Question

11．一盛有水的長(zhǎng)方體容器置于水平桌面上，現(xiàn)將內(nèi)部含有一合金球的冰球投入容器中，冰球漂浮在水面上，剛投入時(shí)，冰球的體積（含合金球）為1200cm³，冰球露出水面的體積為79cm³，當(dāng)冰全部熔化后，合金球?qū)θ萜鞯撞康膲毫��?.4N，已知冰的密度為0.9×10³kg/m³，則合金球的密度為（　�。�

• A． 9×10³kg/m³
• B． 8×10³kg/m³
• C． 6×10³kg/m³
• D． 5×10³kg/m³

Answer 1

分析 冰球的體積為已知，由于冰球內(nèi)部含有一合金球，則設(shè)合金球的體積為V_金，則冰的體積為V_冰=V-V_金；
根據(jù)漂浮的特點(diǎn)和阿基米德原理得出漂浮時(shí)重力和浮力的等式；
當(dāng)冰全部熔化后，球沉入水底時(shí)，根據(jù)合金球?qū)θ萜鞯撞康膲毫�，利用阿基米德原理得出球的重力與浮力的等式，最后解之即可．

解答 解：設(shè)合金球的體積為V_金，則冰的體積為V_冰=V-V_金；
冰球漂浮在水面上時(shí)，V_排=V-V_排=1200cm³-79cm³=1121cm³=1.121×10^-3m³，
根據(jù)漂浮條件可知冰球（含合金球）的重力：
G_冰+G_金=F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×1.121×10^-3m³=11.21N；
所以，ρ_冰gV_冰+ρ_金gV_金=11.21N；
即：0.9×10³kg/m³×10N/kg×（1.2×10^-3m³-V_金）+ρ_金×10N/kg×V_金=11.21N------------------①
當(dāng)冰全部熔化后，合金球沉到底部，則對(duì)容器底部的壓力F=G_金-F_浮金，
所以，ρ_金gV_金-ρ_水gV_金=F=0.4N；
即：ρ_金×10N/kg×V_金-1×10³kg/m³×10N/kg×V_金=0.4N------------------②
解①②得：ρ_金=5×10³kg/m³．
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物體的漂浮條件和阿基米德原理的應(yīng)用，難度較大，由于未知量較多需要列方程解答．