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物理必考如图所示.有两只完全相同的溢水杯分别盛有密度不同的A.B两种

2024-01-18 07:44:59信息公告482

如图所示,有两只完全相同的溢水杯分别盛有密度不同的A、B两种液体,将两个体积均为V,所受重力分别为GC 、GD的小球C、D分别放入两容器中,当两球静止时,两杯中液面相平,且C球有一半体积浸入液体中,D球全部浸入液体中。此时两种液体对甲、乙两容器底部的压强分别为pA、pB ;甲、乙两容器对桌面的压强分别为p1、p2。要使C球刚好完全没入液体中,须对C球施加竖直向下的压力F,若用与F同样大小的力竖直向上提D球,可使它有V1的体积露出液面。已知C、D两球的密度比为2:3。则下述判断正确的是Dby物理好资源网(原物理ok网)

A.p1>p2  ;2GC =3GDDby物理好资源网(原物理ok网)

B.3p1=4p2  ;pA>pB Dby物理好资源网(原物理ok网)

C.3GC =2GD;3V1 =2 VDby物理好资源网(原物理ok网)

D.3pA=4pB  ;3V1 = VDby物理好资源网(原物理ok网)

试题答案

CDby物理好资源网(原物理ok网)

试题

试题解析

(1)两球体积相同,知道两球的体积关系,利用G=mg=ρVg求两球重力关系Dby物理好资源网(原物理ok网)

(2)当两球静止时,C球有一半体积浸入液体中,利用阿基米德原理和漂浮条件得出液体A的密度与C球密度关系;Dby物理好资源网(原物理ok网)

由于D球悬浮,可以得出液体B的密度与D球密度关系;进而得出两种液体的密度关系;又知道液面等高,利用液体压强公式求液体对容器底的压强关系;Dby物理好资源网(原物理ok网)

(3)由于C球漂浮、D球悬浮,C球和D球排开的液体重都等于球本身重,而容器对桌面的压力都等于容器重加上液体重,可得容器对桌面的压力关系,同样的容器、受力面积s相同,根据压强公式得出甲、乙两容器对桌面的压强关系,因为不知道液体和容器重的关系,无法得出p1和p2的具体大小关系;Dby物理好资源网(原物理ok网)

(4)要使C球刚好完全没入液体中,F+GC=FC;对于D球,F+FD=GD,据此求出V1与V的具体关系.Dby物理好资源网(原物理ok网)

(1)∵G=mg=ρVg,两球体积相同,Dby物理好资源网(原物理ok网)

∴GC:GDCVg:ρDVg=ρC:ρD=2:3,即3GC=2GDDby物理好资源网(原物理ok网)

(2)当两球静止时,C球有一半体积浸入液体中,Dby物理好资源网(原物理ok网)

∵FVg,Dby物理好资源网(原物理ok网)

∴C球受到的浮力:Dby物理好资源网(原物理ok网)

FCAVg,Dby物理好资源网(原物理ok网)

∵C球漂浮,Dby物理好资源网(原物理ok网)

∴FC=GCCVg,Dby物理好资源网(原物理ok网)

∴ρAVg=ρCVg,Dby物理好资源网(原物理ok网)

ρA=2ρCDby物理好资源网(原物理ok网)

∵D球悬浮,Dby物理好资源网(原物理ok网)

∴ρBDDby物理好资源网(原物理ok网)

∴ρA:ρB=2ρC:ρD=2ρC:ρC=4:3,Dby物理好资源网(原物理ok网)

∵两容器液面等高,Dby物理好资源网(原物理ok网)

∴液体对容器底的压强:Dby物理好资源网(原物理ok网)

pA:pBAgh:ρBgh=ρA:ρB=4:3,即3pA=4pBDby物理好资源网(原物理ok网)

(3)∵F=G=GDby物理好资源网(原物理ok网)

∴C球和D球排开的液体重都等于球本身重,Dby物理好资源网(原物理ok网)

∴容器对桌面的压力都等于容器重加上液体重和球重,F=G容器+G+GDby物理好资源网(原物理ok网)

∵ρA>ρBDby物理好资源网(原物理ok网)

∴GA>GBDby物理好资源网(原物理ok网)

∴对桌面的压力:Dby物理好资源网(原物理ok网)

FA>FBDby物理好资源网(原物理ok网)

∵,同样的容器、s相同,Dby物理好资源网(原物理ok网)

∴甲、乙两容器对桌面的压强:Dby物理好资源网(原物理ok网)

p1>p2;因为不知道液体和容器重的关系,无法得出p1和p2的具体关系;Dby物理好资源网(原物理ok网)

(4)要使C球刚好完全没入液体中,F+GC=FC,即F+ρCVg=ρAVg,---①Dby物理好资源网(原物理ok网)

对于D球,F+FD=GD,即F+ρB(V-V1)g=ρDVg,-----②Dby物理好资源网(原物理ok网)

①-②得:Dby物理好资源网(原物理ok网)

ρCVg-ρB(V-V1)g=ρAVg-ρDVg,Dby物理好资源网(原物理ok网)

ρCVg-ρBVg+ρBV1g=ρAVg-ρDVg,Dby物理好资源网(原物理ok网)

∴ρBV1g=ρAVg-ρDVg-ρCVg+ρBVg=ρAVg-ρCVg=ρCVg,Dby物理好资源网(原物理ok网)

V1:V=ρC:ρBC:ρD=2:3,即3V1=2V.Dby物理好资源网(原物理ok网)

由上述分析可知,3GC=2GD、3pA=4pB、p1>p2、3V1=2V.Dby物理好资源网(原物理ok网)

故选C.Dby物理好资源网(原物理ok网)

考点:此题考查的是力学的综合。Dby物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、物体的浮沉条件、液体压强公式的掌握和运用,将4个问题分别研究得出答案是本题的关键.Dby物理好资源网(原物理ok网)