预计2020年通车的雨城区“大兴二桥”在施工时,要向*中沉放大量的施工构件。如图*所示,假设一正方体构件从*面...
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预计2020年通车的雨城区“大兴二桥”在施工时,要向*中沉放大量的施工构件。如图*所示,假设一正方体构件从*面被匀速吊入*水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示(g取10N/kg)。下列判断正确的是( )
A. 构件的边长为4m
B. 构件密度为3×103kg/m3
C. 浮力F1随h变化的图线是图乙中的①图线
D. 当构件的下表面距*而4m深时,构件上表面受到*水的压强为4×104Pa
【回答】
B
【解析】
(1)当构件完全淹没时的高度则为构件的边长;
(2)利用体积公式求出其体积,根据图中可知构件完全浸没时的拉力,此时构件受到的浮力、重力以及拉力的关系为F浮=G-F2 ,然后将密度和体积代入可得ρ水gV排=ρgV-F2,将已知数据代入即可求出构件的密度。
(3)先分析构件下沉过程中,排开水的体积变大,因此构件受到的浮力变大,当构件排开水的体积不变时,构件受到的浮力也不再改变;
(4)利用p=ρ水gh即可求出底部受到*水的压强。
【详解】A.从乙图中可以看出,当构件完全淹没时的高度为2m,则构件边长为2m,故A错误;
B.构件体积
V=2m×2m×2m=8m3
构件完全淹没时,V排=V=8m3,F2=1.6×105N,则有
F浮=G−F2
ρ水gV排=ρgV−F2
代入数值可得
1×103kg/m3×10N/kg×8m3=ρ×10N/kg×8m3−1.6×105N
则ρ=3×103kg/m3,故B正确;
C.由图可知,构件在浸入水中的过程是排开的水的体积变大,所以浮力逐渐变大;当构件浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变,因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②,故C错误;
D.当h=3m时,构件底部受到*水的压强
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa
故D错误。
故选B。
知识点:压强和浮力单元测试
题型:选择题
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