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已知一种液体的密度随深度而增大,它的变化规律是ρ=ρ0+kh,式中ρ0、k是常数,h表示深度。设深度

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已知一种液体的密度随深度而增大,它的变化规律是ρ=ρ0+kh,式中ρ0、k是常数,h表示深度。设深度

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题目:(单选试题)

已知一种液体的密度随深度而增大,它的变化规律是ρ=ρ0+kh,式中ρ0、k是常数,h表示深度。设深度足够,有一个密度ρ′的实心小球投入此液体中,且ρ′>ρ,则小球的运动过程表述正确的是:(本题只考虑小球受到重力和浮力两个力)


A、

小球会经历若干次加速和匀速过程,最后沉底

B、

小球一直加速,最后沉底

C、

小球会经历若干次匀速和减速过程,最后悬浮在液体中某处

D、

小球会经历若干次加速和减速过程,最后悬浮在液体中某处


正确答案:D
解析:

第一步:应用原理------浮力

第二步:题干解答
小球在水中只受重力和浮力的作用,小球所受重力为G=mg=ρ′Vg,所受浮力为F=ρVg。小球初投入到液体中时,ρ′>ρ,故重力大于浮力。所以小球投入水中后开始向下做加速运动。
随时h不断增加,ρ也随之增大,在小球所受重力不变的情况下,浮力逐渐增大。
当h增加到小球所受浮力大于重力时,小球速度逐渐减小,直至为0。
当小球向上速度减小为0后,此时合力方向向上,小球向上做加速运动,直到浮力小于重力,又开始向下做加速运动,即小球会经历若干次加速和减速过程,排除B、C选项。
因为液体深度足够,那么必然存在液体密度ρ大于小球密度ρ′,故最终小球不会沉底,而是悬浮在液体中的某处,排除A选项。

故本题选D。
【2020-上海B-036】

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