文档内容
5 物质的物理属性
[学习目标]
1. 学会比较各种物质的硬度。
2. 了解物质一些物理属性，尝试将这些属性与日常生活中物质的用途联系起来；
3. 学会对物质进行科学分类。
一、物质的物理属性
不同的物质，其物理属性一般不同。物质的物理属性包括：密度、硬度、熔点、导热性、导电性、磁性、透
光性等。
二、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。
三、密度的应用
鉴别物质、判断物体是实心或空心。
一、求物体的体积
m
ρ=
V
利用公式： 。对于不规则物体（固体）、液体等，在知道其密度情况下，可以通过测量其质量，然后
计算出其体积。例如：图5是一块不规则石块，已知其密度为3×103kg/m3，用磅秤秤其质量为150kg，则其体积
150kg
V= =0.05m3
3×103kg/m3
为： 。
图5 不规则石块
二、求物体质量m=ρV
在知道物体体积和密度时，可以根据 ，求出物体质量。如：为减少大气污染，液化天然气汽车逐步
走进我们的生活，如公交车、双燃料私家车等。如果液化天然气密度为0.42g/cm3，私家车储气罐容积为60升，那
m=0.42g/cm3 ×60×1000cm3 =25200g=25.2kg
么一罐气的质量为：
三、鉴别不同物质
密度相同不一定是同一种物质，但是密度不同一定不是同种物质。所以，利用密度可以鉴别不同物质。例如
外观、规格完全相同的水与盐水，可以通过测量密度来区分；普通石头与铁矿石的密度差距较大，由此可以区分
普通石头和铁矿石等。
例如：水和苯是两种不相溶的液体，如何区分外观相同的水和苯？根据密度不同又互不相溶的特点，又因为
水的密度大于苯；可以取一试管，倒入等量两种液体，此时分为等量两层，下层是水，上层是苯；再加入任何一
种液体，若上层增多，则加入的是苯；若下层增多，则加入的是水。
四、计算物质混合后密度
混合物质的密度应由其混合物质的总质量与总体积的比值决定。
五、密度与温度的关系
热胀冷缩：在质量不变前提下，物质温度升高，体积膨胀，密度减小（个别物质除外，如水4℃时密度最
大）。
热气球原理：空气受热，温度升高，体积膨胀，密度减小而上升。
知识点一：物质的物理属性
【探究重点】
1．气体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气体那样明显，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。
【例题精讲】
1. （2022·四川自贡） 物理知识与生活联系非常紧密，下列关于密度的一些说法正确的是（ ）。
A. 1kg的水和1kg的冰的密度相同；
B. 可以利用密度来鉴别物质，因为不同物质的密度一定不同；
C. 为减轻质量，航空器材常采用强度高、密度大的合金或新型合成材料；
D. 发生火灾时，受困人员常采取弯腰甚至爬行的姿势撤离，是因为含有有害物质的空气温度较高，密度较
小，大量聚集在房间的上方
【答案】D。
【解析】A．水和冰的密度一般不同，水的密度为1.0g/cm3，冰的密度一般为0.9g/cm3，故A错误；B．利用密度可鉴别物质，因为不同物质的密度一般不同，但也有一些物质密度相同的，例如：冰和蜡的密度
都为0.9g/cm3，故B错误；
C．在体积不变时，为了减轻质量， 通常在航空器材中采用强度高，密度小的材料，故C错误；
D．发生火灾时，含有有害物质的空气温度升高，密度变小，会大量聚集在房间上方，所以受困人员逃生时，
应弯腰甚至爬行撤离。故D正确。故选D。
【巩固训练】
2. 请写出下列几组物质(物体)通常情况下相比较时，所反映的物质物理属性的种类：
(1)导体和绝缘体______；(2)金属汤勺和它的手柄____；(3)刀在石蜡上刻划_____；
【答案】 导电性 导热性 硬度
【解析】
(1)容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，导体和绝缘体是导电性不同；
(2)金属导热性强，木头导热性差，金属汤勺和它的木头手柄，是导热性不同；
(3)刀相比石蜡硬度大得多，刀在石蜡上刻划，是因为其硬度大．
知识点二：密度的应用
【探究重点】
1．鉴别物质。
2．计算不能直接称量的庞大物体的质量，m=ρV。
3．计算不便于直接测量的较大物体的体积，V=m/ρ。
4．判断物体是否是实心或空心。判断的方法通常有三种：利用密度进行比较；利用质量进行比较；利用体积
进行比较。
【例题精讲】
3. 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．
【巩固训练】
4. 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。
知识点三：密度与生活
【探究重点】
1．物质的物理属性多种多样，按照物质的物理属性加以分类研究，是科学家与发明家常用做法，并取得了丰
硕的果实。
2．对这些物理属性的深入研究，促进了材料科学的发展，催生了新的器件和新的技术，对人类社会产生了重
要影响。如：爱迪生对耐高温灯丝材料的研究使电力照明走进了千家万户。
【例题精讲】
5. 如图所示的电动自行车，它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行.制造自行车车架有各种不同的新材料，部分材料的
技术指标如下表所示，车架的体积为5×10−3m3.请解答：
材料技术指标 锰钢 铝合金 钛合金 碳纤维
性能(强度) 强 较弱 较强 强
密度(kg/m3
)
7.9×103 3.0×103 4.5×103 1.6×103
(1)若让你设计制造强度高并且轻便的电动自行车，你将选择表中的什么材料？请简要说明理由．
(2)这种车架的质量是多少kg？
【答案】解：(1)应选择碳纤维。因为碳纤维的强度高并且密度小；
m
(2)根据ρ= 得车架的质量：
V
。
m=ρ V =1.6×103kg/m3×5×10−3m3=8kg
碳纤维
【巩固训练】
6. 小明五一随父母去西藏旅游，回到孝昌时发现他在西藏喝剩的矿泉水瓶变瘪了，则这瓶矿泉水的质量______，
瓶内气体的密度______(均填“变大”“变小”或“不变”)；为减轻质量，比赛用的自行车采用强度高、密度______的材
料制造。【答案】不变 变大 小
【解析】解：(1)喝剩的矿泉水瓶变瘪了，则这瓶矿泉水的质量不变；
m
(2)根据ρ= 得，瓶内气体的质量不变，体积减小，气体的密度增大；
V
(3)自行车的体积一定，由m=ρV可知，材料的密度越小，自行车的质量越小，比赛用自行车采用强度高、密度小
的材料制造；
知识点四：空心球问题
1．比较密度：根据公式ρ ＝m / V ，求出ρ ，再与该物质密度ρ比较，若ρ ＜ρ,则为空心，若ρ ＝ρ,为
物 物 物 物 物 物
实心。
2．比较体积：把物体作为实心物体对待，由公式V＝m/ρ，求出V，再与V 比较。若V＜V ，则该物体为空
物 物
心，若V= V ，则该物体为实心。
物
3．比较质量：把物体作为实心物体对待，由公式m＝ρV，求出体积为V的实心物体的质量，然后将m与物体
实际质量m物比较，若m＞m ，则该物体为空心，若m＝m ，则该物体为实心。
物 物
【例题精讲】
7. 若质量为40g的铝球，体积为20cm3，则该铝球(铝的密度为2.7g/cm3 ) ( )
A. 一定是空心的 B. 一定是实心的
C. 可能是空心的，也可能是实心的 D. 无法判断
【答案】A
m 40g
【解析】解
此铝球的平均密度ρ= = =2g/cm3
，比铝的密度小，说明铝球是空心球。
V 20cm3
【巩固训练】
8. 现有用同一种材料做成的四个正方体，其中有一个是空心的，它们的边长和质量如图所示，空心的是( )
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】A、 ＝ ＝5g/cm3；B、 ＝ ＝5g/cm3；C、 ＝ ＝3.89g/cm3；D、 ＝ ＝5g/
cm3。故选：C。知识点五：合金问题
【探究重点】
牢记混合物质密度公式 = ；注意两类特殊合金：等体积混合与等质量混合密度公式
【例题精讲】
9. （2022·四川南充）如图所示为甲乙两种不吸水的物质的m-V图像，则这两种物质的密度之比ρ ：ρ
甲 乙
=___________；用这两种物质制成立方体并用轻质细线捆绑在一起放入水中恰好能够处于悬浮状态，则两个立方
体的质量之比m ：m =___________（水的密度ρ =1.0×103kg/m3）
甲 乙 水
【答案】①9∶4；②3∶2。
【解析】[1]如图所示，当甲体积为20cm3时，质量为30克，密度为 当乙体积为
30cm3时，质量为20克，密度为 甲乙密度之比为
[2]两种物质制成立方体并用轻质细线捆绑在一起放入水中恰好能够处于悬浮状态，则立方体的平均密度与水的密
度相同，为1g/cm3
整理可得 ， ；两个立方体的质量之
比为 。
【巩固训练】
10. 质量为m 的液体甲与质量为m 的液体乙相混合，已知甲、乙两种液体的密度分别为 、 ，混合后液体的密
1 2 1 2
ρ ρ度为(两种液体混合前后总体积不变)( )
A． ( + ) B．
1 2
ρ ρ
C． D．
【答案】B
【解析】由 ＝ 可得，混合液的体积：V＝V+V ＝ + ＝ ，
1 2
ρ
混合液的质量：m＝m+m，
1 2
则混合液的密度： ＝ ＝ ＝ 。故选：B。
ρ
1. 我国完全自主研发的第一条百吨级T1000碳纤维生产线实现投产且运行平稳，标志着我国高性能碳纤维再上一
个新台阶。己知某种碳纤维产品，强度是钢的十倍，则这种材料在生活中可用于制作( )
A．食品包装盒 B．自行车架 C．铅球 D．篮球
【答案】B
【解析】
A．食品包装盒不需要太大的强度，故A不符合题意；
B．自行车架需要承载人的重力，因此需要的强度要大，故B符合题意；
C．铅球要使用密度较大的材料制成，故C不符合题意；
D．篮球要使用弹性比较大的材料制成，故D不符合题意。
故选B。
2. 为了来昆明过冬的红嘴鸥不饿着，每年都要用鸥粮喂它们。以前的鸥粮投入水中后一部分由于海鸥不能及时吃
到而迅速沉入水里，既浪费粮食又污染了水体。2017 年，一厂家对鸥粮进行了“膨化”处理，使其投入水中后能够
漂在水面上较长时间，海鸥几 乎能吃完它。膨化后的鸥粮能够漂在水面上是因为它的
A．质量变大 B．体积变小 C．密度变大 D．密度变小
【答案】D
【解析】由题意知，厂家对鸥粮进行了“膨化”处理，即质量不变时，体积变大了，由 知，密度会变小，当
鸥粮的密度小于水的密度时，漂浮在水面上，不再沉底。故选D。
3. 俗话说“没有金刚钻，不揽瓷器活”，指的是( )A．对瓷器加工的技术要求高 B．瓷器的价格不菲
C．瓷器的密度大 D．瓷器的硬度大
【答案】D
【解析】
由于瓷器的硬度较大，而金刚钻是自然界最坚硬的物质，它的硬度比瓷器的硬度大，它能钻透瓷器。
故选D。
4. 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。
5. 家庭电路的导线芯用金属铜制造，是利用金属铜具有良好的_________性；厨房做饭菜的锅利用合金制造，是因
为合金具有良好的_________性。
【答案】 导电 导热
【解析】
[1] 根据金属有导电性，所以用铜制电线主要是利用铜具有良好的导电性。
[2] 因为合金具有良好的导热性，所以厨房做饭菜的锅利用合金制造。
6. (2020·江苏省盐城市)学习了密度知识后，小明想知道橡皮的密度。如图所示，他用调节好的托盘天平测出橡皮
的质量为______g，再用量筒测出橡皮的体积为10cm3，则橡皮的密度为______g/cm3。橡皮的硬度比钢尺______。
【答案】 (1). 21.2 (2). 2.12 (3). 小
【解析】[1][2]由图可知，橡皮的质量为m=20g+1.2g=21.2g
橡皮的密度
[3]由生活经验可知，橡皮的硬度小，钢尺的硬度大。
7. (2021·四川泸州市·中考真题)2020年11月10日8时12分，奋斗者号在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为
10909m。奋斗者号在加速下潜过程中浮力______重力(选填“大于”“等于”或“小于”)，下潜到1.0×104m深处
时受到海水的压强为______Pa。能承受如此大的压强，归功于我国最新研制的钛合金材料，该合金密度为4.5g/
cm3，假如有9×103kg该材料，其体积为______m3(g取10N/kg，海水密度取1.03×103kg/m3)。
【答案】小于 1.03×108 2
【解析】[1]奋斗者号受竖直向下的重力和竖直向上的浮力加速下潜，则浮力小于重力。
[2]下潜到1.0×104m深处时受到海水的压强
[3]合金块的密度
合金块的体积
8. 某医院急诊室的氧气瓶中，氧气的密度为5 kg/m 3，给急救病人供氧用去了氧气质量的一半，则瓶内剩余氧气的
密度是 kg/m 3；病人需要冰块进行物理降温，取450g水凝固成冰后使用，其体积增大了 cm3．(ρ
冰
=0.9×103kg/m 3)
【答案】2.5 ； 50
【解析】氧气瓶中，氧气的密度为5 kg/m3，给急救病人供氧用去了氧气质量的一半，但剩余氧气仍要占满氧气
瓶，氧气的体积不变，则瓶内剩余氧气的密度是原密度的一半，为2.5kg/m3；
450g水的体积：V = ，ρ =0.9×103kg/m 3=0.9g/cm3，450g冰的体积：V =
水 冰 冰
，450g水凝固成冰后使用，其体积增大：△V= V - V =500cm3-450cm3=50cm3．
冰 水
9. 有一质量为5400g的铝球，体积是3000cm³，请通过计算：
(1)判断这个铝球是实心还是空心？
(2)如果是空心，空心部分体积多大？
(3)如果给空心部分灌满酒精，则球的总质量是多大？(已知ρ =2.7×10³kg/m³，ρ =0.8×10³kg/m³)
铝 酒
【答案】
m
【解析】解：(1)根据ρ= 可知，质量为5400g铝球的铝的体积为：
V
m 5400g ，
V = 铝= =2000cm3V ，
铜
∴“小美人鱼”是空心的；
空心的体积： 。
V =V −V =30cm3−20cm3=10cm3
空 铜
