内容正文:
专题01 质量和密度
•考点1 物体的质量及其测量
•考点2 物质的密度
•考点3 密度的测量与应用
•考点4 探索新材料
考点1:物体的质量及其测量
一、质量及其特性
1、物体所含物质的多少叫质量,通常用字母m表示。
2、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,质量大,物体含有物质多;质量小,物体含有物质少。
3、国际单位制中质量单位是千克(kg),常用单位还有吨(t)、克(g)、毫克(mg)。
换算关系:1t=1000kg,1kg=1000g,1g=1000mg。
注意:斤、两也是质量的单位,它在我国民间使用,不是国际单位制中的单位。
二、质量的估测
生活中常见的物体的质量:
(1)一个鸡蛋的质量大约为50g (2)一根大头钉的质量大约为80mg
(3)一个硬币的质量大约为6g (4)一个中学生的质量大约为50kg
(5)一个婴儿的质量大约为4kg (6)一个大象的质量大约为5t
(7)一个鲸的质量大约为150t (8)一个苹果的质量大约为250g
三、质量的测量
1、实验室中,测量质量的常用工具是天平;在生活中,质量的测量还有杆秤、案秤、磅秤、电子秤等等。
2、托盘天平的构造(如图):由托盘、横梁、平衡螺母、刻度尺、指针、刀口、底座、分度标尺、游码、砝码等组成。
3、天平的使用
(1)用天平测量物体质量时,应将天平放在水平桌面上;先将游码拨回标尺左端的零刻线处(归零),再调节平衡螺母,使指针指到分度盘的中央刻度(或左右摆动幅度相等),表示横梁平衡。
(2)用天平测量物体质量时,将物体放在左盘,砝码放在右盘,用镊子加减砝码并调节游码,使天平重新平衡。
(3)用天平测量物体质量时,被测物体的质量=右盘中砝码的总质量+游码在标尺上的指示值。
4、使用注意事项
(1)事先把游码移至0刻度线,并调节平衡螺母,使天平左右平衡。
(2)右放砝码,左放物体。
(3)砝码不能用手拿,要用镊子夹取,使用时要轻放轻拿。在使用天平时游码也不能用手移动。
(4)过冷过热的物体不可放在天平上称量,应先在干燥器内放置至室温后再称。
(5)加砝码应该从大到小,可以节省时间。
(6)在称量过程中,不可再碰平衡螺母。
(7)被测物体的质量不能超过天平的量程。
(8)保持天平清洁、干燥,不能把潮湿的物体和化学药品直接放在盘上,也不能把砝码弄湿、弄脏,以免锈蚀。
5、质量的测量
先估后测:先估计物体大概质量,避免物体质量超过天平的称量而损坏天平。
左物右码:左盘放物体,右盘放砝码。
加减砝码:根据估计先放大砝码,加法码时先大后小,减砝码时先小后大。
用镊子向右盘加减砝码,当最小的法码放上去又轻时改调游码,通过移动游码来调节天平重新平衡。此时,移动游码相当于在右盘中加入了小砝码,所以游码读数必须计算在右盘中。
考点2:物质的密度
一、探究质量与体积的关系
1、同种物质,在一定状态下密度是定值,它不随质量大小或体积大小的改变而改变,当其质量(或体积)增大几倍时,其体积(或质量)也随着增大几倍,而比值是不变的,因此,不能认为物质的密度与质量成正比,与体积成反比。
2、由同种物质组成的物体,在同一状态下,体积大的质量也大,物体的体积跟它的质量成正比。
3、由不同物质组成的物体,在体积相同的情况下,密度大的质量也大,物体的质量跟它的密度成正比。
4、由不同物质组成的物体,在质量相同的条件下,密度大的体积反而小,物体的体积跟它的密度成反比。
5、结论:同种物质的质量与体积的比值为定值;不同物质的物体,质量与体积的比值一般不相等。
二、密度及其特性
1、密度:单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度。
2、单位:密度的国际单位是kg/m3,读作千克每立方米。常用单位还有g/cm3,读作克每立方厘米。
3、密度是物质的一种特性,它不随物质的质量或体积的变化而变化。同一种物质的密度是一个确定的值,不同物质的密度通常是不同的,因此可用来鉴别物质,如水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3。
三、密度的计算
1、密度的公式:(ρ表示密度、m表示质量、V表示体积) ;公式变化:m=ρV、。
(1)根据公式来鉴别物质。测出物体的质量和体积,运用公式求出物质的密度,然后对照密度表就可以知道该物质的种类。
(2)利用公式计算不便测量的物体的体积。测出物体的质量,利用密度表查出该种物质的密度,利用公式就可以计算出物体的体积。
(3)利用m=ρV计算不便测量的物体的质量。测出物体的体积,利用密度表查出该种物质的密度,利用公式m=ρV就可以计算出物体的质量。
2、密度的大小比较
(1)从单位上:主单位:kg/m3,( 读作:千克每立方米)常用单位:g/cm3(读作:克每立方厘米) 单位换算:1 g/cm3=1000 kg/m3 (说明:两个单位比较:g/cm3单位大)。
(2)从性质上:一桶水和一滴水哪个密度大。
(3)从函数图上那种物质的密度大;运用图象法解答问题的一般步骤是:
①明确图象中横纵坐标表示的物理量分别是什么。
②注意认清横坐标和纵坐标上各表示的最小分格的数值大小和单位。
③明确图象所表示的物理意义。
④根据图象对题目提出的问题作出判断,得到结论。
考点3:密度的测量与应用
一、量筒的使用
1、量筒的使用方法
(1)使用前:首先认清量筒的量程(最大测量值)和分度值(每个小格所代表的刻度值)。
(2)使用时,量筒放在水平桌面上,量筒内的液面大多是凹液面,比如水、煤油等的液面。读数时,视线应与量筒内凹液面的底部保持相平。如果是凸液面,比如水银,读数时应与凸液面的顶部相平。
2、量筒读数时,仰视会导致读数偏小,而俯视则会导致读数偏大。
3、量筒选取原则:
(1)量筒的量程要大于或等于所要量取的液体体积。
(2)选择的量筒的量程应尽可能接近所要量取的液体体积。
(3)选择分度值最小的量筒。
4、量筒读数正确方法
(1)量筒水平放置,视线与筒内液体最低凹液面处保持水平,再读出所取液体的体积。即:眼睛、刻度线、凹液面的最低处,三点保持在同一水平线上。
(2)读数=格数×分度值。
二、固体密度的测量实验
1、用天平测量固体的质量m。
2、在量筒中倒入适量的水,读出水的体积V1。
3、用细线拴住固体,轻放浸没在水中,读出固体与水的总体积V2。
4、计算固体的密度:。
注意:测固体体积的方法
(1)对形状规则的固体,可用刻度尺测出有关数据,然后根据公式算出体积。
(2)对形状不规则的固体,可采用“排水法”来测它的体积。
三、液体密度的测量实验
1、将适量的液体倒入烧杯中,用天平称出烧杯与液体的总质量m1。
2、将烧杯中的部分液体倒入量筒中,读出量筒中液体的体积V。
3、用天平称出烧杯与剩余液体的总质量m2。
4、计算液体的密度:。
5、解题方法点拨
(1)在没有量筒,液体体积无法直接测量时,往往需要借助于等体积的水,水的密度是已知的,在体积相等时,两种物质的质量之比等于它们的密度之比。
(2)在没有天平,液体质量无法直接测量时,往往需要利用浮力知识间接测量。
(3)测量液体的质量时,是用液体和容器的总质量减去剩余液体和容器的总质量,就是倒入量筒液体的质量。
(4)若先用量筒测出液体的体积,再将液体倒入烧杯测出质量,这种做法会因量筒壁粘液体,而使测出的质量偏小,算出的液体密度偏小。
四、密度的应用与物质鉴别
1、鉴别物质:密度是物质的特性之一,不同物质密度一般不同,可根据密度公式测出体积及质量求出密度鉴别物质。
2、求质量:由于条件限制,有些物体体积容易测量但不便测量质量用公式m=ρV算出它的质量。
3、求体积:由于条件限制,有些物体质量容易测量但不便测量体积用公式算出它的体积。
五、空心、混合物质的密度计算
1、判断球是空心还是实心有密度比较法、质量比较法、体积比较法三种。
2、空、实心的判断:通过对物体的密度、质量、体积的比较,可判断物体时空心的还是实心的,即当ρ物=ρ为实心,ρ物<ρ为空心;m物=m为实心,m物<m为空心;V物=V为实心,V物>V为空心。
考点4:探索新材料
1、材料是国民经济建设、国防建设和人民生活所逐可缺少的重要资源。从最早的泥土、岩石开始,到青铜,再到铁和钢,每一种新材料的发现、发明和应用,都会把人类利用和改造自然的能力提高到新的水平,从而给社会生产力和人类生活带来巨大变化。
(1)盾构掘进机机头:我国科研专家坚持不懈地对材料硬度、耐磨性能进行研究,解决了盾构掘进机机头的关键部件——刀具的制作难题。
(2)半导体材料:对半导体导电性的研究,导致了晶体管的诞生,进而促进了各种半导体器件的发明,如集成电路、激光器、传感器等。
(3)新能源汽车电池:对锂电池正、负极材料的研究,使得锂电池的安全性、寿命、能量密度等不断提高,促进了新能源汽车产业的跨越式发展。
2、航天飞行器的特殊“外衣”
20世纪中期以后,现代科学技术的发展使这种古老的材料焕发出新的青春,新型陶瓷在航天器中的应用就是一例。
航天技术专家用新型陶瓷制成防热瓦安装在航天器的外表面,这种陶瓷材料不仅具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀和隔热性好等优点,而且还克服了传统陶瓷易碎的弱点,从而能很好地保护航天器。
新型陶瓷的应用开不是一帆风顺的,有时甚至会付出沉重的代价。2003年2月1日,美国“哥伦比亚号”航天飞机起飞时,脱落的泡沫材料撞击航天飞机左翼的隔热层,导致防热瓦出现裂缝。在“哥伦比亚号”重返大气层时,超高温气流乘虚而入,造成航天飞机解体,七名航天员遇难,这是人类探索太空事业的重大损失.
我国“神舟”系列飞船的表面有一层烧蚀材料,它在高温、高压气流冲刷下发生热解,在熔化、汽化、升华等过程吸收并带走大量热量,从而达到保护航天器的目的。
考点1:物体的质量及其测量
【典例1】(24-25八年级上·山东济南·期中)我国计量文化博大精深、历史悠久。古代人们采用“掬手成升”的原始计量方法,使生活中的商品交易变得有据可依,掬即为双手捧,如图所示,人双手捧起的米质量约为( )
A.3g B.3kg C.30kg D.300g
【答案】D
【详解】一个苹果的质量约250g左右,一个普通人双手掬起的大米质量约等于一个苹果的质量,双手掬起的大米质量约为300g,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【典例2】(24-25八年级上·福建泉州·期中)下列情况中物体的质量发生改变的是( )
A.将一本书从永春运到北京 B.将橡皮泥捏成各种形状
C.将氧气罐中的氧气用去一半 D.从冰箱拿出来的冰块熔化成水
【答案】C
【详解】A.将一本书从永春运到北京,物体所处的空间位置发生了变化,但质量不变,故A不符合题意;
B.质量是指物体中所含物质的多少,与位置、形状、温度、状态等无关,将橡皮泥捏成各种形状,但质量不变,故B不符合题意;
C.将氧气罐中的氧气用去一半,氧气这种物质减少了,故氧气的质量减小,故C符合题意;
D.从冰箱拿出来的冰块熔化成水,状态改变,但质量不变,故D不符合题意。
故选C。
【典例3】(24-25八年级上·上海·期中)如图(a)所示是测量质量的工具:托盘天平。使用它时需将它放在 桌面上。用镊子把游码调至标尺左端的 刻度线,调节平衡螺母,调节时若发现天平两盘左高右低,应调节右边的平衡螺母向 移动(选填“左”或“右”),使指针指在分度盘的 。将待测物体轻放在天平的 盘,用镊子在 盘中添加砝码,并移动游码使天平平衡。此时砝码质量和游码示数如图(b)所示,则待测物体的质量为 g。
【答案】 水平 0 左 中央 左 右 27.8
【详解】[1]托盘天平是测量质量的工具,使用时要把它放在水平台面或水平桌面上。
[2]使用之前应先调节天平,先将游码归零,即用镊子把游码移到标尺左端的零刻度线处,之后再调节平衡螺母。
[3]调节平衡螺母时,若天平两盘左高右低(指针右偏),则平衡螺母向左调节,若天平两盘左低右高(指针左偏),则平衡螺母向右调节。
[4] 调节平衡螺母直至天平平衡,即指针指在分度盘的中央。
[5][6]天平两盘放置规则是“左物右码”,即左盘放物体,用镊子拿取砝码放在右盘。
[7]使天平重新平衡时,读出物体质量,质量读数包括砝码和游码的总质量,即27.8g。
【典例4】(24-25八年级上·重庆渝北·期中)学习了天平的使用后,小华来到实验室,看到小娟正在称量一个金属块的质量,如图甲所示。
(1)小华立即指出了小娟操作中的两处错误:
① ,
② ;
(2)由于操作错误,小华和小娟决定一起重新测量,先将天平放在 台上,然后将游码移至标尺左端 ,此时指针摆动情况如图乙,应将左端的平衡螺母向 调,直到指针指在 ,说明天平平衡;
(3)正确操作后,天平最终平衡时,砝码和游码的位置如图丙所示,则矿石的质量是 g;
(4)测量完后,在整理实验器材时小娟却发现天平右盘有一个缺口,因此会导致测量质量时结果 (选填“偏大”、“偏小”或“仍然准确”)。
【答案】(1) 用手拿砝码 物体与砝码位置放反了
(2) 水平 零刻度线 左 分度盘中央
(3)52.4
(4)仍然准确
【详解】(1)[1][2]根据天平使用规则可知,天平在使用过程中严禁用手直接去放砝码,否则会使砝码生锈,应用镊子拿取砝码;天平的左盘放物体,右盘放砝码。因此图中两处错误是:用手拿砝码、物体与砝码位置放反了。
(2)[1][2]根据天平使用规则可知,使用天平时,应将天平放在水平台上,将游码移至标尺左端零刻度线处。
[3][4]图乙中,天平指针向右偏,说明天平右侧重,因此应将左端平衡螺母向左调节,使指针指在分度盘中央。
(3)由图丙可知,矿石的质量是砝码的质量与游码示数之和,即
(4)在整理实验器材时小娟却发现天平右盘有一个缺口,在使用前会对天平进行调节,使天平指针处于零刻度线处,天平处于平衡状态,因此右盘的缺口对实验结果没有影响,测量结果仍然准确。
考点2:物质的密度
【典例5】(24-25八年级上·重庆·期中)为测量某种液体的密度,小超利用天平和量杯测量了液体和量杯的总质量m及液体的体积V,得到几组数据并绘出了m﹣V图象,如图,下列说法正确的是( )
A.该液体密度为2g/cm3
B.向量杯中倒入液体的过程,液体的密度变大
C.量杯质量为40g
D.80cm3该液体的质量为80g
【答案】A
【详解】AC.设量杯的质量为m杯,液体的密度为ρ,读图可知,当液体体积为V1=10cm3时,液体和杯的总质量
m总1=m1+m杯=40g
根据可得m=ρV,则有
ρ×10cm3+m杯=40g①
当液体体积为V2=40cm3时,液体和杯的总质量
m总2=m2+m杯=100g
可得
ρ×40cm3+m杯=100g②
②﹣①可得液体的密度:ρ=2g/cm3;将ρ=2g/cm3代入①得:m杯=20g,故A正确,C错误;
B.密度是物质本身的一种特性,与物质的质量、体积无关,所以向量杯中倒入液体的过程,液体的密度不变,故B错误;
D.当液体的体积V3=80cm3,液体的质量
m3=ρ×V3=2g/cm3×80cm3=160g
故D错误。
故选A。
【典例6】(24-25八年级上·北京顺义·期中)关于物质的密度表信息,以下结论正确的是( )
常温常压下一些物质的密度/
水
1.0×103
水银
13.6×103
冰
0.9×103
干松木
0.5×103
煤油
0.8×103
铜
8.9×103
酒精
0.8×103
铅
11.3×103
A.固体的密度一定大于液体的密度
B.若密度相同,则一定是同种物质
C.同种物质在不同状态下,密度保持不变
D.若质量相等,则实心铜块的体积一定大于实心铅块的体积
【答案】D
【详解】A.由表格可知,干松木为固体,水为液体,干松木的密度小于水的密度,因此固体的密度不一定大于液体的密度,故A错误;
B.由表格可知,煤油和酒精的密度相同,但不是同种物质,故B错误;
C.水和冰为同种物质,但是状态不同,二者密度也不同,因此同种物质在不同状态下,密度也不同,故C错误;
D.由表格可知,铜的密度小于铅的密度,若质量相等,由可知,实心铜块的体积一定大于实心铅块的体积,故D正确。
故选D。
【典例7】(24-25八年级上·福建泉州·期中)小亮暑假去西藏旅游,为了旅途安全,他租了一瓶容积为960mL的氧气瓶。若氧气瓶中氧气的密度为,则该氧气瓶内氧气的质量为 g;当氧气瓶内的氧气用去一半后,瓶内剩余氧气的密度将 (选填“变小”或“不变”)。
【答案】 4.8 变小
【详解】[1]该氧气瓶内氧气的质量为
[2]当氧气瓶内的氧气用去一半后,剩余的氧气质量变小,由于气体的流动性,剩余氧气的体积不变,根据可知瓶内剩余氧气的密度将变小。
【典例8】(22-23九年级下·江苏宿迁·期中)在“测量小石块的密度”时,某实验小组进行了如下实验探究活动。
(1)把天平放在水平桌面上,如图甲所示,于是小丽同学直接使用天平进行测量。此时,同组同学马上阻止说:小丽的做法不对,不对之处是 。
(2)纠正错误后,发现天平横梁不平衡,指针向左偏,此时应将平衡螺母向 调。
(3)接着把小石块放在天平左盘,当使用20g、5g砝码各一个时,天平刚好平衡,则小石块的质量是 g。
(4)然后用一根细线系住小石块,放入盛有水的量筒中,如图乙所示,然后取出小石块,此时量筒中水的体积是20mL,则小石块的体积为 。
(5)利用密度公式计算出小石块的密度是 。该小组测算得的密度值 (选填“偏大”或“偏小”),原因是 。
【答案】(1)游码未归零
(2)右
(3)25
(4)10
(5) 偏小 石块取出时有水带出
【详解】(1)由图甲得,此时游码未归零,应先将游码归零后,再调节平衡螺母,使指针指向分度盘的中间,再进行测量。
(2)纠正错误后,发现天平横梁不平衡,指针向左偏,说明此时天平的左边质量偏大,则此时应将平衡螺母向右调。
(3)接着把小石块放在天平左盘,当使用20g、5g砝码各一个时,天平刚好平衡,则小石块的质量是
(4)图乙中,量筒的分度值为2mL,示数为30mL,则小石块的体积为
(5)[1]小石块的密度是
[2][3]实验中石块取出时有水带出,会导致石块取出后,量筒中的水的体积偏小,导致测量的石块的体积偏大,而石块的质量测量准确,由得,该小组测算得的密度值偏小。
【典例9】(24-25八年级上·重庆·期中)某一货箱的容积为30m3,运输人员先将3m3钢材装入货箱,再装入板材将货箱恰好装满。已知钢材的密度ρ钢=8g/cm3,板材的密度ρ板=0.6g/cm3,求;
(1)货箱所装钢材的质量;
(2)此货箱的载货质量。
【答案】(1)2.4×104kg
(2)4.02×104kg
【详解】(1)已知ρ钢=8g/cm3=8×103kg/m3,板材的密度ρ板=0.6g/cm3=0.6×103kg/m3,货箱所装钢材的质量为
m钢=ρ钢V钢=8×103kg/m3×3m3=2.4×104kg
(2)装入板材的体积为
V板=V﹣V钢=30m3﹣3m3=27m3
装入板材的质量为
m板=ρ板V板=0.6×103kg/m3×27m3=1.62×104kg
货箱的载货质量为
m=m钢+m板=2.4×104kg+1.62×104kg=4.02×104kg
考点3:密度的测量与应用
【典例10】(24-25八年级上·四川宜宾·期中)如图甲所示为水的密度在范围内随温度变化的图像,图乙为北方冬天湖水分布示意图(从上到下密度逐渐变大),根据图像及水的其他性质下列分析正确的是( )
A.一定质量的水,温度等于4℃时,体积最大
B.在范围内,水具有热缩冷胀的性质
C.示意图中从上至下A、B、C、D、E处的温度分别为4℃、3℃、2℃、1℃、0℃
D.0~4℃的水温度下降时体积会变大
【答案】D
【详解】A.由图像可知,温度为4℃时,水的密度是最大的,则质量一定时,其体积是最小的,故A错误;
B.由图像可知,在4~10℃范围内,温度越高,水的密度越小,则体积越大,即水具有热胀冷缩的性质,故B错误;
C.由于4℃时水的密度最大,所以最低层的水温度为4℃,由示意图中从上至下A、B、C、D、E处的温度分别为0℃、1℃、2℃、3℃、4℃,故C错误;
D.由图像可知,0~4℃的水温度下降时密度会变小,所以体积会变大,故D正确。
故选D。
【典例11】(24-25八年级上·山西长治·期中)在用量筒测形状不规则物体的体积活动中,小明准确地测量出80mL的水,关于量筒的使用,下列说法中正确的是( )
A.使用量筒时,可将量筒放置在任意的桌面上
B.用量程是200mL、分度值是1mL的量筒比用量程是100mL、分度值是2mL的量筒更精确
C.将量筒放在水平桌面上,人可以站着俯视凹液面的最低处进行读数
D.读数时,将量筒从桌面上拿起来,视线要与凹液面的最低处平行
【答案】B
【详解】A.使用量筒时,应将量筒放在水平桌面上,故A错误;
B.比较两个量筒的精确度,量筒的精确度通常由其最小刻度(分度值)决定,最小刻度越小量筒的精确度越高,所以用量程是200mL、分度值是1mL的量筒比用量程是100mL、分度值是2mL的量筒更精确,故B正确;
CD.量筒读数时,将量筒放置在水平桌面上,不得把量筒从桌面上拿起来读数,读数时视线应与凹液面最低处相平,故CD错误。
故选B。
【典例12】(24-25八年级上·安徽池州·期中)小惠同学想利用烧杯和量筒测量较大石块的体积。她的操作步骤如下:①往烧杯中加入适量的水,把石块浸没水中并在水面到达的位置做标记,然后取出石块; ②先往量筒中装入48mL的水,然后将量筒中的水缓慢倒入烧杯中,让水面到达标记处,量筒中剩余水的体积如图所示,则石块的体积为 dm³; 采用这种方法测出石块的体积与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 0.04 偏大
【详解】[1]石块的体积为
[2]石块从水中拿出会沾上水, 采用这种方法测出石块的体积与真实值相比偏大。
【典例13】(24-25八年级上·重庆·期中)好学的小超学完“测量液体密度的实验”后,想测量一下某种食用油的密度。
(1)如图甲所示,把天平放在 桌面上,调节天平横梁平衡;
(2)接着进行下列实验操作:
a.用天平测量空烧杯的质量m1=30g
b.如图甲将待测食用油倒入烧杯中,用天平测出烧杯和食用油的总质量m2= g;
c.将烧杯中的食用油倒入量筒,如图乙所示测出这部分食用油的体积V= cm3。
(3)通过计算能够算出这种食用油的密度是ρ= cm3。
(4)利用上述方法测出的食用油的密度比实际的密度偏 (选填“大’或“小”),小超提出可以简单调整步骤(2)的实验顺序来减小上述误差,合理的顺序应该是 。
【答案】(1)水平
(2) 76.8 60
(3)0.78g/cm3
(4) 大 bac/bca
【详解】(1)天平的使用方法,把天平放在水平台上,调节平衡螺母,当指针指在刻度盘的中央时,说明横梁平衡了。
(2)[1][2]烧杯和食用油的总质量
量筒中,的分度值为2mL,食用油的体积为60mL=60cm3。
(3)食用油的质量
食用油的密度为
(4)[1][2]将烧杯中的食用油倒入量筒中时,有少量的食用油附在烧杯的内壁上,导致倒入到量筒中的食用油体积偏少,由密度的公式知食用油密度值偏大;为了减小误差,即合理的顺序为bac或bca。
【典例14】(24-25八年级上·上海·期中)边长为0.2米的均匀正方体甲和底面积为9×10-2米2的薄壁柱形容器乙放在水平地面上,乙容器足够高,内盛0.08米深的水,将甲放入水中沉底后。求:
(1)水的体积;
(2)水面升高的高度。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)乙容器底面积为,内盛0.08米深的水,水的体积为
(2)甲的底面积为
甲放入水中沉底,当容器内水和甲上表面平行时,所需要水的体积为
由于,放入甲物体后,水面没有达到甲的上表面,则水面最终高度
水面升高的高度为
考点4:探索新材料
【典例15】(23-24八年级下·江苏徐州·期中)镁合金被誉为“21世纪绿色工程材料”,其密度仅有钢铁的四分之一,还具有强度高、导电性好、耐腐蚀等特性。下列物体不适合用该材料制作的是( )
A.自行车的车架 B.飞机外壳
C.起重机配重 D.仪器中的电子元件
【答案】C
【详解】ABD.由于镁合金密度小,且强度高、导电性好、耐腐蚀,因此自行车的车架、飞机外壳、仪器中的电子元件均可使用镁合金制作,故ABD不符合题意;
C.由于镁合金的密度相对较小,仅有钢铁的四分之一,因此同样体积下,使用镁合金做的配重会比使用钢材做的轻很多,无法达到相同的配重效果,因此起重机配重不适合使用镁合金。故C符合题意。
故选C。
【典例16】(23-24八年级下·江苏无锡·期中)人们说“油比水轻”,其实质是油的 比水小。有一种手机贴膜近期十分热销,这种膜用刀刻划也不会留下痕迹,说明它有很高的 。室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂,这表明纳米铜具有较好的 (此空选填“延展性”“弹性”或“磁性”)。
【答案】 密度 硬度 延展性
【解析】【小题1】[1]“油比水轻”,油浮在水上面,谁的密度小谁在上,证明油的密度比水小。
[2]刀刻在膜上划也不会留下痕迹,说明它硬度大,不容易发生形变。
[3]室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂,说明纳米铜具有较好的延展性,与弹性和磁性无关。
1.(24-25八年级上·河南开封·期中)下列与生活有关数据,你认为合理的是( )
A.手掌宽度为2.5dm B.冰箱保鲜室中矿泉水的温度约为-5℃
C.中学生的体重为200kg D.健康成年人的腋下体温约为37℃
【答案】D
【详解】A.1dm = 10cm,2.5dm = 25cm,手掌宽度一般在10cm左右,25cm对于手掌宽度来说过大,故A不符合题意;
B.冰箱保鲜室温度一般在3~8℃, -5℃温度过低,会使矿泉水中的水结冰,不利于保鲜,故B不符合题意;
C.中学生的体重一般在50~60kg左右,200kg对于中学生的正常体重来说过大,故C不符合题意;
D.健康成年人的腋下体温约为36~37.2℃,变化幅度小,37℃在此范围内,故D符合题意。
故选D。
2.(23-24八年级下·江苏泰州·期中)近年来,“碳板跑鞋”备受跑步爱好者的追捧。碳板由碳纤维丝和环氧树脂制成,它使鞋底更加坚硬,减少扭曲形变,提高了鞋子的稳定性;人每跑一步,碳板都能储存、释放能量,相当于在脚底安装了弹射装置,从而大幅提升跑步成绩。关于碳板这种材料,下列说法错误的是( )
A.密度小 B.硬度大 C.弹性好 D.导热性好
【答案】D
【详解】A.碳板由碳纤维丝和环氧树脂制成,可提高跑步成绩,所以其质量应较小,它与其它鞋子体积相近,根据可知,这种材料密度较小,故A正确,不符合题意;
B.碳板使鞋底更加坚硬,减少扭曲形变,可知其硬度大,故B正确,不符合题意;
C.碳板相当于在脚底安装了弹射装置,从而大幅提升跑步成绩,可知其弹性好,故C正确,不符合题意;
D.人每跑一步,碳板都能储存、释放能量,可知其导热性差,故D错误,符合题意。
故选D。
3.(24-25八年级上·北京顺义·期中)冬日即将来临,气温逐渐降低,测量气温时温度计内水银柱慢慢降低,此过程中水银的( )
A.质量变小 B.密度变大 C.温度不变 D.体积不变
【答案】B
【详解】A.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,故水银柱水银柱慢慢降低时,质量不变,故A不符合题意;
BD.装在温度计的水银质量不变,但随着温度降低,温度计内水银柱慢慢降低,体积减小,根据可知,它的密度变大,故B符合题意,D不符合题意;
C.冬日即将来临,气温逐渐降低,温度计内水银柱慢慢降低,此时温度计中的水银温度降低,体积变小,故C不符合题意。
故选B。
4.(24-25八年级上·上海·期中)某同学在调节托盘天平平衡时,忘记将游码拨回标尺的“0”刻度(位于1.2g处),通过调节平衡螺母使横梁平衡,然后他将被测物体放在左盘,右盘中放20g和10g砝码各一个后,天平恰好恢复平衡,则被测物体的质量为( )
A.28.8g B.30.0g C.30.6g D.31.2g
【答案】B
【详解】虽然游码未归零,但天平在测量前是平衡的,且游码最初的位置是在1.2g处,测量中右盘中放20g和10g砝码各一个后,天平再次平衡,则此时左右两盘中的质量是相同的,并未受到游码的影响,所以物体的实际质量为30g,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.(23-24八年级下·江苏淮安·期中)甲、乙两种物质,它们的图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.体积相等时,乙的质量大 B.甲的密度为
C.乙的密度随质量的增大而增大 D.甲、乙的密度之比为2:1
【答案】D
【详解】A.由图可知,体积相同的甲乙两物质,甲物质的质量大于乙物质的质量,故A错误;
BD.当体积为3cm3,甲物质的质量为3g,乙物质的质量为6g,则甲、乙两物质的质量为
则甲物质的密度是乙物质密度的2倍,故B错误,D正确;
C.密度是物质的属性,与物质的质量、体积无关,故C错误。
故选D。
6.(24-25八年级上·四川宜宾·期中)下表给出了在常温常压下一些物质的密度,请阅读后判断下面的一些结论,其中正确的是( )
物质
密度/
物质
密度/
水
冰
煤油
干松木
酒精
铜
水银
铅
A.固体的密度都比液体的大
B.同种物质,密度一定相同,不同物质,密度一定不同
C.相同体积的实心铜块和实心铅块,铜块的质量比铅块的质量小
D.若一个容器能装下1kg的水,则同样的条件下,它也能装下1kg的煤油
【答案】C
【详解】A.从表中可以看出,固体的密度不一定都比液体的大,比如:冰的密度小于水的密度,干松木的密度小于水的密度,故A错误;
B.不同物质,密度可能相同,比如:煤油和酒精的密度相同,故B错误;
C.由表中数据可知,铜的密度比铅的密度小,相同体积的实心铜块和实心铅块,由可知,铜块的质量比铅块的质量小,故C正确;
D.由表格中数据可知,水的密度大于煤油的密度,由可知,质量相同的水和煤油,水的体积小于煤油的体积,所以最多能装1kg水的瓶子,不能装下1kg的煤油,故D错误。
故选C。
7.(24-25八年级上·上海崇明·期中)某次测量活动中,一位粗心同学忘了写单位,请你给他补完整。
(1)人正常行走时,一步长约0.8 ;
(2)一节1号电池的高度约0.6 ;
(3)一位中学生的质量是55 ;
(4)某同学百米赛跑的成绩为14 。
【答案】(1)m
(2)dm
(3)kg
(4)s
【详解】(1)通常情况下,人正常行走一步的长度约0.8 m。
(2)根据生活经验,一节1号电池的高度在0.6dm左右。
(3)通常情况下,中学生的质量在55kg左右。
(4)专业运动员百米赛跑的成绩在10s左右,则在通常情况下,初中生百米赛跑的成绩大约为14s。
8.(24-25八年级上·甘肃金昌·期中)一位同学在测量长度和质量时忘了记录单位,请你根据经验帮他上填上适当的单位.某同学的身高为1.7 ;手掌的宽度为10 ;一个人的质量为56 。
【答案】 m cm kg
【详解】[1]一个同学的身高和成年人差不多,约为1.7m。
[2]手掌的宽度比打火机稍微大一些,约为10 cm。
[3]一个人的质量大约为60kg,也有可能是56kg。
9.(24-25八年级上·重庆渝北·期中)某货运汽车的车厢最大容积是10m3,每次最多可运质量为1.88×104kg的货物。现用它来运密度为2.5×103kg/m3的泥土,每次能运的体积是 m3?若改为同时运送合金材料和木材,使它们装满车厢,则每趟最多约能运合金材料 千克?(合金=8×103kg/m3,木=0.8×103kg/m3)
【答案】 7.52 1.2×104
【详解】[1]根据可得,沙子的体积
[2]设每次最多运的合金材料质量为m,则木材的质量为(),再考虑总体积的限制条件得
则
即
解得,则每趟最多约能运合金材料1.2×104kg。
10.(24-25八年级上·吉林长春·期中)通常我们说“铝比铁轻”是指铝的 比铁小,某钢瓶内装有氧气,在一次气焊中用去其中的一半,则钢瓶内氧气的质量将 (选填“变大”“变小”或“不变”),瓶内剩余氧气的密度将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 密度 变小 变小
【详解】[1]通常人们说“铝比铁轻”的意思是说单位体积的铝的质量比单位体积铁的质量小,即指铝的密度比铁的密度小。
[2][3]从钢瓶中的气体用去一半后,气体的质量变小,但体积不变,根据公式可知密度变小。
11.(24-25八年级上·重庆·期中)如图所示,现有底面积为、高为的薄壁柱形容器,里面装有深的水。在其中放置一个外底面积为、质量为、容积为的柱形空玻璃杯,玻璃杯处于漂浮状态,且浸入液体中的深度为。再将一个质量为的铁块放入空玻璃杯中,最终玻璃杯和铁块都会沉底,则溢出水的质量为 g,最终容器中液面的深度为 。
【答案】 120 12
【详解】[1][2]玻璃杯的体积为
薄壁柱形容器未装水部分的容积为
当玻璃杯杯口刚好与水面平齐时,溢出水最多,溢出水的体积为
则溢出水的质量为
容器中原本水的体积为
铁块体积为
玻璃杯和铁块的总体积为
则液面深度为
12.(24-25八年级上·重庆渝北·期中)小永同学为了测量老醋的密度,进行以下实验:
(1)把天平放在 工作台上,将游码移至左端 处,然后调节平衡螺母,使天平横梁平衡;
(2)在调节天平时,发现指针如图甲所示偏向分度盘的右侧,此时应将平衡螺母向 调;
(3)接下来进行以下3项操作:
A.用天平测量烧杯和剩余老醋的总质量m1;
B.将待测老醋倒入烧杯中,用天平测出烧杯和老醋的总质量m2;
C.将烧杯中老醋的一部分倒入量筒,测出这部分老醋的体积V;
以上操作的正确顺序是: (填字母代号)。
老醋密度的表达式= (用字母m1、m2、V来表示)
由图乙可知老醋的体积为 cm3,老醋的密度是 g/cm3;
(4)整理实验器材时发现,20g的砝码有一个缺角,则测量结果 (选填“偏大”“偏小”或“仍然准确”)。
【答案】(1) 水平 零刻度线
(2)左
(3) BCA 40 1.125
(4)仍然准确
【详解】(1)[1][2]在天平使用中应把天平放在水平桌面上;将游码移至零刻度处后,然后调节平衡螺母使天平横梁平衡。
(2)在调节天平时,发现指针如图甲所示偏向分度盘的右侧,此时应将平衡螺母向左调,使天平横梁水平平衡。
(3)[1]测量液体的密度时,应该首先测量烧杯和老醋的总质量m2,把适量的老醋倒入量筒中,读出其体积V,再测量出烧杯和剩余老醋的质量m1。所以操作的正确顺序是:BCA。
[2]倒入量筒中的老醋的质量为
老醋密度的表达式
[3]由图乙可知老醋的体积为
[4]由图乙倒入量筒中的老醋的质量为
老醋的密度是
(4)整理实验器材时发现,20g的砝码有一个缺角,设其真实质量为
烧杯和老醋的总质量
烧杯和剩余老醋的总质量
由图乙倒入量筒中的老醋的质量为
因此质量测量结果不变,密度结果仍然准确。
13.(24-25八年级上·福建泉州·期中)小晨同学买了一个小吊坠(如图甲所示)作为母亲节的礼物送给妈妈,他利用天平和量筒测量小吊坠的密度进行鉴定。
(1)将天平平衡调好;解去挂绳的小吊坠放在左盘,往右盘加减砝码,当最后放入5g的砝码时,发现指针指在分度盘中线的右侧,则他下一步的操作是_______;
A.向右移动游码
B.向左移动平衡螺母
C.取出5g砝码
(2)天平再次平衡后,砝码和游码的位置如图乙所示,则该小吊坠的质量为 g;
(3)先向量筒中加入30mL的水,将重新系好挂绳的小吊坠轻放入量筒中,水面如图丙所示,则小吊坠的体积为 ,测得的密度为 ;
(4)同组的小渝利用天平和烧杯也测量出小吊坠的密度,设计方案如图所示:
①先用天平测出小吊坠的质量为;
②在烧杯中放入适量的水使小吊坠浸没(小吊坠不吸水),在水面到达的位置作标记,用天平测出总质量;
③将小吊坠从水中取出,向烧杯中加水到 处,再用天平测出此时水和烧杯的总质量;
④水的密度为,小吊坠密度的表达式: (用题中的字母符号表示);若步骤③中取出小吊坠时会带走一些水,小渝所测的小吊坠密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)真实小吊坠密度。
【答案】(1)C
(2)24
(3) 8cm3 3
(4) 标记 等于
【详解】(1)当最后放入5g的砝码时,发现指针指在分度盘中线的右侧,这说明右侧偏重,即砝码加多了,因此,我们下一步的操作应该是取出5g的砝码,然后向右调整游码直到天平平衡。故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(2)根据图乙所示,砝码的总质量为20g,游码的示数为4g,所以小吊坠的质量为
(3)[1][2]先向量筒中加入30mL的水,将重新系好挂绳的小吊坠轻放入量筒中。根据图丙所示,水面上升后的体积为38mL,所以小吊坠的体积为
密度为
(4)[1][2]小吊坠的质量为,由①②可知,烧杯和小吊坠以及原来水的总质量是,③将小吊坠从水中取出,向烧杯中加水到标记处,再用天平测出此时水和烧杯的总质量m3;由步骤②③,根据等效替代法可知,加入水的体积即为鹅卵石的体积
根据可知,所测的小吊坠密度
[3]若步骤③中取出鹅卵石时会带走一些水,在测量m3时是以添加到标记为准,测量的体积不会因为鹅卵石带走水而变化,根据可知,小明所测的鹅卵石密度等于真实鹅卵石密度。
14.(24-25八年级上·山东淄博·期中)某同学的妈妈买了一瓶净含量为100mL的便携式酒精消毒液。该同学测得还没有使用的消毒液(含瓶)的总质量为106.0g,把使用过的空瓶装上同体积的水后,测得的总质量为119.6g。这种酒精消毒液的密度是多少?
【答案】
【详解】根据求空瓶质量为
根据求这种酒精消毒液的密度是
15.(24-25八年级上·重庆渝北·期中)小华家的晒谷场上有一堆稻谷,体积为6m3,为了估测这堆稻谷的质量,他用一只桶平地装满一桶稻谷,测得桶中稻谷的质量为10kg,再用这只空桶装满水,测得桶中水的质量为8kg,求:
(1)桶的容积是多少?
(2)稻谷的密度是多少?
(3)这堆稻谷的总质量约为多少吨?
【详解】(1)根据得,水的体积为
桶的容积为
(2)桶中稻谷的体积为
稻谷的密度为
(3)由得,这堆稻谷的总质量约为
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专题01 质量和密度
•考点1 物体的质量及其测量
•考点2 物质的密度
•考点3 密度的测量与应用
•考点4 探索新材料
考点1:物体的质量及其测量
一、质量及其特性
1、物体所含 叫质量,通常用字母 表示。
2、质量是物体的一种基本属性,与物体的 、 、 、所处的空间位置的变化无关,质量大,物体含有物质多;质量小,物体含有物质少。
3、国际单位制中质量单位是 (kg),常用单位还有吨(t)、克(g)、毫克(mg)。
换算关系:1t= kg,1kg= g,1g= mg。
注意:斤、两也是质量的单位,它在我国民间使用,不是国际单位制中的单位。
二、质量的估测
生活中常见的物体的质量:
(1)一个鸡蛋的质量大约为50g (2)一根大头钉的质量大约为80mg
(3)一个硬币的质量大约为6g (4)一个中学生的质量大约为50kg
(5)一个婴儿的质量大约为4kg (6)一个大象的质量大约为5t
(7)一个鲸的质量大约为150t (8)一个苹果的质量大约为250g
三、质量的测量
1、实验室中,测量质量的常用工具是 ;在生活中,质量的测量还有杆秤、案秤、磅秤、电子秤等等。
2、托盘天平的构造(如图):由托盘、横梁、平衡螺母、刻度尺、指针、刀口、底座、分度标尺、游码、砝码等组成。
3、天平的使用
(1)用天平测量物体质量时,应将天平放在水平桌面上;先将游码拨回标尺左端的零刻线处(归零),再调节平衡螺母,使指针指到分度盘的中央刻度(或左右摆动幅度相等),表示横梁平衡。
(2)用天平测量物体质量时,将物体放在 ,砝码放在 ,用镊子加减砝码并调节游码,使天平重新平衡。
(3)用天平测量物体质量时,被测物体的质量=右盘中砝码的总质量+游码在标尺上的指示值。
4、使用注意事项
(1)事先把游码移至0刻度线,并调节平衡螺母,使天平左右平衡。
(2)右放砝码,左放物体。
(3)砝码 ,要用镊子夹取,使用时要轻放轻拿。在使用天平时游码也不能用手移动。
(4)过冷过热的物体不可放在天平上称量,应先在干燥器内放置至室温后再称。
(5)加砝码应该从大到小,可以节省时间。
(6)在称量过程中,不可再碰平衡螺母。
(7)被测物体的质量不能超过天平的量程。
(8)保持天平清洁、干燥,不能把潮湿的物体和化学药品直接放在盘上,也不能把砝码弄湿、弄脏,以免锈蚀。
5、质量的测量
先估后测:先估计物体大概质量,避免物体质量超过天平的称量而损坏天平。
左物右码:左盘放物体,右盘放砝码。
加减砝码:根据估计先放大砝码,加法码时先大后小,减砝码时先小后大。
用镊子向右盘加减砝码,当最小的法码放上去又轻时改调游码,通过移动游码来调节天平重新平衡。此时,移动游码相当于在右盘中加入了小砝码,所以游码读数必须计算在右盘中。
考点2:物质的密度
一、探究质量与体积的关系
1、同种物质,在一定状态下密度是定值,它不随质量大小或体积大小的改变而改变,当其质量(或体积)增大几倍时,其体积(或质量)也随着增大几倍,而比值是不变的,因此,不能认为物质的密度与质量成正比,与体积成反比。
2、由同种物质组成的物体,在同一状态下,体积大的质量也大,物体的体积跟它的质量成正比。
3、由不同物质组成的物体,在体积相同的情况下,密度大的质量也大,物体的质量跟它的密度成正比。
4、由不同物质组成的物体,在质量相同的条件下,密度大的体积反而小,物体的体积跟它的密度成反比。
5、结论:同种物质的质量与体积的比值为 ;不同物质的物体,质量与体积的比值一般不相等。
二、密度及其特性
1、密度:单位体积某种物质的质量叫做这种物质的 。
2、单位:密度的国际单位是 ,读作千克每立方米。常用单位还有 ,读作克每立方厘米。
3、密度是物质的一种 ,它不随物质的质量或体积的变化而变化。同一种物质的密度是一个确定的值,不同物质的密度通常是不同的,因此可用来鉴别物质,如水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3。
三、密度的计算
1、密度的公式:(ρ表示密度、m表示质量、V表示体积) ;公式变化:m=ρV、。
(1)根据公式来鉴别物质。测出物体的质量和体积,运用公式求出物质的密度,然后对照密度表就可以知道该物质的种类。
(2)利用公式计算不便测量的物体的体积。测出物体的质量,利用密度表查出该种物质的密度,利用公式就可以计算出物体的体积。
(3)利用m=ρV计算不便测量的物体的质量。测出物体的体积,利用密度表查出该种物质的密度,利用公式m=ρV就可以计算出物体的质量。
2、密度的大小比较
(1)从单位上:主单位:kg/m3,( 读作:千克每立方米)常用单位:g/cm3(读作:克每立方厘米) 单位换算:1 g/cm3=1000 kg/m3 (说明:两个单位比较:g/cm3单位大)。
(2)从性质上:一桶水和一滴水哪个密度大。
(3)从函数图上那种物质的密度大;运用图象法解答问题的一般步骤是:
①明确图象中横纵坐标表示的物理量分别是什么。
②注意认清横坐标和纵坐标上各表示的最小分格的数值大小和单位。
③明确图象所表示的物理意义。
④根据图象对题目提出的问题作出判断,得到结论。
考点3:密度的测量与应用
一、量筒的使用
1、量筒的使用方法
(1)使用前:首先认清量筒的 (最大测量值)和 (每个小格所代表的刻度值)。
(2)使用时,量筒放在水平桌面上,量筒内的液面大多是 ,比如水、煤油等的液面。读数时,视线应与量筒内凹液面的 保持相平。如果是凸液面,比如水银,读数时应与凸液面的 相平。
2、量筒读数时,仰视会导致读数 ,而俯视则会导致读数 。
3、量筒选取原则:
(1)量筒的量程要 所要量取的液体体积。
(2)选择的量筒的量程应尽可能接近所要量取的液体体积。
(3)选择分度值 量筒。
4、量筒读数正确方法
(1)量筒水平放置,视线与筒内液体 保持水平,再读出所取液体的体积。即:眼睛、刻度线、凹液面的最低处,三点保持在同一水平线上。
(2)读数=格数×分度值。
二、固体密度的测量实验
1、用天平测量固体的质量m。
2、在量筒中倒入适量的水,读出水的体积V1。
3、用细线拴住固体,轻放浸没在水中,读出固体与水的总体积V2。
4、计算固体的密度:。
注意:测固体体积的方法
(1)对形状规则的固体,可用刻度尺测出有关数据,然后根据公式算出体积。
(2)对形状不规则的固体,可采用“排水法”来测它的体积。
三、液体密度的测量实验
1、将适量的液体倒入烧杯中,用天平称出烧杯与液体的总质量m1。
2、将烧杯中的部分液体倒入量筒中,读出量筒中液体的体积V。
3、用天平称出烧杯与剩余液体的总质量m2。
4、计算液体的密度:。
5、解题方法点拨
(1)在没有量筒,液体体积无法直接测量时,往往需要借助于等体积的水,水的密度是已知的,在体积相等时,两种物质的质量之比等于它们的密度之比。
(2)在没有天平,液体质量无法直接测量时,往往需要利用浮力知识间接测量。
(3)测量液体的质量时,是用液体和容器的总质量减去剩余液体和容器的总质量,就是倒入量筒液体的质量。
(4)若先用量筒测出液体的体积,再将液体倒入烧杯测出质量,这种做法会因量筒壁粘液体,而使测出的质量偏小,算出的液体密度偏小。
四、密度的应用与物质鉴别
1、鉴别物质:密度是物质的特性之一,不同物质密度一般不同,可根据密度公式测出体积及质量求出密度鉴别物质。
2、求质量:由于条件限制,有些物体体积容易测量但不便测量质量用公式m=ρV算出它的质量。
3、求体积:由于条件限制,有些物体质量容易测量但不便测量体积用公式算出它的体积。
五、空心、混合物质的密度计算
1、判断球是空心还是实心有密度比较法、质量比较法、体积比较法三种。
2、空、实心的判断:通过对物体的密度、质量、体积的比较,可判断物体时空心的还是实心的,即当ρ物=ρ为实心,ρ物<ρ为空心;m物=m为实心,m物<m为空心;V物=V为实心,V物>V为空心。
考点4:探索新材料
1、材料是国民经济建设、国防建设和人民生活所逐可缺少的重要资源。从最早的泥土、岩石开始,到青铜,再到铁和钢,每一种新材料的发现、发明和应用,都会把人类利用和改造自然的能力提高到新的水平,从而给社会生产力和人类生活带来巨大变化。
(1)盾构掘进机机头:我国科研专家坚持不懈地对材料硬度、耐磨性能进行研究,解决了盾构掘进机机头的关键部件——刀具的制作难题。
(2)半导体材料:对半导体导电性的研究,导致了晶体管的诞生,进而促进了各种半导体器件的发明,如集成电路、激光器、传感器等。
(3)新能源汽车电池:对锂电池正、负极材料的研究,使得锂电池的安全性、寿命、能量密度等不断提高,促进了新能源汽车产业的跨越式发展。
2、航天飞行器的特殊“外衣”
20世纪中期以后,现代科学技术的发展使这种古老的材料焕发出新的青春,新型陶瓷在航天器中的应用就是一例。
航天技术专家用新型陶瓷制成防热瓦安装在航天器的外表面,这种陶瓷材料不仅具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀和隔热性好等优点,而且还克服了传统陶瓷易碎的弱点,从而能很好地保护航天器。
新型陶瓷的应用开不是一帆风顺的,有时甚至会付出沉重的代价。2003年2月1日,美国“哥伦比亚号”航天飞机起飞时,脱落的泡沫材料撞击航天飞机左翼的隔热层,导致防热瓦出现裂缝。在“哥伦比亚号”重返大气层时,超高温气流乘虚而入,造成航天飞机解体,七名航天员遇难,这是人类探索太空事业的重大损失.
我国“神舟”系列飞船的表面有一层烧蚀材料,它在高温、高压气流冲刷下发生热解,在熔化、汽化、升华等过程吸收并带走大量热量,从而达到保护航天器的目的。
考点1:物体的质量及其测量
【典例1】(24-25八年级上·山东济南·期中)我国计量文化博大精深、历史悠久。古代人们采用“掬手成升”的原始计量方法,使生活中的商品交易变得有据可依,掬即为双手捧,如图所示,人双手捧起的米质量约为( )
A.3g B.3kg C.30kg D.300g
【典例2】(24-25八年级上·福建泉州·期中)下列情况中物体的质量发生改变的是( )
A.将一本书从永春运到北京 B.将橡皮泥捏成各种形状
C.将氧气罐中的氧气用去一半 D.从冰箱拿出来的冰块熔化成水
【典例3】(24-25八年级上·上海·期中)如图(a)所示是测量质量的工具:托盘天平。使用它时需将它放在 桌面上。用镊子把游码调至标尺左端的 刻度线,调节平衡螺母,调节时若发现天平两盘左高右低,应调节右边的平衡螺母向 移动(选填“左”或“右”),使指针指在分度盘的 。将待测物体轻放在天平的 盘,用镊子在 盘中添加砝码,并移动游码使天平平衡。此时砝码质量和游码示数如图(b)所示,则待测物体的质量为 g。
【典例4】(24-25八年级上·重庆渝北·期中)学习了天平的使用后,小华来到实验室,看到小娟正在称量一个金属块的质量,如图甲所示。
(1)小华立即指出了小娟操作中的两处错误:
① ,
② ;
(2)由于操作错误,小华和小娟决定一起重新测量,先将天平放在 台上,然后将游码移至标尺左端 ,此时指针摆动情况如图乙,应将左端的平衡螺母向 调,直到指针指在 ,说明天平平衡;
(3)正确操作后,天平最终平衡时,砝码和游码的位置如图丙所示,则矿石的质量是 g;
(4)测量完后,在整理实验器材时小娟却发现天平右盘有一个缺口,因此会导致测量质量时结果 (选填“偏大”、“偏小”或“仍然准确”)。
考点2:物质的密度
【典例5】(24-25八年级上·重庆·期中)为测量某种液体的密度,小超利用天平和量杯测量了液体和量杯的总质量m及液体的体积V,得到几组数据并绘出了m﹣V图象,如图,下列说法正确的是( )
A.该液体密度为2g/cm3
B.向量杯中倒入液体的过程,液体的密度变大
C.量杯质量为40g
D.80cm3该液体的质量为80g
【典例6】(24-25八年级上·北京顺义·期中)关于物质的密度表信息,以下结论正确的是( )
常温常压下一些物质的密度/
水
1.0×103
水银
13.6×103
冰
0.9×103
干松木
0.5×103
煤油
0.8×103
铜
8.9×103
酒精
0.8×103
铅
11.3×103
A.固体的密度一定大于液体的密度
B.若密度相同,则一定是同种物质
C.同种物质在不同状态下,密度保持不变
D.若质量相等,则实心铜块的体积一定大于实心铅块的体积
【典例7】(24-25八年级上·福建泉州·期中)小亮暑假去西藏旅游,为了旅途安全,他租了一瓶容积为960mL的氧气瓶。若氧气瓶中氧气的密度为,则该氧气瓶内氧气的质量为 g;当氧气瓶内的氧气用去一半后,瓶内剩余氧气的密度将 (选填“变小”或“不变”)。
【典例8】(22-23九年级下·江苏宿迁·期中)在“测量小石块的密度”时,某实验小组进行了如下实验探究活动。
(1)把天平放在水平桌面上,如图甲所示,于是小丽同学直接使用天平进行测量。此时,同组同学马上阻止说:小丽的做法不对,不对之处是 。
(2)纠正错误后,发现天平横梁不平衡,指针向左偏,此时应将平衡螺母向 调。
(3)接着把小石块放在天平左盘,当使用20g、5g砝码各一个时,天平刚好平衡,则小石块的质量是 g。
(4)然后用一根细线系住小石块,放入盛有水的量筒中,如图乙所示,然后取出小石块,此时量筒中水的体积是20mL,则小石块的体积为 。
(5)利用密度公式计算出小石块的密度是 。该小组测算得的密度值 (选填“偏大”或“偏小”),原因是 。
【典例9】(24-25八年级上·重庆·期中)某一货箱的容积为30m3,运输人员先将3m3钢材装入货箱,再装入板材将货箱恰好装满。已知钢材的密度ρ钢=8g/cm3,板材的密度ρ板=0.6g/cm3,求;
(1)货箱所装钢材的质量;
(2)此货箱的载货质量。
考点3:密度的测量与应用
【典例10】(24-25八年级上·四川宜宾·期中)如图甲所示为水的密度在范围内随温度变化的图像,图乙为北方冬天湖水分布示意图(从上到下密度逐渐变大),根据图像及水的其他性质下列分析正确的是( )
A.一定质量的水,温度等于4℃时,体积最大
B.在范围内,水具有热缩冷胀的性质
C.示意图中从上至下A、B、C、D、E处的温度分别为4℃、3℃、2℃、1℃、0℃
D.0~4℃的水温度下降时体积会变大
【典例11】(24-25八年级上·山西长治·期中)在用量筒测形状不规则物体的体积活动中,小明准确地测量出80mL的水,关于量筒的使用,下列说法中正确的是( )
A.使用量筒时,可将量筒放置在任意的桌面上
B.用量程是200mL、分度值是1mL的量筒比用量程是100mL、分度值是2mL的量筒更精确
C.将量筒放在水平桌面上,人可以站着俯视凹液面的最低处进行读数
D.读数时,将量筒从桌面上拿起来,视线要与凹液面的最低处平行
【典例12】(24-25八年级上·安徽池州·期中)小惠同学想利用烧杯和量筒测量较大石块的体积。她的操作步骤如下:①往烧杯中加入适量的水,把石块浸没水中并在水面到达的位置做标记,然后取出石块; ②先往量筒中装入48mL的水,然后将量筒中的水缓慢倒入烧杯中,让水面到达标记处,量筒中剩余水的体积如图所示,则石块的体积为 dm³; 采用这种方法测出石块的体积与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。
【典例13】(24-25八年级上·重庆·期中)好学的小超学完“测量液体密度的实验”后,想测量一下某种食用油的密度。
(1)如图甲所示,把天平放在 桌面上,调节天平横梁平衡;
(2)接着进行下列实验操作:
a.用天平测量空烧杯的质量m1=30g
b.如图甲将待测食用油倒入烧杯中,用天平测出烧杯和食用油的总质量m2= g;
c.将烧杯中的食用油倒入量筒,如图乙所示测出这部分食用油的体积V= cm3。
(3)通过计算能够算出这种食用油的密度是ρ= cm3。
(4)利用上述方法测出的食用油的密度比实际的密度偏 (选填“大’或“小”),小超提出可以简单调整步骤(2)的实验顺序来减小上述误差,合理的顺序应该是 。
【典例14】(24-25八年级上·上海·期中)边长为0.2米的均匀正方体甲和底面积为9×10-2米2的薄壁柱形容器乙放在水平地面上,乙容器足够高,内盛0.08米深的水,将甲放入水中沉底后。求:
(1)水的体积;
(2)水面升高的高度。
考点4:探索新材料
【典例15】(23-24八年级下·江苏徐州·期中)镁合金被誉为“21世纪绿色工程材料”,其密度仅有钢铁的四分之一,还具有强度高、导电性好、耐腐蚀等特性。下列物体不适合用该材料制作的是( )
A.自行车的车架 B.飞机外壳
C.起重机配重 D.仪器中的电子元件
【典例16】(23-24八年级下·江苏无锡·期中)人们说“油比水轻”,其实质是油的 比水小。有一种手机贴膜近期十分热销,这种膜用刀刻划也不会留下痕迹,说明它有很高的 。室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂,这表明纳米铜具有较好的 (此空选填“延展性”“弹性”或“磁性”)。
1.(24-25八年级上·河南开封·期中)下列与生活有关数据,你认为合理的是( )
A.手掌宽度为2.5dm B.冰箱保鲜室中矿泉水的温度约为-5℃
C.中学生的体重为200kg D.健康成年人的腋下体温约为37℃
2.(23-24八年级下·江苏泰州·期中)近年来,“碳板跑鞋”备受跑步爱好者的追捧。碳板由碳纤维丝和环氧树脂制成,它使鞋底更加坚硬,减少扭曲形变,提高了鞋子的稳定性;人每跑一步,碳板都能储存、释放能量,相当于在脚底安装了弹射装置,从而大幅提升跑步成绩。关于碳板这种材料,下列说法错误的是( )
A.密度小 B.硬度大 C.弹性好 D.导热性好
3.(24-25八年级上·北京顺义·期中)冬日即将来临,气温逐渐降低,测量气温时温度计内水银柱慢慢降低,此过程中水银的( )
A.质量变小 B.密度变大 C.温度不变 D.体积不变
4.(24-25八年级上·上海·期中)某同学在调节托盘天平平衡时,忘记将游码拨回标尺的“0”刻度(位于1.2g处),通过调节平衡螺母使横梁平衡,然后他将被测物体放在左盘,右盘中放20g和10g砝码各一个后,天平恰好恢复平衡,则被测物体的质量为( )
A.28.8g B.30.0g C.30.6g D.31.2g
5.(23-24八年级下·江苏淮安·期中)甲、乙两种物质,它们的图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.体积相等时,乙的质量大 B.甲的密度为
C.乙的密度随质量的增大而增大 D.甲、乙的密度之比为2:1
6.(24-25八年级上·四川宜宾·期中)下表给出了在常温常压下一些物质的密度,请阅读后判断下面的一些结论,其中正确的是( )
物质
密度/
物质
密度/
水
冰
煤油
干松木
酒精
铜
水银
铅
A.固体的密度都比液体的大
B.同种物质,密度一定相同,不同物质,密度一定不同
C.相同体积的实心铜块和实心铅块,铜块的质量比铅块的质量小
D.若一个容器能装下1kg的水,则同样的条件下,它也能装下1kg的煤油
7.(24-25八年级上·上海崇明·期中)某次测量活动中,一位粗心同学忘了写单位,请你给他补完整。
(1)人正常行走时,一步长约0.8 ;
(2)一节1号电池的高度约0.6 ;
(3)一位中学生的质量是55 ;
(4)某同学百米赛跑的成绩为14 。
8.(24-25八年级上·甘肃金昌·期中)一位同学在测量长度和质量时忘了记录单位,请你根据经验帮他上填上适当的单位.某同学的身高为1.7 ;手掌的宽度为10 ;一个人的质量为56 。
9.(24-25八年级上·重庆渝北·期中)某货运汽车的车厢最大容积是10m3,每次最多可运质量为1.88×104kg的货物。现用它来运密度为2.5×103kg/m3的泥土,每次能运的体积是
m3?若改为同时运送合金材料和木材,使它们装满车厢,则每趟最多约能运合金材料 千克?(合金=8×103kg/m3,木=0.8×103kg/m3)
10.(24-25八年级上·吉林长春·期中)通常我们说“铝比铁轻”是指铝的 比铁小,某钢瓶内装有氧气,在一次气焊中用去其中的一半,则钢瓶内氧气的质量将 (选填“变大”“变小”或“不变”),瓶内剩余氧气的密度将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
11.(24-25八年级上·重庆·期中)如图所示,现有底面积为、高为的薄壁柱形容器,里面装有深的水。在其中放置一个外底面积为、质量为、容积为的柱形空玻璃杯,玻璃杯处于漂浮状态,且浸入液体中的深度为。再将一个质量为的铁块放入空玻璃杯中,最终玻璃杯和铁块都会沉底,则溢出水的质量为 g,最终容器中液面的深度为 。
12.(24-25八年级上·重庆渝北·期中)小永同学为了测量老醋的密度,进行以下实验:
(1)把天平放在 工作台上,将游码移至左端 处,然后调节平衡螺母,使天平横梁平衡;
(2)在调节天平时,发现指针如图甲所示偏向分度盘的右侧,此时应将平衡螺母向 调;
(3)接下来进行以下3项操作:
A.用天平测量烧杯和剩余老醋的总质量m1;
B.将待测老醋倒入烧杯中,用天平测出烧杯和老醋的总质量m2;
C.将烧杯中老醋的一部分倒入量筒,测出这部分老醋的体积V;
以上操作的正确顺序是: (填字母代号)。
老醋密度的表达式= (用字母m1、m2、V来表示)
由图乙可知老醋的体积为 cm3,老醋的密度是 g/cm3;
(4)整理实验器材时发现,20g的砝码有一个缺角,则测量结果 (选填“偏大”“偏小”或“仍然准确”)。
13.(24-25八年级上·福建泉州·期中)小晨同学买了一个小吊坠(如图甲所示)作为母亲节的礼物送给妈妈,他利用天平和量筒测量小吊坠的密度进行鉴定。
(1)将天平平衡调好;解去挂绳的小吊坠放在左盘,往右盘加减砝码,当最后放入5g的砝码时,发现指针指在分度盘中线的右侧,则他下一步的操作是_______;
A.向右移动游码
B.向左移动平衡螺母
C.取出5g砝码
(2)天平再次平衡后,砝码和游码的位置如图乙所示,则该小吊坠的质量为 g;
(3)先向量筒中加入30mL的水,将重新系好挂绳的小吊坠轻放入量筒中,水面如图丙所示,则小吊坠的体积为 ,测得的密度为 ;
(4)同组的小渝利用天平和烧杯也测量出小吊坠的密度,设计方案如图所示:
①先用天平测出小吊坠的质量为;
②在烧杯中放入适量的水使小吊坠浸没(小吊坠不吸水),在水面到达的位置作标记,用天平测出总质量;
③将小吊坠从水中取出,向烧杯中加水到 处,再用天平测出此时水和烧杯的总质量;
④水的密度为,小吊坠密度的表达式: (用题中的字母符号表示);若步骤③中取出小吊坠时会带走一些水,小渝所测的小吊坠密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)真实小吊坠密度。
14.(24-25八年级上·山东淄博·期中)某同学的妈妈买了一瓶净含量为100mL的便携式酒精消毒液。该同学测得还没有使用的消毒液(含瓶)的总质量为106.0g,把使用过的空瓶装上同体积的水后,测得的总质量为119.6g。这种酒精消毒液的密度是多少?
15.(24-25八年级上·重庆渝北·期中)小华家的晒谷场上有一堆稻谷,体积为6m3,为了估测这堆稻谷的质量,他用一只桶平地装满一桶稻谷,测得桶中稻谷的质量为10kg,再用这只空桶装满水,测得桶中水的质量为8kg,求:
(1)桶的容积是多少?
(2)稻谷的密度是多少?
(3)这堆稻谷的总质量约为多少吨?
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