题目
严寒冬季,海面结了厚厚一层海冰. (一)小明想:冰面下海水的密度是多大呢?于是他砸开冰面,进行实验探究:取长5cm、宽5cm、高8cm的长方体物块,悬挂在弹簧测力计下方,示数如图(甲)所示;将物块浸没在海水中,弹簧测力计示数如图(乙)所示.(g取10N/kg)问: (1)海水的密度是多大? (二)小华想:海水结成的海冰是否含有盐分呢?于是她进行实验探究:取一根空心吸管,将一些小铁钉从吸管的下端塞入作为配重,并用石蜡将吸管的下端封起来;将配重吸管放入纯水中,静止后如图(丙)所示;取一些海冰放人烧杯中,待海冰完全熔化后,将配重吸管放入其中,静止后如图(丁)所示.问: (2)海冰熔化所得的液体密度为多大?海冰是否含有盐分? (3)小华将此液体置于室外直至其表面又凝固了一层固体,将此固体捞出置于空容器中直至完全熔化成新液体,请合理猜想,新液体的密度可能为 kg/m3.
答案:解:(1)根据甲乙可知,木块受到的浮力:F浮=4.3N-2.2N=2.1N,排开海水的体积:v排=5cm×5cm×8cm=200cm3=0.0002m3,[来源:]∵F浮=ρ海水gv排∴ρ海水=F浮gv排=2.1N9.8N/kg×0.0002m3=1.07×103kg/m3.(2)设吸管的横截面积为S,则有ρ水gSh=ρ海水′gSh′∴ρ海水′=1×103kg/m3×10.4m10m=1.04×103kg/m3>1×103kg/m3,所以含有盐.(3)∵ρ海水ρ海水′=ρ海水′ρ海水″∴ρ海水″=1.04×103kg/m3×1.04×103kg/m31.07×103kg/m3=1.01×103kg/m3.答:(1)海水的密度是=1.07×103kg/m3.(2)海冰熔化所得的液体密度为1.04×103kg/m3;海冰含有盐分;(3)新液体的密度可能为1.01×103kg/m3.