专题三：液面升降的问题
力学专题液面升降问题
(2)细线被拉断前，受力分析如图17-14所示
图17-14
+F=G
Δh
抽液机排出的液体质量Δh
=。
(3)如图17-15所示。
图17-15
真题演练
1.(2003天津中考·14题·3分)将一个实心铁球A和一个密度小于水的木球B放在一个小盒中，再将小盒放在水槽中，漂浮在水面上。那么下列说法中正确的是( )
所以，冰在盐水中熔化后液面上升了。
【答案】(1)冰在水中熔化后液面不变。(2)冰在盐水中熔化后液面上升。
【变式练习】冰放在密度小于冰的液体中，静止后处于什么状态，熔化后，液面又如何变化?
【例2】 如图17-2所示，底面积为的圆柱形容器内盛有适量的水，另一底面积为的圆柱体A有部分体积浸在水中，当圆柱体A相对于容器下降高度为h时(水没有溢出，圆柱体A也未全部没入水中)，求：容器中液体高度的变化量？
＝
＝
＝①
冰熔化成水后，质量不变：＝
求得：＝＝②
比较①和②，＝
也就是冰熔化后体积变小了，恰好占据了原来冰熔化前在水中的体积。
所以，冰在水中熔化后液面不变
(2)冰在盐水中：冰熔化前处于漂浮，如图(b)，则
＝
＝
＝③
冰熔化成水后，质量不变，推导与问题(1)相同。
＝④
比较③和④，因为＜
所以＞
也就是冰熔化后占据的体积要大于原来冰熔化前在盐水中的体积。
物块的重力为-F=32 N-8 N=24 N；
将细线剪断，当物块静止时，物体漂浮，受到的浮力=G=24 N；
此时排液体的体积
==
排开水的体积减小了
=0.004 ；
水的深度减小Δh===0.02 m
水的深度为h=0.6 m-0.02 m=0.58 m；
巧解“液面升降”问题
巧解“液面升降”问题湖北省荆门市漳河中学曾祥俊学习完初中物理《浮力》这一部分内容后，常常会遇到有关“液面上升还是下降”的讨论的题目。
这类题若用常规方法解答，很繁锁，且容易出错，但采用如下方法解答，既快捷，又不易出错。
基本解答思路：液面的升降由过程前后的排开液体的体积决定，即V排变大，液面上升；V排变小，液面下降；V排不变，液面不变。
根据阿基米德原理有：V排=F浮／（ρ液g），此类题中ρ液一般不会变，这样就可以把讨论V排的变化转化成讨论F浮的变化，即过程前后F浮变大，液面上升；F浮变小，液面下降；F浮不变，液面不变。
而根据浮沉条件讨论浮力的变化相对而言要简单多了，这样问题就得到了简化。
下面就举几个例子来谈谈具体的巧解过程。
例一、在一装水的大烧杯中浮有一小盒，且盒中有几粒小石子，当把盒中的小石子取出投入烧杯的水中，静止时，烧杯的水面是上升了还是下降了？巧解：过程前，盒子和石子作为一个整体漂浮在水面上，根据漂浮条件有F浮１＝G总＝G盒＋G石．过程后，盒子漂浮在水面上，所以有Ｆ浮盒＝Ｇ盒，石子在水中下沉，所以有Ｆ浮石＜Ｇ石，总体浮力Ｆ浮２＝Ｆ浮盒＋Ｆ浮石＜Ｇ盒＋Ｇ石，即Ｆ浮１＞Ｆ浮２，所以水面下降。
例二、一块纯冰漂浮在一装水的烧杯中静止，当冰完全化成水后，烧杯中的水面如何变化？巧解：过程前，冰块漂浮在水面上，所以有Ｆ浮１＝Ｇ冰，过程后，（假设冰化成水后仍成团没有散开）此“水团”在水中应悬浮（密度相等悬浮），所以然有Ｆ浮２＝Ｇ水团（悬浮时浮力等于重力），又冰化成水质量不变，所以有Ｆ浮２＝Ｇ冰，即Ｆ浮１＝Ｆ浮２，所以水面保持不变。
例三、若在例二中，纯冰中有一气泡，情况又如何？巧解：过程前，冰块漂浮在水面上，所以有：Ｆ浮１＝Ｇ冰＋Ｇ泡。
过程后，气泡在水中静止时肯定是漂浮，因此有Ｆ浮２＝Ｆ浮水团＋Ｆ浮气泡＝Ｇ水团＋Ｇ泡＝Ｇ冰＋Ｇ泡，即Ｆ浮１＝Ｆ浮２，所以水面保持不变。
例四、若例二中，冰中有杂质，如“木屑”或“沙子”，情况又分别如何？巧解：（１）当冰中杂质是木屑时，过程前，Ｆ浮１＝Ｇ总＝Ｇ木屑＋Ｇ冰（漂浮时浮力等于重力），过程后，冰化成水，“水团”在水中是悬浮，Ｆ浮水团＝Ｇ水团＝Ｇ冰，木屑在水中应漂浮，Ｆ浮木屑＝Ｇ木屑，所以总体浮力Ｆ浮２＝Ｇ冰＋Ｇ木屑，即Ｆ浮１＝Ｆ浮２，所以水面保持不变。
中考物理专题 液面升降问题
中考物理专题液面升降问题一、液体的体积不增减，仅仅由于V排变化而引起的液面升降Δh的问题。
BA图1△ h=V排/S容二． V排不发生变化，由于增减液体而导致的△ h变化产生原因：物体均自由漂浮在液面上，液体密度不变，所以V排不变。
当向容器内注入同种液体使其体积增加了△ V，所以这种△ h的由来是因为容器内液体体积增加而导致的。
△h=△ V液/S容。
--三、V排和液体的质量都变化从而导致的△ h变化公式推导：△ h=△V排/S物△ h =△ V 液/(S 容－S 物)四．如图1和2所示：当物体相对液面移动的距离为△h 时，液面上升的距离为△H, 则：△hS 物=S 容△H ，V 总1=V 水+h 1S 物 = H 1S 容 ① V 总2 =V 水+h 2物 = H 2S 容 ② 所以②-①．得：△hS 物=S 容△H五．如图3和图4中，当物体相对容器移动的距离为△h 时，液面上升的距离为△H,则：△hS 物=△H （S 容—S 物），Hｈ图1ｈH图2Hh1图3ｈ2图4因为 V 总1=V 水+（H 1—h 1）S 物 = H 1S 容 ①V 总2=V 水+（H 2—h2）s 物=H 2 S 容 ②所以②-①．得：△hS 物=△H （S 容—S 物）中考演练：东城一模如图所示，底面积为S b 的圆柱形容器内盛有适量的水，另一底面积为S ａ的圆柱体A 有部分体积浸在水中，当圆柱体A 相对于容器下降高度为h 时，水没有溢出，圆柱体A 也未全部没入水中，物体A 所受水的浮力增加了 。
中考演练:朝阳二模12.如图7甲所示，装有部分水的试管竖直漂浮在容器内的水面上，试管内水面与容器底部的距离为h ，试管壁粗细均匀、厚度不计；现将一物块完全浸没在该试管水中，发现试管内水面与容器底部的距离恰好仍为h ，如图8乙所示，若试管横截面积与容器横截面积之比为1:5，则下列说法正确的是 A ．放入的物块密度为5×103kg/m3 B ．放入的物块密度为×103kg/m3 C ．放入的物块密度为×103kg/m3 D ．小试管与容器内水面变化的高度相等2014海淀一模14． 如图8所示，水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器。
液面升降问题
液面升降问题 Prepared on 22 November 2020液面升降问题分析液面升降的主要类型有：1、纯冰在纯水中熔化；2、纯冰在盐水（或其它密度比水大的液体）中熔化；3、纯冰在密度比水小的液体中熔化；4、含有木块（或其它密度比水小的固体）的冰块在纯水中熔化；5、含有石块（或其它密度比水大的固体）的冰块在纯水中熔化；6、含有煤油（或其它密度比水小的液体）的冰块在纯水中熔化；7、一块冰漂浮在容器的水面上，冰块中含有一定质量的气体（空气、氢气、二氧化碳），当冰完全熔化后，容器中的水面如何变化例1：有一块冰浮在容器的水面上，当冰块完全熔化后，水面高度将怎样变化解：冰块熔化前排开水的体积（即图中斜线部分）为：V排＝F浮/ρ水g＝G冰/ρ水g＝m冰/ρ水（∵漂浮时F浮＝G冰）冰块化成的水的体积为：V＝m水/ρ水＝m冰/ρ水（∵冰化成水后质量不变m冰=m水）所以液面高度不变推论：纯水水面上浮有纯冰.当冰熔化时液面将不变。
当冰熔化时，水对容器底的压强不变。
例2：若一冰块在水中，冰块与容器底部相接触并相互间有压力，则当冰块完全熔化后，容器内的水面将怎样变化解析：冰块没有漂浮在水面上，冰块所受浮力小于冰块所受重力，所以熔化前F浮＜G冰，而F浮=G 排ρ水gV排，即ρ水gV排＜G冰，故得V排＜G冰/(ρ水g)熔化为水的体积V水=m水/ρ水=m冰/ρ水=G冰/(ρ水g)所以V排＜V水，即熔化后水面要上升。
例3：有一块冰漂浮在一杯浓盐水中(冰的密度是0．9×103千克／米3；浓盐水的密度是1．1×103千克／米3)．如果冰块全部熔化后，则()A．液面不变B．液面上升C．液面下降D．无法判断解析：冰块熔化前，在盐水中处于漂浮状态．则有F浮=G，即ρ盐gV排=m冰gV排=m冰/ρ盐 (1)冰块熔化后，排开液体的体积等于冰熔化成水的体积，即V’排=V水=m水/ρ水（∵冰化成水后质量不变m冰=m水,m水/ρ水＝m冰/ρ水） (2)比较冰块熔化前与冰块熔化后排开液体的体积可得m冰=m水,ρ水<ρ盐。
力学专题 液面升降问题
液面升降问题考查要点液面升降问题是中考压轴题的考查热点，近三年(2014-2016年)的中考压轴题都是考查这方面的问题，以液体的压强和浮力为载体，考查学生对液体压强、浮力知识的综合运用能力。
解题思路利用量筒的原理1.基本思路：【例1】如图17-1所示，容器内分别装有水和盐水，在液面上浮着一块冰，问：(1)冰在水中熔化后，水面如何变化?(2)冰在盐水中熔化后，液面如何变化?(a)(b)图17-1【思路点拨】容器中的液面高度变化是由于容器中物体排开液体的体积与液体体积之和发生变化引起的。
根据，因容器内原来的水的体积不变，关键是比较两个体积，一个是冰熔化前，排开水的体积，一个是冰熔化成水后，水的体积。
求出这两个体积，再进行比较，就可得出结论。
【解】(1)如图(a)所示，冰在水中，熔化前处于漂浮状态。
＝＝＝①冰熔化成水后，质量不变：＝求得：＝＝②比较①和②，＝也就是冰熔化后体积变小了，恰好占据了原来冰熔化前在水中的体积。
所以，冰在水中熔化后液面不变(2)冰在盐水中：冰熔化前处于漂浮，如图(b)，则＝＝＝③冰熔化成水后，质量不变，推导与问题(1)相同。
＝④比较③和④，因为＜所以＞也就是冰熔化后占据的体积要大于原来冰熔化前在盐水中的体积。
所以，冰在盐水中熔化后液面上升了。
【答案】(1)冰在水中熔化后液面不变。
(2)冰在盐水中熔化后液面上升。
【变式练习】冰放在密度小于冰的液体中，静止后处于什么状态，熔化后，液面又如何变化?【例2】如图17-2所示，底面积为的圆柱形容器内盛有适量的水，另一底面积为的圆柱体A有部分体积浸在水中，当圆柱体A相对于容器下降高度为h时(水没有溢出，圆柱体A也未全部没入水中)，求：容器中液体高度的变化量？图17-2【思路点拨】解法一：画出情境图，如图17-3所示，找出体积之间的关系图17-3即：①Δh②②-①可得Δh因为所以ΔhhΔh=。
解法二：如图17-4，圆柱体下降h后，体积为的水被挤走，图17-4水被挤到原水面上圆柱体周围的区域，体积为Δh所以h解得Δh=。
对浮力中液面升降问题的探究
对浮力中液面升降问题的探究液体中的浮力是指物体浸泡在液体中受到的向上的力。
当物体完全或部分浸入液体中时，液体对物体的压力会导致物体受到一个向上的浮力，这个浮力的大小等于物体排开的液体的重量。
浮力的大小可以通过阿基米德定律来计算：浮力等于排开的液体重量，即F_b=ρVg，其中F_b为浮力，ρ为液体的密度，V为物体排开液体的体积，g为重力加速度。
当液体中的液面升降时，测量物体浮力的方法有很多种，下面我们就根据不同情况进行探究。
情况一：液体容器固定不动，液面升降。
在这种情况下，液体容器固定不动，因此液体容器内的液体体积不变。
根据阿基米德定律，物体受到的浮力等于物体排开的液体的重量，所以液面升降并不会对浮力产生影响。
例如，当我们在一个装满水的容器中放入一个物体，物体会受到一个向上的浮力。
当我们升高液面时，液体的密度和物体排开的液体体积都不会改变，所以浮力的大小也不变。
同样，当我们降低液面时，浮力的大小仍然保持不变。
情况二：液体容器可以移动，液面升降。
在这种情况下，液体容器可以移动，液体容器内的液体体积会随之改变。
此时，液面升降会对浮力产生影响。
当液面升高时，液体密度和物体排开的液体体积都不变，所以浮力的大小也不变。
但是，由于液体容器也随之上升，液体容器内的液体的重力势能增加，而根据能量守恒定律，液体容器内的液体的重力势能增加需要从其他地方得到能量，这个能量来自物体受到的浮力。
因此，在液面升高时，浮力的一部分会用于提供液体容器上升所需的能量，从而导致浮力减小。
同样地，在液面降低时，液体容器内的液体的重力势能减小，液体容器下沉，能量会转化为物体受到的浮力，这样浮力就增大了。
综上所述，当液体容器可以移动时，液面升降会对浮力产生影响。
液面升高时，浮力减小；液面降低时，浮力增大。
初中物理：浮力-液面升降问题
F总浮 G总
甲图
乙图
G球
V排总变小
F球浮 G球 F总浮变小
乙图中
液面下降 h2 h
（2）冰熔化问题
思路： 冰漂浮
F浮 G冰 G化水 m排水 m冰 m化水
h1
h
水
S
水
S
水V排 水V化水 V排 V化水
点题：实际就是 比较V排和V化水
3、液面升降问题
思路：液面升降？
—总体积变化？ —物体排开液体的总体积变化？
—浮力变化？
（1）船中物问题
思路：整体法 船和物 均漂浮
h1
h
F总浮 G总
S S
G总不变
总浮不变
F
V排总不变
液面不变h1=h
F浮总
F船浮 G船
F球浮
S
G总
S
h
N
思路： 甲图中 船和物 h2 漂浮
S
液体对容器底的压力变化 有中有变 F压 PS 液 g hS 液 g V排 F浮
5、浮力计算题解题思路 （1）边审题边画图，明确物理 状态、过程和条件 （2）找准研究对象，对其受力 分析，画受力分析图 （3）列力的关系式，注明角标
（4）必要时把浮力、重力带入展开
h1
hS V排 液体对容器底的压力变化 从无到有 F压 PS 液g hS 液gV排 F浮
hS V水 h1S V水 V排
甲
乙
丙
丁
4、浮力与压力、压强相结合问题
h1
h2
hS V排总
h1S V水 V排总
液面升降问题类专题
液面升降问题类专题类型一：容器中的固态物质投入水中后判断液面升降例题1: 情景如图1所示，小船和石块一起漂浮在水中，将石块（或金属块）从船中取出放入水中后，你观察到的现象是水面。
分析：【练习】1、如图2所示，一个小船中放有ABC三个小球，小船和球一起漂浮在水面上，其中A 球密度小于水，B球密度等于水，C球密度大于水，小船可以自由的漂浮在水面上。
（1）只将A球放入水中，则A球（填浮沉状况），液面（填“上升”或“下降”或“不变”）（2）只将B球放入水中，则B球（填浮沉状况），液面（填“上升”或“下降”或“不变”）（3）只将C球放入水中，则C球（填浮沉状况），液面（填“上升”或“下降”或“不变”）（4）若将ABC三球同时从船中取出放入水中，则液面（填“上升”或“下降”或“不变”）。
2、如果将沉在水底的石块放入船中使船漂浮，液面将。
3、水槽中放一个小铁盒，铁盒中放少许细线和一个铝块，铁盒漂浮在水面。
现用细线把铝块拴在铁盒下面，铁盒仍漂浮在水面，如图3所示。
讨论此时水槽中的水位以及铁盒浸入水中的体积，说法正确的是（）A．水槽中水位不变，铁盒浸入水中的体积变大B．水槽中水位下降，铁盒浸入水中的体积不变C．水槽中水位不变，铁盒浸入水中的体积变小D．水槽中水位上升，铁盒浸入水中的体积不变类型二：纯冰浸于液体，熔化后判断液面升降分析：1．冰块放在水中，漂浮，熔化后，液面。
简单推导过程：2．冰块放在盐水中，漂浮，熔化后，液面。
简单推导过程：3．冰块放在煤油（或酒精）中，沉底，熔化后，液面。
简单推导过程：类型三：如图4冰块中含有其它物体浮于水中，冰块熔化后判断水面升降。
分析：【练习】1．冰块内包有一个石块（石块密度大于水的密度）漂浮在水面上，冰块熔化后，石块（填浮沉状况），则水面（填“上升”或“下降”或“不变”）。
2．冰块内包有一个密度等于水的物体漂浮在水面上，冰块熔化后，水面（填“上升”或“下降”或“不变”）。
图43．冰块内包有一个木块（木块密度小于水）漂浮在水面上，冰块熔化后，水面（填“上升”或“下降”或“不变”）。
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精品课件
例2、(冰在盐水中)容器中的盐水面上漂着一块冰，当 冰全部熔化成水后，容器中液面的变化情况是( ) A.升高 B.降低 C.不变 D.无法判断
精品课件
例3、(冰在酒精中)一块冰沉在容器中的酒精里，当冰 全部熔化成水后，容器中液面的变化情况是( ) A.升高 B.降低 C.不变 D.无法判断
点拨：判断液面的升降，就是要 比较的是冰熔化前在液体中的排 开液体体积和冰熔化后熔化出水 的体积的大小关系。
精品课件
容器中盛满水
在盛水的容器 中放一块冰
被冰排 出的水
冰化成的水
把冰从水 中取出
m排水= m冰= m化水
V精排品水课=件V化水
把冰化成的水 倒入容器中
例1、(冰在纯水中)容器中的水面上漂着一块冰，当冰 全部熔化成水后，容器中水面的变化情况是( C ) A.升高 B.降低 C.不变 D.无法判断
精品课件
课堂小结
1、“轮船”投放物体导致液面升降（小结）
(1)当投放物体密度大于液体的密度(投放物沉底)， 液面会 “下降” 。
(2)当投放物体密度不大于液体的密度(投放物悬浮 或漂浮)，液面会 “不变” 。
精品课件
精品课件
一、定性讨论液面的升降问题
2、“纯冰熔化”导致容器中液面升降
例1、(冰在纯水中)容器的水面上漂着一块冰，当冰 全部熔化成水后，容器中水面的变化情况是( ) A.升高 B.降低 C.不变 D.无法判断
A
A
B
h V排
B
S精品容课件
例8、如图，容器B为圆柱状容器，且横截面积SB。物 体A为横截面积为SA，高度为hA的圆柱体。将物体A放 入液体中，物体A浸入液体中的深度为h，且无液体溢 出。则液面上升的高度△h为多少？
A
A
B
h V排
B
S容
精品课件
2、物体固定不动，由于V液变化而引起的液 面升降Δh的问题。
精品课件
课堂小结
3、“内部含有其他物体的冰块”漂浮在水面上，冰
块熔化后导致容器中液面升降（小结）
(1)当冰块内所含物体的密度大于水的密度，冰块 熔化后，液面会 “下降” 。
(2)当冰块内所含物体的密度不大于水的密度，冰 块熔化后，液面会 “不变” 。
精品课件
一、定性讨论液面的升降问题
1、“轮船”投放物体导致液面升降； 2、“纯冰熔化”导致容器中液面升降； 3、“内部含有其他物体的冰块”漂浮在水面上， 冰块熔化后导致容器中液面升降。
液面升降
V排总
F浮总
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二、定量讨论液面升降的高度Δh
△h的指液面高度的变化量，它是浮力
问题与液体压强综合计算题的结合点。对于它 的分析求解是初中物理计算题的难点和重点。
液面升降的高度Δh根据产生的原因可以分为二
类。但实际变化远远不止于此!
其中由于V排变化引起的液面升降Δh的问题
是基本题型，也是中考要重点考察的内容，为了使同 学们正确分析此类问题，找出解决问题的关键，现将
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反馈练习
如图所示，一块0℃的冰放在盛有0℃的水的容器中．已
知冰块与容器底部相接触并相互间有压力，则当冰完全融化
为0℃的水后．容器中水面将会
（填“升高”、
“降低”或“不变”）．
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一、定性讨论液面的升降问题
3、“内部含有其他物体的冰块”漂浮在水面上，冰 块熔化后导致容器中液面升降
例4、容器的水面上漂着一块冰，冰块内含有一实心 的铁球。当冰全部熔化成水后，容器中水面的变 化情况是( ) A.升高 B.降低 C.不变 D.无法判断
精品课件
“轮船”投放物体导致液面升降（情景2）
请你分析：上图中A→B→C→D→E（投放物体密度等 于水的密度，E中物体悬浮）过程中，容器中的水面 是“上升”、“下降”还是“不变”？
精品课件
“轮船”投放物体导致液面升降（情景3）
请你分析：上图中A→B→C→D→E（投放物体密度小 于水的密度，E中物体漂浮）过程中，容器中的水面 是“上升”、“下降”还是“不变”？
如下图所示，柱形容器中液体增加了△ V液，物体浸 入液体的体积同时也增加了△ V排，且液体未浸没。 因此这和前面的△ h只是由V排变化引起的情况不同，
而是多了一个产生的因素。 hV排 V液 S物 S容-S物
其核心知识及两种△h产生情况的分析方法阐述如下：
精品课件
1、液体的体积不增减，仅仅由于V排变化而 引起的液面升降Δh的问题。
例7、如图，容器B为圆柱状容器，且横截面积SB。物 体A为横截面积为SA，高度为hA的圆柱体。将物体A放
入液体中，物体A没入液体中，且无液体溢出。则液
面上升的高度△h为多少？
为。Biblioteka 310ml450ml
330ml
精品课件
定性：
液面的 升降问题
（选择“上升”、“下降”或“不变”）
定量：
求解出液面具体升降的高度Δh
精品课件
一、定性讨论液面的升降问题
1、“轮船”投放物体导致液面升降（情景1）
请你分析：上图中A→B→C→D→E（投放物体密度大 于水的密度，E中物体沉底）过程中，容器中的水面 是“上升”、“下降”还是“不变”？
浮力专题三
液面的升降问题
精品课件
一例题引发的思考？
如下图所示，在装有适量水的量杯中放一只小烧
杯，水面达到310mL;在小烧杯中再放一金属块，小烧杯仍浮
在水面上，此时水面上升到450mL刻度处；取出金属块，将它
放到大量杯的水中，水面下降到330ml刻度处。则金属块体积
为
，金属块受到的重力为
，金属块的密度
点拨：纯冰块的熔化并不会 引起水面的升降，关键讨论 内部物体引起的液面升降 （参照小船里投放物体）。
精品课件
例5、容器的水面上漂着一块冰，冰块内含有一实心 球，该球密度与水相等。当冰全部熔化成水后， 容器中水面的变化情况是( ) A.升高 B.降低 C.不变 D.无法判断
精品课件
例6、容器的水面上漂着一块冰，冰块内含有一实心 木球。当冰全部熔化成水后，容器中水面的变化 情况是( ) A.升高 B.降低 C.不变 D.无法判断
精品课件
课堂小结
2、“纯冰熔化”导致容器中液面升降（小结）
(1)当冰块漂浮在水面上(或密度等于水的液体)， 冰块熔化后，液面会 “不变” 。
(2)当冰块漂浮在盐水面上(或密度大于水的液体)， 冰块熔化后，液面会“上升” 。
(3)当冰块浸没在酒精里(或密度小于冰的液体)， 冰块熔化后，液面会“下降” 。