第19页

信息发布者:
解:​$(1)$​已知雪的厚度​$h_{1}=180\ \mathrm {mm}=0.18\ \mathrm {m},$​
雪坑的深度​$h_{2}=165\ \mathrm {mm}=0.165\ \mathrm {m},$​雪被踩后成为冰,
密度是​$0.9×10^3\ \mathrm {kg/m}^3,$​设脚印的面积为​$S,$​
则雪的体积​$V_{雪}=Sh_{1},$​冰的体积​$V_{冰}=S(h_{1}-h_{2}),$​
雪和冰质量不变,根据密度公式​$ρ=\frac {m}{V}$​有:
​$\frac {ρ_{雪}}{ρ_{冰}}=\frac {V_{冰}}{V_{雪}}=\frac {h_{1}-h_{2}}{h_{1}}=\frac {0.18\ \mathrm {m}-0.165\ \mathrm {m}}{0.18\ \mathrm {m}}=\frac {1}{12},$​
所以​$ρ_{雪}=\frac {1}{12}ρ_{冰}=\frac {1}{12}×0.9×10^3\ \mathrm {kg/m}^3=0.075×10^3\ \mathrm {kg/m}^3$​
​$ (2)$​该地面上雪的体积​$V'=S'h_{1}=100\ \mathrm {m^2}×0.18\ \mathrm {m}=18\ \mathrm {m^3},$​
该地面雪的质量​$m'=ρ_{雪}V'=0.075×10^3\ \mathrm {kg/m}^3×18\ \mathrm {m^3}=1350\ \mathrm {kg}$​
解:(1)铝的密度$\rho_{\mathrm{铝}}=2.7×10^3\ \mathrm{kg/m}^3=2.7\ \mathrm{g/cm}^3,$由$\rho=\frac{m}{V}$得,$V_{\mathrm{实心}}=\frac{m}{\rho_{\mathrm{铝}}}=\frac{540\ \mathrm{g}}{2.7\ \mathrm{g/cm}^3}=200\ \mathrm{cm}^3<300\ \mathrm{cm}^3,$因为$V_{\mathrm{实心}}<V_{\mathrm{球}},$
所以此球是空心的
(2)$V_{\mathrm{空心}}=V_{\mathrm{球}}-V_{\mathrm{实心}}=300\ \mathrm{cm}^3-200\ \mathrm{cm}^3=100\ \mathrm{cm}^3$
(3)由题可得球中液体的质量$m_{\mathrm{液}}=m_{\mathrm{总}}-m=630\ \mathrm{g}-540\ \mathrm{g}=90\ \mathrm{g},$铝球的空心部分注满某种液体后,液体的体积$V_{\mathrm{液}}=V_{\mathrm{空心}}=100\ \mathrm{cm}^3,$
所以液体的密度$\rho_{\mathrm{液}}=\frac{m_{\mathrm{液}}}{V_{\mathrm{液}}}=\frac{90\ \mathrm{g}}{100\ \mathrm{cm}^3}=0.9\ \mathrm{g/cm}^3$
解:(1)根据“50% vol”的含义可知这瓶白酒中含有酒精的体积$V_{\mathrm{酒精}}=500\ \mathrm{mL}×50\%=250\ \mathrm{mL}=250\ \mathrm{cm}^3;$
依据$\rho=\frac{m}{V}$可知,这瓶白酒中酒精的质量$m_{\mathrm{酒精}}=\rho_{\mathrm{酒精}}V_{\mathrm{酒精}}=0.8\ \mathrm{g/cm}^3×250\ \mathrm{cm}^3=200\ \mathrm{g}$
(2)这瓶白酒中水的体积$V_{\mathrm{水}}=500\ \mathrm{mL}-250\ \mathrm{mL}=250\ \mathrm{mL}=250\ \mathrm{cm}^3;$
水的质量$m_{\mathrm{水}}=\rho_{\mathrm{水}}V_{\mathrm{水}}=1\ \mathrm{g/cm}^3×250\ \mathrm{cm}^3=250\ \mathrm{g};$
所以这瓶白酒的总质量$m=m_{\mathrm{酒精}}+m_{\mathrm{水}}=200\ \mathrm{g}+250\ \mathrm{g}=450\ \mathrm{g},$
这瓶白酒的密度$\rho_{\mathrm{白酒}}=\frac{m}{V}=\frac{450\ \mathrm{g}}{500\ \mathrm{cm}^3}=0.9\ \mathrm{g/cm}^3$
(3)若将这瓶白酒的酒精度数调整到“40% vol”,
则白酒的体积$V_{\mathrm{白酒}}'=\frac{V_{\mathrm{酒精}}}{40\%}=\frac{250\ \mathrm{mL}}{40\%}=625\ \mathrm{mL};$
还需要加水的体积$V_{\mathrm{加水}}=V_{\mathrm{白酒}}'-V_{\mathrm{白酒}}=625\ \mathrm{mL}-500\ \mathrm{mL}=125\ \mathrm{mL}$
【分析】
(1)求解积雪密度的核心是抓住积雪被踏实后质量不变的特点。积雪压实后变为冰层,质量相等,我们可设脚印面积为$S$,分别表示出积雪和冰的体积,再利用密度公式的变形式$m=\rho V$,通过质量相等建立等式,结合已知冰的密度就能求出积雪密度。
(2)计算$100\ \mathrm{m}^2$积雪的质量时,先根据积雪厚度求出积雪体积,再利用密度公式$m=\rho V$计算质量即可。
【解析】
(1)单位换算:
积雪厚度$h_{\mathrm{雪}}=180\ \mathrm{mm}=0.18\ \mathrm{m}$,雪坑深度$h_{\mathrm{坑}}=165\ \mathrm{mm}=0.165\ \mathrm{m}$,
则冰层厚度$h_{\mathrm{冰}}=h_{\mathrm{雪}}-h_{\mathrm{坑}}=0.18\ \mathrm{m}-0.165\ \mathrm{m}=0.015\ \mathrm{m}$。
设脚印面积为$S$,则积雪体积$V_{\mathrm{雪}}=S h_{\mathrm{雪}}$,冰的体积$V_{\mathrm{冰}}=S h_{\mathrm{冰}}$。
因积雪压实后质量不变,即$m_{\mathrm{雪}}=m_{\mathrm{冰}}$,由$\rho=\frac{m}{V}$得$m=\rho V$,因此:
$\rho_{\mathrm{雪}} V_{\mathrm{雪}}=\rho_{\mathrm{冰}} V_{\mathrm{冰}}$
代入体积表达式:
$\rho_{\mathrm{雪}} · S h_{\mathrm{雪}}=\rho_{\mathrm{冰}} · S h_{\mathrm{冰}}$
约去$S$,整理得:
$\rho_{\mathrm{雪}}=\frac{h_{\mathrm{冰}}}{h_{\mathrm{雪}}} \rho_{\mathrm{冰}}$
代入数值计算:
$\rho_{\mathrm{雪}}=\frac{0.015\ \mathrm{m}}{0.18\ \mathrm{m}} × 0.9 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3=0.075 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
(2)计算$100\ \mathrm{m}^2$积雪的体积:
$V_{\mathrm{雪}}'=S' h_{\mathrm{雪}}=100\ \mathrm{m}^2 × 0.18\ \mathrm{m}=18\ \mathrm{m}^3$
由$\rho=\frac{m}{V}$得积雪质量:
$m_{\mathrm{雪}}'=\rho_{\mathrm{雪}} V_{\mathrm{雪}}'=0.075 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 18\ \mathrm{m}^3=1350\ \mathrm{kg}$
【答案】
(1)积雪的密度为$\boldsymbol{0.075 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3}$;
(2)$100\ \mathrm{m}^2$积雪的质量为$\boldsymbol{1350\ \mathrm{kg}}$。
【知识点】
密度公式的应用、质量守恒
【点评】
本题是密度公式的实际应用,关键在于利用积雪压实前后质量不变的关系建立等式,解题时要注意单位统一,属于基础型密度计算问题。
【难度系数】
0.6
【分析】
(1)判断球是实心还是空心,可利用密度公式,先计算出与球的质量相同的实心铝的体积,再将该体积与球的实际体积对比:若实心体积等于球的体积,则为实心;若实心体积小于球的体积,则为空心。
(2)若球是空心的,空心部分的体积等于球的总体积减去实心铝部分的体积。
(3)先通过总质量与铝球质量的差值求出空心部分注入液体的质量,由于液体注满空心部分,所以液体体积等于空心部分体积,再利用密度公式即可求出液体的密度。
【解析】
已知:$V_{\mathrm{球}}=300\ \mathrm{cm}^3$,$m_{\mathrm{球}}=540\ \mathrm{g}$,$\rho_{\mathrm{铝}}=2.7 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3=2.7\ \mathrm{g/cm}^3$,$m_{\mathrm{总}}=630\ \mathrm{g}$
(1)根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,变形可得质量为$540\ \mathrm{g}$的实心铝的体积:
$V_{\mathrm{实心}}=\frac{m_{\mathrm{球}}}{\rho_{\mathrm{铝}}}=\frac{540\ \mathrm{g}}{2.7\ \mathrm{g/cm}^3}=200\ \mathrm{cm}^3$
因为$V_{\mathrm{实心}}=200\ \mathrm{cm}^3<V_{\mathrm{球}}=300\ \mathrm{cm}^3$,所以此球是空心的。
(2)空心部分的体积:
$V_{\mathrm{空心}}=V_{\mathrm{球}}-V_{\mathrm{实心}}=300\ \mathrm{cm}^3-200\ \mathrm{cm}^3=100\ \mathrm{cm}^3$
(3)注入液体的质量:
$m_{\mathrm{液}}=m_{\mathrm{总}}-m_{\mathrm{球}}=630\ \mathrm{g}-540\ \mathrm{g}=90\ \mathrm{g}$
由于液体注满空心部分,所以$V_{\mathrm{液}}=V_{\mathrm{空心}}=100\ \mathrm{cm}^3$
根据密度公式可得液体的密度:
$\rho_{\mathrm{液}}=\frac{m_{\mathrm{液}}}{V_{\mathrm{液}}}=\frac{90\ \mathrm{g}}{100\ \mathrm{cm}^3}=0.9\ \mathrm{g/cm}^3$
【答案】
(1)此球是空心的;
(2)空心部分的体积为$100\ \mathrm{cm}^3$;
(3)该液体的密度是$0.9\ \mathrm{g/cm}^3$。
【知识点】
1. 密度公式的应用;
2. 空心物体的判断;
3. 液体密度的计算。
【点评】
本题是密度知识的综合应用题,考查了空心物体的判断、空心体积计算以及液体密度的求解,重点考查密度公式及其变形的灵活运用,同时注意单位换算的准确性,有助于学生巩固密度的核心知识点,提升公式应用能力。
【难度系数】
0.6
【分析】
1. 第(1)问:首先根据“50% vol”的含义,计算出500mL白酒中酒精的体积,再利用密度公式$m=\rho V$,结合已知的酒精密度,即可求出酒精的质量。
2. 第(2)问:先求出白酒中水的体积,再根据水的密度算出质量,白酒总质量为酒精与水的质量之和,最后用总质量除以白酒总体积,依据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$求出白酒的密度。
3. 第(3)问:调整酒精度数时酒精体积不变,根据新的“40% vol”酒精度数,用酒精体积除以40%得到调整后白酒的总体积,用调整后的总体积减去原白酒体积,即为需要加入水的体积。
【解析】
(1)根据“50% vol”的含义,这瓶白酒中酒精的体积:
$V_{\mathrm{酒精}} = 500\ \mathrm{mL} × 50\% = 250\ \mathrm{mL} = 250\ \mathrm{cm}^3$
由密度公式$\rho = \frac{m}{V}$变形得酒精的质量:
$m_{\mathrm{酒精}} = \rho_{\mathrm{酒精}}V_{\mathrm{酒精}} = 0.8\ \mathrm{g/cm}^3 × 250\ \mathrm{cm}^3 = 200\ \mathrm{g}$
(2)白酒中水的体积:
$V_{\mathrm{水}} = 500\ \mathrm{mL} - 250\ \mathrm{mL} = 250\ \mathrm{mL} = 250\ \mathrm{cm}^3$
水的质量:
$m_{\mathrm{水}} = \rho_{\mathrm{水}}V_{\mathrm{水}} = 1\ \mathrm{g/cm}^3 × 250\ \mathrm{cm}^3 = 250\ \mathrm{g}$
白酒的总质量:
$m = m_{\mathrm{酒精}} + m_{\mathrm{水}} = 200\ \mathrm{g} + 250\ \mathrm{g} = 450\ \mathrm{g}$
白酒的密度:
$\rho_{\mathrm{白酒}} = \frac{m}{V} = \frac{450\ \mathrm{g}}{500\ \mathrm{cm}^3} = 0.9\ \mathrm{g/cm}^3$
(3)调整酒精度数后,酒精体积不变,设调整后白酒总体积为$V'_{\mathrm{白酒}}$,由“40% vol”可得:
$V'_{\mathrm{白酒}} = \frac{V_{\mathrm{酒精}}}{40\%} = \frac{250\ \mathrm{mL}}{40\%} = 625\ \mathrm{mL}$
需要加入水的体积:
$V_{\mathrm{加水}} = V'_{\mathrm{白酒}} - V_{\mathrm{白酒}} = 625\ \mathrm{mL} - 500\ \mathrm{mL} = 125\ \mathrm{mL}$
【答案】
(1)这瓶白酒中酒精的质量为$200\ \mathrm{g}$;
(2)这瓶白酒的密度为$0.9\ \mathrm{g/cm}^3$;
(3)需要加$125\ \mathrm{mL}$的水。
【知识点】
密度公式的应用、质量的计算
【点评】
本题结合生活中的白酒实例,考查密度公式的灵活运用,解题关键是正确理解“酒精度数”的含义,注意单位的统一与换算,属于基础应用题,能帮助学生将物理知识与生活实际联系起来。
【难度系数】
0.6