浮力专项1.docx
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浮力专项1.docx
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浮力专项1
一.选择题(共5小题)
1.(2014•槐荫区三模)如图所示,三个完全相同的玻璃缸装满了水,其中(a)中只有水,(b)水中漂浮着一只小鸭子,(c)水中漂浮着一只大鸭子.若把三个缸放到台秤上称量,可知它们的质量( )
A.(a)最大B.(b)最大C.(c)最大D.一样大
2.(2014秋•玄武区校级期中)三个体积相等的实心铝球、铁球、铜球(ρ铝<ρ铁<ρ铜),各自挂在弹簧测力计下,使它们浸没在水中,则弹簧测力计示数( )
A.铜球的示数最大B.铁球的示数最大
C.铝球的示数最大D.示数一样大
3.(2012秋•鹤山区校级月考)一支长为L0的蜡烛低部粘一小块铁板,使蜡烛能直立在水中如图所示,蜡烛露出水面的高度为h,现将蜡烛点燃直至自然熄灭,燃烧长度为L,下列判断正确的是( )
A.L<hB.L=hC.L>hD.L=L0
4.(2015•鄄城县二模)如图所示,东湖海洋世界里的海豚正在顽皮的吐泡泡.下列说法不合理的是( )
A.气泡开始上升时做加速运动
B.气泡上升时气泡外部的压强逐渐减小
C.气泡上升时气泡所受的浮力逐渐增大
D.气泡上升是因为气泡具有惯性的缘故
5.(2014•金凤区校级一模)如图所示,水平桌面上有一个底面积为100cm2、质量为200g的圆柱形容器,容器内有一块质量为60g,体积是100cm3的木块.然后向容器中注水,则(g=10N/kg)( )
A.注水前,木块对容器底部的压力为600N
B.木块的密度是0.6kg/m3
C.注水后当木块漂浮时,容器对桌面的压强和注水前相等
D.注水后当木块漂浮时,木块排开水的质量为60g
二.解答题(共14小题)
6.(2008•山东校级模拟)用一根钢绳起吊一个沉水底的实心铜质文物,文物未露出水面时,钢绳受到的拉力为7.9×103牛,若钢绳能承受的最大拉力是104牛,能否用此钢绳将文物吊出水面?
(P铜=8.9×103千克/米3,g取10牛/千克)
7.(2014•安顺)如图所示,放置在水平地面上的平底薄壁容器重10N,底面积0.01m2,内装40N的水,水深0.15m.现将重为17.8N的实心铜块系在弹簧测力计挂钩上,并把它完全浸没于容器内的水中(水未溢出,铜块未接触容器底部).求:
(1)铜块未放入水中时,容器底部受到水的压力是多少?
(2)铜块完全浸没于水中后,弹簧测力计的示数是多少?
(3)铜块完全浸没于水中后,容器对水平地面的压强是多少?
8.(2014•天门模拟)在北京奥运会上获得比赛前三名的选手都将挂上既体现奥运理念,又体现中华民族特色的奖牌﹣﹣用一种玉石制作然后分别镀上金、银、铜而成的奖牌.小阳是个爱动脑筋的孩子,当他得到一小块制作奥运奖牌余下的玉石材料后,立即着手利用家里的弹簧秤测这种材料的密度.请你和小阳一起来完成测量过程.(g取10N/kg)
(1)如图1所示用细线拴住玉石块,用弹簧秤测出其所受重力,这时弹簧秤示数是 N,从而可计算出玉石块的质量是 kg.
(2)如图2所示让玉石块完全浸入水中,从图中弹簧秤的示数可计算出玉石块所受的浮力是 N;玉石块的体积是 m3.
(3)利用以上测量数据可计算出玉石块的密度是 kg/m3.
9.(2014春•宜宾县期中)一艘货轮排水量为四十吨,船底面积约为20平方米,若货轮保持静止(g=10N/kg,水的密度取1000kg/m3).
(1)若空货轮的重力是50000N,求该货轮能装多少千克的货物.
(2)求满载时船底所受压力大小和方向.
(3)求满载时该货轮的吃水深度是多少.
10.(2014秋•长沙县校级月考)为应对日本对我国领土“钓鱼岛”的不断挑衅,中国海监船在赴钓鱼岛附近已实现常态化维权,如果海监船船底深7.6m,满载排水量4900t,(海水的密度为1.0×103kg/m3)
(1)如果海监船空船的质量是2000t,则能装的货物质量最多是多少t?
(2)满载时,海监船受到的浮力有多大?
(3)船底受到海水的压强是多少?
11.(2013•船山区校级自主招生)底面积为400cm2的圆柱形容器内装有适量的水,将其竖直放在水平桌面上,把边长为10cm的正方体木块A放入水后,再在木块A的上方放一物体B,物体B恰好没入水中,如图(a)所示.已知物体B的密度为6×103kg/m3.质量为0.6kg.(取g=10N/kg)
求:
(1)木块A的密度.
(2)若将B放入水中,如图(b)所示,求水对容器底部压强的变化.
12.(2013•迎江区一模)如图所示,一纯水形成的冰块漂浮在浓盐水中,当冰块完全熔化成水后,请你用有关知识证明冰块完全熔化成水后,杯中液面上升.(不考虑水的蒸发、水的密度已知为ρ水)
13.(2013•奉贤区一模)在装满水的杯中轻轻放入一个重为9.8牛、体积为2×10﹣3米3的木块,静止时木块漂浮在水面上,则木块排开水的重力为 牛,木块浸入水中的体积为 米3,此时容器对桌面的压强将 (选填“变大”、“不变”或“变小”).
14.(2013春•西陵区校级期中)氢气球和飞机都能在空中飞行,但他们的原理不同.根据他们的原理不同,解答下列问题:
(1)氢气球和飞机各依据什么原理;氢气球靠 ,飞机靠 (填“浮力”、“升力”).
(2)一氢气球容积为1000m3,在空气密度1.29kg/m3的条件下,这气球受到的浮力是多大?
(3)根据机翼模型图,解释几十吨的飞机为什么能在空中飞行?
(g取10N/kg)
15.(2013春•合川区校级期末)在中国海军建军60周年纪念日,举行海上阅兵仪式,展示了中国海军的军威.其中参加演习的某艘军舰排水量(“满载时”排开水的质量)为M=3000t.请你回答以下问题(海水的密度视为水的密度,g=10N/kg):
(1)当这艘军舰满载行驶时,排开水的体积是多少m3?
(2)当这艘军舰满载行驶时,军舰的总重是多少N?
(3)卸下一批装备后,这艘军舰排开的水的体积减少了V=50m3,那么卸下的这批装备的质量是多少?
16.(2012•乌鲁木齐)放在水平桌面上的圆柱形薄壁容器高20cm,能容纳2kg水.现将密度0.6×103kg/m3、边长5cm的正方体木块放入装水的该容器中,液面恰好和容器口相平,如图所示.
(1)求木块露出水面的高度;
(2)要使木块对容器底部有压力,至少需要从容器中吸出多少千克的水?
17.(2015•枝江市校级模拟)2014年4月9日,我国372潜艇(如图13所示)官兵在海中数百米深训练时突遭“断崖”(海水密度随深度增加而突然减小的现象)快速下沉的险情,在危急时刻官兵不怕牺牲,凭着娴熟的技术果断处置,挽救了国家财产,打破了“断崖”必艇毁人亡的世界惯例,受到中央军委表彰.右表是372潜艇在常规海水(密度为1.03×103kg/m3)中的基本参数.(g取10N/kg)
(1)当潜艇在海面下潜航时,它排开海水的体积是多少?
(2)如果海水密度突然减小到1.01×103kg/m3,则浮力会减小到多少?
(3)当潜艇在海中快速下沉时,官兵紧急用压缩空气排出了水舱中的水,当潜艇重力小于浮力后,发现潜艇仍会下沉一段时间,为什么?
海面上排水量(t)
2325
海面下排水量(t)
3090
海面上航速(km/h)
18.4
海面下航速(km/h)
31.3
18.(2015•闵行区一模)在两个完全相同的圆柱形容器甲、乙中分别放入A,B两个实心小球(密度分别为ρA,ρB),并导入足量的水和酒精(确保小球可以浸没),静止后如图所示,(ρ酒精<ρ水),
(1)若小球A的体积为1×10﹣3米3,求小球受到水的浮力.
(2)若把两个小球对调放入对方容器内(无液体溢出),对调前后液体对容器底部压强的变化量分别为△p甲和△p乙,请问能否找到质量相等的两个小球A,B,使得液体对容器底部压强的变化量△p甲等于△p乙,如果能,通过计算求出质量,如果不能,通过计算说明理由.
19.(2015•广州校级一模)如图所示的黑匣子底面积为S=1.5×10﹣2m2、质量为m=30kg.黑匣子在海水中,可以发送人耳听不到的超声波脉冲,黑匣子发出的脉冲从深为h=3850m的海底垂直传递到海面可以被搜救船接收.(g=10N/kg,海水的ρ=1.1×103kg/m3)问:
(1)打捞过程中,黑匣子逐渐上升(未露出水面),它受到浮力大小如何变化?
(填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)在海水中受到的浮力为99N,此黑匣子的体积多大?
(3)黑匣子的重力?
(4)平放在水平地面时,地面受到的压强是多大?
(5)黑匣子发射的超声波到达搜救船要多少时间?
(超声波在海水中的速度是1540m/s)
2015年10月13日神隐的初中物理组卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共5小题)
1.(2014•槐荫区三模)如图所示,三个完全相同的玻璃缸装满了水,其中(a)中只有水,(b)水中漂浮着一只小鸭子,(c)水中漂浮着一只大鸭子.若把三个缸放到台秤上称量,可知它们的质量( )
A.(a)最大B.(b)最大C.(c)最大D.一样大
考点:
浮力的利用.菁优网版权所有
专题:
浮沉的应用.
分析:
可用等效替代法来分析此题,鸭子漂浮在水面上,所以鸭子受到的浮力与其重力相等,则鸭子的重力等于排开水的重力,从而可以判断出台秤示数的关系.
解答:
解:
由于鸭子漂浮,
所以F浮=G排=G鸭,
即:
放入鸭子后排开水的重力等于鸭子的重力
所以三个玻璃缸的总重相同,
由于G=mg,
所以三个玻璃缸的总质量相同,
把它们分别放在台秤上,则台秤的示数相同.
故选D.
点评:
本题考查了学生对重力公式、阿基米德原理和物体的漂浮条件的掌握和运用,知识点多,属于难题.
用好条件“两鱼缸内的水面刚好相平,船重等于排开的水重”是本题的关键.
2.(2014秋•玄武区校级期中)三个体积相等的实心铝球、铁球、铜球(ρ铝<ρ铁<ρ铜),各自挂在弹簧测力计下,使它们浸没在水中,则弹簧测力计示数( )
A.铜球的示数最大B.铁球的示数最大
C.铝球的示数最大D.示数一样大
考点:
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专题:
浮力.
分析:
已知实心铜球、铁球和铝球质量相同,根据他们的密度关系,可以得到体积的大小关系,也就是浸没在水中时排开水的体积关系;已知三个球排开水的体积关系,利用F浮=ρ液gV排可以得到受到的浮力大小关系;最后,根据受到的浮力大小关系确定弹簧测力计的示数关系.
解答:
解:
∵ρ=
,ρ铜>ρ铁>ρ铝,
∴在质量相同时,V铜<V铁<V铝,
∵三个金属球全部浸没在水中,
∴V铜排<V铁排<V铝排,
∵F浮=ρ水gV排,
∴F铜浮<F铁浮<F铝浮,
∵F示=G﹣F浮,实心铜球、铁球和铝球质量相同,重力相同,
∴铜球的示数最大.
故选A.
点评:
此题中质量相同是关键,这样通过密度可比较体积,通过体积可比较排开水的多少,通过排水的多少可比较浮力大小,通过浮力大小可比较弹簧秤示数的大小.
3.(2012秋•鹤山区校级月考)一支长为L0的蜡烛低部粘一小块铁板,使蜡烛能直立在水中如图所示,蜡烛露出水面的高度为h,现将蜡烛点燃直至自然熄灭,燃烧长度为L,下列判断正确的是( )
A.L<hB.L=hC.L>hD.L=L0
考点:
浮力的利用.菁优网版权所有
专题:
推理法;浮力.
分析:
对两个状态分别利用物体的漂浮条件列方程求解:
(1)蜡烛未燃烧时:
铁块重加上蜡烛的重力等于铁块受到的浮力加上蜡烛受到的浮力;
(2)点燃蜡烛,直至蜡烛与水面相平、烛焰熄灭:
铁块重加上蜡烛的重力等于铁块受到的浮力加上蜡烛受到的浮力.
解答:
解:
设蜡烛原长为L0,蜡烛的横截面积为S,
(1)蜡烛未燃烧时:
∵蜡烛和铁块漂浮,
∴F浮=G总,
即:
F浮铁+ρ水S(L0﹣h)g=mg+ρ蜡SL0g,﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
(2)点燃蜡烛,直至蜡烛与水面相平、烛焰熄灭:
∵蜡烛和铁块漂浮,
∴F浮′=G总′,
即:
F浮铁+ρ水S(L0﹣L)g=mg+ρ蜡S(L0﹣L)g,﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
①﹣②得:
ρ水S(L0﹣h)g﹣ρ水S(L0﹣L)g=ρ蜡SL0g﹣ρ蜡S(L0﹣L)g,
解得:
=
,
∵ρ水>ρ蜡,
∴
=
>1
∴L>h.
故选C.
点评:
本题考查了学生对重力公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,利用好两次漂浮列方程是本题的关键.
4.(2015•鄄城县二模)如图所示,东湖海洋世界里的海豚正在顽皮的吐泡泡.下列说法不合理的是( )
A.气泡开始上升时做加速运动
B.气泡上升时气泡外部的压强逐渐减小
C.气泡上升时气泡所受的浮力逐渐增大
D.气泡上升是因为气泡具有惯性的缘故
考点:
浮力的利用;液体的压强的特点.菁优网版权所有
专题:
压强和浮力.
分析:
解答此题从以下知识点入手:
(1)一切物体都有保持原来运动状态的性质;
(2)液体压强随深度的增加而增大;
(3)根据F浮=ρV排g分析气泡上升过程中受到浮力的变化.
解答:
解:
A、气泡在上升过程中受到压强在减小,气泡体积在变大,受到的浮力在变大,气泡在上升过程中受到向上的力,因此做加速运动,故A正确.
B、气泡上升时,所处的位置变浅,故气泡外部的压强减小;故B正确;
C、气泡上升时,气泡变大,则排开海水的体积变大,由F浮=ρV排g可知,气泡上升时气泡所受的浮力变大,故C正确;
D、气泡由静止变为运动,而惯性始终是保持原来的运动状态,故气泡上升不是由于惯性的缘故;故D错误.
故选D.
点评:
本题综合考查惯性知识、液体压强的特点、阿基米德原理等问题,解答此题的关键是将气泡上升的实质找到.
5.(2014•金凤区校级一模)如图所示,水平桌面上有一个底面积为100cm2、质量为200g的圆柱形容器,容器内有一块质量为60g,体积是100cm3的木块.然后向容器中注水,则(g=10N/kg)( )
A.注水前,木块对容器底部的压力为600N
B.木块的密度是0.6kg/m3
C.注水后当木块漂浮时,容器对桌面的压强和注水前相等
D.注水后当木块漂浮时,木块排开水的质量为60g
考点:
浮力的利用.菁优网版权所有
专题:
浮力.
分析:
A、根据F=G=mg求出木块对容器底的压力;
B、根据ρ=
求出木块的密度;
C、容器对桌面的压强p=
=
,根据公式分析注水后压强的变化;
D、根据物体漂浮时,浮力与重力相等的特点分析.
解答:
解:
A、注水前,木块对容器底部的压力F=G=mg=0.06kg×10N/kg=0.6N,故A错误;
B、木块的密度ρ=
=
=0.6g/cm3=0.6×103kg/m3,故B错误;
C、注水后当木块漂浮时,容器对桌面的受力面积不变,压力增大,由p=
得,压强增大,故C错误;
D、注水后当木块漂浮时,F浮=G排=G,则m排=m=60g,故D正确.
故选D.
点评:
此题综合考查了重力、浮力、压强公式的应用,综合性比较强,关键是掌握基本的物理概念和计算公式,难度不大,在分析时要细心.
二.解答题(共14小题)
6.(2008•山东校级模拟)用一根钢绳起吊一个沉水底的实心铜质文物,文物未露出水面时,钢绳受到的拉力为7.9×103牛,若钢绳能承受的最大拉力是104牛,能否用此钢绳将文物吊出水面?
(P铜=8.9×103千克/米3,g取10牛/千克)
考点:
浮力的利用;浮力大小的计算.菁优网版权所有
专题:
计算题;应用题;压轴题.
分析:
物体没有露出水面前,受到的浮力就等于物体的重力与绳子的拉力之差,根据浮力公式求出文物的体积,进一步求出其重力,再与绳子的最大拉力相比较,即可得出结论.
解答:
解:
物体没有露出水面前,
绳子拉力F=G﹣F浮=ρ铜gV﹣ρ水gV=8.9×103kg/m3×10N/kg×V﹣1000kg/m3×10N/kg×V=7.9×103N;
所以文物的体积V=0.1m3;
文物的重力G=mg═ρ铜gV=8.9×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=8.9×103N<104N;
所以能用此钢绳将文物吊出水面.
点评:
本题考查体积、拉力的计算,关键是求出文物的重力,再与绳子的最大拉力相比较,本题有一定的难度.
7.(2014•安顺)如图所示,放置在水平地面上的平底薄壁容器重10N,底面积0.01m2,内装40N的水,水深0.15m.现将重为17.8N的实心铜块系在弹簧测力计挂钩上,并把它完全浸没于容器内的水中(水未溢出,铜块未接触容器底部).求:
(1)铜块未放入水中时,容器底部受到水的压力是多少?
(2)铜块完全浸没于水中后,弹簧测力计的示数是多少?
(3)铜块完全浸没于水中后,容器对水平地面的压强是多少?
考点:
浮力的利用;压强的大小及其计算.菁优网版权所有
专题:
压强和浮力.
分析:
(1)利用液体压强公式p=ρgh求出压强,再利用p=
求压力大小;
(2)利用V=
求出物体的体积,再利用F浮=ρgV排求得浮力大小,则F=G﹣F浮;
(3)分析地面所受压力和受力面积,利用p=
求得压强.
解答:
解:
(1)∵p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa
∵p=
∴F=pS=1500Pa×0.01m2=15N;
(2)∵G=mg∴m=
=
=1.78kg
∵ρ=
∴V=
=
=2×10﹣4m3
∴F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N
∵F浮=G﹣F
∴F=G﹣F浮=17.8N﹣2N=15.8N
(3)F地=(G容+G水+G铜)﹣F
=(10N+40N+17.8N)﹣15.8N
=52N
∴p=
=
=5200Pa
答:
(1)铜块未放入水中时,容器底部受到水的压力是15N;
(2)铜块完全浸没于水中后,弹簧测力计的示数是15.8N;
(3)铜块完全浸没于水中后,容器对水平地面的压强是5200Pa.
点评:
本题也可以把水、容器看成一个整体来研究,做这种大题时要心静,想着把大题变成一个一个的小题来突破.
8.(2014•天门模拟)在北京奥运会上获得比赛前三名的选手都将挂上既体现奥运理念,又体现中华民族特色的奖牌﹣﹣用一种玉石制作然后分别镀上金、银、铜而成的奖牌.小阳是个爱动脑筋的孩子,当他得到一小块制作奥运奖牌余下的玉石材料后,立即着手利用家里的弹簧秤测这种材料的密度.请你和小阳一起来完成测量过程.(g取10N/kg)
(1)如图1所示用细线拴住玉石块,用弹簧秤测出其所受重力,这时弹簧秤示数是 3.6 N,从而可计算出玉石块的质量是 0.36 kg.
(2)如图2所示让玉石块完全浸入水中,从图中弹簧秤的示数可计算出玉石块所受的浮力是 0.8 N;玉石块的体积是 8×10﹣5 m3.
(3)利用以上测量数据可计算出玉石块的密度是 4.5×103 kg/m3.
考点:
浮力的利用;密度公式的应用.菁优网版权所有
专题:
浮力.
分析:
(1)弹簧测力的读数需要认清分度值;根据m=
计算出物体的质量;
(2)根据称重法测浮力的方法F浮=G﹣F示得出;
(3)石块的质量可由重力除以g得出,物体的体积等于浸没时排开水的体积,根据V排=
得出,然后根据ρ=
求出玉石的密度.
解答:
解:
(1)弹簧秤的最小分度值是0.2N,故弹簧秤示数即玉石的重力G=3.6N;
由G=mg得,玉石的质量m=
=
=0.36kg;
(2)玉石块所受的浮力F浮=G﹣F示=3.6N﹣2.8N=0.8N;
玉石的体积等于玉石排开水的体积V=V排=
=
=8×10﹣5m3;
(3)玉石的密度ρ=
=
=4.5×103kg/m3.
故答案为:
(1)3.6;0.36;
(2)0.8;8×10﹣5;(3)4.5×103.
点评:
本题考查的主要是根据浮力测量物体密度的方法.难点在于玉石体积的测量上,还要会认识测力计的读数.
9.(2014春•宜宾县期中)一艘货轮排水量为四十吨,船底面积约为20平方米,若货轮保持静止(g=10N/kg,水的密度取1000kg/m3).
(1)若空货轮的重力是50000N,求该货轮能装多少千克的货物.
(2)求满载时船底所受压力大小和方向.
(3)求满载时该货轮的吃水深度是多少.
考点:
浮力的利用;阿基米德原理.菁优网版权所有
专题:
计算题;浮力.
分析:
(1)知道货轮的排水量(满载时排开水的质量),由货轮漂浮F浮=G轮=G排=m排g求货轮受到海水的浮力,然后求出货物总重,根据G=mg即可求出货物质量;
(2)根据浮力产生的原因可知船底所受压力大小和方向;
(3)根据根据阿基米德原理求出排开水的体积,然后即可利用V=Sh即可求吃水深度.
解答:
解:
(1)∵货轮漂浮,
∴满载时F浮=G排=m排g=40×103kg×10N/kg=4×105N,
∴G货=F浮﹣G船=4×105N﹣50000N=3.5×105N;
∴由G=mg得:
m货=
=
=3.5×104kg;
(2)∵F浮=F向上,
∴船底所受压力F向上=F浮=4×105N,方向是竖直向上;
(3)由阿基米德原理可得:
V排=
=
=40m3.
由V=Sh得:
吃水深度h=
=
=2m.
答:
(1)该货轮能装3.5×104kg的货物.
(2)满载时船底所受压力大小为4×105N,方向是竖直向上;
(3)满载时该货轮的吃水深度是2m.
点评:
本题考查了学生重力公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件、浮力的产生原因,要求灵活选用公式进行计算.
10.(2014秋•长沙县校级月考)为应对日本对我国领土“钓鱼岛”的不断挑衅,中国海监船在赴钓鱼岛附近已实现常态化维权,如果海监船船底深7.6m,满载排水量4900t,(海水的密度为1.0×103kg/m3)
(1)如果海监船空船的质量是2000t,则能装的货物质量最多是多少t?
(2)满载时,海监船受到的浮力有多大?
(3)船底受到海水的压强是多少?
考点:
浮力的利用;液体的压强的计算.菁优网版权所有
专题:
压强、液体的压强;浮力.
分析:
(1)用海监船满载时的排水量减去海监船空船的质量,为能装的货物质量;
(2)知道海监船满载时的排水量,可利用公式G=mg计算出排开水的重力,再根据利用阿基米德原理可直接得出受到的浮力大小.
(3)已知深度,根据公式p=ρgh可求该处受到海水的压强.
解答:
解:
(1)能装的货物质量m=m排=m船=4900t﹣2000t=2900t;
(2)m排=4900t=4.9×106kg,
排开水的重力为:
G排=m排g=4.9×106kg×10N/kg=4.9×107N,
海监船受到的浮力:
F浮=G排=4.9×107N;
(3)该处受到海水的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×7.6m=7.6×104Pa;
答:
(1)如果海监船空船的质量是2000t,则能装的货物质量最多是2900t;
(2)满载时,海监船受到的浮力有
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