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的变化图象如图2所示.
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的变化图象如图2所示.木块密度ρ=0.5×103㎏/m3,容器的底面积为200cm2,g=10N/㎏.下列说法正确的是( )
A. 随着液体的排出,木块受到的浮力不断减小
B. 容器中的液体是盐水
C. 抽液机每秒钟排出液体的质量是15g
D. 第30s时,木块露出液面的高度是3cm
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
=1×103kg/m310N 10N/kg×(0.1m)3
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=
V=ρ ρ水
×(0.1m)3=5×10-4m30.5×103kg/m3
1×103kg/m3
所以排出水的体积为:V=(S容-S木)h露=(200-100)×
×10×10-6m3=0.5×10-3m31 2
m=ρ水V=103kg/m3×5×10-4m3=0.5kg
所以每秒抽出水的质量为:m′=
=0.01kg/s=10g/s,所以C错误;0.5kg 50s
D、第30s抽出水的质量为:m″=10g/s×30s=300g=0.3kg
体积为V″=
=m ρ水
=3×10-4m3=300cm30.3kg 1×103kg/m3
木块露出水的高度h″=
=V″
S容−S木
=3cm,所以D正确.300cm3
200cm2−100cm2
故选D.