解题思路:(1)若往容器内缓慢加水,当所加水的体积至1400厘米3时,弹簧秤示数恰为零.此时塑料块受的重力等于浮力;
(2)塑料块的重力G=4N,求出其体积,根据公式ρ=
G/gV]计算出其密度;
(3)根据图象中的水面升高的高度△H与所加水的体积V的关系,计算出容器的横截面积.
(4)根据公式F浮=ρ水gV排,已知浮力,求出排开水的体积,再根据公式h=
V
排
S
求出水面升高的高度.
(1)从图象可以看出加水的体积V=1400cm3时,弹簧秤示数恰为零,则F浮=G=4N,△h=12cm,则加入水的体积加上塑料块浸没在水中的体积等于容器的底面积和水面升高高度h的乘积,即V水+V排=△hS,
由F浮=ρ水gV排可得,
塑料块排开水的体积V排=
F浮
ρ水g=[4N
1.0×103kg/m3×10N/kg=4×10-4m3=400cm3
则容器的横截面积S=
V排+V水/△h]=
1400cm3+400cm3
12cm=150cm2,故C错误;
(2)当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧秤示数为4牛,可以知道塑料块的重力G=4N,体积V=10cm×50cm2=500cm3=5×10-4m3,所以,塑料块的密度ρ=[G/gV]=[4N
10N/kg×5×10−4m3=0.8×103kg/m3,故A错误;
(3)根据图象,当所加水的体积至1400厘米3时,△H=12cm,弹簧秤示数恰为零,F浮=4N.
塑料块浸入水中的高度h1=
F浮
ρ水gS=
4N
1.0×103kg/m3×10N/kg×0.005m2=0.08m=8cm
塑料块下面新加入水的深度h2=12cm-8cm=4cm
当弹簧测力计的拉力为F拉=1N时,弹簧向下伸长1cm,即塑料块下新加入水的深度h3=3cm
塑料块受的浮力F浮=G-F拉=4N-1N=3N.
此时塑料块浸入水中的高度h4=
F浮
ρ水gS=
3N
1.0×103kg/m3×10N/kg×0.005m2=0.06m=6cm
此时水面升高的高度△h1=3cm+6cm=9cm
故B正确;
(4)当浮力F浮=2N时,弹簧测力计的拉力F拉=G-F浮=4N-2N=2N,这时弹簧向下伸长2cm,即塑料块下新加入水的深度h5=2cm
此时塑料块浸入水中的高度h6=
F浮
ρ水gS=
2N
1.0×103kg/m3×10N/kg×0.005m2=0.04m=4cm
水面升高的高度△h2=2cm+4cm=6cm
根据图象可以知道,当水面升高△h2=6cm时,加水的体积为700cm3,故D正确.
故选BD.
点评:
本题考点: 密度的计算;阿基米德原理.
考点点评: 此题主要考查学生对图象的认识能力和对有关浮力的计算能力,需要认真仔细分析,并且注意有关深度和高度的区别和联系,对学生的计算能力要求较高.
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