Question

物理物理问题，求详细解答

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的变化图像如图（2）所示．木块密度ρ = 0.5×103kg/m3，容器底部面积为200cm2，g = 10N/kg．下列说法中正确的是
A．随着液体的排出，木块受到的浮力不断减小
B．容器中的液体是酒精
C．抽液机每秒钟排出液体的质量是10g
D．第 30 s 时，木块露出液面的高度是 2cm

Answer 1

解：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=0.5×103kg/m3×10N/kg×（0.1m）3=5N
F浮=G+F=5N+5N=10N
由F浮=ρ液gV排得，ρ液=F浮 gV =10N 10N/kg×0.001m3 =1×103kg/m3
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=1/2V=0.5×10-3m3
m=ρ水V=103kg/m3×5×10-4m3=0.5kg
所以每秒抽出水的质量为：m′=0.5kg/ 50s=0.01kg/s=10g/s，所以C正确；
D、第30s抽出水的质量为：m=10g/s×30s=300g=0.3kg
体积为V=m/ρ水 =0.3kg/103kg/m3 =3×10-4m3=300cm3
木块露出水的高度h=V S容−S木 =300cm3 /(200cm2−100cm2 )=3cm，所以D错误．
故选C．

Answer 2