1.[常州中考改编]如图是世界首颗木壳人造卫星,搭乘货运飞船升空。下列说法中正确的是 (

A.把木块切割变小,木块质量变小,密度不变
B.把木块切割变小,木块体积变小,密度变大
C.卫星搭乘飞船升空到太空过程中,木壳质量变小
D.卫星搭乘飞船升空到太空过程中,木壳质量变大
A
)A.把木块切割变小,木块质量变小,密度不变
B.把木块切割变小,木块体积变小,密度变大
C.卫星搭乘飞船升空到太空过程中,木壳质量变小
D.卫星搭乘飞船升空到太空过程中,木壳质量变大
答案
1.A
解析
【分析】首先明确质量和密度的核心概念:质量是物体所含物质的多少,是物体的固有属性,不随物体的形状、位置、状态等改变;密度是物质的一种特性,与物质的种类、状态和温度有关,与物体的质量、体积无关。接下来逐一分析选项,判断正误。
【解析】
选项A:把木块切割变小,木块所含物质减少,因此质量变小;密度是物质的特性,与质量、体积无关,所以密度不变,该选项正确。
选项B:切割后木块体积变小,但密度是物质特性,不会随体积变化而变大,该选项错误。
选项C:卫星升空到太空,木壳位置改变,但质量是物体固有属性,不随位置变化,所以木壳质量不变,该选项错误。
选项D:木壳质量不会随位置变化而变大,该选项错误。
【答案】A
【知识点】质量及其特性、密度及其特性
【点评】本题考查质量和密度的基本概念,属于基础题,关键是区分质量和密度的影响因素,避免混淆两者的变化规律。
【难度系数】0.7
【解析】
选项A:把木块切割变小,木块所含物质减少,因此质量变小;密度是物质的特性,与质量、体积无关,所以密度不变,该选项正确。
选项B:切割后木块体积变小,但密度是物质特性,不会随体积变化而变大,该选项错误。
选项C:卫星升空到太空,木壳位置改变,但质量是物体固有属性,不随位置变化,所以木壳质量不变,该选项错误。
选项D:木壳质量不会随位置变化而变大,该选项错误。
【答案】A
【知识点】质量及其特性、密度及其特性
【点评】本题考查质量和密度的基本概念,属于基础题,关键是区分质量和密度的影响因素,避免混淆两者的变化规律。
【难度系数】0.7
2. (图像分析)在探究物质的质量与体积的关系时,用相同的容器分别装入三种物质的液体,测量了各自的总质量$(m)$与体积$(V)$,共测了四组数据,并在$m-V$坐标系上画了出来,如图所示。根据图像有六个判断:①$\rho_A>\rho_B$;②$\rho_A=\rho_B$;③容器的质量为$20\ \mathrm{g}$;④$\rho_C=\rho_D$;⑤$\rho_A=3\rho_D$;⑥$\rho_B=3\rho_C$。以上判断中正确的个数有 (

A.2个
B.3个
C.4个
D.5个
C
)A.2个
B.3个
C.4个
D.5个
答案
2.C 【点拨】液体的密度一定时,根据 $m_总 = m_容 + m_液 = m_容 +\rho_液 V$ 可知,总质量与液体的体积成一次函数关系。假设 A、B 为同种液体,即 $\rho_A=\rho_B$,代入数据可得 $100\ \mathrm{g}=m_容+\rho_B ×40\ \mathrm{cm^3}$ ①,$80\ \mathrm{g}=m_容+\rho_A ×20\ \mathrm{cm^3}$ ②,由①②可得,容器的质量 $m_容=60\ \mathrm{g}$,由 D 数据可知,装有液体时的总质量为60 g,等于容器的质量,与事实不符,故假设不成立;则 C 和 D为同一种液体,即 $\rho_C=\rho_D$,同理可得 $80\ \mathrm{g}=m_容+\rho_C ×60\ \mathrm{cm^3}$ ③,$60\ \mathrm{g}=m_容+\rho_D ×40\ \mathrm{cm^3}$ ④,由③④可得,容器的质量 $m_容=20\ \mathrm{g}$,$\rho_C=\rho_D=1\ \mathrm{g/cm^3}$;则 A 的密度 $\rho_A=\frac{m_{\mathrm{总}A}-m_容}{V_A}=\frac{80\ \mathrm{g}-20\ \mathrm{g}}{20\ \mathrm{cm^3}}=3\ \mathrm{g/cm^3}=3\rho_D$,B 的密度 $\rho_B=\frac{m_{\mathrm{总}B}-m_容}{V_B}=\frac{100\ \mathrm{g}-20\ \mathrm{g}}{40\ \mathrm{cm^3}}=2\ \mathrm{g/cm^3}=2\rho_C$,综上可知,①③④⑤正确,②⑥错误。故选 C。
解析
【分析】
本题需结合“总质量=容器质量+液体质量”的关系,利用m-V图像分析液体密度。同种液体的总质量与体积成线性关系,斜率为液体密度,纵轴截距为容器质量。解题时先找出同种液体的两组数据(C、D),联立方程求出容器质量和该液体密度,再分别计算A、B的液体密度,最后逐一判断六个说法的正误。
【解析】
设容器质量为$m_{容}$,同种液体的密度为$\rho$,根据$m_{总}=m_{容}+\rho V$:
1. 对C点($V=60\ \mathrm{cm^3}$,$m_{总}=80\ \mathrm{g}$)和D点($V=40\ \mathrm{cm^3}$,$m_{总}=60\ \mathrm{g}$),代入得:
$80\ \mathrm{g}=m_{容}+\rho × 60\ \mathrm{cm^3}$ ①
$60\ \mathrm{g}=m_{容}+\rho × 40\ \mathrm{cm^3}$ ②
①-②得:$20\ \mathrm{g}=\rho × 20\ \mathrm{cm^3}$,解得$\rho=1\ \mathrm{g/cm^3}$,代入②得$m_{容}=20\ \mathrm{g}$,故③正确,且$\rho_C=\rho_D=1\ \mathrm{g/cm^3}$,④正确。
2. 计算A的密度:A点$V=20\ \mathrm{cm^3}$,总质量$80\ \mathrm{g}$,液体质量$m_{A液}=80\ \mathrm{g}-20\ \mathrm{g}=60\ \mathrm{g}$,则$\rho_A=\frac{60\ \mathrm{g}}{20\ \mathrm{cm^3}}=3\ \mathrm{g/cm^3}$,故$\rho_A=3\rho_D$,⑤正确;$\rho_A=3\ \mathrm{g/cm^3}>\rho_B$,①正确,②错误。
3. 计算B的密度:B点$V=40\ \mathrm{cm^3}$,总质量$100\ \mathrm{g}$,液体质量$m_{B液}=100\ \mathrm{g}-20\ \mathrm{g}=80\ \mathrm{g}$,则$\rho_B=\frac{80\ \mathrm{g}}{40\ \mathrm{cm^3}}=2\ \mathrm{g/cm^3}$,$\rho_B=2\ \mathrm{g/cm^3}≠3\rho_C$,故⑥错误。
综上,正确的判断为①③④⑤,共4个,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
密度计算、m-V图像
【点评】
本题是密度知识的典型应用,关键在于明确总质量包含容器质量,需通过联立方程求解容器质量和液体密度,考查学生对图像的分析和公式的运用能力。
【难度系数】
0.5
本题需结合“总质量=容器质量+液体质量”的关系,利用m-V图像分析液体密度。同种液体的总质量与体积成线性关系,斜率为液体密度,纵轴截距为容器质量。解题时先找出同种液体的两组数据(C、D),联立方程求出容器质量和该液体密度,再分别计算A、B的液体密度,最后逐一判断六个说法的正误。
【解析】
设容器质量为$m_{容}$,同种液体的密度为$\rho$,根据$m_{总}=m_{容}+\rho V$:
1. 对C点($V=60\ \mathrm{cm^3}$,$m_{总}=80\ \mathrm{g}$)和D点($V=40\ \mathrm{cm^3}$,$m_{总}=60\ \mathrm{g}$),代入得:
$80\ \mathrm{g}=m_{容}+\rho × 60\ \mathrm{cm^3}$ ①
$60\ \mathrm{g}=m_{容}+\rho × 40\ \mathrm{cm^3}$ ②
①-②得:$20\ \mathrm{g}=\rho × 20\ \mathrm{cm^3}$,解得$\rho=1\ \mathrm{g/cm^3}$,代入②得$m_{容}=20\ \mathrm{g}$,故③正确,且$\rho_C=\rho_D=1\ \mathrm{g/cm^3}$,④正确。
2. 计算A的密度:A点$V=20\ \mathrm{cm^3}$,总质量$80\ \mathrm{g}$,液体质量$m_{A液}=80\ \mathrm{g}-20\ \mathrm{g}=60\ \mathrm{g}$,则$\rho_A=\frac{60\ \mathrm{g}}{20\ \mathrm{cm^3}}=3\ \mathrm{g/cm^3}$,故$\rho_A=3\rho_D$,⑤正确;$\rho_A=3\ \mathrm{g/cm^3}>\rho_B$,①正确,②错误。
3. 计算B的密度:B点$V=40\ \mathrm{cm^3}$,总质量$100\ \mathrm{g}$,液体质量$m_{B液}=100\ \mathrm{g}-20\ \mathrm{g}=80\ \mathrm{g}$,则$\rho_B=\frac{80\ \mathrm{g}}{40\ \mathrm{cm^3}}=2\ \mathrm{g/cm^3}$,$\rho_B=2\ \mathrm{g/cm^3}≠3\rho_C$,故⑥错误。
综上,正确的判断为①③④⑤,共4个,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
密度计算、m-V图像
【点评】
本题是密度知识的典型应用,关键在于明确总质量包含容器质量,需通过联立方程求解容器质量和液体密度,考查学生对图像的分析和公式的运用能力。
【难度系数】
0.5
3.(传统文化)[湖北中考改编]律管是古人用来给乐器定音的工具,其中最长的一根叫黄钟律管,如图。据文献记载,它还曾作为汉代统一度量衡的标准,管长九寸(约20 cm),在管腔中装满大小适中的黍,体积为一龠(约10 mL),质量为十二铢(约7.8 g),由此推算汉代一寸约为

2.22
cm(保留两位小数),黍的密度约为0.78
g/cm³。答案
3. 2.22;0.78
解析
【分析】
本题需根据题目给出的汉代度量衡相关数据,分别计算汉代一寸的长度和黍的密度。首先,利用“9寸约20cm”的信息,通过除法计算1寸的长度;其次,利用“黍的质量和体积”,结合密度公式计算密度,注意体积单位的换算(1mL=1cm³)。
【解析】
1. 计算汉代一寸的长度:已知9寸约为20cm,因此1寸的长度为 $ \frac{20}{9} \approx 2.22 \, \mathrm{cm} $(保留两位小数)。
2. 计算黍的密度:已知黍的质量为7.8g,体积为10mL,因为 $ 1 \, \mathrm{mL} = 1 \, \mathrm{cm}^3 $,所以体积为10cm³。根据密度公式 $ \rho = \frac{m}{V} $,可得黍的密度为 $ \frac{7.8}{10} = 0.78 \, \mathrm{g/cm}^3 $。
【答案】
2.22;0.78
【知识点】
长度单位换算、密度计算
【点评】
本题结合传统文化中的度量衡知识,考查基础的长度计算和密度公式应用,需要准确提取题目数据并进行单位换算,难度适中。
【难度系数】
0.6
本题需根据题目给出的汉代度量衡相关数据,分别计算汉代一寸的长度和黍的密度。首先,利用“9寸约20cm”的信息,通过除法计算1寸的长度;其次,利用“黍的质量和体积”,结合密度公式计算密度,注意体积单位的换算(1mL=1cm³)。
【解析】
1. 计算汉代一寸的长度:已知9寸约为20cm,因此1寸的长度为 $ \frac{20}{9} \approx 2.22 \, \mathrm{cm} $(保留两位小数)。
2. 计算黍的密度:已知黍的质量为7.8g,体积为10mL,因为 $ 1 \, \mathrm{mL} = 1 \, \mathrm{cm}^3 $,所以体积为10cm³。根据密度公式 $ \rho = \frac{m}{V} $,可得黍的密度为 $ \frac{7.8}{10} = 0.78 \, \mathrm{g/cm}^3 $。
【答案】
2.22;0.78
【知识点】
长度单位换算、密度计算
【点评】
本题结合传统文化中的度量衡知识,考查基础的长度计算和密度公式应用,需要准确提取题目数据并进行单位换算,难度适中。
【难度系数】
0.6
4.(保护环境)增大植被覆盖面积、减少水土流失是我国保护生态环境的一项重要措施。某次台风过后,闽江水中含有大量的泥沙,经测量,每立方米的江水中平均含泥沙量约为10 kg,合每立方厘米含泥沙量约为
0.01
g;设在某一时间段里,每分钟流经某江段的水量为1 000 m³,则每小时将流失约$6×10^5$
kg的泥沙。答案
4.0.01;$6×10^5$ 【点拨】每立方米的江水中平均含泥沙量约为10 kg,每立方厘米是每立方米的 $10^{-6}$,每立方厘米含沙质量也是每立方米的 $10^{-6}$,即 $m=10^{-6}×10\ \mathrm{kg}=10^{-5}\ \mathrm{kg}=0.01\ \mathrm{g}$;每小时水的流量 $V=1\ 000\ \mathrm{m^3/min}×60\ \mathrm{min}=60\ 000\ \mathrm{m^3}$,所以每小时将流失泥沙的质量 $m'=\rho V=10\ \mathrm{kg/m^3}×60\ 000\ \mathrm{m^3}=6×10^5\ \mathrm{kg}$。
解析
【分析】
本题考查密度相关的单位换算与质量计算,解题思路分两步:第一步将每立方米的含沙量换算为每立方厘米的含沙量,需利用体积单位(1m³=10⁶cm³)和质量单位(1kg=1000g)的换算关系;第二步计算每小时流经的总水量,再结合每立方米含沙量求出流失泥沙的总质量,核心是掌握单位换算和质量公式m=ρV的应用。
【解析】
1. 计算每立方厘米含泥沙量:
已知每立方米含泥沙10kg,1m³=10⁶cm³,10kg=10×1000g=10⁴g,
则每立方厘米含泥沙量为:$\frac{10^4\ \mathrm{g}}{10^6\ \mathrm{cm}^3}=0.01\ \mathrm{g/cm}^3$。
2. 计算每小时流失泥沙质量:
每分钟流经水量为1000m³,1小时=60分钟,故每小时总水量:
$V=1000\ \mathrm{m}^3/\mathrm{min}×60\ \mathrm{min}=6×10^4\ \mathrm{m}^3$,
每立方米含泥沙10kg,因此每小时流失泥沙质量:
$m=10\ \mathrm{kg/m}^3×6×10^4\ \mathrm{m}^3=6×10^5\ \mathrm{kg}$。
【答案】
0.01;$6×10^5$
【知识点】
密度单位换算、质量计算
【点评】
本题为基础应用类题目,主要考查单位换算和密度公式的简单应用,解题关键是准确完成体积、质量单位的转换,步骤清晰即可得出结果,难度较低。
【难度系数】
0.8
本题考查密度相关的单位换算与质量计算,解题思路分两步:第一步将每立方米的含沙量换算为每立方厘米的含沙量,需利用体积单位(1m³=10⁶cm³)和质量单位(1kg=1000g)的换算关系;第二步计算每小时流经的总水量,再结合每立方米含沙量求出流失泥沙的总质量,核心是掌握单位换算和质量公式m=ρV的应用。
【解析】
1. 计算每立方厘米含泥沙量:
已知每立方米含泥沙10kg,1m³=10⁶cm³,10kg=10×1000g=10⁴g,
则每立方厘米含泥沙量为:$\frac{10^4\ \mathrm{g}}{10^6\ \mathrm{cm}^3}=0.01\ \mathrm{g/cm}^3$。
2. 计算每小时流失泥沙质量:
每分钟流经水量为1000m³,1小时=60分钟,故每小时总水量:
$V=1000\ \mathrm{m}^3/\mathrm{min}×60\ \mathrm{min}=6×10^4\ \mathrm{m}^3$,
每立方米含泥沙10kg,因此每小时流失泥沙质量:
$m=10\ \mathrm{kg/m}^3×6×10^4\ \mathrm{m}^3=6×10^5\ \mathrm{kg}$。
【答案】
0.01;$6×10^5$
【知识点】
密度单位换算、质量计算
【点评】
本题为基础应用类题目,主要考查单位换算和密度公式的简单应用,解题关键是准确完成体积、质量单位的转换,步骤清晰即可得出结果,难度较低。
【难度系数】
0.8
5.(图像分析[盐城期中]如图是一定质量水的体积随温度变化图像,分析图像可知,水在4 ℃时的

密度
最大;夏季将一瓶常温纯净水放入1 ℃的冰箱冷藏室中,水的体积将先变小后变大
。答案
5.密度;先变小后变大
解析
【分析】
要解决这道题,需结合密度公式和图像分析:一定质量的水,质量不变,根据ρ=m/V,体积与密度成反比,因此判断密度大小可看体积;再分析温度变化时体积的变化趋势,结合图像得出结论。
【解析】
1. 第一个空:一定质量的水,质量m恒定,由密度公式ρ = m/V可知,体积V越小,密度ρ越大。观察图像,水在4℃时体积最小,所以水在4℃时的密度最大。
2. 第二个空:常温的水温度高于4℃,放入1℃的冷藏室时,温度变化分为两个阶段:从常温降到4℃,结合图像,此阶段水的体积随温度降低而变小;从4℃降到1℃,此阶段水的体积随温度降低而变大,因此水的体积整体变化是先变小后变大。
【答案】
密度;先变小后变大
【知识点】
密度与温度;图像分析
【点评】
本题利用体积-温度图像考查水的密度变化规律,核心是结合密度公式和图像分析,需理解水的反常膨胀特性,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需结合密度公式和图像分析:一定质量的水,质量不变,根据ρ=m/V,体积与密度成反比,因此判断密度大小可看体积;再分析温度变化时体积的变化趋势,结合图像得出结论。
【解析】
1. 第一个空:一定质量的水,质量m恒定,由密度公式ρ = m/V可知,体积V越小,密度ρ越大。观察图像,水在4℃时体积最小,所以水在4℃时的密度最大。
2. 第二个空:常温的水温度高于4℃,放入1℃的冷藏室时,温度变化分为两个阶段:从常温降到4℃,结合图像,此阶段水的体积随温度降低而变小;从4℃降到1℃,此阶段水的体积随温度降低而变大,因此水的体积整体变化是先变小后变大。
【答案】
密度;先变小后变大
【知识点】
密度与温度;图像分析
【点评】
本题利用体积-温度图像考查水的密度变化规律,核心是结合密度公式和图像分析,需理解水的反常膨胀特性,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
6. ★★★(新定义)人民健康是民族昌盛和国家富强的重要标志之一,我们每个人都是自己健康的第一责任人。在体质检测中使用体质指数(BMI)作为衡量胖瘦程度与健康状况的一个依据(如表),其计算公式为$\mathrm{BMI}=\frac{m}{h^2}$。其中身体质量$m$的单位为kg,身高$h$的单位为m。
(1)小王同学在本学期的体检中测出身高为160 cm,质量为72 kg,则他的体质指数为

(2)(科学态度与责任)我国某举重运动员分别以125公斤、279公斤打破女子76公斤级抓举、总成绩两项世界纪录。该名运动员的体质指数属于超重,并不属于健康人群。可见只依靠体质指数来判断身体是否健康是
(1)小王同学在本学期的体检中测出身高为160 cm,质量为72 kg,则他的体质指数为
28.125
$\mathrm{kg/m}^2$,根据表格判断他属于轻度肥胖
。(2)(科学态度与责任)我国某举重运动员分别以125公斤、279公斤打破女子76公斤级抓举、总成绩两项世界纪录。该名运动员的体质指数属于超重,并不属于健康人群。可见只依靠体质指数来判断身体是否健康是
不准确
(选填“准确”或“不准确”)的。答案
6.(1)28.125;轻度肥胖 (2)不准确
解析
【分析】
本题分为两小问,第(1)问需先明确体质指数(BMI)的计算公式,注意身高单位要统一为米,代入公式计算BMI后,对照表格判断胖瘦程度;第(2)问需结合题目给出的运动员案例,分析仅用BMI判断健康状况的合理性。
【解析】
(1) 首先统一单位:小王的身高$ h = 160\ \mathrm{cm} = 1.6\ \mathrm{m} $,根据BMI公式$ \mathrm{BMI} = \frac{m}{h^2} $,代入质量$ m = 72\ \mathrm{kg} $,可得:
$ \mathrm{BMI} = \frac{72}{1.6^2} = \frac{72}{2.56} = 28.125\ \mathrm{kg/m}^2 $;
对照表格,BMI在$ 28∼29.9\ \mathrm{kg/m}^2 $范围内属于轻度肥胖,因此小王属于轻度肥胖。
(2) 题目中举重运动员的体质指数属于超重,但不属于健康人群,说明仅依靠体质指数判断身体是否健康是不准确的。
【答案】
(1) $ 28.125 $;轻度肥胖 (2) 不准确
【知识点】
体质指数计算,单位换算,数据分析判断
【点评】
本题结合生活实际考查新定义的应用,难度不大,关键是注意单位统一和准确对照表格,同时培养学生的数据分析能力和健康意识。
【难度系数】
0.6
本题分为两小问,第(1)问需先明确体质指数(BMI)的计算公式,注意身高单位要统一为米,代入公式计算BMI后,对照表格判断胖瘦程度;第(2)问需结合题目给出的运动员案例,分析仅用BMI判断健康状况的合理性。
【解析】
(1) 首先统一单位:小王的身高$ h = 160\ \mathrm{cm} = 1.6\ \mathrm{m} $,根据BMI公式$ \mathrm{BMI} = \frac{m}{h^2} $,代入质量$ m = 72\ \mathrm{kg} $,可得:
$ \mathrm{BMI} = \frac{72}{1.6^2} = \frac{72}{2.56} = 28.125\ \mathrm{kg/m}^2 $;
对照表格,BMI在$ 28∼29.9\ \mathrm{kg/m}^2 $范围内属于轻度肥胖,因此小王属于轻度肥胖。
(2) 题目中举重运动员的体质指数属于超重,但不属于健康人群,说明仅依靠体质指数判断身体是否健康是不准确的。
【答案】
(1) $ 28.125 $;轻度肥胖 (2) 不准确
【知识点】
体质指数计算,单位换算,数据分析判断
【点评】
本题结合生活实际考查新定义的应用,难度不大,关键是注意单位统一和准确对照表格,同时培养学生的数据分析能力和健康意识。
【难度系数】
0.6
7. ★★★(科学思维)查阅资料可知酒精度的含义是“酒中含酒精的体积百分比”,如酒精度“50%vol”的酒,表示100 mL的酒中有酒精50 mL。则酒精度“53%vol”的酒密度要比“50%vol”的酒
小
(选填“大”或“小”)。现有酒精度“60%vol”和酒精度“20%vol”的酒液若干,用酒精度“60%vol”和酒精度“20%vol”这两种酒液进行勾兑,获得了2000 mL酒精度“52%vol”的酒液,则所用酒精度“60%vol”酒液的质量为1 408
g。若勾兑后酒液的密度是0.91 g/cm³,则该酒的度数为“45
%vol”。(不考虑酒液混合后体积减小,酒液中的微量元素忽略不计,$\rho_{水}=1\ \mathrm{g/cm}^3$,$\rho_{酒}=0.8\ \mathrm{g/cm}^3$)答案
7.小;1 408;45 【点拨】酒精度“50%vol”的酒,表示100 mL的酒中有酒精50 mL,酒精度“53%vol”的酒,表示100 mL的酒中有酒精53 mL,水的密度比酒精大,酒精度越大,密度越小,故酒精度“53%vol”的酒密度要比“50%vol”的酒小。勾兑后获得了2 000 mL酒精度“52%vol”的酒液,假设所用酒精度“60%vol”的酒液的体积为V,酒精度“20%vol”的酒液体积为 $2\ 000\ \mathrm{cm^3}-V$;酒精的含量不变,则 $60\% × V + 20\% ×(2\ 000\ \mathrm{cm^3}-V)=2\ 000\ \mathrm{cm^3}×52\%$,解得 $V=1\ 600\ \mathrm{cm^3}$;$1\ 600\ \mathrm{cm^3}$ 酒精度“60%vol”的酒液中的酒精质量 $m_{\mathrm{酒精}}=\rho_{\mathrm{酒}}×60\% × V=0.8\ \mathrm{g/cm^3}×60\% ×1\ 600\ \mathrm{cm^3}=768\ \mathrm{g}$;水的质量 $m_{\mathrm{水}}=\rho_{\mathrm{水}}×(1-60\%)× V=1.0\ \mathrm{g/cm^3}×40\% ×1\ 600\ \mathrm{cm^3}=640\ \mathrm{g}$;酒精度“60%vol”酒液的质量 $m=m_{\mathrm{水}}+m_{\mathrm{酒精}}=640\ \mathrm{g}+768\ \mathrm{g}=1\ 408\ \mathrm{g}$;若勾兑后酒液的密度是 $0.91\ \mathrm{g/cm^3}$,假设酒精度为a,体积为 $V'$;$V'$ 中的酒精质量 $m_{\mathrm{酒精}}'=\rho_{\mathrm{酒}}× a × V'=0.8\ \mathrm{g/cm^3}× a V'$;水的质量 $m_{\mathrm{水}}'=\rho_{\mathrm{水}}×(1-a)× V'=1.0\ \mathrm{g/cm^3}×(1-a)× V'$;则酒液的质量 $m'=m_{\mathrm{酒精}}'+m_{\mathrm{水}}'=0.8\ \mathrm{g/cm^3}× a V' +1.0\ \mathrm{g/cm^3}×(1-a)× V'=(1-0.2a)\ \mathrm{g/cm^3}× V'$;根据 $\rho=\frac{m}{V}$ 知,$0.91\ \mathrm{g/cm^3}=\frac{(1-0.2a)\mathrm{g/cm^3}× V'}{V'}$;解得 $a=45\%$。
解析
【分析】
首先,酒精度是酒精体积百分比,酒精密度小于水,酒精度越高,酒精占比越大,混合液密度越小,可先比较前两个酒精度的密度;其次,勾兑时混合前后酒精的总体积不变,据此列方程求出60%vol酒液的体积,再计算其总质量;最后,利用密度公式,结合酒精度与密度的关系,代入已知密度求解酒精度。
【解析】
1. 比较密度:水的密度$\rho_{水}=1\ \mathrm{g/cm^3}$,酒精密度$\rho_{酒}=0.8\ \mathrm{g/cm^3}$,酒精密度小于水。酒精度越高,酒精体积占比越大,混合液密度越接近酒精密度,因此酒精度“53%vol”的酒密度比“50%vol”的酒小。
2. 计算60%vol酒液的质量:设所用60%vol酒液的体积为$V$,则20%vol酒液的体积为$2000\ \mathrm{cm^3}-V$。混合后酒精体积不变,列方程:
$60\% × V + 20\% × (2000\ \mathrm{cm^3}-V) = 2000\ \mathrm{cm^3} × 52\%$
化简得:$0.4V + 400 = 1040$,解得$V=1600\ \mathrm{cm^3}$。
60%vol酒液中,酒精体积为$0.6 × 1600\ \mathrm{cm^3}=960\ \mathrm{cm^3}$,质量$m_{酒}=0.8\ \mathrm{g/cm^3} × 960\ \mathrm{cm^3}=768\ \mathrm{g}$;
水体积为$0.4 × 1600\ \mathrm{cm^3}=640\ \mathrm{cm^3}$,质量$m_{水}=1\ \mathrm{g/cm^3} × 640\ \mathrm{cm^3}=640\ \mathrm{g}$;
总质量$m=768\ \mathrm{g}+640\ \mathrm{g}=1408\ \mathrm{g}$。
3. 求酒精度:设酒精度为$a\%vol$,取体积为$V'$的酒液,总质量$m'=\rho_{酒} × a\% × V' + \rho_{水} × (1-a\%) × V'$,密度$\rho=\frac{m'}{V'}=0.8 × a\% + 1 × (1-a\%)=1 - 0.002a$。
代入$\rho=0.91\ \mathrm{g/cm^3}$,得$0.91=1 -0.002a$,解得$a=45$。
【答案】
小;1408;45
【知识点】
密度的计算、溶液混合问题、体积百分比应用
【点评】
本题结合生活中的酒精度问题,考查密度公式的应用及混合溶液的计算,关键是理解酒精度的定义,利用混合前后酒精体积不变的特点列方程,难度适中,需要学生具备一定的逻辑分析和计算能力。
【难度系数】
0.6
首先,酒精度是酒精体积百分比,酒精密度小于水,酒精度越高,酒精占比越大,混合液密度越小,可先比较前两个酒精度的密度;其次,勾兑时混合前后酒精的总体积不变,据此列方程求出60%vol酒液的体积,再计算其总质量;最后,利用密度公式,结合酒精度与密度的关系,代入已知密度求解酒精度。
【解析】
1. 比较密度:水的密度$\rho_{水}=1\ \mathrm{g/cm^3}$,酒精密度$\rho_{酒}=0.8\ \mathrm{g/cm^3}$,酒精密度小于水。酒精度越高,酒精体积占比越大,混合液密度越接近酒精密度,因此酒精度“53%vol”的酒密度比“50%vol”的酒小。
2. 计算60%vol酒液的质量:设所用60%vol酒液的体积为$V$,则20%vol酒液的体积为$2000\ \mathrm{cm^3}-V$。混合后酒精体积不变,列方程:
$60\% × V + 20\% × (2000\ \mathrm{cm^3}-V) = 2000\ \mathrm{cm^3} × 52\%$
化简得:$0.4V + 400 = 1040$,解得$V=1600\ \mathrm{cm^3}$。
60%vol酒液中,酒精体积为$0.6 × 1600\ \mathrm{cm^3}=960\ \mathrm{cm^3}$,质量$m_{酒}=0.8\ \mathrm{g/cm^3} × 960\ \mathrm{cm^3}=768\ \mathrm{g}$;
水体积为$0.4 × 1600\ \mathrm{cm^3}=640\ \mathrm{cm^3}$,质量$m_{水}=1\ \mathrm{g/cm^3} × 640\ \mathrm{cm^3}=640\ \mathrm{g}$;
总质量$m=768\ \mathrm{g}+640\ \mathrm{g}=1408\ \mathrm{g}$。
3. 求酒精度:设酒精度为$a\%vol$,取体积为$V'$的酒液,总质量$m'=\rho_{酒} × a\% × V' + \rho_{水} × (1-a\%) × V'$,密度$\rho=\frac{m'}{V'}=0.8 × a\% + 1 × (1-a\%)=1 - 0.002a$。
代入$\rho=0.91\ \mathrm{g/cm^3}$,得$0.91=1 -0.002a$,解得$a=45$。
【答案】
小;1408;45
【知识点】
密度的计算、溶液混合问题、体积百分比应用
【点评】
本题结合生活中的酒精度问题,考查密度公式的应用及混合溶液的计算,关键是理解酒精度的定义,利用混合前后酒精体积不变的特点列方程,难度适中,需要学生具备一定的逻辑分析和计算能力。
【难度系数】
0.6
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