Question

16．一彈簧測力計下掛一圓柱體，將圓柱體從盛有水的燒杯上方離水面某一高度處緩緩下降，然后將其逐漸浸入水中，如圖已給出整個過程中彈簧測力計的示數(shù)F與圓柱體下降高度h變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)圖象，已知ρ_水=1.0×10³kg/m³．則下列說法中正確的是（　�。�

• A． 圓柱體在剛浸沒時下表面受到的液體壓強(qiáng)是700Pa
• B． 圓柱體的重力為8N
• C． 圓柱體所受的最大浮力為7N
• D． 圓柱體的密度為1.5×10³kg/m³

Answer 1

分析 （1）由圖象可知，當(dāng)圓柱體在剛浸沒時的深度，根據(jù)p=ρgh求出此時下表面受到的液體壓強(qiáng)；
（2）根據(jù)F_浮=G-F′可知，當(dāng)物體在空中受到的浮力為0時，彈簧測力計的示數(shù)最大，即為圓柱體的重力；
（3）圓柱體所受的浮力越大，彈簧測力計的示數(shù)越小，當(dāng)彈簧測力計的示數(shù)最小時受到的浮力最大；
（4）圓柱體完全浸入水后，受到的浮力不變，此時圓柱體的體積和排開水的體積相等，利用阿基米德原理求得圓柱體的體積，利用G=mg和ρ=$\frac{m}{V}$求出圓柱體的密度．

解答 解：A、由圖象可知，圓柱體在剛浸沒時，下表面所處的深度為h=7cm-3cm=4cm=0.04m，
因此受到的液體壓強(qiáng)p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.04m=400Pa，故A錯誤；
B、由圖象可知，當(dāng)h=0時，彈簧測力計示數(shù)為12N，此時圓柱體處于空氣中，G=F_拉=12N，故B錯誤；
C、由圖象可知物體完全浸沒后排開水的體積不再改變，受到的浮力不再改變，則圓柱體受到的浮力F_浮=G-F′=12N-4N=8N．故C錯誤；
D、當(dāng)圓柱體完全浸入水中時，圓柱體受到的浮力F_浮=G-F=12N-4N=8N，
V_物=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{8N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=8×10^-4m³，
圓柱體密度ρ_物=$\frac{m}{{V}_{物}}$=$\frac{G}{{V}_{物}g}$=$\frac{12N}{8×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=1.5×10³kg/m³，故D正確．
故選D．

點(diǎn)評 本題用到的知識點(diǎn)有重力、質(zhì)量、密度、阿基米德原理、壓強(qiáng)的計算等，考查學(xué)生結(jié)合圖象對所學(xué)知識進(jìn)行綜合分析的能力，難度較大．