資源簡介

第六章 質量與密度
第1節 質量
【基礎性作業】
1.一張課桌的質量約為（ ）
A.800 g B.8 kg C.0.08 t D.8000 mg
2.民間藝人把一塊質量為150 g的橡皮泥捏成了一個“小狗”，并嵌入兩個質量均為2 g的小玻璃球作為“小狗”的眼睛，這時“小狗”的質量為______g，若把它搬到展覽館，則該小狗的質量將______（選填“變大”“不變”或“變小”）。
3.在測量石塊密度的實驗中，天平放在水平桌面上，將游碼移動到標尺左端的零刻線處，發現分度盤的指針如圖甲所示，這時我們應該向______（選填“左”或“右”）調節平衡螺母使天平平衡。天平平衡后，測得石塊的質量如圖乙所示，則石塊的質量是______。
4.用天平測量鹽水的質量：
①把天平放在水平桌面上，調節天平平衡。
②用天平測出空燒杯的質量m1＝50 g。
③向燒杯內倒入適量的鹽水，并把燒杯放入左盤，向右盤加減砝碼，如圖所示，當加入最小的砝碼時指針仍向右偏，接下來的正確操作是：取下最小砝碼，并________，直到橫梁恢復水平平衡，讀出總質量m2＝_____g。
④被測鹽水的質量為m＝_____g。
5.小明做實驗需要22.5 g的水，你如何才能做到兩次測量之差剛好是所需要的水的質量呢？
【拓展性作業】
6.思考：如何測量出一張紙的質量，寫出你的測量辦法。
【參考答案】
1.B
【設計意圖】本題主要考查學生對生活中常見物體的質量大小進行比較與估測的能力。
2.154；不變
【設計意圖】考查學生對質量概念的掌握程度。物體的質量指的是所含物質的多少。“小狗”的質量是由150 g橡皮泥和4 g的玻璃球構成的。無論橡皮泥和玻璃球的形狀及位置如何發生變化，其物質含量并沒有減少，所以“小狗”的質量不變。
3.左；47.4 g
【設計意圖】考查學生是否會正確使用天平，是否具有按實驗方案操作獲得實驗數據的科學探究能力。
4.向右移動游碼；94；44
【解析】當加入最小的砝碼時指針仍向右偏，接下來的正確操作是：取下最小砝碼并向右移動游碼，直到橫梁恢復水平平衡，m2＝50 g+20 g+20 g+4 g＝94 g，被測鹽水的質量為m＝m總－m0＝94 g－50 g＝44 g。
【設計意圖】考查學生是否會正確使用天平，是否具有利用間接測量的實驗方案進行實驗，并獲得實驗數據的科學探究能力。
5.先稱量出燒杯的質量m1，再向燒杯內緩慢加水，當水與燒杯的總質量為m1+22.5 g時即可。
【解析】在稱量總質量前，可以在右盤中加入一個20 g的砝碼，游碼移到標尺上2.5 g刻度值處；然后在左盤容器中逐漸加水至天平橫梁恢復平衡為止。
【設計意圖】考查學生設計間接測量方案的能力，能否撰寫簡單的實驗報告等科學探究能力。
6.將50張相同的紙摞起來，測出總質量m；算出1張紙的質量為。
【設計意圖】考查學生設計間接測量方案的能力，以及運用累積法解決實際問題的能力。
第2節 密度
【基礎性作業】
1.在探究“物質的質量和體積的關系”實驗中，某小組同學分別用甲、乙兩種不同的物質做實驗，且甲、乙都是長方體。實驗時，小組同學分別測出它們的體積和質量并記錄數據如表所示。
（1）同學們測量體積和質量所用的工具分別為________和________。
（2）在如圖所示的方格紙中已畫出了乙物質的質量隨體積變化的圖像，請你畫出甲物質的質量隨體積變化的圖像。
（3）通過對圖像的分析，可以看出________物質的密度較大。
2.人們常說的“黃金比鐵重”，若用科學語言表述，應當是（ ）
A.黃金的質量比鐵的質量大
B.黃金的體積比鐵的體積大
C.黃金的體積比鐵的體積小
D.黃金的密度比鐵的密度大
3.一個容積為2.5 L的塑料瓶，用它裝水，最多裝多少千克？用它裝植物油呢？（1 L＝1 dm3，植物油的密度ρ油=0.9×103 kg/m3）
4.有一捆銅線，標簽上標有質量是8.9 kg，總長度是100 m，請求出這捆銅線的橫截面積。
【拓展性作業】
5.生活中的表達處處涵蓋著物理知識，如當人累的不想走路時會說“腿累得像灌了鉛一樣”，請分析一下，為什么是灌了鉛，而不是其他物質。
【參考答案】
1.（1）刻度尺；天平
（2）如圖所示。
（3）甲
【設計意圖】通過讓學生繪制出物體的質量與體積的關系圖像，考查學生用簡單的物理圖像描述數據的信息處理能力，并會根據圖像特點對密度大小進行比較，以提高學生數據分析和科學論證能力，以及學生的科學思維。
2.D
【設計意圖】本題既考查學生對密度概念的理解，又考查學生能否運用密度知識，對一些日常生活中的一些說法進行質疑，發表自己的見解，體現學生質疑創新的科學思維。
3.最多裝水的質量m水＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×2.5×10-3 m3＝2.5 kg；
最多裝油的質量m油＝ρ油V＝0.9×103 kg/m3×2.5 ×10-3 m3＝2.25 kg。
【設計意圖】考查密度公式m＝ρV的應用，以及等量代換的數學思想，學生對質量含義的理解。
4.銅線的體積V＝==0.001 m3；
銅線的橫截面積S===10-5 m2=10 mm2。
【設計意圖】考查密度公式V＝的靈活應用，以及學生的模型建構能力，需要把銅線看作一個圓柱才能完成求解。這體現了學生綜合運用多個知識解決實際問題的能力。
5.由于鉛的密度較大，由m＝ρV可知，在體積一定時，灌鉛的質量較大。
【設計意圖】考查密度公式m＝ρV的應用，以及等量代換的數學思想。還考查學生能否運用物質的密度知識，從物理學的視角對日常生活中的一些說法給出自己的見解。
第3節 測量液體和固體的密度
【基礎性作業】
1．為了測量一正方體石塊的體積，同學們設計了兩種方案：
方案一：用刻度尺測出正方體石塊的棱長l，代入公式V=l3計算。
方案二：用量筒和水來測量，先讀出量筒內的水的體積V1，再設法將正方體石塊浸沒在量筒內讀出水面刻度V2，用公式V=V2-V1計算。
通過你的學習或推理，你認為上述方案正確的是（ ）
A．方案一 B．方案二
C．方案一和方案二 D．兩種方案都不行
2.在測量物體體積實驗操作中，圖甲中所示讀取液體體積方法正確的是圖甲中的________（選填“A”“B”“C”）圖。乙中量筒的量程是________mL，測得物體的體積是________mL。
3.小強用一只小玻璃杯，借助一瓶礦泉水，測出了酸奶的密度，下面是他測量的過程，請你幫他補充完整。
（1）用電子秤測出空玻璃杯的質量m0。
（2）將玻璃杯裝滿礦泉水，用電子秤測出玻璃杯和水的總質量m1。
（3）將玻璃杯中的水倒干凈，向杯中倒滿酸奶，用電子秤稱出杯子和酸奶的總質量m2。
（4）酸奶密度的表達式：________。（用所測的物理量的字母表示，水的密度用表示）
【拓展性作業】
4.小軍有買了一個冰墩墩擺件（不吸水），他用以下方法測量了冰墩墩的密度。
（1）將冰墩墩放在天平的左盤，在天平的右盤加減砝碼并調節游碼，天平平衡后，盤中砝碼和游碼的位置如圖所示，則冰墩墩的質量m=________g。
（2）小軍測量冰墩墩的體積時發現冰墩墩放不進量筒，于是他把燒杯裝滿水，把冰墩墩放進燒杯完全浸入水中后，測得水溢出了200 cm3，由此可計算出該冰墩墩的密度為_______kg/m3（水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3）。
【參考答案】
1.C
【設計意圖】能制訂簡單的實驗方案是科學探究能力的基本要求，本題主要考查直接和間接測量固體體積的方案論證能力。
2.B；0～100；20
【設計意圖】考查量筒的正確讀數和體積的間接測量，屬于對儀器的基本操作的考查，能按實驗方案操作，獲得實驗數據，也是科學探究的基本要求。
3.
【設計意圖】僅使用天平測量密度，目的是考查學生運用等效替代的物理思想間接測量體積的能力，也是對靈活應用密度公式解決實際問題的能力的考查。
4.（1）232
（2）1.16×103
【解析】（1）由圖可知，冰墩墩的質量為砝碼的總質量與游碼所對的刻度值之和，即m=100 g+100 g+20 g+10 g+2 g=232 g。
（2）冰墩墩完全浸入裝滿水的燒杯中，排開水的體積等于冰墩墩的體積，因此冰墩墩的體積為V＝V排＝200 cm3。
冰墩墩的密度為=232 g/200 cm3=1.16 g/cm3。
【設計意圖】考查天平的正確讀數、排水法測體積、密度的計算、公式的運用，以及在真實情境中分析處理問題的能力。
第4節 密度的應用
【基礎性作業】
1.如圖所示，做一個紙風車，如果把風車放在點燃的酒精燈上方，風車便能轉動起來。這是因為一定質量的氣體受熱膨脹后，密度________（選填“變小”“變大”“不變”）而上升，熱空氣上升后，冷空氣就從四面八方流過來，從而形成風。根據氣體這個特點，安裝暖氣時應該靠近________（選填“地面”或“天花板”）。
2.鋁箔是家庭廚房的常用物品，鋁箔材料的密度為3.6 g/cm3～2.7 g/cm3。如圖為某品牌的厚質鋁箔外包裝和標簽說明，請根據標簽信息，判斷該鋁箔是否符合規格，寫出計算過程。
3.如圖所示是我國自行研制的C919大型噴氣客機。工程師將一質量是將一質量為7.9 kg的鋼制零件改用等體積的第三代鋁鋰合金替換，該零件的體積是多大？用鋁鋰合合制成的新零件質量為多少千克？（鋼的密度為7.9×103 kg/m3，鋁鋰合金的密度為2.4×103 kg/m3）
4.某同學陪奶奶去超市買一桶食用油，標簽上標有“5 L”字樣，奶奶說這一桶油有5千克。已知食用油的密度為0.9×103 kg/m3，請你判斷奶奶說的話是否正確？________________，理由是________________________。
【拓展性作業】
5.2023年11月10日，中國研發團隊成功軋制出超薄手撕鋼，它突破了國內電子信息材料的“卡脖子”難題，其厚度為0.015 mm。手撕鋼性能優，被廣泛應用于航空航天、光伏發電、折疊手機屏中的隔熱材料。手撕鋼的密度約為7.9×103 kg/m3，則面積為100 m2的手撕鋼的質量為多少千克？
【參考答案】
1.變小；地面
【設計意圖】本題考查氣體密度與溫度的關系，靈活運用公式分析密度變化特點，并解決生活中真實問題的能力。
2.鋁箔的體積為V=8 m×300×10-3 m×0.015×10-3 m=3.6×10-5 m3=36 cm3。
鋁箔的密度為=。
本題的鋁箔密度不在標準范圍之內，所以鋁箔不符合規格。
【設計意圖】本題考查學生靈活運用公式計算密度，鑒別物質的能力。
3.該零件的體積是V＝==1×10-3 m3。
鋁鋰合金制成的新零件質量為m=ρV＝2.4×103 kg/m3×10-3 m3＝2.4 kg。
【設計意圖】本題以新材料為背景，考查學生靈活運用密度推導公式V＝和m=ρV，并融入體積的等效替代思想進行分析與計算的能力。
4.不正確；一桶食用油的質量m=ρV＝0.9×103 kg/m3×5×10－3 m3＝4.5 kg。
【設計意圖】考查學生靈活使用密度推導公式m=ρV，及物理學知識對不科學的說法進行質疑與評價的能力。
5.厚度h=0.015 mm=1.5×10-5m。
體積V=hS=1.5×10-5 m×100 m2=1.5×10-3 m3。
質量m=ρV=7.9×103 kg/m3×1.5×10-3 m3=11.85 kg。
【設計意圖】本題以新材料、新科技為背景，考查學生在陌生情境中的模型建構能力，以及立方體計算公式和從題干中靈活選用信息的能力，運用質量公式m=ρV的能力。
單元作業設計
【基礎性作業】
1.“只要功夫深，鐵杵磨成針”這句話蘊含著深刻的哲理。如果從物理學角度來解釋，鐵杵磨成針的過程中（ ）
A．密度不變 B．質量不變
C．體積不變 D．形狀不變
2.小明用調好的天平稱物體的質量時，在天平的右盤加了幾個砝碼后，指針還是稍微偏左。再放入質量最小的砝碼，指針又稍微偏右，接下來操作正確的是（ ）
A．將橫梁上的平衡螺母向左調
B．將處在零刻度線位置的游碼向右移
C．取出最小的砝碼，將橫梁上的平衡螺母向右調
D．取出最小的砝碼，將處在零刻度線位置的游碼向右移
3.中國的“天問一號”火星探測器和“祝融號”火星車，表面采用的都是氣凝膠材料，主要是由于該材料耐熱和抗低溫性能都非常好。除此之外，科學家們還提到氣凝膠極輕，不會增加“天問一號”的載荷，請解釋其原因。
【拓展性作業】
4.小海想知道荔枝的密度，他把一個質量為22 g的荔枝放入盛滿水的溢水杯中，溢出水的質量為20 g，如圖所示。該荔枝的體積為________cm3，密度為________kg/m3，（ρ水＝1.0×103kg/m3）。
5.在傳統農耕文化中，勞動人民一般采用“鹽水選種”的方法挑選種子，如圖所示：將種子倒入鹽水中，優良飽滿的種子會沉入水底，干癟的種子會漂浮在水面上，說明飽滿的種子密度________干癟的種子，如果長時間浸泡，干癟的種子也會因為吸水而密度________水的密度，沉入水底（均選填“大于”“小于”或“等于”）。
6.如圖乙所示，是中國航天員在空間站用毛筆書寫時的情境。在空間站失重環境下，書寫并非易事。用鋼筆書寫，墨水不會自動往下流，導致書寫斷斷續續。為此，有人設計出了如圖甲所示的“太空圓珠筆”。該筆筆管除筆尖鋼珠處有開口外，其余部分是完好密閉的。書寫過程中，管內氮氣的質量________，密度________（均選填“變小”“不變”或“變大”）。
7.如圖所示，密閉玻璃罩內有兩支點燃的蠟燭，較________（選填“長”或“短”）的蠟燭先熄滅，因為蠟燭燃燒產生的二氧化碳溫度高，密度________（選填“大于”或“小于”）空氣密度，因此在發生火災逃生時，人們應該讓口鼻盡量位于________處。
8.如圖所示，泡沫鋼是含有豐富氣孔的鋼材，可作為防彈服的內芯。孔隙度是指泡沫鋼中所有氣孔的體積與泡沫鋼總體積之比。已知鋼的密度為8.0×103 kg/m3，一塊質量為0.8 kg、棱長為0.1 m的正方體泡沫鋼，它所有氣孔的總體積為________m3。現用一塊實心鋼制防彈盾牌，為了減重，將盾牌部分區域的實心鋼替換成大小相同、孔隙度為80%的泡沫鋼，使其質量減小了4 kg，則替換的體積是________cm3。
【探究性作業】
9.小明從家里帶了一些冰糖到實驗室，想跟小紅一起測量冰糖的密度。實驗前，她們進行了一些問題的討論：
（1）【實驗設計】
①她們拿到的天平，左盤缺損了一個小角，你認為這臺天平還能繼續使用嗎？________（選填“能”或“不能”），理由：________________。
②小麗想用排水法測冰糖的體積，小紅忙阻止，原因是________________。
（2）【進行測量】
經過討論，她們用天平測得冰糖質量（見甲圖），后用乙圖的方式測量冰糖體積，則冰糖的密度是________g/cm3。
（3）【評估交流】
①如果圖乙步驟C中，有部分芝麻撒出，則測得的密度值比實際密度值________（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。
②小紅覺得還可以再改進一下實驗：用細鹽替代芝麻，你覺得這樣做的好處是：________。
【參考答案】
1.A
【設計意圖】本題考查物理屬性，知道密度是物質的一種屬性，只和物質種類有關，形成初步的物質觀念。
2.D
【設計意圖】本題考查了學生是否會正確使用天平，是否具有按實驗方案操作獲得實驗數據的科學探究能力。
3.氣凝膠密度比較小，由ρ＝可知，相同體積下，密度越小，質量就會越小，從而不會增加“天問一號”的載荷。
【設計意圖】考查學生對密度的理解和對公式ρ＝的運用，以及在真實情境中分析處理問題的能力。
4.20；1.1×103
【設計意圖】本題考查密度的計算，學生對題目中數據的處理和分析能力，以及利用等量替代的思想找到荔枝體積和排出水的體積之間關系的能力，培養學生的科學思維，以及設計間接測量方案的能力。
5.大于；大于
【設計意圖】考查密度知識，在真實情境中運用所學知識解釋相關現象的能力。激發學生學習物理的熱情，培養學生的情感態度與價值觀。
6.不變；變小
【設計意圖】考查密度知識，學生通過對題目中提供的實際問題進行分析、推理和論證，找到解決的辦法，以提高學生分析和解決問題的能力。
7.長；小于；低
【設計意圖】本題通過考查氣體密度與溫度的關系，靈活運用公式ρ＝分析密度變化特點，學生能夠在問題解決中運用既有的物理知識對新的問題進行思考，并提出創新的解決方法。
8.9×10-4；625
【設計意圖】本題以新材料為背景，考查學生靈活使用密度推導公式V＝的能力，培養學生在前沿科技中，體會物理知識，形成將物理知識與生產生活相聯系的意識。
9.（1）①能；使用天平前進行調平；②冰糖會溶于水，不能用排水法測量體積；（2）1.8；（3）①偏大；②細鹽之間的縫隙更小，可以減少測冰糖體積時的誤差
【設計意圖】經歷探究的基本過程，培養學生科學探究的能力。使學生實驗設計與實踐能力、科學思維與解決問題能力、批判性思維與評價能力得到提高。
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