初中物理第4节 密度与社会生活当堂检测题

第26课  密度与社会生活

知识点01  密度与温度关系

1.温度与密度的关系

温度能够改变物质的密度。在我们常见的物质中，气体的热胀冷缩最为显著，它的密度受温度的影响也最大；一般固体、液体的热胀冷缩不像气体那样显著，因而密度受温度的影响比较小。

2.水的密度与温度

4℃的水的密度最大。温度高于4℃时，随着温度的升高，水的密度越来越小；温度低于4℃时，随着温度的降低，水的密度也越来越小。水凝固成冰时体积变大，密度变小。把水的这个特性叫做水的反常膨胀。

知识点02  密度应用

1.鉴别物质：密度是物质的特性之一，不同物质密度一般不同，可用密度鉴别物质。密度相同不一定是同一种物质，但是密度不同一定不是同种物质。所以，利用物质密度可以鉴别不同物体。例如外观、规格完全相同的水与盐水，可以通过测量密度来区分；普通石头与铁矿石的密度差距较大，由此可以区分普通石头和铁矿石等。

2.求质量：由于条件限制，有些物体体积容易测量但不便测量质量，用公式m=ρV可以算出它的质量。

3.求体积：由于条件限制，有些物体质量容易测量但不便测量体积，用公式V=m/ρ可以算出它的体积。

4.判断空心实心。

要点诠释：密度是物质的一种特性：

(1)与物体质量、体积的大小无关。测量密度的原理：。

(2)同种物质，密度相同，物体的质量m与体积V成正比，即当ρ一定时；

(3)不同物质，质量相同时，体积与密度成反比，即。

(4)下表给出了常见物质的密度，同学们可以作为参考。

表(1)  常见物质密度表

【知识拓展一】密度与温度关系

1.热胀冷缩：在质量不变前提下，物质温度升高，体积膨胀，密度减小(个别物质除外，如水4℃时密度最大)。

2.生活中热胀冷缩现象：水银温度计、夏天自行车打气不能打太足、买来的罐头很难打开(因为工厂生产时放进去的是热的,气体膨胀)、高压电线夏天下垂多而冬天绷的较紧、把煮熟的鸡蛋放在冷水中浸一浸，蛋皮很容易剥开(这是因为蛋壳和蛋白的收缩程度不一样的结果)、把拧不下的金属瓶盖放在热水里浸一会,瓶盖就很容易拧开了、公路上隔一段距离要用锯开(就是给热胀冷缩提供空间)、泡好的热茶放在普通玻璃桌面上,玻璃炸开、踩扁的乒乓拿热水烫烫就鼓起来了等等。

3.热气球原理：空气受热，温度升高，体积膨胀，密度减小而上升。

【例题1】劳技小组在实验室用1份体积的水和3份体积的纯酒精充分混合而成消毒液。已知ρ水＝1×103kg/m3．ρ酒精＝0.8×103kg/m3．则该消毒液的密度(　　)。

A．恰好等于0.8×103kg/m3；B．略微小于0.85×103kg/m3；

C．恰好等于0.85×103kg/m3；D．略微大于0.85×103kg/m3

【答案】D。

【解析】设一份的体积为V，因为ρ＝，

所以水的质量为m水＝ρ水V，

酒精的质量为m酒精＝3ρ酒精V，

所以混合液体的总质量为m合＝m水+m酒精＝ρ水V+3ρ酒精V，

混合液体的总体积为V合＝V+3V＝4V，

混合液体的密度为

ρ合＝＝＝＝＝0.85×103kg/m3，

由于分子间存在间隙，所以两种液体混合后的总体积略小于4V，

因此混合液体的密度略大于0.85×103kg/m3。故选：D。

【例题2】一般来说物质遵循热胀冷缩的规律。当物体发生“热胀”时，以下说法正确的是(　　)。

A．物体体积变小 B．物体密度变小 

C．物体质量变大 D．物体没有任何变化

【答案】B。

【解析】A、当物体发生“热胀”时，物体的体积变大，故A错误；

B、物体的体积变大，物体的质量不变，由ρ＝知，物体的密度变小，故B正确；

C、质量是物体的一种基本属性，当物体发生“热胀”时，物体的质量不变，故C错误；

D、由分析知，物体的体积、密度发生变化，故D错误。故选：B。

题组A  基础过关练

1.鸡尾酒是由几种不同颜色的酒调配而成的,经调配后不同颜色的酒界面分明,这是由于不同颜色的酒具有不同的(　　)。

A.质量　　　B.体积　　　C.温度　　　D.密度

【答案】D。

【解析】鸡尾酒经调配后不同颜色的酒界面分明,由此可知每层酒的密度不同,密度最大的在最下层,密度最小的在最上层,故选D。

2.冬天,常看到室外的自来水管包了一层保温材料,是为了防止水管冻裂,水管被冻裂的主要原因是(　　)。

A.水管里的水结成冰后,体积变大；B.水管里的水结成冰后,质量变大；

C.水管里的水结成冰后,密度变大；D.水管本身耐寒冷程度不够而破裂

【答案】A。

【解析】寒冷的冬天温度较低,此时水会由于发生凝固现象而结冰,凝固前后质量不变,而冰的密度比水小,所以结冰后体积会变大,因此能够把水管冻裂。故选A。

3.小明在校运会上获得一块奖牌,他想知道这块奖牌是否由纯铜制成的,于是他用天平和量杯分别测出该奖牌的质量和体积为14 g和2 cm3,并算出它的密度为　　　　kg/m3。小明通过查密度表知道,铜的密度为8.9×103kg/m3,由此他判断该奖牌　　　(选填“是”或“不是”)由纯铜制成的。

【答案】7×103；不是。

【解析】本题考查密度的应用和物质的鉴别。奖牌的密度为ρ== =7 g/cm3 =7×103kg/m3。而铜的密度为8.9×103kg/m3,所以该奖牌不是由纯铜做的。

答案：7×103；不是。

4.近几月份的汽油价格进行了调整。和大多数物质一样,汽油也有热胀冷缩的性质,随着气温的下降,汽油密度会　　     (选填“变大”或“变小”),受此因素影响,在每吨汽油价格不变的情况下,每升(每立方分米)汽油的价格会　　　　　　(选填“上调”或“下调”)。

【答案】变大；上调。

【解析】本题考查密度公式的应用。随着气温的下降,汽油的体积变小,在质量不变的情况下,根据公式ρ=可知密度变大;根据公式m=ρV可知,相同体积的汽油密度变大,质量增大,所以每升汽油价格上调。

答案：变大；上调。

5.制造太阳能电动三轮车车架有各种不同的新材料,部分材料的技术指标如表所示：

若让你设计制造强度高并且轻便的三轮车,你选择表中的哪种材料?若车架所用材料的体积约为5×10-3m3,车架的质量是多大?

【答案】碳纤维；8 kg。

【解析】本题考查密度知识的应用。由表中信息可知,碳纤维材料强度高、密度小,在相同体积情况下,制作的车架具有抗震、轻便的特点;碳纤维的密度为1.6×103kg/m3,车架的体积为5×10-3m3,故车架的质量m=ρV=1.6×103kg/m3×5×10-3m3=8 kg。

答案：碳纤维；8 kg。

6.给你一张密度表和一个可沉于水中的小铁球,请你再自选其他器材,设计一个实验来判断该小铁球是实心的还是空心的?简述你的实验方案。

(1)主要器材：　                        ；

(2)简要做法：　                        ；

(3)如何判断：　                         。

【解析】本题考查密度的应用和物质的鉴别。(1)对比密度需用到密度表,测量小铁球的质量用到天平,测体积用到量筒。

(2)先把天平调平,称出小铁球质量,再在量筒中倒入适量的水,读出水的体积,把小铁球放入量筒,读出此时水的体积,前后两次读数之差就是小铁球的体积。(3)根据公式ρ=求出小铁球的密度,对照密度表进行判断：若ρ测<ρ铁,则小铁球是空心的;若ρ测=ρ铁,则小铁球是实心的。

答案：(1)密度表、小铁球、天平和量筒；(2)用天平称出小铁球的质量,用量筒测出小铁球的体积；(3)若ρ测<ρ铁,则小铁球是空心的;若ρ测=ρ铁,则小铁球是实心的。

题组B  能力提升练

1.一些故事影片中常有这样的镜头：高墙倒塌压在众人(演员)身上,造成人员受伤。在实际拍摄中,倒塌的高墙并不会伤害演员,砌成这种高墙的物块是由(　　)。

A.密度比实物大的材料制成的；

B.密度比实物小的材料制成的；

C.密度与实物相等的材料制成的；

D.密度与实物相近的材料制成的

【答案】B。

【解析】由密度比实物小得多的材料(如泡沫塑料)制成这种墙,墙的质量很小,不会对人体造成伤害,故选B。

2.北方寒冬，为制作冰雕所需的冰块，艺术家找来如图所示的长方体箱子，箱内空腔长1m、宽0.6m、高0.5m。在箱内加深度为h0的水，一夜之后水完全结冰，且冰块恰好与空腔形状完全一致。已知ρ水＝1×103kg/m3，ρ冰＝0.9×103kg/m3，则h0为(　　)。

A．0.5m B．0.45m C．0.4m D．0.35m

【答案】B。

【解析】在箱内加深度为h0的水，水的体积：V水＝1m×0.6m×h0，

水结冰，冰的体积：V冰＝1m×0.6m×0.5m，

水结冰，状态变化、质量不变，可得：

m水＝m冰，由ρ＝可得：

ρ水V水＝ρ冰V冰，

1×103kg/m3×1m×0.6m×h0＝0.9×103kg/m3ρ冰×1m×0.6m×0.5m，

解得：h0＝0.45m。

故ACD错误、B正确。故选：B。

3.“新世界奇迹”北京大兴国际机场创造了多个世界之最，如图，其航站楼混凝土结构F1层平面565m×437m不设缝，是世界最大的机场单块混凝土楼板。如果楼板为标准厚度10cm，这块楼板的质量最接近于(　　)。

A．6×105t B．6×104t C．6×103t D．6×107t

【答案】B。

【解析】混凝土的体积为：V＝565m×437m×0.1m＝24690.5m3，

混凝土的密度约2.5×103kg/m3，

由ρ＝可得混凝土的质量：

m＝ρV＝2.5×103kg/m3×24690.5m3＝61726250kg≈6.2×107kg≈6.2×104t。

故ACD错误、B正确。故选：B。

4.一般来说物质遵循热胀冷缩的规律。当物体发生“热胀”时，以下说法正确的是(　　)。

A．物体体积变小 B．物体密度变小 

C．物体质量变大 D．物体没有任何变化

【答案】B。

【解析】A、当物体发生“热胀”时，物体的体积变大，故A错误；

B、物体的体积变大，物体的质量不变，由ρ＝知，物体的密度变小，故B正确；

C、质量是物体的一种基本属性，当物体发生“热胀”时，物体的质量不变，故C错误；

D、由分析知，物体的体积、密度发生变化，故D错误。故选：B。

5.阅读短文，回答文后问题

地基沉降

建在地面的房屋往往会面临地基沉降问题，意大利的比萨斜塔就是因为地基沉降不均匀而倾斜的。房屋下方的地层通常包括土层和岩石层，岩石风化、脱落形成的细小颗粒称为土粒，土粒很坚硬，很难被压缩。但土粒之间有很多孔隙。如图a所示，土由土粒和土粒间的孔隙构成，土中孔隙的总体积和土粒的总体积之比称为土的孔隙比，与坚固的岩石层不同，外加压力时，土粒会发生移动。重新排列、靠紧，土的体积就变小了，如图b所示，房屋对下方地层的压力很大。土层被压缩，就造成了房屋的地基沉降，因此在建造房屋之前要勤测地层，预估地基的沉降量。

(1)从土的构成看，土被压缩的体积可以认为等于　  　减小的体积。

(2)在一次建造房屋前的地层勘测中，从上层中取一些土作为样本，烘干后测得密度为1.8×103kg/m3，已知土粒的密度为2.7×103kg/m3，则土的孔隙比为　  　。

(3)对上述样本土进行压缩试验，得到孔隙比和所加压强的数据如表所示请在坐标图中画出e﹣p关系图象

(4)若该房屋的重力为1×107N，地基面积为40m2，下方土层厚度为6m。请根据以上数据，预估地基的沉降量为　  　m。

【答案】见试题解答内容

【解析】(1)土中存在孔隙，压缩时能够将这些孔隙压缩掉，所以土被压缩的体积可以认为等于空隙减小的体积；

(2)设样品的质量为m，烘干后样品和孔隙的总体积为：V总＝＝，

实心的土粒体积：V土粒＝＝，

空隙体积：V孔＝V总﹣V土粒＝﹣，

孔隙比：e＝＝＝0.5；

(3)取对应的孔隙比数据为纵坐标，压强数据为横坐标，描点作图，如图所示：

；

(4)地基总体积为：V＝Sh＝40m2×6m＝240m3＝V土粒+V孔隙……①；

＝0.5﹣﹣﹣﹣②；

由①②得V土粒＝160m3，

V孔隙＝240m3﹣160m3＝80m3，

房屋对地基的压强为：p＝＝＝2.5×105Pa，

由图可知，此压强下对应的孔隙比约为e＝0.41，即＝0.41，

V孔隙′＝0.41V土粒＝0.41×160m3＝65.6m3，

压缩的体积为：△V＝V孔隙﹣V孔隙′＝80m3﹣65.6m3＝14.4m3，

沉降量为△h＝＝＝0.36m。

故答案为：(1)孔隙；(2)0.5；(3)如图所示：(4)0.36。

题组C  培优拔尖练

1.关于物质的密度，下列说法正确的是(　　)。

A．一罐氧气用掉部分后，罐内氧气的质量变小，密度不变；

B．一只气球受热膨胀后，球内气体的质量不变，密度变大；

C．一支粉笔用掉部分后，它的体积变小，密度变小；

D．一块冰熔化成水后，它的体积变小，密度变大

【答案】D。

【解析】A、一罐氧气用掉部分后，罐内氧气的质量变小，但体积不变，由ρ＝可知密度变小，故A错误；

B、一只气球受热膨胀后，球内气体的质量不变，体积变大，由ρ＝可知密度变小，故B错误；

C、一支粉笔用掉部分后，它的体积变小、质量成倍的变小，由ρ＝可知密度不变，故C错误；

D、一块冰熔化成水后，它的体积变小、质量不变，由ρ＝可知密度变大，故D正确。

故选：D。

2.在今年抗击新冠肺炎疫情期间，口罩、洗手液、可杀死病毒的75%医用酒精(在体积上含有酒精75%，含水25%)成为日常防护用品。已知纯酒精密度为0.8g/cm3，则75%的医用酒精密度是多少？现在有密度为0.81g/cm3的95%的酒精1000mL，如果加蒸馏水的方法把它配置成75%的医用酒精，需加多少毫升的蒸馏水？(　　)(保留一位小数)

A．0.78g/cm3  266.7cm3 B．0.85g/cm3  266.7cm3 

C．0.85g/cm3  133.3cm3 D．0.83g/cm3  133.3cm3

【答案】B。

【解析】(1)75%的医用酒精，在体积上含有酒精75%，含水25%，

可设水的体积为V，则酒精的体积为3V，

则水的质量为：m水＝ρ水V，酒精的质量为：m酒＝ρ酒×3V；

该酒精溶液的总质量为：m＝m水+m酒＝V(ρ水+3ρ酒)；

则75%的医用酒精的密度为：

ρ医0.85×103kg/m3；

(2)95%的酒精溶液1000mL所含酒精的体积：V酒＝95%V′＝95%×1000cm3＝950cm3；

加蒸馏水 配置成75%的医用酒精后，酒精的体积不变，

则此时酒精溶液的总体积：V总′1266.7cm3；

则加入蒸馏水的体积：

V水′＝V总′﹣V总＝1266.7cm3﹣1000cm3＝266.7cm3。故选：B。

3.小明发现冬天注满水的缸胀破了，这是因为(　　)。

A．水结成冰后，质量不变，体积变大了；

B．水结成冰后，质量和体积都不变了；

C．水结成冰后，质量和体积都变大了；

D．水结成冰后，质量变小，体积变大了

【答案】A。

【解析】在水结冰的过程中，质量不变，水结冰后体积变大，根据密度公式ρ可知，密度变小。

故选：A。