1. 密度与社会生活有紧密的联系,下列说法正确的是(
D
)
A.鉴别一个金属球是不是铁做的,测出它的密度即可作出准确判断
B.工厂机床的底座需要由坚固、低密度的材料制成
C.能装1 kg水的瓶子一定能装下1 kg的酒精
D.拍摄影视剧中房屋倒塌砸伤人的镜头时,常选用密度很小的泡沫塑料做道具
答案:1. D
解析:
【分析】本题考查密度在生活中的实际应用,需结合密度公式ρ=m/V及各选项的实际场景逐一分析:密度是物质的特性,但鉴别物质需考虑多种因素;机床底座需稳定,应选密度大的材料;瓶子容积固定时,质量相同的不同液体,密度小的体积更大;影视道具需质量小避免伤人,应选密度小的材料。
【解析】
A选项:不同物质的密度可能相同(如某些合金),仅通过密度无法准确鉴别金属球是否为铁,故A错误;
B选项:工厂机床的底座需要质量大以保证稳定性,应选用密度大的材料,而非低密度材料,故B错误;
C选项:瓶子的容积固定,根据V=m/ρ,质量均为1kg时,酒精密度小于水的密度,因此酒精的体积大于水的体积,该瓶子无法装下1kg酒精,故C错误;
D选项:泡沫塑料的密度很小,相同体积下质量很小,拍摄房屋倒塌的镜头时,可避免砸伤演员,故D正确。
【答案】D
【知识点】密度的应用、密度与质量体积的关系
【点评】本题结合生活实例考查密度的实际应用,要求学生熟练掌握密度公式及密度在不同场景的作用,属于基础应用类题目,需注意区分易混淆的概念。
【难度系数】0.6
2. 一块长方形的均匀铝箔,它的长和宽分别是a、b,用天平测出它的质量为m,ρ为铝箔的密度,则铝箔的厚度为(
B
)

答案:2. B
【解析】由题意知,铝箔的体积为$V=\frac{m}{\rho}$,又因为铝箔的体积$V=abh$,所以铝箔的厚度$h=\frac{V}{ab}=\frac{m}{ab\rho}$,故选B。
解析:
【分析】要计算铝箔的厚度,需先利用密度公式求出铝箔的体积,再结合长方体体积公式推导厚度。步骤:1. 由密度公式ρ=m/V,变形得到体积V=m/ρ;2. 铝箔为长方体,体积V=长×宽×厚度(h),即V=abh,将体积代入后即可求出厚度h。
【解析】根据密度公式ρ = $\frac{m}{V}$,可得铝箔的体积$V = \frac{m}{\rho}$。由于铝箔是长方体,其体积$V = abh$(h为铝箔厚度),因此厚度$h = \frac{V}{ab}$。将$V = \frac{m}{\rho}$代入,得$h = \frac{\frac{m}{\rho}}{ab} = \frac{m}{ab\rho}$,对应选项B。
【答案】B
【知识点】密度公式、体积计算
【点评】本题是密度公式的基础应用,核心是利用长方体体积与厚度的关系推导结果,难度不大,需掌握公式变形的方法。
【难度系数】0.7
3. 花朵上立着一块体积为100 $cm^3$ 的“全碳气凝胶”,全碳气凝胶是浙江大学研究的一种比空气还轻的固体材料,其主要成分为碳纤维和石墨烯纤维,密度为0.16 $mg/cm^3$,仅是空气密度的六分之一,具有高弹性和强吸油能力,并具有良好的隔热效果。下列关于该材料的说法正确的是(
A
)
A.该材料可以处理海洋中的石油污染
B.该材料制成的物品带到太空,质量减小
C.100 $cm^3$ 该材料的质量是16 g
D.该材质物体的体积越大,密度越大
答案:3. A
【解析】全碳气凝胶具有强吸油能力,故A正确;质量是物体的一种物理属性,不随位置的改变而改变,故B错误;由$\rho=\frac{m}{V}$可得,全碳气凝胶的质量$m=\rho V=0.16\ \mathrm{mg/cm}^3×100\ \mathrm{cm}^3=16\ \mathrm{mg}$,故C错误;密度是物质的一种性质,与该物质构成的物体的体积大小无关,故D错误。故选A。
解析:
【分析】
本题考查密度、质量的属性及材料特性的应用,需结合题干信息和物理概念逐一分析选项:A选项考查材料吸油能力的应用,B选项考查质量的物理属性,C选项考查密度公式的计算,D选项考查密度的特性,通过判断各选项的正误得出答案。
【解析】
A选项:题干明确全碳气凝胶具有强吸油能力,因此可用于处理海洋中的石油污染,该说法正确;
B选项:质量是物体的固有属性,不随位置改变而变化,将该材料制成的物品带到太空,位置变化但质量不变,故B错误;
C选项:根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,可得质量$m=\rho V=0.16\ \mathrm{mg/cm}^3×100\ \mathrm{cm}^3=16\ \mathrm{mg}$,并非16g,故C错误;
D选项:密度是物质的特性,与物体的体积、质量无关,因此该材质物体体积越大,密度不变,故D错误。综上,正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
密度公式应用、质量的属性、物质特性
【点评】
本题结合新型材料全碳气凝胶考查物理基础知识,需准确理解质量、密度的概念及材料特性的应用,属于基础题,难度适中。
【难度系数】
0.7
4. 某地道路维修改造工程中,某建筑工地需要$500\ \mathrm{m}^3$的沙石,用一辆载重$4\ \mathrm{t}$的卡车运送沙石,工程队为了估算运沙的车次,需要估测沙石的密度,工作人员用一只质量为2 kg的空桶装满一桶沙石,测得桶和沙石的总质量为54 kg,再用这只桶装满一桶水,测得桶和水的总质量为22 kg。求:
(1)桶的容积;
(2)沙石的密度;
(3)运沙的车次。
答案:4.【解】(1)由$\rho=\frac{m}{V}$得,桶的容积
$V=V_水=\frac{m_{总1}-m_{桶}}{\rho_水}=\frac{22\ \mathrm{kg}-2\ \mathrm{kg}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3}=2×10^{-2}\ \mathrm{m}^3$。
(2)沙石的密度
$\rho_{沙}=\frac{m_{总2}-m_{桶}}{V}=\frac{54\ \mathrm{kg}-2\ \mathrm{kg}}{2×10^{-2}\ \mathrm{m}^3}=2.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
(3)由$\rho=\frac{m}{V}$得,$500\ \mathrm{m}^3$沙石的总质量
$m=\rho_{沙}V=2.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×500\ \mathrm{m}^3=1.3×10^6\ \mathrm{kg}$
运沙的车次$n=\frac{1.3×10^6\ \mathrm{kg}}{4×10^3\ \mathrm{kg}}=325$。
解析:
【分析】
本题分为三小问,解题思路如下:
1. 求桶的容积:桶装满水时,水的体积等于桶的容积,先计算桶内水的质量,再利用密度公式变形求出水的体积,即桶的容积。
2. 求沙石的密度:桶装满沙石时,沙石体积等于桶的容积,计算出沙石的质量后,结合桶的容积,用密度公式求出沙石密度。
3. 求运沙车次:先根据沙石密度和所需沙石总体积算出总质量,再用总质量除以卡车载重,得到运送车次,注意结果取整数。
【解析】
(1)桶装满水时,水的质量:$m_{水}=m_{总1}-m_{桶}=22\ \mathrm{kg}-2\ \mathrm{kg}=20\ \mathrm{kg}$,
根据$\rho=\frac{m}{V}$,桶的容积等于水的体积:$V=V_{水}=\frac{m_{水}}{\rho_{水}}=\frac{20\ \mathrm{kg}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3}=2×10^{-2}\ \mathrm{m}^3$。
(2)桶内沙石的质量:$m_{沙}=m_{总2}-m_{桶}=54\ \mathrm{kg}-2\ \mathrm{kg}=52\ \mathrm{kg}$,
沙石体积等于桶的容积$V_{沙}=V=2×10^{-2}\ \mathrm{m}^3$,
沙石的密度:$\rho_{沙}=\frac{m_{沙}}{V_{沙}}=\frac{52\ \mathrm{kg}}{2×10^{-2}\ \mathrm{m}^3}=2.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
(3)$500\ \mathrm{m}^3$沙石的总质量:$m_{总}=\rho_{沙}V_{总}=2.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×500\ \mathrm{m}^3=1.3×10^6\ \mathrm{kg}$,
卡车载重$4\ \mathrm{t}=4×10^3\ \mathrm{kg}$,
运沙车次:$n=\frac{m_{总}}{m_{载重}}=\frac{1.3×10^6\ \mathrm{kg}}{4×10^3\ \mathrm{kg}}=325$。
【答案】
325
【知识点】
密度公式应用、密度计算
【点评】
本题结合实际工程场景,考查密度公式的灵活运用,步骤清晰,需注意单位统一换算,是密度知识在生活中的典型应用,难度适中。
【难度系数】
0.6
5. 现有密度分别为$\rho_1$、$\rho_2$($\rho_1<\rho_2$)的两种液体,其体积均为$V_0$,某工厂要用这两种液体按质量比为$1:1$的比例配制一种混合液(设混合前后液体的总体积保持不变),且使所得混合液的体积最大。下列说法正确的是(
C
)
A.这种混合液的密度为$\frac{\rho_1+\rho_2}{2}$
B.这种混合液的密度为$\frac{\rho_1\rho_2}{\rho_1+\rho_2}$
C.按要求配制后,剩下的那部分液体的体积为$(1-\frac{\rho_1}{\rho_2})V_0$
D.按要求配制后,剩下的那部分液体的体积为$(\frac{\rho_1}{\rho_2}-1)V_0$
答案:5. C
解析:
【分析】
要解决本题,需明确按质量比1:1混合时,取质量相等的两种液体,且要使混合液体积最大,需先确定两种液体的最大可取质量。步骤如下:
1. 按质量比1:1混合,设两种液体各取质量为m,则两种液体的体积分别为$V_1=\frac{m}{\rho_1}$、$V_2=\frac{m}{\rho_2}$;
2. 结合$\rho_1<\rho_2$,相同质量下$\rho_1$的体积更大,要使混合液体积最大,需保证两种液体的体积不超过原有体积$V_0$,据此确定最大可取质量;
3. 再推导混合液密度和剩余液体体积,逐一判断选项。
【解析】
设按质量比1:1混合时,两种液体各取质量为m:
两种液体的体积:$V_1=\frac{m}{\rho_1}$,$V_2=\frac{m}{\rho_2}$;
要使混合液体积最大,需满足$V_1≤ V_0$且$V_2≤ V_0$,结合$\rho_1<\rho_2$,得m的最大值为$\rho_1V_0$(若m取更大值,$\rho_2$的体积$V_2=\frac{m}{\rho_2}$会超过原有体积$V_0$,无法实现)。
分析选项A、B(混合液密度):
混合液总质量:$m_{总}=m+m=2m=2\rho_1V_0$;
混合液总体积:$V_{总}=V_1+V_2=V_0+\frac{\rho_1V_0}{\rho_2}=\frac{V_0(\rho_1+\rho_2)}{\rho_2}$;
混合液密度:$\rho_{混}=\frac{m_{总}}{V_{总}}=\frac{2\rho_1V_0}{\frac{V_0(\rho_1+\rho_2)}{\rho_2}}=\frac{2\rho_1\rho_2}{\rho_1+\rho_2}$;
故A、B选项均错误。
分析选项C、D(剩余液体体积):
$\rho_2$液体原有体积为$V_0$,已用体积为$V_2=\frac{\rho_1V_0}{\rho_2}$,故剩余体积:
$\Delta V=V_0-V_2=V_0-\frac{\rho_1V_0}{\rho_2}=V_0(1-\frac{\rho_1}{\rho_2})$;
故C选项正确,D选项错误。
【答案】
C
【知识点】
密度公式应用、混合液密度计算
【点评】
本题考查密度公式的实际应用,核心是理解“按质量比1:1混合且体积最大”的条件,需结合$\rho_1<\rho_2$的关系判断哪种液体先用完,易错点是推导最大可取质量时的体积限制,整体需逻辑清晰分析各物理量关系。
【难度系数】
0.5