北师大版(2024)八年级下册 第六章 质量和密度第二节 物质的密度 题型专练
【题型1】同种物质的质量和体积的关系
【典例】在“探究质量和体积的关系”实验中,老师要求选择6个测量对象进行探究,下列选择测量对象中最适当的是( )
A.不同体积的6个铁块
B.不同物质相同体积的金属块各一个
C.不同体积的铁块和铝块各3个
D.不同物质不同体积的金属块各一个
【强化训练1】小昕坐飞机去旅游,当飞机在高空平稳飞行时,她从背包中取出一袋密封的薯片,发现薯片袋子比起飞前膨胀一些。若如图的点M表示起飞前薯片袋内气体的“m﹣V”关系,则能正确表示起飞后袋内气体的“m﹣V”关系的是( )
A.点N
B.点O
C.点P
D.点Q
【强化训练2】在“测量石块的密度”时,描绘了四幅图像,如图。其中能正确表示石块“质量与体积的关系”的图像是 ,能正确表示“密度与质量的关系”的图像是 。
【强化训练3】在探究“物体质量与体积关系”的实验中,某同学使用不同体积的铁块完成探究时,得使用 (选填“量筒”或“天平”)来测量物体的质量。实验中,还需要选用相同体积的 (选填“相同”或“不同”)物质继续进行实验,从而找到普遍规律,得出相应结论。
【强化训练4】为了探究同种物质的质量与体积的关系,小明用天平和量筒,分别测出若干大小不同的铝块及铁块的质量和体积,并在坐标纸上绘出了它们的质量体积关系图象。
(1)小明按照正确的实验步骤操作,测量前,天平指针的位置如图甲所示,要使天平平衡,他应该将天平左侧的平衡螺母向 调节,或者将右侧的平衡螺母向 调节,直到指针指到分度盘的正中央。
(2)在测量其中某个铝块时,砝码和游码的位置如图乙所示,则该铝块的质量m为 g;再用量筒测量它的体积,将适量的水倒入量筒中,液面达到的位置如图丙(a)所示,把金属块完全浸没在量筒的水中,水面升高,如图丙(b)所示,则该该铝块的体积V为 cm3。
(3)如图丁所示是小明根据测量结果描绘出的图象。由图象可知,同种物质的质量与体积成 ;不同种物质,质量与体积的比值一般不同。这反映了不同物质的不同性质,在物理学中,用 来描述这种性质。
【强化训练5】在“探究物质质量与体积的关系”实验中,对于某种物质的质量与体积的测量,可以通过测量 (选填“一组”或“多组”)数据以减小误差。为了得出比较完整的实验结论,还需选择不同物质的物块进行实验,这是为了 。
【题型2】不同物质的质量和体积的关系
【典例】某同学测出几个长方体的质量和体积,并求出了每个长方体的质量跟体积的比值,数据如下,则下列说法中错误的是( )
A.同种物质,它的体积增大几倍,其质量也增大几倍
B.同种物质,它的质量与它的体积比值一般是个定值
C.单位体积所含物质叫密度,则不同种物质的密度不相等
D.同种物质,体积变化,其单位体积所含物质也变化
【强化训练1】关于物质的质量和密度,下列说法中正确的是( )
A.平常我们所说的“铁比棉花重”是指铁比棉花质量大
B.一支正在燃烧的蜡烛,它的质量不断减小,密度不断减小
C.一杯水倒掉一半后,质量变小,密度不变
D.密度与质量成正比,与体积成反比
【强化训练2】如图所示,是某同学在探究甲,乙两种物质的质量与体积关系的实验中。根据实验数据所做的质量与体积的关系图像。从图像中可以得到什么结论。
结论一: ;
结论二: 。
【强化训练3】为了探究“物质的质量与体积的关系”,同学们选取铝和铜制成的实心金属组件各1套,形状如图甲所示,进行如下实验:
(1)托盘天平放在 桌面上,将游码移至标尺的“0”刻度线上,再调节 使横梁平衡,分别测出各金属块的质量。
(2)用直尺或量筒(排水法)分别测算出每个金属块的 。
(3)上表为部分小组收集的质量和体积的数据,根据表中数据画出了铜组件的m﹣V图,请画出铝组件的m﹣V图。
(4)分析图象可知:同种物质组成的不同物体,其质量与体积的比值 (选填“相同”或“不同”);体积相同的不同物质,质量 ;该质量与体积的比值反映了物质的一种特性,称为 。
(5)若测得另一铝质实心物体质量为135g,则该物体的体积应为 cm3。所有
【题型3】密度的理解
【典例】根据公式,下列的几种说法中正确的是( )
A.同种物质的密度与质量成正比,与体积成反比
B.同种物质组成的物体,其质量与体积成正比
C.不同物质组成的物体,其质量与密度成正比
D.以上答案都不对
【强化训练1】在物理图象中不但纵坐标和横坐标分别代表一定的物理意义,直线的斜率和面积也具有特定的物理意义。对图中的两个图象所包含的信息的理解,正确的是( )
A.图a中的斜率越小,表示物质的密度越大
B.图a中,密度与质量成正比,密度与体积成反比
C.图b中表示匀速直线运动的路程越大,速度越大
D.图b中阴影部分面积表示该物体在对应时间内通过的路程
【强化训练2】下列四个图中,能正确描述某种物质的密度跟它的质量关系的是( )
A. B. C. D.
【强化训练3】关于质量和密度,下列说法正确的是( )
A.航天员乘坐飞船到太空后,其质量变小
B.一杯牛奶喝掉一半后,体积变小,密度不变
C.橡皮擦在使用的过程中,质量不变,密度不变
D.用拉丝机将铁棒拉成细铁丝后,质量不变,密度变小
【强化训练4】一块冰完全熔化成水后( )
A.密度变小
B.质量不变
C.体积不变
D.体积变大
【强化训练5】密封在容器中一定质量的气体被抽出三分之一后,容器中剩余气体的密度 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。一块质量为100g的冰完全熔化成水后,它的质量 (选填“小于”、“等于”或“大于”)100g。
【强化训练6】有四个颜色相同的实心球,其中一个与其他三个材料不同。为找出这个球,测得如下数据:
(1)通过计算处理数据可以完成任务,则表格中(a)处的内容为__________________,对应A球的值为______________,B球的值为________________。
(2)除了计算外,还可以通过画图象方法,更加形象直观地处理数据。请在坐标系中大致作出这个图象,找出这个不同的球。
(3)综合以上方法可知,标号为________的球与其他三个球材料不同。
【强化训练7】用一根质地均匀的粉笔在黑板上写字,粉笔变短了,粉笔的质量 ,体积 ,密度 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【题型4】密度的公式及单位换算
【典例】如图所示,放在水平地面上的圆柱体 A、B高度相等,A的密度小于B的密度。若在两物体上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的质量相等,则剩余部分的厚度hA′、hB′及切去部分质量ΔmA与ΔmB的关系是( )
A.若hA′>hB′,则ΔmA可能大于ΔmB
B.若hA′>hB′,则ΔmA一定大于ΔmB
C.若hA′<hB′,则ΔmA可能大于ΔmB
D.若hA′<hB′,则ΔmA一定大于ΔmB
【强化训练1】三只形状完全相同的烧杯,分别盛有质量相等的三种不同液体,它们是水、酒精、水银(ρ水银>ρ水>ρ酒精)。根据图中液面的高度判别三烧杯中所盛的液体( )
A.甲是水银,乙是水,丙是酒精
B.甲是酒精,乙是水,丙是水银
C.甲是水,乙是酒精,丙是水银
D.甲是酒精,乙是水银,丙是水
【强化训练2】“全碳气凝胶”固体材料是我国科学家研制的迄今为止最“轻”的材料。一块体积为100cm3的“全碳气凝胶”的质量只有16mg,则其密度为 kg/m3。一块120cm3的“全碳气凝胶”立在一朵花上而不压坏花朵,该“气凝胶”的质量为 g。
【强化训练3】单位换算:7.9×103 kg/m3 = g/cm 3;2.7 g/cm3 = kg/m3
【强化训练4】如图所示,一只容积为600cm3的瓶子,内盛有0.4kg的水,一只口渴的乌鸦每次将一块质量为0.02kg的小石子投入瓶中,当乌鸦投了25块相同的小石子后,水面升到瓶口,求:
(1)瓶内石块的总体积。
(2)石块的密度。
【题型5】比较密度的大小
【典例】有四个容积完全相同的烧杯,装有质量相等的液体如下,其中密度最大的是( )
A.
B.
C.
D.
【强化训练1】影视剧中,为了防止演员受伤,砸向演员的道具石头一般是用泡沫塑料制成的。将小石块和道具石头分别放在调节好的天平左右盘,横梁静止后的情景如图所示。下列说法正确的是( )
A.道具石头的质量比小石块的质量大
B.道具石头的密度比小石块的密度大
C.质量相同时,道具石头的体积比小石块的体积小
D.体积相同时,道具石头的质量比小石块的质量小
【强化训练2】甲物质的密度为2.5t/m3,乙物质的密度为2.5kg/m3,丙物质的密度为2.5g/cm3,丁物质的密度为250kg/m3,其中密度最小的物质是( )
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
【强化训练3】如图甲,在小烧杯中装入液态石蜡,静置一段时间,它完全凝固后如图乙。若液态石蜡的密度为ρ液,固态石蜡的密度为ρ固,则( )
A.ρ液<ρ固
B.ρ液>ρ固
C.ρ液=ρ固
D.无法判断ρ液和ρ固大小关系
【强化训练4】如图是研究水结冰时体积如何变化的实验装置,图甲的烧杯中装有高1.3cm的水,图乙是这些水结冰后用尺测量烧杯中冰的高度时的情景,由图课读出冰高度为 cm,通过实验可知水结冰后的体积 ,密度 。(均选填“变大”或“变小”)
【强化训练5】如图所示,体积相等的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、乙切去相同的高度后,剩余部分的质量恰好相等,则ρ甲 ρ乙.如果切掉部分的质量分别为Δm甲、Δm乙,则Δm甲 Δm乙。(均选填“>”“=”或“<”)
【强化训练6】如图所示,体积相等的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、乙切去相同的高度后,剩余部分的质量恰好相等,则ρ甲 ρ乙.如果切掉部分的质量分别为Δm甲、Δm乙,则Δm甲 Δm乙。(均选填“>”“=”或“<”)
【强化训练7】2022年5月4日,科考队员成功登上珠穆朗玛峰峰顶,队员的背包中都装有小型氧气罐,如图所示,是队员从小型氧气罐里吸取氧气的情景,当氧气罐里氧气被吸取部分后,罐内氧气的质量将 ,密度将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【题型6】密度的图像
【典例】如图所示的是A、B两种物质的质量m与体积V的关系图象。由图可知,A、B两种物质的密度ρA、ρB和水的密度ρ水之间的关系正确的是( )
A.ρB>ρ水>ρA
B.ρB>ρA>ρ水
C.ρA>ρ水>ρB
D.ρ水>ρA>ρB
【强化训练1】如图所示,小明在某次实验研究中,利用电子秤和量筒测量了几组液体A和量筒的总质量m及相应液体的体积V,并绘出了m-V图像。由此可知下列说法中正确的是( )
A.该液体密度为
B.60mL的该液体质量为48g
C.量筒质量为40g
D.若此瓶装了60mL的另一种液体B后总质量为92g,则液体B的密度是
【强化训练2】如图所示,图甲是密度—体积的图象,图乙是质量—体积的图象。分析图甲可知,同种物质的密度与 无关;分析图乙可判断物质a与物质b的密度大小关系: 。
【强化训练3】如图所示,甲、乙两种相同体积的实心小球,放在调好的天平的左右两盘,天平恰好平衡。则单个甲、乙两种小球的质量之比是 ;若作出这两种小球的m﹣V图像,则甲球对应的图像是 (选填“a”或“b”)。
【强化训练4】如图甲所示,底面积为50cm2、高为10cm、质量为100g的平底圆柱形容器和一个质量为100g的小球置于水平桌面上(容器厚度忽略不计),当给容器内盛某种液体时,液体的质量与体积关系m﹣V图像,如图乙所示;当容器内盛满这种液体后,再将小球轻轻地放入容器中,小球沉入容器底,待液体溢尽擦干容器壁,测得总质量为560g。求:
(1)该液体的密度;
(2)该容器盛满液体时的总质量;
(3)该小球的密度。
【题型7】利用密度公式进行简单计算
【典例】小明研究液体密度时,用两个完全相同的容器分别装甲、乙两种液体,绘制出总质量m与液体体积V的关系图象,如图所示。由图象可知( )
A.甲液体的密度是
B.乙液体的密度是
C.甲、乙液体的密度之比是
D.密度是的液体的m-V图象应位于Ⅲ区域
【强化训练1】如图所示是甲、乙两种物质的质量和体积关系图象,以下说法正确的是( )
A.甲的密度大于乙的密度
B.当两种物质体积相同时,甲、乙的质量比为4∶1
C.当两种物质质量相同时,甲、乙的体积比为2∶1
D.乙的密度是甲的4倍
【强化训练2】如图所示,水平操作台上有两个实心长方体A、B,高度相等,若两长方体质量mA:mB=2:1,底面积SA:SB=4:1,则长方体A、B密度之比是 。现因工艺需要,工人在两长方体上部沿水平方向分别切去一部分,使剩余部分的质量相等,则剩余部分的高度之比是 。
【强化训练3】一容器加满水后容器和水总质量为m1;若在容器内放一质量为m的小金属块A后再加满水,总质量为m2;若在容器内放一质量为m的实心小金属块A和一质量也为m的实心小金属块B后再加满水,总质量为m3,水的密度为ρ水,求:
(1)金属块A的体积;
(2)金属块B的体积;
(3)金属块A和B的密度之比。
【题型8】温度对密度大小的影响
【典例】寒冷的冬天,装满水的玻璃瓶放在室外,瓶中的水结冰后会把玻璃瓶撑裂,这是由于水结成冰后体积变大,在水结冰过程中( )
A.质量变大
B.质量不变
C.密度变大
D.密度不变
【强化训练1】某研究人员为了探究冰和水的体积与温度的关系。在一定环境下将1 g的冰加热。分别记录其温度和体积。得到了如下的图像。下列说法正确的是( )
A.同种物质的密度与状态无关
B.4 ℃时,水的密度最大
C.冰的温度升高时,冰的密度一直增大
D.同种物质相同状态下的密度与温度无关
【强化训练2】建筑物内遭遇火灾时,受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离火场,这样能够有效避免吸入有害气体或被灼伤。这是因为与房间内其他空气相比较,含有毒有害物质的气体( )
A.温度较低,密度较大,而大量集聚在房间的下方
B.温度较低,密度较小,而大量集聚在房间的下方
C.温度较高,密度较大,而大量集聚在房间的上方
D.温度较高,密度较小,而大量集聚在房间的上方
【强化训练3】如图所示为水的密度在0~10℃范围内随温度变化的图象。根据图象可知:温度为4℃时水的密度 (选填“最大”或“最小”),一定质量水的温度由5℃升高到10℃时,水的体积将
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【强化训练4】简述为什么暖气要安装在屋子的底部。
【强化训练5】在我国的北方,室外的自来水管很容易冻裂,造成送水设备的损坏,你能解释产生这一现象的原因吗?北师大版(2024)八年级下册 第六章 质量和密度第二节 物质的密度 题型专练(参考答案)
【题型1】同种物质的质量和体积的关系
【典例】在“探究质量和体积的关系”实验中,老师要求选择6个测量对象进行探究,下列选择测量对象中最适当的是( )
A.不同体积的6个铁块
B.不同物质相同体积的金属块各一个
C.不同体积的铁块和铝块各3个
D.不同物质不同体积的金属块各一个
【答案】C
【解析】为了比较相同物质体积不同时的质量关系,应控制物质种类相同,体积不同,故应选择不同体积的同种物质;
为了实验结论具有普遍性,必须换用不同的物质进行实验,故应选取两种不同的物质,故C符合题意。
【强化训练1】小昕坐飞机去旅游,当飞机在高空平稳飞行时,她从背包中取出一袋密封的薯片,发现薯片袋子比起飞前膨胀一些。若如图的点M表示起飞前薯片袋内气体的“m﹣V”关系,则能正确表示起飞后袋内气体的“m﹣V”关系的是( )
A.点N
B.点O
C.点P
D.点Q
【答案】A
【解析】因为质量是物体的一种基本属性,当飞机在高空平稳飞行时,这袋密封的薯片的位置虽然变了,但薯片和袋内空气的质量均不变;而袋子比起飞前膨胀一些,
则袋内气体体积变大,由于气体的质量不变,根据公式ρ可知,袋内气体密度变小。
据“m﹣V”关系图可知只有点N对应气体的质量与点M对应气体的质量相等,且N对应气体的体积大于点M对应气体的体积。
【强化训练2】在“测量石块的密度”时,描绘了四幅图像,如图。其中能正确表示石块“质量与体积的关系”的图像是 ,能正确表示“密度与质量的关系”的图像是 。
【答案】D B
【解析】同种物质的质量与体积成正比,体积越大、质量越大,因此图像D能正确表示石块“质量与体积的关系”;
同种物质状态不变,温度不变,密度不变,密度不随质量和体积而改变,因此图像B可以表示密度与质量的关系。
【强化训练3】在探究“物体质量与体积关系”的实验中,某同学使用不同体积的铁块完成探究时,得使用 (选填“量筒”或“天平”)来测量物体的质量。实验中,还需要选用相同体积的 (选填“相同”或“不同”)物质继续进行实验,从而找到普遍规律,得出相应结论。
【答案】天平;不同
【解析】在探究“物体质量与体积关系”的实验中,为测量出铁块的质量,应选择测量质量的工具——天平。
实验中,选择体积不同的同种物质进行实验后,为得出普遍规律,还应选择体积相同的不同物质进行实验。
【强化训练4】为了探究同种物质的质量与体积的关系,小明用天平和量筒,分别测出若干大小不同的铝块及铁块的质量和体积,并在坐标纸上绘出了它们的质量体积关系图象。
(1)小明按照正确的实验步骤操作,测量前,天平指针的位置如图甲所示,要使天平平衡,他应该将天平左侧的平衡螺母向 调节,或者将右侧的平衡螺母向 调节,直到指针指到分度盘的正中央。
(2)在测量其中某个铝块时,砝码和游码的位置如图乙所示,则该铝块的质量m为 g;再用量筒测量它的体积,将适量的水倒入量筒中,液面达到的位置如图丙(a)所示,把金属块完全浸没在量筒的水中,水面升高,如图丙(b)所示,则该该铝块的体积V为 cm3。
(3)如图丁所示是小明根据测量结果描绘出的图象。由图象可知,同种物质的质量与体积成 ;不同种物质,质量与体积的比值一般不同。这反映了不同物质的不同性质,在物理学中,用 来描述这种性质。
【答案】(1)右 右 (2)27 10 (3)正比 密度。
【解析】(1)天平的指针偏左,需要将左侧或右侧的平衡螺母向右调;
(2)铝块质量:m=20g+5g+2g=27g;
铝块的体积 V=V2﹣V1=35cm3﹣25cm3=10cm3;
(3)由图知:同种物质,质量与体积的比值不变,即同种物质的质量与体积成正比;不同物质,质量与体积的比值一般不同;物体的质量与它的体积的比值反映了物质的特性,物理学中用密度表示。
【强化训练5】在“探究物质质量与体积的关系”实验中,对于某种物质的质量与体积的测量,可以通过测量 (选填“一组”或“多组”)数据以减小误差。为了得出比较完整的实验结论,还需选择不同物质的物块进行实验,这是为了 。
【答案】多组;寻找普遍规律
【解析】探究物质质量与体积的关实验中,对于某种物质的质量与体积的测量,为避免实验的偶然性,应该测量多组数据,为了寻找普遍规律,还需选择不同物质的物块进行实验。
【题型2】不同物质的质量和体积的关系
【典例】某同学测出几个长方体的质量和体积,并求出了每个长方体的质量跟体积的比值,数据如下,则下列说法中错误的是( )
A.同种物质,它的体积增大几倍,其质量也增大几倍
B.同种物质,它的质量与它的体积比值一般是个定值
C.单位体积所含物质叫密度,则不同种物质的密度不相等
D.同种物质,体积变化,其单位体积所含物质也变化
【答案】D
【解析】AB、比较松木块1和松木块2的数据可知,同种物质,质量变为原来的4倍,体积也变为原来的4倍,因此可得出的结论为同种物质,它的体积增大几倍,其质量也增大几倍,并且它的质量与它的体积比值一般是个定值;故AB正确;
C、单位体积物质的质量叫密度;而密度是物质的一种特性,一般情况下,不同物质的密度不相等,故C正确;
D、同种物质,体积变化时,其质量也发生变化,但单位体积所含物质不发生变化,故D错误。
【强化训练1】关于物质的质量和密度,下列说法中正确的是( )
A.平常我们所说的“铁比棉花重”是指铁比棉花质量大
B.一支正在燃烧的蜡烛,它的质量不断减小,密度不断减小
C.一杯水倒掉一半后,质量变小,密度不变
D.密度与质量成正比,与体积成反比
【答案】C
【解析】 “铁比棉花重”指的是单位体积铁的质量比单位体积棉花的质量大,也就是说铁的密度比棉花的密度大。A选项错误;
质量指物体所含物质的多少,蜡烛在燃烧时,所含的物质在减少,故质量减小;密度是物质的一种特性,是质量与体积的比值,与物体的材料、状态有关,蜡烛燃烧时,质量和体积都在减小,但其质量与体积的比值(即密度)不变,所以密度的大小不变;选项B错误;一杯水倒掉一半后,所含的物质在减少,故质量减小;同时质量和体积都在减小,但种类和状态都不变,所以密度不变。选项C正确;密度是物质本身的特性,决定于物质的种类和状态,与物质的质量、体积无关。D选项错误。
【强化训练2】如图所示,是某同学在探究甲,乙两种物质的质量与体积关系的实验中。根据实验数据所做的质量与体积的关系图像。从图像中可以得到什么结论。
结论一: ;
结论二: 。
【答案】同种物质,质量与体积的比值是一个定值;不种物质,质量与体积的比值不同。
【解析】甲和乙的m﹣V图象都是过原点的直线,说明质量与体积的比值相同,可以得出结论:同种物质,质量与体积的比值是一个定值;
由甲和乙的m﹣V图象可知,甲物质质量与体积的比值和乙物质的比值不同,可以得出结论:不种物质,质量与体积的比值不同。
【强化训练3】为了探究“物质的质量与体积的关系”,同学们选取铝和铜制成的实心金属组件各1套,形状如图甲所示,进行如下实验:
(1)托盘天平放在 桌面上,将游码移至标尺的“0”刻度线上,再调节 使横梁平衡,分别测出各金属块的质量。
(2)用直尺或量筒(排水法)分别测算出每个金属块的 。
(3)上表为部分小组收集的质量和体积的数据,根据表中数据画出了铜组件的m﹣V图,请画出铝组件的m﹣V图。
(4)分析图象可知:同种物质组成的不同物体,其质量与体积的比值 (选填“相同”或“不同”);体积相同的不同物质,质量 ;该质量与体积的比值反映了物质的一种特性,称为 。
(5)若测得另一铝质实心物体质量为135g,则该物体的体积应为 cm3。所有
【答案】(1)水平 平衡螺母 (2)体积 (3)见解析图
(4)相同 不同 密度 (5)50cm3
【解析】(1)天平的正确使用归纳为:放、调、称、算、整。“放”是把天平放在水平台上,游码移到标尺的零刻度,“调”是调节平衡螺母使天平的横梁平衡;
(2)用直尺可以测量规则物体的体积,用量筒也可以测量物体的体积;
(3)利用描点法作图,如图所示:
(4)结合表格计算出每次实验中其质量与体积的比值找到规律。同种物质组成的不同物体,其质量与体积的比值相同;体积相同的不同物质,质量不同;通过分析,质量与体积的比值反映了物质的一种特性,物理学中用密度来表示。
(5)根据密度公式ρ=可知铝块的体积为V===50cm3。
【题型3】密度的理解
【典例】根据公式,下列的几种说法中正确的是( )
A.同种物质的密度与质量成正比,与体积成反比
B.同种物质组成的物体,其质量与体积成正比
C.不同物质组成的物体,其质量与密度成正比
D.以上答案都不对
【答案】B
【解析】单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度,用公式表示就是,该公式表达的意义是:对于同种物质而言,体积增大几倍,质量也跟着增大几倍,即质量与体积总是成正比的。密度是物质本身的一种属性,与物体的质量和体积没有关系,与物质的种类有关,因此,不能认为物质的密度与质量成正比,与体积成反比。故选B。
【强化训练1】在物理图象中不但纵坐标和横坐标分别代表一定的物理意义,直线的斜率和面积也具有特定的物理意义。对图中的两个图象所包含的信息的理解,正确的是( )
A.图a中的斜率越小,表示物质的密度越大
B.图a中,密度与质量成正比,密度与体积成反比
C.图b中表示匀速直线运动的路程越大,速度越大
D.图b中阴影部分面积表示该物体在对应时间内通过的路程
【答案】D
【解析】图a中纵坐标表示物体的质量m,横坐标表示物体的体积V,则图象的斜率表示物质的密度,斜率越大,表示物质的密度越大,故A错误;图a是质量随体积变化图象,体现了同种物质质量和体积成正比,并不是表明同种物质的密度与质量成正比,与体积成反比,故B错误;
图b是v﹣t图象,图象是一条平行于时间轴的直线,表示物体做匀速直线运动,故C错误;图b中阴影部分的面积等于物体速度v与时间t的乘积,即vt,s=vt是匀速直线运动的路程,故D正确。
【强化训练2】下列四个图中,能正确描述某种物质的密度跟它的质量关系的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】同种物质的密度是保持不变的,并不会随质量的增大而增大,质量增大、密度不变,选项A体现密度不会随质量的变化而变化。
【强化训练3】关于质量和密度,下列说法正确的是( )
A.航天员乘坐飞船到太空后,其质量变小
B.一杯牛奶喝掉一半后,体积变小,密度不变
C.橡皮擦在使用的过程中,质量不变,密度不变
D.用拉丝机将铁棒拉成细铁丝后,质量不变,密度变小
【答案】B
【解析】航天员乘坐飞船到太空后,位置改变了,但物质的多少没有变,所以质量不变,故A错误;牛奶被喝掉一半,含有的物质变少了,质量和体积均变小,而牛奶依然是刚才的牛奶,物质没变,所以其密度不变,故B正确;橡皮擦在使用过程中,含有的物质变少了,其质量会减小,体积减小,但物质没变,其密度不变,故C错误;将铁棒拉成细铁丝后,其形状改变了,但物质的多少和物质的种类均不变,所以质量不变、密度也不变,故D错误。
【强化训练4】一块冰完全熔化成水后( )
A.密度变小
B.质量不变
C.体积不变
D.体积变大
【答案】B
【解析】B、冰熔化成水后,状态发生改变,但所含物质的多少没有变化,所以质量不变,故B正确;
ACD、由于水的密度大于冰(即密度变大),所以由公式V可知,冰化成水后体积变小,故ACD错误。
【强化训练5】密封在容器中一定质量的气体被抽出三分之一后,容器中剩余气体的密度 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。一块质量为100g的冰完全熔化成水后,它的质量 (选填“小于”、“等于”或“大于”)100g。
【答案】变小;等于
【强化训练6】有四个颜色相同的实心球,其中一个与其他三个材料不同。为找出这个球,测得如下数据:
(1)通过计算处理数据可以完成任务,则表格中(a)处的内容为__________________,对应A球的值为______________,B球的值为________________。
(2)除了计算外,还可以通过画图象方法,更加形象直观地处理数据。请在坐标系中大致作出这个图象,找出这个不同的球。
(3)综合以上方法可知,标号为________的球与其他三个球材料不同。
【答案】(1)密度/( g cm-3) 2 2.5 (2)见解析图 (3)B
【解析】(1)四个颜色相同的实心球,其中一个与其他三个材料不同。为找出这个球需要测量密度,即质量与体积的比值,故(a)为:密度/( g·cm-3);由表格中的数据可知,A的密度为:ρA===2 g/cm3;同理可得:ρB=2.5 g/cm3,ρC=2 g/cm3,ρD=2 g/cm3;
(2)根据表中数据描点作图,如图;
(3)由(1)(2)知,四个小球的密度只有B不相同,故B球与其他三个球材料不同。
【强化训练7】用一根质地均匀的粉笔在黑板上写字,粉笔变短了,粉笔的质量 ,体积 ,密度 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】变小;变小;不变。
【解析】用一根质地均匀的粉笔在黑板上写字,粉笔变短了,所含物质变少了,所以粉笔的质量变小,体积变小,但组成粉笔的物质不变,密度不变,因为密度是物质本身的一种特性。
【题型4】密度的公式及单位换算
【典例】如图所示,放在水平地面上的圆柱体 A、B高度相等,A的密度小于B的密度。若在两物体上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的质量相等,则剩余部分的厚度hA′、hB′及切去部分质量ΔmA与ΔmB的关系是( )
A.若hA′>hB′,则ΔmA可能大于ΔmB
B.若hA′>hB′,则ΔmA一定大于ΔmB
C.若hA′<hB′,则ΔmA可能大于ΔmB
D.若hA′<hB′,则ΔmA一定大于ΔmB
【答案】D
【解析】AB、根据m=ρV=ρSh,当剩余质量相等时,可以把ρS看成一个整体,若hA′>hB′,则ρASA<ρBSB;
切去部分的质量Δm=ρSh切,因为原来的高度相同,剩余部分的厚度hA′>hB′,则切除部分的厚度hA′切<hB′切,且ΔmA=ρASAhA′切,ΔmB=ρBSBhB′切,其中,ρASA<ρBSB,hA′切<hB′切,则ΔmA一定小于ΔmB,故AB都错误;
CD、根据m=ρV=ρSh,当剩余质量相等时,可以把ρS看成一个整体,若剩余部分的厚度hA′<hB′,则ρASA>ρBSB;
切去部分的质量Δm=ρSh切,因为原来的高度相同,剩余部分的厚度hA′<hB′,则切除部分的厚度hA′切>hB′切,且ΔmA=ρASAhA′切,ΔmB=ρBSBhB′切,其中,ρASA>ρBSB,hA′切>hB′切,则ΔmA一定大于ΔmB,故C错误、D正确;
【强化训练1】三只形状完全相同的烧杯,分别盛有质量相等的三种不同液体,它们是水、酒精、水银(ρ水银>ρ水>ρ酒精)。根据图中液面的高度判别三烧杯中所盛的液体( )
A.甲是水银,乙是水,丙是酒精
B.甲是酒精,乙是水,丙是水银
C.甲是水,乙是酒精,丙是水银
D.甲是酒精,乙是水银,丙是水
【答案】B
【解析】由题知,水、酒精、水银的质量相同,已知ρ水银>ρ水>ρ酒精,由ρ可得三种液体的体积关系为V水银<V水<V酒精,三只烧杯完全相同,由图可知V丙<V乙<V甲,所以,甲液体是酒精,乙液体是水,丙液体是水银。
【强化训练2】“全碳气凝胶”固体材料是我国科学家研制的迄今为止最“轻”的材料。一块体积为100cm3的“全碳气凝胶”的质量只有16mg,则其密度为 kg/m3。一块120cm3的“全碳气凝胶”立在一朵花上而不压坏花朵,该“气凝胶”的质量为 g。
【答案】0.16;0.0192。
【解析】已知其质量m=16mg=0.016g,体积V=100cm3,则“全碳气凝胶”的密度:
ρ1.6×10﹣4g/cm3=1.6×10﹣4×103kg/m3=0.16kg/m3;
一块120cm3的“全碳气凝胶”质量m=ρV=1.6×10﹣4g/cm3×120cm3=0.0192g。
【强化训练3】单位换算:7.9×103 kg/m3 = g/cm 3;2.7 g/cm3 = kg/m3
【答案】7.9 2.7×103
【解析】因为1kg=1000g,1m3=1×106cm3
所以,
。
【强化训练4】如图所示,一只容积为600cm3的瓶子,内盛有0.4kg的水,一只口渴的乌鸦每次将一块质量为0.02kg的小石子投入瓶中,当乌鸦投了25块相同的小石子后,水面升到瓶口,求:
(1)瓶内石块的总体积。
(2)石块的密度。
【答案】(1)瓶内石块的总体积为2×10﹣4m3。
(2)石块的密度为2.5×103kg/m3。
【解析】(1)0.4kg水的体积:
V水4×10﹣4m3=400cm3,
石子总体积:
V石=V瓶﹣V水=600cm3﹣400m3=200cm3=2×10﹣4m3。
(2)石块密度:
ρ石2.5×103kg/m3;
【题型5】比较密度的大小
【典例】有四个容积完全相同的烧杯,装有质量相等的液体如下,其中密度最大的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】根据公式公式ρ可知,当质量相同时,密度越大,体积越小,由图中可看出体积最大的是A,所以A的密度最小,B的体积最小,所以密度最大。
【强化训练1】影视剧中,为了防止演员受伤,砸向演员的道具石头一般是用泡沫塑料制成的。将小石块和道具石头分别放在调节好的天平左右盘,横梁静止后的情景如图所示。下列说法正确的是( )
A.道具石头的质量比小石块的质量大
B.道具石头的密度比小石块的密度大
C.质量相同时,道具石头的体积比小石块的体积小
D.体积相同时,道具石头的质量比小石块的质量小
【答案】D
【解析】A、小石块和道具石头分别放在调节好的天平左右盘,横梁静止后指针指在中央刻度线左侧,说明道具石头的质量比小石块的质量小,故A错误;
B、道具石头的质量比小石块的质量小,而图中道具石头的体积比小石块的体积大,根据ρ可知,道具石头的密度比小石块的密度小,故B错误;
C、道具石头的密度比小石块的密度小,二者质量相同时,根据公式V可知,道具石头的体积比小石块的体积大,故C错误;
D、道具石头的密度比小石块的密度小,二者体积相同时,根据公式m=ρV可知,道具石头的质量比小石块的质量小,故D正确。
【强化训练2】甲物质的密度为2.5t/m3,乙物质的密度为2.5kg/m3,丙物质的密度为2.5g/cm3,丁物质的密度为250kg/m3,其中密度最小的物质是( )
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
【答案】B
【解析】1t=103kg,1g=10﹣3kg,1cm3=10﹣6m3,
甲物质的密度:ρ甲=2.5t/m3=2.5×103kg/m3,
乙物质的密度:ρ乙=2.5kg/m3,
丙物质的密度:ρ丙=2.5g/cm32.5×103kg/m3,
丁物质的密度:ρ丁=250kg/m3=2.5×102kg/m3,
由此可知,ρ甲=ρ丙>ρ丁>ρ乙,所以乙物质的密度是最小的。
【强化训练3】如图甲,在小烧杯中装入液态石蜡,静置一段时间,它完全凝固后如图乙。若液态石蜡的密度为ρ液,固态石蜡的密度为ρ固,则( )
A.ρ液<ρ固
B.ρ液>ρ固
C.ρ液=ρ固
D.无法判断ρ液和ρ固大小关系
【答案】A
【解析】石蜡凝固后质量不变,由图可知,石蜡凝固后体积变小,根据可知,ρ液<ρ固,故A符合题意,BCD不符合题意。
【强化训练4】如图是研究水结冰时体积如何变化的实验装置,图甲的烧杯中装有高1.3cm的水,图乙是这些水结冰后用尺测量烧杯中冰的高度时的情景,由图课读出冰高度为 cm,通过实验可知水结冰后的体积 ,密度 。(均选填“变大”或“变小”)
【答案】1.50;变大;变小
【解析】从图示看冰的高度为1.50cm,冰的体积增大,质量不变,根据ρ得冰的密度变小。
【强化训练5】如图所示,体积相等的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、乙切去相同的高度后,剩余部分的质量恰好相等,则ρ甲 ρ乙.如果切掉部分的质量分别为Δm甲、Δm乙,则Δm甲 Δm乙。(均选填“>”“=”或“<”)
【答案】<;<
【解析】由题和图知,V甲=V乙,若沿水平方向将甲、乙切去相同的高度后,因为S乙>S甲,故切去乙的体积大,剩余乙的体积小,因为剩余部分的质量恰好相等,由得,ρ甲<ρ乙;
切掉部分甲的体积小,又因为ρ甲<ρ乙,由m=ρV得,切掉部分的质量Δm甲<Δm乙。
【强化训练6】如图所示,体积相等的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、乙切去相同的高度后,剩余部分的质量恰好相等,则ρ甲 ρ乙.如果切掉部分的质量分别为Δm甲、Δm乙,则Δm甲 Δm乙。(均选填“>”“=”或“<”)
【答案】<;<
【解析】由题和图知,V甲=V乙,若沿水平方向将甲、乙切去相同的高度后,因为S乙>S甲,故切去乙的体积大,剩余乙的体积小,因为剩余部分的质量恰好相等,由得,ρ甲<ρ乙;
切掉部分甲的体积小,又因为ρ甲<ρ乙,由m=ρV得,切掉部分的质量Δm甲<Δm乙。
【强化训练7】2022年5月4日,科考队员成功登上珠穆朗玛峰峰顶,队员的背包中都装有小型氧气罐,如图所示,是队员从小型氧气罐里吸取氧气的情景,当氧气罐里氧气被吸取部分后,罐内氧气的质量将 ,密度将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】变小;变小。
【解析】氧气被吸取了一部分后,罐内氧气减少了,所以罐内氧气的质量变小了。但是罐内的氧气所占据的空间不变,即罐内氧气的体积不变。由公示ρ得,罐内氧气的密度将变小。
【题型6】密度的图像
【典例】如图所示的是A、B两种物质的质量m与体积V的关系图象。由图可知,A、B两种物质的密度ρA、ρB和水的密度ρ水之间的关系正确的是( )
A.ρB>ρ水>ρA
B.ρB>ρA>ρ水
C.ρA>ρ水>ρB
D.ρ水>ρA>ρB
【答案】C
【解析】由图象可知,当VA=VB时,mA>mB,所以ρA>ρB;
ρA==≈1.6g/cm3>ρ水;
ρB==≈0.26g/cm3<ρ水。
【强化训练1】如图所示,小明在某次实验研究中,利用电子秤和量筒测量了几组液体A和量筒的总质量m及相应液体的体积V,并绘出了m-V图像。由此可知下列说法中正确的是( )
A.该液体密度为
B.60mL的该液体质量为48g
C.量筒质量为40g
D.若此瓶装了60mL的另一种液体B后总质量为92g,则液体B的密度是
【答案】B
【解析】该液体密度为
故A错误;
60mL的该液体质量为
故B正确;
由图像可知,液体体积为0mL时,即量筒中没有液体时,液体和量筒的总质量即为量筒的质量,所以量筒的质量为20g,故C错误;
若此瓶装了60mL的另一种液体B后总质量为92g,液体B的质量为
则液体B的密度是
故D错误。
【强化训练2】如图所示,图甲是密度—体积的图象,图乙是质量—体积的图象。分析图甲可知,同种物质的密度与 无关;分析图乙可判断物质a与物质b的密度大小关系: 。
【答案】体积;ρa>ρb。
【解析】分析图甲可知,随着体积的增大,物质的密度不变,故可得到结论:同种物质的密度与体积无关;
分析图乙可知,体积相同时,a物质的质量大于b物质的质量,故根据ρ=判断:物质a与物质b的密度大小关系是ρa>ρb。
【强化训练3】如图所示,甲、乙两种相同体积的实心小球,放在调好的天平的左右两盘,天平恰好平衡。则单个甲、乙两种小球的质量之比是 ;若作出这两种小球的m﹣V图像,则甲球对应的图像是 (选填“a”或“b”)。
【答案】2:1;b
【解析】设甲球的质量为m甲,乙球的质量为m乙,
由图可知,天平恰好平衡,即左右两盘内的质量相同,则有:
2m甲+m乙=m甲+3m乙,整理得m甲=2m乙,
则,
即单个甲、乙两种小球的质量之比是2:1;
甲、乙两种体积的相同实心小球,则密度比为:
,
由m﹣V图像可知a、b物体的密度分别为:
ρa0.5g/cm3,
ρb1g/cm3,
,
即甲球对应的图像是b。
【强化训练4】如图甲所示,底面积为50cm2、高为10cm、质量为100g的平底圆柱形容器和一个质量为100g的小球置于水平桌面上(容器厚度忽略不计),当给容器内盛某种液体时,液体的质量与体积关系m﹣V图像,如图乙所示;当容器内盛满这种液体后,再将小球轻轻地放入容器中,小球沉入容器底,待液体溢尽擦干容器壁,测得总质量为560g。求:
(1)该液体的密度;
(2)该容器盛满液体时的总质量;
(3)该小球的密度。
【答案】(1)该液体的密度为0.8g/cm3;
(2)该容器盛满液体时的总质量为500g;
(3)该小球的密度2g/cm3。
【解析】由乙图可知,容器的质量m容=100g;
(1)由乙图可知,当液体体积为V1=200cm3时,容器和液体的总质量m1=260g,
液体的质量为:m液=m1﹣m容=260g﹣100g=160g,
液体的密度为:0.8g/cm3;
(2)容器内盛满时,液体的体积为:V2=Sh=50cm2×10cm=500cm3,
液体的质量为:m2=ρV2=0.8g/cm3×500cm3=400g,
则总质量为:m总=m容+m2=100g+400g=500g;
(3)将小球轻轻放入容器中,溢出液体的质量为:m溢=m容+m球+m2﹣m总′=100g+100g+400g﹣560g=40g,
小球的体积V球=V排50cm3,
小球的密度为:2g/cm3。
【题型7】利用密度公式进行简单计算
【典例】小明研究液体密度时,用两个完全相同的容器分别装甲、乙两种液体,绘制出总质量m与液体体积V的关系图象,如图所示。由图象可知( )
A.甲液体的密度是
B.乙液体的密度是
C.甲、乙液体的密度之比是
D.密度是的液体的m-V图象应位于Ⅲ区域
【答案】B
【解析】由图象可知,当液体体积为0时,此时容器的质量m容=40g,当m总=100g,即
此时甲、乙两种液体的体积V甲=40cm3,V乙=60cm3,则甲液体的密度为
乙液体的密度为
故A不符合题意,B符合题意;
甲、乙液体的密度之比
故C不符合题意;
因密度是3.0g/cm3的液体的密度比甲的密度还大,根据可知,质量相同时,该液体的体积小于甲的体积,故该液体的m-V图象应该在Ⅰ区域,故D不符合题意。
故选B。
【强化训练1】如图所示是甲、乙两种物质的质量和体积关系图象,以下说法正确的是( )
A.甲的密度大于乙的密度
B.当两种物质体积相同时,甲、乙的质量比为4∶1
C.当两种物质质量相同时,甲、乙的体积比为2∶1
D.乙的密度是甲的4倍
【答案】D
【解析】由图可知,甲的密度
乙的密度
甲的密度小于乙的密度,且乙的密度是甲的4倍,故A错误,D正确;
当两种物质体积相同时,甲、乙的质量比为
故B错误;
当两种物质质量相同时,甲、乙的体积比为
故C错误。
【强化训练2】如图所示,水平操作台上有两个实心长方体A、B,高度相等,若两长方体质量mA:mB=2:1,底面积SA:SB=4:1,则长方体A、B密度之比是 。现因工艺需要,工人在两长方体上部沿水平方向分别切去一部分,使剩余部分的质量相等,则剩余部分的高度之比是 。
【答案】1:2;1:2。
【解析】底面积之比为SA:SB=4:1,高度相同,由V=Sh可得体积比VA:VB=SA:SB=4:1,质量比mA:mB=2:1,由ρ可得,密度比ρA:ρB1:2;
剩余部分的质量相等,则剩余部分的高度之比为;
。
【强化训练3】一容器加满水后容器和水总质量为m1;若在容器内放一质量为m的小金属块A后再加满水,总质量为m2;若在容器内放一质量为m的实心小金属块A和一质量也为m的实心小金属块B后再加满水,总质量为m3,水的密度为ρ水,求:
(1)金属块A的体积;
(2)金属块B的体积;
(3)金属块A和B的密度之比。
【答案】(1)金属块A的体积;
(2)金属块B的体积;
(3)金属块A和B的密度之比。
【解析】(1)设金属块A密度ρA,体积为VA;金属块B的密度为ρB,体积为VB;杯子的体积为V杯,杯子的质量为m杯;根据题意和ρ,则有,小金属块A的质量为:
m=ρAVA,
小金属块B的质量为
m=ρBVB,
加满水后,有m1=ρAV杯+m杯,①
对于放进A的情况,有m2=m杯+m+mA=m杯+m+ρ水(V杯﹣VA) ②
由①②式子可得,金属块A的体积为:
VA,
金属块A的密度为:
ρAρ水
(2)对同时放进A、B的情况有m3=m杯+m+mB=m杯+m+ρ水(V杯﹣VA﹣VB) ③
由②③可得,金属块A的体积为:
VB,
金属块B的密度为:
ρBρ水;
(3)金属块A和B的密度之比为;
ρA:ρB=(ρ水):(ρ水);
【题型8】温度对密度大小的影响
【典例】寒冷的冬天,装满水的玻璃瓶放在室外,瓶中的水结冰后会把玻璃瓶撑裂,这是由于水结成冰后体积变大,在水结冰过程中( )
A.质量变大
B.质量不变
C.密度变大
D.密度不变
【答案】B
【解析】物质的质量是物体所含物质的多少,是物质的一种性质,不随温度、体积、位置、状态等因素的改变而改变。所以水结冰状态发生了改变,但所含物质的多少没有变,故质量不变;而水结成冰后体积变大,由密度公式可知,当质量不变,体积变大时,密度会变小。故A、C、D不符合题意,B符合题意。
【强化训练1】某研究人员为了探究冰和水的体积与温度的关系。在一定环境下将1 g的冰加热。分别记录其温度和体积。得到了如下的图像。下列说法正确的是( )
A.同种物质的密度与状态无关
B.4 ℃时,水的密度最大
C.冰的温度升高时,冰的密度一直增大
D.同种物质相同状态下的密度与温度无关
【答案】B
【解析】由图示知,1g的水由冰变成水时,质量不变,体积变小,据知,其密度变大了,所以同种物质的密度与状态有关,故A错误;
由图示知,水在4℃时的体积最小,而整个过程中质量不变,所以此时水的密度最大,故B正确;
由图示知,冰温度升高,体积也随着增大,而这个过程中冰的质量不变,所以冰的密度变小,那么同种物质在相同状态下的密度与温度是有关的,故C、D错误。
【强化训练2】建筑物内遭遇火灾时,受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离火场,这样能够有效避免吸入有害气体或被灼伤。这是因为与房间内其他空气相比较,含有毒有害物质的气体( )
A.温度较低,密度较大,而大量集聚在房间的下方
B.温度较低,密度较小,而大量集聚在房间的下方
C.温度较高,密度较大,而大量集聚在房间的上方
D.温度较高,密度较小,而大量集聚在房间的上方
【答案】D
【解析】建筑物内起火后,温度较高,室内空气体积膨胀,密度减小,有毒气体漂浮在房间的上方,故D符合题意,A、B、C不符合题意。
故选D。
【强化训练3】如图所示为水的密度在0~10℃范围内随温度变化的图象。根据图象可知:温度为4℃时水的密度 (选填“最大”或“最小”),一定质量水的温度由5℃升高到10℃时,水的体积将
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】最大 变大
【解析】由图像可看出,在0~10℃范围内,水的密度呈先增大后减小的趋势变化,温度在4℃时,曲线达到最高点,即此时水的密度最大。
由图像可看出,水的温度由5℃升高到10℃时,水的密度呈减小的趋势,根据可以得出,在质量一定的条件下,密度越小,则水的体积越大。
【强化训练4】简述为什么暖气要安装在屋子的底部。
【答案】见解析
【解析】暖气周围的空气受热体积膨胀,密度变小而上升,冷空气密度大,下沉到暖气周围,又受热上升,利用这种冷热空气的对流,可以使整个屋子暖和起来。
【强化训练5】在我国的北方,室外的自来水管很容易冻裂,造成送水设备的损坏,你能解释产生这一现象的原因吗?
【答案】在我国的北方,气温很低,自来水管受冷收缩,体积减小;当温度低于0℃以下时,水管中的水结冰,质量一定,密度减小,根据,体积膨胀,大于自来水管的体积而将水管胀裂。