在一个足够深的容器内有一定量的水,将一个长10cm、横截面积50cm2的圆柱形实心塑料块挂于弹簧秤上,当塑料块底面刚好接触水面时(塑料块没有离开水面),弹簧秤示数为4N,如图甲所示。已知弹簧的伸长与受到的拉力成正比,弹簧受到1N的拉力时伸长1cm,g取10N/kg。若往容器内缓慢加水,当弹簧秤的示数为2N时,水面升高6cm。此过程中水面升高的高度△H与所加水的体积V的关系如图乙所示。根据以上信息,能得出的正确结论是( )
A.所加水的体积至1400cm3时,弹簧秤示数恰为零
B.塑料块的密度为0.6×103kg/m3
C.容器的横截面积为125cm2
D.加水1000cm3时,塑料块受到的浮力为1N
答案:A
解析:A、根据题意可知,当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧秤示数为4N,往容器内缓慢加水,当弹簧秤的示数为2N时,水面升高6cm,而弹簧的伸长与受到的拉力成正比,所以当水面升高12cm时,弹簧秤示数恰为零,根据图乙可知,此时所加水的体积为1400cm3;故A正确;
B、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,
则塑料块的密度
ρ0.8×103kg/m3,故B错误;
C、当弹簧秤示数恰为零时
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4×10﹣4m3=400cm3
则容器的横截面积:
S′150cm2,故C错误;
D、当浮力F浮=1N时,弹簧测力计的拉力
F拉=G﹣F浮=4N﹣1N=3N
这时弹簧向下伸长3cm,即塑料块下新加入水的深度h=1cm
此时塑料块浸入水中的高度
h′0.02m
=2cm
水面升高的高度:
△h=1cm+2cm=3cm
根据图象可知,此时所加水的体积为350cm3,故D错误。
故选:A。
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