1. 近几年,西安对老旧小区楼房保温性能进行改造。某兴趣小组的同学们在课外实践活动中,选择了几种保温材料去研究它们的各种性能及其应用。如图甲,材料相关信息如下表。

项目

1号

2号

3号

聚氨酯泡沫

聚苯乙烯泡沫

岩棉

传热系数W/(m·K)

0.033

0.042

0.065

防火性能

阻燃B1级

阻燃BI级

不燃A级

吸水性%

≤0.8

≤0.2

≤5

隔音性

一般

最高使用温度℃

75

65

600

Z/(kg·m2)

1.4

1.0

2.4

(1) 外墙保温材料如果脱落会造成危险,所以应该选密度较的材料。同学们观察表格中缺少密度信息,于是选取了上表中的某一种材料进行密度测量,如图所示:

①将一小块这种材料放在电子秤上,测出它的质量为0.4g;

②如图乙所示,在量筒中倒入适量的水,读出此时的体积;

③如图丙所示,用铁丝将保温材料压入水中使其浸没,读出此时的体积,则该材料的密度为kg/m3(由表中信息可知,材料的吸水性忽略不计);

(2) 当保温材料的厚度一定时,为了方便比较材料的性能,在表格中的项目里引入参数“Z”,单位为kg/m2。同学们观察表格中的Z,猜想它可能与材料密度有一定关系。已知保温材料厚度均为h,请推导出Z与材料密度ρ的关系Z=;(结果用已知量的符号表示)
(3) 小滨同学的叔叔家在陕北,他打算给自建房外墙安装保温材料,因为陕北冬季气温很低且年降水量少,所以他选择外墙保温材料时应优先考虑(选填“传热系数/吸水性”)(注:传热系数越大,保温性能越差),所以他选择表格中的号保温材料比较合适。
【考点】
密度公式及其应用; 固体密度的测量; 密度的应用与物质鉴别;
【答案】

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1. 近几年,西安对老旧小区楼房进行改造。某物理兴趣小组的同学们在综合实践活动中,选择研究保温材料的各种性能及其应用。他们从市场上选择了三种常用的保温材料进行研究如图,材料相关信息如下表。

项目

1号

2号

3号

聚氨酯泡沫

聚苯乙烯泡沫

岩棉

传热系数 W/(m·K)

0.033

0.042

0.065

防火性能

阻燃B1级

阻燃BI级

阻燃A级

吸水性%

≤0.8

≤0.2

≤5

隔音性

一般

最高使用温度℃

75

65

600

Z/(kg/m2

1.4

1.0

2.4

(1)外墙保温材料如果脱落会造成危险,所以应该选密度较的材料。同学们观察表格中缺少密度信息,于是选取了上表中的一种材料进行密度测量,如图所示:

①将一小块这种材料放在电子秤上,测出它的质量为0.4g;

②如图乙所示,在量筒中倒入适量的水,读出此时的体积;

③如图丙所示,用铁丝将保温材料压入水中使其浸没,读出此时的体积,则该材料的密度为g/cm3

(2)当保温材料的厚度一定时,为了方便比较材料的性能,在表格中的项目里引入参数“Z”,单位为kg/m2。同学们观察表格中的Z,猜想它可能与材料密度有一定关系;

①已知保温材料厚度均为h,请推导出Z与材料密度ρ的关系Z=;(结果用已知量的符号表示)

②三种材料厚度均为5cm,请利用上述实验中测出的密度值计算出该材料的Z值,并推断出它是号材料;

③若一栋楼某一侧面的面积为300m2 , 若采用1号保温材料,其质量是 kg;

(3)小滨同学的叔叔家在陕北,他打算给自建房外墙安装保温材料,因为陕北冬季气温很低且年降水量少,所以他选择外墙保温材料时应优先考虑(选填“传热系数”或“吸水性”)(注:传热系数越大,保温性能越差),所以他选择号保温材料比较合适。

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3. 在不打破鸡蛋的前提下,如何有效判断自然状态下保存的未知产出日期的鸡蛋新鲜度?小科进行了探究。

【查阅资料】

刚产出的鸡蛋密度相近,冷却后里面内容物收缩,会在蛋的一端形成气室,一般的鸡蛋一端大(称为钝端)、一端小(称为尖端),蛋壳主要成分是碳酸钙,其表面有很多微小气孔,以便于蛋内外的气体交换,同时蛋内水分可通过气孔排出。

【实验过程】

任选自然状态下保存的、大小相近的同一批适龄健康的母鸡于不同日期产出的鸡蛋20枚,将它们轻放在水中,观察静止后状态。

【实验现象】

(1)4枚鸡蛋漂浮在水面上,其余16枚鸡蛋沉于水底;

(2)沉于水底鸡蛋的钝端与尖端的连线与水平底面之间有一个夹角,记为θ。16枚鸡蛋的大小不一,但尖端基本上比钝端更靠近底面,如图所示是其中3枚鸡蛋在水中静止时的状态;

【思考与分析】

鸡蛋的新鲜度会影响它的气室大小、密度大小和θ大小。

(1)从实验现象可知:鸡蛋的气室位置在鸡蛋的(填“钝端”或“尖端”)附近;

(2)θ大小与气室占整个鸡蛋的体积比有关,图中3枚鸡蛋气室占整个鸡蛋的体积比从高到低排序为

(3)自然状态下,随着鸡蛋存放时间变长,鸡蛋的会变小,从而使鸡蛋的密度变小。可以判断,实验中漂浮在水面上的鸡蛋存放时间较久。由此可以初步判断图中号鸡蛋的更新鲜。

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