(北师大版)上海市初中物理八年级下第八章《压强与浮力》测试题(含答案解析)
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一、选择题
1.在水平桌面上有高度相同、质量可忽略的薄壁圆柱形容器甲和乙,将质量相等的水和酒精分别盛在甲、乙两容器中,两容器都刚好盛满,如下图所示。
此时,甲容器对桌面的压力为F,现将密度为ρ的物体A分别放入水和酒精中(ρ酒精<ρ<ρ水),待静止后,甲和乙容器对桌面的压力分别为F甲和F乙,则下列关系正确的是()
A.F乙=F甲=F B.F乙>F甲=F C.F甲=F乙>F D.F甲>F乙=F
2.下列估测正确的是()
A.一个中学生的重力大约是50N
B.一袋方便面的质量大约是1kg
C.成年人一只脚掌的面积大约是0.02m2
D.新宾地区的大气压强大约是104Pa
3.如图所示为长江某水坝的示意图,水坝左侧水面高,B和C两点处于同一高度,A和C 两点到各自液面的距离相等。
水在A、B和C三点产生的压强分别为p A、p B和p C,则
()
A.p A<p B=p C B.p A=p C>p B
C.p A>p B=p C D.p A=p C<p B
4.一本九年级物理第一学期教科书平放在水平桌面上,它对桌面的压强约为()A.3帕B.30帕C.300帕D.3000帕
5.小雨将一小石块和一小木块抛入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中,针对这一现象,下列分析正确的是()
A.木块受到了浮力,但石块却没有受浮力
B.木块受到的浮力一定大于石块的浮力
C.石块沉入水中,浮力小于自身的重力
D.木块浮在水面,浮力大于自身的重力
6.将两物体分别挂在弹簧测力计下,让它们同时浸没在水中时,两弹簧测力计示数减小了
相同的数值,则这两物体必定有相同的()
A.形状B.质量C.密度D.体积
7.关于浮沉条件的应用,下列说法中正确的是()
A.潜水艇上浮过程中受到的浮力总是变大的
B.气象用探测气球里所充气体的密度小于空气的密度
C.密度计上的刻度示数从下到上是逐渐变大的
D.密度计浮在不同的液体中所受到的浮力的大小与液体的密度有关
8.以下图片中所描述的物理现象,下列分析正确的是
A.用吸管吸饮料是利用了液体压强
B.飞机正常飞行时,机翼上方空气流速大,压强大
C.将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度不变
D.盆景中的水位能保持一定高度,是利用了连通器原理9.下列各个选项中改变压强的方法与其他不同的是()
A.坦克装有宽大的履带
B.书包背带做得较宽
C.斧刃磨得很锋利
D.在铁轨下面铺枕木
10.如图所示,液体在a、b、c三处产生的压强,说法正确的是()
A.a、b两点的压强相等
B.b、c两点的压强相等
C.c点压强比b点压强大
D.a点向下的压强比向上的压强大
11.下列与压强有关的事例的解释中正确的是
A.书包的背带较宽,是为了增大压强
B.用吸管喝饮料,利用了大气压强
C.拦河大坝修成上窄下宽,利用了连通器原理
D.起风时,常看见屋内的窗帘飘向窗外,这是因为窗外空气流速大,压强大
12.如图所示,密封的“凸”字形容器中装满水,放在水平桌面中央,若把它倒置,则水对容器底部的压强P1和容器对桌面的压强P2的变化情况是()
A.P1增大,P2增大B.P1增大,P2不变
C.P1不变,P2不变D.P1不变,P2增大
二、填空题
13.社会的进步离不开物理学家的杰出贡献。
为了纪念这些伟大的物理学家,人们常用他们的名字作为计量单位。
在国际单位制中,压强的单位是___________(填写中文名称)。
通常各年龄段人血压的正常值是不同的,健康成年人血压的收缩压正常值的变动范围为12 kPa-18.7 kPa,这里的血压的“压”指的是___________(选填“压强”或“压力”)。
14.装热水的保温瓶,盖紧瓶塞一段时间后,常常发现瓶塞不易拔出,此现象表明,此时瓶内气压_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)外界大气压。
假定外界大气压为105Pa,瓶口横截面积为10cm2,拔出瓶塞至少用10N的力,则瓶内气体的压强是
_____Pa。
(不考虑瓶塞的质量和受到的摩擦力)。
15.如图甲所示,当烧瓶中水沸腾以后,移去酒精灯,烧瓶中水将______沸腾(选填:“继续”或“停止”);待水的温度降低一些用抽气筒向外抽气,如图乙所示,看到的现象是______,这表明气压减少时沸点______。
(选填:“升高”、“降低”或“不变”)
16.如图所示,在质量为5kg 的容器内装有35kg 的水,水面到水底的深度为1.2m ,容器的底面积为0.02m 2,则容器底面所受到水的压力是_____N ,容器底面所受到水的压强是_____Pa ,地面受到容器的压强是_____Pa 。
17.如图所示,边长为10cm 的正方体A 重力为1N ,在水平向左的力F 1=2N ,竖直向上的力F 2=4N 作用下,沿着墙壁竖直向上做匀速直线运动,则此时A 受到的滑动摩擦力大小为______,A 对竖直墙壁的压强为______。
18.道路交通法规定汽车过隧道不能超车,是因为超车过程中两车之间的空气流速增大,压强变________,容易发生事故。
汽车在加速过程中________(选填“安全带”或“座椅靠背”)对司机起到保护作用。
19.在现实生活中,当一块平板以一定的冲角(平板与水平方向的夹角)α在空气中水平运动时,平板会受到一个竖直向上的升力F L (如图),升力公式为2
12
L L
F C S ρν=(C L 为升力系数,是一个没有单位的数值,ρ为空气的密度,v 为平板的速度,S 为平板的面积)。
(1)在研究某飞机机翼的C L 与α的关系时,获得如下数据:
α/°0510152025
C L0.30.60.9 1.2 1.5 1.3
由表中数据可以看出:随着冲角增大,升力系数____。
上述关系可以用图中的图线_____来表示(选填“甲”或“乙”);
(2)根据上述升力公式可知,若加快飞机飞行速度,就会使升力增大,飞机就会向上飘。
若要保持飞行高度不变,就应保持飞机的升力不变,因而需要减小___。
20.一均质正方体放入水中,漂浮时有3
5
的体积浸入水中,物体的密度是__________
kg/m3;若把该物体放入密度为0.8×103kg/m3的酒精中,则该物体下表面受到酒精的压强p 酒
与在水中时下表面受到水的压强p水的关系是p酒__________ p水。
(选填“>”“<”或“=”)三、解答题
21.如图所示,将质量为0.06kg的小球轻轻放入装满水的溢水杯中,溢出0.05kg的水(g 取10N/kg)。
求:
(1)小球受到的浮力;
(2)小球排开液体的体积;
(3)小球的密度。
22.如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲、乙底部所受液体的压强相等。
容器甲中盛有水,水的深度为0.08m,容器乙中盛有另一种液体。
(g=9.8N/kg)
(1)若水的质量为2千克,求容器甲中水的体积V水;
(2)求容器甲中水对容器底部的压强p水;
(3)现往容器甲中加水,直至与乙容器中的液面等高,此时水对容器底部的压强增大了196Pa,求液体乙的密度ρ液。
23.如图所示,质量为300g的薄壁容器放在水平地面上,容器底面积为200cm2,内装2.7kg的水,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3.求:
(1)容器对水平地面的压强:
(2)水对容底部的压力
24.小明家买了一个既美观又实用的茶几,茶几的中间摆了一个鱼缸,茶几摆放在客厅水平地面上。
其部分参数如下表所示,请计算:
茶几的质量/kg50
鱼缸的质量/kg8
鱼缸注水的体积/ m30.03
鱼缸注水后的深度/ m0.2
鱼缸的底面积/ m20.1
茶几支撑柱的数量/个4
茶几每个支撑柱的面积/ m20.02
(1)鱼缸所注入的水的质量?
(2)此时水对鱼缸底部的压力?
(3)此时茶几对水平地面的压强?
25.如图所示,一张四条腿的桌子重300N,容器重为50N,放在水平桌面上,容器内盛有重为4N的水,水的深度为15cm,容器内部底面积为50cm2,外部底面积为54cm2,桌子每只脚与水平地面的接触面积是25cm2,求:
(1)水对容器底的压强;
(2)容器对桌面的压强;
(3)桌子对地面的压强。
26.如图甲所示,底面积为100cm2的长方体容器内盛有足够多的水,容器壁的厚度不计,用弹簧测力计挂着一金属块并将金属块逐渐浸入容器的水中且水始终不会溢出。
图乙是描述在这个过程中弹簧测力计的示数F随金属块下表面在水中的深度h的变化情况。
求:(1)从A到C的过程中,金属块下底部受到水的最大压强值;
(2)金属块的密度大小;
(3)金属块浸没水中后(但未触及容器底部)与其在浸入水之前相比较,容器底部受到水的压强增大多少帕斯卡?
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一、选择题
1.B
解析:B
由图可知:甲乙容器中的液面高度相同,盛满质量相等的水和酒精,将物体A分别放入水和酒精中待静止后,液面高度不变;根据
ρ酒精<ρ水
则对容器底部压强根据公式p=ρgh可知
p水>p酒精
因甲乙容器中分别盛满质量相等的水和酒精,即G水=G酒精;将密度为ρ的物体A分别放入水和酒精中,因
ρ酒精<ρ<ρ水
所以待静止后,物体A会在水中漂浮,在酒精下沉,在甲容器中
G A =F 浮水=G 排水
在乙容器中
G A >F 浮酒精,F 浮酒精=G 排酒精
所以
G 排水>G 排酒精
甲容器对桌面的压力为
F 甲=
G 水+G A -G 排水=G 水=F
乙容器对桌面的压力为
F 乙=
G 酒精+G A -G 排酒精
所以
F =F 甲<F 乙
故选B 。
2.C
解析:C
A .一个中学生的质量大约是50kg ,重力约500N ,故A 错误;
B .一袋方便面的质量大约是0.1kg ,故B 错误;
C .一只脚底的面积大约是200cm 2,合0.02m 2,故C 正确;
D .新宾地区的大气压强大约是105Pa ,故D 错误。
故选C 。
3.D
解析:D
由图知A 、B 、C 三点处的深度关系为B 点的深度最深,A 和C 两点的深度相同,由于水的密度确定,由公式液体压强的公式p gh ρ=可知,此三点的压强关系为B 处的压强最大,A 和C 处的压强相等。
故选D 。
4.B
解析:B
一本九年级物理教科书的质量大约为
m =150g=0. 15kg
书的重力
G =mg =0.15kg×10N/kg=1.5N
因为在水平桌面上,所以桌面受到的压力
F =
G =1.5N
受力面积
S =25cm×20cm=500cm 2=0.05m 2
桌面受到的压强
21.5N
30Pa 0.05m
F p S =
== 故ACD 不符合题意,B 符合题意。
故选B 。
5.C
解析:C
A .水中的石块和木块都受到浮力作用,故A 错误;
B .物体受到的浮力大小与排开的水量有关,无法确定二者浮力大小,故B 错误; CD .石块沉底,浮力小于重力,木块漂浮,浮力等于重力,故
C 正确,
D 错误。
故选C 。
6.D
解析:D
物体浸没在液体中,弹簧测力计减小的示数即物体所受到的浮力大小,让它们同时浸没在水中时,两弹簧测力计示数减小了相同的数值,说明两物体在水中所受浮力相等,
F gV ρ=浮水
这两物体必定有相同的体积。
故选D 。
7.B
解析:B
A .因为潜水艇在水中上浮过程中,没有露出水面之前,排开水的体积等于物体的体积,即
V 排=V 艇
因为V 艇不变、所以V 排不变,根据阿基米德原理的公式
F 浮=ρ液V 排g
所以潜水艇没露出水面之前的浮力不变;当潜水艇露出水面直至漂浮在水面的过程中,由于其排开水的体积在不断变小,所以所受浮力也在不断变小,漂浮在水面以后不再变化,故A 错误;
B .气球是利用在空气中的浮力来工作的,当气体的密度小于空气的密度时,才可以升空,故B 正确;
CD .密度计是漂浮在液体中,不论在哪种液体中所受浮力都等于本身的重力,大小不变,根据阿基米德原理,如果液体的密度越大,则密度计浸入液体中的体积越小,即越往上浮一些,所以密度计的刻度是越往下值越大,故C 、D 错误。
故选B 。
8.C
解析:C
A .用吸管吸饮料时,吸管中的空气被吸走,瓶中的饮料在大气压的作用下进入嘴里,这是利用了大气压强,故A 错误;
B .飞机飞行时,由于机翼的特殊结构,机翼上方空气流速大,压强小,这样对飞机产生一个向上的升力,故B 错误;
C .在托里拆利实验中,水银柱的高度是指管内水银面到水银槽中水银面的竖直高度,这一高度的大小是由外界大气压决定的,所以不会因玻璃管的倾斜而改变.如果把玻璃管倾
斜一定角度,则水银柱的长度就会相应变长,故C正确;
D.盆景水位保持一定高度是大气压支撑水没有流出来,故D错误.
9.C
解析:C
坦克装有宽大的履带通过增大受力面积来减小压强,书包背带做得较宽是通过增大受力面积来减小压强,斧刃磨得锋利是通过减小受力面积来增大压强,在铁轨下面铺枕木,是通过增大受力面积来减小压强。
C中改变压强的方法与ABD不同,故ABD不符合题意,C 符合题意。
故选C。
10.C
解析:C
【分析】
a、b两点在同一种液体中,但所处深度不同,根据液体压强公式分析判断压强关系;
b、c 两点所处深度相同,但液体密度不同,根据液体压强公式分析判断压强关系;根据液体内部压强的特点分析a点向下压强和向上压强的大小关系。
A.由图知,在纯水中,h a<h b,p=ρgh,所以p a<p b,故A错误;
BC.由图知,h b=h c,p=ρgh,ρ纯水<ρ盐水,所以p b<p c,故C正确,B错误;
D.液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,向各个方向的压强相等,所以a点向下压强和向上压强相等,故D错误。
故选C。
11.B
解析:B
【分析】
根据减小压强的方法、大气压的应用、液体压强的特点、流体压强与流速的关系逐项判断。
书包的背带较宽,是为了压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A错误;当用吸管吸饮料时,首先是把吸管内的空气吸走,然后在外界大气压的作用下,饮料就被压进吸管里,所以,用吸管喝饮料是利用大气压强,故B正确;液体内部压强随着深度的增加而增大,所以水坝下部比上部建造的宽,是由于液体压强随着深度的增加而增大,故C错误;由于流体流速越大的位置压强越小,所以起风时,常看见屋内的窗帘飘向窗外,这是因为窗外空气流速大、压强小,故D错误,故选B.
【点睛】
12.D
解析:D
【分析】
液体对底部的压强与液体密度和深度有关,固体压强大小与压力和受力面积有关。
倒置后,液体密度和深度都不变,容器对桌面的压力不变,但受力面积减小。
正放与倒放,容器底所处的深度不变,容器底受到的压强也就不变。
正放与倒放,容器对桌面的压力不变,倒放后,桌面的受力面积减小,桌面受到的压强变大,故选D。
二、填空题
13.帕斯卡压强
解析:帕斯卡 压强
[1]为了纪念帕斯卡对经典力学做出的突出贡献,把压强的单位定义为帕斯卡。
[2]因为健康成年人血压的收缩压正常值的变动范围为12kPa-18.7kPa ,kPa 是压强的单位,所以这里的血压的“压”指的是压强。
14.小于9×104
解析:小于 9×104
[1]盖紧瓶塞,瓶中的热水过一段时间温度降低,会导致瓶内气压减小,瓶内气压小于外界的大气压,瓶塞就在压强差的作用下被紧紧地压在了瓶口上,很难拨出。
[2]外界大气作用在瓶塞上的压力
F =pS =105Pa ×10×10-4m 2=100N
拔出瓶塞的力F 1=10N ,瓶内气体压力
F 2=F-F 1=100N-10N=90N
所以瓶内气体压强
4224290N 910Pa 1010m
F p S -===⨯⨯ 15.停止水重新沸腾降低
解析:停止 水重新沸腾 降低
[1]图甲中,烧瓶中的水沸腾后,将酒精灯移去,烧瓶中的水将停止沸腾,因为水不能继续吸收热量,水温将会降低。
[2][3]水的温度降低一些时,用抽气筒向外抽气,则烧瓶内的气压会减少,而烧瓶内的水又会重新沸腾,这表明气压减少时,沸点会降低。
16.12×1042×104
解析:1.2×104 2×104
[1][2]水对容器底部的压强
3341.010kg/m 10N/kg 1.2m 1.210Pa p gh ρ==⨯⨯⨯=⨯ 由F p S
=得水对容器底部的压力 421.210Pa 0.02m 240N F pS ==⨯⨯=
容器底面所受到水的压力是240N 。
[3]容器对地面的压力
()()'35kg 5kg 10N/kg 400N F G m m g ==+=+⨯=水容器
容器对地面的压强
''
42400N 210Pa 0.02m F p S ===⨯
容器对地面的压强是4210Pa 。
17.3N200Pa
解析:3N 200Pa
[1]物体沿着墙壁竖直向上做匀速直线运动,物体竖直方向受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力F 2和竖直向下的摩擦力,由力的平衡可知摩擦力
f =F 2-G =4N-1N=3N
[2]A 对竖直墙壁的压强为
12N =200Pa 0.1m 0.1m
F F p S S ===⨯ 18.小座椅靠背
解析:小 座椅靠背
[1]超车过程中两车之间的空气流速增大,压强变小,小于两车侧面的压强,在压强差的作用下容易导致两车相撞而发生事故。
[2]汽车在加速过程中,汽车的运动状态改变,司机由于本身具有惯性保持原有的运动状态不变,会向后倒,这时座椅靠背对司机就起到保护作用。
19.先变大后变小甲冲角
解析:先变大,后变小 甲 冲角
(1)[1][2]由表中数据可知,冲角在°020~范围内,升力系数随着冲角的增大而增大。
但是冲角超过°20,升力系数随着冲角的增大而减小;它们的关系可以用图中的图线甲来表示。
(2)[3]由升力公式2L L 12
F C S ρν=可知,飞机飞行时所受升力大小与升力系数、空气密度、飞机飞行速度、机翼的展开面积四个因素有关,在飞机飞行时这四个因素当中可以人为改变的因素只有飞机飞行速度和升力系数,故在增大机速的同时要使飞升受到的升力不变,需减小冲角从而使升力系数降低。
20.=
解析:30.610⨯ =
[1]物体放入水中漂浮,所受浮力等于物体的重力,根据G mg Vg ρ==则有
V g gV ρρ=物物水排①
漂浮时有35
的体积浸入水中,则有 35
V V =排物② 将②代入①中有
333333 1.010kg/m 0.610kg/m 55
ρρ==⨯⨯=⨯物水
所以物体的密度是30.610⨯kg/m 3。
[2]因为物体的密度比酒精和水的密度都有小,所以在水和酒精中都处于飘浮状态,浮力等
于重力,根据浮力产生的原因可知,水或酒精对物体下表面的压力与物体受到的浮力相等,由于物体的重力不变,物体的底面积相同,由F p S
=可得 p p =水酒精
三、解答题
21.(1)0.5N ;(2)53510m -⨯;(3)331.210kg/m ⨯
解:(1)由阿基米德原理可知
0.05kg 10N/kg 0.5N F G m g ===⨯=浮排排
(2)根据m V
ρ=可得小球排开液体的体积为 53330.05kg 510m 110kg/m
m V ρ-===⨯⨯排排 (3)小球在溢水杯中完全浸没,则
53510m V V -==⨯物排
则小球的密度为
3353
0.06kg 1.210kg/m 510m m V ρ-===⨯⨯ 答:(1)小球受到的浮力是0.5N ;
(2)小球排开液体的体积是53510m -⨯;
(3)小球的密度是331.210kg/m ⨯。
22.(1)2×10﹣3m 3;(2)784Pa ;(3)800kg/m 3
(1)甲容器中水的体积为
3333
2kg 210m 1.010kg /m m V ρ-===⨯⨯水水水 (2)容器甲中水对容器底部的压强为
p 水=ρ水gh =1.0×103kg /m 3×9.8N/kg×0.08m=784Pa
(3)增加水的高度为
33196pa 0.02m 1.010kg /m 9.8N/kg
p h g ρ=
==⨯⨯增增水 液体高度为 h 液=h 增+h =0.02m+0.08m=0.1m
甲、乙底部所受液体的压强相等,液体密度为
3784pa 800kg/m 9.8N/kg 0.1m
p gh ρ===⨯液液液 答:(1)容器甲中水的体积为2×10﹣3m 3;
(2)容器甲中水对容器底部的压强为784Pa ;
(3)液体乙的密度为800kg/m 3。
23.(1)1.5×
103 Pa (2)24N (1).容器对水平桌面的压力是:
F=G =(m 水+m 容)g =(2.7kg+0.3kg )×10N/kg=30N ;
容器对水平桌面的压强是:
4220010m
30N =F p S -⨯==1.5×103 Pa ; (2).水对容器底部的压强:
p ′=ρ水 gh =1.0×103 kg/m 3 ×10N/kg×0.12m=1.2×103 Pa ,
则水对容器底部的压力是:
F ′=p ′S =1.2×103 Pa×200×10-4 m 2 =24N
24.(1)30kg ;(2)200N ;(3)11000Pa
(1)根据题意,鱼缸注水的体积为0.03m 3,则注水的质量为
3331.010kg/m 0.03m 30kg m V ρ==⨯⨯=
(2)根据液体压强公式,水对底部的压强为
331.010kg/m 10N/kg 0.2m 2000Pa p gh ρ==⨯⨯⨯=
则水对底部的压力为
22000Pa 0.2m 200N F pS ==⨯=
(3)茶几对水平地面的压力等于茶几重量、鱼缸重量、水重量之和,即
()(50kg 8kg 30kg)10N/kg 880N G G G G m m m g =++=++=++⨯=总水水茶缸茶缸 茶几与地面的总接触面积为
22040.02m 0.08m S nS ==⨯=
则茶几对水平地面的压强为
2
880N 11000Pa 0.08m G p S ===总 答:(1)鱼缸所注入的水的质量是30kg ;
(2)此时水对鱼缸底部的压力是200N ;
(3)此时茶几对水平地面的压强是11000Pa 。
25.(1)31.510Pa ⨯;(2) 4110Pa ⨯;(3) 43.5410Pa ⨯
(1) 水对容器底的压强
3331.010kg/m 10N/kg 0.15m 1.510Pa p gh ρ==⨯⨯⨯=⨯水
(2)容器对桌面的压力为容器和水的重力之和
50N 4N 54N F G G =+=+=容水
则容器对桌面的压强
425254N 54N 110Pa 54cm 5.410m
F p S -====⨯⨯容外
(3)桌子对地面的压力为容器、水和桌子的重力之和
50N 4N 300N 354N F G G G '=++=++=容水桌
则桌子对地面的压强
4252354N 354N 3.5410Pa 425cm 4 2.510m
F p S -'====⨯'⨯⨯⨯桌 答:(1) 水对容器底的压强是31.510Pa ⨯;
(2) 容器对桌面的压强是4110Pa ⨯;
(3) 桌子对地面的压强是43.5410Pa ⨯。
26.(1)800Pa ;(2)3×103kg/m 3;(3)200Pa
(1)由图可知,金属块下表面最大深度为8cm ,即为0.08m ,金属块下底部受到水的最大压强为
33110kg/m 10N /kg 0.08m 800Pa p gh ρ==⨯⨯⨯=
(2)由乙图可知,金属块的重力为6N ,金属块的质量为
6N 0.6kg 10N /kg
G m g === 当金属块浸没时,金属块的体积等于浸入液体的体积,所以金属块的体积为
-43336N -4N 210m 110kg/m 10N /kg
F V V g ρ==
==⨯⨯⨯浮浸水 金属块的密度为 33-430.6kg 310kg/m 210m m V ρ=
==⨯⨯ (3)当金属块浸没后比浸入水中前,容器底部增大的压力为
2N F F ∆==浮
增大的压强为
22
2N 2N 200Pa 100cm 0.01m F p S ∆∆==== 答:(1)从A 到C 的过程中,金属块下底部受到水的最大压强值800Pa 。
(2)金属块的密度大小为33310kg/m ⨯。
(3)金属块浸没水中后(但未触及容器底部)与其在浸入水之前相比较,容器底部受到水的压强增大200Pa 。