学科：物理
教学内容：新材料及其应用
探究目标
1.知识与技能 了解纳米材料、“绿色”能源、记忆合金等新材料及应用.
2.过程与方法 经历上网查资料了解新材料的过程.
3.情感、态度与价值观 通过了解新材料的应用及新的前景，激发学习兴趣，扩展视野.
探究指导
物理宫殿
1.纳米材料
（1）某些物质的尺度加工到1～100nm，它的物理性质或者化学性能与较大尺度时相比，发生了异常变化，这些物质组成的材料为纳米材料；
（2）纳米技术的应用：纳米技术在工业、农业、能源、环保、医疗、国家安全等各个方面都有广泛的应用，如图2.4-1，我国和世界其他国家都在竞相开发纳米产品.图2.4-2是1993年中国科学院北京真空物理实验室自行操纵原子写出的“中国”二字，标志着我国开始在世界纳米领域占有一席之地.如：洗衣机桶的表面上用了纳米尺度的氧化硅微粒和金属离子的组合，就具有抑制细菌生长的功能；普通领带的表面经过纳米方法处理后会有很强的自洁性能，不沾水也不沾油；陶瓷中加了纳米陶瓷粉就具有一定的可韧性，如果用它制造发动机的缸体，汽车会跑得更快.
图2.4-1 纳米材料的应用领域
图2.4-2
2.“绿色”能源
新材料能制成各种高效的“绿色”能源.以电源为例，长期以来使用的干电池较轻便，但只能用一次，丢弃后会污染环境；铅蓄电池能反复使用，但又太笨重；而新材料做成的锂电池是有体积小、质量轻、能够多次充电、对环境污染小等特点，已经被广泛地用于移动通信、小型摄像机等设备上（如图2.4-3）；硅光电池能够把太阳能直接转换成电能，并且完全不会造成污染，它广泛应用于人造卫星和照明（如图2.4-4）.
图2.4-3 图2.4-4 太阳能汽车的上表面覆盖着很多硅光电池
3.记忆合金
（1）有些合金在加热时能像弹簧一样被拉长和扭曲，冷却后可以保持这个形状不变；当再次加热时，它们又恢复到被拉长或扭曲前的形状.这种合金叫做形状记忆合金；
（2）主要成分是：镍和钛；
（3）物理特性：当温度达到某一数值时，材料内部的晶体结构会发生变化，从而导致了外形的变化；
（4）应用：如将记忆合金制成的弹簧安装在热水器的出水阀门内，当水温超过某一温度（例如80℃）时，弹簧自动伸长，将阀门关闭而停止出水，避免发生烫伤人的事故（如图2.4-5）.
图2.4-5
【例】 在1989年 12月20日凌晨，美军的两个中队 F-117A隐形战斗轰炸机，躲过昼夜处于高度戒备状态的巴拿马对空监视雷达系统，突然出现在巴拿马城西120km处的一个军用机场上空，为美军大规模入侵巴拿马夺取了制空权.雷达能监测普通飞机的飞行情况，为什么不能发现隐形飞机呢？
思路与技巧 雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备，它的天线可以转动，它向一定的方向发射不连续的无线电波，然后根据反射波的方向和时间判断目标的方位和距离.隐形战斗机将具有良好的吸波性的隐性材料涂在其表面上，使其具有超凡的隐身能力.
答案 隐形战斗机是利用新型的隐形材料制成的重要军事武器，涂有隐形材料的战斗机能将雷达发射出的无线电波大部分吸收掉，反射回去的却很少，使雷达变成了“睁眼瞎”.而普通飞机反射回去的无线电波信号很强，雷达接收屏能接收到，因此能显示出普通飞机的存在（如图2.4-6）.
图2.4-6
探究体验
不同的材料具有不同的物理性质，如导热性、导电性、磁性、密度、弹性、硬度、延展性等等.下面探究材料的硬度.
探究器材 自选若干待测材料，如肥皂、泥块、塑料、铝片、陶瓷片等.
探究过程 ①组成如图2.4-7装置；
图2.4-7 材料硬度测量示意图
②将被测材料置于一个空心竖直管的底部，从管的顶部释放一钢钉，钢钉作用在该材料上会产生一个小小的凹痕；
③从凹痕的大小和深度，判断材料的硬度并排序.
分析与结论 材料有软有硬，较硬的材料能使较软的材料产生 ，材料的硬度不同， 不一样.
探究点拨 材料的区分可根据材料的不同性质，通过比较进行区分.
聊天室
话题：纳米材料的应用前景
胖胖：老师，您能介绍一下纳米材料在实际中的应用吗？
老师：纳米材料的应用非常广泛，具体概括为以下几点：
1.在陶瓷领域的应用.
随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生，它在1600℃高温下能像橡皮泥那样柔软，在室温下也能自由弯曲.因而克服了陶瓷的脆性，使陶瓷具有像金属一样的柔软性和可加工性.
2.用纳米技术可以实现天梯.
2002年3月中央电视台新闻联播曾做过报道：科学家能够造出天梯，地点选在太平洋上.用来做天梯的材料就是碳纳米管.这种材料从1991年被发现以来，就一直被誉为未来的材料.碳纳米管在强度上大约比钢强 100倍，其传热性能优于所有已知的其他材料.它有良好的导电性，在常温下导电时，几乎不产生电阻，科学家合成的碳纳米材料在室温下能储存和凝聚大量的氢气，用于燃料电池以驱动汽车等.它为“清洁能源”——氢能的开发、利用提供了良好条件.
3.在医学上的应用.
用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可立即搜索并攻击癌细胞或修补受伤组织：在人体器官表面涂上某些纳米粒子可防止器官移植后的排异反应.在生物医学方面，纳米科技更是潜力巨大.纳米技术可以在微小尺度里重新排列遗传密码，基因生物制作技术就是典型的纳米和基因生物学结合的产物.人类可以利用基因芯片迅速查出自己基因密码中的错误，并迅速利用纳米技术进行修正，使人类消灭各种遗传缺陷的理想得以真正实现.仿生学将是纳米技术大展宏图的领域，人类可以制造出细胞内工作的机器人。并将其放入人体内，它可以在血液和细胞中工作，帮助我们清除垃圾和病兆，还我们一个健康的身体.
4.在化工领域的应用.
把纳米技术运用到涂料中，使外墙涂料的洗刷性由原来约1000多次提高到10 000多次，老化时间也延长了两倍多.轮胎通常是“一统天下”’的黑色，原因是生产橡胶过程中需要加入炭黑末提高强度、耐磨性和抗老化性，但运用纳米材料生产的轮胎不仅色彩鲜艳，性能也大大提高，轮胎侧面胶的抗折性能由10万次提高到50万次。纳米级的氧化锌用于橡胶制品，可防止老化，提高耐磨性、抗摩擦起火，用于高级轿车轮胎、飞机轮胎上可提高安全系数.添加了纳米氧化锌的陶瓷釉面，具有不擦洗而自清洁的特性，在高层建筑和公路隧道中不便清洗的地方，这种自洁功能格外受欢迎.有些纳米材料制成纤维布料.不仅可以杀菌、防臭也可摆脱在脱衣服时因摩擦而引起烦人的静电现象.
5.在军事上的应用.
主要是在三个方面：一是在信息领域，使信息传输更快捷；二是用纳米隐身材料，让那些飞机、坦克成为隐形飞机、隐形坦克，让敌方的雷达看不见它.三是用纳米材料做成微小的纳米机器，组成神通广大的纳米微型军备.可以制成像针尖一样大小的炸弹，像苍蝇一样大小的飞机.
总之，一个崭新的0.1～100nm的世界提供给人类的将是不同于以往任何经验的东西，它不仅会给人类生活带来一场革命，还会使我们再一次地感受到：科学与技术正以日新月异的速度向前飞行发展.
快乐套餐
1.你认为所有的材料达到纳米尺度就一定是纳米材料，或者说一定具备纳米效应吗（ ）
A.是 B.不是 C.目前还不知道
2.上海磁悬浮列车在2003年元旦前一天运行成功，这标志着我国在这个领域已达到世界先进水平，备受世人瞩目.磁悬浮列车中用到下列哪种材料（ ）
A.超导材料 B.纳米材料 C.记忆合金 D.隐形材料
3.在我国“三星堆遗址”的出土文物中，发现了用极薄的金箔贴饰的精美“金器”.黄金可以被做成极薄的金箔，主要是因为黄金的（ ）
A.延展性好 B.硬度大 C.弹性好 D.密度大
4.当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能就会发生显著的变化，这就是 的特性，如图2.4-8，黄金在正常情况下呈金黄色，而它的纳米颗粒却变成了黑色，尺寸越小，颜色越深，且 显著下降.还有银白色的铂（白金）在纳米尺寸下变成了铂黑，金属铬变成铬黑.利用纳米的这种特殊的光学性质可以制成高效率的光热、光电转换材料将太阳能转变为 能、 能.
图2.4-8
5.光电池是一种把 能转化为 能的电池.硅光电池是一种典型的光电池，它的主要中分用 制成，这种电池性能 、使用寿命 ，已广泛用到电子计算器、收音机、玩具等方面，在人造卫星和其他太空仪器上也用它做电源.
6.锂是密度最小的一种金属，为 kg/cm3.一个锂电池的体积为8.5cm3，它的质量为 g.锂电池的特点是 小、 轻、能够多次 、对环境污染 等特点，已经被广泛应用于 、 等设备上.
7.科普展览会上有一种神奇的金属花，它的花瓣是用一种特殊的金属片——记忆合金制成的（如图2.4-9）.它具有记忆能力，灯光一照它会 ，如 图（填“左”或“右”），关上灯又会 ，如 图（填“左”或“右”）.
8.某班同学进行“使用塑料的利与弊”的辩论.甲方认为“利大于弊”，理由是：大部分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸或碱反应等；乙方认为“弊大于利”，理由是：回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合算等，你愿意加入 方（填“甲”或“乙”），并写出另一条理由 .
图 2.4-9 记忆合金“花朵” 图 2.4-10
9.如图2.4-10，用形状记忆合金可制成月面天线.发射前，天线先被压缩成小球团，到达月球表面后，它为什么能展开成正常工作的半球面状呢？
10.观察热水瓶使用了哪些材料，采取了哪些保温措施？
11.海南有着得天独厚的地理和气候优势，盛产反季节瓜菜和海产品.在北运海产品的包装箱中，一般都选用泡沫塑料制作.据你认为，在利用该材料的过程中：
优点是 缺点是
（1） ； （4） ；
（2） ； （5） ；
（3） . （6） .
12.有记忆本领的不只是金属或合金，塑料等一些非金属材料也有这种本领，科学家对形状记忆塑料做了大胆的设想：家里一些平时用不着的桌椅等家具，可以把它们压扁堆在一个很小的角落，一旦来了客人，就可以魔术般地把它们清理出来，只要往它们身上浇点热水，桌椅马上就会“变”回来.人们出外野炊带上这种形状记忆塑料做成的桌椅餐具，到时只要浇上一点热水，这些用具就可以一个个“站”起来供你使用；不用了，又可以把它们压扁成一堆，放在车上带回.请你大胆猜想，将来的记忆材料有哪些方面的应用？
13.在航天飞机的超音速燃烧冲压式发动机中，燃烧室里的温度会超过2000℃；而在燃烧室的隔壁，是放置作为燃料的被冷却了的液氢，温度为-200℃.“一边是海水，一边是火焰”.这样，燃烧室壁一侧要承受极高的温度，另一侧要承受极低的温度.于是人们将耐高温的陶瓷和耐低温的金属“融”为一体，不断地改变这两种材料的内部结构，使它们既能融相处又保留各自耐热耐冷的本领，这就是材料领域的新明星——梯度材料.现已开发出多种制造它的方法，如：化学气相沉积法、等离子喷涂法、颗粒梯度排列法等等.请你判断图2.4-11中 图是一般材料的分子结构， 图是梯度材料的分子结构.
图 2.4-11
14.阅读材料
俗话说得好，“人各有所长”世界上所有的材料跟人一样，不可能十全十美，每一种材料都有自己的优点和缺点，科学家就研制出各种新型的复合材料，就是把两种或两种以上的材料结合在一起，使它们各自发挥自身的特长，避开各自的缺点.
目前最重要的复合材料分为两类：一类是纤维增强复合材料，主要是长纤维铺层复合材料，如玻璃钢，如图2.4-12甲；另一类是粒子增强复合材料，如建筑工程中广泛应用的混凝土.因为它们都是优势互补的产品，所以它们有许多别的材料所没有的优点.
复合材料又轻又结实，它的比强度和比刚度较高.这两个参量是衡量材料承载能力的重要指标.比强度和比刚度较高说明材料重量轻，而强度和刚度大，这是结构设计，特别是航空、航天结构设计对材料的重要要求.现代飞机、导弹和卫星等机体结构正逐渐扩大使用纤维增强复合材料的比例（如图2.4-12乙）.
图 2.4-12
复合材料不知疲劳，它的抗疲劳性能良好.一般金属的疲劳强度为抗拉强度的40%～50%，而某些复合材料可高达70%～80%，用复合材料制成的直升机旋翼，其疲劳寿命比用金属制成的长数倍.
复合材料的安全性好.在纤维增强复合材料的基体中有成千上万根独立的纤维，当用这种材料制成的构件超载，并有少量纤维断裂时，载荷会迅速重新分配并传递到未破坏的纤维上，因此整个构件不至于在短时间内丧失承载能力.
此外，复合材料还具有减振性能良好、能耐高温、成型工艺简单等许多的优点.
请回答下列问题：
（1）目前的复合材料分成哪几类？
（2）复合材料有哪些优点？
（3）你知道哪些物体是由复合材料制成的吗？请举一例.
参考答案
[探究体验] 凹陷、划痕；划痕
[快乐套餐] 1.B 2.A 3.A 4.纳米材料；熔点；热；电 5.光；电；硅；稳定；长
6.0.534×10-3；4.5；体积；质量；充电；小；移动通信；小型摄像机
7.绽开；左；闭合；右
8.甲；成体低、耐用、防水；绝缘、弹性较好等（或乙方；易燃烧、产生有毒气体、石油资源有限等）
9.到达月球表面后，受阳光照射加热而恢复记忆，便展开成正常工作的半球面状
10.热水瓶瓶塞用软木制在盖上后可密封瓶口，软木塞导热性较差；玻璃易加工制作成双层，两层玻璃间镀银，使热量不易向外辐射；两层间抽成真空，热量不易向外传递
11.优点：轻便、保温、防挤压、成本低等；缺点：白色污染、机械强度不够等
12.略 13.甲；乙
14.（1）目前复合材料分为两类：一类是纤维增强复合材料，如玻璃钢；另一类是粒子增强复合材料，如工程中使用的混凝土 （2）轻而结实；不知疲劳；安全性好；减振性能好；能耐高温等 （3）撑杆是由高性能的复合材料制成的，它已经成为决定撑杆跳高胜负的重要因素学科：物理
教学内容：物体的尺度及其测量
探究目标
1.知识与技能 知道测量长度和体积的工具；会使用这些工具测量长度和体积；知道测量有误差；误差和错误有区别.
2.过程与方法 经历测物体的长度和体积的过程；体验通过日常经验估测长度的方法.
3.情感、态度与价值观 认识测量长度和体积的工具及其发展变化的过程；培养实事求是、热爱科学的精神.
探究指导
物理宫殿
1.物质世界的尺度，如图2.1-1
【例1】 试就你已知的物体从小到大顺序排列.
图2.1-1 物质世界的尺度/m
思路与技巧 物质从微观到宏观其尺度应分别为：夸克（小于10-16）、质子（10-13cm）、原子核（10-10cm）、原子（10-8cm）、分子（10-5～10-7cm）；西瓜（60cm）、地球（1.28×106m）、太阳系、银河系（十万光年）、宇宙.
答案 夸克、质子、原子核、原子、分子、尘粒、西瓜、地球、太阳系、银河系、宇宙。
2.长度（length）的测量
（1）常用的测量长度的工具：如图2.1-2；
图2.1-2
（2）长度的单位：国际单位是米（meter，简写为m），常用单位有：千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、纳米（nm）.它们之间的换算关系：
1km=103m 1dm=10-1m 1cm=10-2m
1mm＝10-3m 1μm＝10-6m 1nm＝10-9m
说明 （1）1983年国际计算大会规定：米是在内，光在真空中行程的长度；
（2）光年是长度单位，用来表示天体之间的距离 。它等于光在1年中的行程.1光年=9.46×1015m.
3.正确使用刻度尺的方法
一看：测量前根据实际需要选择测量工具，并观察刻度尺的量程、分度值和零刻度线是否磨损；
二放：尺要与被测长度重合（或平行），且刻度线紧贴被测物体放置，若用零刻度线已磨损的刻度尺，应从看得清楚的某一刻度线开始量；
三读：读数时视线应与尺面垂直，并估读到分度值的下一位；
四记：记录测量结果时，要写出数字和单位.
4.测量长度的一些特殊方法
普通方法不能直接测量出来，可以间接测量.间接测量长度的特殊方法很多，常用的有以下几种：
（1）累积法：把多个相同的微小量放在一起进行测量，再将测量结果除以被测量的个数，得出被测量值.例如：测纸张的厚度、邮票的厚度、硬币的厚度、头发的直径、细铜丝的直径等；
（2）替代法：测量某个与被测量相等的量，用以代替对被测量的直接测量.例如：测量地图上某条大河的长度、铁路的长度、海岸线的长度等.可以用一根弹性不大的柔软丝线与地图上的曲线重合，并在两端点做好记号，然后将丝线拉直，用刻度尺测出两个记号间的距离即可；
（3）平移法：当物体的长度不能直接测量时（如球的直径，圆锥体的高等），就要想办法把它等值平移到物体的外部，再用刻度尺测量.图2.1-3就是平移法在测量硬币直径时的两种应用；
图2.1-3
（4）滚动法：先测出某个轮子的周长，让此轮子在被测曲线上滚动，记录滚动的圈数.然后用轮子周长乘以圈数就可得到曲线路径的长度，例如：测操场的长度、两个汽车站间的距离等.汽车的计程器就是根据这个原理制成的.
【例2】 现有一个圆柱形封闭油桶，仅有一个钢卷尺（量程满足测量要求）、一支粉笔和一个重锤线，不许通过计算，不许打开油桶，要求直接测量出封闭油桶的上、下边缘上两点间的最大直线距离.请设计一个试验方案，说明具体方法.
思路与技巧 封闭油桶的上、下边缘上两点间的最大直线距离在油桶内部，但题中要求不许通过计算，不许打开油桶，因此必须把这一待测的距离想办法由桶内平移到桶外，这样就可以用卷尺直接量出它的长度了.
答案 具体方法：（1）油桶直立在水平地面上，用粉笔在地上沿桶底画一个圆
（2）将油桶平移至与圆相切的位置，设切点为P（如图2.1-4）
图2.1-4
（3）利用重垂线找出切点P正上方桶边缘上的点Q
（4）用卷尺找出过P点的圆的直径，确定直径另一点M的位置
（5）利用卷尺直接量出M、Q两点间的距离即为所求.
5.误差
（1）误差的概念：测量值与被测物体的真实值总会有些差异，这种差异叫误差；
（2）产生误差的原因：测量工具不够准确、测量方法不够完善、测量者的观察不够细致等；
（3）减小误差的方法：多次测量取平均值；
（4）误差和错误的区别：错误是测量方法或原理不正确、违反操作规则等原因造成的，是可以避免的.任何测量中的误差是不可避免的，只能选用更精密的测量工具，改进测量方法，认真细心地进行多次测量取平均值才能尽量地减小.
【例3】 小明在测量一木块长度的实验中，得到如下记录：l1＝12.41cm,l2=12.42cm，l3＝12.44cm，则木块的长度应为 ，小明所用刻度尺的分度值为 .
思路与技巧 多次测量求平均值能减少误差，三次测量的平均值即为木块的长度.因为在记录测量值时最后一位是估计值，求平均值时最后一位也应是估计值，估计值的位数保留多了仍是估计值，并不会变得更准确，所以位数保留多了没有意义.木块长度 l===12.423mcm=12.42cm.由于12.4cm是准确值，0.02cm是估计值，即准确到124mm，则小明所用刻度尺的分度值为1mm.
答案 12.42cm 1mm.
6.体积的测量
（1）体积（volume）:任何物体都要占据一定的立体空间，也就是具有一定的体积；
（2）体积的单位：国际单位是米3（m3）.常用单位：分米3（dm3）、厘米3(cm3)、毫米3(mm3)、升（L）、毫升（mL），其换算关系如下：
1dm3=10-3m3 1cm3=10-6m3 1mm3＝10-9m3
IL＝ldm3 1mL=1cm3
（3）测量物体体积的方法：
图2.1-5
说明 使用量筒或量杯测体积时，视线要与凹形水面的底相平，或与凸形水银面的顶相平.
【例4】 有一次，爱迪生把一只灯泡（还没有制成成品）交给他的助手阿普顿，让他计算出这只灯泡的容积是多少，阿普顿是普林斯顿大学数学系的毕业生，又去德国深造了一年，数学程度相当不错，他拿着这只梨形的灯泡，打量了好半天，又特地找来皮尺，上下量了尺寸，画了剖视图、立体图，还列了一道又一道的算式.一个小时过去了，爱迪生着急了，走近一看，哎哟，在阿普顿面前，好几张白纸上写满了密密麻麻的算式.爱迪生微笑着说，何必这么复杂呢？然后告诉了阿普顿测量的方法，阿普顿恍然大悟，不到一分钟就测出了灯泡的容积，你知道爱迪生测灯泡的方法吗？
思路与技巧 灯泡的形状不规则，很难直接计算出灯泡的容积.可转换成测量水的体积，即可间接地测量出灯泡的容积.
答案 爱迪生测量灯泡的容积方法是：把水装满在这只灯泡里，再把水倒在量杯或量筒里量出水的体积，则水的体积就是灯泡的容积.
探究体验
收集资料 图2.1-6是长度阶梯的一部分.请查阅相关资料将其余部分补上.并把原子、分子、人的身高、珠穆朗玛峰的高度、地球的直径、月球距离等相关的典型尺度标记在线旁（I·y＝9.46×1015m）.
图2.1-6
分析与结论 和其他同学交流讨论一下，还有哪些表示长度阶梯的方法？
探究点拨 用不同的方法进行物理量比较是科学方法的体现，不同的内容应选择最直观的方法.
聊天室
话题：有趣的人体尺度
胖胖：老师，公安员和考古学家能根据脚印的长度确定一个人的身高，是不是人的脚印长度与身高存在某种关系呢？
老师：人体各部分的尺度间有着特殊的规律.一般情况下，一个人手腕的周长恰恰是他脖子周长的一半。两臂平伸的长度正好等于身高，大腿正面厚度和他的脸宽差不多，肩膀最宽处约等于身高的，成年人的身高大约等于头长的8倍或7.5倍.拳头的周长与脚底的长很接近，所以买袜子的时候只要把袜底在自己拳头上绕一下，就知道是否合适了.
用尺去量一下，你还能一发现什么规律？然后请教美术老师，画人体时应注意什么问题？
图2.1-7
快乐套餐
1.小明发现周围同学在测长度时，刻度尺放置的位置有以下几种（图2.1-8）.请你判断哪些是正确的（ ）
图2.1-8
2.（常德市中考题）在使用刻度尺测量物体长度时，下列说法中正确的是（ ）
A.若刻度尺的零刻度线已磨损，则不能测出准确结果
B.读数时，估读的数位越多越准确
C.用多次测量求平均值的方法能减小误差
D.只要方法正确，认真测量，误差是可以避免的
3.要测量1分硬币的厚度，使测量结果的误差较小，下列方法中最佳的方法是（ ）
A.用刻度尺仔细地测量硬币的厚度
B.用刻度尺多次测量硬币的厚度，求平均值
C.用刻度尺多次测出10个1分硬币叠起来的总厚度，求平均值，再除以10
D.用刻度尺测出10个1分硬币叠起来的总厚度，再除以10，求得1个硬币的厚度
4.（广东广州市中考题）四位同学分别用一把分度值是1mm的刻度尺，先后测量物理课本的长度，下列测量结果中，记录正确的是（ ）
A.25.82cm B.25.82dm C.25.81mm D.25.816cm
5.量筒做得细而高，不做成粗面矮的形状，这主要是因为（ ）
A.实验中，细高的量筒便于操作
B.细高的量筒可以做出相对较大的底座，增加稳度
C.细高的量筒与粗矮的量筒相比，相应的刻度间隔较大，便于准确地读数
D.粗矮量筒中的液体较多，需用较厚的玻璃，因而不便读数
6.一般情况下，初三学生一扌乍 （如图所示）的长度约是（ ）
A.8cm B.18 cm C.38cm D.48cm
7.按照物质世界主要物体的大致尺度从小到大顺序，排列正确的是（ ）
A.原子核、夸克、原子、分子、生物体、地球、太阳系、银河系
B.原子核、夸克、原子、分子、生物体、地球、银河系、太阳系
C.夸克、原子核、原子、分子、生物体、地球、银河系、太阳系
D.夸克、原子核、原子、分子、生物体、地球、太阳系、银河系
8.实验前，小明和同学们跃跃欲试，都想要测出最准确的数据.
小马说：“我只要认真按老师要求去做，就不会有实验误差.”
小明说：“我只要测量方法正确了就不会产生实验误差.”
小华说：“我只要遵守操作规则就不会产生实验误差.”
小灵说：“我对同一个量多测几次，求出它们的平均值，就不会有误差了.”
小高说：“你们这样只能减少实验误差，不可能没有误差，即使老师测量也会有误差.”
你认为 .
9.（四川成都市，山西省中考题）“采用最新技术制成的纳米机器人小得像跳蚤一样”，“离太阳系最近的恒星‘比邻星’距我们约4.3光年”，这里所说的“纳米”、“光年”都是 的单位.世界最高峰珠穆朗玛峰经我国专家测量改为8848.13m，通过公布的这一数据可以判断测量的精确度达到 .
10.如图2.1-9所示是测量乒乓球直径的一种方法，其中的乒乓球是第46届“世乒赛”使用的“大球”，它的直径是 cm，合 m.
11.（贵阳实验区中考题）如图2.1-10中的螺丝全长为 mm.
图2.1-9 图2.1-10
12.英制单位有英寸（吋）、英尺（呎）、码、英里（哩）、海里（涅）.l码=3呎=0.9 144m，l呎=12吋=0.3048m，1吋=2.45cm.电视机屏幕的大小是用“吋”来表示的.请问：你家的彩电是多大？ ，合 m.
13.郑州到上海的铁路线如图2.1-11所示，此图按实际尺寸缩小了20 000 000倍.用细线沿图上铁路线截取相同长度的一段，拉直后的长如图2.1-11中AB所示，请用文具盒中刻度尺（或三角板）量出图上郑州到上海的直线距离为 mm，则郑州到上海的实际直线距离为 km.
图2.1-11 图2.1-12
14.小红家上月5日自来水表读数为344 m3，本月5日自来水表指针的位置如图 2.1-12 所示，这时水表示数为 m3，所以一个月来她家用去 m3（读到 m3即可）.若每立方米水0.8元，则小红家这个月应交水费 元.
15.三位同学在用量筒测液体体积时，读数情况如图2.1-12所示，其中 同学读数正确，量筒中液体体积为 mL.
16.观察图 2.1-13：
图2.1-13
（1）看一看；判断下列问题：
①图a、图b中的两条线段AB、CD哪条长？
②图c中的线段AB长，还是AC长？
③图d中三条线段AB、CD、EF，哪条最长？哪条最短？
④图e中PN和PQ平行吗？
⑤图f中的MN，PQ是直线吗？
⑥图g中，方框的四边形是直线吗？
（2）测一测：然后比较你的目测结果正确吗？
17.小明同学买了一盒自动铅笔用的笔芯，但包装盒上注明的笔芯直径看不清楚了，小明想用实验方法测出笔芯的直径，他只有分度值是1mm的三角板一块，小明能否测出笔芯的直径？如果能，请写出实验步骤.如果不能，请说明理由.
18.下表是某班级学生以身高相差3cm为一组的统计资料.
身高 低于 150 153 156 159 162 165 168 171 174 177 高于
h/cm 150 ～152 ～155 ～158 ～161 ～164 ～167 ～170 ～173 ～176 ～179 ～179
学生数 1 2 4 3 5 7 9 7 2 1 1 0
根据以上表格，我们利用数据处理软件绘制了直方图，如图2.1-14所示.
图2.1-14 某班学生身高直方图
仔细观察直方图，回答下列问题：
（1）这个班学生身高较多集中在 cm至 cm范围内；
（2）身高在159～170 m之间的学生数占学生总数的百分率为 .
19.仔细观察几种常见的尺子（如钢直尺、量衣用的皮尺、塑料短尺、体育课上常用的皮卷尺等），并请思考下列问题：
（1）该度尺上的刻度有什么特点？
（2）刻度线画得粗些好，还是细些好？为什么？
（3）各种尺上的最小刻度是否一样？
（4）比较各种尺子上10cm的长度是否一致？用它们去测量同一物体的长度时，会有什么结果？用力拉皮尺来测量长度，这样测量准确吗？
（5）使用刻度尺时，是否一定要从刻度为0的位置量起？
（6）各种尺的厚薄一样吗，它们的刻度刻在哪一侧？这样有什么好处？
（7）如图2.1-15所示厚木尺在测量时的放法与书本图示的不同.想一想，为什么？
图 2.1-15
20.（江苏淮安市中考题）意大利的比萨斜塔600多年来“斜而不倒”.300多年前物理学家伽利略在塔上做了著名的自由落体实验，使其更加充满了神奇的魅力，吸引着世界各地游客纷至沓来.斜塔究竟有多高呢？下图为比萨斜塔的正面图片，请你仔细观察图片，利用斜塔周围的参照物，写出能推算出斜塔实际高度的简单过程及理由.
21.设想一下如果地球离太阳的距离比现在小得多，地球上会出现什么样的情景？如果地球离太阳的距离比现在远得多，地球上又会出现什么样的情景？
参考答案
［快乐套餐］1.C 2.C 3.C 4.A 5.C 6.B 7.D 8.正确的操作可减少误差，避免错误；实验中绝对精确是不可实现的 9.长度；分米 10.4.05；0.0405 11.45.0mm 12.41.3；826 13.356；12 14.乙；60 15.略 16.略 17.能；①把铅笔芯紧密排列在桌面上；②用三角板测出排列的长度 L；③数出所列铅笔芯的个数n; ④用 d=算出笔芯直径 18.（1）165；167 （2）66.7％ 19.（1）刻 度是均匀的 （2）细些好，精确度高 （3）不一定一样 （4）基本上一致；存在误差；不准确 （5）不一定，只要从整刻度线开始量起就可以 （6）刻度刻在薄的一侧，便于紧贴被测物体 （7）厚木尺的这种放法能使刻度面紧贴被测物，便于读数 2 0.观察图片，取人身高1.7m.以此为推算依据，测得图中某人身高1.4mm，图中塔高44.8mm，则塔实际高度约为H=×1.7m=54.4m 21.离太阳越近，接收太阳能越多，地面水会蒸发，空气中充满高温蒸气，液态水也不存在，地球上生物无法生存；离太阳太远，地面水会结冰，液态水也不存在，地球上生物全部冰冻，生命也无法生存学科：物理
教学内容：物体的质量及其测量
探究目标
1.知识与技能 知道质量的概念及其单位；掌握天平的使用方法；学会测量物体的质量.
2.过程与方法 通过观察、实验，认识质量是不随物体的形态、状态、空间位置而变化的物理量；动手经历用天平测质量的过程.
3.情感、态度与价值观 在使用天平测物体质量的技能训练中，培养学生严谨的科学态度与协作精神.
探究指导
物理宫殿
1.质量（mass）
物体内所含物质的多少叫做物体的质量.用字母m表示.
说明 (1)物理学中的质量与日常生活中常说的“产品质量”中的质量的含义不同，前者是指物质的多少，后者是指东西的好坏和产品的优劣；
(2)质量是物体本身的一个基本属性，与物体的形状、状态和所处空间位置的变化无关.它是由物体本身决定的.如：一块铁，把它做成铁球或铁棒，它的形状变了，但它所含铁的多少没变，因而质量不变；把它放到炼钢炉中化成铁水，状态变了，但质量仍没变；把它从南北两极拿到赤道，甚至拿到月球上，质量也不变.如图2.2-1所示；
图 2.2-1
（3）增减物体所含物质的多少就可以改变物体的质量.
【例1】 下列情况中，物体的质量发生了变化的是（ ）
A.一杯水凝固成冰后体积变大 B.一包西瓜籽从地球带到月球
C.一支烧红的玻璃管 D.锅中正在加热的水
思路与技巧 同一物体的质量是它本身的一种属性，它不随外界条件的变化而变化.因此水凝固成冰、西瓜籽从地球到月球、烧红的玻璃管的质量都不变.而锅中正在加热的水不断汽化变成水蒸气散失到空气中，则锅中的水的质量在逐渐减少.
答案 D.
2.质量的单位
国际单位是千克，符号为kg，常用单位还有吨（t）、克（g）、毫克（mg），它们的换算关系是
吨（t）千克（kg）克（g）毫克（mg）
宇宙中一些物体的质量尺度可形象表示为图2.2-2.
图2.2-2 宇宙中一些物体的质量尺度
3.质量的测量
生活中常用杆秤、案秤、电子秤测质量，实验室常用托盘天平测质量等.如图2.2-3.
图2.2-3 几种测量质量的工具
4.托盘天平的构造及使用方法
（1）托盘天平的构造.如图2.2-4；
图2.2-4
（2）托盘大平的使用方法：
①放：把天平放在水平台上，游码放在标尺左侧零位；
②调：调节横梁两端的平衡螺母，使指针指在分度标盘的中央刻度线上，这时天平平衡；
③称：被测物体放在左盘里，用镊子向右盘加减砝码并调节游码在标尺上的位置，直到天平恢复平衡；
④记：右盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值就等于被测物体的质量，把被测物体的质量记录下来.称完后把砝码放回盒内，不许用手捏砝码.
【例2】 （2004·江西省）小坚同学用调节好的天平称一个物体的质量，当右盘中放一个50g和两个20g的砝码，游码移至如图2.2-5所示位置时，天平平衡，则物体的质量是（ ）
图2.2-5
A.90g B.93.0g C.92.6g D.92.3g
思路与技巧 用天平测物体质量已经使横梁恢复平衡后，就是读数记录的程序了，物体质量应等于右盘内砝码总质量与游码示数之和，而游码比较宽，一般应以游码左边所对的刻度为准，读游码示数时要注意认准分度值.右盘中砝码总质量为90 g，游码的示数为2.6 g，故总质量为92.6g.
答案 C.
【例3】 小方同学用托盘天平测量一枚大头针的质量，她设计的具体操作步骤是：
（1）把天平放在水平台上，把游码放在标尺左侧零位；
（2）把一枚大头针放在右盘里，向左盘里加减砝码，并调节游码在标尺上的位置，直至横梁恢复平衡；
（3）盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值，就等于一枚大头针的质量，小明觉得小方的测量过程有些问题，如图2.2-5.请问：小方同学的设计步骤中漏了哪些步骤？哪些操作是不正确的？
思路与技巧 使用天平称物体的质量应按照“放、调、称、记”等步骤正确地操作.小方在测量一枚大头针的质量时，没有考虑到微小物体的质量应采用“累积法”进行测量.
答案 小方设计步骤中的第一步后面漏掉了一步：调节横梁右端的水平螺母使横梁平衡；小方操作有两处不正确：一是砝码和物体位置颠倒；二是没有估计被测物体的质量是否小于天平的感量（天平测量的最小值）.正确方法：先测出100枚大头针的总质量，然后用称得的总质量除以100即为一枚大头针的质量.
【例4】 小敏在“测量铝块质量”的实验中.
（1）在调节横梁平衡时，指针在分度盘的位置如图 2.2-6中a所示，此时应调节横梁右端的平衡螺母向 移动，使横梁平衡；
（2）若她在调节横梁平衡时出现了如图2.2-6中b所示的情形，则横梁 平衡（填“已经”或“没有”）；
（3）若在测量时，她已在右盘中放入了50g、20g、10g的砝码各一个，再加5g的砝码时，指针位置如图2.2-6中a所示，用 10 g砝码将5 g的砝码替换下来，指针位置如图 2.2-6中c所示，则她该进行的操作是 ，若游码位置如图2.2-6中d所示，则所测铝块的质量为 .
图2.2-6
思路与技巧 （1）调节横梁平衡时，出现a图所示情形，表明天平左端重了，因此应将右端平衡螺母向右调，使指针指到分度盘的0刻度，若指针未停止，但左右摆动的辐度相同如图b所示，左右摆动的辐度均为3小格，也说明天平平衡了；
（2）若在称量过程中出现图a所示情形，说明右盘内砝码轻了，换上10 g砝码后指针如c所示，说明右盘内砝码又重了，因此估计被称物体质量应在85～90 g之间，这时应将 10 g砝码取下，重新换上5 g砝码并调节游码，使天平平衡.
答案 （1）右 （2）已经 （3）取下10 g砝码，换上5 g砝码并调节游码 86.4g.
探究体验
社会调查 调查各种球类的标准质量.请在查看标准质量之前估测一下相应的质量，然后将估测质量及标准质量填入表中：
乒乓球 排球 篮球 网球 垒球 高尔夫球 铅球
估测质量
标准质量
估测质量接近标准质量个数占 .
探究点拨 真实感受1kg、1g物体质量的大小，运用倍数关系估测物体质量的大小.
【例5】 小明为探究空气是否有质量进行了如图2.2-7所示的实验.
（1）把两个空矿泉水瓶瓶口分别套上小气球，用细线把气球紧扎在瓶口上，使其不漏气，然后用细线系在细木棍的两端.再用一段细线系在一根粗细均匀的细木棍中部，木棍水平平衡，两瓶子一样高；
（2）把一个瓶子放在热水中浸一会儿，瓶口上的小气球鼓起来了.用一段细线把小气球扎紧，气球里的空气不能回到瓶子中了.提起“小秤”一称，两端能平衡吗？
图2.2-7
（3）再用一根细针把鼓起的气球扎破，提起“小秤”，细木棍两端能平衡吗？为什么？
（4）小明从这个实验中能得出什么结论？
思路与技巧 气球受热，质量不变，因此第二步细木棍两端能平衡.放掉一部分热空气后，右端瓶内的空气质量减小了，所以第三步木棍不能平衡.
答案 （1）细棍两端能平衡，在热水中浸过的瓶子中的空气受热膨胀，使气球鼓起来，但质量不变（此处不考虑空气对鼓起来气球的浮力因素）
（2）细棍两端不能平衡，因为扎破气球放走了瓶中一部分空气
（3）这个实验说明空气有质量.
聊天室
话题：质量会变吗？
胖胖：老师，一个人无论在月球上还是在地球上或是在太空中，他的质量不会变.那么他的质量是不是总不变呢？
老师：随着科学的发展，人们对质量的认识也不断深入.1916年爱因斯坦在相对论中指出，物体的质量会随着速度变化，当物体的速度接近光速时，质量会变得极小.现在，科学家在高能粒子加速器实验中已证实了爱因斯坦的观点.
通常物体的运动速度比光速小得多，物体的质量可认为不随位置、形状、状态、运动速度发生变化.
快乐套餐
1.下列说法不正确的是（ ）
A.橡皮泥发生形变后，质量不变，所以物体的质量不随形状改变而改变
B.水结成冰后质量不发生变化，所以物体的质量不随状态的改变而改变
C.菜从超市买回家后称量时，发现质量不变，说明物体质量与物体的位置变化无关
D.水烧开后，水的质量减少些，所以物体质量随温度的变化而变化
2.（苏州市中考题）托盘天平横梁上都有标尺和游码，向右移动游码的作用是（ ）
A.相当于向左调节平衡螺母
B.可代替指针来指示平衡
C.相当于在左盘中加小砝码
D.相当于在右盘中加小砝码
3.下列物体中，质量最接近0.2kg的物体可能是（ ）
A.一只老母鸡 B.一个苹果
C.一个鸡蛋 D.一只蚂蚁
4.“神舟”五号飞船发射的成功标志着我国载人航天事业进入了世界强国行列.当“神舟”五号飞船在太空运行时，处于失重状态的宇航员杨利伟的身体质量 （选填“变大”、“变方”或“不变”）.
5.小明在测物体质量时，在右盘中放有50g、20g、10g砝码各一个，他把游码拨到如图2.2-8所示位置，指针刚好在分度盘中央，则该物体的质量为 g，合 kg; 这架天平标尺的分度值是 g.
图2.2-8
6.某条交通主干道上有一座桥，桥梁旁竖着一块如图2.2-9所示的标志牌，它表示的物理意思是 .
图2.2-9
7.（湖北宜昌市中考题）某同学用已调节平衡的托盘天平测量烧杯和盐水的总质量，操作情况如图2.2-10所示.请你指出其中的两条错误：
（1） ；
（2） .
图2.2-10
8.（山东聊城市中考题）托盘天平放在水平桌面上，若指针向左偏，应该向 调节平衡螺母直至指针指在分度盘的中线处.如果调节前忘记将游码放在标尺的零刻度处，这样测出的物体质量比物体实际质量 .
9.（2004·河南课改区）以下是用天平测量某一烧杯中水的质量的有关实验步骤（ ）
A.用天平称量装水烧杯的总质量
B.用天平称量空烧杯的质量
C.算出水的质量
D.调节天平横梁右端的螺母使横梁平衡
E.使天平底座平衡
（2）上述实验操作步骤的正确顺序是 （只写代号）；
（3）图2.2-11是用天平测量装水烧杯的总质量时所加砝码和游码位置情况，则所测质量为 g.
图2.2-11
10.有一只桶，里面装了一些水，从桶的上面来看，好像装了半桶水.但究竟是刚好半桶还是比半桶多或少呢？如图2.2-12所示.假定在桶的附近并没有木棒或其他适当的测量工具，你该怎么办？说出你的办法.
图2.2-12
11.将全班同学的质量以相差5kg为一组的资料收集起来填写下表中：
质量m/kg 低于40 40～45 46～50 51～55 56～60 61～65 66～70 71～75
学生数
参照表格中收集的数据：（1）用学生数和个体质量为坐标，画出图像；
（2）本班学生个体质量较多集中在 kg至 kg范围内；
（3）本班学生的平均质量为 kg.
12.某试卷按30份一袋分装，在试卷分装密封结束后，发现多出10份，经分析原因是装好的某试卷袋中少装了10份.现要求在不拆开已密封的试卷袋的情况下，想出一种科学准确的方法在这批试卷袋中找出只装了20份试卷的那一袋（需要的仪器，保证提供）.
13.请完成下列基本仪器使用的调节：（1）小洪同学用天平测物体的质量时，先将天平放置在水平桌面上，然后再进行如下调节：
① ；
② .
（2）在进行第②步调节时，发现指针指在分度盘的左侧，如图2.2-13所示，此时应将天平右端的平衡螺母向 调（填“左”或“右”）；
（3）如图2.2-14所示是测量一个苹果的质量时天平上砝码的质量和游码示数，则该苹果质量为 g.
图 2.2-13 图2.2-14
14.（1）用天平称一个塑料瓶的质量，然后将其剪碎再放到天平上称，比较这个物体在形状变化前后的质量相同吗？
（2）称量一小杯水与一小匙盐的总质量（水放在小烧杯中，盐放在一张纸上，然后再把盐溶于水，再称盐水的质量），比较两次称量的结果相同吗？
通过以上两个实验，你能得出什么结论？
15.（江苏南通市中考题）图2.2-15甲所示为商店里使用的台秤，其工作原理与天平相同.使用时，先将游码移至左端零刻度处，若发现秤杆右端上翘，则调零螺丝应向 （选填“左”或“右”）旋动才能使秤杆平衡；现用该台秤称某物体质量，通过在砝码盘中添加槽码、移动游码使秤杆平衡，所加的槽码和游码的位置如图2.2-15乙所示，则该物体的质量为 kg.
图2.2-15
参考答案
[快乐套餐] 1.D 2.D 3.B 4.不变 5.84.6;0.0846;0.2 6.桥限载30吨 7.（1）用手直接拿砝码 （2）物体和砝码放反了 8.右：大 9.（1）E D B A C （2）227.4g
10.让桶慢慢倾斜，当水还没到桶沿，就看到桶底时，说明桶中水少于半桶；当水刚溢出桶沿时，如果看不到桶底，表明桶中水多于半桶；如果刚好看到桶底，表明桶中水刚好为半桶
11.略 12.用天平测量：取相等袋数密封试卷分置天平两盘，天平不平衡，含有20份试卷的那袋在质量小的一端，然后又将含有20份的这些密封试卷分成相等的袋数分置天平两盘，最终质量小的为含有20份的那袋
13.（1）将游码放在标尺左端零刻线处；调节横梁上的平衡螺母使天平平衡 (2)右 (3)181.4g
14.(1)相同 (2)相同.质量不随物体的形状、状态和空间位置而变化
15.右；3.2kg学科：物理
教学内容：探究物质的一种属性——密度
探究目标
1.知识与技能 理解密度的物理意义；会用密度知识解决简单的实际问题.
2.过程与方法 通过实验探究活动，找出同种物质的质量与体积成正比的关系；学会用同种物质的质量与体积比值来定义密度概念的这种科学思维方法.
3.情感、态度与价值观 通过探究活动，使学生对物质属性的认识有了新的拓展.
探究指导
物理宫殿
1.密度
在物理学中，把某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度.它反映了物质固有的一种属性.
说明 （1）每种物质都有它确定的密度，即对于同种物质，它的质量与体积的比值是一个常数.如：所有的铝制品的密度是相同的.不论它的体积多大、质量多少，单位体积的铝的质量是不变的；
（2）不同的物质，其密度不同，即其质量与体积的比值也不同.平时习惯上讲“水比油重”就是指水的密度大于油的密度，在相同体积的情况下，水的质量大于油的质量；
（3）密度与组成该物质的物体的质量、体积、形状、运动状态等无关，只与物体的种类和物态有关.
【例1】 蜡烛在燃烧过程中，它的（ ）
A.质量不变，体积变小，密度变大 B.质量变小，体积变小，密度不变
C.质量变小，体积不变，密度变小 D.质量、体积、密度都变小
思路与技巧 蜡烛在燃烧，其质量和体积都在逐渐减小，但它仍是蜡烛，它的质量和体积的比值不变，即密度不变.
答案 B.
2.密度的公式
式中的m表示质量，V表示体积，表示密度.
说明 （1）同种物质，在一定状态下密度是定值，它不随质量大小或体积大小的改变而改变.当质量（或体积）增大几倍时，其体积（或质量）也随着增大几倍，而比值是不变的.因此不能认为物质的密度与质量成正比，与体积成反比；
（2）同种物质的物体，体积大的质量也大，物体的质量跟它的体积成正比，即
当ρ一定时，=;
（3）不同物质的物体，在体积相同的情况下，密度大的质量也大，物体的质量跟它的密度成正比，即当 V一定时，=；在质量相同的情况下，密度大的体积反而小，物体的体积跟它的密度成反比，即当m一定时，=.
3.密度的单位
国际单位是千克/米3(kg/m3)，常用单位有克/厘米3（g／cm3），它们之间的换算关系：1g/cm3＝103kg/m3.
4.密度知识的应用
由密度公式变形可得m=ρV和V=两个公式.这三个公式代表密度知识有三个方面的应用.
（1）计算物体的质量.对于不便于直接测质量的物体，只要知道这个物体是由什么物质组成的，就可通过查密度表，查出这种物质的密度，再想办法测算出它的体积，根据公式m＝ρV，就能算出该物体的质量.如，要测算一块大理石碑的质量，大理石的密度可以查表得到，大理石的长、宽、高可以用刻度尺测量，算出大理石的体积，应用公式m=ρV，就可算出大理石的质量；
（2）计算物体的体积.对于不便于直接测量体积的物体，如形状不规则的铁制螺钉，可以用天平测量出螺钉的质量，铁的密度可以从密度表中查出，根据公式V=，就可算出螺钉的体积；
（3）鉴别物质.根据公式ρ=.要知道一个物体是什么物质做的，只要测出它的密度，再查阅密度表，看测得的密度值与何种物质的密度相近.如测算出某物质的密度是2.6×103kg／m3，通过查密度表，知道这种物质是花岗岩.
【例2】 我国古典名著《西游记》中，齐天大圣孙悟空用来降妖除魔的如意金箍棒本来是东海中的一根“定海神针”（如图2.3-1）.书中写道：“该棒长两丈多，斗来粗细，有13500斤.”其体积用国际单位表示大约是0.86 m3.
图2.3-1
（1）计算一下如意金箍棒的密度是多大？可能用地球上的什么物质做成？
（2）这金箍棒可以随意变化，当孙悟空挥动它除妖魔时，它的体积只有原来的二十分之一，而目前已知地球上密度最大的物质是金属锇，密度是2.25×104kg/m3.地球上此时有做成金箍棒的物质吗？
思路与技巧 根据ρ=即可算出金箍棒的密度，从而鉴别其是由何种物质做成的；若金箍棒的体积缩小到原来的，但质量不变，金箍棒的密度将增大为原来的20倍.
答案 （1）金箍棒的密度ρ==≈7.85×103kg／m3，可能是地球上的钢铁制成的
（2）此时金箍棒的体积为V′=V=0. 043 m3，而质量m保持不变，则此时金箍棒的密度ρ′==≈ 15.7×104kg/m3＞2.25×104kg/m3.故地球上没有此物质.
5.测密度
（1）测固体的密度
固体的质量可直接用天平测得，外形不规则物体的体积可通过“排水法”来测量.然后根据密度公式ρ=求出密度.
说明 ①如果待测物体不溶入水且密度比水小（如蜡），测量其体积采取的办法有两种，一是悬锤法：将悬挂的石块或铁块浸入量筒内的水中，记下示数V1，再将密度比水小的待测物体与石块或铁块连在一起浸入水中，记下此时水面示数V2，待测物体的体积为V2-V1；二是针压法：用一细针刺入待测物，将待测物浸入水中后，用力压细针，把待测物全部压入水中，忽略针尖的体积，通过观察水面上升刻度的变化，便可求出待测物的体积；
②如果待测物尺寸大于量杯或量筒的口径，可以借助溢水杯，将待测物浸入盛满水的溢水杯中，再用量筒或量杯量出从溢水杯中溢出水的体积，便是待测物的体积；
（2）测液体的密度
液体的体积可以直接用量筒（或量杯）测出，其质量可通过“补差法”来测定，即先测出容器的质量，再测出容器与液体的总质量，两者之差就是容器内液体的质量，再根据ρ=求得密度.
【例3】 （江苏无锡市中考题）为了鉴别某金属块的材料，先将该金属块放在调好的天平上，测出它的质量，然后将它放进盛有水的量筒内，测出它的体积.天平平衡时右盘中的砝码和游码的示数以及量筒中水面先后的位置如图2.3-2所示.该金属块的质量是 g，它的体积是 cm3，算出它的密度后查表可知该金属可能是 .
金属 铜 铁 铝 铅 银
密度ρ/（kg·m-3） 8.9×103 7.9×103 2.7×103 11.3×103 10.5×103
图2.3-2
思路与技巧 测不规则形状固体的密度时，用天平称出物体质量，用排水法测体积，然后用公式ρ=计算密度.
答案 54g 20cm3 铝.
【例4】 （2004·黄冈市）小华同学在测定食用色拉油的密度的实验中，其方法步骤完全正确.图2.3-3显示的是他测量的相关数据，请帮小华填写下表中空白测量量和数据.
烧杯和油的总质量（g） 倒出适量油的烧杯和油的总质量（g） 倒出油的质量（g） 油的密度(g/cm3)
16.8
图2.3-3
思路与技巧 本题考查的是测液体密度的实验，但主要考查的是读数记录和数据处理的能力.倒出油后烧杯与油的总质量读数为17.0 g，油的体积读数为20.0cm3，故油密度为0.84 ×103 kg／m3.
答案 33.8 17.0 g 油的体积 20.0cm3 0.84.
探究体验
试一试，动手自制“鸡尾酒”.
探究器材 试管、酒精、水、泛乳白色的机油、（红、蓝）墨水、软木塞
探究过程 ①将试管洗净，倒入染红的水；
②沿管壁慢慢倒入的油；
③再沿管壁慢慢倒入蓝墨水的染色后酒精；
④用软木塞塞紧管口，管内形成了三色液柱，颠倒试管，三色液柱不变.如图2.3-4.
图2.3-4
分析与结论 由于水、机油、酒精的 不同，因而它们分布在不同深度.实验中应注意 .
探究点拨 认真、细致是实验操作的基本要求.
【例5】 由于黄河上游水土流失，导致黄河水中含沙量增加，为了及时监测其含沙量，现在某河段中间捞取体积为5×10-3m3黄河水，测得其质量为 5.6kg，问该河段每立方米黄河水（指纯水和沙的总体积为1m3）中的含沙量为多少kg（沙的密度为2.5×103kg/m3）？
思路与技巧 在某河段捞取质量为5.6 kg、体积为5×10-3m3的黄河水，是指纯水和沙的总质量为5.6kg、总体积为5×10-3m3.然后根据公式m=ρV和V=可求出捞取的黄河水的含沙量，再求出1m3黄河水的含沙量.
答案 设 5×10-3m3的黄河水中含有水和沙的体积分别为V水和V沙，设5.6kg的黄河水中含有水和沙的质量分别为m水和m沙则有：
m水+m沙=m V水+V沙＝V
然后将V水=，V沙=代入整理得：
m沙= =kg=1kg
所以1m3黄河水中含沙量
M＝×1kg＝200kg.
聊天室
话题：谁是密度大王？
胖胖：老师，世界上哪一种物质的密度最大？
老师：在地球上，密度最大的是金属锇，它的密度为22.5×103kg/m3.但是在茫茫的宇宙中，金属锇简直是“密度家族”中的小不点.天空中的白矮星，个子不大，密度却大得惊人，为水的密度的3600万到几亿倍.
1957年，天文工作者用望远镜发现了中子星，它的密度高达1.0×1017kg/m3.一个火柴盒那么大的一块中子星物质，有 30亿吨的质量，要用九万六千多台重型火车头才能拉动它，
宇宙中还有一种新天体，密度比中子星还大，高达1.82×1019kg/m3，它对其他物体的吸引力非常大，只要被它吸引就会吞没，甚至连光也不放过，因为它不发光，人们给它取了个形象的名字叫“黑洞”.如图2.3-5.
图2.3-5
快乐套餐
1.一块冰融化成水以后，下列叙述中正确的是（ ）
A.质量、体积、密度都变大 B.质量、体积、密度都变小
C.质量、体积、密度都不变 D.质量不变，体积变小，密度变大
2.（潍坊实验区中考题）金属锇的密度为22.6×103kg/m3，中子星每1cm3的质量103g.脉冲星核的密度为1015g/cm3，超巨星的密度是氢气密度的 17万分之一.上述物质密度最大的是（ ）
A.超巨星 B.脉冲星核 C.中子星 D.金属锇
3.有四个用同一物质制成的相似正方体，它们的棱长和质量如图2.3-6所示，其中有一个是空心的，它是（ ）
图2.3-6
4.（2004·北京市）下列有关密度的说法，正确的是（ ）
A.一滴水的密度小于一桶水的密度
B.因为铝比铁轻，所以铝的密度小于铁的密度
C.液体的密度一定小于固体的密度
D.密度是物质的一种特性
5.如图2.3-7，某城市有座大理石雕像，已知其质量为18.5t，它的体积约为 m3（大理石的密度为2.6～2.8×103kg/m3）.
图2.3-7 雕塑“思想者”
6.医院ICU重症监护室内配有充满氧气的钢瓶，供病人急救时使用，其密度为5 kg／m3.若某次抢救病人用去瓶内氧气一半，则瓶内剩余的氧气的质量将 （选填“变大”／变小”或“不变”）,其密度为 kg／m3.
7.小明家使用瓶装煤气，瓶的容积为 0.015 m3，冬季换气时够55元.暑假的一天小明发现煤气价格跌至51元／瓶，而刚刚报纸上报道油气价格上涨了，这是怎么回事呢？他查找了煤气资料：煤气冬季密度0.88×103kg/m3，夏季0.8×103 kg／m3.经过计算他终于明白了原因.试帮他计算和回答：
（1）冬季和夏季一瓶煤气的质量各多少千克？
（2）以质量计价，冬季煤气价格是多少元/千克？
（3）若油价未变，夏季煤气应为多少元／瓶？
（4）小明家暑假装的这次煤气到底是涨了还是跌了？
8.随着人们环保意识的提高，节水洁具逐渐进入社会，所谓节水洁具，是指每冲洗一次的耗水量在6L以内的洁具.某校新安装了10套每冲洗一次耗水量为5L的节水型洁具，而原有的洁具每冲洗一次耗水量为9L.则
（1）1t水可供一套节水洁具冲洗 次；
（2）从理论上计算（设每套节水洁具平均每天使用 100次，每月以30天计），该校因使用节水洁具每月可节水 t；
（3）该校水表示数如图2.3-8所示，则其累计用水约 t.
图2.3-8
9.（长沙中考题）李兵同学要测定某种金属颗粒的密度，现有一架托盘天平、一盒砝码、一个溢水杯和足量的水，他的实验有如下四个步骤：
①把天平放在水平桌面上，并调节横梁使其平衡；
②把待测的金属颗粒轻轻放入盛满水的溢水杯中，并溢出部分水，然后用天平称出金属颗粒、溢水杯和剩余水的总质量m1；
③用天平称出盛满水的溢水杯的总质量m2；
④用天平称出待测的金属颗粒的质量m金；
（1）请你帮他列出正确的实验步骤顺序 ；
（2）写出待测金属颗粒密度的表达式：ρ金= .
10.在“探究同种物质的质量和体积关系”的实验中，小明对A、B两种物质进行了探究，对实验数据进行了处理，得到了如图2.3-9所示的图像.
从图中你可获得的信息有：
（1） ；
（2） .
图2.3-9
11.如图2.3-10所示，两个不透明的瓶中分别装满了水和煤油，由于疏忽，标签掉了，你能分辨出哪一瓶是水，哪一瓶是煤油吗？
图2.3-10
12.小明星期天和同学一起到阳山碑材去玩，那是明朝时为进贡而采集石碑材料的地方.他们发现了当时采集石料后所遗留的一大块长方体形的石材（如图2.3-11），如此巨大的碑材运到京城该有多困难！他们想知道这块石材的质量究竟有多大，但没有这样大的称量工具，即使有也无法直接测量.他们发现，附近有一些小块的石块，其材料与碑石相同.你能帮助他们想出一种测量方法来解决这个问题吗？简要说明方法，并写出计算碑材质量的算式.
图2.3-11 阳山碑材
13.我省生产的大豆颗粒饱满、质地坚实、出油率高，在国内外市场上享有很高声誉.小明猜想这种大豆的密度一定很大，为此，他请教了张大伯.张大伯说，他的猜想是正确的.同时又告诉他，这种大豆的密度比水的大，但是具体的数值还需你自己去测定.于是，小明找来了天平（砝码）、量筒和适量的水，请你帮他设计一个实验，其要求是：
（1）写出测量步骤及大豆密度的表达式；
（2）写出一处操作中为了减少误差而需注意的事项.
14.某研究性学习小组在教师的指导下，完成了“水的体积随温度变化”的研究，得到如图2.3-12所示的图线.
图2.3-12
（1）分析图线说明水的温度从2℃升高到8℃的过程中，水的密度如何变化？
（2）依据此图线，你能画出水的密度随温度变化的大致图线吗？
（3）请你说出水的密度的这种特性在日常生产和生活中的应用.
15.快餐店的“烤薯条”对马铃薯的淀粉含量有一定的要求，而淀粉含量与马铃薯的密度之间又存在对应关系：
所含淀粉百分率（%） 14 18 22.5 26.5 29
马铃薯的密度(g/cm3) 1.08 1.10 1.12 1.14 1.16
（1）分析上表提供的信息，你可得出的结论是：
（2）某同学想通过测量家中马铃薯的密度，分析它的淀粉含量.他测量马铃薯样品质量、体积的示意图如下，请根据图2.3-13回答下列问题.
图2.3-13
①样品质量m= g，样品体积 V= m；
②样品的密度ρ= g/cm3，合 kg／m3.
16.（2004·福建泉州市）请你自己选择器材，设计一种测量茶杯容积的方法.
17.“西部大开发”实施的一项巨大工程叫“退耕还林”.这是因为近百年来人们盲目砍伐、开垦山林，致使森林面积急剧减少，造成水土大量流失，严重破坏了生态平衡.据调查，长江上游某地每年流入长江内的泥土达2500t，这相当于该区域每年损失了40cm厚的土地多大面积（泥土的平均密度为2.5×103kg／m3）？
18.故事影片所展现的楼房倒塌场面中，有许多“混凝土块”砸在演员身上，可是演员却未受伤，“混凝土块”道具的材料具备怎样的特点呢？
参考答案
[探究体验]密度；管中不能留空气
[快乐套餐] 1.D 2.B 3.C 4.D 5. 6.6～7.1 6.变小；2.5
7.(1)13.2kg; 12kg (2)约4.17元/kg （3）150元/瓶 （4）涨了1元/瓶
8.（1）200 （2）120（3）332 9.（1）① ④ ③ ② （2）
10.①同种物质 质量跟体积成正比；②A的密度大
11.可以用天平测出装满水和煤油的两个瓶子，质量大的瓶子中装的是水
12.取一些小块的石块，用天平测质量，用量筒和水量出体积，根据ρ=算出石块的密度.则巨大的石材的密度就知道，然后测出长方体巨石的长、宽、高，算出其体积.根据m=ρV就可知其质量
13.（1）用天平称适量大豆的质量，质量记为m；在量筒中注入适量的水，读出体积，记V1；把称得的大豆放入量筒中，让大豆全部没入水中，读出此时量筒中水和大豆的总体积，记V2 密度表达式：ρ= （2）①除去瘪粒；②选用的大豆干净；③大豆数量以倒入量筒后全部浸入水中且便于读数为宜；④大豆倒入水中后要适当摇晃，排出气泡；⑤大豆不要在水中浸泡时间过长，再次测量要换用新大豆；⑥不能先测体积后测质量
14.(1) 先变大后变小 (2)(3)略
15.(1)马铃薯密度越大，所含淀粉百分率越大 (2)5.6g；5；1.12；1.12×103
16.本题为开放性试题：只要方法正确，原理科学都可以.例如，方法一：①将茶杯装满水；②将茶杯中的水倒入量筒中，读出水的体积；③茶杯的容积就等于量筒中水的体积；方法二：①用天平测出茶杯的质量m1；②再测出茶杯盛满水后的质量m2，由m2-m1求出水的质量m；③用公式V＝m/ρ，求出水的体积，即可知茶杯的容积.
17.每年流入长江内的泥土体积V== =1000m3
S===2500m2
18.“混凝土块”道具的材料密度小.
