题目内容

(2008?东城区二模)如图甲是一个底面为正方形、底面边长l=20cm的容器.把盛有h=10cm深的某种液体的容器放在水平桌面上,然后将边长a=b=10cm、c=12cm的均匀长方体木块放入这种液体中(液体未溢出),木块漂浮在液面上,此时木块底面受到液体向上的压力为7.2N,容器底受到的液体压强为980Pa(g取10N/kg),由以上条件可以得出(  )
分析:木块底面受到液体向上的压力就等于物体所受的浮力,根据浮力公式可求木块浸入液体中的体积,进一步求出浸入的深度和水面上升的高度;已知液体产生的压强,根据公式P=ρgh可求液体的密度.
解答:解:A、木块排开液体的体积V=
F
ρg
;以图乙所示方式将木块放入液体中静止时,木块浸入的深度为h1=
V
S

液面上升的高度为△h=
V
S

容器底受到的液体压强为980Pa;P=ρg(h+△h)=ρg(h+
V
S
)=ρgh+
F
S

所以液体密度ρ=
P-
F
S
gh
=
980Pa-
7.2N
(0.2m)2
10N/kg×0.1m
=0.8×103kg/m3;故A错误;
B、液面上升的高度为△h=
V
S
=
F
ρgS
=
7.2N
0.8×103kg/m3×10N/kg×(0.2m)2
=0.0225m;
木块漂浮在液面上时,容器中液体的深度为h+△h=0.0225m+0.1m=0.1225m=12.25cm;故B错误;
C、以图丙所示方式将木块放入液体中静止时,
木块浸入液体中的深度为h2=
V
S木1
=
F
ρgS木1
=
7.2N
0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m×0.1m
=0.09m=9cm;
故C错误;
D、以图乙所示方式将木块放入液体中静止时,
木块浸入液体中的深度为h1=
V
S
=
F
ρgS
=
7.2N
0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m×0.12m
=0.075m=7.5cm;
木块下表面离容器底的距离是12.25cm-7.5cm=4.75cm.
故D正确.
故选D.
点评:本题考查浮力、密度、深度等的计算,关键是求液体的密度,这是本题的难点,主要考查学生对浮力和液体压强公式的灵活运用能力.
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