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第六章
质量与密度
第 4 节 密度与社会生活
一、密度与温度：温度能改变物质的密度
（1）气体的热胀冷缩最为显著，它的密度受温度的影响也__________。
（2）一般________、_________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：___________的水密度最大。
二、密度的应用
利用密度知识解答计算题一定要认真审题，弄清题中哪些量是已知的，所求的物理量与已知的物理量之
间的关系，当题目中出现多个未知量时，最好列方程组求解，并注意单位的统一。
（1）根据密度鉴别物质。
（2）根据密度要求选择材料。
（3）计算不便直接测量的物体的质量。
（4）计算不便直接测量的物体的体积。
三、密度在生产生活中的应用
密度作为物质的一个重要属性，在科学研究和生产生活中有着广泛的应用。
在科学史上，____________就是通过计算未知气体的密度发现的。密度在农业上可以用来判断土壤的肥力。一般的土壤含有无机物（矿物质）和有机物（腐殖质），含有腐
殖质越多的土壤越肥沃，如果土壤含矿物质多，因为矿物质的密度较大，所以这种土壤的密度也较大，一般含
矿物质多的土壤密度为2.6×103千克/米3，如果土壤含有腐殖质多，则土壤的密度较小。
在工业生产上，有些工厂用的原料往往也根据____________来判断它的优劣。
最大 固体 液体 4 ℃
氩 密度
密度的应用
（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。
解读：气体受热体积膨胀，但质量不变，所以气体温度升高时密度会减小。热空气密度变小而上升，旁边
的冷空气来补充从而形成风。
【例题1】由同种材料制成的A、B两个金属球，其中有一个是空心的，它们的质量分别为128 g、72 g，体
积分别为16 cm3、12 cm3，则下列说法正确的是
A．A是空心球，B是实心球
B．实心球的密度是6 g/cm3
C．空心球的密度是8 g/cm3
D．空心球的空心部分体积为3 cm3
参考答案：D
试题解析：根据题意知道两个金属球的密度分别为：ρ =m /V =128 g/16 cm3=8 g/cm3，ρ =m /V =72 g/12
A A A B B B
cm3=6 g/cm3，因为是同种材料制成的，所以密度小的小球是空心的，所以A金属球是实心的、B金属球是空心
的，该实心球的密度应与A的密度相同，即等于8 g/cm3，该空心球的密度应与B的密度相同，即等于6 g/cm3，
故ABC错；由ρ=m/V可得，金属球B实心部分体积为：V =m /ρ=72 g/8 g/cm3=9 cm3，所以球B空心部分体积
实 B
为：12 cm3–9 cm3 =3 cm3，故D正确，故选D。
【例题2】入春以来气候干燥，龙东地区多处发生火灾。如若被困火灾现场，建筑物内受困人员应捂鼻、弯腰迅速撤离火场，这是因为燃烧产生的有毒有害气体与空气相比
A．温度较低，大量聚集在房间下方
B．密度较大，大量聚集在房间下方
C．温度较高，大量聚集在房间上方
D．密度较小，大量聚集在房间上方
参考答案：CD
试题解析：建筑物内起火后，温度较高，一定质量的有害气体因受热，体积膨胀，密度减小，有毒气体漂
浮在房间的上方，故应选CD。
1．“估测”是物理学中常用的一种方法。下面是小英同学对自己身体相关物理量的估测，明显不合理的是
A．某位同学某天的体温39 ℃
B．完全浸泡在浴盆里排开水的体积大约是50 dm3
C．脉搏跳动约60次/min
D．手指甲的宽度约为1×10–4 km
2．冬天与夏天温度不同，不是引起密度变化的是
A．夏天室外的输电线明显松弛，导线长度、体积增大，密度减小
B．室外水泥地面制成多块的组合，块与块之间有缝隙，为防止夏天水泥热胀、密度减小而胀坏地面
C．自行车轮胎在夏天阳光下曝晒会变“硬”，是受热体积增大，内部气体密度减小
D．无论冬夏天，水池底温度都是4 ℃，说明水的体积、密度与温度无关
3．质量和体积均相同的三个金属球，分别是铜球、铁球和铝球（ρ >ρ >ρ ），在这三个球中，其中可能是空
铜 铁 铝
心，又可能是实心的球是
A．铝球 B．铁球
C．铜球 D．无法判断
4．关于密度与社会生活，下列说法错误的是
A．通过对样品密度等信息的采集，可以签定牛奶、酒的品质
B．航天器材常采用高强度、低密度的合金或新型合成材料C．酒精和煤油的密度相同，因此无法鉴别
D．气象工作者利用密度很小的氦气，制造探空气球，采集气象资料
5．如图所示，晴天，几位大学生在森林中迷路了，下面四种利用风向引导他们走出森林的说法中，正确的是
（图中虚线为空气流动形成风的路径示意图）
A．森林吸热，温度升高较慢，空气温度低、密度大，地面空气从森林流向外界，应顺风走
B．土地吸热，温度升高较快，空气温度高、密度小，地面空气从外界流向森林，应顺风走
C．森林吸热，温度升高较慢，空气温度低、密度大，地面空气从森林流向外界，应迎风走
D．土地吸热，温度升高较快，空气温度高、密度小，地面空气从外界流向森林，应迎风走
6．如图是标准大气压下，质量为1 g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
B．1 ℃时液体的体积比5 ℃时的大
C．温度升高，液体密度不变
D．由1 ℃升高到8 ℃，液体体积一直变大
7．a、b是两个由同种材料制成的金属球，它们的质量分别为128 g、60 g，体积分别为16 cm3、12 cm3。在这两
个金属球中，如果有一个是实心的，那么
A．这个实心球是a
B．这个实心球是b
C．该金属的密度是5 g/cm3
D．空心球的空心体积是4.5 cm3
8．水具有反常膨胀的特性，在0~4 ℃范围内它是热缩冷胀的，因而水在______℃时密度最大。寒冷的冬天湖里的水总是首先从_____（选填“水面”或“水底”）开始凝固。
9．在极寒地区，静停汽车密闭水箱内的水会结冰，因V /V =___________（保留两位小数），在水箱内添加防
冰 水
冻剂是必要的，有些司机嫌防冻剂价格昂贵，而采用在水箱内添加“二锅头”（高浓度酒精饮品）的办法，
对此小明坚决反对，理由是___________________________（说出一点即可）。（ρ =0.9×103 kg/m3）
冰
10．“加气混凝土砌块”是一种新型墙体材料，它是利用煤粉灰等工业废料经过特殊工艺生产的存在大量空
隙的砌块。若用平均密度为0.6×103 kg/m3的砌块，砌一面长5 m、宽12 cm、高2 m的墙，该墙的总体积为
_________m3。忽略砌块间的缝隙，墙的质量为_________kg。与普通砖比较（普通砖的密度为
1.4~2.2×103 kg/m3），请你写出一条使用这种材料的优点_______________________。
11．为了判断一个小铁球是不是空心的，小明同学用天平、量筒和水测得如下数据：
铁球的质量 量筒内水的体积V 量筒内水和铁球的总体积V
m/g /mL /mL
水 总
790 200 350
（1）通过计算判断该小铁球是空心的还是实心的？
（2）若小铁球是空心的，则空心部分的体积为多大？
（3）若在小铁球的空心部分注满水，则整个铁球的总质量是多少？（ρ =7.9×103 kg/m3)
铁
12．某学习小组在探究同种物质的质量与体积的关系时，选用了体积为10 cm3、20 cm3、30 cm3的三个铝块和
托盘天平进行实验。
（1）调节天平平衡后，小明用天平测量铝块1（体积为10 cm3）的质量，如图甲。这一操作中的错误是
____________________________。改正错误后，他正确操作，平衡时右盘砝码和游码在标尺上位置
如图乙。请将此铝块的质量填写在下表空白处。他接下来继续测量了铝块 2和铝块3的质量并完
成了下表格的记录。
铝块 m/g V/cm3
1 __________ 102 54 20
3 84 30
（2）小组在进行数据分析时，发现铝块3的数据与铝块1和铝块2反映的规律不相符，为了得到同种物
质的质量与体积的比值相同的结论，他们将铝块3的质量数据改为81，并用描点法画出铝块的m–
V图象，请你在上面的方格纸中建立坐标系完成他们的图象。
（3）请你对他们更改数据的做法进行评价________________________。如果是你，对这种情况采用的做
法应该是________________________。
13．今日，国家发展改革委发出通知，决定将汽、柴油价格每吨分别降低365元和350元，测算到零售价格90
号汽油和0号柴油（全国平均）每升分别降低0.27元和0.30元，调价执行时间为1月26日24时。据此估
测90号汽油的密度约为（不考虑90号汽油在生产运输过程中密度的变化）
A．0.74×103 kg/m3
B．0.76×103 kg/m3
C．0.78×103 kg/m3
D．0.80×103 kg/m3
14．体积和质量相等的铝球、铁球和铜球，下列说法中正确的是（ρ <ρ <ρ ）
铝 铁 铜
A．若铝球是空心的，则一定“铁球和铜球都是空心的”
B．若铁球是空心的，则一定“铝球是实心，铜球是空心的”
C．若铜球是空心的，则可能“铝球和铁球都是实心的”
D．一定“三个球都是空心的”
15．如图为水的密度在0 ℃~10 ℃范围内随温度变化的曲线。下列说法正确的是
A．水在0 ℃~4 ℃范围内具有热缩冷胀性质
B．水在4 ℃~10 ℃范围内具有热缩冷胀性质
C．水在任何时候都只具有热胀冷缩性质
D．水在4 ℃时的密度最大
16．现有密度分别为ρ、ρ（ρ<ρ）的两种液体，质量均为m，某工厂要用它们按体积比1:1的比例配制一种混
1 2 1 2 0合液（设混合前后总体积不变），且使所得混合液的质量最大。则
A．这种混合液的密度为
B．这种混合液的密度为
C．按要求配制后，剩下的那部分液体的质量为（1– ）m
0
D．按要求配制后，剩下的那部分液体的质量为（ –1）m
0
17．汝城八中八年级物理兴趣小组的同学利用一定量的水探究水的体积与温度之间的关系，并获得了如图所
示的曲线，请据此回答以下的问题：
①图中AB段反映的物理现象是________；图中BC段反映的物理现象是________；
②由以上分析可知，水在4℃时________；
③寒冬，湖面结冰后湖底的鱼一样能够游动，请你判断湖底的温度为________。
18．夏天，用橡皮膜封闭一锥形瓶的瓶口，把锥形瓶放在冰水中后，瓶口的橡皮膜会向下凹，如图所示，由此
可知：该瓶内气体温度降低，质量_______（选填“变大”“不变”或“变小），体积_______（选填“变
大”、“不变”或“变小”），密度_______（选填“变大”“不变”或“变小”）。根据气体密度的这种
变化规律，发生火灾时为了避免吸入燃烧后产生的有毒气体，人应尽量_______（选填“贴地爬行”或
“直立行走”）。
19．小明测量南京雨花石的密度，进行了如下实验：（1）将天平放在___________桌面上，游码放在标尺左端零刻度线处，发现指针静止时如图甲所示，应将
天平的平衡螺母向________端调，使横梁平衡；
（2）如图乙所示，雨花石的质量为__________g；
（3）将雨花石放入盛有50 mL水的量筒中，静止时液面情况如图丙所示，则雨花石的密度是
___________kg/m3；
（4）小明根据所测数据，在图丁上描出一个对应的点A，接着他又换用另一石块重复了上述实验，将所测
数据在图上又描出了另一个对应的点B，若ρ 、ρ 分别代表雨花石和另一石块的密度，则
A B
ρ ___________ρ （选填“>”、“=”或“<”）。
A B
20．（2018·邵阳）如图所示是我国自行研制即将首飞的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。这种材料的优点是
A．密度小 B．弹性小
C．体积小 D．硬度小
21．（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
22．（2018·钦州）2018年2月，CR929飞机首件全尺寸（15 m×6 m）复合材料机身壁板工艺件试制成功，标志
着未来复合材料的使用，将减轻飞机重量，说明该复合材料的密度较_____，如果采用传统材料——钢铁
制作全尺寸（15 m×6 m）、厚度为5 cm的平面壁板，则这样的壁板质量将达到__________t。
2．D【解析】A．夏天室外的输电线明显松驰，导线长度、体积增大，根据密度公式ρ= 可得，输电线的密度减
小，故A不符合题意；B．夏天水泥热胀，其体积增加，所以根据密度公式ρ= 可得水泥的密度减小，故B
不符合题意；C．行车轮胎在夏天阳光下曝晒受热体积增大，根据密度公式ρ= 可得，内部气体的密度减
小，故C不符合题意；D．无论冬夏天，水池底温度都是4 ℃，其水的密度不变，故D符合题意。故选D。
3．A【解析】因为铜的密度大于铁的密度，铁的密度大于铝的密度，所以根据密度公式ρ= 及其变形V=
可知，在三球外形大小相同，即体积相同的条件下，铜球的质量应该大于铁球的质量，铁球的质量应该大
于铝球的质量，∵本题给出的条件中，三球质量相同，∴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。故选A。4．C【解析】A．测量牛奶、酒精等物质的密度是检验其产品好坏的重要参数，故A正确；B．航空器材需要质量
小、强度高，要减小航空器材的质量，在体积一定时，需要减小材料的密度，常采用高强度、低密度的合金
或新型合成材料，故B正确；C．酒精和煤油都是液体，它们的密度都是0.8×103 kg/m3，但它们的气味不同；
所以，我们可以通过它们的气味来鉴别出酒精和煤油，故C错误；D．探空气球可以飘在空中，是因为气球
内部气体的密度比空气小，因此气象工作者利用密度很小的氦气制造探空气球，采集气象资料，故D正确。
故选C。
5．A【解析】森林中水分含量高，在阳光照射下水分蒸发吸热，使森林中空气温度升高慢，空气的温度比较低，
密度比较大；森林外空气温度高，密度比较小，热空气上升后，森林中的冷空气补充过来就形成风。风是从
森林吹向外界的，要走出森林，就要顺风走。故选A。
7．AD【解析】两个金属球的密度分别为：ρ= =8 g/cm3，ρ= =5 g/cm3，因为ρ>ρ，所
a b a b
以a金属球是实心的、b金属球是空心的，该金属的密度是8 g/cm3；故A正确、BC错；由ρ= 可得，金属
球b实心部分体积为：V = =7.5 cm3，所以小球b空心部分体积为：12 cm3−7.5 cm3=4.5
实
cm3。故D正确。故选AD。
8．4 水面
【解析】水具有反常膨胀的特性，即在0~4 ℃范围内它是热缩冷涨的，即在4 ℃时，体积最小，故在质量不
变的情况下，此时水的密度最大；所以在冬天结冰的湖中，湖底的水的密度最大，其温度是4 ℃，越往上温
度越低，故湖里的水总是首先从水面开始凝固。学科~网
9．1.11 酒精的沸点小于水的沸点
【解析】若m =m ，则ρ V =ρ V ，所以 1.11。因为酒精的沸点较低，当
冰 水 冰 冰 水 水
在水中添加酒精时，可以降低水的凝固点，但酒精的沸点小于水的沸点，水箱内的温度很容易达到酒精的沸点，使酒精汽化，导致水箱内压强大，容易发生爆炸事故。
10．1.2 720 密度小（隔热或保温或节省资源，其他答案只要合理均可）
【解析】该墙的总体积：V=5 m×0.12 m×2 m=1.2 m3；忽略砌块间的缝隙，墙的质量：由ρ= 可得，
m=ρV=0.6×103 kg/m3×1.2 m3=720 kg，新型墙体材料的平均密度为 0.6×103 kg/m3，而普通砖的密度为
1.4~2.2×103 kg/m3，故新型墙体材料的密度小，相同体积的砖，质量轻；存在大量空隙，故节省能源、隔热。
11．（1）球是空心的 （2）50 cm3 （3）840 g
12．（1）用手拿砝码 27 （ 2）如下图所示 （3）没有实事求是的科学态度，做法不正确 分析原因，重新实验
【解析】（1）图中用手拿砝码，汗渍会腐蚀砝码，影响测量结果，所以要用镊子夹取砝码；图乙中，铝块的
质量m=20 g+5 g+2 g=27 g；
（2）用横坐标表示体积，纵坐标表示质量，铝块的m–V图象如图所示；
（3）小组同学为了得出结论，将铝块3的质量数据改为81，这种做法是错误的，不符合实验要求，物理实验要坚持实事求是的态度，他下一步的操作应找出原因重做实验。
13．A【解析】由90号汽油每吨降低365元，可算出降低1元对应的质量m，则m= ×1 000 kg= kg，
1 1
也就是 kg的90号汽油下调价格是1元，由90号汽油每升降低0.27元，可算出下调1元对应的体积
V，则V= ×1 L= L= ×10−3 m3，也就是 ×10−3 m3的90号汽油下调价格是1元。所以，90
1 1
号汽油的密度：ρ= 0.74×103kg/m3。故选A。
14．A【解析】若三球都是实心的，质量相等，根据密度公式变形可知：铝球体积V = ，铁球体积V = ，
铝 铁
铜球体积V = ，因为ρ <ρ <ρ ，所以V >V >V ，又因为题目告诉三球的体积相等，所以铁球和
铜 铁 铜 铅 铝 铁 铜
铜球一定是空心的，故BC错；铝球可能是实心，铁球和铜球一定是空心的；铝球也可能是空心，铁球和
铜球更是空心的，故A正确。故选A。
17．①在0~4 ℃时，水的体积随温度的升高而减小 4℃以上时，水的体积随温度的升高而增大 ②密度最大③4 ℃
【解析】图象的横轴是温度，纵轴是体积，所以该图象是体积随温度变化的图象。①从点A到点B，温度从
0 ℃~4 ℃，逐渐升高，而水的体积在减小。所以AB段反映的物理现象是：在0~4 ℃内，水的体积随温度
的升高而减小。从点B到点C，温度从4 ℃开始逐渐升高，同时体积也在增大。所以BC段反映的物理现
象是：4 ℃以上时，水的体积随温度的升高而增大。②从图来看，水温在4 ℃时体积最小，
由于物体的质量与温度无关，那么由ρ= 可知：此时水的密度最大。③密度大的水会向下沉，所以湖底
的水温是4 ℃。学科#网
18．不变 变小 变大 贴地爬行
【解析】瓶内气体温度降低，质量不变，体积收缩变小，密度变大。燃烧产生的有毒气体温度较高，密度较
小而上浮，会分布在房间上方，所以应该贴近地面爬行。
19．（1）水平 左 （2）31.4 （3）3.14×103 （4）<
由图可知，当体积相同时，B的质量大于A的质量，故ρ <ρ 。
A B
20．A【解析】我国自行研制即将首飞的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A。
21．C【解析】由图象知道，在4 ℃时水的密度是最大的，故A正确；由图象知道，在0~4 ℃范围内，温度越高，
密度越大，即体积越小，所以在0~4 ℃范围内，水具有热缩冷胀的性质，故B正确；因为水的凝固点是0
℃，所以当河面结冰时，冰接触的河水即冰水混合物，所以温度应为0 ℃，故A点为0 ℃，故C错误；因
为有水的反常膨胀，所以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，故选C。学科*网
22．小 35.1
【解析】未来复合材料的使用，将减轻飞机重量，即相同体积质量减小，说明该复合材料的密度较小；由
ρ= 可得，壁板质量：m=ρV=7.8×103 kg/m3×15 m×6 m×0.05 m=3.51×104 kg=35.1 t。
