9.3 连通器
知识梳理
1.液体压强的公式为____________,其中ρ表示液体的____________,单位是____________;h表示液体的____________,单位是____________;g为常数;____________表示压强,单位是____________。
2.上端____________、下端____________的容器叫做连通器。
3.连通器的原理:连通器里装的是____________的液体,当液体____________时,连通器各部分中的液面高度总是相同的。
1.p=ρgh;密度;kg/m3;深度;m;;p;Pa。
2.开口;连通。
3.相同;不流动。
基础知识
1.下列实例中,其工作原理与连通器无关的是( )
A.茶壶 B.水渠的过路涵洞
C.喷水枪 D.船闸
2.关于连通器,下列说法中正确的是( )
A.连通器中,若液体不流动,各容器中的液面一定相平
B.连通器中,各部分液面的高低与容器的形状有关
C.只要底部互相连通的容器都属于连通器
D.连通器中装有同一种液体,在液体不流动时,各容器内在同一水平面的压强均相等
3.如图所示的敞口容器中加水,则水能达到的最高位置是( )
A.容器a的顶端 B.容器b的顶端
C.容器c的顶端 D.条件不足,无法确定
4.如图所示,甲、乙两容器间由一斜管相通,中间由阀门K控制,容器中装有水,且两容器中水面相平,则( )
A.打开阀门K后,由于水受重力作用,水将从甲流到乙
B.打开阀门K后,由于b处的压强大于a处的压强,水将从乙流到甲
C.打开阀门K后,因为甲、乙两容器中液面高度相等,所以水不会流动
D.打开阀门K后,因为乙中的水多,所以水从乙流到甲
5.在下列生活和生产实例中,利用连通器原理工作的是( )
6.如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板与容器的接触部分密合,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧受力不平衡时会发生形变.关于此装置下列说法正确的是( )
A.左右构成一个连通器
B.可以探究液体内部的压强是否与液体的重力和体积有关
C.可以验证液体内部向各个方向的压强相等
D.可以探究液体的压强是否与液体的深度、液体密度有关
7.仿照实例,请将运用的主要物理知识填写在右侧的横线上。
例:铅垂线的应用——重力的方向总是竖直向下的。
(1)塑料吸盘的安装——____________________。
(2)飞机升力的产生——____________________。
(3)三峡大坝的船闸的使用——____________________。
重难点突破
8.如图装置中,两端开口的U形管装有一定量的水,将A管稍向右倾斜,稳定后A管中的水面将( )
A.高于B管中的水面
B.低于B管中的水面
C.与B管中的水面相平
D.以上三种情况均有可能
9.在连通器的两端分别装有盐水和清水,液面相平,如图所示,如果将阀门打开,则( )
A.盐水向右流动 B.清水向左流动
C.均不流动 D.无法判断
10.我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,其中拦河大坝修成上窄下宽主要原因是________________________。当水坝蓄水深度是150 m时,坝底受到水的压强是____________Pa。三峡船闸是根据____________的原理设计的。(g取10 N/kg)
11.举世闻名的三峡水利枢纽工程的船闸实现了上下游通航,船闸的工作利用了____________原理,轮船在闸室中前进时,若以河岸为参照物,该轮船是____________(选填“运动”或“静止”)的。
12.在下列生活和生产实例中,利用连通器原理工作的是( )
A. 用吸管喝饮料 C. 船闸
B. 离心式抽水机 D. 注射器
13.小明给妈妈的透明茶壶添水后,放在桌子上,如图所示.妈妈看到后问:“怎么才加了半壶水?”小明说:“我担心再多加一点,水就从细细的壶嘴溢出来了。”妈妈说:“你试试加点水看看。”于是小明反复加了几次水后明白了:茶壶的壶嘴和壶身组成____________,壶嘴和壶身中的水面具有____________的特点,所以不必担心再加少许水会溢出来。
能力提升
14.如图所示,水壶的壶嘴和壶身构成一个简单的____________。若水对壶底压强是1.5×103 Pa,则壶中水深____________cm。
15.如图所示,水塔与自来水管组成连通器,若水塔内水面高度h1=18 m,五楼住户水龙头出水口高度h2=13 m,四楼住户水龙头出水口高度h3=10 m,水龙头出水口直径为2 cm.
(1)四楼住户水龙头出水口处,水的压强是多少?
(2)四楼住户水龙头出水口受到水的压力是多少?(g取10 N/kg)
参考答案与解析
一、选择题
1.C
【解析】茶壶、水渠的过路涵洞、船闸底部相通,上端开口,符合连通器的构造特点,属于连通器;喷水枪的结构不符合连通器的特点,不是连通器,故选C。
D
【解析】连通器中装有同一种液体,且液体不流动时,液面才一定相平,故A错误;连通器中装有同种液体且液体静止,则各部分液面保持相平,与容器的形状无关,故B错误;连通器是底部连通,上端开口,故C错误;连通器中装有同一种液体,在液体不流动时液面相平,在各容器的同一水平面,距液面的深度均相等,由p=ρgh知压强相等,故选D。
A
【解析】该装置上端开口,下部连通,即为连通器,故在静止时,液面应保持相平,故为了使水不至于溢出,所以静止后水能到达的最高位置是容器a的顶端。
C
【解析】打开阀门K后,甲、乙两容器组成一个连通器,因为甲、乙两容器中液面高度相等,在K处产生的压强相等,所以水不会流动。故选C。
C
【解析】在吸饮料时,吸管内的气压变小,外界大气压大于管内大气压,故饮料在外界大气压的作用下压入吸管中,故是利用大气压强的原理工作的,故A选项错误;当装满水的水泵叶轮旋转后,其叶轮周围的空气变少,气压变小,外界大气压大于内部大气压,水在外界大气压的作用下被压入水泵内,故是利用大气压强的原理工作的,故B选项错误;船闸的原理是先打开一端,闸室里的水位逐渐与外面相等,外面的船就可以开进闸室;然后把这一端船闸关闭,打开另一端的船闸,闸室里的水位逐渐与外面相等,船就可以开到另一端去,应用了两次连通器,故C选项正确;注射器在吸药水时,是利用外界大气压大于其内部的压强,故药水在外界大气压的作用下被压入注射器内部,是利用大气压强的原理工作的,故D选项错误。故选C。
D
【解析】根据连通器的定义可知,此装置左右不连通,不能构成连通器.故A错误;此实验不能探究液体内部的压强是否与液体的重力和体积有关,故B错误;此实验只能观察出橡皮膜向左或向右凸的情况,不能观察到橡皮膜向各个方向的凹凸情况,因此不能验证液体内部向各个方向的压强相等,故C错误;在容器两侧倒入深度不同的同种液体,观察橡皮膜产生的现象,可以探究“液体压强跟深度的关系”;在容器两边分别装入深度相同,密度不同的甲、乙两种液体,若橡皮膜凹向左边,则右边液体密度大,若橡皮膜凹向右边,则左边液体密度大,因此本实验装置能大致比较两种液体的密度大小,可以探究“液体压强跟液体密度的关系”,故D正确。故选D。
7.(1)大气压强的作用。
(2)流体中流速越大的位置,压强越小。
(3)连通器原理。
【解析】 (1)当吸盘与吸附物之间的空气排出后,由于吸盘里面近似真空,外界大气压大于内部大气压,吸盘便牢牢吸附在墙面上。
8.C
【解析】A、B两管上部开口,下端连通,属于连通器,连通器无论管子的粗细、形状如何,只要液体不再流动,两管中液面始终相平。故选C。
9.A
【解析】当阀门打开时,盐水的密度大于清水的密度,所以,ρ盐水gh>ρ清水gh,所以,“液片”向右的压强大于向左的压强,向右的压力大于向左的压力,所以,“液片”向右移动,盐水向右流动。
10.答案:液体的压强随深度的增加而增大 1.5×106 连通器
【解析】因为液体的压强随深度的增加而增大,为了水坝能承受更大的水压,水坝做成上窄下宽的形状;水对坝底的压强为:p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×150 m=1.5×106 Pa;船闸的工作原理是连通器原理,船通过船闸时,使用了两次连通器。
11.答案:连通器 运动
【解析】船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,所以船闸是根据连通器原理工作的;轮船在闸室中前进时,若以河岸为参照物,轮船与岸的位置在不断发生变化,该轮船是运动的。
12.C
【解析】 A、B项是利用大气压强的原理工作的,不符合题意;注射器在吸药水时,是利用外界大气压大于其内部的压强,即药水在外界大气压的作用下被压入注射器内部,故D项不符合题意。
13.答案:连通器 高度总是相同的
【解析】茶壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器,当里面的水不流动时,壶嘴的水面和壶身的水面保持相平。
能力提升
14.答案:连通器 15
【解析】水壶的壶嘴和壶身下部连通、上端开口,符合连通器的特点,即水壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器;由p=ρgh可得,壶中水深:h===0.15 m=15 cm。
15.【解析】(1)p=ρg(h1-h3)=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×8 m=8×104 Pa.
(2)S=πr2≈3.14×(1×10-2 m)2=3.14×10-4 m2,
F=pS=8×104 Pa×3.14×10-4 m2=25.12 N。
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