專題11 連通器原理專題學啥 1.連通器定義：幾個底部互相連通的容器，叫做連通器。注入同一種液體，在液體不流動時連通器內(nèi)各容器的液面總是保持在同一水平面上。2.連通器的原理：連通器中只裝入一種液體，在液體靜止時，各容器中的液面總是相平的，或者說高度是相同的。幾個底部互相連通的容器，注入同一種液體，在液體不流動時連通器內(nèi)各容器的液面總是保持在同一水平面上。連通器的原理可用液體壓強來解釋。若在U形玻璃管中裝有同一種液體，在連通器的底部正中設(shè)想有一個小液片AB。假如液體是靜止不流動的。左管中之液體對液片AB向右側(cè)的壓強，一定等于右管中之液體對液片AB向左側(cè)的壓強。因為連通器內(nèi)裝的是同一種液體，左右兩個液柱的密度相同，根據(jù)液體壓強的公式P=gh可知，只有當兩邊液柱的高度相等時，兩邊液柱對液片AB的壓強才能相等。所以，在液體不流動的情況下，連通器各容器中的液面應保持相平。3.連通器的原理有哪些應用：（1）日常生活用品中的應用：茶壺、水壺、酒壺等；（2）水利工程中的應用：船閘、過路涵洞；（3）衛(wèi)生保健方面的應用：洗手盆、地漏與下水管道之間的U形彎管；（4）自動控制、方便控制方面的應用：鍋爐水位計、自動喂水器等。專題考法 【例題1】（經(jīng)典題）利用所學相關(guān)物理知識證明：連通器中只裝入一種液體，在液體靜止時，各容器中的液面總是相平的，或者說高度是相同的。【答案】見解析。【解析】證明：如圖所示，在U形玻璃管中裝有同一種液體，在連通器的底部正中設(shè)想有一個液片AB。液體是靜止不流動的，則液片AB受平衡力。這時有 左管中之液體對液片AB向右側(cè)的壓力F左，一定等于右管中之液體對液片AB向左側(cè)的壓力F右。即F左= F右葉片左側(cè)和右側(cè)受力面積相同，即S左= S右根據(jù)壓強公式P=F/S得到葉片左側(cè)和右側(cè)受到壓強相等，P左= P右因為連通器內(nèi)裝的是同一種液體，左右兩個液柱的密度相同。根據(jù)液體壓強的公式p=gh可知，兩邊液柱的高度相等。h左= h右證畢。【例題2】（經(jīng)典題）下圖所示是兩邊管子粗細相同、足夠高的連通器,其水平細管足夠長,中間有一個可無摩擦移動的活塞.剛開始活塞固定不動,兩管液面相平,左管液體是酒精(酒精=0.8103kg/m3),右管液體是水(水=1.0103kg/m3).現(xiàn)松開活塞,重新穩(wěn)定后（ ）A .右邊液面下降1cm B .右邊液面下降2cmC .右邊液面比左邊液面低1cm D .左右液面一樣高【答案】A【解析】如圖，水的密度大于酒精的密度，兩側(cè)高度相同，水對活塞壓強大于酒精對活塞的壓強。現(xiàn)松開活塞，活塞向左側(cè)移動，重新穩(wěn)定后，左側(cè)液面上升，右側(cè)液面下降。活塞穩(wěn)定后，左右兩側(cè)液體對其壓強相等，P左=P右。酒精g（9+h）=水g（9-h）0.8103kg/m3 （9+h）=1.0103kg/m3（9-h）h=1cm【例題3】（改編題）如圖的裝置中應用連通器原理的是（）A 茶壺 B 吸塵器 C .吸盤式掛鉤 D .注射器【答案】A【解析】A茶壺的壺嘴和壺身下部是相通的，構(gòu)成了連通器。B吸塵器是利用流體壓強與流速的關(guān)系來工作的。C. 吸盤式掛鉤是利用大氣壓原理工作的。D. 注射器是利用大氣壓原理工作的。一、選擇題1（經(jīng)典題）如圖所示的敞口容器中加水，則水能達到的最高位置是（ ）A容器A的頂端 B容器B的頂端C容器C的頂端 D條件不足，無法確定【答案】B【解析】根據(jù)連通器的原理可知，水不流動時各容器中的水面相平，所以水能達到的最高位置是最低的管口B。2.（經(jīng)典題）三峽船閘是世界上最大的人造連通器如圖是輪船通過船閘的示意圖，此時上游閥門A打開，下游閥門B關(guān)閉，下列說法正確的是（ ）A閘室和上游水道構(gòu)成連通器，水對閥門A兩側(cè)的壓力相等B閘室和上游水道構(gòu)成連通器，水對閥門A右側(cè)的壓力大于左側(cè)的壓力C閘室和下游水道構(gòu)成連通器，水對閥門B右側(cè)的壓力大于左側(cè)的壓力D閘室和下游水道構(gòu)成連通器，水對閥門B兩側(cè)的壓力相等【答案】A【解析】上游閥門A打開，則上，游水道與閘室通過閥門A連通，構(gòu)成一個連通器，上游水位與閘室水位相同，水對閥門A兩側(cè)的壓強相等，壓力也相等，故A正確。3.（經(jīng)典題）如圖所示，A、B兩容器內(nèi)盛著水，水面等高，兩容器間用一斜管相通，K是開關(guān)，當K打開后，則（ ）A水將由A流向B B水將由B流向AC水不流動 D無法確定【答案】C【解析】由于K在左、右兩個容器水中的深度相同，所以此處的水所受的兩側(cè)水壓相等，因此水不流動。這與連通器沒有關(guān)系。4（經(jīng)典題）如圖所示，液面靜止時符合實際情況的是正確的是（ ）【答案】B【解析】由連通器的原理可知，水不流動時各容器中的水面相平，不會出現(xiàn)一側(cè)高另一側(cè)低的情形。5（經(jīng)典題）如圖所示，公路兩側(cè)的甲、乙兩條水渠由路面下的傾斜涵洞相連，兩渠水面相平，涵洞中的水流方向，正確的說法是（ ）A.水從水渠乙流向水渠甲 B.水從水渠甲流向水渠乙C.因水面相平，水不流動 D.以上說法都不對【答案】C【解析】根據(jù)連通器的原理，當水不流動時兩側(cè)水面相平；原因是只有兩側(cè)水渠中的水面同高時，對底部涵洞的水壓才相等，水才不流動。二、填空題6（經(jīng)典題）如圖所示，裝在裝修新房時，工人師傅常用一根灌有水（水中無氣泡）且足夠長的透明軟管的兩端在墻面不同地方做出標記，這樣做的目的是保證兩點在___________________，用到的物理知識是___________________。【答案】在同一高度（或在同一水平線上）,連通器的原理.【解析】這一根灌有水（水中無氣泡）且足夠長的透明軟管就相當于一個連通器，水面的水不流動時，兩處的水面相平，處于同一水平線上。所以兩位工人師傅用這兩個靜止水面當參照物，在墻面上做出的標記肯定是同樣高的。7.（經(jīng)典題）如圖所示，是某棟房子供水的水路示意圖，放水時水龍頭與水塔構(gòu)成了一個 若將水龍頭（相同型號）單獨打開并將開關(guān)旋至最大，則 填“甲或“乙”）水龍頭出水速度大 【答案】 連通器 甲【解析】連通器是液體壓強知識在實際中的重要應用，在中考中經(jīng)常出現(xiàn)以連通器為命題情景，考查液體壓強計算的試題另外，運用連通器原理判斷、解釋物理問題也是中考的熱點連通器是指上端開口、下部相連通的容器，連通器里的水不流動時，各容器中的水面總保持相平同一種液體中，液體的深度越深，產(chǎn)生的壓強越大，因此圖中甲水龍頭處的壓強最大，出水速度最大8.（經(jīng)典題）洗手池的下水管道常常做成如圖所示的彎管，彎管的“彎”很多情況下是受地形決定的，但其中的一個“彎”卻有著特殊的功能（圖中虛線框內(nèi)部分），它能堵住管道，防止污水管內(nèi)的臭氣順著管道逆行，從而污染室內(nèi)的空氣。其實這個“彎”是利用物理模型__________________的原理來設(shè)計的。【答案】連通器【解析】虛線框內(nèi)的U形彎管構(gòu)成了一個連通器，由于裝入同一種液體，在液體靜止時各容器中的液面相平，所以能密封住一段水柱，起到密閉作用。三、簡答題9.（經(jīng)典題）圖甲、乙所示容器中都裝有水，但圖中都只畫出了左邊容器中的水面，請在圖中把未畫出的水面的大致位置補畫出來【答案】 如圖所示【解析】甲中，因閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，故左邊的容器與右邊的容器構(gòu)成了一個連通器，左、右水面應處在一樣的高度乙中閥門是打開的，故容器中的水是流動的根據(jù)流速越大的地方壓強越小，故可判斷出中間容器中水面高于右邊容器中的水面四、計算題10.（經(jīng)典題）如圖所示，水塔與自來水管組成連通器，若水塔內(nèi)水面高度h1=18m，五樓住戶水龍頭出水口高度h2=13m，四樓住戶水龍頭出水口高度h3=10m，水龍頭出水口直徑為2cm求：(1)四樓住戶水龍頭出水口處，水的壓強是多少？(2)四樓住戶水龍頭出水口受到水的壓力是多少？（g取10 N/kg）【答案】（1）8.0104Pa（2）25.12N 【解析】（1）pghg（h1-h3）=1.0103kg/m310 N/kg（18m-10m）=8.0104Pa；（2）四樓住戶水龍頭出水口面積S=3.14R2R=1cm=0.01m=10-2mS=3.14R2= 3.14（10-2m）2= 3.1410-4m2F=PS=8.0104Pa3.1410-4m2=25.12N 7