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2023-2024人教版八年物理上册同步学讲练测学案(全国通用)
第六章 质量和密度 专题6.4 密度与社会生活
1.知道密度与温度的关系,并能解释简单的与社会生活相关的密度问题。
2.正确理解密度是物质的一种特性,能运用密度鉴别物质。
阅读本节课教材,参考教材完成教师给出的知识点问题的填空:
知识点1. 密度与温度
_____能改变物质的密度。(1)水的热胀冷缩最为显著,它的密度受温度的影响也最大。(2)一般固体、液体的热胀冷缩不像水那样明显,因而密度受温度的影响比较小。(3)并不是所有的物质都遵循“热胀冷缩”的规律。如:4℃的水密度最大。
知识点2. 密度的应用
1. _____物质。
2. 判断物体是“空心”还是“实心”
(1)比较密度:根据公式ρ物=m物/ V物,求出ρ物,再与该物质密度ρ比较,若ρ物<ρ,则为空心,若ρ物=ρ,为实心。
(2)比较体积:把物体作为实心物体对待,由公式V=m/ρ,求出V,再与V物比较。若V<V物,则该物体为空心,若V= V物,则该物体为实心。
(3)比较质量:把物体作为实心物体对待,由公式m=ρV,求出体积为V的实心物体的质量,然后将m与物体实际质量m物比较,若m>m物,则该物体为空心,若m=m物,则该物体为实心。
3.其他方面。
【例题】如图甲所示为水的密度在0~10℃范围内随温度变化的图象,图乙为北方冬天湖水温度分布示意图,根据图象及水的其他性质下列分析判断错误的是( )
A.温度等于4℃时,水的密度最大
B.在0~4℃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.如果没有水的反常膨胀,湖底和表面的水可能同时结冰,水中生物很难越冬
【演练】(2022四川自贡)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
1.鉴别物质的思路方法
(1)先求出物质的密度。
(2)查密度表确定。(此方法可用于鉴别物质的真伪)
(3)若不同物质的密度相等的情况下用其它方法来鉴 别物质。如:气味,颜色,透明度,硬度,可燃性 等等。
2.记忆课节知识的思维导图
(满分100分,答题时间45分钟,根据下面给出的试题答案与解析自测自评)
1. (10分)现有一合金部件,测量其体积为89cm3,若质量不变,如果分别用纯金属甲和纯金属乙制作,体积分别为65cm3和105cm3,则合金零件中甲、乙金属的质量比为( )
A.5:6 B.4:3 C.2:3 D.13:21
2. (10分)2020年12月17日,“嫦娥五号”返回器携带质量为1731g的月球样品在预定区域安全着陆。样品容器是在真空状态下进行封装的。在回归地球的途中,月球样品的质量保持 ;航空器能在高空飞行,原因之一是航空器材常采用强度高,密度 的合金或新型合成材料制成的。
3. (2022四川内江)(10分)某同学借助天平和刻度尺鉴别一实心正方体金属块的组成物质,用天平测出质量是,用刻度尺测边长如图所示,则金属块的边长是______,经计算可知,该金属块可能是由______(选填“铅”、“铁”或“铝”)组成。(已知,,)
4. (2022上海)(10分)同学发现冬天水管会“爆裂”,他通过查阅资料获得以下信息:
(1)物体膨胀时如果遇到障碍,会产生很大的力;
(2)金属会热胀冷缩;
(3)水和冰在不同温度下的密度如表所示:
形态 水 冰
温度(℃) 4 3 2 1 0 0
密度(千克/米 3) 0.9998 0.9996 0.9994 0.9991 0.9990 0.9101
①根据表格中温度和密度的数据,得出结论:在 1 个标准大气压下,当 0 ~ 4 ℃ 时,_____________;
② 请你指出水管“爆裂”的原因,并写出分析过程_________________。
5. (24分)如图所示是采用无人机航拍的广水市城区的全景。小聪同学找到了无人机的部分参数,如表所示:
起飞质量 1216g
最大上升速度 5m/s
螺旋桨(实心)质量 12g/支
镜头焦距 2.8mm
影像传感器 有效像素1200万
飞行时间 约25min
(1)无人机从地面飞到30m的空中最少需要多少时间?
(2)小聪对无人机的螺旋桨十分感兴趣,查找资料得知:无人机螺旋桨材料一般采用木、塑料或碳纤维(ρ木=0.72g/cm3,ρ塑料=1.2g/cm3,ρ碳纤维=1.8g/cm3),他用量筒测得一支螺旋桨的体积为10cm3,请你通过计算判断该螺旋桨的材料是什么?
(3)高端无人机的螺旋桨采用碳纤维包裹木的方式,既减少质量,又增加强度。如果用这种方法制作与上一问同样大小的实心螺旋桨,若外层包裹了4.5g碳纤维,那么内层木的质量是多少?
6.(18分)建筑工地需要400m3的沙石,为了估测沙石的密度,用一只空桶平装满一桶沙石,测得桶中的沙石的质量为52kg,再用这只桶装满一桶水,测得桶中水的质量20kg,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)桶的容积是多少?
(2)沙石的密度是多少?
(3)若用一辆载重4000kg的卡车将沙石运送到工地,至少要运多少车?
7.(18分)一个容器的质量为100g,装满水时,容器和水的总质量是600g,求:
(1)该容器装满水时,水的质量是多少g?
(2)该容器装满水时,水的体积是多少cm3?
(3)用该容器装满某种液体时,总质量是800g,此液体的密度是多少g/cm3?
物理学的性质
物理学是自然科学领域研究物质的基本结构、相互作用和运动规 律的一门基础学科。物理学通过科学观察、实验探究、推理计算等形成系统的研究方法和理论体系。从古代的自然哲学,到近代的相对论、量子论等,物理学引领着人类对自然奥秘的探索,深化着人类对自然界的认识。物理学对化学、生物学、天文学等自然科学产生了重要影响,推动了材料、能源、环境和信息等领域的科学技术进步,促进了人类生产生活方式的变革,对人类的思维方式、价值观等都产生了深远影响,为人类文明和社会进步作出了巨大贡献。
学习目标
自学知识点梳理
考点例题精讲
对点演练
解题方法归纳
课时减负课外小测验
科学精神与担当
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第六章 质量和密度 专题6.4 密度与社会生活
1.知道密度与温度的关系,并能解释简单的与社会生活相关的密度问题。
2.正确理解密度是物质的一种特性,能运用密度鉴别物质。
阅读本节课教材,参考教材完成教师给出的知识点问题的填空:
知识点1. 密度与温度
温度能改变物质的密度。(1)水的热胀冷缩最为显著,它的密度受温度的影响也最大。(2)一般固体、液体的热胀冷缩不像水那样明显,因而密度受温度的影响比较小。(3)并不是所有的物质都遵循“热胀冷缩”的规律。如:4℃的水密度最大。
知识点2. 密度的应用
1. 鉴别物质。
2. 判断物体是“空心”还是“实心”
(1)比较密度:根据公式ρ物=m物/ V物,求出ρ物,再与该物质密度ρ比较,若ρ物<ρ,则为空心,若ρ物=ρ,为实心。
(2)比较体积:把物体作为实心物体对待,由公式V=m/ρ,求出V,再与V物比较。若V<V物,则该物体为空心,若V= V物,则该物体为实心。
(3)比较质量:把物体作为实心物体对待,由公式m=ρV,求出体积为V的实心物体的质量,然后将m与物体实际质量m物比较,若m>m物,则该物体为空心,若m=m物,则该物体为实心。
3.其他方面。
【例题】如图甲所示为水的密度在0~10℃范围内随温度变化的图象,图乙为北方冬天湖水温度分布示意图,根据图象及水的其他性质下列分析判断错误的是( )
A.温度等于4℃时,水的密度最大
B.在0~4℃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.如果没有水的反常膨胀,湖底和表面的水可能同时结冰,水中生物很难越冬
【答案】C
【解析】(1)在图象中找出密度最大的位置,看对应的温度是多少;根据图象找出0℃~4℃水密度的变化情况,得出结论;
(2)在0~4℃范围内,温度越高,密度越大;
(3)因为水的凝固点是0℃,当河面结冰时,冰接触的河水温度即冰水混合物的温度也为0℃,从曲线可看出曲线的最低处即为较深河底的水温;
(4)水在0℃~4℃之间具有热缩冷胀的反常膨胀现象。
A.由图象可知,在4℃时水的密度是最大的;故A正确;
B.在0~4℃范围内,温度越高,密度越大;体积越小,故在0~4℃范围内,水具有热缩冷胀的性质,故B正确;
C.因为水的凝固点是0℃,当河面结冰时,冰接触的河水温度即冰水混合物的温度也为0℃,故A点为0℃,故C错误;
D.温度不同的水密度不同,密度大的水下沉到底部,而下层的密度小的水就升到上层来。这样,上层的冷水跟下层的暖水不断地交换位置,整个的水温逐渐降低。这种热的对流现象只能进行到所有水的温度都达到4℃时为止,故如果没有水的反常膨胀,湖底和表面的水可能同时结冰,水中生物很难越冬,故D正确。
【演练】(2022四川自贡)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
【解析】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。
1.鉴别物质的思路方法
(1)先求出物质的密度。
(2)查密度表确定。(此方法可用于鉴别物质的真伪)
(3)若不同物质的密度相等的情况下用其它方法来鉴 别物质。如:气味,颜色,透明度,硬度,可燃性 等等。
2.记忆课节知识的思维导图
(满分100分,答题时间45分钟,根据下面给出的试题答案与解析自测自评)
1. (10分)现有一合金部件,测量其体积为89cm3,若质量不变,如果分别用纯金属甲和纯金属乙制作,体积分别为65cm3和105cm3,则合金零件中甲、乙金属的质量比为( )
A.5:6 B.4:3 C.2:3 D.13:21
【答案】C。
【解答】设合金零件的质量为m,
用纯金属甲或纯金属乙制作零件时质量不变,仍然为m,体积分别为65cm3和105cm3,
则两种金属的密度分别为:ρ甲=,ρ乙=(为便于解答,没有带单位),
设合金零件中甲、乙金属的质量分别为m甲、m乙,且m甲+m乙=m,
则合金零件中甲、乙金属的体积分别为
V甲===,V乙===,
已知合金零件的体积为89cm3,
则V合金=V甲+V乙=+==+=65+=89,
解得=0.6,即m乙=0.6m,
则m甲=m﹣m乙=m﹣0.6m=0.4m,
所以m甲、m乙=0.4m:0.6m=2:3。
故选:C。
2. (10分)2020年12月17日,“嫦娥五号”返回器携带质量为1731g的月球样品在预定区域安全着陆。样品容器是在真空状态下进行封装的。在回归地球的途中,月球样品的质量保持 ;航空器能在高空飞行,原因之一是航空器材常采用强度高,密度 的合金或新型合成材料制成的。
【答案】不变;低。
【解答】解:(1)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,在回归地球的途中,月球样品的质量保持不变;
(2)航空器材需要质量小的元件,要想使航空器材质量减小,在体积一定的情况下,减小密度,一般都选择高强度、低密度的合金、玻璃钢等复合材料作为航空器材,故航空器能在高空飞行,原因之一是航空器材常采用强度高,密度低的合金或新型合成材料制成的。
3. (2022四川内江)(10分)某同学借助天平和刻度尺鉴别一实心正方体金属块的组成物质,用天平测出质量是,用刻度尺测边长如图所示,则金属块的边长是______,经计算可知,该金属块可能是由______(选填“铅”、“铁”或“铝”)组成。(已知,,)
【答案】 2.00 铝
【解析】如图所示,刻度尺的分度值为0.1cm,刻度尺需要估读到分度值的下一位,故读数为2.00cm。
该金属块的体积为
该金属块的密度为
故该金属块可能是铝。
4. (2022上海)(10分)同学发现冬天水管会“爆裂”,他通过查阅资料获得以下信息:
(1)物体膨胀时如果遇到障碍,会产生很大的力;
(2)金属会热胀冷缩;
(3)水和冰在不同温度下的密度如表所示:
形态 水 冰
温度(℃) 4 3 2 1 0 0
密度(千克/米 3) 0.9998 0.9996 0.9994 0.9991 0.9990 0.9101
①根据表格中温度和密度的数据,得出结论:在 1 个标准大气压下,当 0 ~ 4 ℃ 时,_____________;
② 请你指出水管“爆裂”的原因,并写出分析过程_________________。
【答案】 ①. 水的密度从 0℃-4℃会随着温度的升高而增大,发生反常变化 ②. 见解析
【解析】①根据表格中温度和密度的数据,在标准大气压下,在 0~4 摄氏度时时,水的温度慢慢升高,而水的密度在慢慢增大,故得出结论:1 个标准大气压下的水在 0~4 摄氏度时,物质的密度会随着温度的变化而变化,水的密度从 0℃-4℃会随着温度的升高而增大,发生反常变化。
②冬天水管里面的水由于温度降低而变成冰,冰的密度又小于水的密度,所以冰相对水的体积增大,发生膨胀,水管由于外界温度降低而收缩,阻碍了这种膨胀,故产生了很大的力,造成水管“爆裂”。
5. (24分)如图所示是采用无人机航拍的广水市城区的全景。小聪同学找到了无人机的部分参数,如表所示:
起飞质量 1216g
最大上升速度 5m/s
螺旋桨(实心)质量 12g/支
镜头焦距 2.8mm
影像传感器 有效像素1200万
飞行时间 约25min
(1)无人机从地面飞到30m的空中最少需要多少时间?
(2)小聪对无人机的螺旋桨十分感兴趣,查找资料得知:无人机螺旋桨材料一般采用木、塑料或碳纤维(ρ木=0.72g/cm3,ρ塑料=1.2g/cm3,ρ碳纤维=1.8g/cm3),他用量筒测得一支螺旋桨的体积为10cm3,请你通过计算判断该螺旋桨的材料是什么?
(3)高端无人机的螺旋桨采用碳纤维包裹木的方式,既减少质量,又增加强度。如果用这种方法制作与上一问同样大小的实心螺旋桨,若外层包裹了4.5g碳纤维,那么内层木的质量是多少?
【答案】(1)无人机从地面飞到30米的空中最少需要6s时间;
(2)该螺旋桨的材料是塑料;
(3)内层木的质量是5.4g。
【解答】(1)由题知,无人机上升高度s=30m,最大上升速度v=5m/s,
由v=可得最少需要的时间:t===6s;
(2)一支螺旋桨的质量m=12g,体积V=10cm3,
螺旋桨密度:ρ螺旋桨===1.2g/cm3,
所以螺旋桨的材料可能是塑料;
(3)由题意知,高端无人机的螺旋桨V桨=V木+V碳,
由ρ=得碳纤维的体积:
V碳===2.5cm3,
内层木的体积:
V木=V桨﹣V碳=10cm3﹣2.5cm3=7.5cm3,
内层木的质量:
m木=ρ木V木=0.72g/cm3×7.5cm3=5.4g。
6.(18分)建筑工地需要400m3的沙石,为了估测沙石的密度,用一只空桶平装满一桶沙石,测得桶中的沙石的质量为52kg,再用这只桶装满一桶水,测得桶中水的质量20kg,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)桶的容积是多少?
(2)沙石的密度是多少?
(3)若用一辆载重4000kg的卡车将沙石运送到工地,至少要运多少车?
【解析】(1)由ρ=可得,桶的容积为:
V=V水===2×10﹣2m3,
(2)桶中沙石的体积为:V0=V=2×10﹣2m3,
沙石的密度:ρ===2.6×103kg/m3;
(3)由ρ=可得,沙石的总质量:
m总=ρV总=2.6×103kg/m3×400m3=1.04×106kg,
若用一辆载重4000kg的卡车将沙石运送到工地,至少要运:
n===260车。
答:(1)桶的容积是2×10﹣2m3;
(2)沙石的密度是2.6×103kg/m3;
(3)一辆载重4000kg的卡车将沙石运送到工地,至少要运260车。
7.(18分)一个容器的质量为100g,装满水时,容器和水的总质量是600g,求:
(1)该容器装满水时,水的质量是多少g?
(2)该容器装满水时,水的体积是多少cm3?
(3)用该容器装满某种液体时,总质量是800g,此液体的密度是多少g/cm3?
【答案】(1)该容器装满水时,水的质量是500g;
(2)该容器装满水时,水的体积是500cm3;
(3)用该容器装满某种液体时,总质量是800g,此液体的密度是1.4g/cm3。
【解析】(1)容器装满水时,水的质量:
m水=m总1﹣m容=600g﹣100g=500g;
(2)由ρ=得装满水的体积,即容器的容积:
V容=V水===500cm3;
(3)容器装满液体时,液体的质量:
m液=m总2﹣m容=800g﹣100g=700g,
液体的体积:
V液=V容=500cm3,
液体的密度:
ρ液===1.4g/cm3。
物理学的性质
物理学是自然科学领域研究物质的基本结构、相互作用和运动规 律的一门基础学科。物理学通过科学观察、实验探究、推理计算等形成系统的研究方法和理论体系。从古代的自然哲学,到近代的相对论、量子论等,物理学引领着人类对自然奥秘的探索,深化着人类对自然界的认识。物理学对化学、生物学、天文学等自然科学产生了重要影响,推动了材料、能源、环境和信息等领域的科学技术进步,促进了人类生产生活方式的变革,对人类的思维方式、价值观等都产生了深远影响,为人类文明和社会进步作出了巨大贡献。
学习目标
自学知识点梳理
考点例题精讲
对点演练
解题方法归纳
课时减负课外小测验
科学精神与担当
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