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    2020-2021学年苏科版八年级物理下册 第十章重点专题十三:沉浮条件应用

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    物理八年级下册第十章 压强和浮力综合与测试同步练习题

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    这是一份物理八年级下册第十章 压强和浮力综合与测试同步练习题,共17页。
    苏科版物理八下第十章重点专题十三:沉浮条件应用
    题型一:沉浮条件判断
    1.如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是(  )

    A.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
    B.三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρC
    C.容器底部受到水的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
    D.容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙
    2.用蜡将吸管的一端密封并放一些细铜丝制成简易的液体密度计,将其分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中处于静止状态,如图所示,若密度计在甲乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,则(  )

    A.F甲<F乙 B.F甲>F乙 C.ρ甲<ρ乙 D.ρ甲>ρ乙
    3.甲、乙两个完全相同的烧杯,盛有同种液体,放在水平桌面上。如图所示,将体积相同的A、B两物体分别放入甲、乙烧杯中,当物体静止时液面刚好相平。则下列判断正确的是(  )

    A.A、B两物体排开液体的质量相等
    B.物体B的密度可能大于物体A的密度
    C.甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强
    D.甲、乙两杯中液体对烧杯底的压力相等
    4.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为F1、F2,则下列判断中不正确的有(  )
    ①F1>F2;②ρ1>ρ2;③甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强;④甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力

    A.②③ B.①② C.③④ D.①④
    5.甲、乙两只完全相同的杯子里盛有水和盐水。将一只鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两杯中液面相平,鸡蛋所处的位置如图所示。甲、乙两杯底部所受液体的压强分别为p甲、p乙,鸡蛋在甲、乙两杯中受到的浮力分别为F甲、F乙,则(  )

    A.p甲>p乙,F甲=F乙 B.p甲<p乙,F甲=F乙
    C.p甲>p乙,F甲>F乙 D.p甲<p乙,F甲<F乙
    题型二:沉浮条件应用
    6.如图所示,将装有适量水的小瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,将大塑料瓶密封后,用力挤压侧面,大塑料瓶内气体压强将   ,此时会看到小瓶将   .松手后,小瓶内水的质量将   ,此时小瓶又将   .

    7.如图所示,小明将一些铜丝从粗细均匀的饮料吸管下端塞入并用石蜡封口,制成一个简易密度计,用它来测量液体密度。现将其分别放入装有质量相等的酒精和水的两个相同烧杯中,该密度计两次排开液体的质量分别为m甲、m乙,烧杯对水平桌面的压强分别为p甲、p乙,则它们的大小关系是:m甲   (选填“>”、“=”或“<”)m乙,p甲   (选填“>”“=”或“<”)p乙.若该饮料吸管的长度为20cm,密度计在水中露出液面的长度为10cm,则在酒精中露出的长度为   cm.(ρ=0.8×103kg/m3)

    8.在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示,从观察到的现象可以判断:两个简易密度计所受浮力F甲   F乙、两杯液体的密度ρ甲   ρ乙(选填”大于”、“小于”或“等于”)。

    9.小明在江边玩耍,看到江中停着一艘轮船,若这艘船的排水量为40万吨,它在水中满载航行时,所受浮力F浮   N,他突发奇想,如果地球对所有物体的引力都突然减小一半,这艘轮船的质量和浮沉情况会产生怎样的变化呢?正确的看法是:这艘轮船的质量将   (选填“变大”、“变小”或“不变”),它的位置将   (选填“上浮一些”、“下沉一些”或“不变”)。(g取10N/kg)
    10.如图所示,把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中,甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,则ρ甲   ρ乙;若两液体深度相同,对容器底部的压强分别为p甲   p乙(选填”<”、“=”或“>”)。

    题型三:沉浮条件计算
    11.如图,重为10N、底面积为600cm2的方形玻璃槽内有20N重的水,将其放在水
    平台面上,将边长为20cm的正方体物块轻轻放入水中,当其静止时,测出该物块露出水面的高度为5cm(g取10N/kg)。
    (1)未放入物块时,求玻璃水槽对水平台面的压强;
    (2)求该物块的密度。

    12.如图甲所示,将一正方形木块放入盛水容器中时,待其静止漂浮在水面后,木块体积的浸入水中,此时木块排开水重为6N.问:
    (1)木块所受浮力F浮多大?
    (2)木块密度ρ多大?
    (3)如图乙所示,为使木块刚好全部浸入水中,需在木块上竖直向下施加多大的压力F?

    13.学完“浮力”知识后,小芳同学进行了相关的实践活动。(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
    (1)她选取一质量为1000g、体积为1500cm3长方体木块,让它漂浮在水面上,如图甲所示,求木块受到的浮力。
    (2)取来规格相同由合金材料制成的螺母若干,每只螺母质量为50g,将螺母逐个放置在漂浮的木块上。问:放多少只螺母时,木块刚好浸没在水中?
    (3)她又用弹簧测力计、一只螺母做了如图乙所示的实验,弹簧测力计静止时的示数为0.3N,求合金材料的密度。

    14.如图所示,一质量为1kg的容器中装有20kg的水,现将一密度均匀,质量为6kg,底面积为600cm2的长方体木块漂浮在静止的水面上。求:
    (1)水对木块产生的浮力大小;
    (2)木块浸入水中的深度;
    (3)容器内的水被全部抽完后该木块对容器的压强。

    15.如图所示重为5N的玻璃碗,漂浮在水面上将碗压入水中后沉入水底,所受浮力变化了3N(g取10N/kg),求:
    (1)玻璃碗漂浮时的浮力。
    (2)玻璃碗的体积。
    (3)玻璃碗的密度。


    苏科版物理八下第十章重点专题十三:沉浮条件应用
    参考答案
    一.选择题(共5小题)
    1.如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是(  )

    A.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
    B.三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρC
    C.容器底部受到水的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
    D.容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙
    【解答】解:
    A、由题知,A、B、C三个正方体的体积相同;由图可知,A、B、C三个正方体排开水的体积关系为VA排<VB排<VC排,根据F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小关系为:FA<FB<FC,故A错误;
    B、由图可知,A和B处于漂浮,C处于悬浮,则由浮沉条件可知:GA=FA,GB=FB,GC=FC,由于FA<FB<FC,所以GA<GB<GC;
    由于正方体A、B、C的体积相同,所以根据ρ==可知,物体密度的大小关系:ρA<ρB<ρC,故B错误;
    C、正方体静止时,三个容器内水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根据p=ρgh可知,容器底受到水的压强关系为p甲=p乙=p丙,根据F=pS可知,受到的压力也是相同的,故C错误;
    D、因正方体分别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力,即可以理解为,容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力,能看出三个容器内总重力相等;由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力关系为F甲=F乙=F丙,根据p=可知,压强也是相同的,故D正确。
    故选:D。
    2.用蜡将吸管的一端密封并放一些细铜丝制成简易的液体密度计,将其分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中处于静止状态,如图所示,若密度计在甲乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,则(  )

    A.F甲<F乙 B.F甲>F乙 C.ρ甲<ρ乙 D.ρ甲>ρ乙
    【解答】解:AB、由于密度计两次静止时都处于漂浮,则F浮=G,
    即密度计在两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,所以,F甲=F乙,故AB错误;
    CD、由图知,密度计排开液体的体积:V甲排>V乙排,
    由F浮=ρ液gV排可知:ρ甲<ρ乙,故D错误,C正确。
    故选:C。
    3.甲、乙两个完全相同的烧杯,盛有同种液体,放在水平桌面上。如图所示,将体积相同的A、B两物体分别放入甲、乙烧杯中,当物体静止时液面刚好相平。则下列判断正确的是(  )

    A.A、B两物体排开液体的质量相等
    B.物体B的密度可能大于物体A的密度
    C.甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强
    D.甲、乙两杯中液体对烧杯底的压力相等
    【解答】解:
    A、由题意和图示可知,A、B的体积相同,A排开液体的体积大,且是同种液体,根据m排=ρ液V排可知,A排开液体的质量较大,故A错误;
    B、两个物体分别放入同种液体中,B漂浮,即B的密度小于液体的密度;A悬浮,说明A的密度等于液体的密度,所以A的密度大于B的密度,故B错误;
    C、由于A悬浮,则A所受的浮力F排A=GA=GA排,即A的重力等于与浸入部分等体积液体的重力;
    B漂浮,则B所受的浮力F排B=GB=GB排,即B的重力等于与浸入部分等体积液体的重力;
    因为两液面相平,且是同种液体,所以结合上面分析可知两容器中液体与物体的总重力相同,即装置的总重力相同,由p=得,甲杯对桌面的压强等于乙杯对桌面的压强,故C错误;
    D、由于两杯中液体的深度相同,液体的密度也相同,根据p=ρgh可知,两杯底所受液体压强相同,由F=pS得,甲、乙两杯中液体对烧杯底的压力相等,故D正确。
    故选:D。
    4.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为F1、F2,则下列判断中不正确的有(  )
    ①F1>F2;②ρ1>ρ2;③甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强;④甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力

    A.②③ B.①② C.③④ D.①④
    【解答】解:
    ①因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以两个相同的小球在两杯中受到的浮力都等于小球的重力,则:F1=F2,故①错误;
    ②由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,根据浮沉条件可知,ρ1>ρ球,ρ2=ρ球.所以ρ1>ρ2,故②正确;
    ③两杯中液面相平,ρ1>ρ2,所以根据p=ρ液gh可知,烧杯底受到液体的压强:p1>p2,故③正确。
    ④由于两球漂浮或悬浮,排开液体的重力等于球的重力,则两种情况下容器内的总重力等于等高的液体产生的压力,所以可以认为甲杯内液体的体积等于乙杯内液体的体积,且ρ1>ρ2,由G=mg=ρVg可知,甲杯内总重力较大,甲、乙两烧杯相同,所以甲杯对桌面的压力较大,故④错误;
    由此分析可知:②③正确,①④错误。
    故选:D。
    5.甲、乙两只完全相同的杯子里盛有水和盐水。将一只鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两杯中液面相平,鸡蛋所处的位置如图所示。甲、乙两杯底部所受液体的压强分别为p甲、p乙,鸡蛋在甲、乙两杯中受到的浮力分别为F甲、F乙,则(  )

    A.p甲>p乙,F甲=F乙 B.p甲<p乙,F甲=F乙
    C.p甲>p乙,F甲>F乙 D.p甲<p乙,F甲<F乙
    【解答】解:读图可知,鸡蛋在甲杯中悬浮,在乙杯中漂浮,则浮沉条件可知,它们此时所受的浮力都等于自身的重力,即F甲=F乙;
    鸡蛋在甲杯中悬浮,在乙杯中漂浮,说明甲杯中水的密度小于乙杯中盐水的密度,又因为两杯中液面相平,由公式p=ρgh可知,乙杯底部所受液体的压强较大,即p甲<p乙。
    故选:B。
    二.填空题(共5小题)
    6.如图所示,将装有适量水的小瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,将大塑料瓶密封后,用力挤压侧面,大塑料瓶内气体压强将 增大 ,此时会看到小瓶将 下沉 .松手后,小瓶内水的质量将 减小 ,此时小瓶又将 上浮 .

    【解答】解:
    用力挤压侧面,瓶内的气体压强增大,将水压入小瓶中,所以小瓶中的水增多,重力增大,当重力大于浮力时小瓶就会下沉;
    松手后瓶内的气体压强减小,小瓶中的水减少,质量减小,重力变小,当重力小于浮力时小瓶就会上浮。
    故答案为:增大;下沉;减小;上浮。
    7.如图所示,小明将一些铜丝从粗细均匀的饮料吸管下端塞入并用石蜡封口,制成一个简易密度计,用它来测量液体密度。现将其分别放入装有质量相等的酒精和水的两个相同烧杯中,该密度计两次排开液体的质量分别为m甲、m乙,烧杯对水平桌面的压强分别为p甲、p乙,则它们的大小关系是:m甲 = (选填“>”、“=”或“<”)m乙,p甲 = (选填“>”“=”或“<”)p乙.若该饮料吸管的长度为20cm,密度计在水中露出液面的长度为10cm,则在酒精中露出的长度为 7.5 cm.(ρ=0.8×103kg/m3)

    【解答】解:
    (1)密度计放在两种液体中都漂浮,根据漂浮条件可知,密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,即:F浮水=F浮酒;
    两次浮力相等,根据阿基米德原理可知两次排开液体的重力相等,因为G排=m排g,所以两次排开液体的质量相等,即m1=m2;
    因为酒精和水的质量相同,烧杯相同,总重力相同,烧杯对桌面的压力相同,两烧杯的底面积相同,则由p=可知,烧杯底部受到液体的压强p1=p2;
    (2)细木棒露出水面的长度是10cm,则浸入水中的深度h水=20cm﹣10cm=10cm=0.1m,
    将该密度计放入酒精中,设细木棒浸入酒精中的深度为h酒精,
    因为密度计不管是在水中还是在酒精中,都是漂浮状态,
    所以,F浮水=F浮酒精=G,
    由F浮=ρgV排可得:ρ水gSh水=ρ酒精gSh酒精,
    则:h酒精===0.125m=12.5cm,
    则细木棒露出酒精面的长度:
    h露′=20cm﹣h酒精=20cm﹣12.5cm=7.5cm。
    故答案为:=;=;7.5。
    8.在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示,从观察到的现象可以判断:两个简易密度计所受浮力F甲 等于 F乙、两杯液体的密度ρ甲 小于 ρ乙(选填”大于”、“小于”或“等于”)。

    【解答】解:由图可知,密度计在甲、乙液体中处于漂浮状态,此时F浮=G,
    因为两密度计完全相同,即重力相同,
    所以密度计在两种液体中所受的浮力相等;
    甲中密度计排开液体的体积大于乙中排开液体的体积,
    根据F浮=ρgV排可知,甲液体的密度小于乙液体的密度。
    故答案为:等于;小于。
    9.小明在江边玩耍,看到江中停着一艘轮船,若这艘船的排水量为40万吨,它在水中满载航行时,所受浮力F浮 4×109 N,他突发奇想,如果地球对所有物体的引力都突然减小一半,这艘轮船的质量和浮沉情况会产生怎样的变化呢?正确的看法是:这艘轮船的质量将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”),它的位置将 不变 (选填“上浮一些”、“下沉一些”或“不变”)。(g取10N/kg)
    【解答】解:(1)由阿基米德原理可得,矿砂船满载航行时受到的浮力:
    F浮=G排=m排g=40×104×103kg×10N/kg=4×109N;
    (2)如果地球对所有物体的引力发生变化时,轮船所含的物质没有变化,所以质量也不变;
    F浮=ρ水gV排
    G=ρ物gV物
    由阿基米德原理知:F浮=G
    即:ρ水V排=ρ物V物,
    如果地球对所有物体的引力发生变化时,而轮船和水的密度都没有变化,它的位置也就不变;
    故答案是:4×109;不变;不变。
    10.如图所示,把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中,甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,则ρ甲 < ρ乙;若两液体深度相同,对容器底部的压强分别为p甲 < p乙(选填”<”、“=”或“>”)。

    【解答】解:由图可知,密度计在甲、乙液体中处于漂浮状态,F甲=G,F乙=G,
    因为同一支密度计的重力不变,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等,故F甲=F乙;
    根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,在F浮一定时,物体浸入液体中的体积越大,则液体的密度越小,
    由题图知V排甲>V排乙,所以ρ甲<ρ乙。
    又知两液体深度相同,由p=ρgh得,两液体对容器底部的压强关系为:p甲<p乙。
    故答案为:<;<。
    三.计算题(共5小题)
    11.如图,重为10N、底面积为600cm2的方形玻璃槽内有20N重的水,将其放在水
    平台面上,将边长为20cm的正方体物块轻轻放入水中,当其静止时,测出该物块露出水面的高度为5cm(g取10N/kg)。
    (1)未放入物块时,求玻璃水槽对水平台面的压强;
    (2)求该物块的密度。

    【解答】解:(1)未放入物块时,玻璃水槽对水平台面的压力:
    F=G水+G玻璃槽=20N+10N=30N,
    玻璃水槽对水平台面的压强:
    p===500Pa;
    (2)由图可知,物体在水中漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,即F浮=G物,
    所以,由F浮=ρ水gV排=ρ水gL2(L﹣h露)和G物=m物g=ρ物V物g=ρ物L3g可得:
    ρ水gL2(L﹣h露)=ρ物L3g,
    则该物块的密度:
    ρ物=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.75×103kg/m3。
    答:(1)未放入物块时,玻璃水槽对水平台面的压强为500Pa;
    (2)该物块的密度为0.75×103kg/m3。
    12.如图甲所示,将一正方形木块放入盛水容器中时,待其静止漂浮在水面后,木块体积的浸入水中,此时木块排开水重为6N.问:
    (1)木块所受浮力F浮多大?
    (2)木块密度ρ多大?
    (3)如图乙所示,为使木块刚好全部浸入水中,需在木块上竖直向下施加多大的压力F?

    【解答】解:(1)已知木块处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,则
    木块所受浮力F浮=G=6N,
    (2)木块处于漂浮状态,F浮=G,
    即ρ水gV=ρ木gV,
    解得:
    ρ木=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.75×103kg/m3,
    (3)由F浮=ρgV排可得,木块排开水的体积:
    V排===6×10﹣4m3,
    则木块的体积:
    V=V排=×6×10﹣4m3=8×10﹣4m3;
    木块全部浸没水中时,受到的浮力:
    F浮′=ρgV排′=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N,
    需要对木块施加的压力:
    F=F浮′﹣G=8N﹣6N=2N。
    答:(1)木块所受浮力为6N;
    (2)木块密度为0.75×103kg/m3;
    (3)需在木块上竖直向下施加2N的压力。
    13.学完“浮力”知识后,小芳同学进行了相关的实践活动。(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
    (1)她选取一质量为1000g、体积为1500cm3长方体木块,让它漂浮在水面上,如图甲所示,求木块受到的浮力。
    (2)取来规格相同由合金材料制成的螺母若干,每只螺母质量为50g,将螺母逐个放置在漂浮的木块上。问:放多少只螺母时,木块刚好浸没在水中?
    (3)她又用弹簧测力计、一只螺母做了如图乙所示的实验,弹簧测力计静止时的示数为0.3N,求合金材料的密度。

    【解答】解:(1)木块漂浮,由F浮=G得,木块受到的浮力:
    F浮=G木=m木g=1kg×10N/kg=10N;
    (2)木块完全浸没。由阿基米德原理得,此时木块受到的浮力:
    F浮′=G排=ρ水gV排=ρ水gV木=1.0×103kg/m3×10N/kg×1500×10﹣6m3=15N,
    螺母的重力为:G螺母总=F浮′﹣G木=15N﹣10N=5N,
    螺母的个数为:n===10只;
    (3)螺母完全浸没在水中,由F浮=G﹣F′得,
    螺母受到的浮力:F浮螺母=G螺母﹣F′=0.5N﹣0.3N=0.2N,
    螺母的体积:V螺母===2×10﹣5m3,
    合金材料的密度:ρ合金===2.5×103kg/m3。
    答:(1)木块受到的浮力10N;
    (2)放10只螺母时,木块刚好浸没在水中;
    (3)合金材料的密度2.5×103kg/m3。
    14.如图所示,一质量为1kg的容器中装有20kg的水,现将一密度均匀,质量为6kg,底面积为600cm2的长方体木块漂浮在静止的水面上。求:
    (1)水对木块产生的浮力大小;
    (2)木块浸入水中的深度;
    (3)容器内的水被全部抽完后该木块对容器的压强。

    【解答】解:(1)木块的重力:G木=m木g=6kg×10N/kg=60N;
    木块漂浮在静止的水面上,
    所以水对木块产生的浮力:F浮=G木=60N。
    (2)木块的底面积:S=600cm2=6×10﹣2m2,
    根据F浮=ρ水gV排可得,木块排开水的体积:
    V排===6×10﹣3m3,
    由V排=Sh浸可得,木块浸入水中的深度:
    h浸===0.1m。
    (3)容器内的水被全部抽完后,该木块对容器的压力F=G木=60N,
    对容器的压强:p===1000Pa。
    答:(1)水对木块产生的浮力大小为60N。
    (2)木块浸入水中的深度为0.1m。
    (3)容器内的水被全部抽完后该木块对容器的压强为1000Pa。
    15.如图所示重为5N的玻璃碗,漂浮在水面上将碗压入水中后沉入水底,所受浮力变化了3N(g取10N/kg),求:
    (1)玻璃碗漂浮时的浮力。
    (2)玻璃碗的体积。
    (3)玻璃碗的密度。

    【解答】解:(1)玻璃碗漂浮时的浮力:
    F浮=G=5N。
    (2)玻璃碗沉入水底时受到的浮力:
    =F浮﹣△F浮=5N﹣3N=2N,
    根据F浮=ρgV排可得,玻璃碗的体积:
    V碗=V排===2×10﹣4m3。
    (3)玻璃碗的质量:
    m===0.5kg,
    玻璃碗的密度:
    ρ===2.5×103kg/m3。
    答:(1)玻璃碗漂浮时的浮力5N。
    (2)玻璃碗的体积2×10﹣4m3。
    (3)玻璃碗的密度2.5×103kg/m3。


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