6.2物质的密度
知识梳理
1.定义:某种物质 叫做这种物质的密度。
2. 定义式:密度= ;若用ρ表示密度,用m表示质量,用V表示体积,则ρ= 变形得m=ρV V=m/ρ
3. 单位:国际单位制:主单位 ,常用单位 。
单位换算关系:1 g/cm3=103 kg/m3 1 kg/m3=10-3 g/cm3。
4.理解密度公式ρ=m/V
(1)同种材料,同种物质,ρ不变,m与 V成 ,即m1/m2=V1/V2;物体的密度ρ与物
体的质量、体积、形状无关,但与质量和体积的比值有关;密度随温度、压强、状态等
改变而改变,不同物质的密度 ,所以密度是物质的一种 。
(2)质量相同的不同物质,密度ρ与体积v成 ,即V1/V2=ρ2/ρ1;
(3)体积相同的不同物质,密度ρ与质量m成 比,即m1/m2=ρ1/ρ2。
基础知识
1.一盒牛奶喝掉一半后,下列判断正确的是
A.质量不变,密度不变
B.质量变小,密度不变
C.质量变小,密度变小
D.质量不变,密度变小
2.野战部队行军时携带的压缩饼干与平常的饼干相比,主要好处是:在质量相等的情况下,它的
A.密度大,体积大
B.密度小,体积小
C.密度一样,体积小
D.密度大,体积小
3.对于公式密度ρ=的理解,下列说法中正确的是
A.密度ρ与物体的质量m成正比
B.密度ρ与物体的体积V成反比
C.密度ρ与物体的质量m和体积V都有关
D.密度ρ在数值上等于物体的质量m与体积V的比值
4.我国自主研发生产的一种碳纤维材料,各项性能均达到国际先进水平,其密度是钢的四分之一,下列关于碳纤维材料说法正确的是
A.碳纤维材料的质量越大密度越大
B.有两个等体积的实心航空器部件,分别用碳纤维材料和钢制成,它们的质量比为1:4
C.用碳纤维材料制成的航空器部件,在地球上的质量要比在月球上的质量大
D.碳纤维材料适合制作打夯的重锤
重难点突破
一、选择题
1.(2020秋 海门市期末)搭载天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭在我国文昌航天发射场点火发射,像火箭等高速航天器外壳要求轻巧、耐高温。航天器外壳材料应具有的属性是( )
A.密度大 熔点高 B.密度小 熔点高
C.密度大 熔点低 D.密度小 熔点低
2.(2021 溧阳市模拟)如图所示是一种利用不同果汁调配而成的饮料。调配静置一段时间后不同颜色的果汁界面分明,这主要是由于不同颜色的果汁具有不同的( )
A.质量 B.体积 C.密度 D.温度
3.(2020秋 临汾期末)木雕是我国历史悠久、技艺精湛的雕刻工艺,是我国工艺美术中一项珍贵的艺术遗产。如图所示,这是一名工艺师正在一个质地均匀的木头上进行雕刻。雕刻过程中不发生变化的是( )
A.木头的质量 B.木头的体积
C.木头的密度 D.木头的质量和密度
4.(2021 淮北开学)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.一杯酒精用去一半后剩余酒精的密度变为原来的一半
5.(2021春 句容市月考)关于物质的密度。下列说法中正确的是( )
A.由公式ρ=可知,物质的密度跟质量成正比,跟体积成反比
B.密度是物体的属性,物体不同,密度也不同
C.密度是物质的特性,其大小不随温度、形状、状态的变化而变化
D.不同种类的物质,其质量与体积的比值一般不同
6.(2021 靖西市模拟)甲乙两种物质的质量与体积的关系如图所示,由图可知,甲、乙的密度关系( )
A.ρ甲<ρ乙 B.ρ甲>ρ乙 C.ρ甲=ρ乙 D.不能确定
7.(2021春 高邮市月考)甲物质的密度为2.5 t/m3,乙物质的密度为2.5 kg/dm3,丙物质的密度为250 kg/m3,丁物质的密度为2.5 g/cm3,其中密度最小的物质是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
8.(2020秋 曲阜市期末)如图所示,底面积不同的甲、乙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,切去质量恰好相等,那么甲、乙密度以及甲、乙切去前的质量关系( )
A.ρ甲<ρ乙,m甲>m乙 B.ρ甲>ρ乙,m甲>m乙
C.ρ甲<ρ乙,m甲<m乙 D.ρ甲>ρ乙,m甲<m乙
9.(2021春 盐城月考)要想一次较精确地用量筒量出125 mL的酒精,应选用下列哪种规格的量筒。下列各项中,前面的数值是量筒的量程,后面的数值是量筒的分度值( )。
A.100 mL 1 mL B.150 mL 2 mL
C.150 mL 5 mL D.200 mL 10 mL
10.(2021 苏州)如图,量筒中盛有40 mL水,将量筒上表示体积的刻度值换成质量的刻度值,便可以制作成一个“质量秤”。某些小物块放入量筒中后,就可以直接读出该物块的质量。以下说法正确的是( )
A.该秤的零刻度线在量筒的零刻度线处
B.该秤的分度值为1 g
C.该秤能称量的小物块质量最大为60 g
D.该秤可称量质量小于40 g的实心小铁块质量
二、填空题
11.(2021春 东台市月考)故事影片中所展现的楼房倒塌的场面中,砸在人们身上的“混凝土块”是由密度很 的材料制成的道具。“削铁如泥”通常用来形容某种刀具品质优良,从科学的角度来讲,说明制作刀具的材料 比铁大。
12.(2021春 东台市月考)ρ冰=0.9×103 kg/m3,表示的物理意义是 ,质量为450 g的水结冰后,冰的质量 (变大/变小/不变),若将该冰块凿去1/3,剩余冰块的密度为 g/cm3。
13.(2021春 官渡区期末)“金龙鱼”花生油商标上标有“5 L”的字样,5 L= m ,该花生油的密度是0.9×10 kg/m ,它表示的含义是 。
14.(2020秋 凌海市期中)如图为A、B两种物质m﹣V的关系图象。由图可知,A,B两种物质的密度之间的关系是ρA ρB(选填“>”、“=”或“<”),其中 (选填“A”或“B”)物质为水。
三、计算题
15.(2021 济南模拟)目前世界上最“轻”的材料是由我国科学家造出的“全碳气凝胶”。如图所示,即使把它压在狗尾草上也不会压弯狗尾草的毛尖。已知一块100 cm3的“全碳气凝胶”的质量是1.6×10﹣2 g,求:该“全碳气凝胶”的密度是多少 g/cm3?
16.(2021 泉港区模拟)有一种表示酒的度数的方法称为标准酒度,是指在温度20℃的条件下,每100 mL酒液所含的酒精量(mL)。已知ρ酒精=0.8×103 kg/m3,ρ水=1.0×103 kg/m3。请根据标准酒度的定义求52度酒液的密度。
能力提升
1.甲、乙两种物质的m–V图象如图所示,分析图象可知
A.若甲、乙的质量相等,则甲的体积较大
B.若甲、乙的体积相等,则甲的质量较小
C.两物质的密度之比为4:1
D.两物质的密度之比为1:4
2.有四个容量均为200 mL的瓶子,分别装满酱油、纯水、植物油和酒精,那么装的质量最多的是(ρ酱油>ρ纯水>ρ植物油>ρ酒精)
A.纯水 B.酱油
C.酒精 D.植物油
3.一件200 kg的冰雕作品熔化成水后其质量为____________ kg,体积是_________m3。(水的密度为1.0×103 kg/m3)
4.一个杯里装有200 mL牛奶,其中牛奶的质量是210 g,那么牛奶的密度是________ g/cm3;小聪喝了半杯,剩余半杯牛奶的密度___________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
参考答案与解析
知识梳理
质量与体积的比值
质量/体积 m/V
kg/m3 g/cm3
4.(1)正比 一般不同 特性(2)反比(3)正比
基础知识
1.【答案】B
【解析】一盒牛奶喝掉一半后,质量减小为原来的一半,密度不变。故选B。
2.【答案】D
【解析】压缩饼干主要是质量不变,体积变小,所以密度变大。故选D。
3.【答案】D
【解析】密度是物质本身的一种特性,密度的大小与物体的质量和体积的大小无关,故A、B、C错误;密度是单位体积的某种物质的质量,数值上等于质量m与体积V的比值,故D正确,故选D。
4.【答案】B
【解析】A.同种物质(状态不变)密度相同,与其质量大小无关,故A错误;B.由ρ=m/V可得:m钢/m碳纤维=ρ钢V/ρ碳纤维V=ρ钢/ρ碳纤维=4/1,即m碳纤维/m钢=1/4=1:4,故B正确;C.用碳纤维材料制成同一个航空器部件,在地球上的质量和在月球上的质量一样大,故C错误;D.碳纤维产品其密度是钢的四分之一,在体积一定的情况下质量较轻,而打夯的重锤要求密度较大的材质,故D错误。故选B。
重难点突破
1.【解答】解:对于航天器来说,外壳要轻巧,即相同体积的材料,质量小,故其密度必须小;同时耐高温,即必须熔点高,不易熔化,故航天器外壳材料应具有的特性是密度小,熔点高。
故选:B。
2.【解答】解:由题意可知,果汁是由几种不同的饮料调配而成的,由于饮料的浓度、成分不同,所以密度不同,经过调配后,不同颜色的饮料界面分明,密度最大的在最下层,密度最小的在最上面。饮料的分层与质量、体积和温度无关。
故选:C。
3.【解答】解:由题意知,一名工艺师正在一个质地均匀的木头上进行雕刻过程中,木头的质量和体积会变小;密度是物质的一种特性,同种物质,密度相同,所以密度不变,故C正确,ABD错误。
故选:C。
4.【解答】解:A.铁的密度大于棉花的密度,由于铁和棉花的体积关系未知,所以根据m=ρV可知,铁的质量不一定大于棉花,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,故密度变大,故B正确;
C.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,比赛用自行车采用强度高、密度小的材料制造,故C错误;
D.一杯酒精用去一半后,剩余酒精的质量和体积减小,但物质种类和状态没有变化,所以密度不变,故D错误。
故选:B。
5.【解答】解:A.密度是物质的一种特性,密度的大小跟物质的种类、状态、温度有关,和质量的多少,体积的大小无关,故A错误;
B.密度是物质的特性,物体不同,密度有可能相同的,故B错误;
C.密度是物质的特性,其温度和状态发生变化,密度会发生变化,故C错误;
D.密度在数值上等于质量与体积的比值,不同种类的物质,其质量与体积的比值一般不同,故D正确。
故选:D。
6.【解答】解:由图像可知,当V甲=V乙时,m甲>m乙,由ρ=可知,ρ甲>ρ乙;
当m甲=m乙时,V甲<V乙,由ρ=可知,ρ甲>ρ乙。
故选:B。
7.【解答】解:1 t=103 kg,1 g=10﹣3 kg,1 dm3=10﹣3 m3,1 cm3=10﹣6 m3,
甲物质的密度:ρ甲=2.5 t/m3=2.5×103 kg/m3,
乙物质的密度:ρ乙=2.5 kg/dm3===2.5×103 kg/m3,
丙物质的密度:ρ丙=250 kg/m3=2.5×102 kg/m3,
丁物质的密度:ρ丁=2.5 g/cm3===2.5×103 kg/m3,
由此可知,ρ甲=ρ乙=ρ丁>ρ丙,所以丙物质的密度是最小的。
故选:C。
8.【解答】解:
由密度公式可知m=ρV=ρhS,
由题意可知,切去高度相等的均匀圆柱体,则h甲=h乙、S甲>S乙,
由V=Sh可知切去部分的体积:
△V甲>△V乙,
而切去部分的质量相等,即△m甲=△m乙,
由ρ=可知,ρ甲<ρ乙;
相同高度的甲、乙质量相等,由于切去前甲的高度大于乙的高度,甲、乙切去前的质量:
m甲>m乙。
故选:A。
9.【解答】解:因为要一次量去酒精,所以A不符合要求;最大量度为150 mL和200 mL的量筒都可以使用,考虑到要尽可能精确的量取,要量取125 mL的酒精,选用分度值为5 mL的比2 mL的更加容易精确,所以B、D不符合要求,C符合要求。
故选:C。
10.【解答】解:
A.该“质量秤”原理是指在测量质量时物体在水中处于漂浮或悬浮状态,此时物体处于平衡状态,其受到的浮力等于自身的重力,即可得到物体的质量,所以40 mL处是零刻度,故A错误;
B.由图可知,量筒的分度值是2 mL,所以质量秤的分度值2 g,故B错误;
C.量筒中盛有40 mL水,其最大测量值是100 mL,所以物体放入后排开水的体积最大为60 mL,
由阿基米德原理可知,此时浮力F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×60×10﹣5 m3×10 N/ kg=0.6 N,
物体的浮沉条件得物体的最大重力为G=0.6 N,
则能称量物体的最大质量,故C正确;
D.实心小铁块浸入水中后会下沉至量筒底部,浮力小于重力,不能用该秤测量,故D错误。
故选:C。
11.【解答】解:
(1)用作道具的混凝土块和真实的混凝土块体积相同时,根据m=ρV可知,密度越小、质量越小,对人产生的伤害越小,所以用作道具的混凝土块是由密度很小的材料制成的;
(2)“削铁如泥”是说明刀的硬度大,可以切下铁等坚硬的物质。
故答案为:小;硬度。
12.【解答】解:(1)体积是1 m3的某种物质的质量,叫做这种物质的密度。冰的密度为0.9×103 kg/m3,它表示每立方米冰的质量为0.9×103 kg;
(2)质量为450 g的水结冰后,状态发生变化,所含物质多少没有变化,所以质量不变;若将该冰块凿去1/3,剩余冰块的密度不变为0.9 g/cm3。
故答案为:每立方米的冰的质量是0.9×103千克;不变;0.9。
13.【解答】解:(1)因为1 L=1×10﹣3 m3,所以5 L=5×10﹣3 m3;
(2)花生油的密度是0.9×103 kg/m3,它表示体积是1 m3的花生油,其质量为0.9×103 kg。
故答案为:5×10﹣3;体积是1 m3的花生油,其质量为0.9×103 kg。
14.【解答】解:由图象可知,当mA=30 g时,VA=30 cm3;当mB=30 g时,VB=40 cm3,
则A、B的密度分别为:
ρA===1 g/cm3=ρ水,
ρB===0.75 g/cm3,
所以,ρA>ρB。
故答案为:>;A。
15.【解答】解:该“全碳气凝胶”的密度:
ρ===1.6×10﹣4 g/cm3。
答:该“全碳气凝胶”的密度是1.6×10﹣4 g/cm3。
16.【解答】解:由题知,“52度”指气温在20 ℃时100 mL酒中所含酒精的体积为
V酒精=52 mL=52 cm3,所含水的体积V水=100 mL﹣52 mL=48 mL=48 cm3,
ρ酒精=0.8×103 kg/m3=0.8 g/cm3,
酒精的质量:
m酒精=ρ酒精V酒精=0.8 g/cm3×52 cm3=41.6 g,
ρ水=1.0×103 kg/m3=1.0 g/cm3。
所含水的质量:
m水=ρ水V水=1.0 g/cm3×48 cm3=48 g,
白酒的质量:
m=m酒精+m水=41.6 g+48 g=89.6 g,
白酒的体积:
V=100 mL=100 cm3,
这种白酒的密度:
ρ===0.896 g/cm3=0.896×103 kg/m3。
答:52度酒液的密度为0.896×103 kg/m3。
能力提升
1.【答案】C
【解析】图象的横轴表示体积,纵轴表示质量,A.由图可知,若甲、乙的质量相等,则甲的体积较小,故A错误;B.由图可知,若甲、乙的体积相等,则甲的质量较大,故B错误;CD.由图可知,当m甲=20 kg时,V甲=4 m3;当m乙=10 kg时,V乙=8 m3,则甲、乙的密度分别为:;,所以,甲乙的密度之比:ρ甲:ρ乙=5 kg/m3:1.25 kg/m3=4:1,故C正确,D错误,故选C。
2.【答案】B
【解析】由ρ=m/V得:m=ρV,又因为分别装满,体积都等于瓶子的容积,故V相同,已知
ρ酱油>ρ纯水>ρ酒精>ρ汽油,所以密度大的质量大,可知酱油的质量最多,故B正确;故选B。
3.【答案】200 0.2
【解析】冰熔化成水,状态变化,但质量不变,所以200 kg的冰雕作品熔化成水后其质量:m水=m冰=200 kg;由得水的体积:V水==0.2 m3。
4.【答案】1.05 不变
【解析】密度等于质量与体积之比,故ρ=m/V=210 g/200 cm3=1.05 g/cm3。密度是物质的一种特性,故剩余半杯牛奶的密度与整杯牛奶密度相同,所以喝剩半杯牛奶密度不变。
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