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$1:1$
$8:1$
$8:1$
$0.8×10^3$
1
$0.8×10^3$
不变
变小
C
C
A
D

【分析】
首先,密度是物质的固有特性,同种物质的密度不随质量、体积的变化而改变,两块均为铁块,属于同种物质,因此密度之比为1:1;
其次,正方体体积公式为$V = a^3$($a$为边长),已知大铁块边长是小铁块的2倍,设小铁块边长为$a$,大铁块边长为$2a$,代入公式计算后可求出体积之比;
最后,根据质量公式$m = \rho V$,由于两块铁块密度相同,质量之比等于体积之比,由此可得出质量之比。
【解析】
1. 密度之比:
密度是物质的特性,同种物质的密度相同,两块均为实心正方体铁块,所以它们的密度之比$\rho_{大}:\rho_{小}=1:1$。
2. 体积之比:
设小铁块的边长为$a$,则大铁块的边长为$2a$。
正方体体积公式为$V = a^3$,
小铁块体积$V_{小}=a^3$,大铁块体积$V_{大}=(2a)^3=8a^3$,
因此体积之比$V_{大}:V_{小}=8a^3:a^3=8:1$。
3. 质量之比:
根据质量公式$m = \rho V$,
$m_{大}:m_{小}=\rho_{大}V_{大}:\rho_{小}V_{小}$,
因为$\rho_{大}:\rho_{小}=1:1$,所以$m_{大}:m_{小}=V_{大}:V_{小}=8:1$。
【答案】
1:1;8:1;8:1
【知识点】
密度的特性、正方体体积计算、质量公式应用
【点评】
本题考查密度的特性以及密度公式、正方体体积公式的基础应用,属于入门级综合题,只要准确理解密度的特性,熟练掌握相关公式即可顺利求解。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先,解题需围绕密度的公式及特性展开:
1. 已知食用油的质量和体积,先统一单位,再利用密度公式$\rho = \frac{m}{V}$计算密度;
2. 食用油用去一半后,质量会变为原来的一半,因为质量是物体所含物质的多少,与物质的量有关;
3. 密度是物质的固有特性,与物体的质量、体积无关,所以剩余食用油的密度保持不变。
【解析】
1. 单位换算:瓶子的容积等于食用油的体积,$V = 2.5\ \mathrm{L} = 2.5\ \mathrm{dm}^3 = 2.5 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^3$;
2. 计算食用油的密度:
根据密度公式$\rho = \frac{m}{V}$,代入$m = 2\ \mathrm{kg}$、$V = 2.5 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^3$,可得:
$\rho = \frac{2\ \mathrm{kg}}{2.5 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^3} = 0.8 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$;
3. 计算剩余食用油的质量:
用去一半后,剩余质量$m' = \frac{1}{2}m = \frac{1}{2} × 2\ \mathrm{kg} = 1\ \mathrm{kg}$;
4. 分析剩余食用油的密度:
密度是物质的特性,与质量、体积无关,所以剩余食用油的密度仍为$0.8 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
【答案】
$0.8×10^3$;1;$0.8×10^3$
【知识点】
密度的计算;密度的特性;体积单位换算
【点评】
本题考查密度的基础计算及特性,重点在于掌握密度公式的应用、单位的正确换算,以及理解密度是物质的固有属性,不随质量和体积的变化而改变,属于基础题型,易出错点为体积单位的换算。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先思考质量的特性:质量是物体所含物质的多少,是物体的固有属性,不随物体的位置、形状、状态等改变。书写时笔芯内的氮气没有泄漏,所以质量不变。
再分析密度的变化:密度的计算公式是$\rho=\frac{m}{V}$,书写时墨水流出,活塞会向笔尖移动,氮气的体积会变大,而氮气的质量不变,根据公式,当质量$m$不变,体积$V$增大时,密度$\rho$会变小。
【解析】
1. 分析氮气的质量:
质量是物体所含物质的多少,是物体的固有属性,与物体的位置、状态等无关。书写过程中,笔芯内的氮气没有流失,所含氮气的多少不变,因此质量不变。
2. 分析氮气的密度:
密度的计算公式为$\rho=\frac{m}{V}$。书写时,墨水流出,活塞向笔尖方向移动,笔芯内氮气的体积$V$变大;已知氮气的质量$m$不变,根据公式可知,当$m$不变、$V$增大时,密度$\rho$变小。
【答案】
不变;变小
【知识点】
质量的特性;密度的计算
【点评】
本题结合太空失重的实际场景,考查质量和密度的基本概念,要求学生能结合实际情况,运用质量的特性和密度公式分析物理量的变化,加深对质量、密度概念的理解。
【难度系数】
0.7
【分析】
要解决这道题,我们需要结合表格中的密度数据,根据密度的特性和密度公式对每个选项逐一分析:
1. 对于选项A,需寻找固态和液态物质密度对比的反例;
2. 选项B,考虑同种物质不同状态下的密度差异;
3. 选项C,利用密度公式$m=\rho V$,在体积相同时,通过比较密度大小来判断质量大小;
4. 选项D,明确密度是物质的固有特性,与质量、体积无关。
【解析】
逐一分析各选项:
A. 由表格数据可知,固态冰的密度为$0.9\ \mathrm{g·cm}^{-3}$,液态水的密度为$1.0\ \mathrm{g·cm}^{-3}$,冰的密度小于水的密度,说明固态物质的密度不一定比液态物质的密度大,故A错误;
B. 水和冰属于同种物质,但状态不同,密度不同(水的密度$1.0\ \mathrm{g·cm}^{-3}$,冰的密度$0.9\ \mathrm{g·cm}^{-3}$),所以同种物质的密度不一定相同,故B错误;
C. 根据密度公式$m=\rho V$,当体积$V$相同时,密度$\rho$越大,质量$m$越大。已知铜的密度$\rho_{\mathrm{铜}}=8.9\ \mathrm{g·cm}^{-3}$,铝的密度$\rho_{\mathrm{铝}}=2.7\ \mathrm{g·cm}^{-3}$,$\rho_{\mathrm{铜}}>\rho_{\mathrm{铝}}$,所以体积相同的实心铜块和铝块,铜块的质量大,故C正确;
D. 密度是物质的一种固有特性,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,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
密度的特性,密度公式应用
【点评】
本题考查对密度特性的理解及密度公式的应用,解题时需结合表格数据,通过举反例或公式推导来判断选项的正误,重点在于明确密度是物质的固有属性,与质量、体积无关。
【难度系数】
0.7
【分析】
要解决这道题,我们可以分两步思考:
1. 分析质量的变化:质量是物体所含物质的多少,当钢瓶中的医用氧气用掉二分之一时,瓶内所含的氧气物质减少,因此质量必然减小。
2. 分析密度的变化:密度的计算公式为$\rho=\frac{m}{V}$,钢瓶是固定容器,用掉部分氧气后,氧气仍会充满整个钢瓶,所以氧气的体积$V$等于钢瓶的容积,保持不变。结合质量$m$减小、体积$V$不变的条件,根据密度公式可知,密度$\rho$会随之减小。
综上,钢瓶内氧气的质量和密度均减小。
【解析】
1. 质量变化分析:
氧气用掉二分之一,瓶内所含氧气的物质总量减少,根据质量的定义(物体所含物质的多少),可知钢瓶内氧气的质量减小。
2. 密度变化分析:
钢瓶的容积固定,用掉部分氧气后,氧气仍充满整个钢瓶,因此氧气的体积$V$保持不变(等于钢瓶容积)。
根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,当$V$不变,$m$减小时,密度$\rho$会减小。
因此,钢瓶内氧气质量减小,密度减小,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
质量的概念、密度公式的应用、气体体积特性
【点评】
本题属于基础物理题,核心考查对质量、密度概念的理解以及密度公式的实际应用。解题的关键在于明确“钢瓶容积固定,氧气用掉后仍充满钢瓶,体积不变”这一气体特性,避免错误认为体积随质量同步减小,从而准确判断密度的变化。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道密度比较题,核心思路是统一密度单位后再比较大小。因为题目中四种物质的密度单位不统一,无法直接进行数值比较。首先需要回忆密度单位之间的换算关系,将乙、丙、丁的密度都换算成与甲相同的单位($\mathrm{kg/m^3}$),再对比四个数值的大小,即可找出密度最小的物质。
【解析】
步骤1:统一密度单位为$\mathrm{kg/m^3}$
物质甲的密度:$\rho_甲 = 250 \mathrm{ kg/m}^3$
物质乙的密度:因为$1\mathrm{ g/cm}^3 = 1000\mathrm{ kg/m}^3$,所以$\rho_乙 = 2.5 \mathrm{ g/cm}^3 = 2.5 × 1000 \mathrm{ kg/m}^3 = 2500 \mathrm{ kg/m}^3$
物质丙的密度:因为$1\mathrm{ dm}^3 = 10^{-3}\mathrm{ m}^3$,所以$\rho_丙 = 2.5 \mathrm{ kg/dm}^3 = \frac{2.5\mathrm{ kg}}{10^{-3}\mathrm{ m}^3} = 2500 \mathrm{ kg/m}^3$
物质丁的密度:因为$1\mathrm{ t} = 1000\mathrm{ kg}$,所以$\rho_丁 = 2.5 \mathrm{ t/m}^3 = 2.5 × 1000 \mathrm{ kg/m}^3 = 2500 \mathrm{ kg/m}^3$
步骤2:比较密度大小
$250 \mathrm{ kg/m}^3 < 2500 \mathrm{ kg/m}^3$,即$\rho_甲 < \rho_乙 = \rho_丙 = \rho_丁$,因此密度最小的是甲。
【答案】
A
【知识点】
密度单位换算、密度大小比较
【点评】
本题主要考察密度单位的换算能力,解题的关键是通过统一单位消除单位差异,再进行数值比较。需要牢记常见密度单位间的换算进率(如$1\mathrm{ g/cm}^3=1000\mathrm{ kg/m}^3$、$1\mathrm{ t}=1000\mathrm{ kg}$等),避免因单位换算错误导致结果出错。
【难度系数】
0.7
【分析】
要解决本题,需结合密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,从m-V图像中提取不同物体的质量与体积数据,计算出各物体的密度,再结合密度是物质的固有特性(与质量、体积无关)的特点,逐一分析选项:
1. 选取相同体积(如$V=2×10^{-3}\mathrm{m}^3$),读取a、b、c对应的质量;
2. 利用密度公式计算三者密度,对比密度大小关系;
3. 根据密度的特性,判断质量或体积变化时密度是否改变。
【解析】
步骤1:计算各物体的密度
根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,从图像中选取$V=2×10^{-3}\mathrm{m}^3$时的质量数据:
对于物体a:$m_a=1\mathrm{kg}$,则$\rho_a=\frac{m_a}{V_a}=\frac{1\mathrm{kg}}{2×10^{-3}\mathrm{m}^3}=0.5×10^3\mathrm{kg/m}^3$;
对于物体b:$m_b=2\mathrm{kg}$,则$\rho_b=\frac{m_b}{V_b}=\frac{2\mathrm{kg}}{2×10^{-3}\mathrm{m}^3}=1×10^3\mathrm{kg/m}^3$;
对于物体c:$m_c=4\mathrm{kg}$,则$\rho_c=\frac{m_c}{V_c}=\frac{4\mathrm{kg}}{2×10^{-3}\mathrm{m}^3}=2×10^3\mathrm{kg/m}^3$。
步骤2:逐一分析选项
选项A:由计算结果可知$\rho_c>\rho_b>\rho_a$,该选项错误;
选项B:$\rho_b=1×10^3\mathrm{kg/m}^3$,$\rho_a=0.5×10^3\mathrm{kg/m}^3$,即b的密度是a的两倍,该选项错误;
选项C:密度是物质的固有属性,与质量无关,将b的质量减半,其密度仍为$1×10^3\mathrm{kg/m}^3$,该选项错误;
选项D:密度是物质的特性,与体积无关,将c的体积增大到$4×10^{-3}\mathrm{m}^3$,它的密度不变,该选项正确。
【答案】
D
【知识点】
密度的计算、密度的特性、图像分析密度
【点评】
本题结合m-V图像考查密度的计算与特性,核心是从图像提取有效数据,理解密度是物质的固有属性,不随质量、体积的改变而变化,需注意公式的规范应用和概念的准确把握。
【难度系数】
0.6
【分析】
1. 天平使用环节:回忆天平操作规范,砝码需用镊子夹取,用手直接拿砝码会腐蚀砝码影响精度,这是图(a)的操作错误;天平读数为砝码总质量加游码示数,图(b)中砝码总质量25g,游码示数2g,因此铝块①质量为27g。
2. 数据处理环节:科学实验需尊重事实,随意更改数据违背实事求是原则;当数据与规律不符时,应先分析异常原因,再重新实验获取准确数据。
【解析】
(1) 天平使用的正确操作中,砝码必须用镊子夹取,图(a)中的错误是用手直接拿砝码。
根据天平读数规则,物体质量=砝码总质量+游码对应刻度值,图(b)中砝码总质量为20g+5g=25g,游码示数为2g,所以铝块①的质量为25g+2g=27g。
(3) 科学探究要秉持实事求是的态度,随意更改实验数据的做法是不正确的,违背了科学实验的基本原则。当出现数据与预期规律不符时,应先分析异常产生的原因,如操作失误、仪器故障等,再重新进行实验以获取准确数据。
【答案】
(1) 用手直接拿砝码;27
(3) 没有实事求是的科学态度,做法不正确;分析原因,重新实验
【知识点】
天平的正确使用;科学探究的原则;质量与体积的关系探究
【点评】
本题结合质量与体积关系的探究实验,考查天平的操作规范与科学实验的基本素养,重点强调实事求是的实验态度,帮助学生理解实验数据的严谨性。
【难度系数】
0.6