Question

12．如圖所示，a是測力計吊著同一物塊分別浸入水中和酒精中的實驗情境，b是物塊浸入水中前后測力計的示數(shù)與深度的關系圖象，（g=10N/kg）下列說法中正確的是（　　）

• A． 物塊的質(zhì)量為500g，浸沒在水中受到的浮力為3N
• B． 物塊浸沒在酒精中時，測力計的示數(shù)為小于3N
• C． 物塊的體積是150cm³、密度為3g/cm³
• D． 物塊浸沒時，排開酒精的質(zhì)量大于排開水的質(zhì)量

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖象可知物體重力，從而計算出物體質(zhì)量；當物體逐漸浸入水中時，受到浮力的作用，測力計示數(shù)減小，當物體浸沒時物體受浮力不變，所以測力計示數(shù)不變，由此根據(jù)稱重法計算物體沒在水中時受到的浮力；
由阿基米德原理計算物體體積，由密度公式計算物體密度；
（2）由密度公式判斷物體浸沒在酒精中排開酒精的質(zhì)量與排開水質(zhì)量關系，從而得到酒精對物體的浮力與水的浮力關系，從而判斷測力計示數(shù)的大�。�

解答 解：
（1）圖b是物塊浸入水中前后測力計的示數(shù)與深度的關系圖象，
由圖象可知，物體浸入深度為0時，G=F=4.5N，
所以物體質(zhì)量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{4.5N}{10N/kg}$=0.45kg=450g，
當物體浸沒在水中后，V_排=V_物，浸入深度增大時，但V_排不變，所以浮力不變，測力計示數(shù)不變，
由圖象知，當物體浸入深度為h=8cm時物體恰好浸沒，此時測力計的拉力F'=3N，
由稱重法可得物體沒在水中時受到的浮力：
F_浮=G-F'=4.5N-3N=1.5N．故A錯誤；
由F_浮=ρ_水gV_排可得物體的體積：
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，
所以物體密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{450g}{150c{m}^{3}}$=3g/cm³，故C正確；
（3）當物體浸沒在酒精中時，V_排'=V=V_排，
因為酒精密度小于水的密度，由m=ρV可知，排開酒精的質(zhì)量小于排開水的質(zhì)量，故D錯誤；
由F_浮=G_排=m_排g可知，物塊浸沒在酒精中時的浮力F_浮酒＜F_浮水，
因為物體受到的浮力、測力計的拉力和物體的重力平衡，
所以有：F_示=G-F_浮，由此可知，物體浸沒在酒精中測力計示數(shù)大于物體浸沒在水中時的示數(shù)，即大于3N．故B錯誤．
故選C．

點評 本題考查了質(zhì)量、密度公式、浮力計算，要知道物體浸沒時排開液體的體積與物體體積相等，還要能從圖象中獲得有用信息．