Question

【题目】如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A,容器中水的深度为40cm时,物块A刚好完全浸没在水中,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,打开阀门B,使水缓缓流出,当物块A有2/5的体积露出水面时,弹簧恰好处于自然伸长状态(即恢复原长没有发生形变),此时关闭阀门B.弹簧受到的拉力F跟弹簧的伸长量L关系如图所示(不计弹簧所受的浮力,物块A不吸水)则下列分析不正确的是

A. 打开阀门前物块A受到的浮力10N

B. 物块A的密度0.6×10kg/m

C. 物块A刚好完全浸没在水中时,弹簧伸长了2cm

D. 弹簧恰好处于自然伸长状态时水对容器底部的压强3.6×10Pa

Answer 1

【答案】D

【解析】

A.打开阀门前,物块A刚好完全浸没在水中,则V排＝VA＝(0.1m)3＝1×103m3，所以,F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×103m3＝10N，故A正确；B.当弹簧恰好处于自然伸长状态,物块A是处于漂浮状态,由F浮＝G，即：ρ水gV排＝ρAgVA，所以,ρ水×VA＝ρAVA，则ρA＝ρ水＝ρ水＝×1.0×103kg/m3＝0.6×103kg/m3，故B正确；CD.漂浮时，物块受平衡力，由题意知：G＝F′浮＝ρ水gV′排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×(1)×1×103m3＝6N，全部浸没时，根据物块A受平衡力作用可知：弹力F＝F浮G＝10N6N＝4N，由图象可知此时弹簧伸长了△L＝2cm，所以弹簧处于自然状态时水深h＝40cm25×10cm2cm＝34cm＝0.34m，水对容器底部压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.34m＝3.4×103Pa，故C正确，D错误。故选D.