Question

小明用符合实验要求的圆柱体物块、小球、细线、量筒和适量的水测量某未知液体的密度。如图是小明正确测量的过程。已知水的密度为1×10³kg/m³（g取10N/kg）。实验过程如下：

①将适量的水倒入量筒中，如图甲所示，量筒中水面所对应的示数为50cm³；

②把拴有小球的物块置于量筒内，并先使小球浸没在水中，如图乙所示，量筒中水面所对应的示数为54cm³；

③将拴有小球的物块置于量筒内的水中，如图丙所示，量筒中水面所对应的示数为74cm³；

④将待测液体倒入另一量筒中，如图丁所示，记录量筒中待测液体的体积；

⑤将上述小球和物块擦干后，置于量筒内的待测液体中，如图戊所示，量筒中液面所对应的示数为70cm³。

(1)物块在两种液体中所受浮力______（选填“相同”或“不相同”）。

(2)小球和物块在水中所受的浮力为______N。

(3)小球和物块排开待测液体的体积为______m³，待测液体的密度为______kg/m³；通过查表对照，该液体可能是______。

一些物质的密度
物质	硫酸	甘油	煤油	酒精
密度kg/m^3	1.8×10^3	1.3×10^3	0.8×10^3	0.8×10^3

（拓展）在图丙中，若物块浸没在水中的体积为其，则在图丙与图戊两图，物块露出液面的高度之比为______。

Answer

不相同 0.24 2×10－5 1.2×103 甘油 5∶9

【解析】

(1)对小球进行受力分析，小球在两种液体中受到的浮力都等于小球的重力减去细线对它的拉力，由于两种液体的密度不同，所以小球在两种液体中受到的浮力不同，则细线上的拉力不同；对物块进行受力分析，物块在两种液体中所受的浮力均等于物块的重力加上细线对它的拉力，因为细线上的拉力不同，所以物块所受浮力不同；(2)由题图可知，小球和物块排开水的体积V＝V3－V1＝74 cm3－50 cm3＝24 cm3＝2.4×10－5 m3，由ρ＝可得，排开水的质量m排＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×2.4×10－5m3＝2.4×10－2 kg；则小球和物块在水中所受的浮力F浮＝G排＝m排 g＝2.4×10－2 kg×10 N/kg＝0.24 N；(3)由图示可知，小球和物块排开液体的体积V液＝70 cm3－50 cm3＝20 cm3＝2×10－5 m3，由(1)可知小球在水和待测液体中所受的浮力相等，则ρ液＝＝＝1.2×103 kg/m3；查表发现该液体的密度测量值与甘油的密度接近，因此该液体可能是甘油。【拓展】由图甲、乙可知，小球的体积V球＝54 cm3－50 cm3＝4 cm3，图丙中物块排开水的体积V排1＝74 cm3－50 cm3－4 cm3＝20 cm3，物体的体积V＝＝25 cm3；物体露出液面的体积V露1＝25 cm3×（1－）＝5 cm3；图戊中物块排开液体的体积V排2＝70 cm3－50 cm3－4 cm3＝16 cm3，物块露出液面的体积V露2＝25 cm3－16 cm3＝9 cm3，则圆柱体物块在图丙与图戊两图，物块露出液面的高度之比为：＝＝＝＝。