Question

3．如圖所示，底端裝有電子閥門的圓柱形容器放在水平桌面上，容器中裝有適量的水，一木塊漂浮在水面上，控制閥門，使容器中相同時間內流出的水量相等．下列表示木塊下表面處水的壓強p₁、容器對桌面的壓強p₂、木塊的重力勢能E_p和木塊所受的浮力大小F隨時間t變化的關系圖象中，可能正確的是（　�。�

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 （1）在容器內水流出的過程中，木塊下表面處水的深度不變，根據p=ρgh判斷木塊下表面處壓強的大�。�
（2）先根據液體壓強隨深度變化的特點判斷容器對桌面的壓力的變化，然后根據p=$\frac{F}{S}$判斷容器對桌面壓強的變化．
（3）重力勢能與質量和高度有關；
（4）根據圖示可知，當水位在一定高度時，木塊處于漂浮狀態(tài)，即浮力等于重力；當水位下降到一定高度時，木塊對容器底有壓力，浮力小于重力；

解答 解：在容器內水流出的過程中，水面下降，木塊也隨水面向下運動，木塊仍然處于漂浮狀態(tài)；當木塊接觸到容器底時，木塊不再運動，水繼續(xù)流出．
A、根據圖示可知，在容器內水流出的過程中，并且當水位在一定高度時，木塊下表面處水的深度不變，由p=ρgh可知，木塊下表面受到水的壓強不變；故A錯誤；
B、由題意知，控制閥門，使容器中相同時間內流出的水量相等，所以，相同時間內水減少的重力相同，容器對桌面減小的壓力相同，由p=$\frac{F}{S}$可得，容器對桌面的壓強p₂隨時間均勻減小，故B錯誤；
C、在容器內的水流出后，木塊的質量不變，高度減小，則木塊的重力勢能減小，當木塊沉底時，木塊的重力勢能不再變化，即木塊的重力勢能先變小后不變，故C錯誤；
D、根據圖示可知，當水位在一定高度時，木塊處于漂浮狀態(tài)，即浮力等于重力；當木塊接觸到容器底時，水繼續(xù)流出，木塊排開水的體積減小，浮力減��；所以木塊受到浮力先不變后減�。还蔇正確．
故選D．

點評 本題綜合考查了重力勢能的影響因素、漂浮的條件、液體壓強和固體壓強公式的應用，涉及的內容較多，關鍵是判斷出容器總重力隨時間的變化快慢．