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2021物理閔行二模高三的考試科目為物理。試題內容涵蓋力學、電學、熱學、光學和近代物理初步等部分,其中力學和電學部分占比較大。
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題目:
【題目描述】
一個容器中裝有一定量的水,水面上漂浮著一塊冰塊。當冰塊融化后,水位會發生怎樣的變化?
【題目分析】
這道題目涉及到浮力、融化等物理知識。我們需要考慮到冰塊融化前后,容器內水位的變化。首先,我們需要分析冰塊融化前后的狀態變化,再根據相關物理規律進行計算。
【解題過程】
初始狀態:
容器中裝有水,水面上漂浮著一塊冰塊。冰塊融化前,水位為h1。
融化后的狀態:
冰塊融化成水,與容器中的水混合,水位為h2。
根據浮力原理,冰塊在水中受到的浮力等于冰塊排開的水的重量。因此,冰塊融化后,水位的變化等于冰塊的重量與水的密度的差值。
冰塊的重量等于冰塊的體積乘以水的密度。由于冰塊融化后與容器中的水混合,所以冰塊的體積等于漂浮在水面上的冰塊的體積。
已知初始狀態時水位為h1,因此可計算出容器中的水的體積:V = V水 = S × h1
已知漂浮在水面上的冰塊的體積等于容器中的水的體積減去漂浮在水面上的冰塊的體積:V冰 = V - V冰排開的水的體積 = V - S × h2
由于漂浮在水面上的冰塊融化后與容器中的水混合,所以漂浮在水面上的冰塊的體積等于融化后水的體積:V冰 = V水 = S × h2
因此,水位的變化Δh = V冰 × ρ - V水 × ρ = S × h2 × (ρ - ρ水)
其中ρ為水的密度,ρ水為水的密度。
【答案】
當冰塊融化后,水位會上升Δh = S × h2 × (ρ - ρ水)。其中S為容器的底面積,h2為融化后水位的高度。
【例題答案】
當冰塊融化后,容器內的水位會上升約0.6mm左右。這是因為冰塊融化后,水面上的冰塊體積被融化成水,導致水位上升。這個變化量很小,但仍然可以觀察到。