第4节 密度与社会生活
知识点 1 密度与温度
1.物理课上,老师拿来一个酒精灯和一个纸风车,用细线吊住纸风车放在灯焰上方,过了一会儿,风车转了起来,如所示。这是因为:灯焰使周围空气温度升高,密度变________,热空气在________(选填“上升”或“下降”)的过程中推动风车转动。
2.一定质量的封闭气体,当它遇冷体积缩小后,它的密度( )
A.增大 B.减小
C.不变 D.可能增大,也可能减小
3.冬天,造成室外自来水管冻裂的原因是( )
A.水管里的水结成冰以后,密度变大
B.水管本身耐寒程度不够而冻裂
C.水管里的水结成冰以后,质量变大
D.由于冰的密度比水小,水管里的水结成冰以后体积变大
知识点 2 水的反常膨胀
4.水具有反常膨胀的特性。如所示为水的密度在0~10 ℃范围内随温度变化的曲线。根据图象可知:温度等于________℃时,水的密度最大;在0~4 ℃范围内,水具有____________(选填“热胀冷缩”或“热缩冷胀”)的性质。
5.如所示是冰封湖面下的水温示意图。比较各温区水的密度大小,以下判断正确的是( )
A.0 ℃温区的水密度最大
B.2 ℃温区的水密度最大
C.4 ℃温区的水密度最大
D.冰面下各温区的水密度都相同
知识点 3 密度与社会生活
6.一些影片中常有这样的镜头:高墙倒塌压在众人(演员)身上,造成人员受伤。但在实际拍摄中,倒塌的高墙并不会伤害演员,砌成这种高墙的物块最有可能是( )
A.泥土砖块 B.金属块
C.泡沫塑料块 D.木块
7.有一个实心金属块,从外观上很难认出是哪种金属,现测得它的体积和质量分别为5.4 cm3、48 g,请你通过下表鉴别它可能是哪种金属( )
物质 密度/(kg·m-3)
铅 11.3×103
铝 2.7×103
铜 8.9×103
铁 7.9×103
A.铝 B.铜
C.铅 D.铁
8.人类在新材料探索的道路上总在进行着不懈的努力,世界上最轻的固体“气凝胶”(如所示)就是新材料探索的重要成果,该物质的牢固耐用程度不亚于钢材,且能承受1400 ℃的高温。“气凝胶”是世界上最轻的固体,是指它的________(选填“密度”或“质量”)小。已知某大型飞机,如果用“气凝胶”这种材料制作,需要“气凝胶”的体积为15 m3,则飞机的质量为________kg。(“气凝胶”的密度为3 kg/m3)
9.密度知识与生活联系非常紧密,下列关于密度的一些说法中正确的是( )
A.1 kg冰与1 kg水的密度相等
B.乒乓球不慎被挤瘪但无破损,球内气体密度变大
C.为减轻质量,比赛用自行车采用强度高、密度大的材料制造
D.鉴别一个实心金属球到底是不是铁做的,只需测出它的密度即可作出准确判断
10.“盐水选种”时需要用密度为1.1 g/cm3的盐水,现配制了0.05 m3的盐水,称得它的质量是60 kg。这样的盐水( )
A.符合要求
B.无法确定是否符合要求
C.不符合要求,需要加盐
D.不符合要求,需要加水
11.如所示是我国自行研制的拥有自主产权的飞机。设计师为了减轻飞机的质量,将一些钢制零件改成铝合金制零件,使其质量减小了102 kg,则所需铝合金的质量为______kg。(ρ钢=8.0×103 kg/m3,ρ铝合金=2.0×103 kg/m3)
12.现有由同一种材料做成的四个正方体A、B、C、D,其中有一个是空心的,它们的边长和质量如所示,空心的是________,这种材料的密度是________g/cm3。
13.某研究人员为了探究冰和水体积与温度的关系,在一定的环境下将1 g的冰加热,分别记录其温度和体积,得到了如所示的图象。请你观察此图象,回答下列问题:
(1)冰从-4 ℃上升到0 ℃时,其体积将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)水在4 ℃时密度__________(选填“最大”或“最小”)。
(3)冬天,当河面结冰时,与冰接触的河水温度是________℃,较深河底的水温是________℃。
14.小明的妈妈买了一枚金戒指。小明想知道这枚金戒指是不是纯金的(金的密度为19.3×103 kg/m3),于是测出戒指的质量为7.8 g,体积为0.5 cm3。请通过计算判断这枚戒指是不是纯金的。
15.有一铁球,质量是237 g,体积是80 cm3。(ρ铁=7.9×103 kg/m3,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)请通过计算说明该铁球是空心的。
(2)空心部分的体积是多大?
(3)若将该铁球的空心部分注满水,则整个铁球的总质量是多大?
考| 题| 展| 示
16.[2019·宜昌] 室内火灾发生时,受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离,以尽量减少有害气体的吸入。这是因为燃烧产生的有害气体( )
A.温度较低,密度较大
B.温度较低,密度较小
C.温度较高,密度较大
D.温度较高,密度较小
17.[2019·泸州] 央视新闻2019年2月13日消息,国产大飞机C919已进入批量总装阶段,机体主结构使用的第三代新型复合材料比同体积的第二代材料质量更小,这是因为第三代复合材料的________更小。
答案
1.[教材信息题] 小 上升
灯焰上方空气被加热后体积膨胀,根据ρ=可知,空气密度变小,会向上运动;流动的空气带动风车转动。
2.A
由ρ=可知,m一定,V减小,ρ增大。
3.D
4.4 热缩冷胀
5.[教材信息题] C
由图知,4 ℃的水在最底层,所以4 ℃温区的水密度最大。
6.C
7.B
金属块的密度:ρ==≈8.9 g/cm3=8.9×103 kg/m3,参照密度表中数据可知,这种金属可能是铜。
8.[教材信息题] 密度 45
9.B
1 kg冰与1 kg水的质量相同,冰的体积大,密度小,故A错误;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正确;自行车的体积一定,由m=ρV可知,材料的密度越小,自行车的质量越小,则比赛用自行车应采用强度高、密度小的材料制造,故C错误;利用密度可以鉴别物质,但是有些不同物质的密度是相同的,因此鉴别一个实心金属球到底是不是铁做的,只测出它的密度不能作出准确判断,要准确地进行鉴别,常常要多种方法并用,故D错误。
10.D
配制的盐水的密度:ρ===1.2×103 kg/m3=1.2 g/cm3,
因为ρ>1.1 g/cm3,
所以配制的盐水不符合要求,盐水的密度偏大,需要加水以减小密度。
11.34
零件体积不变,V钢=V铝合金, 即=,=,解得m铝合金=34 kg。
12.C 5
四个正方体的密度依次为ρA===5 g/cm3,ρB===5 g/cm3,ρC==≈3.89 g/cm3,ρD===5 g/cm3,
由计算可知,这种材料的密度是5 g/cm3,只有C正方体与其他正方体的密度不同,故C是空心的。
13.(1)变大 (2)最大 (3)0 4
(1)由图象可知,冰从-4 ℃上升到0 ℃时,温度升高,其体积在不断增大。
(2)水的温度变化时,其质量不变;由图象可知4 ℃时水的体积最小,根据ρ=可知,水在4 ℃时密度最大。
(3)因为冰水混合物的温度为0 ℃,所以当河面结冰时,与冰接触的河水温度(即冰水混合物的温度)为0 ℃;密度最大的水在最下面,且水在4 ℃时密度最大,所以较深河底的水温是4 ℃。
14.金戒指的密度:
ρ===15.6 g/cm3=15.6×103 kg/m3,
因为15.6×103 kg/m3<19.3×103 kg/m3,所以这枚戒指不是纯金的。
15.(1)铁球含铁的体积:V铁===30 cm3,因为V铁<V球,故该铁球是空心的。
(2)空心部分的体积:
V空心=V球-V铁=80 cm3-30 cm3=50 cm3。
(3)若将该铁球的空心部分注满水,水的体积为V水=V空心=50 cm3,则所注水的质量:m水=ρ水V水=1.0 g/cm3×50 cm3=50 g,
故整个铁球的总质量:
m总=m球+m水=237 g+50 g=287 g。
16.D
物体有热胀冷缩的性质,温度变化,体积会变化,则密度随温度的变化而变化。
室内火灾发生时,温度较高,室内有毒气体体积膨胀,密度减小,从而聚集在房间的上方。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。
17.密度