Question

4．水平桌面上的大烧杯内装有水，轻轻放入一个小球后，从烧杯中溢出200g的水，则下列判断中正确的是（g取10N/kg）（　　）

• A． 小球所受浮力可能等于2N
• B． 小球的质量可能小于200g
• C． 小球的体积一定等于200cm³
• D． 水对烧杯底的压强一定增大

Answer 1

分析 假设大烧杯原来装满水，放入小球后知道排开水的质量，可以求出水受到的浮力，如果小球漂浮可以求出小球的质量，如果小球下沉小球的质量将比排开水的质量大；水深不变，利用液体压强公式分析水对烧杯底的压强变化．
假设大烧杯原来没有装满水，排开水的质量比200g大，其他物理量将发生变化．

解答 解：（1）假设大烧杯原来装满水，小球漂浮在水面上，
小球所受浮力：
F_浮=G_排=m_排g=0.2kg×10N/kg=2N，
因为F_浮=G_排=m_排g=G_球=m_球g，
小球的质量：
m_球=m_排=200g，
排开水的体积：
V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{200g}{1g/c{m}^{3}}$=200cm³＜V_球．
放入小球后水深不变，对容器底的压强不变．
（2）假设大烧杯原来装满水，小球沉入水底，
小球所受浮力：
F_浮=G_排=m_排g=0.2kg×10N/kg=2N，
F_浮=G_排=m_排g＜G_球=m_球g，
小球的质量：
m_球＞m_排=200g，
排开水的体积：
V′_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{200g}{1g/c{m}^{3}}$=200cm³=V_球．
放入小球后水深不变，对容器底的压强不变．故A正确，B、C错误；
（3）假设大烧杯原来没有装满水，排开水的质量比200g大，小球受到的浮力、小球的质量和体积、容器底受到的压强都要变大．故D错误．
故选A．

点评 本题因条件不明确，分析起来很复杂，灵活运用阿基米德原理和物体的浮沉条件是关键．