D
分析:(1)观察图象中数据可知,h从5-10cm,可求水的体积变化△V=(S
2-S
1)△h=60cm
3;h从18-21cm,水的体积变化△V′=S
2(h
5-h
4)=60cm
3,据此求出S
2和S
1的大小;
(2)知道柱状物体的体积,可求柱状物体的高,分析数据,如果柱状物体的密度大于或等于水的密度,在加水过程中柱状物体将静止在容器底不会上浮,容器内水的体积变化应该与h的变化成正比,由表中数据可知器内水的体积变化应该与h的变化不成正比,所以柱状物体的密度小于水的密度;因此随着水的增多,柱状物体将漂浮在水面上,
设柱状物体浸入的深度为H
浸,当h
5=21cm时,知道水的体积,可求柱状物体浸入的深度,进而求出此时排开水的体积,根据漂浮体积和阿基米德原理求出物体的密度;
(3)根据阿基米德原理求此时受到的浮力(最大).
解答:
(1)由表中数据可知,h从5-10cm,
水的体积变化:
△V=(S
2-S
1)(10cm-5cm)=60cm
3,----------①
h从18-21cm,
水的体积变化:
△V′=S
2(h
5-h
4)=60cm
3,
即:S
2(21cm-18cm)=60cm
3,
解得:
S
2=20cm
2,代入①得:
S
1=8cm
2,故A正确、D错;
(2)柱状物体的体积:
V
物=S
1H,
柱状物体的高:
H=
=
=25cm;
如果柱状物体的密度大于或等于水的密度,在加水过程中柱状物体将静止在容器底不会上浮,容器内水的体积变化应该与h的变化成正比,由图象数据可知器内水的体积变化应该与h的变化不成正比,所以柱状物体的密度小于水的密度;因此随着水的增多,柱状物体将漂浮在水面上,
设柱状物体浸入的深度为H
浸,
当h
6=21cm时,
水的体积:
S
2h
5-S
1H
浸=300cm
3,
即:20cm
2×21cm-8cm
2×H
浸=300cm
3,
解得:
H
浸=15cm,
此时排开水的体积:
V
排=S
1H
浸=8cm
2×15cm=120cm
3,
∵柱状物体漂浮,
∴ρ
水V
排g=ρ
物Vg,
即:1×10
3kg/m
3×120cm
3×g=ρ
物×200cm
3×g,
解得:
ρ
物=0.6×10
3kg/m
3,故C正确;
(3)此时受到的浮力最大:
F
浮=ρ
水V
排g=1×10
3kg/m
3×120×10
-6m
3×10N/kg=1.2N,故B正确.
故选D.
点评:本题为选择题,实质是一道复杂的力学计算题,考查了学生对密度公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,根据表中数据确定最后柱状物体的状态是本题的关键.