5道八年级物理典型“空心问题”计算题并附详细解答

我为你整理了5道八年级物理典型的空心问题计算题,并附上详细的解答和解题方法总结,可以帮助孩子掌握这类问题的解法。

下面的题目涵盖了常见的空心球判断、空心部分体积计算以及在空心部分注入液体等主要考查形式。

第一题:铝球空心问题

题目:一个空心铝球的质量为54g,体积为50cm³。求:

(1)铝球空心部分的体积是多少?

(2)若将空心部分注满水,球的总质量是多少?

(已知ρ铝=2.7×10³kg/m³,ρ水=1.0×10³kg/m³)

核心考点:判断空心、计算空心体积、总质量

第二题:铁球空心鉴定

题目:一个铁球的质量是3.95kg,体积为8×10⁻³m³,铁的密度是7.9×10³kg/m³。

(1)试鉴定此球是空心的还是实心的?

(2)若此球是空心的,空心的体积是多大?

核心考点:比较密度/体积法判断空心

第三题:铜球综合计算

题目:一个体积为30cm³的空心铜球,质量为178g。(ρ铜=8.9×10³kg/m³)

(1)求空心部分的体积。

(2)若在空心部分装满水,该球的总质量是多大?

核心考点:混合物质(铜+水)的总质量计算

第四题:同种材料的实心与空心球判断

题目:甲、乙是两个由同种材料制成的金属球。甲球质量为120g,体积为16cm³;乙球质量为60g,体积为12cm³。这两个球中,一个是实心的,一个是空心的。那么哪一个球是空心的?空心部分的体积是多少?

核心考点:利用密度判断实心与空心球

第五题:瓶子与铜球问题

题目:一个空瓶子质量为200g,装满水后的总质量为700g。如果在空瓶中装进一个小铜球,铜球与瓶子总质量为734g,然后再装满水,则瓶子、水、铜球三者的总质量为1068g。(ρ铜=8.9g/cm³)求:

(1)瓶子的容积;

(2)铜球的体积;

(3)请通过计算说明铜球是空心还是实心的。

核心考点:等体积转换、间接求体积、空心判断

解题方法与步骤详解

理解并掌握以下通用的解题思路,比死记硬背更为重要。

核心方法:判断物体是否空心的三种方法

1. 比较密度法:用物体的总质量除以总体积,得到物体的平均密度。若平均密度小于材料本身的密度,则为空心。

2. 比较质量法:假设物体是实心的,用材料的密度乘以物体的总体积,计算出实心质量。若实心质量大于物体实际质量,则为空心。

3. 比较体积法:用物体的实际质量除以材料密度,计算出这些质量对应的实心部分体积。若实心体积小于物体的总体积,则为空心。这是最常用且计算空心体积最直接的方法。

下面是两道题目的详细解析,你可以引导孩子先自己尝试,再看解答过程。

第一题(铝球问题)详解

(1)求空心体积:

步骤一:统一单位。ρ铝= 2.7×10³ kg/m³ = 2.7 g/cm³。

步骤二:计算54g铝本应占的体积(实心部分体积)。V_铝= m / ρ铝 = 54g / 2.7 g/cm³ = 20 cm³。

步骤三:判断。球的总体积V_球= 50 cm³,大于实心铝的体积20 cm³,所以球是空心的。

步骤四:计算空心体积。V_空= V_球 – V_铝 = 50 cm³ – 20 cm³ = 30 cm³。

(2)求注水后总质量:

步骤一:空心部分注满水,水的体积等于空心体积:V_水= V_空 = 30 cm³。

步骤二:计算水的质量。m_水= ρ水 × V_水 = 1.0 g/cm³ × 30 cm³ = 30 g。

步骤三:计算球的总质量。m_总= m_铝 + m_水 = 54g + 30g = 84 g。

第四题(同种材料双球判断)详解

第一步:计算材料的理论密度。

由于两球材料相同,实心球的密度就是材料的密度。分别计算两球的密度:

甲球密度:ρ_甲= m_甲 / V_甲 = 120g / 16cm³ = 7.5 g/cm³。

乙球密度:ρ_乙= m_乙 / V_乙 = 60g / 12cm³ = 5.0 g/cm³。

第二步:判断实心与空心。

材料密度应以实心球为准。比较发现,ρ_乙< ρ_甲,说明乙球的平均密度更小,因此乙球是空心的,甲球是实心的,且材料密度为7.5 g/cm³。

第三步:计算乙球空心体积。

1. 计算60g该材料对应的实心体积:V_实 = m_乙 / ρ_材料 = 60g / 7.5 g/cm³ = 8 cm³。

2. 乙球总体积为12 cm³,所以空心体积:V_空 = V_乙 – V_实 = 12 cm³ – 8 cm³ = 4 cm³。

练习巩固

你可以让孩子独立完成剩下的三道题,并对照下方答案检查。

第二题(铁球鉴定)答案要点

(1)判断:用比较体积法。3.95kg实心铁的体积 V_铁= m/ρ铁 ≈ 0.5×10⁻³ m³,小于球的体积(8×10⁻³ m³),所以是空心的。

(2)空心体积:V_空= V_球 – V_铁 = 7.5×10⁻³ m³。

第三题(铜球注水)答案要点

(1)空心体积:计算178g铜的体积 V_铜≈ 20 cm³,所以 V_空 = 30 cm³ – 20 cm³ = 10 cm³。

(2)总质量:空心部分注满水的质量 m_水= 10 g,球的总质量 m_总 = 178g + 10g = 188g。

第五题(瓶子与铜球)答案要点

(1)瓶子容积:由装满水时,水的质量(700g-200g=500g),可得 V_瓶= 500 cm³。

(2)铜球体积:放入铜球再加水后的总质量为1068g,比仅放铜球时(734g)增加了334g,这就是后来加的水的质量,其体积为334 cm³。铜球的体积等于瓶子容积减去这部分水的体积:V_球= 500 cm³ – 334 cm³ = 166 cm³。

(3)判断铜球是否空心:铜球质量 m_球= 734g – 200g = 534g。计算铜球的平均密度 ρ_球 = m_球 / V_球 ≈ 3.2 g/cm³,小于纯铜密度8.9 g/cm³,所以是空心的。

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