如图所示,质量相等的甲、乙两个薄壁圆柱形容器内分别盛有深度相同的A、B两种液体,且ρA=2ρB.两容器的底面积分别为S甲和S乙,且S乙=2S甲.现将两个相同的小球分别放入甲、乙两容器中(没有液体溢出),小球在B液体中处于悬浮状态.下列判断正确的是( )A. 放入小球前,甲容器的底部所受液体的压力大于乙容器底部所受液体的压力B. 放入小球前,甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力C. 放入小球后,甲容器对桌面的压强等于乙容器对桌面的压强D. 放入小球后,甲容器的底部所受液体的压强大于乙容器底部所受液体的压强
如图所示,质量相等的甲、乙两个薄壁圆柱形容器内分别盛有深度相同的A、B两种液体,且ρA=2ρB.两容器的底面积分别为S甲和S乙,且S乙=2S甲.现将两个相同的小球分别放入甲、乙两容器中(没有液体溢出),小球在B液体中处于悬浮状态.下列判断正确的是( )
A. 放入小球前,甲容器的底部所受液体的压力大于乙容器底部所受液体的压力
B. 放入小球前,甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
C. 放入小球后,甲容器对桌面的压强等于乙容器对桌面的压强
D. 放入小球后,甲容器的底部所受液体的压强大于乙容器底部所受液体的压强
(1)放入小球前甲乙液面相同,ρA=2ρB,根据公式p=ρgh可知,甲容器的底部所受液体的压强大于乙容器底部所受液体的压强;又因为S乙=2S甲,根据公式F=pS可知,放入小球前,甲容器的底部所受液体的压力FA=ρAghS甲=2ρBghS甲,乙容器底部所受液体的压力FB=ρBghS乙=ρBgh2S甲=2ρBghS甲,即甲容器的底部所受液体的压力等于乙容器底部所受液体的压力,又因为容器质量相等,所以放入小球前,甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力,故A错误,B错误.
(2)由于两容器为直壁容器,液体对容器底的压力等于液体重,甲液体的体积小于乙液体的体积,甲液体的重等于乙液体的重,所以甲对容器底部的压力等于乙对容器底部的压力,又因为底面积不同,故对桌面的压强不同,故C错误.
(3)分别在两容器中放入两个完全相同的金属球后,在甲中漂浮,在乙中悬浮,受到的浮力相等,根据公式F浮=ρgV排可知,小球在甲中排开液体的体积是小球在乙中排开液体体积的一半,甲容器的底面积是乙的一半,所以两液体升高的高度相等,因为A液体的密度大,根据公式P=ρgh可知,甲对容器底部的压强大于乙对容器底部的压强;故D正确.
故选D.
答案解析:(1)甲乙液面相同,根据公式p=ρgh可知,甲乙两液体对容器底部的压强大小关系;进一步求出压力的大小关系;
(2)分别在两容器中放入两个完全相同的金属球后,小球在B液体中处于悬浮状态,在A液体中一定是处于漂浮状态,根据浮力相等求出排开液体的高度的关系,再根据公式P=ρgh可知,甲乙此时对容器底部的压强的变化;
(3)由于两容器为直壁容器,液体对容器底的压力等于液体重,比较甲乙的重力关系进行判断.
考试点:压强大小比较;压力及重力与压力的区别.
知识点:本题考查了液体压强公式的应用,这是一道推理判断题,根据甲液体对容器底部压强等于乙液体对容器底部压强,两容器内液面等高液体,判断两液体的密度大小是本题的关键.