备战2023新中考二轮物理专题导练 专题17 连通器应用

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  考点精讲 1、连通器定义：上端开口，下端连通的容器叫做连通器。2、连通器原理：液体的压强。若U形玻璃管中装有同种液体，假设连通器底部正中存在小液片AB，假如液体是不流动的，左管中液体对液片AB向右的压强等于右管中液体对液片AB向左的压强。因为连通器内装有同种液体，左右两边液柱密度相同，根据液体压强公式p＝ρgh可知，只有当两边液柱高度相等时，两边液柱对液片AB压强才能相等，所以，在液体不流动的情况下，连通器各容器中液面相平。  真题解析  1．（2021•衡水模拟）如图所示的装置中，两端开口的U形管内注入一定量的水，将A管向右倾斜待稳定后，下面说法中正确的是（　　）A．B管中的水面高于A管中的水面 B．A管中的水面高于B管中的水面 C．U形管底C点的压强不变 D．U形底C点的压强将变小解：AB、A、B两管的上部开口、下端连通，属于连通器，将A管向右倾斜后，当水不流动时，两管中的液面仍然相平，故AB错误；CD、当将A管向右倾斜待稳定后，U形管中水的竖直高度减小（即深度减小），由p＝ρ液gh可知因此U形管底C点的压强将变小，故C错误、D正确。答案：D。2．（2021•西安模拟）如图所示，A、B是两个密闭的球形容器，C、D、E都是两端开口的玻璃管，它们与容器接口处紧密封接。容器A、B和玻璃管D、E内盛有水，各水面高度差如图所示。则E管内水面高出B容器水面的高度h应等于（　　）A．0.5米 B．1.0米 C．1.5米 D．2.5米解：由图可知A、B容器内相通，气体压强相等。玻璃管D、E内压强也相等。大气压强加玻璃管内液体压强等于球内气体压强。故h应等于1.0米。答案：B。3．（2021•淄博模拟）U形管内注入适量的水银，然后在左右两管内分别注入水和煤油。两管通过水平细管相连，细管中的阀门将水和煤油隔离，两管中的水银面相平，如图所示。当阀门打开瞬间，细管中的液体会（　　）A．向左流动 B．向右流动 C．不动 D．水向右流动，煤油向左流动解：由题意可知，U形管中水银面相平，可知两管中水的压强与煤油的压强相等。在阀门同一水平高度，则下方的水和煤油高度一样，因为ρ水＞ρ煤油，由P＝ρgh可得，阀门下方水的压强大于煤油的压强；又因为阀门没有打开时，容器内液体静止不动，因此左右两边液体产生的压强相等；由于左右两边水银高度相等，而阀门下方水的压强大于煤油的压强，所以阀门上方水的压强小于煤油的压强，当阀门打开后，由于阀门右边煤油的压强大于左边水的压强，液体会向左流动。答案：A。4．（2021•苏州模拟）如图所示，两端开口的弯管中充满液体，两端分别插入装有同种液体的两槽中，弯管顶部装有阀门S，A槽装水，h1＝0.8m，B槽装酒精，h2＝0.9m，弯管内，靠近A槽端内为水，靠近B槽端内为酒精（酒精密度ρ酒＝0.8×103kg/m3，g取9.8N/kg）。当阀门S打开后，液体将（　　）A．向右流 B．向左流 C．不流动 D．无法判断解：阀门S左侧受到的压强：p左＝p0﹣ρ水gh1＝p0﹣1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.8m＝p0﹣7840Pa；阀门S右侧受到的压强：p右＝p0﹣ρ酒精gh2＝p0﹣0.8×103kg/m3×9.8N/kg×0.9m＝p0﹣7056Pa；由以上分析可知，p左＜p右，由p＝可知，阀门S受到向左的压力小于它受到向右的压力，所以当阀门S开启后液体将向左流。答案：B。5．（2021•南昌模拟）现用足够深的、底部互相连通的A、B两容器装水，如图所示，已知A、B两容器底面积关系为SA：SB＝3：2．现将质量相等，密度之比为ρ甲：ρ乙＝1：2的甲、乙两物体分别浸没在A、B两容器内，则两容器中的水将（　　）A．从A容器流向B容器 B．从B容器流向A容器 C．保持静止 D．以上三种情况都有可能解：甲乙质量相等，密度之比是为ρ甲：ρ乙＝1：2，所以体积之比为：＝＝。甲乙物体浸没在水中，AB容器增加的体积之比等于甲乙体积之比，所以水面升高的高度之比为：＝＝×＝，因为甲乙浸没之前连通器中的水面是相平的，当甲乙浸没在水中之后，A容器水面高于B容器，所以水由A容器流向B容器。答案：A。   突破提升   一、单选题1．对于如图所涉及的物理知识，分析不正确的是（　　）A．某卫生间的地漏结构，存水杯中存的是同种液体，当液体不流动时，两部分的液面高度相同，设计采用了连通器原理B．高压锅煮食物熟得快是因为锅内气压越高液体沸点越低C．纸条上方水平吹气，纸条向上飘起，纸条上方空气流速大，压强小D．蚊子能吸食人血，是因为蚊子的口器尖，即受力面积小，对皮肤的压强大2．关于连通器，下列说法正确的是（　　）A．连通器中各容器的液面总是相平的B．连通器内装同种液体，当液体不流动时，液面就相平C．连通器内只有装水时，液面才会相平D．以上说法都不对3．如图所示事例中，利用了连通器原理的是（　　）A．微小压强计 B．船闸C．活塞式抽水机 D．机翼模型4．下列说法中，错误的是（　　）A．小轿车使用安全带和安全气囊是为了减小惯性B．学校食堂的锅炉和其外面的水位计组成一个连通器C．高压锅煮食物熟得快是因为锅内气压高液体沸点高D．鞋底做有凹凸不平的花纹是为了增大有益摩擦二、填空题5．水坝筑成下宽、上窄的形状，是考虑到水对坝体侧面的压强随深度的增加而______；在河流上修建拦河坝时，为了保证航道的畅通，人们修筑了船闸，这是利用了______的原理。6．世界最大的水利工程三峡发电站，其船闸利用了_____原理；用吸管吸饮料是利用_____；如图地铁站设有安全警戒线的原因_____。（需详细的文字描述）。7．装修工人师傅在装修房屋时使用如图甲所示铅垂线来检查画框是否挂正了，这里利用了重力的方向总是______；用如图乙所示水管（一根足够长的透明塑料软管，里面灌入适量的水，水中无气泡）来确定房子里面的水平线，两名工人各持管的一端靠在墙面的不同地方，当水静止时，在与水面相平的位置做标记，他们这样做是利用了______原理。8．阅读下面短文，回答问题：小明同学要外出军训，中午不能回家，无法给自己的宠物猫猫喂水喂食，于是他在淘宝上购买了一个宠物自动喂水器，如甲图所示。小明很爱学物理，他在物理课本上发现了2种不同的自动供水装置，如图a和图b所示，但是它们所运用的物理原理并不相同，请你和小明一起分析，他所购买的喂水器采用的物理原理，回答下面的问题： 小明购买的宠物自动喂水器利用了___________（选填“a”或“b”）采用的物理原理一致。9．某物理课外小组制作如图所示的实验装置，大缸内的水足够多，打开 A 阀门，关闭 B 阀门，水流入管道，当水稳定后，a 管液面高度___________b 管液面高度；再打开 B 阀门，在水向外流的过程中，a 管液面高度___________b 管液面高度。（填“大于”、“小于”或“等于”）三、综合题10．阅读下列短文   三峡船闸三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程，三峡大坝上下游的水位差最高可达113m。巨大的落差有利于生产可观的电力，当然也带来了航运方面的问题：下游的船只驶往上游，怎样把这些船只举高一百多米？上游的船只驶往下流，又怎样让船只徐徐降落一百多米？解决这个问题的途径就是修建船闸。船闸由闸室和上下游闸门以及上、下游阀门组成，如图所示。三峡船闸总长1621m，是世界上最大的船闸，船只在船闸中要经过5个闸室使船依次升高（或降低），每个闸室水位变化超过20m，因此三峡船的闸门非常高大，首级人字闸门高近40m，宽近20m，如果平放在地面上，有两个篮球场大，倘若门外的水压在闸门上，设想有10万人每人用1000N 的力来顶着门，也挡不住水的压力，可见水对闸门的压力之大，为此，三峡船闸的闸门足足有3m厚，无愧是“天下第一门”。（ρ水=1.0×l03kg/m3， g 取 10N/kg ，标准大气压p0=1.0×l05Pa）请回答下列问题：（1）三峡船闸是根据______原理建造的，船只从上游进入闸室航行时，闸室阀门A、B的开启情况是______。       （2）船只从上游经过船闸到达下游，重力势能______（选填“增加”或“减少”）。       （3）—艘总重为100t的船，在闸室中缓慢上升20m，此过程中浮力对船做功为______J。       （4）若三峡大坝内蓄水深度为113m，请你计算一下，此时水对坝底产生的压强是______Pa，约为______个标准大气压（结果取整数）。
参考答案：1．B【解析】【详解】A．存水杯存的是同种液体，当液体不流动时，两部分的液面高度相同，从图中存水杯的一侧可以看出，容器上部开口下部连通，运用了连通器的原理，故A正确，不符合题意；B．液体的沸点随气压的增大而升高，煮食物时高压锅内的气压比普通锅内的气压高，所以高压锅内水的沸点高，饭菜熟的快，故B错误，符合题意； C．将一纸条放在嘴边，用力从纸条上方吹气，因为纸条上方的空气流速大，压强小，纸条下方的空气流速小，压强大，纸条受到一个竖直向上的压力差，所以纸条就飘起来，故C正确，不符合题意；D．蚊子的口器尖，在压力一定时，减小受力面积来增大压强，能吸食人血，故D正确，不符合题意。故选B。2．B【解析】【详解】连通器里装的是相同的液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面高度总是相同的，故ACD错误，B正确。故选B。3．B【解析】【详解】A．微小压强计利用了液体压强的原理，故A不符合题意；B．船闸利用了连通器工作原理，故B符合题意；C．活塞式抽水机利用了大气压强的原理，故C不符合题意；D．机翼模型利用了流体流速与压强关系的原理，故D不符合题意。故选B。4．A【解析】【详解】解：A．惯性大小只与物体的质量有关，人的质量不变，其惯性不变，故使用安全带和安全气囊不是为了减小惯性，而是为了减小由于惯性带来的危害，故A错误，符合题意；B．水位计上端和锅炉炉身的上端都是开口的，底部是连通的，所以锅炉与外面的水位计组成一个连通器，故B正确，不符合题意；C．水的沸点与气压有关，气压增大时，水的沸点升高；煮食物时高压锅的气压比普通锅内的气压高，所以水沸腾时高压锅内的温度高于普通锅内的温度，温度越高，食物熟得越快，故C正确，不符合题意；D．鞋底刻有凹凸不平的花纹是为了在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大有益摩擦，故D正确，不符合题意。故选A。5．     增大     连通器【解析】【详解】[1]同一液体内，其压强随深度的增加而增大，水坝筑成上窄下宽，是因为水对坝体侧面的压强随深度的增加而增大。[2]船闸是利用连通器原理工作的，连通器的特点是：液体不流动时，其各部分中的液面高度总是相平的。6．     连通器     大气压     见解析【解析】【详解】[1]三峡船闸和上游、下游底部是相互连通的，是个连通器。在同种液体静止时，保持液面相平，使船只顺利通过。[2]用吸管吸饮料时，吸气时，管内气体压强减小，饮料在大气压的作用下被压到嘴里。[3]当高铁急速驶过车站，警戒线区域内的空气流速会变大，由流体压强与流速的关系可知，警戒线以内的地方空气压强减小，而此时人外侧的空气流动速度慢，人外侧的空气压强大，会产生一个向内侧的压强差，将人推向列车，易出现危险。7．     竖直向下     连通器【解析】【详解】[1]重垂线是利用了重力的方向总是竖直向下的原理制成的。[2]由于塑料软管中装有水，水管子两端开口，并且底部相连通，符合连通器的结构特征。当水静止时，水管中两水面相平。8．b【解析】【详解】宠物自动喂水器利用了连通器的原理。图a中：当瓶口在水面以下时，瓶子内的水和空气的压强之和等于外界的大气压强，水不流出；当瓶口露出水面时，空气进入瓶内，瓶内空气和水的压强之和大于外界的大气压强，水流出，直到封住瓶口为止，利用的是大气压，不是连通器原理；故图a不符合题意；图b中，乳牛自动喂水器是利用连通器原理，使得两容器中的水面相平。故图b符合题意。9．     等于     大于【解析】【详解】[1]打开A阀门，关闭B阀门，a管、b管与大缸形成连通器，当水稳定后，a管液面高度等于b管液面高度，因为液体不流动时，连通器各部分液面高度总是相同的。[2]再打开B阀门，水向外流时，b管下方较细，a管下方较粗，所以b管下方水的流速比a管下方水的流速大，那么b管下方的压强小于a管下方的压强，所以a管液面高度大于b管液面高度。10．     连通器     A打开，B关闭     减小     2×107     1.13×106     11【解析】【详解】（1）[1]船闸是利用连通器的原理工作的。上下游、闸室构成了连通器。[2] 船只从上游进入闸室航行，上游与闸室形成连通器，打开阀门A船才能进入闸室，同时要关闭阀门B。（2）[3]船只从上游经过船闸到达下游，船的质量不变，高度减小，所以船的重力势能减小。（3）[4]船的质量m=100t=100000kg所受的重力G=mg=100000kg×10N/kg=1×106N船缓慢上升，船受到的浮力F浮=G=1×106N浮力对船做的功W=F浮h=1×106N×20m=2×107J（4）[5]水对坝底产生的压强p=ρgh=1.0×l03kg/m3×10N/kg×113m=1.13×106Pa[6]因1标准大气压p0=1.0×l05Pa，约是标准大气压的倍数即大约是11个标准大气压。