第六章 质量与密度 第 4 节 密度与社会生活 【知识梳理】 知识点一、密度与温度 密度是物质的一种特性，它的大小取决于物质的种类，另外还受状态和温度的影响。 要 点 诠 释 ： 　　（1）一般物体在温度升高时体积膨胀，在温度降低时体积缩小。根据密度公式 可知，当 m 一定时，V 增大，ρ 减小；V 减小，ρ 增大。即一般物体温度升高时，密度减小； 温度降低时，密度增大。 （2）气体的热胀冷缩最为明显，它的密度受温度的影响最大；一般固体、液体的热胀冷 缩不像气体那样明显，因而密度受温度影响较小。 （3）水的反常膨胀：4℃的水的密度最大，高于 4℃时水和其他物体一样是热胀冷缩的； 在 0～4℃之间，水却是热缩冷胀。水凝固成冰时密度变小，体积变大。 知识点二、密度的应用 密度与社会生活的联系十分密切，密度知识在生活实际中有很多应用。 要点诠释： ⑴ 鉴别物质：密度是物质的特性之一，不同物质密度一般不同，可用密度鉴别物质。 　　⑵求质量：由于条件限制，有些物体体积容易测量，但不便测量质量，用公式 m=ρV 算 出 它 的 质 量 。 　　⑶求体积：由于条件限制，有些物体质量容易测量，但不便测量体积，用公式 算 出 它 的 体 积 　　⑷判断空心实心。 【典型例题】 类型一：密度的应用 例 1.密度与社会生活联系紧密，下列关于密度知识的说法中正确的是（　　） A．氢气球升空后随着海拔升高，球内的氢气密度将会变小 B．建造机床设备的底座时应该选择密度较小的材料，轻便且容易移动 C．能装下 1kg 水的瓶子也一定能装的下 1kg 的煤油（已知煤油的密度比水小） D．由于铁的密度大于水，因此铁制的物体在水中一定会下沉 【解析】（1）气体的质量一定时，体积越大，压强越小；； （2）体积相同的不同物质，密度越大，质量越大； （3）质量相同的液体，密度越大体积越小，密度越小体积越大； V= m ρ 。 （4）物体的重力是不会改变的，当重力与浮力的大小关系改变时，它的浮沉状态才会改 变。物体排开水的体积大小决定了它所受浮力的大小。 【答案】解：A、大气压随高度的升高而减小，气球升空过程中，气球外的气压减小，为 保证内外压强相等，所以球的体积增大来减小球内压强，气体的质量不变，体积变大，所 以球内的氢气密度将会变小，故 A 正确； B、体积相同的不同物质，密度越大，质量越大，建造机床设备的底座时应该选择密度较 大的材料，故 B 错误； C、质量相同时，密度比水小的液体，其体积大，同样的瓶子不能装下，已知煤油的密度 比水小，所以能装下 1kg 水的瓶子一定不能装的下 1kg 的煤油，故 C 错误； D、铁制的物体做成空心时，它的重力没变，由于体积变大，其排开水的体积变大，所以 受到的浮力变大，因此可以浮在水面上，故 D 错误。 故选：A。 【变式】一些故事影片中常有这样的镜头：高墙倒塌压在众人（演员）身上，造成人员受伤 。 在实际拍摄中，倒塌的高墙并不会伤害演员，砌成这种高墙的物块是由（　　） A．密度比实物大的材料制成的 B．密度比实物小的材料制成的 C．密度与实物相等的材料制成的 D．密度与实物相近的材料制成的 【解析】根据密度的定义式 ρ＝ 可知：体积相同的不同材料，密度越小，质量就越小。 【答案】解：据密度的定义式 ρ＝ 可知：体积相同的不同材料，密度越小，质量就越小。 若使用密度比实物大的材料制成的，或密度与实物相等的材料制成的，或密度与实物相近 的材料制成的，体积相同时，质量较大，会把人砸伤甚至砸死，而拍电影时不可能牺牲演 员，所以应选择密度比实物小的材料制成的。 故选：B。 例 2．如图，我国首款国际水准的大型客机 C919 在上海浦东机场首飞成功，标志着我国航 空事业有了重大突破。它的机身和机翼均采用了极轻的碳纤维材料。这种材料的优点是（ ） A．密度大 B．密度小 C．体积大 D．体积小 【解析】根据 ρ＝ 可知，一定体积的物体，密度越小质量越小，据此分析即可解答。 【答案】解：C919 大型喷气客机，它的机身和机翼均采用了极轻的碳纤维材料，“极轻”表 示体积一定时，材料的质量非常小，也就是密度很小。所以这种材料的优点是密度小。 故选：B。 【变式】常见的船用救生圈是用闭孔的泡沫塑料制成的，主要是因为泡沫塑料的（　　） A．质量小 B．密度小 C．体积小 D．重力小 【解析】根据密度的定义式 ρ＝ 可知：体积相同的不同材料，密度越小，质量就越小； 【答案】解：救生圈是用闭孔的泡沫塑料制成的，因为泡沫塑料的密度较小，体积一定时， 质量较小，漂浮在水面上，可以增大可利用的浮力。 故选：B。 类型二：密度与温度 例 3.某实验小组研究“水的体积随温度变化”，得到图象。若水温从 2℃升高到 8℃，下列说 法中正确的是（　　） ① 水遵从热胀冷缩的规律 ② 体积先变小后变大 ③ 密度先变小后变大 ④ 水在 4℃时密度最大 A．只有④正确 B．②③正确 C．②④正确 D．①③正确 【解析】由图可知，水从 2℃上升到 4℃，水的温度升高、体积减小；水从 4℃上升到 8℃，水的温度升高、体积增大；但水的质量不变，根据密度公式比较水的密度变化。 【答案】解：由图可知，水从 2℃升到 8℃，水的温度升高、体积先减小后增大，在 4℃ 时水的体积最小，不遵循热胀冷缩的规律；但水的质量不变，根据密度公式 ρ＝ 得出， 水的密度先变大、再变小，在 4℃水的密度最大。 故选：C。 【变式】 图是标准大气压下，质量为 1g 的某液体的体积﹣温度图，以下说法正确的是（ ） A．4℃时，液体密度最小，为 1×103kg/m3 B．温度升高，液体密度不变 C．1℃时液体的密度比 5℃时的小 D．由 1℃升高到 8℃，液体体积一直变大 【解析】由题目中图，结合密度公式分析各选项的正误。 【答案】解： A．由图像可知，液体在 4℃时，体积最小，而质量不变，根 ρ＝ 可知此时液体密度是最 大的，故 A 错误； B．由图知由 0℃～4℃时，温度升高，其体积减小，则密度增大，温度高于 4℃时，温度 升高，其体积增大，则密度减小，故 B 错误； C．由图知 1℃时液体的体积大于 5℃时液体的体积，根 可知 1℃时液体的密度比 5℃时的小，故 C 正确； D．由图知由 1℃升高到 8℃，液体体积先变小后变大。故 D 错误。 故选：C。 类型三：密度与物质鉴别 例 4.如果用质量相同的铁、铜、铅分别制成相同体积的金属球（ρ 铅＞ρ 铜＞ρ 铁），则可能出 现的现象（　　） A．三个球都是实心的 B．若铁球是空心的，那么铜球、铅球必是实心的 C．若铜球是实心的，则铁球、铅球必定是空心的 D．若铁球是实心的，那么铜球、铅球必是空心的 【解析】假设三球都是实心的，根据三球质量相等，利用根据密度公式变形可比较出三球 的实际体积大小，由此可知铁球的体积最大，然后再对各个选项逐一分析即可。 【答案】解：若三球都是实心的，质量相等，由 ρ＝ 的变形式 V＝ 可知，三金属的体 积关系为 V 铁＞V 铜＞V 铅， 又因为三球的体积相等，所以铅球和铜球一定是空心的，铁球可能是实心，也可能是空心 的，故若铁球是实心的，那么铜球、铅球必是空心的，故 D 正确，ABC 错误。 故选：D。 【变式】下列关于质量和体积均相同的铜球、铁球、铝球的判断中，正确的是（ρ 铜＞P 铁＞P ）（　　） 铝 A．三只球都有可能是实心的 B．只有铜球是空心 C．只有铁球是空心 D．三只球都有可能是空心的 【解析】根据铜、铁、铝制成的三个质量、体积都相等和 ρ 铜＞ρ 铁＞ρ 铝这两个条件，由密 度公式变形分析这三个球的空心情况。 【答案】解： 由题知，ρ 铜＞ρ 铁＞ρ 铝， 由 ρ＝ 可得 m＝ρV， 在三球体积相同的条件下， 若三球是实心的，三球质量 m 铜＞m 铁＞m 铝， 因为本题给出的条件中，三球质量和体积均相同， 所以铜球、铁球一定是空心的，而铝球可能是空心的，也可能是实心的，故 D 正确，ABC 错误。 故选：D。