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三、连通器
知能演练提升
ZHINENG YANLIAN TISHENG
能力提升
1.
往如图所示的容器中加水,则水能达到的最高位是( )
A.A容器顶端
B.B容器顶端
C.C容器顶端
D.无法确定
2.下列各图不属于连通器的是( )
3.
如图所示的装置中,两端开口的U形管装有一定量的水,将A管向右倾斜,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管水面相平
D.以上三种情况均有可能
4.
一个水位控制器如图所示,A为进水口,B为出水口。设在相等时间内,A处的进水量比B处的出水量小,则B处开始出水时容器内的最高水位和最低水位分别为( )
A.最高水位h1,最低水位h2-h1
B.最高水位h2,最低水位h1
C.最高水位h1,最低水位h1
D.最高水位h2,最低水位h2
5.
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如图所示,a和b为两个完全相同的容器,各盛5 cm深的水,a与b之间用导管连接。如果将K打开,最后a与b两容器底面的压强之比pa∶pb为( )
A.1∶1 B.2∶3 C.3∶7 D.5∶7
6.
船由下游通过船闸驶向上游。A、B是两个 ,C、D是两座 ,当打开 时,下游跟闸室构成连通器。闸室内水流出,待闸室里的水面跟下游水面相平时,打开 ,船驶入闸室;关闭D和B,再打开 ,闸室跟上游构成连通器,上游水流进闸室,闸室水位逐渐上升,待闸室水面跟上游水面相平时,打开 ,船就可以驶出闸室,开往上游。
7.
如图所示,容器A、B内盛有液面在同一水平面的清水,用带有阀门K的斜管将两容器相连,当将阀门K打开时水将 (选填“会”或“不会”)流动。
8.
你注意过没有,楼房中厨房里的脏水,卫生间的洗脸水(如图甲所示),都是通过下水管道流到地沟或化粪池中的。尽管下水管道与地沟、化粪池相通,但我们却闻不到地沟、化粪池的臭味,你知道这是什么原因吗?
因为U形管相当于一个 ,在液体不流动的情况下液面总保持 。当停止冲水时,U形管里保留住一定高度的水,能阻挡来自地沟、化粪池中的 通过。因此,这段U形管可以被看成是一个自动开关,既能排水,又能阻挡臭气。
9.
如图所示,在U形管左边盛的是密度为0.8×103 kg/m3的油,右边盛的是水,若使两液体的分界面在中间,h1取10 cm,则h2应取多少?
10.小明在自己家中的鱼缸里自制了一个小喷泉,如图所示,他利用抽水机使容器A的水面总高出鱼缸水面0.5 m(鱼缸水深0.6 m),喷口B与鱼缸的水面相平。试问:
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(1)他制作这个喷泉的主要原理是什么?
(2)喷口B处受到的压强可以使此喷泉能喷大约多高的水柱?(g取10 N/kg)
11.
U形管中装有两种密度不同的不相容的液体,如图所示。如果AB水平面上方右侧管内水柱高h1,左侧管内的液体高h2,求左侧管内上方液体的密度。
探究创新
12.阅读下列短文,回答有关问题:
被封闭的液体有一个重要特点,即加在被封闭液体上的压强能被液体大小不变地向各个方向传递,这个规律被称为帕斯卡原理。帕斯卡原理是液压机的工作原理。
(1)图是液压机的工作原理图,小活塞和大活塞的面积分别为S1和S2,当用力F1向下压小活塞时,小活塞下方液体受到的外加压强为,此时大活塞受到液体的压强为多大?大活塞受到液体的压力F2为多大?
(2)在不增加作用在小活塞上的力的前提下,如何实现使大活塞一端举起更重物体的目的?(至少答出两种具体的方法)
知能演练·提升
1.B
2.C 茶壶的壶身与壶嘴都与大气连通,并且壶身和壶嘴底部相连通,是连通器,A不符合题意;锅炉水位计上端和锅炉炉身的上端都是开口的,水位计底部与锅炉炉身连通,是连通器,B不符合题意;选项C中是用来探究扩散现象的装置,不属于利用连通器原理,C符合题意;U形下水管的两侧水面与大气相通,中间底部相连通,是连通器,D不符合题意。
3.C U形管是个连通器,静止时各容器液面总是相平的,故选C。
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4.B 从题图中可以看出,当水位到达h2时,由于重力作用,水就会从B出水口流出,由于A进水口比B出水口的水量小,所以最高水位不会超过h2,当水位下降到h1时,水会停止流出。
5.B 由于容器a与b完全相同,那么a中的液面下降高度与b中液面上升的高度应相同。设a中液体后来深度为ha,要保证最后a与b两容器的液面相平,必须使ha+2 cm=hb,5 cm-ha=hb-5 cm。解之得ha=4 cm,hb=6 cm。根据p=ρgh可知最后a与b两容器底面的压强与容器内水柱的高度成正比,得pa∶pb=ρgha∶(ρghb)=2∶3。
6.解析 题图是船闸的结构示意图,A、B是两个阀门,C、D是两座闸门。当打开阀门时,闸室里的水跟上游或下游构成连通器,待水位相平时,再打开闸门船驶入或驶出闸室,通过船闸。
答案 阀门 闸门 B D A C
7.答案 不会
8.解析 乙图中U形管两端液体上方与外界大气相通,构成连通器,当液体不流动时,液面总保持相平,停止冲水时,U形管内总保留一定高度的水,阻挡住来自地沟的臭气。
答案 连通器 相平 臭气
9.解析 要保证分界面在中间必定有p左=p右,又p=ρgh,得ρ1gh1=ρ2gh2,h2=h1,代入数据得h2=×10 cm=12.5 cm。
答案 12.5 cm
10.解析 B中之所以有水能够喷出来,是因该点处有较大的压强,而这个压强源于A、B两液面的高度差;A、B两部分容器上部开口、底部连通构成了一个连通器,根据连通器的原理,从B中喷出的水流最多能达到与A中水面相平的高度,即0.5 m。
答案 (1)应用了连通器的原理
(2)0.5 m
11.解析 U形管是连通器,当液体不流动时,对于AB水平面,pA=pB,所以ρ水gh1=ρ液gh2,即ρ液=。
答案
12.解析 (1)由题目所给帕斯卡原理,小活塞所受的压强大小不变地向大活塞传递,即大活塞所受压强p2=。又已知大活塞的面积,由压强公式有F2=p2S2=F1。
(2)大活塞受到向上的压力越大,能举起的物体越重,由上面的计算结果F2=F1可知,在F1不变的情况下,可采取的办法有,减小小活塞的面积S1,增大大活塞的面积S2,或增大两活塞面积的比值。
答案 (1)
(2)减小小活塞的面积S1,增大大活塞的面积S2(或增大两活塞面积的比值)。
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