專題07 質(zhì)量和密度(講義)(原卷版)_第1頁(yè)
專題07 質(zhì)量和密度(講義)(原卷版)_第2頁(yè)
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專題07質(zhì)量和密度(講義)(原卷版)目錄考情分析 2知識(shí)建構(gòu) 3TOC\o"1-3"\h\u考點(diǎn)一質(zhì)量 3夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理 3提升·必考題型歸納 5考向01質(zhì)量與質(zhì)量的估測(cè) 5考向02用天平測(cè)物體的質(zhì)量 6考點(diǎn)二密度 7夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理 7提升·必考題型歸納 9考向01密度概念與密度公式 9考向02密度相關(guān)計(jì)算與應(yīng)用 10考點(diǎn)三測(cè)量物質(zhì)的密度 10夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理 10提升·必考題型歸納 13考向01密度測(cè)量 13考向02特殊方法測(cè)密度 15考點(diǎn)四密度與社會(huì)生活 17夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理 17提升·必考題型歸納 18考向01密度與溫度、水的反向膨脹 18考向02利用密度鑒別物質(zhì) 19考向03混合物密度 19

一、課標(biāo)考點(diǎn)分析考點(diǎn)內(nèi)容課標(biāo)要求命題預(yù)測(cè)質(zhì)量與質(zhì)量的測(cè)量初步認(rèn)識(shí)質(zhì)量的概念,會(huì)用托盤(pán)天平測(cè)量固體和液體的質(zhì)量本單元屬于必考內(nèi)容。考試題型有選擇題、填空題、實(shí)驗(yàn)題和綜合題,以上題型在中考試卷都有出現(xiàn)。考查命題點(diǎn)有:質(zhì)量的概念及其測(cè)量、物體質(zhì)量的估測(cè)、密度的概念與簡(jiǎn)單計(jì)算、測(cè)量物質(zhì)的密度、應(yīng)用密度知識(shí)分析生活中的現(xiàn)象、密度的綜合應(yīng)用等。在本單元的考點(diǎn)中,物體質(zhì)量的估測(cè)、密度的簡(jiǎn)單計(jì)算、密度的應(yīng)用和物質(zhì)密度測(cè)量屬于常考熱點(diǎn),但也經(jīng)常會(huì)和壓強(qiáng)與浮力等考點(diǎn)結(jié)合組成考題,應(yīng)引起廣大考生的重視。以上考點(diǎn)經(jīng)常與生活中常見(jiàn)物理現(xiàn)象和應(yīng)用相結(jié)合。密度及其簡(jiǎn)單計(jì)算通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解密度的概念。嘗試用密度知識(shí)解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題測(cè)量物質(zhì)的密度會(huì)用量筒測(cè)量固體和液體的體積。會(huì)用簡(jiǎn)單的方法測(cè)量固體和液體的密度密度的應(yīng)用能解釋生活中一些與密度有關(guān)的物理現(xiàn)象;會(huì)根據(jù)物質(zhì)的一些屬性將物體分類,并了解這些屬性的簡(jiǎn)單應(yīng)用二、考情分析《質(zhì)量與密度》是中考必考內(nèi)容。在各地區(qū)中考試卷中,由于試卷結(jié)構(gòu)的不同,題量和分值也存在差異,一般情況下本單元所占分值在2-6分之間,題目數(shù)量也在1-2題之間。從考題出現(xiàn)的概率看,主要有:質(zhì)量的概念與估測(cè)、密度的簡(jiǎn)單計(jì)算、物質(zhì)密度的測(cè)量等。在這里還應(yīng)特別提醒的是物體的質(zhì)量是物體的一種屬性,物體的密度是物體的一種性質(zhì),物體的密度與物體的溫度和狀態(tài)有關(guān),是可能會(huì)變的。

考點(diǎn)一質(zhì)量一、質(zhì)量1.質(zhì)量的概念:自然界中的一切物體都是由組成的,組成物體的物質(zhì)有多有少。比如,鐵錘和鐵釘都是由鐵這種物質(zhì)組成的,但所含物質(zhì)的多少不同。物體所含物質(zhì)的多少叫質(zhì)量,通常用字母m表示。“物體”與“物質(zhì)”的比較“物體”與“物質(zhì)”的比較(1)物體是指具有一定形狀、占據(jù)一定空間、有體積和質(zhì)量的實(shí)物,比如高山、書(shū)桌、課本、太陽(yáng),這些都是物體。(2)物質(zhì)是指組成物體的材料,例如鐵、水、木頭等。(3)一個(gè)物體可以由一種物質(zhì)組成,例如鐵釘;一個(gè)物體也可以由多種物質(zhì)組成,例如斧頭由木頭和鐵組成。同種物質(zhì)可以組成不同物體,如用鐵可以做成鐵軌、鐵管等不同的物體。2.質(zhì)量的單位(1)單位:在國(guó)際單位制中,質(zhì)量的單位是,符號(hào)是。質(zhì)量常用單位還有噸(t)、克(g)、毫克(mg)。(2)質(zhì)量單位的換算關(guān)系:1t=1000kg,1kg=1000g,1g=1000mg;1g=10-3kg,1mg=10-3g=10-6kg。(3)常見(jiàn)物體的質(zhì)量一枚一元硬幣6g一枚雞蛋50g一個(gè)蘋(píng)果約150g一只大公雞約3kg一名中學(xué)生約50kg一頭大象約6t地球約6×1024kg太陽(yáng)約2×1030kg二、質(zhì)量的測(cè)量在生產(chǎn)、生活中,我們經(jīng)常需要知道物體質(zhì)量大小,例如買糧、買菜,一般都需要稱處貨品的質(zhì)量。(1)生活中常見(jiàn)的測(cè)量質(zhì)量的工具有臺(tái)秤、電子秤、案秤、桿秤,以及測(cè)量載重汽車的質(zhì)量時(shí)用的電子磅等。(2)在學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室和工廠的化驗(yàn)室里,常用的測(cè)量工具是天平。臺(tái)秤電子秤案秤桿秤三、天平的使用1.天平的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室常用的測(cè)量質(zhì)量的工具是托盤(pán)天平,如圖所示。托盤(pán)天平的構(gòu)造:分度盤(pán)、指針、橫梁、游碼、標(biāo)尺、底座、平衡螺母、托盤(pán)等,每臺(tái)天平都有一盒配套的砝碼。2.托盤(pán)天平的使用步驟測(cè)量前的準(zhǔn)備放把天平放在水平臺(tái)面上,對(duì)于需要調(diào)節(jié)底座水平的天平,應(yīng)先調(diào)節(jié)底座下面的螺釘,使底座水平撥把游碼撥到標(biāo)尺左端的零刻度線調(diào)調(diào)節(jié)橫梁兩端的平衡螺母,使指針指在分度盤(pán)中央的刻度線處(或使指針在中央刻度線左右兩側(cè)擺動(dòng)的幅度相等)。這一步的目的是把天平橫梁調(diào)平衡,具體操作方法:如果指針向左偏,應(yīng)將平衡螺母向右調(diào);如果指針向右偏,應(yīng)將平衡螺母向左調(diào),可簡(jiǎn)記為“左偏右調(diào),右偏左調(diào)”。對(duì)于左、右兩端各有一個(gè)平衡螺母的托盤(pán)天平來(lái)說(shuō),兩邊的平衡螺母的調(diào)節(jié)方向是一致的??从^察天平的稱量(稱量是天平能稱的最大質(zhì)量)和標(biāo)尺的分度值。被測(cè)物體的質(zhì)量不能超過(guò)天平的稱量,否則不但測(cè)不出物體的質(zhì)量,還有可能損壞天平。游碼在標(biāo)尺上每向右移動(dòng)一個(gè)小格,就相當(dāng)于在右盤(pán)中增加一個(gè)小砝碼,所以在使用前需觀察標(biāo)尺上每小格所代表的質(zhì)量。測(cè)量和讀數(shù)測(cè)稱量前,估計(jì)一下被測(cè)物體的質(zhì)量;測(cè)量時(shí),把被測(cè)物體放在左盤(pán)中,然后根據(jù)所估計(jì)的質(zhì)量用鑷子按“先打后小”的順序依次向右盤(pán)試加砝碼,若添加或取下最小砝碼后,天平仍不平衡,則需要用鑷子調(diào)節(jié)游碼在標(biāo)尺上的位置,直至天平的橫梁恢復(fù)平衡。讀右盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量加上游碼示數(shù)(游碼左側(cè)邊緣在標(biāo)尺上所對(duì)的刻度值,不估讀),就等于左盤(pán)中被測(cè)物體的質(zhì)量。如圖所示,游碼的示數(shù)是2g,被測(cè)物體質(zhì)量為:50g+10g+2g=62g。使用后的整理收測(cè)量完畢,先將被測(cè)物體取下,然后用鑷子把砝碼放回砝碼盒中,把砝碼撥回標(biāo)尺左端的零刻度線處。特別提醒:天平使用時(shí)的注意事項(xiàng)1.每個(gè)天平都有自己的稱量和感量,也就是它能稱的最大質(zhì)量和最小質(zhì)量,被測(cè)物體的質(zhì)量超過(guò)稱量和感量時(shí),均不能直接稱量。2.天平和砝碼應(yīng)保持干燥、清潔,向右盤(pán)中加減砝碼盒移動(dòng)游碼時(shí)都有用鑷子,不能用手直接接觸砝碼盒游碼,不能把砝碼弄濕、弄臟,以避免砝碼、游碼因銹蝕、磨損而使其質(zhì)量發(fā)生變化,造成測(cè)量不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。3.潮濕的物體和化學(xué)藥品會(huì)污染圖片托盤(pán),所以不能直接將其放到天平的托盤(pán)中,應(yīng)盛放在其他容器中測(cè)量。注意此時(shí)測(cè)出的是待測(cè)物體和容器的總質(zhì)量。4.為保護(hù)天平不被損壞,加減砝碼時(shí)要輕拿輕放。5.已調(diào)節(jié)好的天平如果移動(dòng)了位置,需重新調(diào)節(jié)平衡后方可測(cè)量。6.天平平衡后,兩個(gè)托盤(pán)不能互換位置,否則要重新調(diào)節(jié)平衡。7.判斷天平是否平衡,不一定要等到指針靜止下來(lái),也可以通過(guò)觀察指針左右擺動(dòng)的幅度是否相等來(lái)確定。3.天平的非正常使用(1)游碼未歸零:使用游碼未歸零就調(diào)平的天平測(cè)量物體質(zhì)量時(shí),相當(dāng)于在右盤(pán)中已放上一個(gè)與游碼初始示數(shù)相同的小砝碼,因此物體的實(shí)際質(zhì)量等于砝碼質(zhì)量和最后游碼示數(shù)之和減去初始游碼示數(shù)。(2)物、碼放反:天平的等量關(guān)系為:m左=m右+m游,當(dāng)錯(cuò)誤地“左碼右物”放置時(shí),天平的等量關(guān)系為:m碼=m物+m游,則物體質(zhì)量等于砝碼質(zhì)量減去游碼示數(shù),即m物=m碼+m游。4.物體質(zhì)量的特殊測(cè)量方法(1)積累法(測(cè)多算少法)測(cè)微小物體的質(zhì)量:當(dāng)被測(cè)物體的質(zhì)量很小時(shí),如一枚大頭針、一粒米、一個(gè)圖釘?shù)龋覀儫o(wú)法利用天平直接測(cè)量單個(gè)物體質(zhì)量,此時(shí)可以利用測(cè)多算少的方法測(cè)出一定數(shù)量物體的總質(zhì)量,再除以物體的數(shù)量得到一個(gè)物體的質(zhì)量。如要測(cè)量一枚大頭針的質(zhì)量,我們可以先測(cè)出多枚大頭針的總質(zhì)量m總,再用總質(zhì)量除以大頭針的枚數(shù)n,即可得出一枚大頭針的質(zhì)量:。(2)取樣法(測(cè)少算多法)測(cè)較大物體的質(zhì)量:測(cè)量較大物體質(zhì)量時(shí),如果物體的材質(zhì)相同可以采用取樣法。如測(cè)量已知總長(zhǎng)度為l總的銅線的質(zhì)量m總時(shí),若銅線的質(zhì)量太大而無(wú)法用太平直接測(cè)量,可以先測(cè)量出其中一小段銅線的質(zhì)量m,再測(cè)出這一小段銅線的長(zhǎng)度l,根據(jù)這一段銅線的長(zhǎng)度和銅線的總長(zhǎng)度之間的比例關(guān)系計(jì)算銅線的總質(zhì)量,即:。四、質(zhì)量是物體的基本屬性現(xiàn)象現(xiàn)象分析探究歸納一塊橡皮泥,被捏成各種動(dòng)物形狀物體的形狀發(fā)生了變化,但物體的質(zhì)量沒(méi)有變化質(zhì)量時(shí)物體本身的一種屬性,它不隨物體的形狀、狀態(tài)和所處的空間位置的變化而變化一杯水結(jié)成冰,把鐵塊放入煉鋼爐熔化成鐵水物體的狀態(tài)發(fā)生了變化,但質(zhì)量沒(méi)變把小鐵塊從南極拿到北極物體在空間位置發(fā)生了變化,但物體質(zhì)量沒(méi)變形狀指物體彎曲、拉伸、壓縮等,并不是指物體被削去一部分或增加一部分。如將鋼錠壓成鋼板,其質(zhì)量不變;而將鋼錠銼成鋼球,質(zhì)量會(huì)減小。形狀指物體彎曲、拉伸、壓縮等,并不是指物體被削去一部分或增加一部分。如將鋼錠壓成鋼板,其質(zhì)量不變;而將鋼錠銼成鋼球,質(zhì)量會(huì)減小??枷?1質(zhì)量與質(zhì)量的估測(cè)質(zhì)量的估測(cè):質(zhì)量的估測(cè):(1)了解身邊常見(jiàn)物體的質(zhì)量;(2)將不熟悉的單位換算成熟悉的單位,然后再判斷是否合理。質(zhì)量是物體的基本屬性:質(zhì)量是物體的基本屬性,物體質(zhì)量與物體的形狀、狀態(tài)和空間位置無(wú)關(guān)?!纠?】(2023·廣州)“掬手為升”是我國(guó)古代的計(jì)量方法之一,掬即為雙手捧。如圖,人雙手捧起的米質(zhì)量約為()。A.3g B.300g C.30kg D.300kg【變式1-1】下列關(guān)于質(zhì)量的說(shuō)法中正確的是()。A.水結(jié)成冰后質(zhì)量變大了B.1kg的棉花比1kg的鐵塊質(zhì)量小C.將鐵塊壓成鐵餅,質(zhì)量減小了D.物理書(shū)在北京和上海的質(zhì)量是一樣的【變式1-2】(2023·河北)對(duì)中學(xué)生體育運(yùn)動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)的估測(cè),符合實(shí)際的是()。A.立定跳遠(yuǎn)的跳躍距離約為2mB.一個(gè)籃球的質(zhì)量約為100gC.800m比賽后體溫約為45℃D.100m跑的成績(jī)約為8s【變式1-3】“玉兔”月球車的質(zhì)量為140kg,合______t。從地球到月球上,月球車的質(zhì)量______(選填“變大”“變小”或“不變”)??枷?2用天平測(cè)物體的質(zhì)量(1)天平的錯(cuò)誤操作對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響:(1)天平的錯(cuò)誤操作對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響:正確使用托盤(pán)天平時(shí),左盤(pán)內(nèi)被測(cè)物體的質(zhì)量=天平的讀數(shù)。當(dāng)游碼不在零刻度線處就開(kāi)始測(cè)量時(shí),左盤(pán)內(nèi)被測(cè)物體物體的質(zhì)量=天平的讀數(shù)-原來(lái)游碼的讀數(shù)。(2)問(wèn)題砝碼對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響:1)砝碼磨損時(shí)質(zhì)量變?。ū葮?biāo)注的質(zhì)量?。瑴y(cè)量時(shí)需要多加砝碼或多移動(dòng)游碼才能使天平平衡,所以會(huì)造成測(cè)量結(jié)果偏大;(2)砝碼生銹時(shí)質(zhì)量變大(比標(biāo)注的質(zhì)量大),測(cè)量時(shí)少加砝碼或少移動(dòng)游碼就能使天平平衡,所以會(huì)造成測(cè)量結(jié)果偏小。【例2】(2023·牡丹江)下列關(guān)于托盤(pán)天平的使用,正確的是()。A.稱量前,游碼放到標(biāo)尺左端的零刻度線處;B.稱量時(shí),物體放在右盤(pán),砝碼放在左盤(pán);C.稱量時(shí),若橫梁不平衡,應(yīng)調(diào)節(jié)平衡螺母;D.讀數(shù)時(shí),被測(cè)物體的質(zhì)量與砝碼的質(zhì)量一定相等【變式2-1】(2023·深圳)如圖所示,亮亮同學(xué)做了如下測(cè)量:如圖1,物體質(zhì)量為:______g;如圖2,停表讀數(shù)為:______s;如圖3,彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為:______N。【變式2-2】(2023·蘇州)托盤(pán)天平相當(dāng)于______杠桿。調(diào)節(jié)天平平衡時(shí),指針如圖甲,此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向______調(diào)節(jié)。測(cè)量物體質(zhì)量時(shí),右盤(pán)砝碼及游碼示數(shù)如圖乙,物體質(zhì)量為_(kāi)_____g?!咀兪?-3】利用天平測(cè)物體的質(zhì)量時(shí),發(fā)現(xiàn)有一砝碼已經(jīng)粘上一些泥,這樣測(cè)出的質(zhì)量將比物體的實(shí)際質(zhì)量(

)。A.偏大B.偏小C.不變D.無(wú)法確定考點(diǎn)二密度一、密度1.密度的概念:大量實(shí)驗(yàn)表明,同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值是一定的。物質(zhì)不同,其比值一般不同,這反映了不同物質(zhì)的不同性質(zhì)。在物理學(xué)中,某種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與它的體積之比叫做這種物質(zhì)的密度(比值定義法)。密度用ρ表示,在數(shù)值上等于物體單位體積的質(zhì)量。2.對(duì)密度的理解(1)密度是物質(zhì)的一種性質(zhì),在條件一定情況下,每種物質(zhì)的密度是確定的,密度不隨物體的質(zhì)量或體積的變化而變化。例如,一杯牛奶的密度與一滴牛奶的密度一樣大。(2)物質(zhì)密度受物質(zhì)狀態(tài)和溫度的影響:當(dāng)物質(zhì)在固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之間轉(zhuǎn)換時(shí)(例如熔化、凝固等),或物體的溫度發(fā)生變化時(shí)(如熱脹冷縮),質(zhì)量不變,但體積發(fā)生變化,密度發(fā)生變化。如常溫常壓下水的密度為1.0×103kg/m3,變?yōu)楸竺芏葹?.9×103kg/m3。(3)日常生活中,人們往往感覺(jué)密度大的物質(zhì)“重”,密度小的物質(zhì)“輕”。比如,常說(shuō)的“鐵比棉花重”,實(shí)質(zhì)上是指鐵的密度比棉花的密度大,真正的重或輕取決于物體的質(zhì)量。3.密度公式:(1)密度公式中符號(hào)的意義和單位:(2)密度的變形公式:。4.對(duì)密度公式的理解(1)不能認(rèn)為物質(zhì)的密度與質(zhì)量成正比,與體積成反比。因?yàn)楫?dāng)物質(zhì)的質(zhì)量最大為原來(lái)的幾倍時(shí),其體積也增大為原來(lái)的幾倍;當(dāng)體積減小為原來(lái)的幾分之一時(shí),質(zhì)量也減小為原來(lái)的幾分之一,而比值(單位體積的質(zhì)量)始終不變,即。(2)公式是密度的定義式,適用于所有物體(包括氣體、液體和固體)密度的計(jì)算。5.密度的單位(1)密度的單位是由質(zhì)量單位和體積單位組合而成的,是一個(gè)復(fù)合單位。在國(guó)際單位制中,密度的單位是千克/米3,符號(hào)是kg/m3。(2)密度的常用單位還有克/厘米3,符號(hào)是g/m3。1g/cm3=103kg/m3。特別提醒:在利用密度公式進(jìn)行計(jì)算時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)質(zhì)量、體積和密度應(yīng)對(duì)應(yīng)同一個(gè)物體;(2)各物理量的單位一定要統(tǒng)一,一般有兩種統(tǒng)一方法:①質(zhì)量單位用kg,體積單位用m3,密度單位為kg/m3;②質(zhì)量單位用g,體積單位用cm3,密度單位為g/cm3。6.密度的物理意義:密度是物質(zhì)的一種性質(zhì),表示單位體積的某種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量。例如,純水的密度為1.0×103kg/m3,表示體積為1m3的純水的質(zhì)量為1.0×103kg。7.常見(jiàn)物質(zhì)的密度(1)常見(jiàn)物質(zhì)的密度值都是由條件的。如“常溫常壓下”、“0℃”、“標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下”等,若這些條件改變了,則物質(zhì)的密度值會(huì)有所變化。(2)通常情況下,不同物質(zhì)的密度不同。(3)液體中,水銀的密度為13.6×103kg/m3,是常見(jiàn)液體中密度最大的,比大多數(shù)固體的密度都大;油類的密度一般比水的密度小。(4)常見(jiàn)金屬中,鋁的密度最小。(5)在氣體中,氫的密度最小。(6)密度相同的物質(zhì)不一定是同種物質(zhì),如冰和蠟的密度相同,煤油和酒精的密度相同。二、密度知識(shí)的應(yīng)用應(yīng)用密度知識(shí)可以鑒別物質(zhì),也可以計(jì)算物體的體積和質(zhì)量。應(yīng)用原理方法舉例計(jì)算物體的質(zhì)量對(duì)于某些不便于直接測(cè)量質(zhì)量的物體,只要知道這個(gè)物體是由什么物質(zhì)組成的,就可以通過(guò)密度表,查出這種物質(zhì)的密度,再測(cè)出它的體積,根據(jù)公式就能算出該物體的質(zhì)量如測(cè)一塊長(zhǎng)方體大理石的質(zhì)量,大理石的密度可以查密度表得到,大理石的長(zhǎng)、寬、高可以用刻度尺測(cè)量,算出大理石的體積,應(yīng)用公式就能算出大理石的質(zhì)量計(jì)算物體的體積對(duì)于有些不便于直接測(cè)量體積的物體,只要測(cè)出它的質(zhì)量,再查出它的密度,就可以利用公式算出啊它的體積如測(cè)形狀不規(guī)則的鐵質(zhì)螺釘,可以用天平測(cè)出它的質(zhì)量,鐵的密度可以從密度表中查出,根據(jù)公式便可算出它的體積鑒別物質(zhì)要分析一個(gè)物體是由什么物質(zhì)組成的物體,只要測(cè)出該物體的密度,再查密度表,看測(cè)得的密度值與何種物質(zhì)的密度相同(或相近)如測(cè)算出某種物質(zhì)的密度是2.7×103kg/m3,通過(guò)查密度表知道這種物質(zhì)可能是鋁考向01密度概念與密度公式(1)質(zhì)量時(shí)物質(zhì)本身的一種屬性,只有在所含物質(zhì)的多少發(fā)生變化時(shí)才會(huì)改變;而密度時(shí)物質(zhì)的一種性特性,每種物質(zhì)都有自己的密度,不同物質(zhì)的密度一般不同,對(duì)同種物質(zhì)來(lái)說(shuō),質(zhì)量和體積的改變不會(huì)影響物質(zhì)的密度。(1)質(zhì)量時(shí)物質(zhì)本身的一種屬性,只有在所含物質(zhì)的多少發(fā)生變化時(shí)才會(huì)改變;而密度時(shí)物質(zhì)的一種性特性,每種物質(zhì)都有自己的密度,不同物質(zhì)的密度一般不同,對(duì)同種物質(zhì)來(lái)說(shuō),質(zhì)量和體積的改變不會(huì)影響物質(zhì)的密度。(1)對(duì)密度公式的理解:物理公式表示物理量之間的關(guān)系,反映了特定的物理含義。因此,理解物理公式一定要結(jié)合其物理含義。從數(shù)學(xué)關(guān)系看,認(rèn)為“ρ與質(zhì)量m成正比,與體積V成反比”似乎時(shí)正確的,但實(shí)際上該公式中m與V是同時(shí)、同倍數(shù)變化的,其比值是一定的,即m增大幾倍,體積V也增大幾倍,而ρ卻始終不變。(3)對(duì)圖像進(jìn)行分析→選取特殊數(shù)據(jù)→代入公式→求得物體的密度。1)取同體積的物體比較它們的質(zhì)量的大小關(guān)系,質(zhì)量大的物體密度大;2)取同質(zhì)量的物體比較它們的體積的大小關(guān)系,體積小的物體密度大?!纠?】(2023·無(wú)錫)太空中的溫度能達(dá)到左右,我國(guó)科技人員研制了一種衛(wèi)星保暖用的特殊材料,將這種材料制成我們可以穿著的衣服,與同款羽絨服相比,質(zhì)量可以減輕,保暖性可以提高,且機(jī)洗后不易變形。關(guān)于該材料的特性,以下說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()。A.密度大B.彈性好C.耐低溫D.隔熱性好【變式1-1】(2023·懷化)單位換算:72km/h=______m/s;7.9×103kg/m3=______g/cm3?!咀兪?-2】(2023·濰坊)圖示為用水泥磚塊鋪修地面的情景,下列對(duì)于工人手中所拿磚塊的估測(cè),最符合實(shí)際的是()。A.寬約10cm B.體積約 C.質(zhì)量約10kg D.密度約【變式1-3】(2023·自貢)甲、乙、丙三種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系如圖所示,分別代表甲、乙、丙三種物質(zhì)和水的密度,據(jù)圖可知下列說(shuō)法正確的是()()。A. B.C. D.考向02密度相關(guān)計(jì)算與應(yīng)用1.1.等容積原理計(jì)算液體的密度(1)解答此類問(wèn)題的關(guān)鍵,就是由酒精的體積求出容器的容積,進(jìn)而求出液體的體積,挖掘出V酒精=V容器=V液體這一隱含的條件。(2)應(yīng)用密度公式進(jìn)行計(jì)算時(shí),要注意有四個(gè)不能卻:不能缺少文字說(shuō)明,不能缺少公式,不能缺少運(yùn)算過(guò)程,不能缺少單位。2.氣體密度的計(jì)算:氣體密度不像液體和固體都有固定的體積,氣體總時(shí)充滿整個(gè)容器?!纠?】(齊齊哈爾)有甲、乙兩個(gè)溢水杯,甲溢水杯中盛滿酒精,乙溢水杯中盛滿某種液體。將一個(gè)不吸收任何液體的小球輕輕地放入甲溢水杯中,小球浸沒(méi)在酒精中,溢出酒精的質(zhì)量是;將小球從甲溢水杯中取出后擦干,再輕輕地放入乙溢水杯中,溢出液體的質(zhì)量是,小球露出液面的體積與浸入液體中的體積之比為。已知,則小球的密度是___________;乙溢水杯中液體的密度是___________?!咀兪?-1】(2023·常德)一實(shí)心鐵球質(zhì)量為15.8g,則該實(shí)心鐵球的體積為_(kāi)____cm3;為使鐵球能懸浮于水中,我們將實(shí)心鐵球制成空心鐵球,則空心部分體積為_(kāi)________cm3(ρ鐵=7.9×103kg/m3)?!咀兪?-2】(2023·濟(jì)寧)在測(cè)定某液體密度時(shí),小明做了兩次實(shí)驗(yàn)并做了如下記錄,則液體的密度______,容器的質(zhì)量m=______g。次數(shù)液體的體積V/容器和液體的總質(zhì)量m/g158792107128考點(diǎn)三測(cè)量物質(zhì)的密度一、測(cè)固體和液體的密度1.“差量法”測(cè)液體的密度實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)用天平測(cè)量液體的質(zhì)量,用量筒測(cè)量出液體的體積,用公式計(jì)算出液體的密度實(shí)驗(yàn)器材天平、量筒、燒杯、待測(cè)液體實(shí)驗(yàn)步驟(1)將天平放在水平桌面上,調(diào)節(jié)天平平衡;(2)將適量的液體倒入燒杯中,用天平測(cè)出液體和燒杯的總質(zhì)量m1(如圖甲所示);(3)將燒杯中的液體倒入量筒中一部分,讀出量筒中液體的體積V(如圖乙所示);(4)用天平測(cè)出燒杯和剩余液體的質(zhì)量m2(如圖丙所示);(5)待測(cè)液體的密度為。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)燒杯和液體的總質(zhì)量m1/g燒杯和剩余液體的總質(zhì)量m2/g量筒中液體的質(zhì)量m/g量筒中液體的體積/V液體的密度ρ/(g/cm3)不同實(shí)驗(yàn)方案的誤差分析(1)若先測(cè)出空燒杯的質(zhì)量m1,再測(cè)出液體和燒杯的總質(zhì)量m2,然后將燒杯的液體全部倒入量筒中測(cè)出體積V,計(jì)算出液體的密度,則在這個(gè)方案中,將燒杯中的液體倒入量筒內(nèi)時(shí),總有部分液體附著在燒杯內(nèi)壁上無(wú)法倒出,使測(cè)出的液體的體積偏小,從而使計(jì)算出的液體的密度偏大。(2)若先用量筒測(cè)出液體的體積V,再用調(diào)節(jié)好的天平測(cè)出空燒杯的質(zhì)量m1,然后將將量筒內(nèi)的液體全部倒入燒杯中,測(cè)出燒杯和液體的總質(zhì)量m2,計(jì)算出液體的密度,則在這個(gè)方案中,將量筒中的液體倒入燒杯中時(shí),總有部分液體附著在量筒內(nèi)壁上無(wú)法倒出,使測(cè)出的液體和燒杯的總質(zhì)量m2偏小,即測(cè)出的液體的質(zhì)量偏小,從而使計(jì)算出的液體的密度偏小。2.測(cè)量固體的密度實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)用天平測(cè)量固體的質(zhì)量,用排水法測(cè)出固體的體積(不溶于水的固體),用公式計(jì)算出液體的密度實(shí)驗(yàn)器材天平、量筒、細(xì)線、待測(cè)固體、水實(shí)驗(yàn)步驟(1)將天平放在水平桌面上,調(diào)節(jié)天平平衡;(2)用天平測(cè)出固體的質(zhì)量m(如圖甲所示);(3)在量筒中倒入適量的水,讀出水的體積V1(如圖乙所示);(4)將待測(cè)固體用細(xì)線拴住浸沒(méi)在量筒內(nèi)的水中,讀出固體和水的總體積V2(如圖丙所示);(5)待測(cè)固體的密度為。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)固體的質(zhì)量m/g固體放入量筒前量筒中水的體積V1/cm3固體和水的總體積V2/cm3固體的體積V/cm3固體的密度ρ/(g/cm3)誤差分析(1)細(xì)線體積對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響:實(shí)驗(yàn)中測(cè)量出的總體積V2不僅包含固體和水的體積,還包含浸在水中細(xì)線的體積,所以測(cè)量的結(jié)果會(huì)略微偏大,計(jì)算出的密度會(huì)略偏小。(2)若實(shí)驗(yàn)中先用排水法測(cè)量固體體積,再將固體放在天平上測(cè)量其質(zhì)量,則因?yàn)楣腆w上帶有水,會(huì)使質(zhì)量的測(cè)量結(jié)果偏大,致使計(jì)算出的密度值偏大。3.密度測(cè)量常見(jiàn)考向與解答技巧(1)天平調(diào)平衡:移動(dòng)平衡螺母(指針左偏,平衡螺母右移;指針右偏,平衡螺母左移);(2)天平使用:把天平放在水平桌面上,游碼放在“零”位,調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡,左盤(pán)放被測(cè)物體,右盤(pán)放砝碼,不得用手夾取砝碼;(3)求被測(cè)量物體質(zhì)量:物體總質(zhì)量等于砝碼總質(zhì)量加上游碼讀數(shù);(4)液體體積測(cè)量:視線要與液面相平,1mL=1cm3;(5)被測(cè)物體密度:用密度公式進(jìn)行計(jì)算即可;(6)被測(cè)物質(zhì)密度誤差:燒杯或被測(cè)固體均粘有部分液體,由實(shí)驗(yàn)步驟可知被測(cè)質(zhì)量偏小時(shí),密度偏??;被測(cè)質(zhì)量偏大時(shí),密度偏大;(7)靠增減砝碼無(wú)法使天平平衡時(shí):取下最小砝碼,調(diào)節(jié)往右調(diào)節(jié)游碼;(8)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià):根據(jù)測(cè)量過(guò)程確定測(cè)量值偏大還是偏小并分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在問(wèn)題;(9)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)誤差的原因:刻度尺與平面鏡不垂直、實(shí)驗(yàn)裝置安裝存在問(wèn)題。二、特殊方法測(cè)密度1.有天平無(wú)砝碼測(cè)石塊的密度實(shí)驗(yàn)器材量筒、燒杯2個(gè)、天平、細(xì)線、石塊、水、滴管實(shí)驗(yàn)步驟(1)將兩個(gè)相同的燒杯分別放在調(diào)節(jié)好的天平的左、右盤(pán)上;(2)在左盤(pán)的燒杯中放入石塊,在右盤(pán)的燒杯中注入一定量的水后,用滴管緩緩增加水的質(zhì)量,知道天平橫梁重新平衡,則左盤(pán)中石塊的質(zhì)量等于右盤(pán)中水的質(zhì)量,即m石=m水;(3)將右盤(pán)燒杯中的水倒入量筒中,測(cè)出水的體積V水,則水的質(zhì)量為m水=ρ水V水,所以石塊的質(zhì)量m石=m水=ρ水V水;(4)把左盤(pán)燒杯中的石塊用細(xì)線系好輕輕放入剛剛已倒入水的量筒中,測(cè)出此時(shí)石塊和水的總體積V1。表達(dá)式2.有天平無(wú)量筒測(cè)量石塊的密度實(shí)驗(yàn)器材天平、水、空瓶、石塊實(shí)驗(yàn)步驟(1)用天平測(cè)出石塊的質(zhì)量m1;(2)瓶中裝滿水,測(cè)出其質(zhì)量m2;(3)將石塊放入瓶中,溢出一部分水后,測(cè)出瓶、石塊及剩余水的質(zhì)量m3。推導(dǎo)過(guò)程及表達(dá)式m排水=m1+m2-m3,,。3.有量筒無(wú)天平測(cè)石塊的密度(曹沖稱象法)實(shí)驗(yàn)器材水槽、燒杯、量筒、足夠多的水、細(xì)線、石塊和筆實(shí)驗(yàn)步驟(1)如圖所示,將石塊放入燒杯內(nèi),然后將燒杯放入盛有水的水槽中,用筆在燒杯上標(biāo)記出此時(shí)水槽內(nèi)液面的位置;(2)去除燒杯內(nèi)的石塊,往燒杯里緩慢倒水,直到水槽內(nèi)的液面達(dá)到標(biāo)記的高度;(3)將燒杯內(nèi)的水倒入量筒中,讀出水的體積為V1,則石塊的質(zhì)量為V1ρ水;(4)在量筒內(nèi)裝入適量的水,示數(shù)為V2,然后用細(xì)線系住石塊,將石塊浸沒(méi)在水中,此時(shí)的示數(shù)為V3,則石塊的體積為V3-V2。推導(dǎo)過(guò)程及表達(dá)式。考向01密度測(cè)量【例1】(2023·東營(yíng))在用天平,量筒和水測(cè)量小石塊密度時(shí),下列說(shuō)法正確的是()。A.稱量前,應(yīng)調(diào)節(jié)平衡螺母或移動(dòng)游碼使天平平衡;B.應(yīng)該先測(cè)小石塊的體積,再測(cè)它的質(zhì)量;C.用調(diào)好的天平測(cè)量時(shí),小石塊應(yīng)放在右盤(pán);D.小石塊浸沒(méi)到量筒的水中,表面附有氣泡,測(cè)得的密度偏小【變式1-1】(2023·大慶)多種復(fù)合材料具有密度小、強(qiáng)度大的優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)?,F(xiàn)小明同學(xué)測(cè)量某一實(shí)心復(fù)合材料塊的密度,測(cè)材料塊質(zhì)量托盤(pán)天平平衡時(shí)右盤(pán)所加砝碼及游碼的位置如圖甲所示,則材料塊質(zhì)量為_(kāi)________g;按照?qǐng)D乙和圖丙所示,通過(guò)觀察量筒水位的變化,可獲得該材料塊的體積,若按照?qǐng)D丙中眼晴從B處讀數(shù),會(huì)導(dǎo)致所測(cè)密度_________(填“偏大”、“偏小”或“無(wú)誤差”);糾正錯(cuò)誤后,材料塊的密度是_________kg/m3?!咀兪?-2】(2023·泰州)小明使用天平和量筒測(cè)量石塊的密度。(1)將天平放在水平臺(tái)面上,如圖甲所示,是小明剛調(diào)節(jié)完天平平衡的情形。請(qǐng)你指出他調(diào)節(jié)過(guò)程中遺漏的操作步驟:______。補(bǔ)上遺漏步驟后,為使天平重新平衡,應(yīng)將平衡螺母向______調(diào)節(jié);(2)用調(diào)好的天平稱石塊的質(zhì)量,測(cè)量結(jié)果如圖乙所示,則石塊的質(zhì)量為_(kāi)_____g,接著他在量筒中倒入30mL的水,再將石塊浸沒(méi)在水中,水面位置如圖丙所示,則石塊的密度為_(kāi)_____g/cm3;(3)以下操作會(huì)導(dǎo)致石塊密度的測(cè)量值偏大的有:______(多選,填字母序號(hào))A.讀取量筒示數(shù)時(shí)視線俯視液面B.先測(cè)石塊的體積后測(cè)石塊的質(zhì)量C.石塊放入量筒時(shí)有部分水濺起附筒壁上【變式1-3】(2023·無(wú)錫)要配制密度為的鹽水,器材有:托盤(pán)天平(砝碼有各1個(gè),2個(gè))、水(密度為)、鹽、燒杯等。水加入鹽后體積變化忽略不計(jì)。(1)稱量所需水的質(zhì)量,將天平放在水平臺(tái)面上,把游碼移到標(biāo)尺的______處,調(diào)節(jié)天平平衡,將燒杯放在天平左盤(pán),在右盤(pán)中加減砝碼并移動(dòng)游碼,天平再次平衡后,所加砝碼和游碼的位置如圖所示。則燒杯質(zhì)量為_(kāi)_____g。保持游碼位置不變,接下來(lái)的具體操作是:______,然后向燒杯中加水直至天平再次平衡;(2)稱量所需鹽的質(zhì)量,在天平左、右盤(pán)中,各放入一張紙片,調(diào)節(jié)天平平衡;在右盤(pán)中加入砝碼,將游碼移到標(biāo)尺的______g刻度線處,在天平左盤(pán)中加鹽,直至天平再次平衡??枷?2特殊方法測(cè)密度【例2】(2023·丹東)小潘和小明想知道鴨綠江水的密度。(1)小潘利用天平和量筒進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):①將天平放在_____桌面上,游碼移到標(biāo)尺左端零刻度線處,此時(shí)指針位置如圖甲所示,向_____調(diào)節(jié)平衡螺母,直到天平平衡;②向燒杯中倒入適量鴨綠江水,將裝有江水的燒杯放在已調(diào)平的天平左盤(pán),向右盤(pán)中加減砝碼并調(diào)節(jié)游碼,天平再次平衡后,右盤(pán)中砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖乙所示,則江水和燒杯的總質(zhì)量為_(kāi)____g;③將燒杯中的江水倒入量筒中一部分,如圖丙所示,則量筒中江水的體積為_(kāi)____cm3;④用天平測(cè)出剩余江水和燒杯的總質(zhì)量為53.2g,則所測(cè)江水的密度為_(kāi)____kg/m3;⑤在把燒杯中的江水倒入量筒中時(shí),如果有幾滴江水滴到桌面上,會(huì)導(dǎo)致所測(cè)江水密度值_____(選填“偏大”或“偏小”)。(2)在沒(méi)有天平的條件下,小明使用不吸水的木塊(已知木塊的密度為ρ木)、細(xì)鋼針和量筒,進(jìn)行了如圖丁所示的實(shí)驗(yàn):①向量筒中倒入適量的江水,體積記為V1;②將木塊輕輕放入量筒中,當(dāng)木塊靜止時(shí),液面對(duì)應(yīng)的體積記為V2;③用細(xì)鋼針將木塊壓入江水中,使其浸沒(méi),靜止時(shí)液面對(duì)應(yīng)的體積記為V3;④鴨綠江水密度的表達(dá)式ρ=_____。(用V1、V2、V3和ρ水表示)【變式2-1】(2023·濰坊)小明利用實(shí)驗(yàn)室器材測(cè)量?jī)蓧K大小和材質(zhì)均不相同的石塊的密度。(1)天平調(diào)平衡后,在測(cè)量小石塊質(zhì)量時(shí),往右盤(pán)加減砝碼過(guò)程中,加入最小砝碼后,天平指針位置如圖甲(一)所示,將最小砝碼取出,指針位置如圖甲(二)所示,接下來(lái)正確的操作是____________,直至指針對(duì)準(zhǔn)分度盤(pán)中央刻度線,此時(shí)天平如圖乙所示,則小石塊的質(zhì)量是______g;(2)用細(xì)線系住小石塊放入盛水的量筒中,量筒前后液面變化如圖丙所示,則小石塊的密度為_(kāi)_____;(3)小明發(fā)現(xiàn)利用天平和量筒無(wú)法完成大石塊密度的測(cè)量,經(jīng)思考后,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)操作;①將杠桿調(diào)節(jié)水平平衡后,在兩側(cè)各掛大石塊和彈簧測(cè)力計(jì),豎直拉動(dòng)測(cè)力計(jì)使杠桿水平平衡,如圖丁所示,記錄此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為;②將石塊浸沒(méi)于盛水的燒杯中,豎直拉動(dòng)測(cè)力計(jì)使杠桿再次水平平衡,如圖戊所示,記錄此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為;③已知水的密度為,計(jì)算大石塊的密度______(用、、表示)?!咀兪?-2】北京冬奧會(huì)開(kāi)幕以來(lái),吉祥物“冰墩墩”熱度不減。我國(guó)南方某地被稱為“世界陶瓷之都”,生產(chǎn)了陶瓷版“冰墩墩”“雪容融”擺件,非??蓯?ài)。小軍有幸買到一個(gè),他用以下方法測(cè)量了冰墩墩的密度。(1)先將天平放在水平桌面上,將游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度線處,調(diào)節(jié)___________,使指針指在分度盤(pán)的中線;(2)將冰墩墩放在天平的左盤(pán),在天平的右盤(pán)加減砝碼并調(diào)節(jié)游碼,天平平衡后,盤(pán)中砝碼和游碼的位置如圖所示,則冰墩墩的質(zhì)量m=___________g;(3)小軍測(cè)量冰墩墩的體積時(shí)發(fā)現(xiàn)冰墩墩放不進(jìn)量筒,于是他把燒杯裝滿水,把冰墩墩放進(jìn)燒杯完全浸入水中后,測(cè)得水流出了200cm3,由此可計(jì)算出該冰墩墩的密度為_(kāi)__________kg/m3(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3);(4)他查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)陶瓷密度為ρ陶瓷=2.38×103kg/m3,他認(rèn)為冰墩墩___________實(shí)心的(選填“是”或“不是”)??键c(diǎn)四密度與社會(huì)生活一、密度與溫度1.物質(zhì)的密度與溫度的關(guān)系一般物體在溫度升高時(shí),體積增大,溫度降低時(shí),體積減小,由于物體的質(zhì)量不變,由公式可知,物體的密度會(huì)發(fā)生變化。即一般情況下,一定質(zhì)量的物體,溫度升高時(shí),密度減小,溫度降低時(shí),密度增大。2.風(fēng)的形成:風(fēng)是空氣流動(dòng)引起的一種自然現(xiàn)象,它是由空氣密度發(fā)生變化而引起的??諝馐軣狍w積膨脹,密度變小而上升。熱空氣上升后,溫度低的冷空氣就從四面八方過(guò)來(lái)補(bǔ)充,從而形成了風(fēng)。3.水的反常膨脹現(xiàn)象(1)水在4℃時(shí)的密度最大。溫度高于4℃時(shí),隨著溫度的升高,水的密度越來(lái)越?。辉?~4℃,隨著溫度的降低,水的密度越來(lái)越小。(2)水凝固成冰時(shí),體積變大,密度變小。(3)得益于水的反常膨脹現(xiàn)象,在寒冷的冬天,雖然湖面封凍了,但較深的湖底的水有可能還保持液態(tài)不結(jié)冰,保證水中的動(dòng)植物能在寒冷的季節(jié)生存下來(lái)。二、密度與物質(zhì)鑒別1.鑒別物質(zhì)的種類(1)密度時(shí)物質(zhì)的一種性質(zhì),不同物質(zhì)密度一般不同,所以可以利用密度來(lái)鑒別物質(zhì)。鑒別方法:先用適當(dāng)?shù)姆椒y(cè)出(計(jì)算出)物質(zhì)密度,再對(duì)照密度表就可以知道是何種物質(zhì)。(2)由于不同物質(zhì)的密度可能是相同的,故只通過(guò)密度鑒別物質(zhì)并不完全可靠。因此要準(zhǔn)確地鑒別物質(zhì),常常需要多種方法并用,如氣味、顏色、硬度等。例如,酒精和煤油都是液體,它們的密度都是0.8×103kg/m3,但是通過(guò)氣味可以區(qū)分它們;冰和蠟都是固體,它們的密度也相同,但從它們的顏色、透明度、能否燃燒、硬度等性質(zhì)的差異,也能區(qū)分它們。2.密度在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用(1)測(cè)量密度,確定礦藏種類:勘探隊(duì)員在野外勘探時(shí),通過(guò)采集的樣品的密度等信息,可以確定礦藏的種類及經(jīng)濟(jì)價(jià)值。(2)根據(jù)密度,鑒別優(yōu)劣:很早的時(shí)候,人們就知道用鹽水選種:把種子放到鹽水里,飽滿的種子因?yàn)槊芏却?,而沉到鹽水底,癟殼和雜草的種子因?yàn)槊芏刃《≡邴}水表面。(3)根據(jù)密度選擇合適的材料(物質(zhì))①航空器材采用高強(qiáng)度、低密度的合金或新型合成材料;②在產(chǎn)品包裝中,常采用密度小的泡沫塑料作填充物,一是為了防震,二是為了便于運(yùn)輸;③大型機(jī)床的底座需要用堅(jiān)固、密度大的材料制成,以增加穩(wěn)定性??枷?1密度與溫度、水的反向膨脹(1)(1)氣體密度受溫度的影響比較顯著,一般來(lái)說(shuō),溫度升高時(shí),氣體密度變小而上升;溫度變低時(shí),氣體密度變大而下沉。(2)水的反常膨脹現(xiàn)象根據(jù)水的反向膨脹圖像解題的一般方法:1)明確圖像中坐標(biāo)軸表示的物理量;2)注意認(rèn)清坐標(biāo)軸上最小分度的大小和單位;3)根據(jù)坐標(biāo)軸中縱軸的物理量隨橫軸物理量的變化而變化這一特點(diǎn),明確圖像的物理意義;4)根據(jù)圖像,對(duì)題目提出的問(wèn)題作出判斷,得到結(jié)論?!纠?】經(jīng)測(cè)試在0~10℃之間,水

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