题目内容
【题目】两个底面积不同的(SA>SB)薄壁圆柱形容器A和B,容器足够高,分别盛有甲、乙两种液体,且两种液体对容器底部的压强相等,如图所示。若在两容器中同吋倒入或同时抽出原液体,使两种液体对容器底部的压力相等,正确的判断是( )
A. 倒入的液体体积V甲可能等于V乙
B. 倒入的液体高度h甲一定小于h乙
C. 抽出的液体体积V甲一定小于V乙
D. 抽出的液体质量m甲可能小于m乙
【答案】B
【解析】
倒入或抽出液体前,p甲=p乙,即ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,由图可知,h甲<h乙,所以ρ甲>ρ乙;
A、倒入液体的体积为V甲和V乙,则倒入后A容器中液面的高度h甲+,B容器中液面的高度h乙+,因为两种液体对容器底部的压力相等,所以G甲=G乙,由G=mg=ρgSh得,ρ甲gSA(h甲+)=ρ乙gSB(h乙+),ρ甲gSAh甲+ρ甲gSA=ρ乙gSBh乙+ρ乙gSB,因为ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,且SA>SB,所以ρ甲gV甲<ρ乙gV乙,又因为ρ甲>ρ乙,所以V甲<V乙,故A错误;
B、倒入液体的高度△h甲和△h乙,则倒入后A容器中液面的高度h甲+△h甲,B容器中液面的高度h乙+△h乙,因为两种液体对容器底部的压力相等,所以G甲=G乙,由G=mg=ρgSh得,ρ甲gSA(h甲+△h甲)=ρ乙gSB(h乙+△h乙),
ρ甲gSAh甲+ρ甲gSA△h甲=ρ乙gSBh乙+ρ乙gSB△h乙,因为ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,且SA>SB,所以ρ甲gSA△h甲<ρ乙gSB△h乙,又因为ρ甲>ρ乙,SA>SB,所以△h甲<△h乙,故B正确;
C、抽出液体的体积为V甲和V乙,则抽出后A容器中液面的高度h甲﹣,B容器中液面的高度h乙﹣,因为两种液体对容器底部的压力相等,所以G甲=G乙,由G=mg=ρgSh得,ρ甲gSA(h甲﹣)=ρ乙gSB(h乙﹣),ρ甲gSAh甲﹣ρ甲gSA=ρ乙gSBh乙﹣ρ乙gSB,因为ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,且SA>SB,所以ρ甲gV甲>ρ乙gV乙,又因为ρ甲>ρ乙,所以V甲可能大于V乙,也可能等于V乙,也可能小于V乙,故C错误;
D、抽出液体的质量为m甲和m乙,则抽出后A容器中液面的高度h甲﹣,B容器中液面的高度h乙﹣,因为两种液体对容器底部的压力相等,所以G甲=G乙,由G=mg=ρgSh得,ρ甲gSA(h甲﹣)=ρ乙gSB(h乙﹣),ρ甲gSAh甲﹣ρ甲gSA=ρ乙gSBh乙﹣ρ乙gSB,即ρ甲gSAh甲﹣m甲g=ρ乙gSBh乙﹣m乙g,因为ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,且SA>SB,所以m甲g>m乙g,即m甲>m乙,故D错误。