题目内容

16.一个边长为10cm的正方体,放入水中静止时,有$\frac{2}{5}$的体积露出水面,此时受到水的浮力为F水;把该物体放入某种液体中,待物体静止时,有$\frac{3}{4}$的体积浸入液体中,此时受到液体的浮力为F液,液体的密度为ρ液(g取10N/kg),则(  )
A.F液=6N,ρ液=2.4×103kg/m3B.F水=6N,ρ液=0.8×103kg/m3
C.F液=4N,ρ液=0.53×103kg/m3D.F水=4N,ρ液=0.8×103kg/m3

分析 (1)求出正方体的体积,然后可求其排开水的体积,利用F浮=ρ液gV排计算受到水的浮力;
(2)物体在水中和液体中均漂浮,可知在水中和液体中受到的浮力都等于其自身重力,已知正方体的体积,然后可求其排开液体的体积,再利用F浮=ρ液gV排计算液体的密度.

解答 解:(1)正方体的体积V=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3,
则排开水的体积V排水=(1-$\frac{2}{5}$)V=$\frac{3}{5}$×1×10-3m3=6×10-4m3,
受到水的浮力F水=ρ水gV排水=1×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N;
(2)正方体在水中漂浮,则重力G=F水=6N,
正方体在液体中也漂浮,则受到液体的浮力F液=G=6N,
排开液体的体积V排液=$\frac{3}{4}$V=$\frac{3}{4}$×1×10-3m3=7.5×10-4m3,
根据F浮=ρ液gV排可得,液体的密度:ρ液=$\frac{{F}_{液}}{g{V}_{排液}}$=$\frac{6N}{10N/kg×7.5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.8×103kg/m3.
故ACD错误,B正确.
故选B.

点评 此题考查阿基米德原理、物体漂浮条件的应用,关键是利用物体漂浮条件求出正方体的重力,进而求出其在液体中受到的浮力,此题难度适中,属于中档题.

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