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解:(1)黏合剂的质量:
$m_{黏}=\rho_{黏}V_{黏}=1.2\ \mathrm{g/cm}^3×100\ \mathrm{cm}^3=120\ \mathrm{g}$
(2)“微球”中玻璃的体积:
$V_{玻}=\frac{m_{微}}{\rho_{玻}}=\frac{72\ \mathrm{g}}{2.4\ \mathrm{g/cm}^3}=30\ \mathrm{cm}^3$
(3)固体浮力材料的总质量:
$m_{总}=m_{黏}+m_{微}=120\ \mathrm{g}+72\ \mathrm{g}=192\ \mathrm{g}$
总体积:$V_{总}=\frac{m_{总}}{\rho_{总}}=\frac{192\ \mathrm{g}}{0.48\ \mathrm{g/cm}^3}=400\ \mathrm{cm}^3$
微球总体积:$V_{微}=V_{总}-V_{黏}=400\ \mathrm{cm}^3 - 100\ \mathrm{cm}^3=300\ \mathrm{cm}^3$
空心部分体积:$V_{空}=V_{微}-V_{玻}=300\ \mathrm{cm}^3 - 30\ \mathrm{cm}^3=270\ \mathrm{cm}^3$
颜色
状态
气味
导热性
不同
容易
不容易


延展
耐热
【分析】
(1)第一问已知黏合剂的密度和体积,根据密度公式的变形公式$m=\rho V$可直接计算黏合剂的质量;
(2)第二问已知微球中玻璃的质量和玻璃的密度,利用密度公式的变形公式$V=\frac{m}{\rho}$可求出玻璃的体积;
(3)第三问先计算固体浮力材料的总质量,再根据密度公式求出材料的总体积,用总体积减去黏合剂的体积得到微球的总体积,最后用微球的总体积减去玻璃的体积,即可得到空心部分的体积。
【解析】
(1)计算黏合剂的质量:
根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$的变形公式$m=\rho V$,可得
$m_{黏}=\rho_{黏}V_{黏}=1.2\ \mathrm{g/cm}^3×100\ \mathrm{cm}^3=120\ \mathrm{g}$
(2)计算“微球”中玻璃的体积:
由$\rho=\frac{m}{V}$变形得$V=\frac{m}{\rho}$,则
$V_{玻}=\frac{m_{微}}{\rho_{玻}}=\frac{72\ \mathrm{g}}{2.4\ \mathrm{g/cm}^3}=30\ \mathrm{cm}^3$
(3)计算固体浮力材料中空心部分的体积:
① 计算固体浮力材料的总质量:
$m_{总}=m_{黏}+m_{微}=120\ \mathrm{g}+72\ \mathrm{g}=192\ \mathrm{g}$
② 计算固体浮力材料的总体积:
由$\rho=\frac{m}{V}$变形得$V=\frac{m}{\rho}$,则
$V_{总}=\frac{m_{总}}{\rho_{总}}=\frac{192\ \mathrm{g}}{0.48\ \mathrm{g/cm}^3}=400\ \mathrm{cm}^3$
③ 计算微球的总体积:
$V_{微}=V_{总}-V_{黏}=400\ \mathrm{cm}^3 - 100\ \mathrm{cm}^3=300\ \mathrm{cm}^3$
④ 计算空心部分的体积:
$V_{空}=V_{微}-V_{玻}=300\ \mathrm{cm}^3 - 30\ \mathrm{cm}^3=270\ \mathrm{cm}^3$
【答案】
(1)$120\ \mathrm{g}$
(2)$30\ \mathrm{cm}^3$
(3)$270\ \mathrm{cm}^3$
【知识点】
密度公式应用、空心体积计算
【点评】
本题考查密度公式的灵活运用,需要理清固体浮力材料各部分的质量、体积关系,分步计算,是对密度知识的综合应用,有助于提升学生分析和解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.6
【分析】
这道题考查对物质物理属性的掌握。首先回忆物质物理属性的定义:不需要发生化学变化就能表现出来的性质。然后从常见的物理属性中选取合适的填写,颜色、状态、气味都是基础且常见的物理属性,符合题目要求。
【解析】
物质的物理属性是指不需要通过化学变化就能表现出来的性质,常见的物理属性有颜色、状态、气味、硬度、密度等,题目要求填写三种,因此可填写颜色、状态、气味。
【答案】
颜色、状态、气味
【知识点】
物质的物理属性
【点评】
本题为基础识记类题目,主要考查对物质常见物理属性的掌握,难度较低,需要学生牢记相关基础概念和常见的物理属性。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先回忆物质的物理属性相关知识点,明确描述物质传导热量性能的物理量为导热性;再结合生活常识和物理知识,钢是金属,导热性较好,瓷属于陶瓷材料,导热性较差,由此判断二者的该属性不同。解题时先确定对应物理概念,再对比两种材料的特性得出结论。
【解析】
1. 根据物理定义,描述物质传导热量的性能称为导热性,这是物质的物理属性之一,故第一空填“导热性”。
2. 钢属于金属材料,导热性优良;瓷属于陶瓷类材料,导热性较弱,二者的导热性能存在明显差异,因此第二空填“不同”。
【答案】
导热性;不同
【知识点】
物质的物理属性、导热性
【点评】
本题考查对导热性这一物理属性的理解与应用,需要学生掌握基础物理概念,并结合常见材料的特性进行判断,注重基础知识与生活实际的联系。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,可从热传导的相关概念和规律入手:首先根据物体导热能力的强弱区分热的良导体与不良导体;再结合热传递的基本规律确定热量传导的方向。具体来说,导热能力强的物体对应热的良导体,导热能力弱的对应不良导体;热量总是自发地从温度高的区域传向温度低的区域。
【解析】
1. 热的良导体的定义是容易导热的物体,因此第一个空填“容易”;
2. 热的不良导体的定义是不容易导热的物体,因此第二个空填“不容易”;
3. 根据热传递的规律,热量会从温度较高的部分传向温度较低的部分,所以第三空填“高”,第四空填“低”。
【答案】
容易;不容易;高;低
【知识点】
热的良/不良导体定义;热传递方向
【点评】
本题属于热学基础概念题,主要考查对热的良导体、不良导体的定义以及热量传导方向的记忆,知识点较为基础,是热学入门的必备知识。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先分析第一个空:题目提到金属在拉伸时有强度和韧性,可用于建造斜拉桥,斜拉桥的金属构件需要具备能承受拉伸、不易断裂且可加工成型的特点,这对应金属的延展性;接着看第二个空,白炽灯灯丝工作时会产生极高的温度,为避免灯丝快速熔断,必须选择能承受高温的材料,因此要考虑材料的耐热性。
【解析】
1. 对于建造斜拉桥的金属:斜拉桥的金属部件需要承受较大拉力,且金属在拉伸过程中能保持强度和韧性,可被加工成合适的构件,这利用了金属的延展性,所以第一空填“延展”。
2. 对于白炽灯灯丝材料:白炽灯工作时,灯丝温度极高,为保证灯丝在高温环境下不易熔断、能持续工作,选择灯丝材料时必须考虑材料的耐热性,所以第二空填“耐热”。
【答案】
延展;耐热
【知识点】
物质的物理属性;金属的延展性;材料耐热性
【点评】
本题结合生活中的实际应用场景,考查物质物理属性的相关知识,引导学生将物理知识与生活实例结合,理解不同物理属性的实际用途,属于基础应用型题目。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先从实验现象入手思考:实验中瓷勺一端接触热源后,顶端温度高到能点燃火柴,而手握住的另一端温度较低可手持。我们可以通过这一明显的温差,推导热量在瓷勺中传递的快慢,进而判断其导热性。对于科学方法,要思考如何将“导热性”这种不易直接观察的性质转化为直观现象,以及通过什么方式突出瓷勺的导热特点,从而确定对应的科学方法。
【解析】
1. 体现瓷勺导热性的过程:
将瓷勺的一端置于热源(如酒精灯火焰)上加热,一段时间后,靠近热源的瓷勺顶端温度升高至足以点燃火柴,而手握住的瓷勺另一端温度较低,手可以稳稳握住。这一现象表明热量从瓷勺的热源端传递到另一端的速度很慢,两端存在显著温差,直观体现出瓷勺的导热性较差(导热能力弱)。
2. 运用的科学方法:
转换法:将瓷勺导热性这种难以直接感知的物理性质,转换为“火柴是否被点燃”“手能否握住瓷勺另一端”这些直观、易观察的现象,间接判断瓷勺的导热能力。
对比法:通过对比瓷勺两端的温度差异(顶端高温可点燃火柴,另一端低温可手持),突出瓷勺导热性弱的特点;也可与导热性良好的物体(如金属勺)的实验现象对比,进一步体现瓷勺的导热特性。
【答案】
体现导热性的方式:把瓷勺一端放在热源上加热,靠近热源的顶端温度升高能点燃火柴,手握住的另一端温度较低可手持,说明热量在瓷勺中传递缓慢,两端温差大,体现出瓷勺的导热性差。
运用的科学方法:转换法、对比法。
【知识点】
物质的导热性、转换法、对比法
【点评】
该实验将抽象的导热性通过直观现象展现出来,借助转换法和对比法让学习者更易理解瓷勺的导热特点,体现了物理研究中“化抽象为直观”的思路,有助于深化对导热性及科学研究方法的认识。
【难度系数】
0.7
【分析】
要比较铜、铁、铝的导热性能,需遵循控制变量法,保证除材料外的其他影响因素(如金属棒的粗细、长短、热源、受热时间等)完全相同,确保实验结果的差异仅由材料导热性能不同导致。同时,由于导热性能无法直接观察,需将其转换为直观可测的现象(如金属棒远端的温度高低、火柴掉落的先后顺序),以此间接判断导热性能的强弱。具体思考步骤:①确定控制变量,选取规格一致的三种金属棒;②选择合适的转换方式,将导热效果转化为易观察的现象;③设计实验操作流程,通过现象对比得出结论。
【解析】
实验设计方案
方案一:通过感受远端温度判断
1. 实验器材:粗细、长短相同的铜棒、铁棒、铝棒各1根,同一热源(如酒精灯、恒温水浴锅)。
2. 实验步骤:
① 将三根金属棒的一端紧密固定在一起,把相连端放置在同一热源处加热;
② 保持加热时间相同后,用手触摸(或用温度计测量)三根金属棒远离热源的另一端;
③ 对比三根金属棒远端的温度高低。
3. 现象与结论:铜棒远端温度最高,铁棒次之,铝棒最低,说明铜的导热性能最强,铁次之,铝最弱。
方案二:通过火柴掉落时间判断
1. 实验器材:粗细、长短相同的铜棒、铁棒、铝棒各1根,凡士林、火柴若干,同一热源,刻度尺。
2. 实验步骤:
① 用刻度尺在三根金属棒上标记出距离受热端相同距离的位置;
② 在标记处用等量凡士林分别粘上火柴,确保火柴与金属棒粘贴牢固;
③ 将三根金属棒的受热端同时置于同一热源处,开始计时;
④ 观察并记录三根金属棒上火柴掉落的先后顺序。
3. 现象与结论:铜棒上的火柴最先掉落,铁棒次之,铝棒上的火柴最后掉落,说明铜的导热性能优于铁,铁优于铝。
【答案】
可通过以下两种实验方案实现:
方案一:
1. 取粗细、长短相同的铜棒、铁棒、铝棒各一根,将三者一端紧密相连,把相连端放在同一热源处;
2. 相同时间后,触摸三根棒的另一端,比较温度高低:温度越高,对应金属的导热性能越强。
方案二:
1. 取粗细、长短相同的铜棒、铁棒、铝棒各一根,用凡士林在离棒的一端相同距离处各粘一根火柴;
2. 将三根棒的该端同时放在同一热源处,观察火柴掉落的先后:火柴掉落越早,对应金属的导热性能越强。
【知识点】
控制变量法,转换法,物质导热性
【点评】
本实验运用控制变量法排除了金属棒规格、热源等无关因素的干扰,确保实验结果的科学性;同时采用转换法,将不易直接观察的导热性能差异转化为直观的温度变化或火柴掉落时间差异,实验操作简便,现象明显,易于得出结论。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先明确题目要求是利用颜色、气味这两种物理属性区分不同物质。思考时可从两个维度展开:一是寻找气味差异显著的常见物质,气味属于物理属性,无需发生化学变化就能表现出来,通过嗅觉可直接区分;二是寻找颜色差异明显的常见物质,颜色同样是无需化学变化就能观察到的物理属性,通过视觉可直观区分。结合生活中熟悉的物质,分别选取对应例子即可。
【解析】
1. 利用气味区分物质:
煤油和酒精是两种不同的液体,二者气味存在明显差异,煤油带有特殊刺激性气味,酒精具有醇香气味。在保证操作安全的前提下,通过闻气味的方式,就能直接区分出煤油和酒精,这是利用了气味这一物理属性。
2. 利用颜色区分物质:
纯铜呈现紫红色,块状纯铁呈现银白色,二者颜色差异直观明显。通过观察外观颜色,就能区分纯铜材料和纯铁材料,这是利用了颜色这一物理属性。
此外还可补充其他例子,如白醋(有酸味)与纯净水(无味)可通过气味区分;金(金黄色)与银(银白色)可通过颜色区分等。
【答案】
示例1:利用气味区分:煤油和酒精气味差异明显,安全前提下闻气味可区分二者;
示例2:利用颜色区分:纯铜为紫红色,块状纯铁为银白色,观察颜色可区分铜和铁;
补充示例:白醋有酸味,纯净水无味,通过闻气味可区分二者;金呈金黄色,银呈银白色,通过观察颜色可区分金和银。
【知识点】
物质的物理属性、物质的鉴别
【点评】
本题考查对物质物理属性的理解与实际应用,颜色、气味属于无需发生化学变化就能体现的物理属性,利用这些属性区分物质简便直观,能帮助我们快速鉴别常见物质,体现了物理属性在生活中的实用价值。
【难度系数】
0.8