已知有红、黄、蓝三种密度依次增大的材料,选这三种材料按不同的比例做成体积完全相同的甲、乙、丙三个物体,(如图所示),其中,构成甲物体的三种材料质量相等,把它们放入水中后,发现甲物体的红色部分、乙物体的黄色部分、丙物体的蓝色部分均恰好浮在水面上,而且这三部分的体积也正好相等,比较甲、乙、丙三物体所含物质的多少,下列判断中正确的是
a含有红色物质最多的是甲物体,最少的是丙物体,
b含有黄色物质最多的是乙物体,最少的是丙物体,
c含有蓝色物质最多的是丙物体,最少的是乙物体.A.b正确B.a,c正确C.c正确D.b、c均正确
网友回答
D
解析分析:三物体体积相同,露出液面的体积相同,所以排开液体的体积相同,由阿基米德原理可知受到的浮力相等,再由漂浮条件和重力公式可知三物体的重力、质量相同.(1)设每个物体体积为V,露出水面的体积为a,由题知红黄蓝三种物质密度依次增大,设三者密度之比为1:2:3,因为甲物体中三者质量相同,可得三物质体积比例为6:3:2,从而可得红色物质体积为a=V,同理可得乙中的黄色物质和丙中的蓝色物质体积;(2)设乙中红色物质体积为V,则蓝色物质体积为V,设丙中红色物质体积为V,则黄色物质体积为V,依据前面已知的三个物体质量相等列等式求出x和y的值,从而确定甲物体、乙物体、丙甲物体含有红黄蓝色物质的体积,分析得出结论.
解答:(1)设每个物体体积为V,露出水面的体积为a,由题知红黄蓝三种物质密度依次增大,设三者密度之比为1:2:3,甲物体中三者体积比例为6:3:2,则红色物质体积为a=V,同理乙中的黄色物质和丙中的蓝色物质体积也均为V,设乙中红色物质体积为V,则蓝色物质体积为V,设丙中红色物质体积为V,则黄色物质体积为V,(2)∵三物体体积相同,露出液面的体积相同,∴排开液体的体积相同,由阿基米德原理可知受到的浮力相等,∵F浮=G=mg,∴三物体的质量相同;依据前面已知的三个物体质量相等列等式1×6+2×3+3×2=1×x+2×6+3×(5-x)=1×y+2×(5-y)+3×6,解得x=4.5,y=10,所以甲物体:含有红色物质V、黄色物质V、蓝色物质V;乙物体:含有红色物质V、黄色物质V、蓝色物质V;丙物体:含有红色物质V、黄色物质0、蓝色物质V;由此分析:含有红色物质最多的是甲物体,最少的是乙物体,故a错含有黄色物质最多的是乙物体,最少的是丙物体,故b正确含有蓝色物质最多的是丙物体,最少的是乙物体,故c正确.故选D.
点评:本题考查了浮沉条件的应用,巧用赋值法(设三者密度之比为1:2:3)求出所含三物质的体积是本题的关键.