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5.甲溢水杯盛满水,乙溢水杯盛满酒精.此时两个溢水杯都放在水平桌面上且对桌面的压力大小相等,将小球A轻轻放入甲溢水杯,小球A漂浮,甲溢水杯溢出水的质量是27g.将小球B轻轻放入乙溢水杯,小球B沉底,乙溢水杯溢出酒精的质量是24g.用针把A完全压入水下且不碰到溢水杯,需要的力为F1;用细线拉着B使其完全浸没在酒精中且不碰容器,细线的拉力为F2.已知小球A与小球B完全相同.ρ酒=0.8×103kg/m3.则下列选项中正确的是(  )
A.放入小球后,乙溢水杯对桌面的压力比甲大
B.小球的质量为24g
C.针的压力F1等于细线的拉力F2
D.小球的密度:1.125×103kg/m3

分析 (1)由于两个溢水杯都放在水平桌面上且对桌面的压力大小相等,小球A与小球B完全相同.则放入小球后,根据溢出的液体的重力即判断对桌面的压力;
(2)小球在水中漂浮,根据阿基米德原理和漂浮条件可以知道小球的质量;
(3)由于小球是浸没在酒精中,知道溢出酒精的质量,即可利用V=$\frac{m}{ρ}$求出小球的体积,根据阿基米德原理求出小球A浸没在水中受到的浮力,根据物体的受力平衡分别求出压力F1、拉力F2,即可比较;
(4)利用ρ=$\frac{m}{V}$求出密度.

解答 解:A、由于两个溢水杯都放在水平桌面上且对桌面的压力大小相等,即F甲=F乙,小球A与小球B完全相同.
则放入小球后,m排水=27g,m排酒精=24g,则m排水>m排酒精,
对桌面的压力分别为F甲′=F甲+G球-G排水,F乙′=F乙+G球-G排酒精,
则:F甲′-F乙′=G排酒精-G排水=m排酒精g-m排水g<0,
所以,F甲′<F乙′,故A正确;
B、小球A漂浮,根据漂浮的条件可知:F浮=G球,由阿基米德原理可知:F浮=G排=m排g,所以m球=m排=27g,故B错误;
C、小球B沉底,由ρ=$\frac{m}{V}$得:V球=V排=$\frac{{m}_{排酒精}}{{ρ}_{酒精}}$=$\frac{24g}{0.8g/c{m}^{3}}$=30cm3;
则小球A浸没在水中受到的浮力F浮′=ρ水gV球=1×103kg/m3×10N/kg×30×10-6m3=0.3N;
则根据物体平衡时合力为零可知:F1=F浮′-G球=0.3N-27×10-3kg×10N/kg=0.03N;
F2=G球-G浮酒精=m球g-m浮酒精g=27×10-3kg×10N/kg-24×10-3kg×10N/kg=0.03N;
则F1=F2,故C正确;
D、小球密度ρ水=$\frac{{m}_{球}}{{V}_{球}}$=$\frac{27g}{30c{{m}^{3}}_{\;}}$=0.9g/cm3=0.9×103kg/m3,故D错误.
故选AC.

点评 本题考查压力和密度的计算,注意将阿基米德原理F浮=G排和漂浮条件F浮=G物相结合,难点是注意个公式中的单位统一.

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