2 测量固体和液体的密度。
物理观念:知道质量的含义,理解密度,能根据这些知识解释有关自然现象,尝试运用这些知识解决日常生活中的有关问题,形成初步的物质观念。
科学思维:能在解释自然现象和解决实际问题时引用证据,具有使用科学证据的意识。
科学探究:能基于观察和实验,提出与光现象有关的科学探究问题,并作出有依据的猜想与假设;在关于光的反射、平面镜成像等科学探究中,能制订初步的实验方案;能正确使用相关器材获取实验数据;能通过对数据的比较与分析,发现数据的特点,进行初步的因果判断,得出实验结论;能表述实验过程和结果,撰写实验报告。
科学态度与责任:能在运用密度等知识解决实际问题的过程中获得成就感,具有学好物理的自信心。
一、密度与温度
1.热胀冷缩:
(1)热胀冷缩:大部分物质温度升高体积变大,温度降低体积变小,这种性质叫“热胀冷缩”。
(2)大部分物体受热时体积膨胀,质量不变,密度变小。遇冷时体积缩小,质量不变,密度变大。
2.温度对密度的影响:
温度能改变物质的密度。只不过,气体密度变化明显,而液体、固体密度变化不太明显。
(当温度变化不大时,可以忽略温度对固体、液体密度的影响)
3.风的形成:
空气受热后,质量不变,体积膨胀,密度变小而上升。热空气上升后,温度低的冷空气就从四面八方流过来,这就形成了风。
4.水的反常膨胀: (1)水在0-4℃是反常膨胀。
(2)4℃水的密度最大。
二、密度与社会生活
1.制造飞机或航空器材时,采用新材料(密度小、强度大),以减轻飞机自重和增强飞机的强度使飞机更安全。
2.拍摄电影时,为了保护演员,采用由低密度材料制成的道具。
3.机床底座需要用坚固、密度大的材料制成。
4.商业中鉴别牛奶的浓度、酒的浓度等都是利用密度的不同实现的。
问题一:密度的应用
【角度1】温度对密度的影响
【典例1】常用温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的。常温下,将温度计放入冰水混合物中,发现温度计中液面在逐渐下降,此过程中,有关温度计中液体的物理量变大的是( )
A.质量 B.温度 C.密度 D.体积
【答案】C
【详解】A.质量是物体所含物质的多少,它不随物体的形状、状态、位置和温度的改变而改变。因此,在这个问题中,温度计放入冰水混合物中,虽然温度改变了,但温度计中液体的质量是不变的。故A不符合题意
B.题目中明确提到,将温度计放入冰水混合物中,发现温度计中液面在逐渐下降,这说明温度计中的液体正在放热降温。因此,温度计中液体的温度是变小的。故B不符合题意;
C.密度是物体的质量和体积的比值,即,在这个问题中,温度计中液体的质量不变,但体积变小,所以其密度会变大,故C符合题意;
D.由于温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的,所以当液体温度降低时,其体积会变小。故D不符合题意。
故选C。
温度对密度大小的影响、质量的概念及特性、温度
【变式1-1】我国研发团队经过一千多天的日夜奋战,生产出世界上最薄的“手撕钢”。“手撕钢”的密度为,但厚度只有,被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”。以下说法正确的是( )
A.“手撕钢”的厚度为
B.2m2“手撕钢”的质量为237g
C.“手撕钢”的温度升高时质量不变,密度变大
D.用“手撕钢”做的手术刀轻薄灵活,“轻”是指密度小
【答案】B
【详解】A.“手撕钢”的厚度为
故A错误;
B.“手撕钢”的密度
2m2的“手撕钢”的体积
则其质量
故B正确;
C.“手撕钢”温度升高时质量保持不变,因为质量是物体的一种属性,但温度升高时体积会膨胀,故密度变小,故C错误;
D.“轻”是指质量小,用“手撕钢”做的手术刀体积小,拿在手里感觉手术刀的质量小,故D错误。
故选B。
【变式1-2】和大多数物质一样,汽油也有热胀冷缩的性质,随着气温的上升,对于储存在加油站的汽油,下列说法正确的是( )
A.质量不变,密度变小 B.质量变小,密度不变
C.质量不变,密度不变 D.质量变大,密度变大
【答案】A
【详解】储存在加油站的汽油,其质量不随温度改变;汽油由于气温升高体积变大,在质量不变时,由可知,其密度变小,故A正确,BCD错误。
故选A。
【角度2】利用密度鉴别物质
【典例2】下列关于密度说法中正确的是( )
A.水和冰是同种物质,所以它们的密度相同
B.可以利用密度来鉴别物质,因为不同物质的密度一定不同
C.为减轻质量,航空器材常采用强度高、密度大的合金或新型合成材料
D.火灾时,受困人员弯腰撤离,原因是燃烧产生的有害气体温度较高,密度较小
【答案】D
【详解】A.冰和水虽说是同种物质,但状态不同,密度不同,水的密度比冰的密度大,故A错误;
B.不同物质的密度一般不同,所以可以利用密度来鉴别物质,但也有个别的不同物质具有相同的密度,故B错误;
C.航空器材的体积一定,由m=ρV可知,材料的密度越小,航空器材的质量越小,所以航空器材采用强度高、密度小的材料制造,故C错误;
D.发生火灾时,燃烧产生的有害气体温度较高,密度减小,有害气体会往上方漂,所以,为有效避免吸入有害气体或被灼伤,受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离火场,故D正确。
故选D。
密度公式的简单应用、温度对密度大小的影响、常见物质的密度、利用密度鉴别物质的种类
【变式2-1】学习质量和密度的知识后,小华同学想用天平、量筒和水完成下列实践课题,你认为能够完成的是( )
① 鉴别金戒指的真伪 ② 测量小石块的密度 ③ 测定一捆铜导线的长度
④ 鉴定体育课用的铅球是空心的还是实心的 ⑤ 测定一大堆大头针的数目
A.① ② B.① ② ⑤ C.① ② ③ ④ ⑤ D.① ② ④ ⑤
【答案】B
【详解】①用天平测量戒指的质量,用量筒和水测量戒指的体积,用密度公式求出密度,可以鉴定金戒指真伪,故①正确;
②用天平测量小石块的质量,用量筒和水测量小石块的体积,用密度公式求出密度,故②正确;
③没有测量长度的工具,无法测量一捆铜导线的长度,故③错误;
④天平不能测量铅球的质量,由于量筒横截面积有限,故无法测量铅球体积,无法用密度公式求出密度,然后和铅的密度作比较,不可以鉴定是否空心,故④错误;
⑤先用天平测量个大头针的质量,求出一个大头针的质量,再用天平测量一堆大头针的总质量,结合一个大头针的质量,可求出一堆大头针的数量,故⑤正确。
所以能够完成的实践课题是①②⑤。
故选B。
【变式2-2】有一件实心金属工艺品,其质量是96.5g,体积是5cm3,请通过计算判断,它是什么金属制成的(ρ金=19.3×103kg/m3,ρ铅=11.3×103kg/m3,ρ铁=7.9×103kg/m3)( )
A.是金做的 B.是铁做的 C.是铅做的 D.不能确定
【答案】A
【详解】实心工艺品的密度
因为
ρ=ρ金
所以,工艺品是由金制成的。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
问题二:密度计算
【角度1】计算混合物质的密度
【典例1】两种质量相等、密度不等的液体相混合,混合后液体的密度为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】设每种液体的质量均为m,则密度为ρ1的液体的体积
密度为ρ2的液体的体积
则混合液的体积
混合液的总质量
m总=2m
所以,混合液的密度
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
计算混合物质的密度
【变式1-1】“玫瑰金”是一种黄金和铜的合金。小庆想买一件如图所示的玫瑰金工艺品送给他的朋友,商店的售货员告诉他们,这件合金工艺品是由金和铜两种金属混合而成的,其含金量为80%(金的质量占金和铜总质量的百分比)。小庆朋友对商店售货员的话表示怀疑,于是便让小庆进行验证。小庆利用所学的物理知识测出了这件工艺品的质量为900g,体积为(为方便计算,假设,)。则下列说法正确的是( )
A.按商店售货员的说法,这件工艺品的体积为
B.根据小庆的实验数据,这件工艺品的密度是
C.按商店售货员的说法,这件工艺品的密度是
D.根据小庆的实验数据,这件工艺品的含金量是70%
【答案】A
【详解】A.按商店售货员的说法,其含金量为80%,则金的质量为
铜的质量为
根据可得,这件工艺品所含铜的体积为
这件工艺品所含金的体积为
这件工艺品的体积为
故A正确;
B.根据小庆的实验数据,由可得,这件工艺品的密度是
故B错误;
C.按商店售货员的说法,由可得,这件工艺品的密度是
故C错误;
D.根据小庆的实验数据,假设金的质量为m金1,则铜的质量为,则总体积为
解得m金1=648g,则这件工艺品的含金量是
故D错误。
故选A。
【变式1-2】质量均为m的甲、乙两种液体,它们的质量与体积的变化关系如图所示。已知甲、乙液体的密度分别等于、,将它们按一定比例混合后,平均密度为,若不考虑混合后的体积变化。下列选项正确的是( )
A.则甲、乙液体的密度 B.则混合后的最大质量为
C.混合时体积满足 D.则混合后的最大质量为
【答案】B
【详解】A.由图知,当甲、乙两种液体质量相等时,甲的体积小于乙的体积,即V1<V2,根据知,ρ1>ρ2,故A错误;
BD.混合物的密度
当两液体等质量m混合时,合金的密度
当两液体等体积V混合时,液体的密度
综上可知,要使得平均密度为,两液体应等体积混合;因ρ1>ρ2,且原来两液体的质量相等,所以,液体甲的体积小于液体乙的体积,要使得混合后的质量最大,则甲液体全部用完,乙液体有剩余,则两液体混合后的最大质量为
故B正确,D错误;
C.据BD分析可知,原来两液体的质量相等,所以,液体甲的体积小于液体乙的体积,要使得混合后的质量最大,则甲液体全部用完,乙液体有剩余,故混合时甲、乙两种液体的体积无法确定谁大谁小,故C错误。
故选B。
【角度2】空心物质的密度的计算
【典例2】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,该材料的核心是“微球”(直径很小的空心玻璃球),若用质量为60g,密度为的玻璃制成“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所示,粘合剂的密度为,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,下列说法正确的是( )
A.这块固体浮力材料的总体积为
B.这块固体浮力材料的总质量为150g
C.这块固体浮力材料中粘合剂的质量为24g
D.这块固体浮力材料中空心部分的体积为
【答案】D
【详解】AB.设固体浮力材料的体积为V,粘合剂的体积为20%V,则粘合剂的质量为
固体浮力材料的质量为
则有下列式子成立
带入数据为
解得V=250cm3,则这块固体浮力材料的总质量为
故AB错误;
C.块固体浮力材料中粘合剂的体积为
则粘合剂的质量为
故C错误;
D.已知玻璃的质量为60g,密度为2.4g/cm3,则玻璃的体积为
这块固体浮力材料中空心部分的体积为
故D正确。
故选D。
密度公式的简单应用、空心物质的密度计算
【变式2-1】现有a、b两个小球,分别由的两种材料制成,两小球质量之比为,体积之比为.下列说法正确的是( )
A.若只有一个球是空心的,则a球是空心的
B.若两球均是空心的,a球的空心部分体积一定比b球的空心部分体积小
C.若只有一个球是空心的,则空心球空心部分的体积与实心球的体积之比为1∶9
D.若只有一个球是空心的,将空心球的空心部分装上水,则该球实心部分的质量与所加水的质量之比为24∶1
【答案】C
【详解】ACD.由题意知,当两小球质量之比为ma∶mb=6∶5时,体积之比
若只有一个球是空心的,则b球是空心的,两球体积之比为Va∶Vb=9∶7,设a球的体积为9V,则b球的体积为7V,实心部分的体积为6V,则空心球空心部分的体积与实心球的体积之比为
将空心部分装上水,则该球实心部分的质量与所加水的质量之比为
故AD错误,C正确;
B.由题意知,a球的实心部分大于b球的实心部分,而现在两球的体积之比是9∶7,若两球都是空心的,则a球的空心部分的体积与b球空心部分的体积大小关系无法确定,可能是大于,也可能是小于或者是等于,故B错误。
故选C。
【变式2-2】a、b是两个由同种材料制成的金属球,它们的质量分别为60g和128g,体积分别为和。在这两个金属球中,如果有一个是实心的,那么( )
A.a是实心球,金属密度是 B.a是实心球,金属密度是
C.b是实心球,金属密度是 D.b是实心球,金属密度是
【答案】C
【详解】a金属球的密度
b金属球的密度
由于,所以, b是实心球,a是空心球,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【基础强化】
1.下列关于普通中学生的物理量估测正确的是( )
A.身高约为160dm B.正常体温约为40℃
C.百米赛跑成绩大约10s D.体积大约为50dm3
【答案】D
【详解】A.成年人的身高在170cm左右,中学生的身高略小于成年人,在160cm即16dm左右。故A不正确;
B.正常情况下,人的体温在36℃~37℃之间,变化幅度很小。故B不正确;
C.男子百米世界纪录略小于10s,中学生百米成绩不可能小于10s,一般在15s左右。故C不正确;
D.水的密度是1.0×103kg/m3,人体密度与水的密度差不多,在1.0×103kg/m3左右。中学生的质量在50kg左右,体积在
V===0.05m3=50dm3
左右。故D正确。
故选D。
2.如图所示,是水从0℃被加热到10℃过程中,密度随温度变化的图像,下列分析正确的是( )
A.水在0℃到4℃之间是冷胀热缩 B.水质量先变大后变小
C.水体积先变大后变小 D.水的密度保持不变
【答案】A
【详解】A.由图像可知,水的质量不变,水在0℃到4℃之间密度变大,由可知,水的体积变小,是冷胀热缩,故A正确;
B.水质量不随温度而变化,故B错误;
CD.从0℃被加热到10℃过程中,水的密度先变大后变小,由可知,水体积先变小后变大,故CD错误。
故选A。
3.利用质量相同的铜和铝,制成体积相等的两个球(,)。则下列判断正确的是( )
A.铝球一定是空心的
B.铜球一定是空心的
C.铝球一定是实心的
D.若两球都是空心的,则铝球的空心部分体积大
【答案】B
【详解】因铝和铜的质量m相同,且,所以,由的变形式可知,,又因为铝球和铜球的体积相等,所以,如果铝球是实心的,则铜球一定是空心的;如果铝球是空心的,则铜球一定是空心的,由于实心部分的体积,所以,铝球的空心体积比铜球的空心体积小,综上可知,故ACD错误,B正确。
故选B。
4.以一定量的橡皮泥为研究对象,借助其他器材,不能完成的探究实验是( )
A.探究质量与物体形状的关系 B.探究物体所受的重力与质量的关系
C.探究浮力与物体形状的关系 D.探究弹力的大小与形变大小的关系
【答案】D
【详解】A.可以把相同质量的橡皮泥捏成不同形状,把不同质量的橡皮泥捏成相同形状,可以以此完成探究质量与物体形状的关系,故A不符合题意;
B.准备几块大小不同的橡皮泥,分别测出它们的质量和重力,收集并分析数据,得出结论。可以完成探究物体所受的重力与质量的关系,故B不符合题意;
C.把相同体积的橡皮泥捏成不同形状,用弹簧测力计挂着浸没在水里,用称重法测出在水中受到的浮力,可以完成探究浮力与物体形状的关系,故C不符合题意;
D.橡皮泥发生形变后不能恢复到原来的形状,所以橡皮泥没有弹性,不能用来探究弹力的大小与形变大小的关系,故D符合题意。
故选D。
5.液晶高分子聚合物(简称LCP)是一种新型的高性能工程塑料。这类材料具有优异的耐热性、绝缘性、耐腐蚀性及优异的阻燃性能。LCP中加入某些添加剂还可制成强度远高于一般金属材料的合金。下列关于LCP应用的说法中不正确的是( )
A.LCP可用于制造微波炉内的容器
B.LCP可用于制造远距离输电线路
C.LCP可用于制造消防官兵使用的防火毯
D.LCP制成的合金可用于制造机械零部件
【答案】B
【详解】A.由于LCP具有优异的耐热性,可制造微波炉内的容器,故A正确,不符合题意;
B.由于LCP具有优良的绝缘性,所以不可制造输电线路,故B错误,符合题意;
C.由于LCP具有优异的阻燃性能,所以可以用来制作消防官兵用的防火毯,故C正确,不符合题意;
D.由于LCP制成的合金强度很高,可用于制造机械零部件,故D正确,不符合题意。
故选B。
6.一个完整的实心铝件,如果在其中挖了一个小洞,再用水银填满后,其质量比原铝件的质量增加了Δm,已知铝和水银的密度分别为ρ水银和ρ铝,则小洞的体积为( )
A. B.
C. D.条件不足,无法求解
【答案】C
【详解】在小洞里用水银填满,铝件的质量增加Δm,即
m水银﹣m铝=Δm
设小洞的体积为V,由可得
ρ水银V﹣ρ铝V=Δm
解得,故C符合题意。
故选C。
7.一种新型超轻“航空级玻璃”材料,应用在飞机机舱内,可以起到节能、保温、降噪的作用。这种材料不具有的物理属性是( )
A.延展性好 B.密度小 C.导热性差 D.隔音性好
【答案】A
【详解】超轻“航空级玻璃棉”材料首先具有密度小的特性;可起到保温、降噪的作用,说明其导热性差,隔音效果好;其作用不能反映材料的延展性大小。故选A。
8.一定量的冰熔化成水,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.密度不变,体积变大 B.密度变小,体积增大
C.密度变大,体积变小 D.密度不变,体积变小
【答案】C
【详解】一定量的冰熔化成水,质量没有变,水的密度大于冰的密度,所以密度变大,根据可知,体积变小了。
故选C。
9.图甲为“水的密度在0~10°C范围内随温度变化”的图象,图乙为北方冬天湖水温度分布示意图,根据图象及水的其他性质,下列分析判断正确的是
A.水在4°C时密度最小
B.4°C以上的水,具有热缩冷胀的性质
C.水在0 ~4°C范围内,具有热缩冷胀的性质
D.示意图中从A到E ,湖水的温度逐渐降低
【答案】C
【详解】A. 由图象可知,在4℃时水的密度是最大的;故A错误;
BC. 在0 ~4°C范围内,温度越高,密度越大;体积越小,故在0 ~4°C范围内,水具有热缩冷胀的性质,故B错误,C正确;
D.因为水的凝固点是0 ℃,当河面结冰时,冰接触的河水温度即冰水混合物的温度也为0 ℃,0 ~4°C范围内,水具有热缩冷胀的性质,故从A到E ,湖水的温度逐渐升高,故D错误.
10.目前,格力等冰箱部分极冻室采用了“过冷水”技术,可以让“过冷水”在零下5度也不会结冰,这样将肉放在里面,既可以达到了冷藏保鲜的目的,又可以拿出来后快速切割,进一步方便了家庭烹调。下列说法正确的是( )
A.过冷水比普通水的凝固点低 B.过冷水的密度大于普通水的密度
C.的过冷水处于固态 D.的过冷水处于固液共存态
【答案】B
【详解】A.过冷水是温度达到凝固点或凝固点以下时却没有凝固的水,过冷水与普通水的凝固点相同,故A正确;
B.相同质量过冷水体积比普通水小,则过冷水的密度大于普通水的密度,故B正确;
CD.“过冷水”在零下5度也不会结冰,则的过冷水处于液态,故CD错误。
故选B。
11.某种物质因受热膨胀,那么它的
A.质量增大,密度不变 B.质量不变,密度增大
C.体积增大,密度减小 D.体积减小,密度增大
【答案】C
【详解】某种物质受热会膨胀,即体积变大,质量与体积无关,所以质量不变;
根据密度公式可知,质量不变、体积变大,则密度会变小.
故选C.
12.一瓶矿泉水放在冰箱冷冻室里,过一段时间,水全部结成冰.则水结冰后( )
A.质量不变 B.体积不变 C.密度变大 D.密度不变
【答案】A
【详解】试题分析:一杯水放入冰箱后,水全部结成冰,状态发生变化,但物质多少没有变化,所以质量不变;水结冰过程中,质量不变,体积增大,由公式ρ=知:水全部结成冰质量一定,体积增大,密度变小.故BCD错误,A正确.
故选A.
13.如图是太阳能无人机Aquila,它使用碳纤维制造以减轻重量,主要利用了碳纤维的( )
A.硬度大 B.密度小
C.易导电性 D.可塑性强
【答案】B
【详解】A.用碳纤维制造以减轻重量,说明相同的体积情况下,质量轻,说明密度小,故A选项不符合题意;
B.用碳纤维制造以减轻重量,说明相同的体积情况下,质量轻,说明密度小,故B选项符合题意;
C.用碳纤维制造以减轻重量,说明相同的体积情况下,质量轻,说明密度小,与导电性无关,故C选项不符合题意;
D.用碳纤维制造以减轻重量,说明相同的体积情况下,质量轻,说明密度小,与可塑性无关,故D选项不符合题意。
故选B。
14.质量和体积都相等的空心铜球和铝球,将空心部分都注满水,则注水较多的是( )
A.铝球 B.铜球 C.一样多 D.无法比较
【答案】B
【详解】因为两球质量和体积都相等,并且铜的密度大于铝的密度,由可知,铜的体积小于铝的体积,因此铜球空心部分的体积大于铝球空心部分的体积.将空心部分都注满水,由可得,铜球中水的质量大于铝球中水的质量,所以B符合题意,答案为B.
【素养提升】
15.下列变化中,(加“•”)物体的质量、密度、体积均没有变化的是
A.把一块橡皮泥捏扁前后
B.篮球中的气体在打气前后
C.密封在碘锤中的碘升华前后
D.煤油温度计中的煤油在温度升高前后
【答案】A
【详解】A. 把一块橡皮泥捏扁前后,质量、密度、体积均不变;B. 篮球中的气体在打气前后,质量增加,体积不变,密度变大;C. 密封在碘锤中的碘升华前后,质量不变,体积变大,密度变小;D. 煤油温度计中的煤油在温度升高前后,质量不变,体积增加,密度减小.故A正确.
16.各类铝合金材料具有诸多优点,因而成为门、窗和阳台装饰的首选材料.上述应用与合金材料的下列哪一个物理性质无关
A.良好的导电性 B.较大的硬度
C.较小的密度 D.较好的延展性
【答案】A
【详解】轻巧说明合金的密度小;坚固说明合金的硬度大;易于加工说明合金延展性好;而与导电性无关,故选A.
17.在较深的河底鱼能安全过冬,是因为( )
A.河底水的质量较大
B.鱼鳞的保暖性较好
C.鱼受到的水的压强较小
D.由于水的反常膨胀,河底水的密度最大,其温度保持在4℃
【答案】D
【详解】水具有反常膨胀的特点,当水从4℃降到0℃的过程中,其体积变小,但质量不变,由ρ=m/V可知水的密度将增大;而密度大的水下降、密度小的水上升,形成对流,所以较深河底的水温是4℃,这样的温度使河底鱼能安全过冬,故选D。
18.关于物质的密度,下列说法正确的是( )
A.一滴水的密度小于一桶水的密度
B.“铁比棉花重”是指铁的密度比棉花的密度大
C.液体的密度一定比固体密度小
D.金的密度比空气的小
【答案】B
【详解】A.对于同种物质,在确定的温度和状态下,其密度是不变的,一滴水的密度和一桶水的密度相同,故A错误。
B.人们平常所说的“铁比棉花重”,是在体积相等的前提下,“铁比棉花重”是指铁的密度比棉花的密度大,故B正确;
C.水银常温下是一种液体,其密度比很多固态物质的密度大许多,故C错误;
D.金的密度为19.3×103kg/m3,空气的密度为1.29kg/m3,故金的密度比空气的密度大,故D错误。
故选B。
【能力培优】
19.有一块厚铁板M,冲下圆柱体N(N能很紧密地塞回原孔),现把铁板和铁柱同时放到炉内加热较长时间,在取出的瞬间( )
A.N仍能紧密的塞进原孔
B.原孔变大,N很容易塞进
C.原孔变小,N不能塞进
D.N变粗,塞不进原孔
【答案】A
【详解】把圆柱体N看成厚铁板M的一部分,当加热后,圆柱体N膨胀变大,可是仍然是紧密的是M的一部分,加热后,N变粗,孔也变大即它们的膨胀程度是一样的,故N仍能紧密的塞进原孔,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
20.体积为1 m3的水和体积为2 m3酒精();混合后体积为原来体积的,则混合液体的密度约为
A.1.04×103 kg/m3
B.0.96×103 kg/m3
C.0.9×103 kg/m3
D.0.87×103 kg/m3
【答案】B
【详解】由ρ=可得,水和酒精的质量分别为:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1m3=1000kg,m酒精=ρ酒精V酒精=0.8×103kg/m3×2m3=1600kg,则混合液体的总质量:m=m水+m酒精=1000kg+1600kg=2600kg,混合后的体积:V=(1m3+2m3)=2.7m3,混合液体的密度:ρ=0.96×103kg/m3.故选B.
【点睛】根据密度公式分别求出水和酒精的质量,两者之和即为混合液体的质量,根据题意求出混合液体的体积,混合液体的质量除以混合液体的体积即为混合液体的密度.
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