Question

泸州沱江二桥复线桥施工时，要向江中沉放大量的施工构件，如图甲所示，一密度为3.0 × 103 kg/m3的密闭正方体构件被钢绳缓慢竖直吊入江水中，在匀速沉入江水的过程中，构件下表面到江面的距离h逐渐增大，正方体构件所受浮力F随h的变化情况如图乙所示.下列判断正确的是(取g=10 N/kg，江水的密度=1. 0 × 103 kg/m3)(    )

A. 当h=1 m时，构件恰好浸没在江水中

B. 当h=2 m时，构件所受的浮力大小为2. 4 × 105 N

C. 当h=3 m时，构件底部受到江水的压强大小为2. 0 × 104 Pa

D. 当h=4 m时，构件受到的钢绳的拉力大小为1 .6 × 105 N

Answer

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浮＝ρ液gV排可知浮力不变；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排＝V＝(2m)3＝8m3，构件所受的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×8m3＝8×104N，故B错误；C. 当h＝3m时，构件底部所处的深度为3m，则受到江水的压强：p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×3m＝3×104Pa，故C错误；D. 当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拉＝G−F浮＝ρ物gV−F浮＝3×103kg/m3×10N/kg×8m3−8×104N＝1.6×105N，故D正确。故选D.