题目内容

4.如图所示,把装水的大烧杯放在水平升降台上,将一轻质玻璃杯倒扣在水中,玻璃杯内封闭一些气体,玻璃杯底用支架固定,支架在水中部分的体积忽略不计,水面都是静止的.将升降台缓慢升起一定高度(玻璃杯口没有接触大烧杯底部),水面静止后,下列说法错误的是(  )
A.玻璃杯内气体压强变大B.玻璃杯外、内水面高度差变大
C.大烧杯底部内表面受到的压强变大D.支架对玻璃杯的压力变小

分析 (1)将升降台缓慢升起一定高度,烧杯所处水的深度变大,由液体压强计算公式p=ρgh判断水产生的压强的变化;进一步判断出玻璃杯内空气体积的变化和气体压强的变化情况;
(2)由气体压强的变化可知玻璃杯外、内水面高度的变化;
(3)玻璃杯排开水的体积变小,大烧饼内的液面会下降,据此判断出水对烧杯底部的压强变化;
(4)玻璃杯和水作为整体受到的重力不变,水对放入其中的玻璃杯施加了一个向上的浮力,力是相互作用的,那么玻璃杯会施加给烧杯和水这个整体一个向下的压力(F压=F浮),当升降台缓慢升起一定高度时,空气体积减小,排开水的体积减小,浮力减少,相应的支架对玻璃杯的压力变小.

解答 解:
A、将升降台缓慢升起一定高度,玻璃杯处水的深度变大,由p=ρgh可知,液体的压强变大,玻璃杯内空气的体积会变小,气体压强变大,故A正确;
B、在大烧杯上升的过程中,玻璃杯所在位置液体压强变大,玻璃杯内部气体体积变小,有部分水进入玻璃杯,大烧杯液面下降,大烧杯液面降低h1,横截面积S1;玻璃杯内水面上升高度h2,横截面积S2;h1 S1=h2S2,由于S1>S2,所以h1<h2,从而得到玻璃杯内外液面差变小,故B错误;
C、根据前面分析可知,玻璃杯内空气的体积会变小,则部分水会进入玻璃杯,所以大烧杯内的水面下降,因此大烧杯底部内表面受到水的压强变小,故C错误;
D、由于玻璃杯的重力不变,排开水的体积变小,浮力变小,玻璃杯底部受到支架的压力F压=F浮-G,重力不变,浮力变小,支架对玻璃杯的压力变小;故D正确.
故选BC.

点评 本题考查气体压强与体积的关系及压强大小的比较,明确玻璃杯排开水的体积的变化是解题的关键,此题属于中等题.

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