【分析】
要解决这道题,我们需要逐个分析每个选项,结合弹簧测力计读数、称重法测浮力、阿基米德原理、浮力的影响因素这些知识点来判断:
1. 先通过甲图弹簧测力计的读数确定物体重力,判断选项A;
2. 利用称重法算出物体在水中的浮力,结合阿基米德原理求出物体体积,再通过盐水中的浮力计算盐水密度,判断选项B;
3. 计算物体浸没在水中的实际浮力,对比选项C的数值;
4. 分析乙、丙图的变量(排开液体体积不同),结合丙、丁图的现象,判断浮力与浸没深度的关系,进而分析选项D。
【解析】
1. 分析选项A:
甲图中弹簧测力计分度值为0.2N,指针指向4.8N,即物体的重力$ G = 4.8\,\mathrm{N} $,因此A选项“物体的重力为4.4 N”错误。
2. 分析选项B:
物体浸没在水中时,弹簧测力计示数$ F_{\mathrm{拉水}} = 2.8\,\mathrm{N} $,根据称重法测浮力,物体在水中受到的浮力:
$ F_{\mathrm{浮水}} = G - F_{\mathrm{拉水}} = 4.8\,\mathrm{N} - 2.8\,\mathrm{N} = 2\,\mathrm{N} $。
由阿基米德原理$ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{液}}gV_{\mathrm{排}} $,物体浸没时$ V_{\mathrm{物}} = V_{\mathrm{排}} $,可得物体体积:
$ V_{\mathrm{物}} = \frac{F_{\mathrm{浮水}}}{\rho_{\mathrm{水}}g} = \frac{2\,\mathrm{N}}{1.0 × 10^3\,\mathrm{kg/m}^3 × 10\,\mathrm{N/kg}} = 2 × 10^{-4}\,\mathrm{m}^3 $。
物体浸没在盐水中时,弹簧测力计示数$ F_{\mathrm{拉盐}} = 2.4\,\mathrm{N} $,盐水中的浮力:
$ F_{\mathrm{浮盐}} = G - F_{\mathrm{拉盐}} = 4.8\,\mathrm{N} - 2.4\,\mathrm{N} = 2.4\,\mathrm{N} $。
再根据阿基米德原理,盐水的密度:
$ \rho_{\mathrm{盐水}} = \frac{F_{\mathrm{浮盐}}}{gV_{\mathrm{物}}} = \frac{2.4\,\mathrm{N}}{10\,\mathrm{N/kg} × 2 × 10^{-4}\,\mathrm{m}^3} = 1.2 × 10^3\,\mathrm{kg/m}^3 $,因此B选项正确。
3. 分析选项C:
由上述计算可知,物体浸没在水中受到的浮力为$ 2\,\mathrm{N} $,并非$ 2.8\,\mathrm{N} $,因此C选项错误。
4. 分析选项D:
对比乙、丙图,物体在乙中部分浸入水中,丙中完全浸入,排开液体的体积不同,浮力不同,差异原因是排开液体体积不同,而非浸没深度;再看丙、丁图,物体完全浸没在水中,深度不同但拉力相同,说明浮力相同,即浸没后浮力与深度无关。因此D选项错误。
【答案】
B
【知识点】
1. 弹簧测力计读数
2. 阿基米德原理
3. 浮力影响因素
【点评】
本题是浮力综合题,需要学生熟练掌握称重法测浮力、阿基米德原理的应用,同时能准确区分“排开液体体积”和“浸没深度”对浮力的影响,对知识的综合应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.6