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解:(1)这种沙石的密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{2.6\ \mathrm{kg}}{1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=2.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
(2)由$\rho=\frac{m}{V}$可得,沙石的总质量$m_{\mathrm{总}}=\rho V_{\mathrm{总}}=2.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×500\ \mathrm{m}^3=1.3×10^6\ \mathrm{kg}=1300\ \mathrm{t},$则需运送的车数$n=\frac{m_{\mathrm{总}}}{m_{\mathrm{载}}}=\frac{1300\ \mathrm{t}}{4\ \mathrm{t}}=325$
解:(1)由$\rho=\frac{m}{V}$可得,桶的容积$V_{\mathrm{桶}}=V_{\mathrm{水}}=\frac{m_{\mathrm{水}}}{\rho_{\mathrm{水}}}=\frac{12\ \mathrm{kg}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3}=0.012\ \mathrm{m}^3$
(2)空桶平平地装满一桶稻谷时,稻谷的体积$V=V_{\mathrm{桶}}=0.012\ \mathrm{m}^3,$稻谷的密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{13.2\ \mathrm{kg}}{0.012\ \mathrm{m}^3}=1.1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
(3)这堆稻谷的总质量$m_{\mathrm{总}}=\rho V_{\mathrm{总}}=1.1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×6\ \mathrm{m}^3=6.6×10^3\ \mathrm{kg}=6.6\ \mathrm{t}$
解:(1)水的质量$m_{\mathrm{水}}=0.4\ \mathrm{kg}-0.1\ \mathrm{kg}=0.3\ \mathrm{kg},$由$\rho=\frac{m}{V}$可得,
瓶子的容积$V=V_{\mathrm{水}}=\frac{m_{\mathrm{水}}}{\rho_{\mathrm{水}}}=\frac{0.3\ \mathrm{kg}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3}=3×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=300\ \mathrm{cm}^3$
(2)金属颗粒的质量$m_{\mathrm{金}}=0.8\ \mathrm{kg}-0.1\ \mathrm{kg}=0.7\ \mathrm{kg},$加入水的质量$m_{\mathrm{水}}'=1\ \mathrm{kg}-0.8\ \mathrm{kg}=0.2\ \mathrm{kg},$加入水的体积$V_{\mathrm{水}}'=\frac{m_{\mathrm{水}}'}{\rho_{\mathrm{水}}}=\frac{0.2\ \mathrm{kg}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3}=2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=200\ \mathrm{cm}^3,$
金属颗粒的体积$V_{\mathrm{金}}=V-V_{\mathrm{水}}'=300\ \mathrm{cm}^3-200\ \mathrm{cm}^3=100\ \mathrm{cm}^3$
(3)金属颗粒的密度$\rho_{\mathrm{金}}=\frac{m_{\mathrm{金}}}{V_{\mathrm{金}}}=\frac{700\ \mathrm{g}}{100\ \mathrm{cm}^3}=7\ \mathrm{g/cm}^3$
解:(1)根据题意,钢材的体积等于气凝胶的体积,由$\rho=\frac{m}{V}$得,
“气凝胶”飞机的体积$V=V_{\mathrm{钢}}=\frac{m_{\mathrm{钢}}}{\rho_{\mathrm{钢}}}=\frac{126.4×1000\ \mathrm{kg}}{7.9×10^3\ \mathrm{kg/m}^3}=16\ \mathrm{m}^3$
(2)“气凝胶”飞机的质量$m=\rho_{\mathrm{气凝胶}}V=3\ \mathrm{kg/m}^3×16\ \mathrm{m}^3=48\ \mathrm{kg}=0.048\ \mathrm{t},$“气凝胶”飞机比之前减小的质量$\Delta m=m_{\mathrm{钢}}-m=126.4\ \mathrm{t}-0.048\ \mathrm{t}=126.352\ \mathrm{t}$
【分析】
(1)求沙石的密度,根据密度的定义公式$\rho=\frac{m}{V}$,已知样品沙石的质量和体积,直接代入公式计算即可。
(2)先利用密度公式的变形公式$m=\rho V$求出$500\ \mathrm{m}^3$沙石的总质量,注意单位换算,将总质量的单位换算为吨后,除以每辆卡车的载重,即可得到需要的卡车数量,计算时要保证结果符合实际运输需求(本题结果为整数,无需进一)。
【解析】
(1)已知样品沙石的质量$m=2.6\ \mathrm{kg}$,体积$V=1 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^3$,根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,可得这种沙石的密度:
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{2.6\ \mathrm{kg}}{1 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=2.6 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
(2)已知沙石总体积$V_{\mathrm{总}}=500\ \mathrm{m}^3$,由$\rho=\frac{m}{V}$变形得$m=\rho V$,则沙石的总质量:
$m_{\mathrm{总}}=\rho V_{\mathrm{总}}=2.6 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 500\ \mathrm{m}^3=1.3 × 10^6\ \mathrm{kg}=1300\ \mathrm{t}$
每辆卡车的载重$m_{\mathrm{载}}=4\ \mathrm{t}$,则需要的卡车数量:
$n=\frac{m_{\mathrm{总}}}{m_{\mathrm{载}}}=\frac{1300\ \mathrm{t}}{4\ \mathrm{t}}=325$(辆)
【答案】
(1)$2.6 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$;(2)325辆
【知识点】
密度的计算;单位换算;质量与体积的关系
【点评】
本题是密度知识的基础应用,重点考查密度公式及其变形公式的运用,解题过程中要注意单位的统一,运输车辆数的计算需结合实际情况,确保所有沙石都能被运送。
【难度系数】
0.8
【分析】
(1)要计算桶的容积,因为桶装满水时,水的体积等于桶的容积,已知水的质量和水的密度,根据密度公式的变形公式$V=\frac{m}{\rho}$即可求出桶的容积;
(2)桶装满稻谷时,稻谷的体积等于桶的容积,已知桶中稻谷的质量,利用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$就能算出稻谷的密度;
(3)已知这堆稻谷的总体积和稻谷的密度,根据密度公式的变形公式$m=\rho V$可求出总质量,最后进行单位换算得到以吨为单位的结果。
【解析】
(1)水的密度$\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$可得,桶的容积:
$V_{\mathrm{桶}}=V_{\mathrm{水}}=\frac{m_{\mathrm{水}}}{\rho_{\mathrm{水}}}=\frac{12\ \mathrm{kg}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3}=0.012\ \mathrm{m}^3$
(2)桶中稻谷的体积等于桶的容积,即$V_{\mathrm{谷}}=V_{\mathrm{桶}}=0.012\ \mathrm{m}^3$,则稻谷的密度:
$\rho_{\mathrm{谷}}=\frac{m_{\mathrm{谷}}}{V_{\mathrm{谷}}}=\frac{13.2\ \mathrm{kg}}{0.012\ \mathrm{m}^3}=1.1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
(3)这堆稻谷的总质量:
$m_{\mathrm{总}}=\rho_{\mathrm{谷}}V_{\mathrm{总}}=1.1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×6\ \mathrm{m}^3=6.6×10^3\ \mathrm{kg}=6.6\ \mathrm{t}$
【答案】
(1)$0.012\ \mathrm{m}^3$;
(2)$1.1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$;
(3)$6.6$吨。
【知识点】
密度公式的应用;单位换算;密度的计算
【点评】
本题考查密度公式的灵活应用,通过利用桶的容积作为中间量,将稻谷的体积与水的体积联系起来,是典型的等效替代法在实际问题中的应用,解题过程中要注意单位的统一与换算,属于基础题型。
【难度系数】
0.85
【分析】
1. 求解瓶子容积:瓶子装满水时,水的体积等于瓶子容积。先通过总质量与瓶子质量的差值求出水的质量,再利用密度公式的变形公式$V=\frac{m}{\rho}$计算水的体积,即瓶子容积。
2. 求解金属颗粒体积:瓶子容积固定,装满金属颗粒后再加水,金属颗粒体积与加入水的体积之和等于瓶子容积。先算出再次加水的质量,再用密度公式求出加水的体积,最后用瓶子容积减去加水体积得到金属颗粒体积。
3. 求解金属颗粒密度:先通过装满金属颗粒的总质量与瓶子质量的差值得到金属颗粒质量,结合已求出的金属颗粒体积,利用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$计算金属颗粒密度。
【解析】
(1) 求瓶子的容积
解:
计算装满水时水的质量:
已知$m_{瓶}=0.1\,\mathrm{kg}$,$m_{总1}=0.4\,\mathrm{kg}$,则$m_{水1}=m_{总1}-m_{瓶}=0.4\,\mathrm{kg}-0.1\,\mathrm{kg}=0.3\,\mathrm{kg}$。
根据密度公式求瓶子容积:
由$\rho=\frac{m}{V}$变形得$V=\frac{m}{\rho}$,因为瓶子装满水时$V_{瓶}=V_{水1}$,代入$\rho_{水}=1.0×10^{3}\,\mathrm{kg/m}^{3}$,可得:
$V_{瓶}=\frac{m_{水1}}{\rho_{水}}=\frac{0.3\,\mathrm{kg}}{1.0×10^{3}\,\mathrm{kg/m}^{3}}=3×10^{-4}\,\mathrm{m}^{3}$。
(2) 求金属颗粒的体积
解:
计算再次加入水的质量:
已知$m_{总2}=0.8\,\mathrm{kg}$,$m_{总3}=1\,\mathrm{kg}$,则$m_{水2}=m_{总3}-m_{总2}=1\,\mathrm{kg}-0.8\,\mathrm{kg}=0.2\,\mathrm{kg}$。
计算再次加入水的体积:
由$\rho=\frac{m}{V}$变形得$V=\frac{m}{\rho}$,代入数据可得:
$V_{水2}=\frac{m_{水2}}{\rho_{水}}=\frac{0.2\,\mathrm{kg}}{1.0×10^{3}\,\mathrm{kg/m}^{3}}=2×10^{-4}\,\mathrm{m}^{3}$。
计算金属颗粒的体积:
因为$V_{瓶}=V_{金}+V_{水2}$,所以$V_{金}=V_{瓶}-V_{水2}=3×10^{-4}\,\mathrm{m}^{3}-2×10^{-4}\,\mathrm{m}^{3}=1×10^{-4}\,\mathrm{m}^{3}$。
(3) 求金属颗粒的密度
解:
计算金属颗粒的质量:
已知$m_{总2}=0.8\,\mathrm{kg}$,$m_{瓶}=0.1\,\mathrm{kg}$,则$m_{金}=m_{总2}-m_{瓶}=0.8\,\mathrm{kg}-0.1\,\mathrm{kg}=0.7\,\mathrm{kg}$。
根据密度公式计算金属颗粒的密度:
$\rho_{金}=\frac{m_{金}}{V_{金}}=\frac{0.7\,\mathrm{kg}}{1×10^{-4}\,\mathrm{m}^{3}}=7×10^{3}\,\mathrm{kg/m}^{3}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{3×10^{-4}\,\mathrm{m}^{3}}$;
(2) $\boldsymbol{1×10^{-4}\,\mathrm{m}^{3}}$;
(3) $\boldsymbol{7×10^{3}\,\mathrm{kg/m}^{3}}$。
【知识点】
1. 密度公式的应用;
2. 体积间接计算;
3. 质量差值计算。
【点评】
本题是密度知识的综合应用题,核心是抓住瓶子容积不变的等量关系,通过质量差值法求出相关物质的质量,进而结合密度公式计算体积与密度,题型基础,能有效巩固密度相关基础知识。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决这道题,关键抓住“同样大小的飞机”这一条件,即气凝胶的体积与钢材的体积相等。
(1)对于第一问,已知钢材的质量和密度,根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$的变形公式$V=\frac{m}{\rho}$,先算出钢材的体积,这个体积就是气凝胶飞机的体积。
(2)对于第二问,先利用密度公式算出气凝胶的质量,再将其单位换算为吨,最后用钢材的质量减去气凝胶的质量,就能得到减小的质量。
【解析】
(1)已知钢材的质量$m_{\mathrm{钢}}=126.4\ \mathrm{t}=126.4×1000\ \mathrm{kg}=1.264×10^5\ \mathrm{kg}$,钢材的密度$\rho_{\mathrm{钢}}=7.9×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
因为飞机大小相同,所以气凝胶的体积等于钢材的体积,由$\rho=\frac{m}{V}$变形得:
$V=V_{\mathrm{钢}}=\frac{m_{\mathrm{钢}}}{\rho_{\mathrm{钢}}}=\frac{1.264×10^5\ \mathrm{kg}}{7.9×10^3\ \mathrm{kg/m}^3}=16\ \mathrm{m}^3$
(2)已知气凝胶的密度$\rho_{\mathrm{气凝胶}}=3\ \mathrm{kg/m}^3$,体积$V=16\ \mathrm{m}^3$,根据$\rho=\frac{m}{V}$得气凝胶的质量:
$m_{\mathrm{气凝胶}}=\rho_{\mathrm{气凝胶}}V=3\ \mathrm{kg/m}^3×16\ \mathrm{m}^3=48\ \mathrm{kg}=0.048\ \mathrm{t}$
则气凝胶飞机比之前减小的质量:
$\Delta m=m_{\mathrm{钢}}-m_{\mathrm{气凝胶}}=126.4\ \mathrm{t}-0.048\ \mathrm{t}=126.352\ \mathrm{t}$
【答案】
(1)$16\ \mathrm{m}^3$;(2)$126.352\ \mathrm{t}$
【知识点】
密度公式的应用、单位换算
【点评】
本题考查密度公式的灵活运用,解题的关键是理解“同样大小的飞机”意味着两种材料的体积相等,同时要注意单位的统一换算,属于基础型计算题。
【难度系数】
0.8