八年级物理第一卷第六章质量与密度6.4密度与社会生活的优秀实践(附新教育版分析)

专题6.4 密度与社会生活
 
1.水的热胀冷缩最为显著，它的密度受温度的影响也最大。
2.一般固体、液体的热胀冷缩不像水那样明显，因而密度受温度的影响比较小。
3.不是所有的物质都遵循“热胀冷缩”的规律。如：4℃时的水密度最大。
4.密度的应用有鉴别物质、判断物体是实心或空心等。
 
知识点一：密度与温度
温度能改变物质的密度。（1）水的热胀冷缩最为显著，它的密度受温度的影响也最大。（2）一般固体、液体的热胀冷缩不像水那样明显，因而密度受温度的影响比较小。（3）并不是所有的物质都遵循“热胀冷缩”的规律。如：4℃的水密度最大。
【例题1】（2018•滨州）如图甲所示为水的密度在0～10℃范围内随温度变化的图象，图乙为北方冬天湖水温度分布示意图，根据图象及水的其他性质下列分析判断错误的是（  ）
 
A．温度等于4℃时，水的密度最大
B．在0～4℃范围内，水具有热缩冷胀的性质
C．示意图中从上至下A、B、C、D、E处的温度分别为4℃、3℃、2℃、1℃、0℃
D．如果没有水的反常膨胀，湖底和表面的水可能同时结冰，水中生物很难越冬
【答案】C
【解析】（1）在图象中找出密度最大的位置，看对应的温度是多少；根据图象找出0℃～4℃水密度的变化情况，得出结论；
（2）在0～4℃范围内，温度越高，密度越大；
（3）因为水的凝固点是0℃，当河面结冰时，冰接触的河水温度即冰水混合物的温度也为0℃，从曲线可看出曲线的最低处即为较深河底的水温；
（4）水在0℃～4℃之间具有热缩冷胀的反常膨胀现象。
A.由图象可知，在4℃时水的密度是最大的；故A正确；
B.在0～4℃范围内，温度越高，密度越大；体积越小，故在0～4℃范围内，水具有热缩冷胀的性质，故B正确；
C.因为水的凝固点是0℃，当河面结冰时，冰接触的河水温度即冰水混合物的温度也为0℃，故A点为0℃，故C错误；
D.温度不同的水密度不同，密度大的水下沉到底部，而下层的密度小的水就升到上层来。这样，上层的冷水跟下层的暖水不断地交换位置，整个的水温逐渐降低。这种热的对流现象只能进行到所有水的温度都达到4℃时为止，故如果没有水的反常膨胀，湖底和表面的水可能同时结冰，水中生物很难越冬，故D正确。
 知识点二：密度的应用
鉴别物质、判断物体是实心或空心。
【例题2】如图所示, 一个容积V0=500cm3、质量m0=0.5 kg 的瓶子里装有水。乌鸦为了喝到瓶子里的水, 就衔了很多的小石块填到瓶子里, 让水面上升到瓶口, 若瓶内有质量m1=0.4kg的水( 水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3 , 石块密度ρ石=2.6×103 kg/m3 ) , 求:
 
( 1) 瓶中水的体积V1
( 2) 乌鸦投入瓶子中的石块的体积V2
( 3) 乌鸦投入石块后, 瓶子、石块和水的总质量m
【答案】（1）400 cm3   （2）100 cm3   （3）1160g。
【解析】（1）根据公式ρ= m/V 可得，瓶中水的体积：
V1= m1/ρ1 = 0.4×103g/（1.0g/cm3 ）=400cm3；
（2）乌鸦投入瓶子中的石块的体积：V2=V-V1=500cm3-400cm3=100cm3；
（3）乌鸦投入瓶中石块的质量：
m2=ρ2V2=2.6g/cm3×100cm3=260g=0.26kg，
瓶子、石块和水的总质量
m=m0+m1+m2=0.5kg+0.4kg+0.26kg=1.16kg=1160g。

 
一、选择题
1.（2019湖北宜昌）室内火灾发生时，受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离，以尽量减少有害气体的
吸入。这是因为燃烧产生的有害气体（  ）
A．温度较低，密度较大   B．温度较低，密度较小    
C．温度较高，密度较大   D．温度较高，密度较小
【答案】D
【解析】物体有热胀冷缩的性质，温度变化，体积会变化，它的密度随温度的变化而变化，根据物体的浮
沉条件判断正确答案。
室内火灾发生时，温度较高，室内有毒气体体积膨胀，密度减小；根据物体的浮沉条件，有毒气体漂浮在房间的上方。所以，为有效避免吸入有害气体或被灼伤，受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离火场。
2．（2017•枣庄）下表是水的密度随温度变化的实验数据，分析表中的数据不能得出的结论是（  ）
t/℃    0    1    2    3    4    5    6    7    8
ρ/kg•m﹣3    999.84    999.90    999.94    999.97    1000.00    999.97    999.94    999.90    999.85
A．水在4℃时密度最大
B．水的温度在0℃～4℃时，随着温度的降低，水的密度越来越小
C．水的温度在4℃～8℃时，随着温度的升高，水的密度越来越小
D．水凝固成冰时体积会变大
【答案】D
【解析】将0～8℃分两个阶段分析：0～4℃，4℃～8℃，然后根据表格中温度对应的密度数值可得出结论。
A.由表格数据可知，水在4℃时密度为1000.00kg/m3，在0～3℃，5℃～8℃时的密度数值都小于水在4℃时密度，故可以得出水在4℃时密度最大的结论，故A不符合题意；
B.水的温度在0℃～4℃时，随着温度的降低，999.84～999.90～999.94～999.97～1000.00，由此可得水的密度越来越小，故B不符合题意；
C.水的温度在4℃～8℃时，随着温度的升高，密度数值由999.97～999.94～999.90～99.85，由此可得水的密度越来越小，故C不符合题意；
D.由表格数据可知，表格中记录的是在0～8℃水的密度随温度变化的情况，水由液态变为固态，变化较大，因此不能利用水密度的变化趋势得出水凝固成冰时体积会变大这一结论，故D符合题意。
3．（2019江西模拟题）一名普通中学生的体积最接近实际的是（  ）
A．240dm3       B．180dm3       C．60dm3      D．20dm3
【答案】C．
【解析】人的密度和水的密度差不多，先估测中学生的质量，利用密度公式求中学生的体积．
人的密度和水的密度差不多ρ=1×103kg/m3，中学生的质量约为60kg，体积约为
V=m/v=0.06m3=60dm3．
4.（2018山东济南模拟题）祖政同学阅读了下表后，归纳了A、B、C、D四点结论。则（    ）
 
A．不同物质的密度一定不同
B．固体物质的密度一定比液体物质大
C．同种物质的密度一定是固定不变的
D．质量相同的实心铜块和铝块，铜块的体积较小
【答案】D正确。
【解析】根据密度公式ρ=m/v知道：v= m/ρ 对于两个不同物质组成的物体，m相同，ρ大的，则v小。根据密度表看出，铜的密度大于铝的密度，两者质量相等，所以铜块的体积小于铝块的体积。
鉴别物质时，先测出被鉴别的物质的密度，再对比密度表确定它是哪种物质。如果密度相同的两种物质，可以通过气味、颜色、硬度等区分。要准确的鉴别物质，常常需要多种方法并用。
5.（2019河南模拟题）根据气体的密度随温度升高而变小的现象，房间里的暖气一般都安装在 （    ）
A. 窗户的上面   B. 窗户的下面
C. 厕所         D. 棚顶
【答案】B
【解析】当暖气散热时，下面靠近暖气的气体被加热，温度升高，体积膨胀（但是总质量没变），密度变小从而上升。同时，房间内上部密度较大的冷空气下降。然后再被加热上升形成对流。如此往复，整个房间到最后都变热了。如果安装在上面，则热空气（密度小）下不来，要使整个房间变暖显然更浪费能源。
6.（2017重庆模拟题）冬天暴露在室外的自来水管很容易冻裂这是因为（    ）
A. 冰的密度比水的密度小
B. 冰的密度比水的密度大
C. 冰的密度等于水的密度
D. 冰的密度不等于水的密度
【答案】A
【解析】冬天暴露在室外的自来水管很容易冻裂，是因为冬天气温低于0℃时，自来水管中的水要结冰，因为水结冰后质量不变，而冰的密度比水的密度小，所以冰的体积比水的体积大
而自来水管在气温变低时体积收缩容积变小，在巨大张力的作用下就会把自来水管撑裂．
二、填空题
7．（2018吉林）严寒的冬天，室外的自来水管容易被冻裂，原因是冰的密度ρ=0.9×103kg/m3，小于水的密度，在水结冰过程中，物质的质量  ，体积   （选填“增大”、“减小”或“不变”）所致．
【答案】不变；增大．
【解析】水在0～4℃之间具有热缩冷胀的特点，所以一定质量的水结冰体积膨胀，密度变小；质量是物体的一种属性，与物体的形状、状态、位置和温度都无关．
冬天室外的自来水水管容易被冻裂，由水变成冰的过程中，物质状态发生变化，物质多少没有变化，所以质量不变；
水结冰质量不变，密度变小，由公式ρ=m/v知，体积增大．
8．（2019西安模拟题）盒装纯牛奶的体积为2×10﹣4m3．若该牛奶的密度是1.2×103kg/m3，则该盒牛奶的质量为   kg．喝掉一半后，牛奶的密度将  （选填“变大”“不变”或“变小”）．
 
【答案】0.24；不变．
【解析】由密度公式的变形公式可以求出牛奶的质量．密度是物质本身的一种特性，密度的大小与物质有关，与物体的质量和体积的大小无关．
（1）牛奶的质量：
m=ρv=1.2×103kg/m3×2×10﹣4m3=0.24kg．
（2）由于密度是物质本身的一种特性，所以喝掉一半牛奶后，牛奶的密度不变．
三、计算题
9．（2019山东曲阜模拟题）寒假期间，小芒在上海工作的舅舅带舅妈乘坐G11次高铁回曲阜，全程750km只用了3h，欢天喜地的小芒邀舅舅舅妈一起游三孔，小芒想送舅妈一件孔子像作为纪念，在一销售处，销售人员向小芒和舅妈推荐一纯铜制品（如图所示），舅妈非常喜欢，但是小芒怕上当受骗，聪明的小芒借旁边水果店大娘的电子秤和一盆水对该孔子像进行了测量；先测出孔子像的质量为4.45kg；再测出一满盆水的质量为7.35kg；将盆中的水全部倒回水桶，然后将孔子像放入盆中，再向盆中倒满水，测出总质量为11.3kg．根据以上数据请帮小芒完成以下计算：
（1）G11次高铁的平均速度是多少？
（2）孔子像的体积是多少？
（3）孔子像是不是纯铜制品？
 
【答案】（1）G11次高铁的平均速度是250km/h；
（2）孔子像的体积是5×10﹣4m3；
（3）孔子像的密度是8.9×103kg/m3；是纯铜制品．
【解析】（1）知道上海至曲阜的路程和所用的时间，根据v=s/t计算出平均速度；
（2）根据将孔子像放入盆中倒满水时的总质量求出此时减小的水，利用V=m/ρ求出盆中减小水的体积即为孔子像的体积；
（3）根据密度公式ρ=m/v求出孔子像的密度，与铜的密度比较即可判断．