【分析】
1. 对于问题(1),我们需要从表格给出的透光量、密度、性能三个维度对比树脂镜片和玻璃镜片:先看透光量数值,树脂镜片透光量更高;再看密度,树脂镜片密度更小,相同体积下质量更轻;最后看性能,树脂镜片的耐磨性不如玻璃镜片,据此总结优缺点。
2. 问题(2),“轻巧”要求材料密度小(相同体积下质量更小),“耐用”要求材料具备良好的耐磨性或耐腐蚀性。结合表格数据,树脂镜片密度小且较耐磨损,钛合金密度小于铜合金且耐腐蚀,所以镜片选树脂镜片、镜架选钛合金能满足轻巧耐用的要求。
3. 问题(3),已知镜片的质量和体积,根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$计算出密度,再将计算结果与表格中材料的密度对比,即可确定材料种类。
【解析】
(1) 对比表格参数:
透光量:树脂镜片为92%,玻璃镜片为91%,说明树脂镜片透光量更好;
密度:树脂镜片$1.3×10^3\ \mathrm{kg· m^{-3}}$小于玻璃镜片$2.5×10^3\ \mathrm{kg· m^{-3}}$,根据$m=\rho V$,相同体积下树脂镜片质量更轻;
性能:树脂镜片是“较耐磨损”,玻璃镜片是“耐磨损”,说明树脂镜片耐磨性不如玻璃镜片。
因此树脂镜片的优点是透光量好、质量较轻;缺点是耐磨性不如玻璃镜片。
(2) 要满足眼镜“轻巧”,需选择密度小的材料,相同体积下质量更小;“耐用”需选择耐磨损或耐腐蚀的材料。因此镜片选择树脂镜片(密度小、较耐磨损),镜架选择钛合金(密度小于铜合金、耐腐蚀)。
(3) 已知镜片质量$m=0.01\ \mathrm{kg}$,体积$V=4×10^{-6}\ \mathrm{m^3}$,根据密度公式:
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.01\ \mathrm{kg}}{4×10^{-6}\ \mathrm{m^3}}=2.5×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$
对比表格数据,该密度与玻璃镜片的密度一致,因此该镜片由玻璃镜片制成。
【答案】
(1) 优点:透光量好、质量较轻;缺点:耐磨性不如玻璃镜片。
(2) 镜片选择树脂镜片,镜架选择钛合金。
(3) 该镜片由玻璃镜片制成。
【知识点】
密度公式应用,材料特性分析,密度计算
【点评】
本题结合生活中眼镜的选材问题,考查对物理表格信息的提取能力和密度公式的实际应用,将物理知识与生活实际结合,引导学生用物理知识解决生活中的选材问题。
【难度系数】
0.7