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【回归课标】专项02:物质的属性查漏补缺
新课标要求:1.通过实验,了解物质的一些物理属性,如弹性、磁性、导电性和导热性等,能用语言、文字或图表描述物质的物理属性。
2.知道质量的含义。会测量固体和液体的质量。
3.通过实验,理解密度。会测量固体和液体的密度。能解释生活中与密度有关的一些物理现象。
4.了解关于物质属性的研究对生产生活和科技进步的影响。
例题1、物质物理属性有:密度、磁性、弹性、导电性、导热性、硬度、透明度等,下面主要运用了哪一性质。寒冬,在露天自来水管外捆扎泡沫塑料,可以有效解决管内水结冰膨胀而破裂问题,这涉及泡沫塑料的 ;俗话说“没有金刚钻,莫揽瓷器活”,金刚钻的 比瓷器强。
例题2、在发射宇宙飞船时,每增加1g有效载荷都必须为它多耗费大量的燃料,因此在制造宇宙飞船时,应采用强度高、密度 的新型材料。我国第一太空人杨利伟,身高1.68m,质量只有65kg,他随飞船进入太空后,他的质量 (填“变大”“不变”“变小”)。
例题3、将天平放在水平桌面上,把游码移到零刻度线处,调节平衡螺母,直至天平在水平位置平衡。测烧杯和水的总质量,往右盘放入最小砝码后指针位置如图甲所示,接下来小明的操作是 ;图乙中烧杯和水的总质量为 g。
例题4、河南是我国粮食生产大省,被称为中国大粮仓。科学选种是提高粮食产量的关键环节,而盐水选种是我国劳动人民发明的一种巧妙的挑选种子的方法。选小麦种子所需盐水的密度在~之间。小明想检验爷爷配制的盐水是否合格,进行了如下实验。
(1)该实验测液体密度的原理是 ;
(2)将天平放在水平桌面上,若发现天平指针的位置如图甲所示,则应该将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)侧调节;
(3)将待测盐水倒入质量为25g的烧杯中放在左盘中进行测量,天平平衡时,所用砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示 g;
(4)将烧杯中盐水全部倒入量筒内,液面位置如图丙所示,则量筒中盐水的体积为 mL,则小明配制的盐水的密度为 kg/m3,为符合要求,他应该向配制的盐水添加适量的 (选填“盐”或“水”);
(5)小明用这种方法测出的盐水与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。
答案:例题1、【答案】 导热性差 硬度
【详解】
[1]泡沫塑料捆扎在自来水管外侧,起到保温的作用,这是利用了泡沫塑料导热性差,保温性好的特性。
[2]金刚钻在工作时,需要较高的硬度,之所以采用“金刚钻”,是因为钻石的硬度很大。
例题2、【答案】 小 不变
【详解】[1]要想使飞船节能,飞船的质量得较小,在体积一定的情况下,密度越小,质量越小,即在制造宇宙飞船时,应采用强度高、密度小的新型材料。
[2]物体的质量不随空间位置的变化而变化,则杨利伟随飞船进入太空后,他的质量不变。
例题3、【答案】 应取下最小的砝码,向右移动游码 72
【详解】[1]由题意知,在天平右盘中加上最小的砝码,指针向右偏,说明右盘的质量偏大,此时应当取下最小的砝码,并向右调节游码直至天平平衡。
[2]天平称量物体质量时,物体的质量等于砝码质量加上游码对应的可得治,如图所示,天平标尺的分度值为0.2g,此时其对应的刻度值为2g,则烧杯和水的总质量为
m=50g+20g+2g=72g
例题3、【答案】 左 82 50 盐 偏大
【详解】(1)[1]该实验中,通过测量液体的质量及体积来求密度,再通过求出密度,则实验测密度的原理是。
(2)[2]由图甲知,分度盘中指针向右偏转,应将平衡螺母向左调节,天平才能在水平位置平衡。
(3)[3]当天平平衡时,由图乙知,则待测盐水和烧杯的总质量为
(4)[4]由图丙知,量筒的分度值为1mL,量筒中盐水的体积为V=50mL=50cm3,量筒中盐水的质量为
[5]则盐水的密度为
[6]盐水密度低于标准值,为符合要求,应向配制的盐水添加适量的盐。
(5)[7]将烧杯中的盐水倒入量筒中,会有盐水沾在量筒壁上,因此所测的体积会偏小,盐水质量的测量准确,据得测得的密度比真实值偏大。
【类型一】认识物质的物理属性
【方法总结】物质物理属性有:密度、磁性、弹性、导电性、导热性、硬度、透明度等,了解和熟悉各种属性在生活中应用的场景,有助于快速解决问题。
【举一反三】材料的发展为科学技术的发展提供了物质基础,我国优秀青年科学家曹原研究发现:当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时,再加入一定数量的电子,石墨烯的电阻突然变为0。此现象中石墨烯是 ;火星车使用了一种由尺度的固体骨架构成的三维立体同络新型材料,能在“极热”和“极寒”两种严酷环境下,保证火星车正常工作,不受环境温度影响,这种材料是一种 。(均选填“超导材料”或“半导体材料”或“纳米材料”)
【答案】超导体 纳米材料
【详解】[1]电阻为零的现象是超导现象,此现象中石墨烯是超导体。
[2]火星车使用的热控材料是新型隔热保温材料——纳米气凝胶,是由纳米尺度的固体骨架构成的一个三维立体网络,有丰富的纳米孔隙,让气体分子既不能流动也不能彼此接触,从而把热“封锁在孔隙中”,既不对流传热,也不散失热。
【类型二】理解质量和密度的概念
【方法总结】1.一切物体的质量不随物体的形状、状态、位置、温度而改变。判断质量是否改变,关键抓住“物质的多少”是否改变。
2.ρ不随m或V的变化而变化,是密度的定义式,而不是决定式。密度取决于物质的种类、状态、温度等,不能认为物质的密度与质量成正比、与体积成反比。
【举一反三】3D打印是一种快速、灵活的制造技术,使用3D打印技术可以缩短牙齿治疗的时间。如图,先打印出塑料牙齿的大致模样,接着手工打磨得到形状完美的塑料牙齿,打磨过程中塑料牙齿的密度 (选填“变大”“变小”或“不变”)。再根据塑料牙齿铸造得到同形状的烤瓷牙齿,从塑料牙齿到烤瓷牙齿,质量增加1g,已知,,则牙齿的体积为 。将一颗铸造好的烤瓷牙齿进行高温消毒时,它的质量会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】不变 0.5 不变
【详解】[1]打磨过程中,因物质种类、状态和温度不变,所以密度不变。
[2]根据题意可知
设牙齿的体积为V,由得
代入数值得
解得
[3]当烤瓷牙齿高温消毒时,所含物质的多少没变,所以它的质量不变。
【类型三】天平的使用
【方法总结】(1)调节天平平衡:测量前,先将游码调零,再按“左偏右调”原则调节平衡螺母;测量中只能加减砝码或移动游码。
(2)天平使用过程中的错误操作:
①游码未归零,天平已经调节平衡,导致所测物体质量偏大;
②指针偏左,便开始测量,所测物体质量偏大;
③指针偏右,便开始测量,所测物体质量偏小;
④砝码磨损,会导致所测物体质量偏大;
⑤砝码生锈,会导致所测物体质量偏小。
【举一反三】如图所示,某同学用天平测量一块鹅卵石的质量,天平的读数为 g。当他从托盘中取下鹅卵石和所有砝码后,发现天平仍保持平衡,可知鹅卵石的实际质量 (填“大于”“小于”或“等于”)测量值,出现该现象的主要原因是:在测量前,他忘记了 这一操作步骤。
【答案】72 小于 游码归零
【详解】[1]物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值,标尺的分度值为0.2g,所以物体的质量
[2][3]当他从托盘中取下鹅卵石和所有砝码后,发现天平仍保持平衡,此时游码在2g处,则未放物体时天平已有2g的示数,物体的实际质量为
可知鹅卵石的实际质量小于测量值,出现该现象的主要原因是:在测量前,他忘记了游码归零这一操作步骤。
【类型四】测量固体和液体的密度
【方法总结】(1)误差分析:测量结果中,体积偏小,则密度偏大;质量偏小,则密度偏小。
①实验方案不合理;
②操作不当:固体放入量筒是溅出水或液体倒入量筒时有液体溅出导致体积的测量偏小,密度偏大。
③器材导致误差:砝码磨损,会导致所测物体质量偏大;砝码生锈,会导致所测物体质量偏小。
(2)特殊法:①固体:浮力法、悬浮法、等体积法和溢水法;②液体:浮力法和等体积法。
(3)特殊物质:①测量密度比水小的物体体积的方法:针压法、助沉法;②易溶于水的物质换用其他液体侧体积。
【举一反三】河南镇平种植的万亩大樱桃喜获丰收,小明想知道大樱桃的密度,他用天平和量筒进行了如下实验。
(1)把天平放到水平台上,将游码移至标尺的左端的 处,发现指针在分度盘的位置如图甲所示,应该向 旋动平衡螺母,使横梁平衡;
(2)天平平衡后,小明同学按图乙所示的方法称量大樱桃的质量,请写出一处错误: ;
(3)老师纠正了错误,正确操作后,天平再次平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图丙所示,则大樱桃的质量是 g;
(4)将用细线拴好的大樱桃放入装有20mL水的量筒中,水面上升到如图丁所示位置,量筒读数时,视线应在 (选填“A”“B”或“C”)处。大樱桃的体积是 cm3,根据测量结果可知大樱桃的密度为 g/cm3;
(5)回家后,小明又设计了如下测量大樱桃密度的实验方案:
①天平测出大樱桃的质量m;
②将大樱桃浸没到装满水的溢水杯中,溢出的水流入质量为m1的空烧杯中;
③测得烧杯和溢出水的总质量为m2;
④求出大樱桃的密度ρ= 。(用m、m1、m2、ρ水表示)
【答案】零刻度线 右 用手拿砝码 10.6 B 10 1.06
【详解】(1)[1][2]将天平放在水平桌面上,游码调到标尺左端零刻度线处,发现指针指在分度盘中央刻度线的左侧,说明天平的左端下沉,右端上翘,他应向右端调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)[3]天平使用时,要使用镊子向盘中加减砝码,不能用手直接拿放。
(3)[4]如图丙所示,游码的分度值为0.2g,游码读数为0.6g,故大樱桃的质量是
(4)[5]用量筒测量物体体积时,视线应与凹液面的最低处相平,即量筒读数时,视线应在B处。
[6]大樱桃的体积为
[7]大樱桃的密度为
(5)④[8]由题意知,溢出水的质量为
根据密度公式可知,溢出水的体积为
由于大樱桃浸没在水中,则其排出水的体积等于大樱桃的体积,则大樱桃的密度为
一、填空题
1.(2023·广东河源·二模)为减轻机体质量,国产大飞机选用第三代铝锂合金,这是因为铝锂合金 小;舱壁选用的新型复合材料 (选填“导热”或“隔热”)性弱,可有效维持舱内温度,降低能耗;飞机从地面起飞后,机舱座椅质量将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
2.(2024·湖北孝感·一模)热机工作时可以用水降温,这是主要利用了水的 大的特性;在寒冷的冬天,会看到水管冻裂,这是因为水结成冰后 增大了。
3.(2024·黑龙江佳木斯·一模)寒冷的冬天,在一个玻璃瓶里装满水并拧紧瓶盖,晚上把它放在室外,第二天早上发现瓶里的水结成冰,而玻璃瓶破裂了。其原因是水结成冰后质量不变,密度 ,体积 。(均填“变大”“变小”或“不变”)
4.(2024·广东潮州·一模)冰墩墩在太空舱中时,相比起在地球,它的质量 ,重力 ;不考虑热胀冷缩,密度 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
5.(2024·广东东莞·模拟预测)如图所示,非菲将天平放在水平桌面上发现指针指向分度盘中央,于是想要测量小橘子的质量,请你指出菲菲的错误之处: 。改正过后想要将天平调平需要向 (填“左”或“右”)调节平衡螺母。
6.(2024·江苏无锡·一模)小明购买了一小瓶如图甲所示的免洗手消毒凝胶,容量为100mL。他想知道该消毒凝胶的密度,用天平称得瓶和消毒凝胶的总质量,如图乙所示为 g。他然后将瓶中的消毒凝胶全部转移到另一个空容器中,称得消毒凝胶空瓶的质量为28g,则该消毒凝胶的密度为 ;考虑实际情况,小明所测得的消毒凝胶的密度会偏 。
7.(2024·陕西西安·模拟预测)在空间站微重力环境下,用钢笔书写非易事,因为墨水不会自动往下流,导致书写断断续续。为此,美国于1965年设计出如图甲所示的“太空圆珠笔”。书写过程中,笔芯内氮气的质量 ,密度 (填“变大”、“不变”或“变小”);2021年9月的“开学第一课”,航天员刘伯明在空间站用毛笔写下了“理想”二字,如图乙所示,书写过程中墨汁附着在毛笔上并没有四处飞溅,从分子角度而言,这是因为分子间有 。
8.(2024·黑龙江哈尔滨·一模)小文测盐水的密度,首先测得空烧杯质量为,接下来在烧杯中倒入适量的盐水,测烧杯和适量盐水的总质量,再将烧杯中的盐水倒入量筒中测体积,实验信息如图所示。则小文测得盐水的密度 为;实验中,将烧杯内盐水倒入量筒内时,烧杯内壁会有残留水珠,则小文测得的盐水密度会偏 (选填“大”或“小”)。
二、单选题
9.(2024·广东东莞·模拟预测)气凝胶是一种多孔类似海绵结构的新型隔音材料,它也可以应用各类汽车的结构件上,可以减低车体自重和能耗,这主要是由于该材料具有较小的( )
A.密度 B.体积 C.弹性 D.硬度
10.(2024·陕西渭南·一模)2024年1月29日,我国成功完成了超高速低真空管道磁浮交通系统(简称“高速飞车”)全尺寸超导电动悬浮试验。据报道,“高速飞车”为了减轻质量,采用新型纤维材料制成。新型纤维材料的优点是( )
A.密度小 B.熔点低 C.体积小 D.硬度小
11.(2024·陕西咸阳·模拟预测)2024年1月17日22时27分,搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,发射取得圆满成功。天舟七号货运飞船装载了航天员在轨驻留消耗品、推进剂、应用实(试)验装置等物资,并为神舟十七号航天员乘组送去龙年春节的“年货”。航天器外壳要求轻巧、耐高温,航天器外壳材料应具有的特性是( )
A.密度小、熔点高 B.密度大、熔点高
C.密度大、熔点低 D.密度小、熔点低
12.(2024·内蒙古赤峰·一模)2021年4月29日,中国空间站“天和核心舱”发射升空。核心舱电推进系统中的霍尔推力器腔体,采用了氮化硼陶瓷基复合材料,该材料具备耐热耐蚀性、低密度、高强度、易加工、绝缘性能好等优点。关于该材料的应用,下列说法不正确的是( )
A.该材料可以用来制作发电机线圈内芯
B.该材料可减轻卫星的质量,降低发射成本
C.该材料可用于制作宇宙飞船的外壳
D.该材料可用于制造飞机的零部件
13.(2024·四川泸州·一模)用托盘天平和量筒测量一小石块的密度,下列说法正确的是( )
A.调平时指针在分度盘的位置如图甲,接下来应该在左盘上放石块
B.称量时若加上最小的砝码后,指针的位置如图甲,则接下来应该向右拨动游码
C.称量结束砝码如图乙所示,待测石块的质量是48.8g
D.待测石块的密度是1.21g/cm3
14.(2024·重庆南岸·一模)学习密度知识后,小南用实验测量某品牌酱油的密度,其操作步骤及流程如图所示,①对天平调平如图甲;②测出烧杯和酱油的总质量如图乙;③把酱油倒入量筒后测空烧杯的质量如图丙;④读出量筒中的酱油体积如图丁。则下列说法正确的是( )
A.空烧杯的质量为35g
B.调节天平时指针如图甲,平衡螺母应向左调节
C.通过以上数据测得的酱油密度为1.16g/cm3
D.若图乙中50g砝码有缺损,测得的密度会偏小
参考答案:
1. 密度 导热 不变
【详解】[1]根据可得,可知为减轻机体质量,国产大飞机选用第三代铝锂合金,这是因为铝锂合金密度小。
[2]因为飞机舱内要保持一定的温度,所以舱壁选用新型复合材料,因其导热性能差,可有效维持舱内的温度,降低能耗。
[3]飞机从地面起飞后,机舱座椅的位置发生了变化,但其所含物质的多少没有变化,所以机舱座椅质量将不变。
2. 比热容 体积
【详解】[1]因为水的比热容大,相同质量的水和其他物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以热机用水降温。
[2]水在()之间具有热缩冷胀的反常膨胀现象,寒冷的冬天,水管中的水一旦结冰,质量不变,根据可知,密度变小,体积变大,会把水管冻裂。
3. 变小 变大
【详解】[1][2]冬天气温低于0℃时,玻璃瓶中的水结冰,状态发生变化,物质多少没有变化,所以水结冰后质量不变。水结成冰后,由于冰的密度比水的密度小,由可知,质量不变,体积变大,从而胀裂玻璃瓶。
4. 不变 变小 不变
【详解】[1]质量是物体的一种属性,不随物体的形状、状态、位置和温度的改变而改变。故冰墩墩在太空舱中时,位置改变了,质量不变。
[2]根据可知,在太空中比例系数g变小,质量不变,所以重力会变小。
[3]根据可知,冰墩墩的质量不变,不考虑热胀冷缩,其密度不变。
5. 见解析 右
【详解】[1][2]天平放在水平桌面上,游码没有移动到零刻度线处,就进行测量是错误的;当游码归零后天平的右端上翘,所以平衡螺母向上翘的右端移动直至天平平衡。
6. 158 小
【详解】[1] 由图乙可知,标尺的分度值为0.2g,烧杯和消毒凝胶的总质量
[2]消毒凝胶的质量
消毒凝胶的体积为
消毒凝胶的密度
[3]实际在转移的过程中,消毒液不可能完全转移干净,总有一部分附着在瓶身上,这样导致测出来的消毒液的质量偏小,体积不变,质量偏小,从而使的消毒液的密度偏小。
7. 不变 变小 引力
【详解】[1][2] 如图甲,采用密封式的气压笔芯,上部充有氮气,依靠气体的压力将油膜推向笔尖,所以书写过程中,笔芯内氮气的质量不变,体积变大,根据可知,密度变小。
[3] 分子之间存在相互作用的引力和斥力,写字时墨汁附着在毛笔上并没有四处飞溅,是因为分子之间存在相互作用的引力。
8. 1.1 大
【详解】[1]物体质量等于砝码质量和游码示数之和,游码分度值为0.2g,故烧杯和盐水的总质量为
m=m码+m游=20g+20g=40g
烧杯中盐水的质量为
m0=40g﹣18g=22g
由图丙知,量筒的分度值为1mL,所以量筒的读数为
V0=20mL=20cm3
则盐水的密度为
[2]由于烧杯中的盐水有部分残留在烧杯壁,使测出的盐水的体积偏小,而所测质量是准确的,由知道,所测量的密度值会偏大。
9.A
【详解】由可得,体积相同的不同物质,密度越小,质量越小。由题知,使用气凝胶替代传统材料应用于各类汽车结构件上,可以降低车体自重,所以这主要是由于该材料具有较小的密度。
故选A。
10.A
【详解】由题意可知,在体积不变的情况下,这种新型材料的质量较小,根据公式可知,其密度较小,故A正确,BCD错误。
故选A。
11.A
【详解】航天器外壳要求轻巧,即相同体积的材料,质量小,则材料应具有密度小的特点;航天器在升空时摩擦生热,导致温度过高,材料应具有熔点高的特点,能够耐高温防止熔化。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
12.A
【详解】A.发电机线圈内芯需要是良好的导体,此材料绝缘性能好不能导电,故A错误,符合题意;
B.该材料低密度,根据可得,相同体积,使用该材料质量更小,所以该材料可减轻卫星的质量,降低发射成本,故B正确,不符合题意;
C.该材料耐热耐蚀性和高强度,所以可用于制作宇宙飞船的外壳,故C正确,不符合题意;
D.该材料低密度、高强度,所以可用于制造飞机的零部件,故D正确,不符合题意。
故选A。
13.B
【详解】A.在调平衡过程中,指针左偏,天平的左端下沉,此时应调节平衡螺母应向右侧移动,而不是放石块,故A错误;
B.称物体质量时,加上最小的砝码后发现分度盘的指针偏左,此时应该向右移动游码,使天平平衡,故B正确;
C.石块的质量等于右盘的砝码质量与游码在标尺上的读数之和,由乙图可知物体的质量
m=20g+20g+5g+3.4g=48.4g
故C错误;
D.丙图可知物块体积为
V=80mL﹣60mL=20mL=20cm3
石块的密度为
故D错误。
故选B。
14.C
【详解】A.如图丙,横梁标尺的分度值为0.2g,游码对应的刻度为1g,则空烧杯质量为
故A错误;
B.调节天平时指针如图甲所示向左偏,说明左端重,平衡螺母应向右调节,使得天平横梁水平,故B错误;
C.如图乙,横梁标尺的分度值为0.2g,游码对应的刻度为2.4g,则烧杯和酱油的总质量为
则量筒中的酱油的质量为
如图丁,量筒分度值为,量筒中的酱油体积为,则酱油密度为
故C正确;
D.若图乙中50g砝码有缺损,则测得的烧杯和酱油的总质量偏大,则测得的量筒中的酱油的质量偏大,根据,测得的密度会偏大,故D错误。
故选C。
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【回归课标】专项02:物质的属性查漏补缺
新课标要求:1.通过实验,了解物质的一些物理属性,如弹性、磁性、导电性和导热性等,能用语言、文字或图表描述物质的物理属性。
2.知道质量的含义。会测量固体和液体的质量。
3.通过实验,理解密度。会测量固体和液体的密度。能解释生活中与密度有关的一些物理现象。
4.了解关于物质属性的研究对生产生活和科技进步的影响。
例题1、物质物理属性有:密度、磁性、弹性、导电性、导热性、硬度、透明度等,下面主要运用了哪一性质。寒冬,在露天自来水管外捆扎泡沫塑料,可以有效解决管内水结冰膨胀而破裂问题,这涉及泡沫塑料的 ;俗话说“没有金刚钻,莫揽瓷器活”,金刚钻的 比瓷器强。
例题2、在发射宇宙飞船时,每增加1g有效载荷都必须为它多耗费大量的燃料,因此在制造宇宙飞船时,应采用强度高、密度 的新型材料。我国第一太空人杨利伟,身高1.68m,质量只有65kg,他随飞船进入太空后,他的质量 (填“变大”“不变”“变小”)。
例题3、将天平放在水平桌面上,把游码移到零刻度线处,调节平衡螺母,直至天平在水平位置平衡。测烧杯和水的总质量,往右盘放入最小砝码后指针位置如图甲所示,接下来小明的操作是 ;图乙中烧杯和水的总质量为 g。
例题4、河南是我国粮食生产大省,被称为中国大粮仓。科学选种是提高粮食产量的关键环节,而盐水选种是我国劳动人民发明的一种巧妙的挑选种子的方法。选小麦种子所需盐水的密度在~之间。小明想检验爷爷配制的盐水是否合格,进行了如下实验。
(1)该实验测液体密度的原理是 ;
(2)将天平放在水平桌面上,若发现天平指针的位置如图甲所示,则应该将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)侧调节;
(3)将待测盐水倒入质量为25g的烧杯中放在左盘中进行测量,天平平衡时,所用砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示 g;
(4)将烧杯中盐水全部倒入量筒内,液面位置如图丙所示,则量筒中盐水的体积为 mL,则小明配制的盐水的密度为 kg/m3,为符合要求,他应该向配制的盐水添加适量的 (选填“盐”或“水”);
(5)小明用这种方法测出的盐水与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。
【类型一】认识物质的物理属性
【方法总结】物质物理属性有:密度、磁性、弹性、导电性、导热性、硬度、透明度等,了解和熟悉各种属性在生活中应用的场景,有助于快速解决问题。
【举一反三】材料的发展为科学技术的发展提供了物质基础,我国优秀青年科学家曹原研究发现:当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时,再加入一定数量的电子,石墨烯的电阻突然变为0。此现象中石墨烯是 ;火星车使用了一种由尺度的固体骨架构成的三维立体同络新型材料,能在“极热”和“极寒”两种严酷环境下,保证火星车正常工作,不受环境温度影响,这种材料是一种 。(均选填“超导材料”或“半导体材料”或“纳米材料”)
【类型二】理解质量和密度的概念
【方法总结】1.一切物体的质量不随物体的形状、状态、位置、温度而改变。判断质量是否改变,关键抓住“物质的多少”是否改变。
2.ρ不随m或V的变化而变化,是密度的定义式,而不是决定式。密度取决于物质的种类、状态、温度等,不能认为物质的密度与质量成正比、与体积成反比。
【举一反三】3D打印是一种快速、灵活的制造技术,使用3D打印技术可以缩短牙齿治疗的时间。如图,先打印出塑料牙齿的大致模样,接着手工打磨得到形状完美的塑料牙齿,打磨过程中塑料牙齿的密度 (选填“变大”“变小”或“不变”)。再根据塑料牙齿铸造得到同形状的烤瓷牙齿,从塑料牙齿到烤瓷牙齿,质量增加1g,已知,,则牙齿的体积为 。将一颗铸造好的烤瓷牙齿进行高温消毒时,它的质量会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【类型三】天平的使用
【方法总结】(1)调节天平平衡:测量前,先将游码调零,再按“左偏右调”原则调节平衡螺母;测量中只能加减砝码或移动游码。
(2)天平使用过程中的错误操作:
①游码未归零,天平已经调节平衡,导致所测物体质量偏大;
②指针偏左,便开始测量,所测物体质量偏大;
③指针偏右,便开始测量,所测物体质量偏小;
④砝码磨损,会导致所测物体质量偏大;
⑤砝码生锈,会导致所测物体质量偏小。
【举一反三】如图所示,某同学用天平测量一块鹅卵石的质量,天平的读数为 g。当他从托盘中取下鹅卵石和所有砝码后,发现天平仍保持平衡,可知鹅卵石的实际质量 (填“大于”“小于”或“等于”)测量值,出现该现象的主要原因是:在测量前,他忘记了 这一操作步骤。
【类型四】测量固体和液体的密度
【方法总结】(1)误差分析:测量结果中,体积偏小,则密度偏大;质量偏小,则密度偏小。
①实验方案不合理;
②操作不当:固体放入量筒是溅出水或液体倒入量筒时有液体溅出导致体积的测量偏小,密度偏大。
③器材导致误差:砝码磨损,会导致所测物体质量偏大;砝码生锈,会导致所测物体质量偏小。
(2)特殊法:①固体:浮力法、悬浮法、等体积法和溢水法;②液体:浮力法和等体积法。
(3)特殊物质:①测量密度比水小的物体体积的方法:针压法、助沉法;②易溶于水的物质换用其他液体侧体积。
【举一反三】河南镇平种植的万亩大樱桃喜获丰收,小明想知道大樱桃的密度,他用天平和量筒进行了如下实验。
(1)把天平放到水平台上,将游码移至标尺的左端的 处,发现指针在分度盘的位置如图甲所示,应该向 旋动平衡螺母,使横梁平衡;
(2)天平平衡后,小明同学按图乙所示的方法称量大樱桃的质量,请写出一处错误: ;
(3)老师纠正了错误,正确操作后,天平再次平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图丙所示,则大樱桃的质量是 g;
(4)将用细线拴好的大樱桃放入装有20mL水的量筒中,水面上升到如图丁所示位置,量筒读数时,视线应在 (选填“A”“B”或“C”)处。大樱桃的体积是 cm3,根据测量结果可知大樱桃的密度为 g/cm3;
(5)回家后,小明又设计了如下测量大樱桃密度的实验方案:
①天平测出大樱桃的质量m;
②将大樱桃浸没到装满水的溢水杯中,溢出的水流入质量为m1的空烧杯中;
③测得烧杯和溢出水的总质量为m2;
④求出大樱桃的密度ρ= 。(用m、m1、m2、ρ水表示)
一、填空题
1.(2023·广东河源·二模)为减轻机体质量,国产大飞机选用第三代铝锂合金,这是因为铝锂合金 小;舱壁选用的新型复合材料 (选填“导热”或“隔热”)性弱,可有效维持舱内温度,降低能耗;飞机从地面起飞后,机舱座椅质量将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
2.(2024·湖北孝感·一模)热机工作时可以用水降温,这是主要利用了水的 大的特性;在寒冷的冬天,会看到水管冻裂,这是因为水结成冰后 增大了。
3.(2024·黑龙江佳木斯·一模)寒冷的冬天,在一个玻璃瓶里装满水并拧紧瓶盖,晚上把它放在室外,第二天早上发现瓶里的水结成冰,而玻璃瓶破裂了。其原因是水结成冰后质量不变,密度 ,体积 。(均填“变大”“变小”或“不变”)
4.(2024·广东潮州·一模)冰墩墩在太空舱中时,相比起在地球,它的质量 ,重力 ;不考虑热胀冷缩,密度 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
5.(2024·广东东莞·模拟预测)如图所示,非菲将天平放在水平桌面上发现指针指向分度盘中央,于是想要测量小橘子的质量,请你指出菲菲的错误之处: 。改正过后想要将天平调平需要向 (填“左”或“右”)调节平衡螺母。
6.(2024·江苏无锡·一模)小明购买了一小瓶如图甲所示的免洗手消毒凝胶,容量为100mL。他想知道该消毒凝胶的密度,用天平称得瓶和消毒凝胶的总质量,如图乙所示为 g。他然后将瓶中的消毒凝胶全部转移到另一个空容器中,称得消毒凝胶空瓶的质量为28g,则该消毒凝胶的密度为 ;考虑实际情况,小明所测得的消毒凝胶的密度会偏 。
7.(2024·陕西西安·模拟预测)在空间站微重力环境下,用钢笔书写非易事,因为墨水不会自动往下流,导致书写断断续续。为此,美国于1965年设计出如图甲所示的“太空圆珠笔”。书写过程中,笔芯内氮气的质量 ,密度 (填“变大”、“不变”或“变小”);2021年9月的“开学第一课”,航天员刘伯明在空间站用毛笔写下了“理想”二字,如图乙所示,书写过程中墨汁附着在毛笔上并没有四处飞溅,从分子角度而言,这是因为分子间有 。
8.(2024·黑龙江哈尔滨·一模)小文测盐水的密度,首先测得空烧杯质量为,接下来在烧杯中倒入适量的盐水,测烧杯和适量盐水的总质量,再将烧杯中的盐水倒入量筒中测体积,实验信息如图所示。则小文测得盐水的密度 为;实验中,将烧杯内盐水倒入量筒内时,烧杯内壁会有残留水珠,则小文测得的盐水密度会偏 (选填“大”或“小”)。
二、单选题
9.(2024·广东东莞·模拟预测)气凝胶是一种多孔类似海绵结构的新型隔音材料,它也可以应用各类汽车的结构件上,可以减低车体自重和能耗,这主要是由于该材料具有较小的( )
A.密度 B.体积 C.弹性 D.硬度
10.(2024·陕西渭南·一模)2024年1月29日,我国成功完成了超高速低真空管道磁浮交通系统(简称“高速飞车”)全尺寸超导电动悬浮试验。据报道,“高速飞车”为了减轻质量,采用新型纤维材料制成。新型纤维材料的优点是( )
A.密度小 B.熔点低 C.体积小 D.硬度小
11.(2024·陕西咸阳·模拟预测)2024年1月17日22时27分,搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,发射取得圆满成功。天舟七号货运飞船装载了航天员在轨驻留消耗品、推进剂、应用实(试)验装置等物资,并为神舟十七号航天员乘组送去龙年春节的“年货”。航天器外壳要求轻巧、耐高温,航天器外壳材料应具有的特性是( )
A.密度小、熔点高 B.密度大、熔点高
C.密度大、熔点低 D.密度小、熔点低
12.(2024·内蒙古赤峰·一模)2021年4月29日,中国空间站“天和核心舱”发射升空。核心舱电推进系统中的霍尔推力器腔体,采用了氮化硼陶瓷基复合材料,该材料具备耐热耐蚀性、低密度、高强度、易加工、绝缘性能好等优点。关于该材料的应用,下列说法不正确的是( )
A.该材料可以用来制作发电机线圈内芯
B.该材料可减轻卫星的质量,降低发射成本
C.该材料可用于制作宇宙飞船的外壳
D.该材料可用于制造飞机的零部件
13.(2024·四川泸州·一模)用托盘天平和量筒测量一小石块的密度,下列说法正确的是( )
A.调平时指针在分度盘的位置如图甲,接下来应该在左盘上放石块
B.称量时若加上最小的砝码后,指针的位置如图甲,则接下来应该向右拨动游码
C.称量结束砝码如图乙所示,待测石块的质量是48.8g
D.待测石块的密度是1.21g/cm3
14.(2024·重庆南岸·一模)学习密度知识后,小南用实验测量某品牌酱油的密度,其操作步骤及流程如图所示,①对天平调平如图甲;②测出烧杯和酱油的总质量如图乙;③把酱油倒入量筒后测空烧杯的质量如图丙;④读出量筒中的酱油体积如图丁。则下列说法正确的是( )
A.空烧杯的质量为35g
B.调节天平时指针如图甲,平衡螺母应向左调节
C.通过以上数据测得的酱油密度为1.16g/cm3
D.若图乙中50g砝码有缺损,测得的密度会偏小
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