问题 选择题

甲、乙两个圆柱形容器盛有相同深度的液体,放置于水平桌面上,如图所示.甲、乙两容器的底面积分别为S1和S2.甲容器中液体的密度为ρ1,液体对容器底产生的压强为P1,液体对容器底产生的压力为F1.乙容器中液体的密度为ρ2,液体对容器底产生的压强为P2,液体对容器底产生的压力为F2.现有A、B两个实心球,其体积分别为VA、VB,质量分别为mA、mB,密度分别为ρA、ρB.将A、B两个实心球分别放入甲、乙容器中(两容器中液体均未溢出),当A、B两个球静止时,它们受到的浮力分别为FA、FB,A在甲容器中1/4的体积露出液面,B在乙容器中悬浮,甲、乙两容器内液面上升的高度分别为△h1、△h2,液体对甲、乙两容器底的压力分别增加了△F1、△F2,压强分别增加了△p1、△p2.已知 15VA=32VB,2S1=3S2,△p1:△p2=4:3则下列分析正确的是(  )

A.△F1:△F2=2:1,△h1:△h2=15:16

B.mA:mB=4:5,ρA:ρ2=15:16

C.p1:p2=5:4,F1:F2=2:1

D.FA:FB=2:1,ρ1:ρ2=5:4

答案

(1)A在甲容器中

1
4
的体积露出液面,B在乙容器中悬浮,所以
3
4
VA=S1△h1,VB=S2△h2

△h1=

3VA
4S1
,△h2=
VB
S2

h1
h2
=
3VA
4S1
VB
S2
=
32
15
VB×S2
3
2
S2×VB
=
16
15
,故A错误;

p1
p2
=
ρ1g△h1
ρ2g△h2
=
ρ1
3VA
4S1
ρ2
VB
S2
=
4
3
,15VA=32VB,2S1=3S2

解得

ρ1
ρ2
=
5
4

(2)

ρ1g
3
4
VA
ρ2gVB
ρ1
ρ2
=
5
4
,15VA=32VB

解得

FA
FB
=
2
1

所以

mA
mB
=
GA
GB
=
F1
F2
=
FA
FB
=
2
1
,故B错误;

(3)A球漂浮,它受的浮力都等于其重力,FA=GA,ρ1g

3
4
VAAgVA

所以,

ρA
ρ1
=
3
4
ρ1
ρ2
=
5
4

ρA
ρ2
=
15
16
,故D正确;

(4)液体对容器底产生的压强之比:

p1
p2
=
ρ1gh
ρ2gh
=
5
4

∵p=

F
S

∴液体对容器底产生的压力之比:

F1
F2
=
p1S1
p2S2
=
5×3
4×2
=
15
8
,故C错误.

故选D.

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