解题思路: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.
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=
F浮
ρ水g=[8N
1×103kg/m3×10N/kg=8×10-4m3,
由公式G=mg可求出物体的质量m=
G/g]=[12N/10N/kg]=1.2kg,
则圆柱体密度ρ物=
m
V物=
1.2kg
8×10−4m3=1.5×103kg/m3.故D选项说法正确.
故选BCD.
点评:
本题考点: 液体的压强的计算;密度的计算;重力;阿基米德原理;浮力大小的计算.
考点点评: 本题用到的知识点有重力、质量、密度、二力平衡、受力分析、阿基米德原理、压强的计算等,考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力,难度较大.