内容正文:
第一部分 物质科学
第1讲 物质的质量与密度
(试题分值:65分 测试时间:30分钟)
一.选择题(共12小题,每小题3分,共36分)
1.科学研究离不开科学测量,下列有关单位的换算,正确的是( )
A.0.556升=0.556×1000毫升=556毫升
B.1.8米=1.8×1000=1800毫米
C.0.5厘米3=0.5毫升×1000=500毫升
D.12米=12米×100=1200厘米
2.我国自行研制的C919大型喷气客机,它的机身和机翼均采用了极轻的碳纤维材料。“极轻”指的是( )
A.密度小 B.硬度小 C.体积小 D.质量
3.关于密度公式ρ,下列说法正确的是( )
A.当质量不变的时候,密度与体积成正比
B.当体积不变的时候,密度与质量成正比
C.物质的密度等于它的质量与体积之比
D.密度与体积成反比,与质量成正比
4.神舟十五号载人飞船带着费俊龙、邓清明、张陆3名航天员从地面出发到达太空时,他们都穿着每套质量为120千克的宇航服,关于宇航服的质量,说法正确的是( )
A.等于120千克 B.大于120千克
C.小于120千克 D.由于失重,等于0千克
5.【新考法】 借用不常见仪器考察知识掌握
如图甲所示的指针式寒暑表是利用金属的热胀冷缩原理制成的,它是以双金属片做为感温元件,用来控制指针。如图乙所示的双金属片是把铜片和铁片铆在一起,铜片在下面,铁片在上面,当用酒精灯加热后,双金属片就向铁片一边弯曲。下列说法中正确的是( )
A.铁片的膨胀程度比铜片大
B.铜片的膨胀程度比铁片大
C.铁片的膨胀程度与铜片相同
D.受冷时,仍向铁片一边弯曲
6.如图所示,两个完全相同的圆柱形玻璃容器,分别装有质量相等的两种液体,液体密度分别是ρ甲和ρ乙,图中关于两种液体的密度图像正确的是( )
A. B.
C. D.
7.在两只相同的烧杯中分别加入甲乙两种液体。测得烧杯与液体总质量m和液体体积V的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲液体可能为酒精
B.乙液体的密度是3克/厘米3
C.甲液体的密度大于乙液体的密度
D.两种液体的密度都随体积的增加而增大
8.近期流感频发,酒精消毒液是家庭和学校的必备品。如图是一瓶酒精消毒液的标签,已知该瓶子的质量为30g,则下列说法正确的是( )
A.酒精能与水互溶是化学性质
B.该消毒液的密度是0.85g/cm3
C.在使用过程中,瓶内消毒液的密度将变小
D.若用该瓶子装同体积的水,水的质量为2kg
9.如图所示为甲、乙两种物质m﹣V图像,则下列判断正确的是( )
A.甲的体积一定比乙的小
B.甲的质量一定比乙的大
C.体积为5cm3的乙的质量为5g
D.甲和乙的密度之比为2:1
10.用相同质量的铝和铜制成体积相等的球,已知ρ铝=2.7×103kg/m3,ρ铜=8.9×103kg/m3,则下列说法正确的是( )
A.铜球不可能是实心的
B.铝球一定是实心的
C.铜球是空心的,铝球也一定是空心的
D.铝球和铜球都是实心的
11.不同材料组成的a、b、c三个实心物体,它们的体积与质量的关系如图,由图可知下列说法正确的是( )
A.三者的密度关系ρa>ρb>ρc
B.a的密度是b的两倍
C.若将b的质量减半,它的密度变为0.5×103kg/m3
D.若将c的体积增大到4×10﹣3m3,它的密度不变
12.小玲在嘉陵江边捡到一块会吸水的小石块(吸水后体积不变),回到家她想测一下石头的密度。她先用天平测出小石块的质量是60g,再把它放到一个容积是370mL的容器里,然后缓慢地往容器里加水,直到水面刚好到达瓶口,一共加入了0.34kg的水,最后将小石块从水中取出,将表面的水擦拭干,再测出它此时的质量是70g,则小石块的密度是( )
A.2.0×103kg/m3 B.1.5×103kg/m3
C.1.3×103kg/m3 D.4.0×103kg/m3
二.填空题(共2小题,每空2分,共8分)
13.国内油价年内大幅下调,其中汽油每吨下调420元。已知某小车油箱容积为56升,汽油的密度为0.8×103千克/米3。
(1)汽油的密度为0.8×103千克/米3,它表示的意义是 。
(2)汽油油价下调后,车主给该小车加满一箱汽油将少花 元。(结果精确到0.1元)
14.如图所示,体积相等的两个实心均匀圆柱体,密度分别为ρ甲、ρ乙.若沿水平方向将甲、乙切去相同的高度后,剩余部分的质量恰好相等,则ρ甲 ρ乙.如果切掉部分的质量分别为Δm甲、Δm乙,则Δm甲 Δm乙.(均选填“>”、“=”或“<”)
三.实验探究题(共2小题,每空2分,共16分)
15.小科在校园里捡到一块较大的矿石,其外观呈肉红色,有明显的矿物质晶体颗粒,由此初步判断为花岗岩,为了验证自己的判断,小科同学决定通过测定该矿石的密度并与已知矿石密度做对比来鉴定矿石种类。
【实验步骤】步骤Ⅰ:测量矿石的质量
(1)如图甲为小科对托盘天平的调平操作结果,对照操作性评价表,小科和小组成员分别进行了自评和互评,小科的得分应为 分。
操作性评价表(部分内容)
实验过程
操作要求
评价标准
自评
互评
调平
把天平放在水平桌面上,把游码移到左端的零刻度线上,调节天平的平衡螺母,使指针在分度盘的中线处或左右摆幅相同
天平没放在水平台上扣5分,游码没归零扣10分,指针不在分度盘中线处或左右摆幅不同扣10分
……
……
……
(2)如图乙为小科正确完成调平操作后的称量结果,可知矿石的质量m0应为 克。
步骤Ⅱ:测量矿石的体积
①在干燥的烧杯中加入200mL的水。
②用细线系住矿石后放入烧杯中,完全浸没后,标记此时的水位。
③用细线将矿石从水中取出。
④在量筒中装入V1毫升的水,将水倒入烧杯至标记处,量筒中的水量降至V2毫升。
由此得出矿石的密度ρ
【误差分析】(3)由上述方案得出的矿石密度ρ的测量值将偏 。
(4)小组成员经过合作交流后提出了修改意见:利用现有材料,仅修改原操作步骤③的内容,即可解决上述误差的问题,且矿石密度的计算公式不变。修改后的步骤③内容为 。
【结论】改进后的测量结果与一些矿石的密度对比,证明了矿石确实为花岗岩。
16.【新考法】 结合当下时事材料
同学们有当过“管长”吗?不知道会不会好奇核酸采样管里的红色液体(如图所示)是什么?某科学兴趣小组通过查阅资料知道了红色液体叫核酸保存液。为了测量核酸保存液的密度,该科学兴趣小组利用天平和量筒进行如图所示的探究活动。
【探究准备】
(1)为了测量核酸保存液的质量,小科同学通过平衡螺母调节天平横梁平衡(如图所示),该过程中的错误操作是 。小科纠正错误后继续探究。
【探究过程】
①测出空烧杯的质量m1;
②用量筒量取适量核酸保存液,记录其体积V;
③将量筒中的核酸保存液全部倒入烧杯,测出烧杯和核酸保存液的总质量m2。
【探究结果】
(2)核酸保存液的密度是 。
【探究反思】
(3)小科同学认为采用该方法测量得到的核酸保存液的密度会 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【评价交流】
(4)为了使测量结果更加准确,小科同学建议先将步骤③改成“将量筒中的部分核酸保存液倒入烧杯,测出烧杯和核酸保存液的总质量”,并记录 。再通过相关数据得到更加准确的密度。
【探究总结】
兴趣小组采纳小科同学的建议完成核酸保存液的密度测定,通过查阅资料进行比对发现测量得到的密度基本准确。
四.计算题(共1小题,共5分)
17.【新考法】 科技的发展离不开科学的研究
如图所示,气凝胶是一种多孔状、类似海绵结构的硅元素固体,孔状内有99.8%的空间。这种新材料密度仅为3kg/m3,看似脆弱不堪,其实非常坚固耐用,最高能承受1400℃的高温。
(1)由材料可知,气凝胶具有密度 (填“大”或“小”)的优点。
(2)有人做过这样一个实验:在一金属块表面涂上0.006m厚的气凝胶,结果在1kg的炸药爆炸中气凝胶毫发无损。若金属块的表面积为5m2,则覆盖在金属块上气凝胶的体积为多少?
(3)某大型飞机采用现在盛行的超高强度结构钢制造,质量是1.58×105kg,若采用“气凝胶”代替钢材来制造一架同样大小的飞机,则需“气凝胶”的质量为多少千克?(钢的密度为7.9×103kg/m3)
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第一部分 物质科学
第1讲 物质的质量与密度
(试题分值:65分 测试时间:30分钟)
一.选择题(共12小题,每小题3分,共36分)
1.科学研究离不开科学测量,下列有关单位的换算,正确的是( )
A.0.556升=0.556×1000毫升=556毫升
B.1.8米=1.8×1000=1800毫米
C.0.5厘米3=0.5毫升×1000=500毫升
D.12米=12米×100=1200厘米
【解答】解:A、正确的换算过程是:0.556升=0.556×1000毫升=556毫升,故A正确;
B、正确的换算过程是:1.8米=1.8×1000毫米=1800毫米;故B错误;
C、正确的换算过程是:0.5厘米3=0.5毫升,故C错误;
D、正确的换算过程是:12米=12×100厘米=1200厘米,故D错误。
故选:A。
2.我国自行研制的C919大型喷气客机,它的机身和机翼均采用了极轻的碳纤维材料。“极轻”指的是( )
A.密度小 B.硬度小 C.体积小 D.质量
【解答】解:
C919大型喷气客机,它的机身和机翼均采用了极轻的碳纤维材料,“极轻”表示体积一定时,材料的质量非常小,也就是密度很小,所以“极轻”指的是这种材料的密度小。
故选:A。
3.关于密度公式ρ,下列说法正确的是( )
A.当质量不变的时候,密度与体积成正比
B.当体积不变的时候,密度与质量成正比
C.物质的密度等于它的质量与体积之比
D.密度与体积成反比,与质量成正比
【解答】解:
密度是物质本身的一种特性,决定于物质的种类、状态和温度,与质量、体积多少没有关系;密度在数值上等于物体质量与其体积之比。
故选:C。
4.神舟十五号载人飞船带着费俊龙、邓清明、张陆3名航天员从地面出发到达太空时,他们都穿着每套质量为120千克的宇航服,关于宇航服的质量,说法正确的是( )
A.等于120千克 B.大于120千克
C.小于120千克 D.由于失重,等于0千克
【解答】解:质量是物体的一种基本属性,与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关,当航天员从地面出发到达太空时,航天服所处的空间位置变化,但它的质量不会改变,仍然等于120千克。
故选:A。
5.【新考法】 借用不常见仪器考察知识掌握
如图甲所示的指针式寒暑表是利用金属的热胀冷缩原理制成的,它是以双金属片做为感温元件,用来控制指针。如图乙所示的双金属片是把铜片和铁片铆在一起,铜片在下面,铁片在上面,当用酒精灯加热后,双金属片就向铁片一边弯曲。下列说法中正确的是( )
A.铁片的膨胀程度比铜片大
B.铜片的膨胀程度比铁片大
C.铁片的膨胀程度与铜片相同
D.受冷时,仍向铁片一边弯曲
【解答】解:当温度升高时铜的热膨胀程度比铁的大,铜片在下,铁片在上,铁片牵拉铜片向上弯曲,故A,C错误,B正确;
当温度降低时,又恢复原状,所以向下弯曲,故D错误。
故选:B。
6.如图所示,两个完全相同的圆柱形玻璃容器,分别装有质量相等的两种液体,液体密度分别是ρ甲和ρ乙,图中关于两种液体的密度图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由图知,V甲<V乙,因为两者质量相等,根据公式ρ可知:ρ甲>ρ乙,
AB、选项中,图像的横轴表示质量,纵轴表示密度,其中A选项中表示ρ甲>ρ乙,B选项中表示ρ乙>ρ甲,故A正确,B错误;
CD、选项中图像横轴表示体积,纵轴表示密度,物体的密度不能为0,相同状态下,物体密度不随体积变化而变化,故CD错误。
故选:A。
7.在两只相同的烧杯中分别加入甲乙两种液体。测得烧杯与液体总质量m和液体体积V的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲液体可能为酒精
B.乙液体的密度是3克/厘米3
C.甲液体的密度大于乙液体的密度
D.两种液体的密度都随体积的增加而增大
【解答】解:B、由图像可知,当液体体积为0cm3时,液体与烧杯的总质量是40g,则烧杯质量m杯=40g,
由图像可知,当乙液体的体积V=60cm3时,乙液体与烧杯总质量为100g,则乙液体的质量:m乙=100g﹣40g=60g,
则乙液体的密度:ρ乙1g/cm3,故B错误;
AC、由图像可知,当甲、乙两液体的质量相等时,甲液体的体积小于乙液体的体积,由ρ可知,甲的密度大于乙的密度,甲的密度大于1g/cm3,故A错误,C正确;
D、密度是物质的一种特性,其大小与物体的质量和体积无关,故D错误。
故选:C。
8.近期流感频发,酒精消毒液是家庭和学校的必备品。如图是一瓶酒精消毒液的标签,已知该瓶子的质量为30g,则下列说法正确的是( )
A.酒精能与水互溶是化学性质
B.该消毒液的密度是0.85g/cm3
C.在使用过程中,瓶内消毒液的密度将变小
D.若用该瓶子装同体积的水,水的质量为2kg
【解答】解:A、酒精能与水互溶,溶解问题一般都属于物理性质,故A错误;
B、根据标签知道该瓶中消毒液的体积V酒=200mL=200cm3,
消毒液的密度ρ消毒液0.85g/cm3,故B正确;
C、密度是物质一种特性,大小跟物质的种类和状态有关,跟质量、体积无关,故在使用过程中,瓶内消毒液的密度不变,故C错误;
D、若用该瓶子装同体积的水,水的体积V水=V消毒液=200cm3,
水的密度ρ水=1.0×103kg/m3=1.0g/cm3,
水的质量m水=ρ水V水=1.0g/cm3×200cm3=200g=0.2kg,故D错误。
故选:B。
9.如图所示为甲、乙两种物质m﹣V图像,则下列判断正确的是( )
A.甲的体积一定比乙的小
B.甲的质量一定比乙的大
C.体积为5cm3的乙的质量为5g
D.甲和乙的密度之比为2:1
【解答】解:AB、没有确定质量的关系,不能比较体积的大小,没有确定体积的关系,不能比较质量的大小,故AB错误;
CD、由图可知甲的密度ρ甲1g/cm3,
乙的密度ρ乙0.5g/cm3,
甲和乙的密度之比2:1,
体积为5cm3的乙的质量m乙′=ρ乙V乙′=0.5g/cm3×5cm3=2.5g,
故C错误,D正确。
故选:D。
10.用相同质量的铝和铜制成体积相等的球,已知ρ铝=2.7×103kg/m3,ρ铜=8.9×103kg/m3,则下列说法正确的是( )
A.铜球不可能是实心的
B.铝球一定是实心的
C.铜球是空心的,铝球也一定是空心的
D.铝球和铜球都是实心的
【解答】解:由题知,铜和铝的质量m相同,且ρ铜>ρ铝,
由V可知,实心部分的体积关系为V铜<V铝,
由于铜球与铝球的体积相等,
如果铝球是实心的,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(铜球的空心部分体积更大),
由此可知,铜球一定是空心的,即铜球不可能是实心的,而铝球可能是实心的,也可能是空心的。
故选:A。
11.不同材料组成的a、b、c三个实心物体,它们的体积与质量的关系如图,由图可知下列说法正确的是( )
A.三者的密度关系ρa>ρb>ρc
B.a的密度是b的两倍
C.若将b的质量减半,它的密度变为0.5×103kg/m3
D.若将c的体积增大到4×10﹣3m3,它的密度不变
【解答】解:由图像可知,横轴是质量,纵轴是体积。
AB、由图像可知,当Va=Vb=Vc=2×10﹣3m3时,ma=1kg,mb=2kg,mc=4kg,则a、b、c的密度分别为:
ρa0.5×103kg/m3,
ρb1×103kg/m3,
ρc2×103kg/m3,
所以三者的密度关系ρa<ρb<ρc,
a物质的密度是b物质密度的,故AB错误;
CD、因为密度是物质本身的一种特性,其大小与质量、体积大小无关,所以将b的质量减半,b的密度不变,还是1×103kg/m3;
将c的体积增大到4×103m3,它的密度不变,还是2×103kg/m3,故C错误,故D错误。
故选:D。
12.小玲在嘉陵江边捡到一块会吸水的小石块(吸水后体积不变),回到家她想测一下石头的密度。她先用天平测出小石块的质量是60g,再把它放到一个容积是370mL的容器里,然后缓慢地往容器里加水,直到水面刚好到达瓶口,一共加入了0.34kg的水,最后将小石块从水中取出,将表面的水擦拭干,再测出它此时的质量是70g,则小石块的密度是( )
A.2.0×103kg/m3 B.1.5×103kg/m3
C.1.3×103kg/m3 D.4.0×103kg/m3
【解答】解:
由题意可知,石块的质量m石=60g,容器内所加水的质量m水=0.34kg=340g,
小石块吸收水后的总质量m石吸水=70g,容器的容积V容=370mL=370cm3,
则小石块吸水后所吸水的质量:
m吸水=m石吸水﹣m石=70g﹣60g=10g,
因小石块吸水后容器内水的体积减小,容器内水减小的体积即为小石块吸收水的体积,
所以,由ρ可得,容器内剩余水的体积:
V水剩330cm3,
小石块的体积:
V石=V容﹣V水剩=370cm3﹣330cm3=40cm3,
则小石块的密度:
ρ石1.5g/cm3=1.5×103kg/m3。
故选:B。
二.填空题(共2小题,每空2分,共8分)
13.国内油价年内大幅下调,其中汽油每吨下调420元。已知某小车油箱容积为56升,汽油的密度为0.8×103千克/米3。
(1)汽油的密度为0.8×103千克/米3,它表示的意义是 。
(2)汽油油价下调后,车主给该小车加满一箱汽油将少花 元。(结果精确到0.1元)
【解答】解:(1)单位体积某种物质的质量是物质的密度,汽油的密度是0.8×103千克/米3,它表示:每立方米汽油的质量是800千克;
(2)该车油箱最多能装汽油:
m=ρV=0.8×103kg/m3×56×10﹣3m3=44.8kg;
1t汽油下调420元,1kg汽油少花0.42元;
车主加满一箱汽油将少花:44.8×0.420元=18.8元。
答:(1)每立方米汽油的质量是800千克;
(2)18.8。
14.如图所示,体积相等的两个实心均匀圆柱体,密度分别为ρ甲、ρ乙.若沿水平方向将甲、乙切去相同的高度后,剩余部分的质量恰好相等,则ρ甲 ρ乙.如果切掉部分的质量分别为Δm甲、Δm乙,则Δm甲 Δm乙.(均选填“>”、“=”或“<”)
【解答】解:由题和图知,V甲=V乙,若沿水平方向将甲、乙切去相同的高度后,因为S乙>S甲,故切去乙的体积大,剩余乙的体积小,因为剩余部分的质量恰好相等,由得,ρ甲<ρ乙;
切掉部分甲的体积小,又因为ρ甲<ρ乙,由m=ρV得,切掉部分的质量Δm甲<Δm乙。
故答案为:<;<。
三.实验探究题(共2小题,每空2分,共16分)
15.小科在校园里捡到一块较大的矿石,其外观呈肉红色,有明显的矿物质晶体颗粒,由此初步判断为花岗岩,为了验证自己的判断,小科同学决定通过测定该矿石的密度并与已知矿石密度做对比来鉴定矿石种类。
【实验步骤】步骤Ⅰ:测量矿石的质量
(1)如图甲为小科对托盘天平的调平操作结果,对照操作性评价表,小科和小组成员分别进行了自评和互评,小科的得分应为 分。
操作性评价表(部分内容)
实验过程
操作要求
评价标准
自评
互评
调平
把天平放在水平桌面上,把游码移到左端的零刻度线上,调节天平的平衡螺母,使指针在分度盘的中线处或左右摆幅相同
天平没放在水平台上扣5分,游码没归零扣10分,指针不在分度盘中线处或左右摆幅不同扣10分
……
……
……
(2)如图乙为小科正确完成调平操作后的称量结果,可知矿石的质量m0应为 克。
步骤Ⅱ:测量矿石的体积
①在干燥的烧杯中加入200mL的水。
②用细线系住矿石后放入烧杯中,完全浸没后,标记此时的水位。
③用细线将矿石从水中取出。
④在量筒中装入V1毫升的水,将水倒入烧杯至标记处,量筒中的水量降至V2毫升。
由此得出矿石的密度ρ
【误差分析】(3)由上述方案得出的矿石密度ρ的测量值将偏 。
(4)小组成员经过合作交流后提出了修改意见:利用现有材料,仅修改原操作步骤③的内容,即可解决上述误差的问题,且矿石密度的计算公式不变。修改后的步骤③内容为 。
【结论】改进后的测量结果与一些矿石的密度对比,证明了矿石确实为花岗岩。
【解答】解:(1)由评分标准知总分为5+10+10=25分,由图甲知调平时游码没归零,应扣10分,所以得分为:25﹣10=15分;
(2)图乙中矿石的质量为:m0=20g+20g+5g+2.4g=47.4g;
(3)由于从烧杯中取矿石,矿石会沾水,就需要用量筒来补充更多的水,使得矿石的体积偏大,由密度公式可知,测量结果偏小;
(4)将③用细线将矿石从水中取出改为:用细线将矿石从水中取出并加水至200mL处,这样量筒中减少的体积就是矿石的体积。
故答案为:(1)15;(2)47.4;(3)小;(4)用细线将矿石从水中取出并加水至200mL处。
16.【新考法】 结合当下时事材料
同学们有当过“管长”吗?不知道会不会好奇核酸采样管里的红色液体(如图所示)是什么?某科学兴趣小组通过查阅资料知道了红色液体叫核酸保存液。为了测量核酸保存液的密度,该科学兴趣小组利用天平和量筒进行如图所示的探究活动。
【探究准备】
(1)为了测量核酸保存液的质量,小科同学通过平衡螺母调节天平横梁平衡(如图所示),该过程中的错误操作是 。小科纠正错误后继续探究。
【探究过程】
①测出空烧杯的质量m1;
②用量筒量取适量核酸保存液,记录其体积V;
③将量筒中的核酸保存液全部倒入烧杯,测出烧杯和核酸保存液的总质量m2。
【探究结果】
(2)核酸保存液的密度是 。
【探究反思】
(3)小科同学认为采用该方法测量得到的核酸保存液的密度会 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【评价交流】
(4)为了使测量结果更加准确,小科同学建议先将步骤③改成“将量筒中的部分核酸保存液倒入烧杯,测出烧杯和核酸保存液的总质量”,并记录 。再通过相关数据得到更加准确的密度。
【探究总结】
兴趣小组采纳小科同学的建议完成核酸保存液的密度测定,通过查阅资料进行比对发现测量得到的密度基本准确。
【解答】解:(1)天平使用前要调平衡,要先将游码移至标尺左端的零刻度线后,再调节平衡螺母使横梁平衡,据此判断调节天平横梁平衡过程中的操作错误是没有将游码移至标尺左端的零刻度线;
(2)已知空烧杯的质量m1,测出烧杯和食用油的总质量m2,
食用油的质量m=m2﹣m1,
食用油的密度为ρ油。
(3)当将量筒中的核酸保存液全部倒入烧杯时,量筒上会沾有少量液体,导致称量的液体质量偏小,根据ρ知测量的液体密度偏小;
(4)为防止容器壁沾液体影响所测结果,先将步骤③改成“将量筒中的部分核酸保存液倒入烧杯,测出烧杯和核酸保存液的总质量”,并记录量筒中剩余的核酸保存液的体积。
故答案为:(1)没有将游码移至标尺左端的零刻度线;(2);(3)偏小;(4)量筒中剩余的核酸保存液的体积。
四.计算题(共1小题,共5分)
17.【新考法】 科技的发展离不开科学的研究
如图所示,气凝胶是一种多孔状、类似海绵结构的硅元素固体,孔状内有99.8%的空间。这种新材料密度仅为3kg/m3,看似脆弱不堪,其实非常坚固耐用,最高能承受1400℃的高温。
(1)由材料可知,气凝胶具有密度 (填“大”或“小”)的优点。
(2)有人做过这样一个实验:在一金属块表面涂上0.006m厚的气凝胶,结果在1kg的炸药爆炸中气凝胶毫发无损。若金属块的表面积为5m2,则覆盖在金属块上气凝胶的体积为多少?
(3)某大型飞机采用现在盛行的超高强度结构钢制造,质量是1.58×105kg,若采用“气凝胶”代替钢材来制造一架同样大小的飞机,则需“气凝胶”的质量为多少千克?(钢的密度为7.9×103kg/m3)
【解答】解:(1)由题意知,“气凝胶”的特点有:密度小、耐高温、隔热性好、富有弹性等。
(2)覆盖在金属块上气凝胶的体积:
V=Sh=5m2×6×10﹣3m=0.03m3,
(3)已知钢材的质量:
m钢=1.58×105kg,
由ρ可得,钢材的体积:
V钢20m3,
气凝胶的体积:
V′=V钢=20m3,
需要气凝胶的质量:
m′=ρV′=3kg/m3×20m3=60kg。
答:(1)小;
(2)覆盖在金属块上气凝胶的体积为0.03m3;
(3)采用“气凝胶”代替钢材来制造一架同样大小的飞机,则需“气凝胶“的质量为60kg
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