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解:​$(1)ρ= \frac {m_{样}}{V_{样}} = \frac {140\ \mathrm {g}}{50\ \mathrm {cm}^3} = 2.8\ \mathrm {g/cm}^3 = 2.8×10^3\ \mathrm {kg/m}^3$​
​$ (2)m = ρV = 2.8×10^3\ \mathrm {kg/m}^3 × 30\ \mathrm {m^3} = 8.4×10^4\ \mathrm {kg}$​
答:​$(1)$​碑石的密度为​${2.8×10^3\ \mathrm {kg/m}^3};$​​$(2)$​碑石的质量为​${8.4×10^4\ \mathrm {kg}}。$​
解:​$ρ= \frac {m}{V} = \frac {16.2\ \mathrm {g}}{6\ \mathrm {cm}^3} = 2.7\ \mathrm {g/cm}^3 = 2.7×10^3\ \mathrm {kg/m}^3$​
​$V' = \frac {m'}{ρ} = \frac {54\ \mathrm {g}}{2.7\ \mathrm {g/cm}^3} = 20\ \mathrm {cm}^3$​
答:该金属块是由铝制成的,圆柱体的体积是​$20$​立方厘米。
解:​$V_{铁} = \frac {m}{ρ_{铁}} = \frac {1.58\ \mathrm {kg}}{7.9×10^3\ \mathrm {kg/m}^3} = 0.2×10^{-3}\ \mathrm {m^3} = 0.2\ \mathrm {dm}^3$​
因为​$V_{铁} < V_{球} = 0.5\ \mathrm {dm}^3,$​所以该铁球是空心的。
​$V_{空} = V_{球} - V_{铁} = 0.5\ \mathrm {dm}^3 - 0.2\ \mathrm {dm}^3 = 0.3\ \mathrm {dm}^3 = 0.3×10^{-3}\ \mathrm {m^3}$​
​$ m_{水} = ρ_{水}V_{空} = 1.0×10^3\ \mathrm {kg/m}^3 × 0.3×10^{-3}\ \mathrm {m^3} = 0.3\ \mathrm {kg}$​
​$ m_{总} = m + m_{水} = 1.58\ \mathrm {kg }+ 0.3\ \mathrm {kg }= 1.88\ \mathrm {kg}$​
答:该铁球是空心的,注满水后总质量为​$1.88\ \mathrm {kg}。$​
【分析】
要解决这道题,我们可以分两步思考:
1. 计算碑石的密度:由于碑石和样品材质相同,二者密度相等,因此可根据样品的质量和体积,利用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$计算出样品的密度,也就是碑石的密度,计算时注意单位的统一与换算。
2. 计算碑石的质量:在得到碑石的密度后,结合已知的碑石体积,利用密度公式的变形公式$m=\rho V$,代入数值即可算出碑石的质量。
【解析】
(1) 已知样品的质量$m_{样}=140\ \mathrm{g}$,体积$V_{样}=50\ \mathrm{cm}^{3}$,根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,可得碑石的密度:
$\rho= \frac {m_{样}}{V_{样}} = \frac {140\ \mathrm {g}}{50\ \mathrm {cm}^3} = 2.8\ \mathrm {g/cm}^3 = 2.8×10^3\ \mathrm {kg/m}^3$
(2) 已知碑石的体积$V=30\ \mathrm{m}^{3}$,密度$\rho=2.8×10^3\ \mathrm {kg/m}^3$,根据$m=\rho V$,可得碑石的质量:
$m = \rho V = 2.8×10^3\ \mathrm {kg/m}^3 × 30\ \mathrm {m^3} = 8.4×10^4\ \mathrm {kg}$
答:(1) 碑石的密度为$2.8×10^3\ \mathrm {kg/m}^3$;(2) 碑石的质量为$8.4×10^4\ \mathrm {kg}$。
【答案】
(1) $2.8×10^3\ \mathrm {kg/m}^3$;(2) $8.4×10^4\ \mathrm {kg}$
【知识点】
密度的计算、密度公式的应用、单位换算
【点评】
这是密度知识的基础应用题,利用同种物质密度相同的特性,通过样品的密度推算大体积碑石的质量,是物理中常见的“取样测密”题型,解题时需注意单位的统一与换算,避免计算错误。
【难度系数】
0.9
【分析】
要判断金属块的材质,需利用密度公式计算其密度,结合密度表对比确定物质;已知该物质质量求体积,可利用密度公式的变形公式计算,因为密度是物质的特性,制成圆柱体后物质密度不变。先计算金属块的密度,将结果与表格中金属密度对比确定物质,再利用密度不变的特性,通过变形公式计算圆柱体体积。
【解析】
1. 计算金属块的密度:
已知金属块质量$m=16.2\ \mathrm{g}$,体积$V=6\ \mathrm{cm}^3$,根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,可得:
$\rho=\frac{16.2\ \mathrm{g}}{6\ \mathrm{cm}^3}=2.7\ \mathrm{g/cm}^3=2.7×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
对比表格数据,该密度与铝的密度一致,因此该金属块由铝制成。
2. 计算铝圆柱体的体积:
已知铝圆柱体质量$m'=54\ \mathrm{g}$,铝的密度$\rho=2.7\ \mathrm{g/cm}^3$,根据密度公式变形$V=\frac{m}{\rho}$,可得:
$V'=\frac{m'}{\rho}=\frac{54\ \mathrm{g}}{2.7\ \mathrm{g/cm}^3}=20\ \mathrm{cm}^3$
【答案】
该金属块是由铝制成的;圆柱体的体积是$20\ \mathrm{cm}^3$。
【知识点】
密度的计算、密度的特性、密度公式变形
【点评】
本题考查密度公式的应用,通过密度鉴别物质,需熟练掌握密度公式及变形公式,注意单位统一与换算,理解密度是物质的固有特性。
【难度系数】
0.8
【分析】
要判断铁球是空心还是实心,可通过计算相同质量铁的实心体积与铁球实际体积比较:先利用密度公式变形$V=\frac{m}{\rho}$算出$1.58\ \mathrm{kg}$铁的实心体积,若该体积小于铁球体积,则铁球为空心;接着用铁球体积减去实心铁的体积得到空心部分体积,再根据$m=\rho V$算出空心部分注满水的质量,最后将铁球原质量与水的质量相加得到总质量。
【解析】
已知:$m_{球}=1.58\ \mathrm{kg}$,$V_{球}=0.5\ \mathrm{dm}^{3}=0.5×10^{-3}\ \mathrm{m}^{3}$,$\rho_{铁}=7.9×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$,$\rho_{水}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$
1. 计算$1.58\ \mathrm{kg}$铁的实心体积:
$V_{铁} = \frac{m_{球}}{\rho_{铁}} = \frac{1.58\ \mathrm{kg}}{7.9×10^3\ \mathrm{kg/m}^3} = 0.2×10^{-3}\ \mathrm{m}^3 = 0.2\ \mathrm{dm}^3$
2. 判断空心还是实心:
因为$V_{铁} < V_{球}=0.5\ \mathrm{dm}^3$,所以该铁球是空心的。
3. 计算空心部分体积:
$V_{空}=V_{球}-V_{铁}=0.5\ \mathrm{dm}^3 - 0.2\ \mathrm{dm}^3 = 0.3\ \mathrm{dm}^3 = 0.3×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$
4. 计算空心部分注满水的质量:
$m_{水}=\rho_{水}V_{空}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 0.3×10^{-3}\ \mathrm{m}^3 = 0.3\ \mathrm{kg}$
5. 计算铁球总质量:
$m_{总}=m_{球}+m_{水}=1.58\ \mathrm{kg}+0.3\ \mathrm{kg}=1.88\ \mathrm{kg}$
【答案】
该铁球是空心的,注满水后铁球的总质量为$1.88\ \mathrm{kg}$。
【知识点】
密度公式的应用、空心物体的判断、质量密度计算
【点评】
本题考查密度公式的灵活运用,核心是掌握判断物体空心或实心的方法(比较体积、质量、密度均可),解题时需注意单位统一,空心部分注满液体时,液体体积等于空心部分体积,是初中物理密度部分的典型基础题型。
【难度系数】
0.7