【分析】
要判断铁球是否空心,可先通过排水法算出铁球的实际体积,再结合铁的密度和铁球质量,利用密度公式算出相同质量的实心铁的体积,将两者对比:若实心铁的体积小于铁球实际体积,则铁球是空心的;空心部分体积等于铁球实际体积减去实心铁的体积。具体思路为:先从表格数据计算铁球体积,再计算实心铁体积,最后对比判断并计算空心体积。
【解析】
1. 计算铁球的实际体积:
由表格数据可知,水的体积$V_{水}=30\ \mathrm{mL}$,水和铁球的总体积$V_{总}=80\ \mathrm{mL}$,根据排水法可得铁球的体积:
$V_{\mathrm{球}}=V_{总}-V_{水}=80\ \mathrm{mL}-30\ \mathrm{mL}=50\ \mathrm{mL}=50\ \mathrm{cm}^3$
2. 计算质量为158g的实心铁的体积:
已知铁的密度$\rho_{铁}=7.9×10^{3}kg/m^{3}=7.9\ \mathrm{g/cm}^3$,铁球质量$m=158\ \mathrm{g}$,根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$变形得$V=\frac{m}{\rho}$,则实心铁的体积:
$V_{\mathrm{铁}}=\frac{m}{\rho_{\mathrm{铁}}}=\frac{158\ \mathrm{g}}{7.9\ \mathrm{g/cm}^3}=20\ \mathrm{cm}^3$
3. 判断铁球是否空心:
因为$V_{\mathrm{铁}}<V_{\mathrm{球}}$,所以该铁球是空心的。
4. 计算空心部分的体积:
$V_{\mathrm{空}}=V_{\mathrm{球}}-V_{\mathrm{铁}}=50\ \mathrm{cm}^3-20\ \mathrm{cm}^3=30\ \mathrm{cm}^3$
【答案】
该铁球是空心的,空心部分的体积为$30\ \mathrm{cm}^3$。
【知识点】
密度公式应用、空心物体判断、排水法测体积
【点评】
本题考查了密度公式在判断空心物体问题中的应用,核心是理解排水法测体积的原理,解题时要注意单位的统一,步骤清晰严谨。
【难度系数】
0.7