Question

12．如图所示，a是测力计吊着同一物块分别浸入水中和酒精中的实验情境，b是物块浸入水中前后测力计的示数与深度的关系图象，（g=10N/kg）下列说法中正确的是（　　）

• A． 物块的质量为500g，浸没在水中受到的浮力为3N
• B． 物块浸没在酒精中时，测力计的示数为小于3N
• C． 物块的体积是150cm³、密度为3g/cm³
• D． 物块浸没时，排开酒精的质量大于排开水的质量

Answer 1

分析 （1）根据图象可知物体重力，从而计算出物体质量；当物体逐渐浸入水中时，受到浮力的作用，测力计示数减小，当物体浸没时物体受浮力不变，所以测力计示数不变，由此根据称重法计算物体没在水中时受到的浮力；
由阿基米德原理计算物体体积，由密度公式计算物体密度；
（2）由密度公式判断物体浸没在酒精中排开酒精的质量与排开水质量关系，从而得到酒精对物体的浮力与水的浮力关系，从而判断测力计示数的大小．

解答 解：
（1）图b是物块浸入水中前后测力计的示数与深度的关系图象，
由图象可知，物体浸入深度为0时，G=F=4.5N，
所以物体质量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{4.5N}{10N/kg}$=0.45kg=450g，
当物体浸没在水中后，V_排=V_物，浸入深度增大时，但V_排不变，所以浮力不变，测力计示数不变，
由图象知，当物体浸入深度为h=8cm时物体恰好浸没，此时测力计的拉力F'=3N，
由称重法可得物体没在水中时受到的浮力：
F_浮=G-F'=4.5N-3N=1.5N．故A错误；
由F_浮=ρ_水gV_排可得物体的体积：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.5×10^-4m³=150cm³，
所以物体密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{450g}{150c{m}^{3}}$=3g/cm³，故C正确；
（3）当物体浸没在酒精中时，V_排'=V=V_排，
因为酒精密度小于水的密度，由m=ρV可知，排开酒精的质量小于排开水的质量，故D错误；
由F_浮=G_排=m_排g可知，物块浸没在酒精中时的浮力F_浮酒＜F_浮水，
因为物体受到的浮力、测力计的拉力和物体的重力平衡，
所以有：F_示=G-F_浮，由此可知，物体浸没在酒精中测力计示数大于物体浸没在水中时的示数，即大于3N．故B错误．
故选C．

点评 本题考查了质量、密度公式、浮力计算，要知道物体浸没时排开液体的体积与物体体积相等，还要能从图象中获得有用信息．