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【题目】京唐大运河大桥施工时,要向运河中沉放大量的施工构件,如图甲所示,一密度为3×103 kg/m3的密闭正方体构件被钢绳缓慢竖直吊入河水中,在匀速沉入河水的过程中,构件下表面到水面的距离h逐渐增大,正方体构件所受浮力Fh的变化图如图乙所示,下列判断正确的是

A. h=1 m时,构件恰好浸没在水中

B. h=2 m时,构件所受的浮力大小为2.4×105 N

C. h=3 m时,构件底部受到水的压强大小为2.0×104 Pa

D. h=4 m时,构件受到钢绳的拉力大小为1.6×105 N

【答案】D

【解析】

A.在浸没前,物体下降过程中排开水的体积变大,所以浮力逐渐变大;当物体浸没后排开水的体积不变,根据F=gV可知浮力不变;由图可知当h=2m时浮力不变,所以构件此时恰好浸没在江水中;故A错误;

B.当h=2m时,构件恰好浸没在江水中,则正方体构件的边长为2m

则排开水的体积V=V=(2m)3=8m3

构件所受的浮力:F=gV=1×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N

B错误;

C h=3m时,构件底部所处的深度为3m

则受到江水的压强:p=gh=1×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa

C错误;

D h=4m时,由于构件已经浸没在江水中,构件受到钢绳的拉力:

F=GF=gVF=3×103kg/m3×10N/kg×8m38×104N=1.6×105N

D正确。

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