Question

3．如圖甲所示，小球恰好懸浮在盛有6℃的水的燒杯里，水的密度隨溫度的變化如圖乙所示．現(xiàn)把燒杯放進冰柜里面，在燒杯內(nèi)水的溫度下降到0℃的過程中，假設(shè)小球的體積始終不變，下列說法正確的是（　　）

• A． 小球一直上浮，所受浮力保持不變
• B． 小球一直下沉，液體對容器底部的壓強變小
• C． 小球先上浮然后下沉，下沉到杯底時浮力最小
• D． 小球下沉到杯底時，水對容器底部的壓強最大

Answer 1

分析 （1）物體懸浮在水中，物體的體積不變，即排開水的體積不變，當水溫為6℃時，物體懸浮，物體的密度等于水的密度；
水溫緩慢地降至0℃的過程中，在4℃之前熱脹冷縮，在4℃以后熱縮冷脹，在4℃時水的密度最大，根據(jù)物體的浮沉條件分析判斷小球的狀態(tài)；
（2）知道水的密度變化規(guī)律，根據(jù)阿基米德原理判斷小球受到水的浮力變化；根據(jù)壓強公式p=ρgh判斷壓強的變化．

解答 解：由于燒杯里盛有6℃的水，小球在水中恰好懸�。畡t小球的密度與水的密度相等；
由圖象可知：4℃的水的密度最大，6℃的水的密度比0℃時水的密度大；
（1）當水的溫度從6℃降到4℃時，因水熱脹冷縮，水的密度增大，大于小球的密度，使小球上浮、最后漂�。�
當水的溫度從4℃降到0℃時，因水熱縮冷脹，水的密度減小，最后小于小球的密度，使物體下沉、懸浮、最后下沉；
下沉到水底時，由阿基米德原理可知，排開水的體積不變，水的密度變小，則浮力最小；故C正確，AB錯誤；
（2）小球下降到杯底時，水的密度最小，小球受到的浮力最小；由于容器為柱狀容器，所以水對容器底部的壓力等于水的重加上小球受到的浮力（即F_壓=G_水+F_浮），水的重力不變，小球受到的浮力最小，則水對容器底部的壓力最小，根據(jù)壓強定義公式p=$\frac{F}{S}$可知，水對容器底部的壓強最�。还蔇錯誤．
故選C．

點評 本題考查了學生對物體浮沉條件、阿基米德原理和液體壓強公式的掌握和運用，知道水在0～4℃反常膨脹（熱縮冷脹）是本題的關(guān)鍵．