论文部分内容阅读
密度是物质本身的一种特性,依据这一特性及密度公式ρ=m/V解决问题时,常有下列几种情况,现结合中考实例,将涉及到的密度问题作归类剖析,以期便于同学们能较好地掌握解题的方法和技巧.
一、密度特性问题
例1(2012年山东省聊城市)
关于密度,下列说法正确的是( )
(A) 密度与物体的质量成正比,与物体的体积成反比
(B) 密度是物质的特性,与物体的质量和体积无关
(C) 密度与物体所处的状态无关
(D) 密度与物体的温度无关
解析:同种物质,在一定状态下密度是定值,当物质(或体积)增大几倍时,其体积(或质量)也增大几倍,而比值即单位体积的质量不改变,不能认为物质的密度与质量成正比,与体积成反比.故选项(A)错误,选项(B)正确.同种物质,质量一定时,如果状态发生变化,其体积也相应增大或缩小,所以密度也会随之发生改变,选项(C)错误.同种物质,质量一定时,如果温度发生改变,其体积会相应增大或缩小,所以密度会发生改变,选项(D)错误.本题答案选(B).
例2(2013年湖南省长沙市)
浏阳腐乳以其口感细腻、味道纯正而远近闻名,深受广大消费者喜爱.现测得一块腐乳质量约为10 g,体积约8 cm3,则其密度为
g/cm3.若吃掉一半,剩余部分密度将 .
解析:腐乳的密度:
ρ=m/V=10 g8 cm3=1.25 g/cm3,
因为密度是物质本身的一种特性,与物质的质量和体积无关,
所以若吃掉一半,剩余部分密度将不变.
故答案为:1.25;不变.
点评:密度是物质本身的一种特性,与物质的种类、状态及温度等因素有关,与物质的质量和体积无关.
二、生产应用问题
例3(2012年江苏省无锡市)
我国自主研发生产的一种碳纤维产品,各项性能达到国际先进水平,其密度是钢的四分之一,强度是钢的十倍.它最适合用于制作( )
(A) 汽车的底盘 (B) 产品包装盒
(C) 打夯的重锤 (D) 航空器部件
解析:碳纤维产品其密度是钢的四分之一,在同体积的情况下质量较轻.强度是钢的十倍耐磨,不易折断.航空器部件就需要用这样的材料制成.汽车的底盘和打夯的重锤都是由钢铁制成的,不合题意.产品包装盒有的是由金属制成,有的是由泡沫或塑料制成的,也不合题意.故选(D).解题时要注意这种碳纤维产品在特别场合的运用.
例4(2013年广东省梅州市)
制造航空飞行器时,为了减轻其质量,采用的材料应具有的特点是( )
(A) 硬度高 (B) 熔点低
(C) 密度小 (D) 导热性好
解析:硬度高虽然也是制造航空器时所需要的,但却不符合本题的考查要求;熔点低和导热性好亦不符合要求:
制造航空器时,要尽可能地减轻其质量,单纯从减轻质量的要求考虑,由公式m=ρV知,在航空器体积一定的情况下,要减轻质量,只能选择密度较小的材料.
故选(C).
点评:在生产应用中,要制造一个产品必然从多方面考虑物质的特征,回答问题时要紧紧抓住题目的目标要求进行分析,即明确该题探究的主要是什么问题,与哪些物理概念、规律等有关,并将题目中需要解答的问题与物理知识有效结合,围绕不同的物理特性,细致分析每一选项中描述的内容,这样才能把握准题意,具有针对性和科学性.
三、读图问题
图1
例5(2009年湖北省荆门市)
分别由不同物质a、b、c组成的三个实心体,它们的质量和体积的关系如图1所示,由图可知( )
(A) a物质的密度最大
(B) c物质的密度最大
(C) b物质的密度是2×103 kg/m3
(D) 条件不足,无法判断
解析:本题要求能从图象出发,利用图象确定出密度大小关系,读图知横坐标为体积轴,纵坐标为质量轴,可于体积轴上找出V=2 m3时对应的a、b、c三种物体的质量,分别为4×103 kg、2×103 kg、1×103 kg,根据公式ρ=m/V,则a物质的密度最大,为2×103 kg/m3,故答案选(A).
图2
例6(2012年黑龙江省哈尔滨市)
某同学分别测量了三块橡皮泥的质量和体积,并根据测量数据画出如图2所示的图象,橡皮泥的密度是 g/cm3.若另一块同种橡皮泥的体积为20 cm3,其质量是 g.
解析:(1)从图象可以看出,当质量为60 g时,体积为30 cm3;
橡皮泥的密度ρ=m/V =60 g/30 cm3=2 g/cm3.
(2)从图象上可以看出,当同种橡皮泥的体积为20 cm3,其质量是40 g.
答案:240
点评:图象的优点是能将抽象的问题形象化、直观化,便于揭示数据中所蕴含的物理原理、物理规律,解题时要认真分析图象特征,搞清图象中图线与物理量的具体关系,将物理量与所代表的图线联系起来,弄清坐标轴所代表的物理量,有效地转化为解题的有用条件,灵活处理,就能获得正确答案.
四、固态液态变化问题
例7(2012年四川省眉山市)
杯中的蜡从液态变成固体时,中间会凹陷下去,蜡的质量 ,蜡的密度
(选填“变大”、“不变”或“变小”)
解析:因为质量是物体本身的一种属性,不随物体的形状、状态、位置、温度的改变而改变,所以蜡的质量不变;由于质量不变,体积变小,由公式ρ=m/V 知,蜡由液态变成固态时,密度变大. 答案:不变变大
例8(2013年四川省广安市)
90 g的水完全凝固成冰,则冰的质量是
,体积为 cm3.(ρ冰=0.9×103 kg/m3)
解析:①90 g的水完全凝固成冰,只是状态发生变化,所以质量不变,仍然为90 g;
②因为ρ=m/V,
所以冰的体积为V=
mρ=
90 g
0.9 g/cm3=100 cm3.
答案:90 g100.
点评:密度是物质的一种特性,同种物质的密度与温度(状态)有关,状态不同,密度不同.在固态液态变化问题中,在液态凝固成固态、固态熔化成液态的过程中,物质的质量不变,而密度在变化.
五、鉴别物质问题
例9(2012年内蒙古呼和浩特市)
一个实心铅球的质量是4 kg,经测量它的体积是0.57×10-3 m3,这个铅球是用纯铅制成的吗?(已知ρ铅=11.3×103 kg/m3)
解析:已知ρ铅=11.3×103 kg/m3.
此铅球的密度为:ρ=m/V =4 kg/(0.57×10-3 m3)=7×103 kg/m3<ρ铅;
故这个铅球不是用纯铅制成.
例10(2013年湖南省湘西州)
纯牛奶的密度为(1.1~1.2)×103 kg/m3,李明很想知道学校每天营养餐中的牛奶是不是纯牛奶.他和几个同学根据所学密度知识进行了如下测定:首先用天平称出一盒牛奶的质量是250 g,喝完再称得空盒质量是26 g,然后认真观察牛奶盒,发现牛奶的净含量是200 mL.问:经他们检测计算同学们喝的牛奶是否符合纯牛奶标准?
分析:知道总质量和空盒的质量,可求盒中牛奶的质量,又知道牛奶的净含量(体积),利用密度公式求牛奶的密度;和纯牛奶的密度范围比较得出是否符合纯牛奶标准.
解:一盒牛奶的总质量m1=250 g,空盒质量m2=26 g,
牛奶的质量:m=m1-m2=250 g-26 g=224 g,
牛奶的体积:V=200 mL=200 cm3,
牛奶的密度:ρ=m/V=224 g/200 cm3=1.12 g/cm3=
1.12×103 kg/m3,
在(1.1~1.2)×103 kg/m3的范围之内,该牛奶符合纯牛奶标准.
点评:鉴别物质问题常常先根据题目的已知条件求出物体的密度,再根据密度表查出是何种物质,或与题目叙述的条件进行比较,以解决相关问题,其次还可用比较质量法、比较体积法来解决这类问题.
六、等容问题
图3
例11(2012年四川省泸州市)
如图3所示,在副食店中,商家常用“提子”来量度液体物品的质量.如果用刚好能装0.5kg酱油的“提子”来量度白酒(ρ酱油>ρ白酒),则对装满一“提子”的白酒质量的判断,下列说法正确的是( )
(A) 等于0.5 kg(B) 小于0.5 kg
(C) 大于0.5 kg(D) 以上判断均不正确
解析:因为同一个“提子”能装液体的体积是相同的.
所以V酱油=V白酒,
即:m酱油ρ酱油=
m白酒ρ白酒.
所以m白酒=m酱油ρ酱油
×ρ白酒=ρ白酒ρ酱油
×m酱油.
因为ρ酱油>ρ白酒,所以m白酒 m白酒<0.5 kg.故选(B).
例12(2013年黑龙江省齐齐哈尔市)
一个空瓶子的质量是150 g,当装满水时,瓶和水的总质量是400 g;当装满另一种液体时,瓶和液体的总质量是350 g.则这个瓶子的容积是 cm3,液体的密度是 kg/m3.
分析:(1)根据瓶子质量和装满水后总质量求出水的质量,然后根据密度公式变形,代入数值即可求出水的体积,即瓶子的容积.
(2)根据瓶子质量和装满另一种液体后总质量求出该液体的质量,然后根据密度公式变形,代入数值即可求出该液体的密度.
解:(1)水的质量:m水=m总1-m瓶=400
g-150 g=
250 g,
瓶子的容积:V瓶=V水=m水ρ水=
250 g1 g/cm3=250 cm3.
(2)液体的质量:m=m总2-m瓶=350 g-150 g=200 g,
液体的密度ρ液=mV瓶=
200 g
250 cm3=0.8 g/cm3=0.8×
103 kg/m3.
答案:250;0.8×103.
点评:在这类容器装满液体的相关问题中,容器的容积是一个定值,当用此容器装满两种不同液体时,两种液体的体积相等,其质量视液体密度而定.
七、气体问题
例13(2012年四川省凉山州)
某钢瓶内装氧气密度是8 kg/m3,在一次气焊中用去其中的
14,则瓶内剩余氧气的密度为 kg/m3.
解析:整个过程中氧气的体积不变,设氧气瓶的体积为V.
则原来氧气的质量为:m=ρV.
用去其中的四分之一后,还剩m′=(1-
14)ρV=
34
ρV
则瓶内剩余氧气的密度为:ρ′=
mV=
34ρVV=
34ρ=
34×8 kg/m3=6 kg/m3
八、测量误差问题
例15(2013年山东省日照市)
小伟同学利用天平和量筒测橙汁的密度,下列操作步骤中多余的是( )
(A) 用天平测量空烧杯的质量
(B) 将橙汁倒入烧杯中,用天平测量烧杯和橙汁的总质量
(C) 将烧杯中的橙汁倒入量筒中一部分,测出量筒中橙汁的体积
(D) 用天平测量烧杯和剩余橙汁的总质量
解析:利用天平和量筒测橙汁的密度时,可将橙汁倒入烧杯中,用天平测量烧杯和橙汁的总质量m1,将烧杯中的橙汁倒入量筒中一部分,测出量筒中橙汁的体积,用天平测出烧杯和剩余橙汁的质量m2,求出量筒中橙汁的质量,根据ρ=m /V求出密度,所以实验中没用的步骤为:(A)用天平测量空烧杯的质量.故选(A).
点评:测量液体的密度实验是学生必须掌握的一个重要实验,能力要求较高,液体密度测量的原理是ρ=m/V,体积V可利用量筒测出,而测量液体的质量m是关键,方法如下:首先用天平测出容器和液体的总质量m1,然后将容器中的一部分液体倒入量筒中,再用天平测出容器和剩余液体的质量m2,则量筒内液体的质量就为m=m1-m2,而如果顺序颠倒,先测容器的质量,后测容器和液体的总质量,则会使测量结果出现偏差.
一、密度特性问题
例1(2012年山东省聊城市)
关于密度,下列说法正确的是( )
(A) 密度与物体的质量成正比,与物体的体积成反比
(B) 密度是物质的特性,与物体的质量和体积无关
(C) 密度与物体所处的状态无关
(D) 密度与物体的温度无关
解析:同种物质,在一定状态下密度是定值,当物质(或体积)增大几倍时,其体积(或质量)也增大几倍,而比值即单位体积的质量不改变,不能认为物质的密度与质量成正比,与体积成反比.故选项(A)错误,选项(B)正确.同种物质,质量一定时,如果状态发生变化,其体积也相应增大或缩小,所以密度也会随之发生改变,选项(C)错误.同种物质,质量一定时,如果温度发生改变,其体积会相应增大或缩小,所以密度会发生改变,选项(D)错误.本题答案选(B).
例2(2013年湖南省长沙市)
浏阳腐乳以其口感细腻、味道纯正而远近闻名,深受广大消费者喜爱.现测得一块腐乳质量约为10 g,体积约8 cm3,则其密度为
g/cm3.若吃掉一半,剩余部分密度将 .
解析:腐乳的密度:
ρ=m/V=10 g8 cm3=1.25 g/cm3,
因为密度是物质本身的一种特性,与物质的质量和体积无关,
所以若吃掉一半,剩余部分密度将不变.
故答案为:1.25;不变.
点评:密度是物质本身的一种特性,与物质的种类、状态及温度等因素有关,与物质的质量和体积无关.
二、生产应用问题
例3(2012年江苏省无锡市)
我国自主研发生产的一种碳纤维产品,各项性能达到国际先进水平,其密度是钢的四分之一,强度是钢的十倍.它最适合用于制作( )
(A) 汽车的底盘 (B) 产品包装盒
(C) 打夯的重锤 (D) 航空器部件
解析:碳纤维产品其密度是钢的四分之一,在同体积的情况下质量较轻.强度是钢的十倍耐磨,不易折断.航空器部件就需要用这样的材料制成.汽车的底盘和打夯的重锤都是由钢铁制成的,不合题意.产品包装盒有的是由金属制成,有的是由泡沫或塑料制成的,也不合题意.故选(D).解题时要注意这种碳纤维产品在特别场合的运用.
例4(2013年广东省梅州市)
制造航空飞行器时,为了减轻其质量,采用的材料应具有的特点是( )
(A) 硬度高 (B) 熔点低
(C) 密度小 (D) 导热性好
解析:硬度高虽然也是制造航空器时所需要的,但却不符合本题的考查要求;熔点低和导热性好亦不符合要求:
制造航空器时,要尽可能地减轻其质量,单纯从减轻质量的要求考虑,由公式m=ρV知,在航空器体积一定的情况下,要减轻质量,只能选择密度较小的材料.
故选(C).
点评:在生产应用中,要制造一个产品必然从多方面考虑物质的特征,回答问题时要紧紧抓住题目的目标要求进行分析,即明确该题探究的主要是什么问题,与哪些物理概念、规律等有关,并将题目中需要解答的问题与物理知识有效结合,围绕不同的物理特性,细致分析每一选项中描述的内容,这样才能把握准题意,具有针对性和科学性.
三、读图问题
图1
例5(2009年湖北省荆门市)
分别由不同物质a、b、c组成的三个实心体,它们的质量和体积的关系如图1所示,由图可知( )
(A) a物质的密度最大
(B) c物质的密度最大
(C) b物质的密度是2×103 kg/m3
(D) 条件不足,无法判断
解析:本题要求能从图象出发,利用图象确定出密度大小关系,读图知横坐标为体积轴,纵坐标为质量轴,可于体积轴上找出V=2 m3时对应的a、b、c三种物体的质量,分别为4×103 kg、2×103 kg、1×103 kg,根据公式ρ=m/V,则a物质的密度最大,为2×103 kg/m3,故答案选(A).
图2
例6(2012年黑龙江省哈尔滨市)
某同学分别测量了三块橡皮泥的质量和体积,并根据测量数据画出如图2所示的图象,橡皮泥的密度是 g/cm3.若另一块同种橡皮泥的体积为20 cm3,其质量是 g.
解析:(1)从图象可以看出,当质量为60 g时,体积为30 cm3;
橡皮泥的密度ρ=m/V =60 g/30 cm3=2 g/cm3.
(2)从图象上可以看出,当同种橡皮泥的体积为20 cm3,其质量是40 g.
答案:240
点评:图象的优点是能将抽象的问题形象化、直观化,便于揭示数据中所蕴含的物理原理、物理规律,解题时要认真分析图象特征,搞清图象中图线与物理量的具体关系,将物理量与所代表的图线联系起来,弄清坐标轴所代表的物理量,有效地转化为解题的有用条件,灵活处理,就能获得正确答案.
四、固态液态变化问题
例7(2012年四川省眉山市)
杯中的蜡从液态变成固体时,中间会凹陷下去,蜡的质量 ,蜡的密度
(选填“变大”、“不变”或“变小”)
解析:因为质量是物体本身的一种属性,不随物体的形状、状态、位置、温度的改变而改变,所以蜡的质量不变;由于质量不变,体积变小,由公式ρ=m/V 知,蜡由液态变成固态时,密度变大. 答案:不变变大
例8(2013年四川省广安市)
90 g的水完全凝固成冰,则冰的质量是
,体积为 cm3.(ρ冰=0.9×103 kg/m3)
解析:①90 g的水完全凝固成冰,只是状态发生变化,所以质量不变,仍然为90 g;
②因为ρ=m/V,
所以冰的体积为V=
mρ=
90 g
0.9 g/cm3=100 cm3.
答案:90 g100.
点评:密度是物质的一种特性,同种物质的密度与温度(状态)有关,状态不同,密度不同.在固态液态变化问题中,在液态凝固成固态、固态熔化成液态的过程中,物质的质量不变,而密度在变化.
五、鉴别物质问题
例9(2012年内蒙古呼和浩特市)
一个实心铅球的质量是4 kg,经测量它的体积是0.57×10-3 m3,这个铅球是用纯铅制成的吗?(已知ρ铅=11.3×103 kg/m3)
解析:已知ρ铅=11.3×103 kg/m3.
此铅球的密度为:ρ=m/V =4 kg/(0.57×10-3 m3)=7×103 kg/m3<ρ铅;
故这个铅球不是用纯铅制成.
例10(2013年湖南省湘西州)
纯牛奶的密度为(1.1~1.2)×103 kg/m3,李明很想知道学校每天营养餐中的牛奶是不是纯牛奶.他和几个同学根据所学密度知识进行了如下测定:首先用天平称出一盒牛奶的质量是250 g,喝完再称得空盒质量是26 g,然后认真观察牛奶盒,发现牛奶的净含量是200 mL.问:经他们检测计算同学们喝的牛奶是否符合纯牛奶标准?
分析:知道总质量和空盒的质量,可求盒中牛奶的质量,又知道牛奶的净含量(体积),利用密度公式求牛奶的密度;和纯牛奶的密度范围比较得出是否符合纯牛奶标准.
解:一盒牛奶的总质量m1=250 g,空盒质量m2=26 g,
牛奶的质量:m=m1-m2=250 g-26 g=224 g,
牛奶的体积:V=200 mL=200 cm3,
牛奶的密度:ρ=m/V=224 g/200 cm3=1.12 g/cm3=
1.12×103 kg/m3,
在(1.1~1.2)×103 kg/m3的范围之内,该牛奶符合纯牛奶标准.
点评:鉴别物质问题常常先根据题目的已知条件求出物体的密度,再根据密度表查出是何种物质,或与题目叙述的条件进行比较,以解决相关问题,其次还可用比较质量法、比较体积法来解决这类问题.
六、等容问题
图3
例11(2012年四川省泸州市)
如图3所示,在副食店中,商家常用“提子”来量度液体物品的质量.如果用刚好能装0.5kg酱油的“提子”来量度白酒(ρ酱油>ρ白酒),则对装满一“提子”的白酒质量的判断,下列说法正确的是( )
(A) 等于0.5 kg(B) 小于0.5 kg
(C) 大于0.5 kg(D) 以上判断均不正确
解析:因为同一个“提子”能装液体的体积是相同的.
所以V酱油=V白酒,
即:m酱油ρ酱油=
m白酒ρ白酒.
所以m白酒=m酱油ρ酱油
×ρ白酒=ρ白酒ρ酱油
×m酱油.
因为ρ酱油>ρ白酒,所以m白酒
例12(2013年黑龙江省齐齐哈尔市)
一个空瓶子的质量是150 g,当装满水时,瓶和水的总质量是400 g;当装满另一种液体时,瓶和液体的总质量是350 g.则这个瓶子的容积是 cm3,液体的密度是 kg/m3.
分析:(1)根据瓶子质量和装满水后总质量求出水的质量,然后根据密度公式变形,代入数值即可求出水的体积,即瓶子的容积.
(2)根据瓶子质量和装满另一种液体后总质量求出该液体的质量,然后根据密度公式变形,代入数值即可求出该液体的密度.
解:(1)水的质量:m水=m总1-m瓶=400
g-150 g=
250 g,
瓶子的容积:V瓶=V水=m水ρ水=
250 g1 g/cm3=250 cm3.
(2)液体的质量:m=m总2-m瓶=350 g-150 g=200 g,
液体的密度ρ液=mV瓶=
200 g
250 cm3=0.8 g/cm3=0.8×
103 kg/m3.
答案:250;0.8×103.
点评:在这类容器装满液体的相关问题中,容器的容积是一个定值,当用此容器装满两种不同液体时,两种液体的体积相等,其质量视液体密度而定.
七、气体问题
例13(2012年四川省凉山州)
某钢瓶内装氧气密度是8 kg/m3,在一次气焊中用去其中的
14,则瓶内剩余氧气的密度为 kg/m3.
解析:整个过程中氧气的体积不变,设氧气瓶的体积为V.
则原来氧气的质量为:m=ρV.
用去其中的四分之一后,还剩m′=(1-
14)ρV=
34
ρV
则瓶内剩余氧气的密度为:ρ′=
mV=
34ρVV=
34ρ=
34×8 kg/m3=6 kg/m3
八、测量误差问题
例15(2013年山东省日照市)
小伟同学利用天平和量筒测橙汁的密度,下列操作步骤中多余的是( )
(A) 用天平测量空烧杯的质量
(B) 将橙汁倒入烧杯中,用天平测量烧杯和橙汁的总质量
(C) 将烧杯中的橙汁倒入量筒中一部分,测出量筒中橙汁的体积
(D) 用天平测量烧杯和剩余橙汁的总质量
解析:利用天平和量筒测橙汁的密度时,可将橙汁倒入烧杯中,用天平测量烧杯和橙汁的总质量m1,将烧杯中的橙汁倒入量筒中一部分,测出量筒中橙汁的体积,用天平测出烧杯和剩余橙汁的质量m2,求出量筒中橙汁的质量,根据ρ=m /V求出密度,所以实验中没用的步骤为:(A)用天平测量空烧杯的质量.故选(A).
点评:测量液体的密度实验是学生必须掌握的一个重要实验,能力要求较高,液体密度测量的原理是ρ=m/V,体积V可利用量筒测出,而测量液体的质量m是关键,方法如下:首先用天平测出容器和液体的总质量m1,然后将容器中的一部分液体倒入量筒中,再用天平测出容器和剩余液体的质量m2,则量筒内液体的质量就为m=m1-m2,而如果顺序颠倒,先测容器的质量,后测容器和液体的总质量,则会使测量结果出现偏差.