[单选题]
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
参考答案: D
参考解析:
第一步:应用原理------浮力
第二步:题干解答:
由于小球在水中只受重力和浮力的作用,且小球的重力为G=mg,又因为m=ρ1V,故G=ρ1Vg。又因为小球在水中所受到的浮力为F=ρVg,且ρ1>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增加到是的浮力大于重力时,小球开始向上浮,并且速度逐渐减小,直至为0。
当小球向上速度减小为0后,在浮力作用下,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,并不断重复这一过程。
又因为ρ1>ρ得存在,故最终小球不会沉底,而是悬浮在液体中的某处。
故本题选D。
【2020-上海B-036】