Question

【題目】如圖1所示，邊長(zhǎng)為10cm的立方體木塊A通過(guò)細(xì)線與圓柱形容器底部相連，容器中液面與A上表面齊平．從打開容器底部的抽液機(jī)勻速向外排液開始計(jì)時(shí)，細(xì)線中拉力F隨時(shí)間t的變化圖象如圖2所示．木塊密度ρ=0.5×103kg/m3 ， 容器的底面積為200cm2 ， g=10N/kg．下列說(shuō)法正確的是（ ）
A.隨著液體的排出，木塊受到的浮力不斷減小
B.容器中的液體是酒精
C.抽液機(jī)每秒鐘排出液體的質(zhì)量是10g
D.第30s時(shí)，木塊露出液面的高度是2cm

Answer 1

【答案】C
【解析】解：A、由圖2知，整個(gè)過(guò)程中拉力減小，所以開始浮力減小，當(dāng)拉力為零時(shí)，此時(shí)物體漂浮，在液體排出過(guò)程中，浮力不再變化，所以A錯(cuò)誤；B、由圖1知，此時(shí)木塊受向上的浮力和豎直向下的重力及拉力作用，由圖象知，當(dāng)物體完全浸沒(méi)時(shí)，此時(shí)細(xì)繩的拉力為5N．
G=mg=ρVg=0.5×103kg/m3×10N/kg×（0.1m）3=5N
F浮=G+F=5N+5N=10N
由F浮=ρ液gV排得，ρ液= = =1×103kg/m3
所以此液體為水．因此B錯(cuò)誤；
C、當(dāng)木塊恰好漂浮時(shí)，F(xiàn)浮=G
則ρ水gV排=ρgV
得V排= V=0.5×10﹣3m3
所以排出水的體積為：V=（S容﹣S木）h露=（200﹣100）× ×10×10﹣6m3=0.5×10﹣3m3
m=ρ水V=103kg/m3×5×10﹣4m3=0.5kg
所以每秒抽出水的質(zhì)量為：m′= =0.01kg/s=10g/s，所以C正確；
D、第30s抽出水的質(zhì)量為：m=10g/s×30s=300g=0.3kg
體積為V= = =3×10﹣4m3=300cm3
木塊露出水的高度h= = =3cm，所以D錯(cuò)誤．
故選C．
A、根據(jù)浮力公式F浮=ρ液gV排進(jìn)行判斷；
B、根據(jù)木塊完全浸沒(méi)時(shí)，F(xiàn)=F浮﹣G結(jié)合圖象數(shù)據(jù)得出液體的密度．其中F是細(xì)繩對(duì)木塊的拉力，求出F浮 ， 從而求出液體的密度；
C、根據(jù)題意對(duì)木塊進(jìn)行受力分析，當(dāng)木塊恰好漂浮時(shí)，其受細(xì)繩的拉力為零．根據(jù)此計(jì)算出木塊露出水面的體積，從而得出結(jié)果；
D、根據(jù)抽水速度，得出木塊露出液面的高度．