如图所示的管子,下端用一薄片盖住后浸入水中,薄片因水的压力而不落下.若向管中注入100g水后,恰能使薄片脱落.下列几种做法能使薄片不脱落的是( )
A.轻轻注入100g酒精
B.轻轻注入100g食盐水
C.在薄片上轻轻放上一个100g砝码
D.以上三种方法都不行
解析:其中的液体为圆台状,其体积:
V=(S上+S下)h /2
因V=m/ρ,故
(S上+S下)h /2= m/ρ 因此
h=2m/[ρ(S上+S下)]
而底部受到的压强:
P=ρgh 故:
P=2mg/(S上+S下)(其中:S上<S下)
S下不变,倒入水时S上=S水
水银密度比水大,所以S水银>S水
从P=2mg/(S上+S下)可知:P水银<P水
可见:倒入水银后,薄片不会脱落。
由F=PS知,倒入150g水银产生的压力小于倒入150g水产生的压力
而砝码是固体,P=mg/S下<2mg/(S上+S下)
也就是说150克砝码产生的压力小于倒入150g水产生的压力
综上,只有酒精密度比水小,倒入相同质量,液面较高,S上较小,由P=2mg/(S上+S下)可知,P酒精>P水,所以注入同质量酒精能使薄片下落。
答案:A
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