烧杯中的一大块冰内含有一定量的砂子,冰块漂浮在水面,杯中水面恰好与杯口相平,且冰块上部高出杯口.在冰块熔化的过程中
A.将有水从烧杯中溢出
B.水面始终与杯口相平
C.烧杯中水面会下降
D.水面先有下降,后有水溢出
C
(1)冰熔化前,由于冰、砂子处于漂浮状态,根据漂浮条件和阿基米德原理求排开水的体积;
(2)冰熔化后,冰变成水,因为水的质量、重力不变,可求水的体积;一定量的砂子下沉,根据阿基米德原理求排开水的体积;
(3)计算冰熔化前后排开水的体积关系,得出水面升降.
解答:
冰熔化前,冰和一定量的砂子处于漂浮状态,
F浮=G冰+G沙,
即:ρ水gV排=G冰+G沙
∴V排==+,
冰熔化后,冰变成水,沙子会下沉,
冰熔化成水.质量不变,体积为:
V水==,
沙子排开水的体积:
V沙排=V沙=,
此时排开水的总体积:
V=V水+V沙排=+
∵ρ水<ρ沙,
∵V<V排,
∴水面下降.
故选C.
点评:本题考查了学生对密度公式、阿基米德原理、物体的浮沉条件的掌握和运用,知道冰化水质量不变、求出先后水的体积是本题的关键.