15. 两个完全相同的杯子装满不同液体。经测定,其中一杯是水,总质量是 $5\ \mathrm{kg}$;另一杯是酒精($\rho_{\mathrm{酒精}} = 0.8×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$),总质量是 $4.2\ \mathrm{kg}$。由此可以判定(
B
)
A.杯子的质量是 $0.5\ \mathrm{kg}$
B.杯子的质量是 $1\ \mathrm{kg}$
C.杯子的质量是 $0.8\ \mathrm{kg}$
D.杯子的质量是 $2\ \mathrm{kg}$
解析:
设杯子的质量为$m$,容积为$V$。
水的密度$\rho_{\mathrm{水}} = 1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$,酒精的密度$\rho_{\mathrm{酒精}} = 0.8×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$。
装满水时:$m + \rho_{\mathrm{水}}V = 5\ \mathrm{kg}$,即$m + 1.0×10^{3}V = 5$ ①
装满酒精时:$m + \rho_{\mathrm{酒精}}V = 4.2\ \mathrm{kg}$,即$m + 0.8×10^{3}V = 4.2$ ②
① - ②得:$0.2×10^{3}V = 0.8$,解得$V = 4×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$。
将$V = 4×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$代入①:$m + 1.0×10^{3}×4×10^{-3} = 5$,解得$m = 1\ \mathrm{kg}$。
B