如图1所示,边长为10cm的立方体木块 A通过细线与圆柱形容器底部相连,容器中液面与A上表面齐平.从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时,细线中拉力F随时间t的变化图象如图2所示.
题目
如图1所示,边长为10cm的立方体木块
A通过细线与圆柱形容器底部相连,容器中液面与A上表面齐平.从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时,细线中拉力F随时间t的变化图象如图2所示.木块密度ρ=0.5×10
3 ㎏/m
3 ,容器的底面积为200cm
2 ,g=10N/㎏.下列说法正确的是( )
A. 随着液体的排出,木块受到的浮力不断减小
B. 容器中的液体是盐水
C. 抽液机每秒钟排出液体的质量是15g
D. 第30s时,木块露出液面的高度是3cm
答案
A、图1中物体在细绳的拉力作用下恰好完全浸没,当液体向外排出时,木块受到的浮力会减小,但当木块恰好漂浮时,再向外抽水,在一段时间内,木块受到的浮力不变,当木块与容器底接触后,随水的减少,浮力减小,所以A错误;
B、由图1知,此时木块受向上的浮力和竖直向下的重力及拉力作用,由图象知,当物体完全浸没时,此时细绳的拉力为5N.
G=mg=ρVg=0.5×10
3 kg/m
3 ×10N/kg×(0.1m)
3 =5N
F
浮 =G+F=5N+5N=10N
由F
浮 =ρ
液 gV
排 得,ρ
液 =
=
=1×10
3 kg/m
3 所以此液体为水.因此B错误;
C、当木块恰好漂浮时,F
浮 =G
则ρ
水 gV
排 =ρgV
得V
排 =
V=
×(0.1m)
3 =5×10
-4 m
3 所以排出水的体积为:V=(S
容 -S
木 )h
露 =(200-100)×
×10×10
-6 m
3 =0.5×10
-3 m
3 m=ρ
水 V=10
3 kg/m
3 ×5×10
-4 m
3 =0.5kg
所以每秒抽出水的质量为:m′=
=0.01kg/s=10g/s,所以C错误;
D、第30s抽出水的质量为:m″=10g/s×30s=300g=0.3kg
体积为V″=
=
=3×10
-4 m
3 =300cm
3 木块露出水的高度h″=
=
=3cm,所以D正确.
故选D.
A、根据浮力公式F浮 =ρ液 gV排进行判断; B、根据木块完全浸没时,F=F浮 -G结合图象数据得出液体的密度.其中F是细绳对木块的拉力,求出F浮 ,从而求出液体的密度; C、根据题意对木块进行受力分析,当木块恰好漂浮时,其受细绳的拉力为零.根据此计算出木块露出水面的体积,从而得出结果; D、根据抽水速度,得出木块露出液面的高度.
本题考点: 阿基米德原理.
考点点评: 此题考查了有关浮力的计算,涉及到了密度、受力分析的应用,解决此题的关键是能从图象中得出有关信息,是一道难度较大的题目.
举一反三
我想写一篇关于奥巴马的演讲的文章,写哪一篇好呢?为什么好
最新试题
热门考点