Question

一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中，如图已给出整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的实验图象，已知ρ_水=1.0×10³kg/m³（g取10N/kg）．则下列说法中正确的是（ ）

A．圆柱体在刚浸没时下表面受到的液体压强是700Pa
B．圆柱体的重力为12N
C．圆柱体所受的最大浮力为8N
D．圆柱体的密度为1.5×10³kg/m³

Answer

为了便于分析，给线段标上A、B、C、D四个点，如下图，根据图象分析如下：

（1）物体在液体中受到的压强与物体浸入液体的深度有关，根据浸入液体的深度计算液体压强的大小．
（2）由图可知AB段圆柱体未浸入液体，测力计的示数即为圆柱体的重力，所以从图中可读出圆柱体的重力大小．
（3）由图象CD段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变，受到的浮力不再改变，为最大值．
（4）由题意可知图中CD段是圆柱体完全浸入水后的情况，由图可知圆柱体完全浸入水后测力计对圆柱体的拉力为4N，再利用力的平衡条件求出圆柱体受到的浮力，利用阿基米德原理求得圆柱体的体积，利用密度公式求得圆柱体的密度．
【解析】
A、由图象可知，圆柱体在刚浸没时，下表面所处的深度为h=7cm-3cm=4cm=0.04m，因此受到的液体压强P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa，故A选项说法不正确；
B、由图象可知，当h=0时，弹簧测力计示数为12N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，G=F拉=12N，故B选项说法正确；
C、由图象CD段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变，受到的浮力不再改变，则圆柱体受到的浮力F浮=G-F=12N-4N=8N．故C选项说法正确；
D、图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况，此时圆柱体受到的拉力F=4N，则圆柱体受到的浮力F浮=G-F=12N-4N=8N．
又∵F浮=ρ水gV排
∴V物=V排===8×10-4m3，
由公式G=mg可求出物体的质量m===1.2kg，
则圆柱体密度ρ物===1.5×103kg/m3．故D选项说法正确．
故选BCD．