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4.(★★)寒冷的冬天,裸露在室外的自来水管爆裂,其原因是水管中的水由液态变成固态时，
密度
减小，体积
增大。答案
密度；体积
解析
【分析】
要解决这个问题，需结合水凝固的物态变化特点和密度公式分析：水管爆裂是因为内部物质体积变大，而水凝固成冰时质量不变，根据密度公式，质量不变时密度与体积成反比，由此可判断密度和体积的变化。
【解析】
水由液态凝固成固态冰时，质量是物体的固有属性，不随状态改变，因此水和冰的质量相等。根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，变形可得$V=\frac{m}{\rho}$，由于冰的密度小于水的密度，在质量不变的情况下，冰的体积会大于水的体积，所以水管中的水结冰后体积增大，导致水管爆裂，因此水由液态变固态时，密度减小，体积增大。
【答案】
密度；体积
【知识点】
密度、物态变化
【点评】
本题结合生活中冬天水管爆裂的现象，考察水凝固时密度与体积的变化关系，属于基础概念应用，能帮助学生将物理知识与生活实际结合，难度适中。
【难度系数】
0.4
要解决这个问题，需结合水凝固的物态变化特点和密度公式分析：水管爆裂是因为内部物质体积变大，而水凝固成冰时质量不变，根据密度公式，质量不变时密度与体积成反比，由此可判断密度和体积的变化。
【解析】
水由液态凝固成固态冰时，质量是物体的固有属性，不随状态改变，因此水和冰的质量相等。根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，变形可得$V=\frac{m}{\rho}$，由于冰的密度小于水的密度，在质量不变的情况下，冰的体积会大于水的体积，所以水管中的水结冰后体积增大，导致水管爆裂，因此水由液态变固态时，密度减小，体积增大。
【答案】
密度；体积
【知识点】
密度、物态变化
【点评】
本题结合生活中冬天水管爆裂的现象，考察水凝固时密度与体积的变化关系，属于基础概念应用，能帮助学生将物理知识与生活实际结合，难度适中。
【难度系数】
0.4
5. (★★)(2025·成都)小殷测量红砖的密度,他采集了一块红砖样本,先用天平测出其质量,再用装有适量水的量筒测出其体积。由于红砖吸水,导致他计算出的红砖密度偏
大
;要想更准确地测出红砖样本的体积,可采取的方法是将红砖样本浸没水中充分吸水至饱和状态,再用湿布擦去表面水分后测量体积,此时红砖样本不再额外吸水,测量的体积比较准确
(写出一条即可)。答案
大；将红砖样本浸没水中充分吸水至饱和状态,再用湿布擦去表面水分后测量体积,此时红砖样本不再额外吸水,测量的体积比较准确
解析
【分析】
要解决这道题，需结合密度公式分析误差，再思考体积测量的改进方法：首先，密度公式为ρ=m/V，密度测量的误差源于质量或体积的测量偏差；其次，红砖吸水时，将其放入量筒水中，量筒液面变化的体积（即测得的红砖体积）会因红砖吸水而偏小（部分水被红砖吸收，导致液面上升量小于红砖真实体积）；结合密度公式，质量m测量准确，体积V偏小，因此计算出的密度偏大；最后，要准确测红砖体积，需避免红砖吸水，可让红砖先吸足水后再测量体积，消除吸水的影响。
【解析】
1. 误差分析：根据密度公式ρ = m/V，红砖的质量m测量准确；由于红砖吸水，将红砖放入量筒的水中时，量筒内的部分水被红砖吸收，导致测得的红砖体积（量筒液面变化的体积差）小于红砖的真实体积；因此在m准确、V偏小的情况下，计算出的红砖密度ρ = m/V偏大。
2. 体积测量的改进方法：为避免红砖吸水导致体积测量误差，可先将红砖样本浸没在水中充分吸水至饱和状态，再用湿布擦去表面多余水分后，放入量筒中测量体积，此时红砖不再额外吸水，测得的体积更准确（或采用排沙法、用保鲜膜包裹后浸没等合理方法）。
【答案】
大；将红砖样本浸没水中充分吸水至饱和状态,再用湿布擦去表面水分后测量体积,此时红砖样本不再额外吸水,测量的体积比较准确
【知识点】
密度的测量、误差分析
【点评】
本题考查密度测量的误差分析及特殊物体体积的测量方法，重点在于理解吸水物体体积测量的难点，结合密度公式分析误差是解题关键，属于密度实验的典型拓展题型，注重对实验细节的考查。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需结合密度公式分析误差，再思考体积测量的改进方法：首先，密度公式为ρ=m/V，密度测量的误差源于质量或体积的测量偏差；其次，红砖吸水时，将其放入量筒水中，量筒液面变化的体积（即测得的红砖体积）会因红砖吸水而偏小（部分水被红砖吸收，导致液面上升量小于红砖真实体积）；结合密度公式，质量m测量准确，体积V偏小，因此计算出的密度偏大；最后，要准确测红砖体积，需避免红砖吸水，可让红砖先吸足水后再测量体积，消除吸水的影响。
【解析】
1. 误差分析：根据密度公式ρ = m/V，红砖的质量m测量准确；由于红砖吸水，将红砖放入量筒的水中时，量筒内的部分水被红砖吸收，导致测得的红砖体积（量筒液面变化的体积差）小于红砖的真实体积；因此在m准确、V偏小的情况下，计算出的红砖密度ρ = m/V偏大。
2. 体积测量的改进方法：为避免红砖吸水导致体积测量误差，可先将红砖样本浸没在水中充分吸水至饱和状态，再用湿布擦去表面多余水分后，放入量筒中测量体积，此时红砖不再额外吸水，测得的体积更准确（或采用排沙法、用保鲜膜包裹后浸没等合理方法）。
【答案】
大；将红砖样本浸没水中充分吸水至饱和状态,再用湿布擦去表面水分后测量体积,此时红砖样本不再额外吸水,测量的体积比较准确
【知识点】
密度的测量、误差分析
【点评】
本题考查密度测量的误差分析及特殊物体体积的测量方法，重点在于理解吸水物体体积测量的难点，结合密度公式分析误差是解题关键，属于密度实验的典型拓展题型，注重对实验细节的考查。
【难度系数】
0.5
6. (★★)小明和爸爸旅游时买了一只茶壶,如图6.2-2所示,他很想知道制作茶壶的材料的密度,于是他用天平测出壶盖的质量为44.4 g,用量杯测出壶盖的体积为14.8 cm³。
图6.2-2
(1)请你帮小明算出这种材料的密度。
(2)若测得整个空茶壶的质量是159 g,该
茶壶所用材料的体积为多大？
图6.2-2
(1)请你帮小明算出这种材料的密度。
(2)若测得整个空茶壶的质量是159 g,该
茶壶所用材料的体积为多大？
答案
(1)这种材料的密度$\rho=\dfrac{m}{V}=\dfrac{44.4\ \mathrm{g}}{14.8\ \mathrm{cm^3}}=3\ \mathrm{g/cm^3}$。
(2)根据$\rho=\dfrac{m}{V}$可得,该茶壶所用材料的体积$V'=\dfrac{m'}{\rho}=\dfrac{159\ \mathrm{g}}{3\ \mathrm{g/cm^3}}=53\ \mathrm{cm^3}$。
(2)根据$\rho=\dfrac{m}{V}$可得,该茶壶所用材料的体积$V'=\dfrac{m'}{\rho}=\dfrac{159\ \mathrm{g}}{3\ \mathrm{g/cm^3}}=53\ \mathrm{cm^3}$。
解析
【分析】本题考查密度公式的应用，解题思路为：①壶盖与整个茶壶是同种材料制成，因此壶盖的密度等于茶壶材料的密度，利用壶盖的质量和体积，根据密度公式$\rho=\dfrac{m}{V}$计算材料的密度；②已知整个茶壶的质量，利用密度公式的变形$V=\dfrac{m}{\rho}$，即可求出茶壶所用材料的体积。
【解析】
(1) 已知壶盖的质量$m_{盖}=44.4\ \mathrm{g}$，体积$V_{盖}=14.8\ \mathrm{cm^3}$，根据密度公式$\rho=\dfrac{m}{V}$，可得这种材料的密度：
$\rho=\dfrac{m_{盖}}{V_{盖}}=\dfrac{44.4\ \mathrm{g}}{14.8\ \mathrm{cm^3}}=3\ \mathrm{g/cm^3}$。
(2) 已知整个空茶壶的质量$m_{壶}=159\ \mathrm{g}$，材料密度$\rho=3\ \mathrm{g/cm^3}$，由$\rho=\dfrac{m}{V}$变形得$V=\dfrac{m}{\rho}$，则茶壶所用材料的体积：
$V_{壶}=\dfrac{m_{壶}}{\rho}=\dfrac{159\ \mathrm{g}}{3\ \mathrm{g/cm^3}}=53\ \mathrm{cm^3}$。
【答案】
(1) 这种材料的密度为$3\ \mathrm{g/cm^3}$；
(2) 该茶壶所用材料的体积为$53\ \mathrm{cm^3}$。
【知识点】密度的计算、密度公式的应用
【点评】本题结合生活中的茶壶实例，考查密度公式的基础应用，重点考查学生对密度公式的理解与运用能力，属于常规基础题。
【难度系数】0.6
【解析】
(1) 已知壶盖的质量$m_{盖}=44.4\ \mathrm{g}$，体积$V_{盖}=14.8\ \mathrm{cm^3}$，根据密度公式$\rho=\dfrac{m}{V}$，可得这种材料的密度：
$\rho=\dfrac{m_{盖}}{V_{盖}}=\dfrac{44.4\ \mathrm{g}}{14.8\ \mathrm{cm^3}}=3\ \mathrm{g/cm^3}$。
(2) 已知整个空茶壶的质量$m_{壶}=159\ \mathrm{g}$，材料密度$\rho=3\ \mathrm{g/cm^3}$，由$\rho=\dfrac{m}{V}$变形得$V=\dfrac{m}{\rho}$，则茶壶所用材料的体积：
$V_{壶}=\dfrac{m_{壶}}{\rho}=\dfrac{159\ \mathrm{g}}{3\ \mathrm{g/cm^3}}=53\ \mathrm{cm^3}$。
【答案】
(1) 这种材料的密度为$3\ \mathrm{g/cm^3}$；
(2) 该茶壶所用材料的体积为$53\ \mathrm{cm^3}$。
【知识点】密度的计算、密度公式的应用
【点评】本题结合生活中的茶壶实例，考查密度公式的基础应用，重点考查学生对密度公式的理解与运用能力，属于常规基础题。
【难度系数】0.6
1. (★★)小洋研究液体密度时,用两个完全相同的容器分别装入甲、乙两种液体,并绘制出总质量$m$与液体体积$V$的关系图像,如图6.2-3所示。由图像可知 【 】
A.容器的质量为20 kg
B.甲液体密度为$2.0\ \mathrm{g/cm}^3$
C.乙液体密度为$1.2\ \mathrm{g/cm}^3$
D.密度为$0.8\ \mathrm{g/cm}^3$的液体的$m-V$图像应位于Ⅲ区域
A.容器的质量为20 kg
B.甲液体密度为$2.0\ \mathrm{g/cm}^3$
C.乙液体密度为$1.2\ \mathrm{g/cm}^3$
D.密度为$0.8\ \mathrm{g/cm}^3$的液体的$m-V$图像应位于Ⅲ区域
答案
D
解析
【分析】
要解决这道题，需明确图像中总质量$ m $是容器质量与液体质量之和，即$ m = m_{容器} + \rho_{液}V $。首先通过$ V=0 $时的总质量确定容器质量，再分别计算甲、乙液体的密度，最后对比各选项判断正确性。
【解析】
1. 确定容器质量：当液体体积$ V=0 $时，总质量等于容器质量，由图像可知$ m_{容器}=20g $，选项A中容器质量为20kg，单位错误，排除A。
2. 计算甲液体密度：当甲液体体积$ V_{甲}=40cm^3 $时，总质量$ m_{总甲}=80g $，则甲液体质量$ m_{甲}=80g - 20g=60g $，根据密度公式$ \rho=\frac{m}{V} $，得$ \rho_{甲}=\frac{60g}{40cm^3}=1.5g/cm^3 $，选项B中密度为$ 2.0g/cm^3 $，错误，排除B。
3. 计算乙液体密度：当乙液体体积$ V_{乙}=60cm^3 $时，总质量$ m_{总乙}=80g $，则乙液体质量$ m_{乙}=80g -20g=60g $，$ \rho_{乙}=\frac{60g}{60cm^3}=1.0g/cm^3 $，选项C中密度为$ 1.2g/cm^3 $，错误，排除C。
4. 判断选项D：密度为$ 0.8g/cm^3 $的液体，其密度小于乙液体的$ 1.0g/cm^3 $，相同体积下，该液体的质量更小，总质量$ m=20g + \rho_{液}V $会比乙液体的总质量小，对应图像位于Ⅲ区域，D正确。
【答案】
D
【知识点】
密度计算、m-V图像分析
【点评】
本题结合m-V图像考查密度的计算，关键是理解总质量包含容器质量，计算时需先减去容器质量，难度适中，需掌握密度公式的应用和图像的解读。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需明确图像中总质量$ m $是容器质量与液体质量之和，即$ m = m_{容器} + \rho_{液}V $。首先通过$ V=0 $时的总质量确定容器质量，再分别计算甲、乙液体的密度，最后对比各选项判断正确性。
【解析】
1. 确定容器质量：当液体体积$ V=0 $时，总质量等于容器质量，由图像可知$ m_{容器}=20g $，选项A中容器质量为20kg，单位错误，排除A。
2. 计算甲液体密度：当甲液体体积$ V_{甲}=40cm^3 $时，总质量$ m_{总甲}=80g $，则甲液体质量$ m_{甲}=80g - 20g=60g $，根据密度公式$ \rho=\frac{m}{V} $，得$ \rho_{甲}=\frac{60g}{40cm^3}=1.5g/cm^3 $，选项B中密度为$ 2.0g/cm^3 $，错误，排除B。
3. 计算乙液体密度：当乙液体体积$ V_{乙}=60cm^3 $时，总质量$ m_{总乙}=80g $，则乙液体质量$ m_{乙}=80g -20g=60g $，$ \rho_{乙}=\frac{60g}{60cm^3}=1.0g/cm^3 $，选项C中密度为$ 1.2g/cm^3 $，错误，排除C。
4. 判断选项D：密度为$ 0.8g/cm^3 $的液体，其密度小于乙液体的$ 1.0g/cm^3 $，相同体积下，该液体的质量更小，总质量$ m=20g + \rho_{液}V $会比乙液体的总质量小，对应图像位于Ⅲ区域，D正确。
【答案】
D
【知识点】
密度计算、m-V图像分析
【点评】
本题结合m-V图像考查密度的计算，关键是理解总质量包含容器质量，计算时需先减去容器质量，难度适中，需掌握密度公式的应用和图像的解读。
【难度系数】
0.6
2.(★★)清华大学的研究人员发明一种新型陶瓷，既能像陶瓷一样隔热、绝缘，也能像海绵一样变形，同时具有超轻、高韧性等特点，这种材料适合用来制造
【 】
A.自行车的车架
B.新型消防服
C.输电导线
D.水果刀
【 】
A.自行车的车架
B.新型消防服
C.输电导线
D.水果刀
答案
B
解析
【分析】
解题思路：第一步，提取题目中新型陶瓷的核心物理特性：隔热、绝缘、可变形、超轻、高韧性；第二步，逐一分析每个选项的用途对材料的要求，将材料特性与选项需求匹配，排除不匹配的选项，得出正确答案。
【解析】
新型陶瓷的特性为：兼具陶瓷的隔热、绝缘性能，拥有类似海绵的变形能力，还具备超轻、高韧性的特点。逐一分析选项：
A选项：自行车车架需要高强度、刚性的材料，该材料可变形的特性不符合车架需求，排除；
B选项：新型消防服需要隔热、绝缘性能，且需一定柔韧性方便活动，与新型陶瓷的特性匹配，符合要求；
C选项：输电导线需要良好导电性，该材料绝缘，无法用于输电，排除；
D选项：水果刀需要较高硬度，该材料的高韧性不适合制作刀具，排除；
因此正确答案为B。
【答案】
B
【知识点】
物质的物理属性、材料的特性与应用
【点评】
本题结合新型材料特性考查实际应用，需将物理知识与生活场景结合，难度中等，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
解题思路：第一步，提取题目中新型陶瓷的核心物理特性：隔热、绝缘、可变形、超轻、高韧性；第二步，逐一分析每个选项的用途对材料的要求，将材料特性与选项需求匹配，排除不匹配的选项，得出正确答案。
【解析】
新型陶瓷的特性为：兼具陶瓷的隔热、绝缘性能，拥有类似海绵的变形能力，还具备超轻、高韧性的特点。逐一分析选项：
A选项：自行车车架需要高强度、刚性的材料，该材料可变形的特性不符合车架需求，排除；
B选项：新型消防服需要隔热、绝缘性能，且需一定柔韧性方便活动，与新型陶瓷的特性匹配，符合要求；
C选项：输电导线需要良好导电性，该材料绝缘，无法用于输电，排除；
D选项：水果刀需要较高硬度，该材料的高韧性不适合制作刀具，排除；
因此正确答案为B。
【答案】
B
【知识点】
物质的物理属性、材料的特性与应用
【点评】
本题结合新型材料特性考查实际应用，需将物理知识与生活场景结合，难度中等，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
