第四节 密度与社会生活（导学案）物理新教材北师大版（北京）八年级全一册

该初中物理导学案聚焦“密度与社会生活”，核心知识点包括温度对密度的影响（气体最显著、水的反常膨胀）及密度在鉴别物质、农业选种等领域的应用。通过自主预习问题（如夏天打气、水缸冻裂）衔接密度定义、公式等旧知，搭建新旧知识联系的学习支架。 导学案突出科学探究与科学思维，设计气体密度与温度关系的分组实验、水密度图像分析等活动，结合小组讨论梳理密度应用实例。习题分基础与能力提升，融入中考真题，助力学生形成物理观念，提升分析解决实际问题的能力。

第4节密度与社会生活（导学案） 【学习目标】 1、理解温度对物质密度的影响，知道气体密度受温度影响最大，牢记水的反常膨胀特点。 2、能列举密度知识在鉴别物质、农业选种、工业生产等领域的应用，并解释其原理。 3、通过实验探究和小组讨论，提升观察分析、逻辑推理的能力，体会物理与生活的联系。 【学习重点】 1、温度对密度的影响； 2、密度知识在社会生活中的应用。 【学习难点】 1、解释风的形成原因； 2、理解水的反常膨胀及其意义。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题 一、知识回顾 密度的定义式:_______；变形公式：_______，_______。 密度是物质的一种_______，它的大小与物质的质量和体积_______（选填“有关”或“无关”）。 二、预习思考 1、夏天给自行车轮胎打气，为什么不能打得太足？猜想：可能与气体热胀冷缩有关。 ____________________________________________________________________________________________2、冬天户外的水缸、水管容易冻裂，这一现象的发生是否和水的密度变化有关？ ____________________________________________________________________________________________3、农民伯伯用盐水选种时，饱满的种子会下沉，干瘪的种子会漂浮，这是利用了_______的差异。 【课堂探究】 探究一、密度与温度 探究1：气体密度与温度的关系（分组实验） 1、实验器材：空烧瓶、气球、热水、冷水 实验步骤： （1）将气球紧紧套在空烧瓶的瓶口，确保密封良好。 （2）把套有气球的烧瓶放入盛有热水的烧杯中，观察气球的变化：_______。。 （3）取出烧瓶，冷却后放入盛有冷水的烧杯中，观察气球的变化：_______ 2、分析与推理： （1）烧瓶密封，瓶内气体的_______保持不变。 （2）热水中气球膨胀，说明气体温度升高时，体积_______；冷水中气球收缩，说明气体温度降低时，体积_______。 （3）根据公式_______推导结论：一定质量的气体，温度升高，密度_______；温度降低，密度_______。 3、生活应用：风的形成 太阳照射地面，近地面空气受热，密度_______而上升，高空冷空气密度_______下沉，冷空气与热空气流动形成风。 探究2：液体、固体密度与温度的关系 1、阅读教材、观察“水的密度随温度变化的图像”，完成填空： 液体和固体的分子间距较_______，温度变化时体积变化_______，因此密度受温度影响比气体_______（选填“大”或“小”）。 2、水的反常膨胀：_______℃时水的密度最大；温度高于4℃时，水遵循“热胀冷缩”规律；温度低于4℃时，水表现为_______。 学以致用：冬天湖面结冰，为什么冰面下的水还能保持液态，保障水下生物生存？ ___________________________________________________________________________________________探究二、密度与社会生活 小组讨论：密度知识的应用（结合教材实例+生活经验） 应用领域 具体实例 原理分析 鉴别物质 金戒指是否为纯金 测量戒指的密度，与纯金的密度对比，若_______则为纯金。 农业选种 盐水选种 饱满种子密度_______盐水密度，；干瘪种子密度_______盐水密度。 工业生产 飞机采用铝合金材料 铝合金密度________，可减轻飞机机身重量，提升飞行效率。 工业生产 潜艇的浮沉 潜艇通过吸水或排水改变自身_______，从而改变密度，实现上浮和下沉。 拓展思考：为什么暖气片要安装在房间的低处，而空调制冷时要安装在高处？ ___________________________________________________________________________________________探究二、密度的应用 【归纳整理】 第4节密度与社会生活 【课堂练习】 【A 级】基础演练 1．（20-21八年级上·山东济南·期末）如图所示，小亮从冰箱里取出提前冻好的冰块。已知冰的密度小于水的密度，当冰块全部熔化成水后，它的（　　） A．质量变小，体积变大 B．质量不变，体积变小 C．质量变大，体积变小 D．质量不变，体积变大 2．（20-21八年级上·湖北武汉·期末）一般来说，同种物质温度越高密度越小，遵从热胀冷缩的规律，但是水比较特殊。水在4℃时密度最大，温度高于4℃时，随着温度的升高，水的密度越来越小；温度低于4℃，随着温度的降低，水的密度也越来越小。如图所示是冬天湖水温度分布示意图，下列说法不正确的是（　　） A．与冰面接触的①处水的温度为0℃ B．在0～4℃范围内，水具有热胀冷缩的性质 C．较深湖底⑤处的水可能保持4℃的水温 D．温度高于4℃时，水温度升高，体积会变大 3．（2022·四川自贡·中考真题）物理知识与生活联系非常紧密，下列关于密度的一些说法正确的是（　　） A．1kg的水和1kg的冰的密度相同 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．发生火灾时，受困人员常采取弯腰甚至爬行的姿势撤离，是因为含有有害物质的空气温度较高，密度较小，大量聚集在房间的上方 4．（2022·广东·中考真题）一枚实心纪念币的质量为16g，体积为2cm3，纪念币的密度是 g/cm3。可见，这枚纪念币 （选填“是”或“不是”）纯金制成。若宇航员将这枚纪念币带到太空，其质量____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（ρ金=19.3×103kg/m3） 5．（23-24八年级上·黑龙江双鸭山·期末）冬季气候干燥，容易发生火灾。如若被困火灾现场，建筑物内受困人员应捂鼻、弯腰迅速撤离火场，这是因为燃烧产生的有毒有害气体温度升高，密度 （选填“变大”、“变小”或“不变”），大量聚集在房间的 （选填“上方”、“中间”或“下方”）。 【B 级】能力提升 6．（2024·江苏无锡·一模）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 7．（22-23八年级上·北京·期中）密度知识与生活联系非常紧密，下列关于密度的说法中正确的是（　　） A．铁的密度大于棉花的密度，因此铁的质量大于棉花的质量 B．乒乓球不慎被挤瘪但无破损，球内气体密度变小 C．为减轻质量，比赛用自行车用强度高、密度大的材料制造 D．“油比水轻”漂在水面上，是由于油的密度小于水的密度 8．（23-24八年级下·江苏盐城·期中）如图甲所示为水的密度在0~10℃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．0~4℃的水温度升高时体积会变小 B．在4~10℃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．一定质量的水，温度等于4℃时，体积最大 9．（22-23八年级上·安徽黄山·期末）如图是甲、乙两种不同的物质的质量和体积的关系图像。若由甲、乙两种物质制成两个球的体积都是90cm3，质量都是90g，通过计算说明， 物质制成的球是空心的，空心部分的体积是 cm3。 10．（21-22八年级上·辽宁抚顺·期末）如图所示，点燃的蜡烛能使它上方的扇叶旋转起来。这是因为蜡烛的火焰使附近空气的温度升高，体积膨胀，空气的密度变 ，所以热空气 （选填“上升”或“下降”）形成气流，当气流流过扇叶时，带动扇叶旋转。根据气体密度的这种变化规律，发生火灾时，为了避免吸入燃烧产生的有毒气体，人应 逃生（选填“站直”或“弯腰”）。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ ( 6 / 6 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节密度与社会生活（导学案） 【学习目标】 1、理解温度对物质密度的影响，知道气体密度受温度影响最大，牢记水的反常膨胀特点。 2、能列举密度知识在鉴别物质、农业选种、工业生产等领域的应用，并解释其原理。 3、通过实验探究和小组讨论，提升观察分析、逻辑推理的能力，体会物理与生活的联系。 【学习重点】 1、温度对密度的影响； 2、密度知识在社会生活中的应用。 【学习难点】 1、解释风的形成原因； 2、理解水的反常膨胀及其意义。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题 一、知识回顾 密度的定义式：ρ=m/V；变形公式：m=ρv，V=m/ρ。 密度是物质的一种特性，它的大小与物质的质量和体积无关（选填“有关”或“无关”）。 二、预习思考 1、夏天给自行车轮胎打气，为什么不能打得太足？猜想：可能与气体热胀冷缩有关。 答：夏天气温较高，轮胎内的气体受热后分子运动加剧，体积会膨胀。如果打气太足，轮胎内气体压强过大，超过轮胎的承受限度，就容易导致轮胎爆胎。 2、冬天户外的水缸、水管容易冻裂，这一现象的发生是否和水的密度变化有关？ 答：冬天户外的水缸、水管容易冻裂，这一现象的发生和水的密度变化有关。水的密度在4℃时最大，当温度降低到0℃以下时，水会凝固成冰。冰的密度约为0.9×103kg/m3，小于水的密度（1.0×103kg/m3）。根据V=，质量不变时，密度变小，体积会变大。水凝固成冰后体积膨胀，会对水缸、水管产生巨大的向外压力，从而将其撑裂。 3、农民伯伯用盐水选种时，饱满的种子会下沉，干瘪的种子会漂浮，这是利用了密度的差异。 【课堂探究】 探究一、密度与温度 探究1：气体密度与温度的关系（分组实验） 1、实验器材：空烧瓶、气球、热水、冷水 实验步骤： （1）将气球紧紧套在空烧瓶的瓶口，确保密封良好。 （2）把套有气球的烧瓶放入盛有热水的烧杯中，观察气球的变化：放入热水中时，气球会凸起来。。 （3）取出烧瓶，冷却后放入盛有冷水的烧杯中，观察气球的变化：气球变小了。 2、分析与推理： （1）烧瓶密封，瓶内气体的体积保持不变。 （2）热水中气球膨胀，说明气体温度升高时，体积变大；冷水中气球收缩，说明气体温度降低时，体积变小。 （3）根据公式=，推导结论：一定质量的气体，温度升高，密度变小；温度降低，密度变大。 3、生活应用：风的形成 太阳照射地面，近地面空气受热，密度变小而上升，高空冷空气密度较大下沉，冷空气与热空气流动形成风。 探究2：液体、固体密度与温度的关系 1、阅读教材、观察“水的密度随温度变化的图像”，完成填空： 液体和固体的分子间距较小，温度变化时体积变化小，因此密度受温度影响比气体小（选填“大”或“小”）。 2、水的反常膨胀：4℃时水的密度最大；温度高于4℃时，水遵循“热胀冷缩”规律；温度低于4℃时，水表现为“反常膨胀”。 学以致用：冬天湖面结冰，为什么冰面下的水还能保持液态，保障水下生物生存？ 答：水的密度具有特殊规律：在 4℃时密度最大。当冬天气温下降，湖面的水首先遇冷降温，密度变大而下沉；湖底的水温度较高、密度较小而上浮，形成对流。当整个湖水温度降到 4℃后，继续降温，表层水的密度会变小，不再下沉，停留在湖面。当温度降至 0℃时，表层水凝固成冰。冰是热的不良导体，能阻止下层水的热量进一步散失，同时冰的密度比水小，会浮在水面上，因此冰面之下的水能够保持液态，保障水下生物的生存。 探究二、密度与社会生活 小组讨论：密度知识的应用（结合教材实例+生活经验） 应用领域 具体实例 原理分析 鉴别物质 金戒指是否为纯金 测量戒指的密度，与纯金的密度对比，若相等则为纯金。 农业选种 盐水选种 饱满种子密度大于盐水密度，；干瘪种子密度小于盐水密度。 工业生产 飞机采用铝合金材料 铝合金密度小，可减轻飞机机身重量，提升飞行效率。 工业生产 潜艇的浮沉 潜艇通过吸水或排水改变自身质量，从而改变密度，实现上浮和下沉。 拓展思考：为什么暖气片要安装在房间的低处，而空调制冷时要安装在高处？ 答：这一现象的本质是利用空气的热胀冷缩和对流规律。暖气片工作时，加热周围的空气，空气受热体积膨胀、密度变小，会向上流动；上方的冷空气密度大，会向下流动补充，形成对流循环，从而快速加热整个房间。若安装在高处，热空气难以向下流动，取暖效果会大幅下降。空调制冷时，吹出的冷空气密度大，会自然向下流动；下方的热空气密度小，会向上流动被空调冷却，形成对流循环，快速降低室内温度。若安装在低处，冷空气难以向上扩散，制冷效果会变差。 探究二、密度的应用 【归纳整理】 第4节密度与社会生活 【课堂练习】 【A 级】基础演练 1．（20-21八年级上·山东济南·期末）如图所示，小亮从冰箱里取出提前冻好的冰块。已知冰的密度小于水的密度，当冰块全部熔化成水后，它的（　　） A．质量变小，体积变大 B．质量不变，体积变小 C．质量变大，体积变小 D．质量不变，体积变大 【答案】B 【详解】A．B．C．D．冰熔化成水的过程中，质量不变，冰的密度小于水的密度，当冰块全部熔化成水后，体积变小，故B符合题意。 故选B。 2．（20-21八年级上·湖北武汉·期末）一般来说，同种物质温度越高密度越小，遵从热胀冷缩的规律，但是水比较特殊。水在4℃时密度最大，温度高于4℃时，随着温度的升高，水的密度越来越小；温度低于4℃，随着温度的降低，水的密度也越来越小。如图所示是冬天湖水温度分布示意图，下列说法不正确的是（　　） A．与冰面接触的①处水的温度为0℃ B．在0～4℃范围内，水具有热胀冷缩的性质 C．较深湖底⑤处的水可能保持4℃的水温 D．温度高于4℃时，水温度升高，体积会变大 【答案】B 【详解】A．冰水混合物的温度是0℃，所以与冰面接触的①处水的温度为0℃，故A正确，A不符合题意； B．液态水在0～4℃范围内反常膨胀，即当水温低于4℃时，水是热缩冷胀的，故B错误，B符合题意； C．水在4℃时密度最大，所以较深湖底⑤处的水可能保持4℃的水温，故C正确，C不符合题意； D．温度高于4℃时，水是热胀冷缩的，故D正确，D不符合题意。 故选B。 3．（2022·四川自贡·中考真题）物理知识与生活联系非常紧密，下列关于密度的一些说法正确的是（　　） A．1kg的水和1kg的冰的密度相同 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．发生火灾时，受困人员常采取弯腰甚至爬行的姿势撤离，是因为含有有害物质的空气温度较高，密度较小，大量聚集在房间的上方 【答案】D 【详解】A．水和冰的密度一般不同，水的密度为1.0g/cm3，冰的密度一般为0.9g/cm3，故A错误； B．利用密度可鉴别物质，因为不同物质的密度一般不同，但也有一些物质密度相同的，例如：冰和蜡的密度都为0.9g/cm3，故B错误； C．在体积不变时，为了减轻质量， 通常在航空器材中采用强度高，密度小的材料，故C错误； D．发生火灾时，含有有害物质的空气温度升高，密度变小，会大量聚集在房间上方，所以受困人员逃生时，应弯腰甚至爬行撤离。故D正确。 故选D。 4．（2022·广东·中考真题）一枚实心纪念币的质量为16g，体积为2cm3，纪念币的密度是 g/cm3。可见，这枚纪念币 （选填“是”或“不是”）纯金制成。若宇航员将这枚纪念币带到太空，其质量____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（ρ金=19.3×103kg/m3） 【答案】 8 不是 不变 【详解】[1][2]纪念币的密度 由于纪念币的密度小于纯金的密度，则纪念币不是纯金制作的。质量是物质的一种属性，它不随形状、状态、位置和温度的改变而变化，因此将纪念币带到太空，其质量不变。 5．（23-24八年级上·黑龙江双鸭山·期末）冬季气候干燥，容易发生火灾。如若被困火灾现场，建筑物内受困人员应捂鼻、弯腰迅速撤离火场，这是因为燃烧产生的有毒有害气体温度升高，密度 （选填“变大”、“变小”或“不变”），大量聚集在房间的 （选填“上方”、“中间”或“下方”）。 【答案】 变小 上方 【详解】[1][2]气体具有热胀冷缩的性质，温度升高时体积会变大，所以建筑物起火后，燃烧产生的有毒有害气体温度升高，体积变大，根据密度可得密度变小，会上升至房间的上方，所以受困人员应捂鼻、弯腰迅速撤离火场。 【B 级】能力提升 6．（2024·江苏无锡·一模）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。 7．（22-23八年级上·北京·期中）密度知识与生活联系非常紧密，下列关于密度的说法中正确的是（　　） A．铁的密度大于棉花的密度，因此铁的质量大于棉花的质量 B．乒乓球不慎被挤瘪但无破损，球内气体密度变小 C．为减轻质量，比赛用自行车用强度高、密度大的材料制造 D．“油比水轻”漂在水面上，是由于油的密度小于水的密度 【答案】D 【详解】A．铁的密度大于棉花的密度，由于铁和棉花的体积不知道，因此无法比较铁和棉花质量的大小， 故A错误； B．乒乓球不慎被挤瘪但无破损，球内气体质量不变，体积变小，密度变大，故B错误； C．为减轻质量，比赛用自行车采用强度高、密度小的材料制造，故C错误； D．由于油的密度比水的密度小，所以油和水混合在一起时，水沉在下面，油漂在水面，故D正确。 故选D。 8．（23-24八年级下·江苏盐城·期中）如图甲所示为水的密度在0~10℃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．0~4℃的水温度升高时体积会变小 B．在4~10℃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．一定质量的水，温度等于4℃时，体积最大 【答案】A 【详解】A．由图像可知，0~4℃的水温度升高时密度会变大，根据可知，质量不变，体积会变小，故A正确； 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，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D错误。 故选A。 9．（22-23八年级上·安徽黄山·期末）如图是甲、乙两种不同的物质的质量和体积的关系图像。若由甲、乙两种物质制成两个球的体积都是90cm3，质量都是90g，通过计算说明， 物质制成的球是空心的，空心部分的体积是 cm3。 【答案】 甲 30 【详解】[1]由图像得，甲的密度为 乙的密度为 若甲、乙两种物质制成两个球的体积都是90cm3，质量都是90g，则此时甲乙的密度都 所以甲物质制成的球时空心的。 [2]甲球实心部分的体积为 甲球空心部分的体积为 10．（21-22八年级上·辽宁抚顺·期末）如图所示，点燃的蜡烛能使它上方的扇叶旋转起来。这是因为蜡烛的火焰使附近空气的温度升高，体积膨胀，空气的密度变 ，所以热空气 （选填“上升”或“下降”）形成气流，当气流流过扇叶时，带动扇叶旋转。根据气体密度的这种变化规律，发生火灾时，为了避免吸入燃烧产生的有毒气体，人应 逃生（选填“站直”或“弯腰”）。 【答案】 小 上升 弯腰 【详解】[1][2]点燃蜡烛，上方的空气吸收热量，温度升高，体积膨胀，密度变小，密度小的热空气上升，形成气流，气流流过扇叶时，带动扇叶转起来。 [3]发生火灾时，燃烧产生的有毒气体温度较高，密度较小而上升，会分布在房间上方，所以为了避免吸入燃烧时产生的有毒气体，应该贴近地面弯腰前行。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ ( 6 / 6 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $