Question

嚴(yán)寒冬季，海面結(jié)了厚厚一層海冰．
（一）小明想：冰面下海水的密度是多大呢？于是他砸開(kāi)冰面，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：取長(zhǎng)5cm、寬5cm、高8cm的長(zhǎng)方體物塊，懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下方，示數(shù)如圖（甲）所示；將物塊浸沒(méi)在海水中，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖（乙）所示．（g取10N/kg）問(wèn)：
（1）海水的密度是多大？
（二）小華想：海水結(jié)成的海冰是否含有鹽分呢？于是她進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：取一根空心吸管，將一些小鐵釘從吸管的下端塞入作為配重，并用石蠟將吸管的下端封起來(lái)；將配重吸管放入純水中，靜止后如圖（丙）所示；取一些海冰放人燒杯中，待海冰完全熔化后，將配重吸管放入其中，靜止后如圖（丁）所示．問(wèn)：
（2）海冰熔化所得的液體密度為多大？海冰是否含有鹽分？
（3）小華將此液體置于室外直至其表面又凝固了一層固體，將此固體撈出置于空容器中直至完全熔化成新液體，請(qǐng)合理猜想，新液體的密度可能為_(kāi)_____kg/m³．

Answer 1

解：（1）根據(jù)甲乙可知，木塊受到的浮力：F_浮=4.3N-2.2N=2.1N，排開(kāi)海水的體積：v_排=5cm×5cm×8cm=200cm³=0.0002m³，
∵F_浮=ρ_海水gv_排
∴ρ_海水===1.05×10³kg/m³．
（2）設(shè)吸管的橫截面積為S，則有
ρ_水gSh=ρ_海水′gSh′
∴ρ_海水′=1×10³kg/m³×=1.04×10³kg/m³＞1×10³kg/m³，所以含有鹽．
（3）∵=
∴ρ_海水″==1.03×10³kg/m³．
答：（1）海水的密度是=1.05×10³kg/m³．
（2）海冰熔化所得的液體密度為1.04×10³kg/m³；海冰含有鹽分；
（3）新液體的密度可能為1.03×10³kg/m³．
分析：（1）根據(jù)兩次彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)可知浮力的大小，由于木塊完全浸沒(méi)，則排開(kāi)液體的體積等于木塊的體積；然后根據(jù)阿基米德的變形公式求出海水的密度；
（2）根據(jù)漂浮時(shí)浮力等于重力列出關(guān)系式即可求出海水的密度，根據(jù)海水的密度可知海水是否含有鹽．
（3）根據(jù)（1）（2）小題密度比值等于（2）（3）小題中密度的比值進(jìn)行計(jì)算．
點(diǎn)評(píng)：本題考查浮力公式的應(yīng)用，利用浮力公式求液體的密度，有一定的難度．