Question

陽(yáng)湖中學(xué)旁一河塘被沿河化工廠污染，為調(diào)查河水被污染的程度，初三（1）班學(xué)生分成三個(gè)研究小組．化學(xué)研究小組利用pH 試紙檢測(cè)河水的酸堿度．生物研究小組采用舀取河水飼養(yǎng)金魚(yú)的辦法調(diào)查水質(zhì)．物理研究小組根據(jù)常識(shí)：河水被污染后密度普遍變大，當(dāng)河水密度超過(guò)1.05×10³kg/m³，一般就不再適合水產(chǎn)養(yǎng)殖．他們制作簡(jiǎn)易的液體密度計(jì)----------一邊長(zhǎng)為10.5cm的正方體木塊，先將木塊放入清水中漂浮，測(cè)得木塊下表面在水中的深度為6.3cm，該木塊密度為_(kāi)_____kg/m³，然后在木塊上清水液面處畫(huà)一周白線．若將木塊放入密度為1.05×10³kg/m³的污水中漂浮，那么污水面將在該木塊白線的______（選填“上”或“下”）方______cm處，再在該處畫(huà)上一周紅線．用此木塊就可檢測(cè)河水的密度是否超標(biāo)．

Answer 1

h_木=10.5cm，h_水=6.3cm，ρ_水=1.0g/cm³，ρ_污水=1.05×10³kg/m³=1.05g/cm³；
（1）木塊的底面積為：s_木=h_木²，
木塊的體積為：V_木=s_木×h_木，
木塊排開(kāi)水的體積為：V_排=s_木×h_水，
木塊漂浮在水中，根據(jù)物體的浮沉條件得：
F_浮=G_木
即，ρ_水gV_排=ρ_木gV_木，
ρ_水gs_木h_水=ρ_木gs_木h_木，
ρ_水h_水=ρ_木h_木，
即：ρ_木=

h水

h木

ρ_水=

6.3cm

10.5cm

×1.0g/cm³=0.6g/cm³=0.6×10³kg/m³；
（2）密度計(jì)在水中和污水中都是漂浮，根據(jù)公式F_浮=ρ_液gV_排分析，ρ_液越大V_排越小，污水的密度大于水的密度，所以在密度計(jì)在污水中的體積小于在水中的體積，故在白線的下面；
（3）∵該木塊密度計(jì)漂浮，
∴在清水中受到的浮力F_浮等于在污水中受到的浮力F_浮′，
即：ρ_水gs_木h_水=ρ_污水gs_木h_污水，
∴h_污水=

ρ水h水

ρ污水

=

1.0g/cm3×6.3cm

1.05g/cm3

=6cm，
在白線的下面：
△h=h_水-h_污水=6.3cm-6cm=0.3cm．
故答案為：0.6×10³；下；0.3．