17. 单位换算:(1)$425\mathrm{mL}=\_\_\_\_\_\_\mathrm{m^{3}}$;(2)$9.3\mathrm{g/cm^{3}}=\_\_\_\_\_\_\mathrm{kg/m^{3}}$。
答案:$4.25×10^{-4}$
$9.3×10^{3}$
解析:
【分析】
要完成这两道单位换算题,需先明确相关单位间的进率关系,再遵循“先换后算”的原则进行换算:
(1)对于体积单位换算,先记住1mL=1cm³,1m³=10⁶cm³,将mL转化为cm³后,小单位换大单位除以进率,最后用科学计数法表示结果;
(2)对于密度单位换算,牢记1g/cm³=10³kg/m³,直接用原数值乘以进率即可得到结果。
【解析】
(1)因为$1\mathrm{mL}=1\mathrm{cm^{3}}$,$1\mathrm{m^{3}}=10^{6}\mathrm{cm^{3}}$,所以:
$425\mathrm{mL}=425\mathrm{cm^{3}}=425÷10^{6}\mathrm{m^{3}}=4.25×10^{-4}\mathrm{m^{3}}$;
(2)因为$1\mathrm{g/cm^{3}}=10^{3}\mathrm{kg/m^{3}}$,所以:
$9.3\mathrm{g/cm^{3}}=9.3×10^{3}\mathrm{kg/m^{3}}$;
【答案】
$4.25×10^{-4}$;$9.3×10^{3}$
【知识点】
体积单位换算;密度单位换算
【点评】
本题属于基础的物理单位换算题,核心是牢记各单位间的进率,掌握“先换后算”的换算方法,科学计数法的正确使用是解题的细节要点,难度较低,侧重对基础知识的考查。
【难度系数】
0.9
18. 请把下列技术应用按照所依据的物质的物理属性进行分类(填字母)。
A. 灯丝一般用钨来制作
B. 玻璃刀上有一小块人造金刚石
C. 用玻璃做房间的窗户
D. 电线芯线一般由铜制成
(1)利用物质硬度的是
B
。
(2)利用物质透光性的是
C
。
(3)利用物质熔点高的是
A
。
(4)利用物质导电性的是
D
。
答案:B
C
A
D
解析:
【分析】
首先需明确各物理属性的含义,再逐一对应分析每个技术应用所依托的物质物理属性:
1. 硬度是材料抵抗外力压入的能力,硬度大的材料可用于切割其他物体;
2. 透光性是材料允许光线透过的性质,适合制作采光构件;
3. 熔点是材料熔化时的温度,熔点高的材料可承受高温环境;
4. 导电性是材料传导电流的性质,适合制作导电部件。
随后对每个选项进行匹配:A选项钨做灯丝利用熔点高的特性;B选项金刚石做玻璃刀利用硬度大的特性;C选项玻璃做窗户利用透光性好的特性;D选项铜做电线芯利用导电性优的特性,最后按问题要求分类填空。
【解析】
(1) 玻璃刀上的人造金刚石,凭借其极大的硬度可以划破玻璃,因此利用物质硬度的是B;
(2) 用玻璃做房间窗户,是利用玻璃良好的透光性,能让光线进入室内,因此利用物质透光性的是C;
(3) 灯丝工作时温度极高,钨的熔点很高,不易熔化,因此利用物质熔点高的是A;
(4) 电线芯线用铜制成,是利用铜优良的导电性来传导电流,因此利用物质导电性的是D。
【答案】
(1) B
(2) C
(3) A
(4) D
【知识点】
物质的物理属性
材料特性应用
【点评】
本题考查常见物质物理属性的理解与实际应用,结合生活中常见的技术场景,要求学生区分硬度、透光性、熔点、导电性等物理属性的特点,属于基础概念应用类题目,能帮助学生建立物理知识与生活实际的联系。
【难度系数】
0.8
19. 如图所示是某物质的密度与体积的关系图像,此物质的密度是
$ 1.0 × 10^{3} $
$\mathrm{kg/m^{3}}$;当该物质的体积是 $3\mathrm{cm^{3}}$ 时,则该物质的质量是
3
$\mathrm{g}$。

答案:$1.0×10^{3}$
3
解析:
【分析】
首先观察图像,可知该物质的密度不随体积变化,是定值,从图像中读取密度为$1\ \mathrm{g/cm^{3}}$;先进行单位换算得到以$\mathrm{kg/m^{3}}$为单位的密度值,再利用密度公式$m=\rho V$计算体积为$3\mathrm{cm^{3}}$时的质量。
【解析】
1. 确定密度及单位换算:
由图像可知,该物质的密度$\rho = 1\ \mathrm{g/cm^{3}}$,根据密度单位换算关系:$1\ \mathrm{g/cm^{3}} = 1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}$;
2. 计算物质质量:
当该物质的体积$V = 3\ \mathrm{cm^{3}}$时,根据密度公式$m = \rho V$,代入数据可得:
$m = 1\ \mathrm{g/cm^{3}} × 3\ \mathrm{cm^{3}} = 3\ \mathrm{g}$。
【答案】
$1.0×10^{3}$;3
【知识点】
密度的特性、密度单位换算、密度公式应用
【点评】
本题通过密度-体积图像考查密度的相关知识,需要掌握密度的特性、单位换算及密度公式的简单应用,属于基础题型,注重对基础知识的考查。
【难度系数】
0.9
20. 如图所示为一盒牛奶,若该牛奶的密度是 $1.02×10^{3}\mathrm{kg/m^{3}}$,则这一盒牛奶的质量为
0.255
$\mathrm{kg}$。喝掉一半后,牛奶的密度将
不变
(选填“变大”“不变”或“变小”)。

答案:0.255
不变
解析:
【分析】
要解决这道题,分两步思考:
1. 计算牛奶的质量:首先从图中获取牛奶的体积,将体积单位换算为国际单位,再利用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$的变形公式$m=\rho V$计算质量;
2. 判断喝掉一半后密度的变化:密度是物质的固有特性,只与物质的种类、状态和温度有关,与质量、体积无关,所以喝掉一半后密度不变。
【解析】
1. 计算牛奶的质量:
由图可知牛奶的体积$V=250\mathrm{mL}=250\mathrm{cm^3}=2.5×10^{-4}\mathrm{m^3}$,
已知牛奶的密度$\rho=1.02×10^3\mathrm{kg/m^3}$,根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,变形得$m=\rho V$,
代入数值:
$m=1.02×10^3\mathrm{kg/m^3} × 2.5×10^{-4}\mathrm{m^3}=0.255\mathrm{kg}$。
2. 分析密度的变化:
密度是物质的一种特性,它只与物质的种类、状态和温度有关,与物质的质量和体积无关,所以喝掉一半牛奶后,牛奶的密度不变。
【答案】
0.255;不变
【知识点】
密度公式的应用;密度的特性
【点评】
本题是基础题,考查了密度公式的计算和密度的特性,解题时需注意单位的正确换算,同时要理解密度作为物质固有属性的特点,不随质量、体积的改变而改变。
【难度系数】
0.8
21. 三个相同的杯子内盛有质量相同的煤油、水和盐水($\rho_{\mathrm{盐水}}>\rho_{\mathrm{水}}>\rho_{\mathrm{煤油}}$)三种液体,其中液面最高的是
煤油
。若这三个杯子中所盛的这三种液体体积相同,则所盛液体质量最小的是
煤油
。
答案:煤油
煤油
解析:
【分析】
这道题考查密度公式的应用,我们可以通过密度公式的变形来分两步分析问题:
1. 第一个问题:已知三种液体质量相同、杯子底面积相同,要判断液面最高的液体,需先比较体积大小。根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$变形得$V=\frac{m}{\rho}$,当质量$m$相同时,密度$\rho$越小,体积$V$越大。由于$\rho_{\mathrm{盐水}}>\rho_{\mathrm{水}}>\rho_{\mathrm{煤油}}$,煤油密度最小,所以其体积最大,在底面积相同的杯子中,体积大的液面更高,因此液面最高的是煤油。
2. 第二个问题:已知三种液体体积相同,根据密度公式变形$m=\rho V$,当体积$V$相同时,密度$\rho$越小,质量$m$越小。煤油密度最小,所以体积相同时,煤油的质量最小。
【解析】
1. 当三种液体质量相同时:
由密度公式$\rho = \frac{m}{V}$变形可得$V = \frac{m}{\rho}$。
因为三种液体质量$m$相等,且$\rho_{\mathrm{盐水}}>\rho_{\mathrm{水}}>\rho_{\mathrm{煤油}}$,所以煤油的密度最小,根据$V = \frac{m}{\rho}$可知,煤油的体积最大。
又因为三个杯子底面积$S$相同,由$h = \frac{V}{S}$可知,体积越大,液面高度$h$越高,故液面最高的是煤油。
2. 当三种液体体积相同时:
由密度公式$\rho = \frac{m}{V}$变形可得$m = \rho V$。
因为三种液体体积$V$相等,且$\rho_{\mathrm{盐水}}>\rho_{\mathrm{水}}>\rho_{\mathrm{煤油}}$,所以煤油的密度最小,根据$m = \rho V$可知,煤油的质量最小。
【答案】
煤油;煤油
【知识点】
密度公式的应用
【点评】
本题是密度公式的基础应用题型,核心是掌握质量、体积、密度三者的定量关系,通过公式变形分析不同条件下物理量的变化,能帮助巩固对密度概念的理解。
【难度系数】
0.8
22. 若需取用 $1\mathrm{kg}$ 纯净水,除用天平称量外,还可以选用
量筒
(填测量仪器),依据的原理是
$ V = \frac{m}{\rho} $
。若需取用 $500\mathrm{mL}$ 的酒精,除用量筒量取外,还可以选用
天平
(填测量仪器),依据的原理是
$ m = \rho V $
。
答案:量筒
$V=\frac{m}{\rho}$
天平
$m=\rho V$
解析:
【分析】
要解决这道题,需结合密度公式的变形来分析:
1. 取用$1\mathrm{kg}$纯净水时,已知质量求体积:水的密度是已知常量,根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$的变形公式$V=\frac{m}{\rho}$,可计算出$1\mathrm{kg}$水的体积,因此可以选用量筒量取对应体积的水,从而得到$1\mathrm{kg}$纯净水。
2. 取用$500\mathrm{mL}$酒精时,已知体积求质量:酒精的密度是已知常量,根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$的变形公式$m=\rho V$,可计算出$500\mathrm{mL}$酒精的质量,因此可以选用天平称量对应质量的酒精,从而得到$500\mathrm{mL}$酒精。
【解析】
1. 取用$1\mathrm{kg}$纯净水:
已知水的质量$m=1\mathrm{kg}$,水的密度$\rho_{\mathrm{水}}$为已知常量,由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$变形得$V=\frac{m}{\rho}$,计算出$1\mathrm{kg}$水的体积后,用量筒量取该体积的水,即可得到$1\mathrm{kg}$纯净水。因此选用的仪器是量筒,依据的原理是$V=\frac{m}{\rho}$。
2. 取用$500\mathrm{mL}$酒精:
已知酒精的体积$V=500\mathrm{mL}$,酒精的密度$\rho_{\mathrm{酒精}}$为已知常量,由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$变形得$m=\rho V$,计算出$500\mathrm{mL}$酒精的质量后,用天平称量该质量的酒精,即可得到$500\mathrm{mL}$酒精。因此选用的仪器是天平,依据的原理是$m=\rho V$。
【答案】
量筒;$V=\frac{m}{\rho}$;天平;$m=\rho V$
【知识点】
密度公式的应用;量筒的使用;天平的使用
【点评】
本题考查了密度公式的灵活应用以及质量、体积测量仪器的选择,要求学生理解质量与体积可通过密度公式相互转换,能够根据已知条件选择合适的测量工具,体现了物理知识在实际生活中的应用,有助于加深对密度概念的理解。
【难度系数】
0.8
23. 有两个大小相同、外表涂有相同防护漆的实心立方体,已知其中一个是铁块,另一个是木块。请你在不损坏防护漆的前提下,用两种方法鉴别它们。试写出你的鉴别方法。
(1)
用磁铁,能被磁铁吸引的是铁
。
(2)
用天平称质量,质量大的是铁(答案合理即可)
。
答案:用磁铁,能被磁铁吸引的是铁
用天平称质量,质量大的是铁
解析:
【分析】
要鉴别铁块和木块,需利用两者不同的物理性质,且不能损坏防护漆。首先,铁具有磁性,木块无磁性,这是可利用的特性;其次,两个立方体大小相同即体积相同,铁的密度远大于木块,根据$m=\rho V$,相同体积下铁的质量更大,这也是可鉴别的依据。我们可以从这两个差异点出发设计鉴别方法。
【解析】
(1) 磁性鉴别法:取一块磁铁,分别靠近两个实心立方体,能被磁铁吸引的是铁块,不能被吸引的是木块。原因是铁属于磁性材料,能够被磁铁吸引,而木块不具备磁性,无法被磁铁吸引。
(2) 质量鉴别法:使用天平分别测量两个立方体的质量,质量较大的是铁块。由于两个立方体体积相同,铁的密度大于木块的密度,根据密度公式$m=\rho V$,在体积$V$相同时,密度$\rho$越大,质量$m$越大,所以质量大的为铁块。
【答案】
(1) 用磁铁吸引,能被吸引的是铁块
(2) 用天平称量质量,质量大的是铁块
【知识点】
物质的磁性、密度的应用
【点评】
本题考查对常见物质物理特性的理解与实际应用,要求学生结合物质的磁性、密度等性质设计合理的鉴别方案,注重理论联系实际,培养学生运用物理知识解决生活中实际问题的能力。
【难度系数】
0.8
24. 为确定某种未知液体的“身份”,物理老师把这个任务交给了小明所在的实验小组,他们利用天平和量筒进行了多次测量。

他们的实验操作如下:
(1)用天平测量液体的质量。当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,则测得的烧杯和液体的总质量 $m$ 为
49
$\mathrm{g}$。
(2)用量筒测量液体的体积。将烧杯中的液体全部倒入量筒中,液面达到的位置如图乙所示,则该液体的体积 $V$ 为
30
$\mathrm{mL}$。尽管测量体积的方法正确,但大家在对实验过程及结果进行评估时,发现液体体积的测量值比它的实际值
偏小
(选填“偏大”或“偏小”)。
(3)改进测量方法后,他们又测出了几组实验数据,并根据测量结果作出了 $m - V$ 图像,如图丙所示。由图像可知,该液体的密度为
0.8
$\mathrm{g/cm^{3}}$。通过查阅密度表可知,该液体可能是
煤油或酒精
。

答案:49
30
偏小
0.8
煤油或酒精
解析:
【分析】
这道题是测量液体密度的实验题,需结合天平、量筒的使用规则和密度公式来逐步解决:
1. 第一问:天平读数为砝码总质量与游码对应刻度值之和,先计算砝码总质量,再加上游码示数就能得到烧杯和液体的总质量。
2. 第二问:量筒读数要平视凹液面的最低处,将烧杯中液体倒入量筒时,烧杯壁会残留部分液体,导致量筒中测得的液体体积比实际值偏小。
3. 第三问:从m-V图像中,体积为0时的质量是烧杯的质量,用总质量减去烧杯质量得到液体质量,结合对应体积,利用密度公式ρ=m/V计算液体密度,最后对照密度表确定液体种类。
【解析】
(1) 天平砝码总质量为20g+20g+5g=45g,游码对应的刻度值为4g,因此烧杯和液体的总质量$m=45\mathrm{g}+4\mathrm{g}=49\mathrm{g}$。
(2) 量筒的分度值为2mL,液面与30mL刻度线对齐,所以液体体积$V=30\mathrm{mL}$;由于烧杯内壁会残留部分液体,无法全部倒入量筒中,因此液体体积的测量值比实际值偏小。
(3) 由图丙可知,当液体体积$V=0$时,对应的质量为20g,即烧杯的质量$m_{\mathrm{杯}}=20\mathrm{g}$;当液体体积$V=25\mathrm{cm^3}$时,总质量$m_{\mathrm{总}}=40\mathrm{g}$,则液体的质量$m_{\mathrm{液}}=40\mathrm{g}-20\mathrm{g}=20\mathrm{g}$。根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,可得液体密度$\rho=\frac{20\mathrm{g}}{25\mathrm{cm^3}}=0.8\mathrm{g/cm^3}$;查阅密度表可知,该密度的液体可能是煤油或酒精。
【答案】
(1) $\boldsymbol{49}$
(2) $\boldsymbol{30}$;$\boldsymbol{偏小}$
(3) $\boldsymbol{0.8}$;$\boldsymbol{煤油或酒精}$
【知识点】
天平的使用;量筒的使用;密度的计算
【点评】
本题综合考查了液体密度测量实验的基本操作、误差分析和数据处理,重点在于理解实验误差产生的原因,以及从m-V图像中提取有效信息计算密度,对实验技能和数据分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.6