登录
28.（6分）小芳为了郊游时长时间保存冰棒，想要自制一个保温盒，恰好物理课最近学习了物质的物理属性相关知识，通过上网查资料，发现大多数保温盒为双层结构，中间添加保温材料，她从身边找来棉布、泡沫、报纸，作为保温材料，并借助软件设计一个实践活动，找出保温效果最好的材料并制作出保温盒。将保温材料，环节简单，易操作等关键词输入软件后，得到以下流程：
搜集材料：量筒，钟表，棉布，泡沫，报纸，大纸盒三个、小纸盒三个，三瓶500 mL纯净水；
结构设计：双层结构（大盒套小盒），夹层填充保温材料（小盒底层也添加保温材料）
操作步骤：
1. 将小纸盒放入大纸盒（需要裁剪时注意安全），用保温材料填充缝隙；
2. 盖上大盒盖子，用胶带密封边缘，三组盒子分别写上序号1、2、3；
3. 将三瓶纯净水也标上1、2、3，水在冷冻室冻成冰块后，同时取出，快速放进对应序号的三个保温盒内，盖好盖子。
测试方法：
记录纯净水初始水量的体积（看包装）；
将保温盒置于室外30分钟，从保温盒内取出三瓶纯净水，分别测出瓶中冰块熔化为水的体积；
数据对比；
保温率 = $1 - \frac{熔化水量}{初始水量} × 100\%$（保留整数）
(1)通过表格中数据可知，泡沫的
(2)在保存冰棒时，从保存效果和保温盒为纸盒角度考虑，应选择
(3)为了方便及时了解，并能快速准确读出保温盒内部温度，可以在保温盒中加装
搜集材料：量筒，钟表，棉布，泡沫，报纸，大纸盒三个、小纸盒三个，三瓶500 mL纯净水；
结构设计：双层结构（大盒套小盒），夹层填充保温材料（小盒底层也添加保温材料）
操作步骤：
1. 将小纸盒放入大纸盒（需要裁剪时注意安全），用保温材料填充缝隙；
2. 盖上大盒盖子，用胶带密封边缘，三组盒子分别写上序号1、2、3；
3. 将三瓶纯净水也标上1、2、3，水在冷冻室冻成冰块后，同时取出，快速放进对应序号的三个保温盒内，盖好盖子。
测试方法：
记录纯净水初始水量的体积（看包装）；
将保温盒置于室外30分钟，从保温盒内取出三瓶纯净水，分别测出瓶中冰块熔化为水的体积；
数据对比；
保温率 = $1 - \frac{熔化水量}{初始水量} × 100\%$（保留整数）
(1)通过表格中数据可知，泡沫的
导热
性最差。小芳在观察家里保温性非常好的玻璃保温杯时发现其双层结构中间没有填充任何物质，通过查阅资料发现它双层间为真空结构，说明真空具有良好的保温
性。(2)在保存冰棒时，从保存效果和保温盒为纸盒角度考虑，应选择
干冰
（选填“盐冰块”或“干冰”）。(3)为了方便及时了解，并能快速准确读出保温盒内部温度，可以在保温盒中加装
温度计
，从运输角度考虑，还需要保温盒具有抗压性
。你觉得上述保温盒还有哪些地方可以改进，比如：在保温盒的外层加一层反光材料(合理即可)
（写出一条即可）。答案
28. (1)导热 保温 (2)干冰 (3)温度计 抗压性 在保温盒的外层加一层反光材料(合理即可)
【点拨】本题考查保温材料的特性和应用,注意结合数据,联系生活实际进行分析。
【解析】(1)表格数据显示,泡沫的保温率最高,说明其导热性能最差;真空结构可以有效阻止热传递,因此具有良好的保温性;
(2)保存冰棒需要低温环境,干冰升华吸热,能有效保持低温,适合用于纸盒保温;
(3)为了方便了解内部温度,可以在保温盒中加装温度计;运输过程中需要抗压性,防止损坏;改进建议:在保温盒外层加一层反光材料,减少热辐射,提高保温效果等。
【点拨】本题考查保温材料的特性和应用,注意结合数据,联系生活实际进行分析。
【解析】(1)表格数据显示,泡沫的保温率最高,说明其导热性能最差;真空结构可以有效阻止热传递,因此具有良好的保温性;
(2)保存冰棒需要低温环境,干冰升华吸热,能有效保持低温,适合用于纸盒保温;
(3)为了方便了解内部温度,可以在保温盒中加装温度计;运输过程中需要抗压性,防止损坏;改进建议:在保温盒外层加一层反光材料,减少热辐射,提高保温效果等。
解析
【分析】
本题结合保温实验数据与生活实际，考查保温材料的特性及应用。解题时需先分析表格中保温率的含义：保温率越高，说明熔化的冰越少，保温效果越好，对应材料导热性越差；再结合真空结构的热传递特点、保存低温物质的材料选择、保温盒的功能需求逐一分析各问题。
【解析】
(1) 由表格数据可知，泡沫的保温率最高，说明其保温效果最好，因此泡沫的导热性最差；玻璃保温杯双层间为真空结构，真空无法传导热量，因此具有良好的保温性。
(2) 保存冰棒需要维持低温环境，干冰升华时会吸收大量热量，使周围温度更低，且干冰为固体，不会像盐冰块融化后弄湿纸盒，故应选择干冰。
(3) 要快速准确读出保温盒内部温度，需加装温度计；运输过程中保温盒易受挤压，因此需要具备抗压性；改进建议可从减少热传递角度出发，如在保温盒外层加一层反光材料，减少热辐射，提升保温效果。
【答案】
(1)导热 保温 (2)干冰 (3)温度计 抗压性 在保温盒的外层加一层反光材料(合理即可)
【知识点】
物质的物理属性、热传递的应用、材料特性
【点评】
本题结合实验数据与生活场景，考查学生对保温材料特性的理解及知识应用能力，既需要分析实验数据，又要联系生活实际，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题结合保温实验数据与生活实际，考查保温材料的特性及应用。解题时需先分析表格中保温率的含义：保温率越高，说明熔化的冰越少，保温效果越好，对应材料导热性越差；再结合真空结构的热传递特点、保存低温物质的材料选择、保温盒的功能需求逐一分析各问题。
【解析】
(1) 由表格数据可知，泡沫的保温率最高，说明其保温效果最好，因此泡沫的导热性最差；玻璃保温杯双层间为真空结构，真空无法传导热量，因此具有良好的保温性。
(2) 保存冰棒需要维持低温环境，干冰升华时会吸收大量热量，使周围温度更低，且干冰为固体，不会像盐冰块融化后弄湿纸盒，故应选择干冰。
(3) 要快速准确读出保温盒内部温度，需加装温度计；运输过程中保温盒易受挤压，因此需要具备抗压性；改进建议可从减少热传递角度出发，如在保温盒外层加一层反光材料，减少热辐射，提升保温效果。
【答案】
(1)导热 保温 (2)干冰 (3)温度计 抗压性 在保温盒的外层加一层反光材料(合理即可)
【知识点】
物质的物理属性、热传递的应用、材料特性
【点评】
本题结合实验数据与生活场景，考查学生对保温材料特性的理解及知识应用能力，既需要分析实验数据，又要联系生活实际，难度适中。
【难度系数】
0.5
29.（7分）小君在太湖边游玩捡到一块鹅卵石，如图所示是小君在做“测量鹅卵石密度”实验时的情景。
（1）使用托盘天平进行测量时，应将托盘天平放置在水平桌面上，先将标尺上的
（2）天平调平后，将鹅卵石放在天平的左盘，向右盘中加入砝码，最后移动游码使天平再一次平衡，如图甲所示，读出鹅卵石的质量为
（3）如图乙所示，向量筒中倒入适量的水，其中“适量”是指倒入量筒的水
（4）如图丙所示，用细绳系住鹅卵石，缓慢地放入水中，测出鹅卵石的体积为
（5）通过计算，得出鹅卵石的密度为
（6）小君继续思考，想利用烧杯、水、电子秤等器材来测鹅卵石的密度，如图所示。实验步骤如下：
①将鹅卵石放置在已经调好的电子秤上，如图A所示，电子秤示数为$m_0$；
②将鹅卵石放入装有适量水的烧杯中，使鹅卵石浸没（鹅卵石不吸水），一段时间后，在水面处做好标记，如图B所示，电子秤示数为$m_1$；
③取出鹅卵石后，电子秤的示数如图C所示为$m_2$；
④将水补齐至
（1）使用托盘天平进行测量时，应将托盘天平放置在水平桌面上，先将标尺上的
游码
移到零刻度线处，再调节平衡螺母，使天平平衡。（2）天平调平后，将鹅卵石放在天平的左盘，向右盘中加入砝码，最后移动游码使天平再一次平衡，如图甲所示，读出鹅卵石的质量为
26.6
g。（3）如图乙所示，向量筒中倒入适量的水，其中“适量”是指倒入量筒的水
能使鹅卵石浸没在水中,并且水和鹅卵石的总体积不能超过量筒的量程
。（4）如图丙所示，用细绳系住鹅卵石，缓慢地放入水中，测出鹅卵石的体积为
10
$\mathrm{cm}^3$。（5）通过计算，得出鹅卵石的密度为
$2.66×10^3$
$\mathrm{kg/m}^3$。（6）小君继续思考，想利用烧杯、水、电子秤等器材来测鹅卵石的密度，如图所示。实验步骤如下：
①将鹅卵石放置在已经调好的电子秤上，如图A所示，电子秤示数为$m_0$；
②将鹅卵石放入装有适量水的烧杯中，使鹅卵石浸没（鹅卵石不吸水），一段时间后，在水面处做好标记，如图B所示，电子秤示数为$m_1$；
③取出鹅卵石后，电子秤的示数如图C所示为$m_2$；
④将水补齐至
标记处
，如图D所示，电子秤的示数为$m_3$；实验后细心的小君发现鹅卵石表面沾有少许水，为了减小这一原因带来的误差，根据以上测量，请写出石块的密度表达式$\rho =$$\frac{m_0}{m_3-(m_1-m_0)}\rho_水$
（水的密度用$\rho_{\mathrm{水}}$表示）。答案
29. (1)游码 (2)26.6 (3)能使鹅卵石浸没在水中,并且水和鹅卵石的总体积不能超过量筒的量程 (4)10 (5)2.66×10^3 (6)标记处 $\frac{m_0}{m_3-(m_1-m_0)}\rho_水$
【点拨】本题考查常规方法测量固体密度、天平和量筒的使用和读数、密度公式及简单计算。
【解析】(1)使用托盘天平进行测量时,应将托盘天平放置在水平桌面上,先将游码移到零刻度线处,再调节平衡螺母,使天平平衡;
(2)由图甲知,天平游码的分度值为0.2 g,石块的质量$m=20\ \mathrm{g} +5\ \mathrm{g} +1.6\ \mathrm{g}=26.6\ \mathrm{g}$;
(3)向量筒中倒入适量的水,其中适量是指倒入量筒中的水:能使鹅卵石浸没在水中,并且鹅卵石浸没在水中时,水和鹅卵石的总体积不能超过量筒的量程;
(4)由图乙可知,量筒的分度值为1 mL,量筒中水的体积是25 mL,由图丙可知,水和鹅卵石的总体积是35 mL,则鹅卵石的体积$V=35\ \mathrm{mL} -25\ \mathrm{mL}=10\ \mathrm{mL}=10\ \mathrm{cm}^3$;
(5)鹅卵石的密度:$\rho=\frac{m}{V}=\frac{26.6\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{cm}^3}=2.66\ \mathrm{g/cm}^3=2.66×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$;
(6)实验中需要将水补齐至标记处,则排开水的体积等于鹅卵石的体积;排开水的质量:$m_水=m_3-(m_1 - m_0)$,排开水的体积:$V'_排=\frac{m_水}{\rho_水}$,鹅卵石的体积:$V_石=V'_排=\frac{m_水}{\rho_水}=\frac{m_3-(m_1-m_0)}{\rho_水}$,鹅卵石的密度:$\rho_石=\frac{m_0}{V_石}= \frac{m_0}{\frac{m_3-(m_1-m_0)}{\rho_水}}=\frac{m_0}{m_3-(m_1-m_0)}\rho_水$。
【点拨】本题考查常规方法测量固体密度、天平和量筒的使用和读数、密度公式及简单计算。
【解析】(1)使用托盘天平进行测量时,应将托盘天平放置在水平桌面上,先将游码移到零刻度线处,再调节平衡螺母,使天平平衡;
(2)由图甲知,天平游码的分度值为0.2 g,石块的质量$m=20\ \mathrm{g} +5\ \mathrm{g} +1.6\ \mathrm{g}=26.6\ \mathrm{g}$;
(3)向量筒中倒入适量的水,其中适量是指倒入量筒中的水:能使鹅卵石浸没在水中,并且鹅卵石浸没在水中时,水和鹅卵石的总体积不能超过量筒的量程;
(4)由图乙可知,量筒的分度值为1 mL,量筒中水的体积是25 mL,由图丙可知,水和鹅卵石的总体积是35 mL,则鹅卵石的体积$V=35\ \mathrm{mL} -25\ \mathrm{mL}=10\ \mathrm{mL}=10\ \mathrm{cm}^3$;
(5)鹅卵石的密度:$\rho=\frac{m}{V}=\frac{26.6\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{cm}^3}=2.66\ \mathrm{g/cm}^3=2.66×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$;
(6)实验中需要将水补齐至标记处,则排开水的体积等于鹅卵石的体积;排开水的质量:$m_水=m_3-(m_1 - m_0)$,排开水的体积:$V'_排=\frac{m_水}{\rho_水}$,鹅卵石的体积:$V_石=V'_排=\frac{m_水}{\rho_水}=\frac{m_3-(m_1-m_0)}{\rho_水}$,鹅卵石的密度:$\rho_石=\frac{m_0}{V_石}= \frac{m_0}{\frac{m_3-(m_1-m_0)}{\rho_水}}=\frac{m_0}{m_3-(m_1-m_0)}\rho_水$。
解析
【分析】
本题围绕“测量鹅卵石密度”实验展开，解题思路如下：
1. 天平使用前需置于水平桌面，先将游码移到标尺零刻度线，再调节平衡螺母使天平平衡；
2. 测质量时，鹅卵石质量为右盘砝码总质量加游码对应刻度值，需明确游码分度值读取数值；
3. 量筒中“适量”的水，需满足能浸没鹅卵石，且浸没后水和鹅卵石的总体积不超过量筒量程；
4. 鹅卵石体积为量筒前后两次示数的差值，注意体积单位换算（1mL=1cm³）；
5. 利用密度公式ρ=m/V计算密度，注意单位转换（g/cm³转kg/m³需乘10³）；
6. 用电子秤测密度时，采用等效替代法，将水补齐至标记处，排开水的体积等于鹅卵石体积，通过质量差计算排开水的质量，结合水的密度推导鹅卵石密度表达式，同时处理鹅卵石沾水的误差影响。
【解析】
(1) 使用托盘天平测量前，应将天平放置在水平桌面上，先将标尺上的游码移到零刻度线处，再调节平衡螺母使天平平衡；
(2) 由图甲可知，天平游码分度值为0.2g，鹅卵石质量$m=20\ \mathrm{g} +5\ \mathrm{g} +1.6\ \mathrm{g}=26.6\ \mathrm{g}$；
(3) 量筒中“适量”的水，是指能使鹅卵石浸没在水中，且鹅卵石浸没后水和鹅卵石的总体积不超过量筒的量程；
(4) 由图乙知，量筒中水的体积为25mL，图丙中水和鹅卵石的总体积为35mL，故鹅卵石体积$V=35\ \mathrm{mL} -25\ \mathrm{mL}=10\ \mathrm{mL}=10\ \mathrm{cm}^3$；
(5) 鹅卵石的密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{26.6\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{cm}^3}=2.66\ \mathrm{g/cm}^3=2.66×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$；
(6) 实验中需将水补齐至标记处，使排开水的体积等于鹅卵石体积；排开水的质量$m_水=m_3-(m_1 - m_0)$，排开水的体积$V_排=\frac{m_水}{\rho_水}$，即鹅卵石体积$V_石=V_排$；因此鹅卵石密度$\rho=\frac{m_0}{V_石}=\frac{m_0}{\frac{m_3-(m_1-m_0)}{\rho_水}}=\frac{m_0}{m_3-(m_1-m_0)}\rho_水$。
【答案】
(1)游码；(2)26.6；(3)能使鹅卵石浸没在水中，且水和鹅卵石的总体积不超过量筒的量程；(4)10；(5)2.66×10³；(6)标记处；$\frac{m_0}{m_3-(m_1-m_0)}\rho_水$
【知识点】
固体密度的测量、密度公式应用、天平和量筒的使用
【点评】
本题综合考查密度测量的基本操作、常规计算及拓展方法，既涉及天平和量筒的使用规范，又要求理解等效替代法在特殊密度测量中的应用，最后一问的表达式推导需结合质量差分析，对学生的实验逻辑和公式推导能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
本题围绕“测量鹅卵石密度”实验展开，解题思路如下：
1. 天平使用前需置于水平桌面，先将游码移到标尺零刻度线，再调节平衡螺母使天平平衡；
2. 测质量时，鹅卵石质量为右盘砝码总质量加游码对应刻度值，需明确游码分度值读取数值；
3. 量筒中“适量”的水，需满足能浸没鹅卵石，且浸没后水和鹅卵石的总体积不超过量筒量程；
4. 鹅卵石体积为量筒前后两次示数的差值，注意体积单位换算（1mL=1cm³）；
5. 利用密度公式ρ=m/V计算密度，注意单位转换（g/cm³转kg/m³需乘10³）；
6. 用电子秤测密度时，采用等效替代法，将水补齐至标记处，排开水的体积等于鹅卵石体积，通过质量差计算排开水的质量，结合水的密度推导鹅卵石密度表达式，同时处理鹅卵石沾水的误差影响。
【解析】
(1) 使用托盘天平测量前，应将天平放置在水平桌面上，先将标尺上的游码移到零刻度线处，再调节平衡螺母使天平平衡；
(2) 由图甲可知，天平游码分度值为0.2g，鹅卵石质量$m=20\ \mathrm{g} +5\ \mathrm{g} +1.6\ \mathrm{g}=26.6\ \mathrm{g}$；
(3) 量筒中“适量”的水，是指能使鹅卵石浸没在水中，且鹅卵石浸没后水和鹅卵石的总体积不超过量筒的量程；
(4) 由图乙知，量筒中水的体积为25mL，图丙中水和鹅卵石的总体积为35mL，故鹅卵石体积$V=35\ \mathrm{mL} -25\ \mathrm{mL}=10\ \mathrm{mL}=10\ \mathrm{cm}^3$；
(5) 鹅卵石的密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{26.6\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{cm}^3}=2.66\ \mathrm{g/cm}^3=2.66×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$；
(6) 实验中需将水补齐至标记处，使排开水的体积等于鹅卵石体积；排开水的质量$m_水=m_3-(m_1 - m_0)$，排开水的体积$V_排=\frac{m_水}{\rho_水}$，即鹅卵石体积$V_石=V_排$；因此鹅卵石密度$\rho=\frac{m_0}{V_石}=\frac{m_0}{\frac{m_3-(m_1-m_0)}{\rho_水}}=\frac{m_0}{m_3-(m_1-m_0)}\rho_水$。
【答案】
(1)游码；(2)26.6；(3)能使鹅卵石浸没在水中，且水和鹅卵石的总体积不超过量筒的量程；(4)10；(5)2.66×10³；(6)标记处；$\frac{m_0}{m_3-(m_1-m_0)}\rho_水$
【知识点】
固体密度的测量、密度公式应用、天平和量筒的使用
【点评】
本题综合考查密度测量的基本操作、常规计算及拓展方法，既涉及天平和量筒的使用规范，又要求理解等效替代法在特殊密度测量中的应用，最后一问的表达式推导需结合质量差分析，对学生的实验逻辑和公式推导能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
