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第九章 压强和浮力
满分100分 时间60分
一、选择题 (每小题3分,共12×3=36分)
1.学好物理好处多,比如随手涂鸦也能兼顾美与科学性。小华同学想画鱼儿戏水时在水中吐出气
泡的情景,其中正确的是( )
A.图甲 B.图乙 C.图丙 D.图丁
【答案】C
【详解】因为液体压强随深度减小而减小,所以,气泡上升时受到的压强越来越小,气泡应越来
越大;所以甲图画的气泡越来越小,乙图画的气泡上下一样大小,丁图画的气泡时大时小,都是错误
的;只有丙图画的气泡越来越大,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
2.利用饮料瓶可完成如图所示的实验,其中能证明大气压存在的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.由于大气压强的存在,纸片悬空而水不流出,故A符合题意;
z
B.水从侧孔喷出的距离不同是由于液体的压强随深度的增加而增大,故B不符合题意;
C.用手弹开纸片,钢球由于惯性落入容器中,故C不符合题意;
D.将瓶按人水中,由于瓶子受到浮力的作用,所以会感到费力,故D不符合题意。
故选A。
3. 给盛水的电加热杯加热,在水停止沸腾后,用塑料管连接注射器与电加热杯上的排气孔,然后
利用注射器向外抽气如图所示,在此过程中下列分析正确的是( )
A.水始终不沸腾
B.抽气时,水面上方气压减小,水会再次沸腾
C.因没有继续加热,抽气时,水不会沸腾
D.抽气时,水面上方气压增大,水会再次沸腾
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学学学科科科网网网(((北北北京京京)))股股股份份份有有有限限限公公公司司司【答案】B
【详解】AB.水沸腾后,用注射器向外抽气,水面上方气压减小,水的沸点降低,水会再次沸腾,
故A错误,B正确;
CD.抽气时,水面上方气压减小,水的沸点降低,水会再次沸腾,故CD错误。
故选B。
4. 下列有关现象的分析中正确的是( )
A B C D
A.用同一密度计在不同液体中测密度时,其所受浮力不同
B.孔明灯在升空过程中其重力一定大于浮力
C.冰山在水面中处于漂浮状态,其受到的浮力等于自身重力
D.潜水艇通过减小自身体积,从而减小其受到的浮力而下沉
【答案】C
【详解】A.用同一密度计在不同液体中测密度时,密度计均处于漂浮状态,其所受浮力相同,均
等于自身重力,故A错误;
B.孔明灯在升空过程中其重力一定小于浮力,孔明灯受到的合力竖直向上,故B错误;
C.冰山在水面中处于漂浮状态,由二力平衡得,其受到的浮力等于自身重力,故C正确;
D.潜水艇是通过改变自身重力z ,改变浮沉的,故D错误。
故选C。
5. 下列实例中,能利用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.拦河坝上窄下宽更加稳固 B.用活塞式抽水机抽水
C.飞机机翼上凸下平获得升力 D.船只利用船闸在上下游之间往返
【答案】C
【详解】A.根据p=ρgh可知,河水越深压强越大,拦河坝上窄下宽更加稳固,故A不符合题意;
B.活塞式抽水机抽水是利用了大气压强的原理,故B不符合题意;
C.在流体中,流速越大的位置压强越小,飞机机翼上凸下平,上面压强小,下面压强大,产生了
压强差,从而获得升力,故C符合题意;
D.船只利用船闸在上下游之间往返是利用了连通器的原理,上端开口下端连通,故D不符合题
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学学学科科科网网网(((北北北京京京)))股股股份份份有有有限限限公公公司司司意。
故选C。
6. 沙滩上留有大人和小孩深浅相同大小不同的两对脚印,如图所示,下列说法中正确的是
( )
A.小孩对沙滩的压力比大人对沙滩的压力小,压强也更小
B.小孩和大人对沙滩的受力面积和压力都不等,无法比较谁对沙滩的压强大
C.两个人对沙滩的压强相同
D.大人对沙滩的压力和大人的重力是一对相互作用力
【答案】C
【详解】ABC.大人和小孩的脚印深浅相同,则大人和小孩对沙滩的压强相同,小孩的脚印小,
即沙滩受力面积小,则小孩对沙滩的压力比大人对沙滩的压力小,故AB错误,C正确;
D.大人对沙滩的压力和大人的重力方向相同,不是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
7.“中国核潜艇之父”黄旭华为中国核潜艇事业的发展做出了杰出贡献,获得了国家最高科学技
术奖。佳佳也深受鼓舞,制作了如图所示的潜水艇模型,下列说法错误的是( )
z
A.潜水艇模型是通过改变潜水艇的重力实现沉浮的
B.在水下悬浮时,它受到的浮力等于自身重力
C.向内推注射器活塞,水会被压入试管中,可实现潜水艇下沉
D.潜艇在下潜过程中所受水的压强变大
【答案】C
【详解】A.当潜艇模型浸没在水中时,排开水的体积不变,所受浮力不变,因此模型的上浮和下
沉是通过改变潜艇所受的重力来实现的,故A正确,不符合题意;
B.在水下悬浮时,处于平衡状态,说明受力平衡,即它受到的浮力等于自身重力,故B正确,不
符合题意;
C.向内推注射器活塞,水会被压出试管,此时模型的自重减小,模型上浮,故C错误,符合题意;
D.潜艇在下潜过程中,在水中的深度变大,根据p=ρgh可知,其所受水的压强变大,故D正确,
不符合题意。
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学学学科科科网网网(((北北北京京京)))股股股份份份有有有限限限公公公司司司故选D。
8.如图所示是利用水银测量大气压强的实验装置,下列分析正确的是( )
A.此时的大气压相当于765mm高水银柱所产生的压强
B.若玻璃管稍微倾斜,则玻璃管里的水银柱长度将变长
C.若将此装置从山下带到山上,则管内外水银面的高度差将增大
D.若仅将玻璃管内径稍减小,则管内外水银面的高度差将变小
【答案】B
【详解】A.由题图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为755mm,因此,当时
的大气压强等于755mm高水银柱产生的压强,故A错误;
B.若将玻璃管稍稍倾斜,但不能改变大气压的大小,又不能改变水银柱的压强,故管内外水银面
的高度差将不变,由于玻璃管倾斜,故水银柱的长度将变长,故B正确;
C.若将此装置从山下带到山上,大气压减小,管内外水银面的高度差将变小,故C错误;
D.若仅将玻璃管内径稍减小,管外大气压不变,大气压能支撑的水银柱高度不变,管内外水银面
的高度差将不变,故D错误。
z
故选B。
9.两个相同的量筒里装有相同体积的水,用细绳拴着质量相等的实心铝块、铜块,分别浸没在各
量筒的水中,水没有溢出,已知ρ <ρ ,则水对量筒底部的压强( )
铝 铜
A.放铜块的大 B.放铝块的大
C.一样大 D.条件不足,无法确定
【答案】B
【详解】根据题意可知铝块密度小于铜块密度,由V=m/ρ可知质量相同,密度小的体积大,因此
铝块排开水的体积大于铜块排开水的体积,且水均未溢出来,由h=v/s可知放铝块的量筒上升的高度高,
由p=ρgh可知,液体密度相同,深度越深液体产生压强越大,故水对量筒底部的压强放铝块的大一些。
故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
10.如图所示,将一块实心柱形金属块浸没在水中,金属块上、下表面受到水的压力分别为F、
1
F。金属块在水中下沉过程中,下列说法中正确的是( )
2
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学学学科科科网网网(((北北北京京京)))股股股份份份有有有限限限公公公司司司A. 变小 B. 不变
C. 与 的差值变大 D. 与 的差值不变
【答案】D
【详解】金属块浸没在水中,金属块在水中下沉过程中,深度增加,根据F= pS = pghS知金属块
上、下表面受到水 的压力都增加;金属块在水中下沉过程中,液体的密度相等,金属块排开水的体积
相等,根据F =ρ gV 可知金属块受到的浮力相等,根据浮力的产生原因可知,上表面与下表面的压
浮 液 排
力差等于浮力的大小,所以F 与F 的差值不变,故ABC错误,故D正确。 故选D。
2 1
11.小明在打印资料时发现一包完好的专用A4复印纸包装上标有如图所示的数据,向老师获知数
据含义后( 表示 的这种纸的质量为 表示一张这种纸的面积,500张/包
表示这包A4纸有500张),他很快估算出了这包A4纸平放在水平桌面上对桌面产生的压强大约为(
)
复印纸
500张/包
A. B. C. D.
z
【答案】B
【详解】一张A4复印纸的面积约为
这种纸的质量为70g,则一张A4复印纸的质量
这包A4复印纸平放在水平桌面上对桌面的压力
这包A4复印纸对桌面产生的压强
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
12.科学小组利用如图所示器材以及水和酒精来测量另一不知名液体的密度,已知ρ =0.8g/
酒精
cm3,ρ >ρ >ρ ,将塑料袋中装满另一不知名液体放入水中,未浸入水的体积为52cm3,再浸
水 不知名液体 酒精
入装有酒精的杯中,弹簧测力计示数为0.48N,则塑料袋中的不知名液体的密度为( )
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学学学科科科网网网(((北北北京京京)))股股股份份份有有有限限限公公公司司司A.0.9g/cm3 B.0.896g/cm3 C.0.84g/cm3 D.0.86g/cm3
【答案】B
【详解】设塑料袋中的不知名液体的体积为V,则其排开水的体积为
液体重力
浸入装有酒精的杯中,受到的浮力
液体重力
则有
解得
z
则液体重力
液体密度
故选B。
二、作图、填空题(每图2分,每空1分,共28分)
13.按要求作图。
(1)画出图中大坝上A点受到水压力的示意图。
【答案】见右图。
【详解】大坝A点受到水的压力,方向垂直于表面指向大坝,据此画出A点受到水压力的示意图,
如图所示。
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学学学科科科网网网(((北北北京京京)))股股股份份份有有有限限限公公公司司司(2)如图所示,小球静止在水面上,请作出小球受力的示意图。
【答案】见右图。
【详解】小球静止漂浮在水面上,受到重力和浮力的作用,二者是一对平衡力,大小相等,方向
相反,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,如图所示。
14. 2024年5月1日8时许,我国第三艘航空母舰福建舰从上海江南造船厂码头解缆启航,赴相关
海域开展首次航行试验。其满载排水量为8万吨, 该航母满载时受到的浮力为 N,航母从长
江驶入大海后所受浮力大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”),当舰载机飞离航母
后,航母所受浮力变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 8×108 不变 变小
【详解】[1]航空母舰满载排水量为8万吨, 由阿基米德原理可知,航母受到的浮力等于排开水的
重力,则满载时受到的浮力
[2]航母从长江驶入大海后,航母仍处于漂浮状态,航母所受浮力等于航母的重力,航母的重力不
变,所以航母所受浮力大小将不变。
[3]当舰载机飞离航母后,航母的重力变小,航母仍处于漂浮状态,航母所受浮力等于航母的重力,
所以航母所受浮力大小将变小。
15. 如图为我国设计研制的“蛟龙号”载人潜水器。当潜水器完全浸没在海水中时,排开海水的重
z
力是 ,则潜水器受到的浮力是 N。若海水密度不变,潜水器体积不变,随着不断下潜,
“蛟龙号”表面受到海水的压强会 (选填“增大”“减小”或“不变”,下同),受到的浮力
会 。
【答案】 增大 不变
【详解】[1]由阿基米德原理可知,潜水器受到的浮力等于排开水的重力,故
若海水密度不变,潜水器体积不变,随着不断下潜,潜水器距离水面的深度增大,由p=ρgh可知,
“蛟龙号”表面受到海水的压强会增大。由F =ρ gV 可知,“蛟龙号”受到的浮力不变。
浮 液 排
16. 如图所示,向清水中加盐能使沉在水下的鸡蛋上浮,解释其中的道理。解释:鸡蛋在清水中沉
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学学学科科科网网网(((北北北京京京)))股股股份份份有有有限限限公公公司司司底,当向水中加盐时,水的 变大,根据 原理可知,鸡蛋受到的浮力变大,当 时,
鸡蛋就上浮。
【答案】 密度 阿基米德原理 浮力大于重力
【详解】当向水中加盐时,盐溶解在水中,液体质量变大,但体积变化不明显,由ρ=m/V可知,
水的密度变大。
刚开始鸡蛋沉底,是因为浮力小于重力,液体密度变大,由由阿基米德原理即F =ρ gV 可知,
浮 液 排
浮力变大,当浮力大于重力时,鸡蛋将上浮。
17. 如图是小朋友非常喜欢玩的遥控爬墙车,它吸附并停在竖直的墙壁上,主要是因为车身内的电
动排风机将空气排出,车身底部的空气需要不断地补充,使车身和墙壁之间的空气流速变大,压强
,在 的作用下,车身就可以紧贴在墙壁上。若加大电动排风扇的转速,则爬墙车所受摩擦力大
小 。(选填“变大”、“变小”、“不变”)
【答案】 变小 大气压 不变
【详解】[1][2]根据流体压强和流速的关系可知,遥控爬墙车车身内的电动排风机将空气排出,车
身底部的空气需要不断地补充,使车z 身和墙壁之间的空气流速大压强小,而外界大气压不变,在大气
压的作用下,车身就可以紧贴在墙壁上。
[3]当爬墙车在竖直的墙上静止时,爬墙车处于平衡状态,在竖直方向上受到的重力和摩擦力是一
对平衡力,重力大小不变,所以爬墙车所受摩擦力大小不变。
18. 为探究液体压强的规律,某中学课外学习小组的同学设计制作了如图所示的装置。他们首先向
一个大水槽里灌满水,水深为h= 0.2m,此时水对水槽底部的压强是 Pa。然后松开铁夹,水流
入a、b两管,稳定后,a管中水面的高度为h,b管中水面的高度为h,则h h,若去掉软木
1 2 1 2
塞,有水从管口流出时,则a、b两管水面的高度h h(选填“>”、“<”或“=”,取g =
a b
10N/kg)。
【答案】 2000 = >
【详解】水对水槽底部的压强
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如图所示松开铁夹,水流入a、b两管,此时装置是一个连通器,所以稳定后,各管中的液面应该
是相平的,即h=h,拔掉软木塞后,水会向外涌出,由于b管底部较细,水的流速较大,产生的压强
1 1
小,所以b管水面比a管水面低,即h>h。
a b
19. 如图所示,将总质量为5g的装有适量水的玻璃小瓶瓶口朝下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面
上,即可制成浮沉子,此时小瓶受到的浮力为 N,如果增大手对塑料瓶的握力,小瓶将会下沉,
小瓶内的气压将 (填“变大”“变小”或“不变”),下沉时小瓶受到的浮力 (选填
“大于”“小于”或“等于”)重力。
【答案】 0.05 变大 小于
【详解】[1]小瓶漂浮,受到的浮力等于重力,大小为
[2]增大手对塑料瓶的握力,大塑料瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,小瓶内
的气体被压缩,气压将变大。
[3]增大手对塑料瓶的握力,大塑料瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,小瓶内
水的重力增加,当小瓶受到的重力大于浮力时,小瓶开始下沉,故下沉时小瓶受到的浮力小于重力。
z
20.利用注射器做了几个实验。
(1)如图甲估测大气压,用刻度尺测出注射器筒带刻度部分的长度 cm,若针筒体积
,筒壁相对活塞刚开始滑动时测力计示数 ,所测大气压强 Pa。
(2)如图乙,向外拉注射器活塞,悬浮的潜水艇将 (选填“上浮”或“下沉”)。
【答案】(1) 4.00, ;(2)下沉
【详解】(1)由图甲得,刻度尺的分度值为0.1cm,注射器筒带刻度部分的长度
若针筒体积
活塞的横截面积为
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学学学科科科网网网(((北北北京京京)))股股股份份份有有有限限限公公公司司司筒壁相对活塞刚开始滑动时测力计示数
所测大气压强
(2)如图乙,向外拉注射器活塞,水进入潜水艇内,潜水艇的重力变大,悬浮的潜水艇受到的浮
力不变,则此时潜水艇受到的重力大于浮力,将下沉。
21. 如图为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂高为6cm的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将
圆柱体全部浸入水中,水没有溢出,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系图像
如图所示,g取10N/kg, ,则整个过程中手对测力计的拉力减少 N,圆柱体受
到的重力是 N,圆柱体的密度是 。
【答案】 8 12
【详解】由图像可知,当h<4cm时,测力计示数为12N,当h>8cm,圆柱体完全浸没,测力计示
数为4N,则整个过程中手对测力计的拉力减少量为
z
由图像可知,当h=0时,圆柱体在空气中,根据二力平衡,圆柱体重力为
圆柱体完全浸没时受到的浮力为
则圆柱体体积为
则圆柱体的密度为
三、实验题与解答题(第22、23、24题,每空2分,第25、26题每题6分,共36分)
22. 在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,同学们利用小桌、海绵、砝码等器材做
了如图所示的系列实验。
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学学学科科科网网网(((北北北京京京)))股股股份份份有有有限限限公公公司司司(1)同学们是根据海绵的 来比较压力的作用效果的。
(2)观察比较图甲、乙的情况可以得到结论是:在受力面积相同时,压力越大, 。小红
联想到坦克车履带的设计,这可用 两组实验所得结论解释;
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,忽略受力面积的变化,则图丙中海绵受到的压强
和图丁中木板受到的压强 的大小关系为 (选填“>”、“<”或“=”);
【答案】(1)凹陷程度;(2)压力的作用效果越明显,乙丙;(3)=
【详解】(1)实验中运用转换法,通过观察海绵的凹陷程度来表示压力的作用效果的。
(2)甲、乙两实验中,受力面积相同,压力不同,且压力越大海绵的凹陷程度越大,压力的作用
效果越明显,因此可得结论为:当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
坦克车履带的设计是压力一定时,通过增大受力面积来减小压力的作用效果,乙丙两次实验的结
论与该应用相同。
(3)丙丁两图中,压力和受力面积相同,则压力的作用效果相同,即 。
23. 在“探究液体压强的特点”实验中,小明进行了如下的猜想:猜想一:液体内部压强大小可能
与液体深度有关。猜想二:液体内部压强大小可能与液体密度有关。猜想三:液体内部压强大小可能
与方向有关。为了验证以上猜想,小明进行了如图所示的操作:
z
(1)实验过程中探头受到的液体压强大小是通过 反映的;
(2)为了验证猜想一,应选择 两组实验对比,可初步验证出猜想一是正确的;
(3)探究液体压强与液体密度的关系时,应该保持金属盒所在位置 相同(选填“深度”或
“方向”),小明实验时记录了乙、丙两图,在知道同种液体内部压强随深度的增加而增加的情况下,
(选填“能”或“不能”)判定液体压强与液体的密度有关。
【答案】(1)U形管内液面高度差;(2)甲乙;(3)深度 能
【详解】(1)根据转换法,实验过程中探头受到的液体压强大小是通过U形管两边液面的高度差
反映的。
(2)为了验证猜想一,即研究液体内部压强大小可能与液体深度有关,要控制液体密度相同,故
应选择甲、乙两组实验对比,可初步验证出猜想一是正确的。
(3)根据控制变量法,探究液体压强与液体密度的关系时,要控制金属盒所在位置深度相同,液
体密度不同。对比乙、丙两组实验,盐水密度大于水的密度,探头所处的深度不相同,盐水中的探头
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学学学科科科网网网(((北北北京京京)))股股股份份份有有有限限限公公公司司司深度较浅,但盐水中U形管的高度差较大,故盐水中探头所处位置的液体压强较大,知道同种液体内
部压强随深度的增加而增加的情况下,所以能够得出液体压强与液体的密度有关。
24.如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形。
(1)物块未浸入水中时,弹簧测力计示数如图甲所示;
(2)小明将物块从图甲下降至图乙的过程中,发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时,还观察到容
器内水面上升,初步分析得出:物体所受浮力的大小与它 有关;
(3)继续增大物块所处的深度,当它与容器底部接触后,弹簧测力计示数如图丙所示,此时物块
受到的浮力为 N;
(4)为探究浮力与 的关系,小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中;他发现物块受到的
浮力变化却不明显。小明想出下列四种实验改进方案,其中不可行的是 。
A.换用体积更大的同种物块
B.换用密度比水小得多的液体
C.换用精确程度更高的测力计
D.利用现有器材进行多次实验
【答案】 排开液体的体积 0.8 液体密度 D
【详解】(2)物块从图甲下降z至图乙的过程中,发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时,观察到烧
杯内水面在上升,则物体排开水的体积慢慢变大,因此初步分析得出:物体所受浮力的大小与它排开
液体的体积有关。
(3)由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,物体的重力为1.8N,如图乙和丙,液体是水,
而且都浸没,故浮力的大小不变,故浮力的大小为
(4)小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中,浸没后,物体排开液体的体积等于物体的体积,
都是浸没在液体中,排开液体的体积相同,而物体的密度不同,因此是为了探究浮力与液体密度的关
系。
A.换用体积更大的同种物块,浮力比较大,弹簧测力计示数变化明显,故A不符合题意;
B.换用密度比水小得多的液体,由F =ρ gV 可知,浮力变化比较大,故B不符合题意;
浮 液 排
C.换用精确程度更高的测力计,微量的浮力变化就可以测量出来,该方案可行,故C不符合题意;
D.利用现有器材进行多次实验,浮力的大小不变,两次浮力的变化不明显,故不可行,故D符
合题意。
故选D。
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学学学科科科网网网(((北北北京京京)))股股股份份份有有有限限限公公公司司司25.长颈鹿目前是陆地上最高的动物。某成年长颈鹿的身高为4m,质量为2t,一只脚掌的着地面
积为250cm2,在5min内可以行走360m。求:
(1)长颈鹿行走时的速度;
(2)长颈鹿站立时,对水平地面的压强;
(3)比较长颈鹿行走时和站立时对地面的压强大小关系,并简要说明理由。
【答案】(1)1.2m/s;(2)2×105Pa;(3)见解析
【详解】(1)长颈鹿在5min内可以行走360m,则长颈鹿的速度为
(2)长颈鹿站立时对水平地面的压力为
对水平地面的压强为
(3)长颈鹿行走时是2只脚着地,而站立时4只脚着地,即受力面积变小,由p=F/S可知,长颈
鹿行走时比站立时对地面的压强大。
26. 如图所示,一块矿石在空气中称重为3N,浸没在某液体中时弹簧测力计示数为2.2N,
(g=10N/kg)求:
z
(1)小石块的体积;
(2)小石块的密度;
(3)某液体的密度。
【答案】(1)1×10-4m3;(2)3×103kg/m3;(3)0.8×103kg/m3
【详解】(1)小石块在水中受到的浮力为
小石块的体积为
(2)小石块的质量为
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学学学科科科网网网(((北北北京京京)))股股股份份份有有有限限限公公公司司司小石块的密度为
(3)小石块在某液体中受到的浮力为
某液体的密度为
答:(1)小石块的体积为 ;
(2)小石块的密度为 ;
(3)某液体的密度 。
z
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