9.3连通器 练习
一、单选题
1．如图设备没有利用连通器原理的是（ ）
A．茶壶
B．下水管存水弯
C．活塞式抽水机
D．锅炉水位计
2．如图所示，A、B为完全相同的两个容器，分别盛有7cm、5cm深的水，A、B之间用导管连接．若将阀门K打开，最后A、B两容器底部受到水的压强之比为
A．3：7 B．2：3 C．5：7 D．1：1
3．连通器在生产和日常生活中有着广泛的应用，下图的事例中，没有利用连通器原理工作的是（ ）
A．锅炉水位计 B．船闸
C．抽水机 D．茶壶
4．下列实例利用连通器原理工作的是（ ）
A．密度计 B．茶壶 C．拦河大坝 D．量筒
5．连通器在日常生活中应用广泛，如图所示的事例不是利用连通器原理的是（ ）
A． 茶壶 B． 奶牛的自动喂水器
C． 连体花瓶 D． 拦河坝上窄下宽
6．下列各图所示的实例中，不属于连通器应用的是（ ）
A． B． C． D．
7．下列实例中，属于利用连通器原理工作的是
A．吸尘器 B．液位计 C．测力计 D．体温计
8．连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用，图中所示的事例中利用连通器原理的是（ ）
A．只有（1）（2） B．只有（3）（4）
C．只有（1）（2）（4） D．（1）（2）（3）（4）
9．下列实例中，应用连通器原理工作的是
A．液位计 B．深潜器 C．吸尘器 D．水库大坝
10．下列装置应用连通器原理的是（ ）
A．地漏 B．自制气压计 C．自动给水装置 D．拦河大坝
二、多选题
11．下列说法中正确的是（ ）
A．利用铅垂线可以确定竖直方向
B．人们走路时利用鞋底与路面间的摩擦
C．跳远运动员助跑速度越快，利用的惯性越大，跳得越远
D．连通器里的液体不流动时，各容器中的液面高度总是相同的
12．连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用，如图所示的事例中利用了连通器原理的是（ ）
A．过路涵洞 B．活塞式抽水机
C．船闸 D．牲畜自动饮水器
三、填空题
13．小红放学回家后，给妈妈倒了一杯茶，手拿茶壶时想到茶壶的壶身和壶嘴构成了 。
14．茶壶的壶身和壶嘴构成了 ，当壶中的水静止时，壶身和壶嘴中的水面相平．
15．我国的三峡大坝已全线建成，拦河大坝之所以修成“上窄下宽”的形状是因为 ，同时 为了保证航道的畅通，人们修筑了船闸，这是利用了 的原理．
16．如图是三峡船闸的简易示意图，船闸工作过程应用了 原理，某船从上游经过船闸驶往下游，请仔细观察图片，此时 构成了一个连通器（选填“A与B”、“B与C”、“A与C”）。
四、实验题
17．小雨和小明同学利用如图所示的器材探究“液体内部压强的特点”。
（1） 压强计 （选填“属于”或“不属于”）连通器。探究前，用手指按压橡皮膜，发现 U 形管中的液面升降灵活，说明该装置 （选填“漏气”或“不漏气”）。小明没有按压橡皮膜时，U 形管两侧液面就存在高度差（如图甲所示），接下来的操作是 （选填字母）；
A．将此时右边支管中高出的液体倒出 B．取下软管重新安装
C．在左侧支管中加入适量的同种液体 D．更换新的橡胶软管和橡皮膜
（2）调好后，将探头放入水中，并多次改变探头在水中的深度如图乙、丙所示，比较每次的深度及相应的U 形眢左右两侧液面的高度差，可以得到的结论是 。
（3）小雨想验证 “液体内部压强大小跟液体密度有关” ，应增加 器材，当进行的操作是： 。
18．为了探究“影响液体内部压强大小的因素”，进行了如下实验：
（1）压强计上的U形管 （选填“属于”或“不属于”）连通器；
（2）在使用压强计前，发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差，如图甲所示 （选填“A”或“B”）；
A．将右侧支管中高出的水倒出
B．取下软管重新安装
（3）如图乙所示，保持金属盒在液体中的深度不变，转动金属盒的方向，U形管内两侧水面的高度差 ；
（4）比较乙和丙两图，可以得到；液体的压强与 有关；
（5）图丙中，U形管内两侧水面的高度差为10cm，则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 Pa；将金属盒放入另一液体B中的相同深度，如图丙、丁所示，若液体A的密度为0.8g/cm3，则液体B的密度为 g/cm3（忽略橡皮膜对实验的影响）；
（6）小王自制了另一套装置来探究液体压强与什么因素有关。如图戊所示，在一个右侧开孔并贴上橡皮膜的塑料瓶中装入部分水，然后将瓶子放入装有盐水的烧杯中，发现橡皮膜凹向瓶内。这个现象说明当深度相同时， 越大，液体压强越大；
（7）学完了液体压强的知识后，小王想到可以用这套装置来测量液体的密度。如图己所示，将装有水的瓶子放入装有待测液体的烧杯中，然后测量了水面到橡皮膜中心的距离为h1，待测液体液面到橡皮膜中心的距离为h2，则待测液体的密度ρ液= （用h1、h2、ρ水表示）。
五、综合题
19．如图是物理办公室一个烧茶的茶壶和水杯。茶壶（不包括底座）的质量1.5kg，标有最大刻度1000mL字样，茶壶底部到最大刻度标记处竖直距离是8cm，茶壶底面积为100cm2。底座质量为300g，底座与桌面的接触面积为280cm2。茶壶的底和壁厚度，壶内所装茶叶的质量均可忽略不计。（茶水的密度是1×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）茶壶壶身和壶嘴内液面相平，是因为壶身和壶嘴构成了 。从茶壶中向如图所示的茶杯中倒水时，杯底受到的水的压强随倒入水的质量增大的趋势是 （选填“均匀增大”、“增大的越来越快”、“增大的越来越慢”）。
（2）求当壶内茶水到最大刻度线处时，茶水对水壶底部的压力是多大 ？
（3）求当壶内茶水到最大刻度线处时，水壶对底座的压强与底座对桌面的压强之比 。
20．电水壶是家庭常用热水器之一，下表是某电水壶铭牌上一些参数。将它放在水平桌面上。请解答以下问题：（g取10N/kg）
（1）壶嘴与壶身设计成一样高，应用了 原理；
（2）求装满水时水的重力；( )
（3）求装满水时，水对壶底的压强和压力；( )( )
（4）求装满水时，水壶对水平桌面的压强和压力；( ) ( )
额定电压 220V
额定功率 1000W
最大容积 3L
底面积 400cm2
壶重 0.5kg
装满水时水深度 12cm
六、计算题
21．顶部都敞开的甲、乙长方体容器放置在水平地面上，规格如图所示，在它们底部附近用安有阀门K的轻细软管连接。已知甲容器重10N，阀门K闭合后，往甲容器内注入深度为0.4m的水。（g取10N/kg，ρ水=1×103kg/m3）求：
（1）甲容器底部受到水的压强p水；
（2）此时甲容器对地面的压强p甲；
（3）打开阀门K，待两容器中水静止不动时，求甲容器底部受到水的压强变化量与乙容器底部受到水的压强变化量之比Δp1：Δp2。
22．构建理想模型是一种物理研究方法。如图甲所示，我们可以假想在连通器的底部有一个小“液片”AB，它处于静止状态。
（1）请结合图甲，运用所学的物理知识推导证明：静止在连通器内的同一种液体，各部分直接与大气接触的液面总是相齐平的；
（2）如图乙所示，连通器左右两管粗细相同且足够高，水平细管足够长，中间有一可无摩擦移动的活塞。活塞左侧管中盛酒精（ρ酒精=0.8×10kg/m），活塞右侧管中盛水（ρ水=1.0×10kg/m）刚开始时，活塞被螺栓固定不动，左右两管中的液面齐平。求此时酒精对容器底部产生的压强大小；（g 取10N/kg）
（3）如图乙所示，如果打开螺栓，松开活塞，连通器内的液体会流动，当连通器内的液体重新稳定下来静止时，求右管中面高度的变化量 h大小。（不考虑酒精和水接触时的扩散现象，即二者总体积不变）
参考答案：
1．C
【详解】A．茶壶的壶嘴与壶身底部相通，上端开口，壶嘴和壶身在同一高度，倒满水后，液面相平，利用了连通器，故A不符合题意；
B．下水管成U形，水不流动时，U形管里的水相平，可以防止下水道里的气味散发出来，利用了连通器，故B不符合题意；
C．抽水机抽水，通过活塞上移使活塞下方的桶内气压减小，水在外界大气压的作用下，被压上来，利用的是大气压，没有利用连通器原理，故C符合题意；
D．锅炉水位计上端开口、底部连通，是利用连通器的原理制成的，故D不符合题意。
故选C。
2．C
【分析】打开阀门后，两容器中的液面会相平，A液面下降，B液面上升，根据图中的条件求出两液面的高度，进而根据公式p＝ρgh求出压强之比．
【详解】由图知，若将阀门K打开后，AB构成连通器，水从容器A向容器B流动，在水不流动时，两容器中液面高度是相同的；
已知A、B为完全相同的两个容器，且原来两水面的高度差△h＝7cm+2cm﹣5cm＝4cm，
所以打开阀门后，两容器中的液面会相平，A液面下降2cm，变为hA＝5cm，B液面上升2cm，变为hB＝7cm，
最后A、B两容器底部受到水的压强之比为：====．
故选C．
3．C
【详解】A．锅炉水位计上端开口，底部连通，所以锅炉水位计是连通器，故A不符合题意；
B．游船从上游进入闸室，上游和闸室上端开口，底部连通，所以船闸是连通器，故B不符合题意；
C．抽水机抽水是通过活塞上移或叶轮转动使抽水机内水面上方的气压减小，水在外界大气压的作用下，被压上来，利用的是大气压，没有利用连通器原理，故C符合题意；
D．茶壶身和茶壶嘴上端开口，底部连通，所以茶壶是连通器，故D不符合题意。
故选C。
4．B
【详解】．密度计是利用浮沉条件工作的，与连通器无关，故A不符合题意；
B．茶壶的壶嘴和壶身上端开口，底部连通，是利用连通器的原理来工作的，故B符合题意；
C．拦河大坝上窄下宽，是因为液体的压强随深度的增加而增大，与连通器无关，故C不符合题意；
D．量筒不符合连通器的特点，不属于连通器，故D不符合题意。
故选。
、
5．D
【详解】A．茶壶的壶嘴和壶身下部是相通的，构成了连通器，故A不符合题意；
B．奶牛自动喂水器，饮水口与水箱上端开口，下部连通，是利用连通器的原理制成的，故B不符合题意；
C．连体花瓶上端开口，下部连通，是利用连通器的原理制成的，故C不符合题意；
D．由于液体的压强随深度的增加而增大，河水的深度越深压强越大，为了大坝的坚固，下面必须修的宽一些。与连通器原理无关，故D符合题意。
故选D。
6．D
【详解】上端开口、下端连通的仪器叫连通器。
A．茶壶的壶嘴和壶身下部是相通的，构成了连通器，故A不符合题意；
B．水池下的回水弯管，上端开口、下部连通，是连通器的应用，故B不符合题意；
C．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，故C不符合题意；
D．微小压强计的一端有软管，是封闭的，不是利用连通器原理工作的，故D符合题意。
故选D。
7．B
【分析】连通器是上端开口，底部相连的，液面静止时保持相平的容器．
【详解】吸尘器是利用流体压强与流速的关系制成的；体温计是密闭的用来测温度的仪器，不是连通器；测力计是利用弹簧工作的，故ACD都不符合题意；液位计是两个上端开口，底部相连的容器，构成了一个连通器，故B符合题意，故选B．
8．C
【详解】（1）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，故（1）符合题意；
（2）洗手间下水管成U形，水不流动时，U形管里的水相平，可以防止下水道里的气味散发出来，下水道U形管是利用连通器的原理制成的，故（2）符合题意；
（3）拦河大坝上窄下宽，因为下面受到水的压强大，拦河大坝应用的是液体压强的原理，故（3）不符合题意；
（4）过路涵洞是上面开口，下面连通的，是利用连通器的原理制成的，故（4）符合题意；
由以上分析可得，C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
9．A
【分析】根据连通器定义：上端开口下端连通的容器；连通器里只有一种液体，在液体不流动的情况下，连通器各容器中液面的高度总是相平的。
【详解】A．液位计的结构符合上端开口下端连通的特点，是利用连通器原理工作的，则A符合题意；
B．深潜器的上浮、下潜是通过相互作用力来实现的，与连通器无关，则B不合题意；
C．吸尘器在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强小，从而在周围大气压的作用下将灰尘、纸屑等垃圾“吸”入，是利用流体压强与流速的关系工作的，与连通器无关，则C不合题意；
D．大坝可以提高水位，让水的重力势能增加，即将水的重力势能转化为动能来发电，所以不是连通器，则D不合题意。
10．A
【详解】A、地漏的结构符合上端开口、底部相连通的特点，应用了连通器的原理，符合题意；
B、自制气压计的结构不符合上端开口、底部相连通的特点，不是应用连通器原理工作的，不符合题意；
C、自动给水装置不符合上端开口、底部相连通的特点，不是应用连通器原理工作的，不符合题意；
D、拦河大坝不符合上端开口、底部相连通的特点，不是应用连通器原理工作的，不符合题意．
故选A．
11．ABD
【详解】A．重力的方向是竖直向下的，所以利用重垂线可以确定竖直方向，故A正确；
B．人们走路时利用鞋底与路面间存在相对运动，所以有摩擦力，故B正确；
C．惯性的大小只与物体的质量有关，与速度无关，故C错误；
D．连通器是指上端开口底部连通的容器，连通器的特点是：连通器里的液体不流动时，各容器中的液面高度总是保持相平，故D正确。
故选ABD。
12．ACD
【详解】A．过路涵洞符合上端开口下端连通的特点，属于连通器，故A符合题意；
B．活塞式抽水机是利用大气压来工作的，不是连通器，故B不符合题意；
C．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，故C符合题意；
D．牲畜自动饮水器是利用连通器原理制成的，故D符合题意。
故选ACD。
13．连通器
【详解】茶壶是上端开口，并且壶嘴和壶身彼此连通的，它正好满足连通器的条件，故茶壶是根据连通器原理制成的。
14．连通器
【详解】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．
15．随着水的深度增加压强增大@连通器
【详解】因为水的压强随深度增加而增大，故为了防止大坝被水压冲毁，拦河大坝所以修成“上窄下宽”的形状；三峡大坝的船闸由上下两个阀门组成一个闸室，当上游阀门打开时，闸室与上游通过阀门组成连通器，使闸室内的水位与上游水位相平，故船闸利用了连通器的原理．
16． 连通器 A与B
【详解】[1]船闸工作过程应用了连通器原理，船过船闸时，船闸两边的液面相平。
[2]由图可知，阀门1打开，AB开口，底部相连接，是连通器。
17． 不属于 不漏气 B 同一种液体的压强随深度的增加而增大 一杯盐水 保持橡皮膜的深度与丙图的深度相同，可得液体密度不同，深度相同，液体的压强不同，U形管液面高度差不相等
【详解】（1）[1]图甲是U形管压强计，因一端封闭，故从结构来看不属于连通器。
[2]用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置不漏气。
[3]若在使用压强计前，发现U形管内水面已有高度差，只需要将软管取下，再重新安装，这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的（都等于大气压），当橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面就是相平的，故A不符合题意，B符合题意。
故选B。
（2）[4]乙中两个图为同种液体，橡皮膜的方向相同，深度不同，深度越大，U形管的高度差越大，压强越大，可得出结论：同一种液体的压强随深度的增加而增大。
（3）[5][6]想验证“液体内部压强大小跟液体密度有关”，应保持橡皮膜的深度与丙图的深度相同，改变液体密度，所以可以增加一杯盐水，观察实验现象，可得液体密度不同，深度相同，液体的压强不同，U形管液面高度差不相等，由此可得：液体的压强与液体密度有关。
18． 不属于 B 不变 深度 1000 1.2 液体密度 =
【详解】（1）[1]上端开口，下端连通的容器叫连通器。由于压强计一端开口一端封闭，不符合连通器特点，故压强计不属于连通器。
（2）[2]若在使用压强计前，发现U形管内水面已有高度差，只需要将软管取下，再重新安装，这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的（都等于大气压），当橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面就是相平的。
故选B。
（3）[3]由于液体内部同一深度向各个方向的压强都相等，所以此时压强计液面差保持不变。
（4）[4]比较乙图、丙图，探头在相同液体中的不同深度处，可以发现U形管两侧的液面高度差不相等，说明探头处所受液体的压强不同，由此可得出：同种液体内部，液体压强大小与深度有关。
（5）[5][6]已知图丙中U形管左右两侧水面的高度差为
h丙=10cm=0.1m
则橡皮管内气体的压强与大气压强之差
已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差为
h丁=15cm=0.15m
则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为
根据丙、丁两图可知，探头所处深度相同，压强之比就等于液体密度之比，由于
所以
代入数据可得
（6）[7]图戊可知，橡皮膜凹向液体压强小的一侧，故得出相同深度时，液体密度越大，液体压强越大。
（7）[8]如图己所示，此时橡皮膜变平，在水中和未知液体中的压强相等，根据液体压强公式p=ρgh可得，瓶子内水面到橡皮膜中心处，受到水的压强为
待测液体液面到橡皮膜中心处，受到液体的压强为
由于
即
可得待测液体的密度为
19． 连通器 增大的越来越慢 8N 5∶2
【详解】（1）[1]壶身和壶嘴构成了连通器，使壶身和壶嘴内液面相平。
[2]从茶壶中向如图所示的茶杯中倒水时，水杯下窄上宽，所以水面上升的高度越来越慢，根据p＝ρgh可知杯底受到的水的压强随水面上升的高度增大的趋势是增大的越来越慢。
（2）[3]茶壶底部到最大刻度标记处竖直距离是
h=8cm＝0.08m
茶水对水壶底部的压强
p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m＝800Pa
茶水对水壶底部的压力
F＝pS＝800Pa×100×10﹣4m2＝8N
（3）[4]当壶内茶水到最大刻度线处时，水的质量
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1000×10﹣6m3＝1kg
水的重力
G＝mg＝1kg×10N/kg＝10N
茶壶的重力
G ＝m′g＝1.5kg×10N/kg＝15N
底座的重力
G″＝m″g＝300×10﹣3kg×10N/kg＝3N
水壶对底座的压力等于水的重力与水壶的重力之和，则水壶对底座的压强
底座对桌面的压力等于底座的重力、水的重力与水壶的重力之和，则底座对桌面的压强
则壶内茶水到最大刻度线处时，水壶对底座的压强与底座对桌面的压强之比为
20． 连通器 30N 1200Pa 48N 875Pa 35N
【详解】（1）[1]壶壶嘴与壶身设计成一样高，应用了连通器的原理。
（2）[2]由得装满水时水的质量
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×3×10-3m3＝3kg
水受到的重力
G＝mg＝3kg×10N/kg＝30N
（3）[3]水对壶底的压强
p＝pgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m＝1200Pa
[4]水对壶底的压力
F＝pS＝1.2×103Pa×400×10-4m2＝48N
（4）[5][6]水壶对水平桌面的压力
F′＝G总＝m总g＝（0.5kg+3kg）×10N/kg＝35N
壶底面积为
S＝400cm2＝0.04m2
装满水后桌面受到的压强
21．（1）4×103Pa；（2）5×103Pa；（3）3:1
【详解】解：（1）甲容器中水深为0.4m，甲容器底部受到水的压强为
p水=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa
（2）由甲图可知，容器的底面积为
S=0.1m×0.1m=0.01m2
则水的体积为
V水=Sh=0.01m2×0.4m=0.004m3
水的质量为
m=ρV水=1×103kg/m3×0.004m3=4kg
水的重力为
G=mg=4kg×10N/kg=40N
则甲容器对地的压强为
（3）设容器中水静止不流动时，两容器中水的深度均为h1，由于水的总体积不变，则
S甲h1+S乙h1=V水
即
0.1m×0.1m×h1+0.2m×0.1m×h1=0.1m×0.1m×0.4m
解得，大于了右边乙容器的深度，导致有水从乙容器的管口溢出，所以，当容器中水静止不流动时，两容器中水的深度均为h2=0.1m，则甲容器中水深变化了
Δh=h-h2=0.4cm-0.1cm=0.3cm
甲容器受到水的压强变化量为
乙容器底部受到水的压强变化量为
甲容器底部受到水的压强变化量与乙容器底部受到水的压强变化量之比为
所以甲容器底部受到水的压强变化量与乙容器底部受到水的压强变化量之比为3∶1。
答：（1）甲容器底部受到水的压强为4×103Pa；
（2）此时甲容器对地面的压强5×103Pa；
（3）甲容器底部受到水的压强变化量与乙容器底部受到水的压强变化量之比3∶1。
22．（1）见解析；（2）1440Pa；（3）0.018m
【详解】解：（1）由图所示，设液片AB的面积为S，左、右两管内水深分别为h和h2，由于水不流动，即液片AB左、右两面受到平衡力的作用，这两个力同时作用于液片AB上，由可知左、右两管中的水对液片AB的压强相等，根据液体压强的计算公式p=ρ液gh有
ρ水g h1=ρ水g h2
故有
h1=h2
所以左、右两管水面保持相平。
（2）酒精对容器底部产生的压强大小为
p酒精=ρ酒精gh酒精=0.8×10kg/m×10N/kg×18×0.01m=1440Pa
（3）连通器两侧液面相平时，酒精的密度小于水的密度，由p=ρgh可知，水产生的压强大，所以松开活塞后，酒精的液面升高，水面下降，直到左、右两管中的液体压强相等为止；又因为连通器两边管子粗细相同，且水平细管的体积不计，所以酒精上升的高度等于水下降的高度Δh，且酒精的高度仍然为
18cm=0.18m
左管中水的高度为Δh，右管中水的高度为0.18m-Δh，如图所示：
根据
p左=p右
可得
ρ酒精g×0.18m+ρ水gΔh=ρ水g(0.18m-Δh)
代入数据解得
Δh=0.018m
答：（1）见解析
（2）酒精对容器底部产生的压强大小为1440Pa；
（3）右管中面高度的变化量 h大小为0.018m。
