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专题17 连通器应用
【核心考点讲解】
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= gh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ρ器各容器中液面相平。
【必刷题型精练】
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= 液gh可知因此U形管
1
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究! ρ
学科网(北京)股份有限公司底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
水
>
煤油
,由P= gh可得,阀门下方水的压强大于
煤油的压强; ρ ρ ρ
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
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学科网(北京)股份有限公司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,h =0.8m,B槽装酒精,h =0.9m,弯管内,靠近A槽端内为水,靠近B槽端内为酒精
1 2
(酒精密度
酒
=0.8×103kg/m3,g取9.8N/kg)。当阀门S打开后,液体将( )
ρ
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 =p
0
﹣ 水gh
1
=p
0
﹣1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.8m=p
0
﹣7840Pa;
阀门S右侧ρ受到的压强:
p右 =p
0
﹣ 酒精gh
2
=p
0
﹣0.8×103kg/m3×9.8N/kg×0.9m=p
0
﹣7056Pa;
由以上分析ρ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S
A
:S
B
=3:2.现将质量相等,密度之比为
甲
:
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( ) ρ ρ
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
甲
:
乙
=1:2,所以体积之比为: = = 。
ρ ρ
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学科网(北京)股份有限公司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。
6.(2021•北京模拟)如图所示,连通器装入水,在左边放一木球浮在水面上,当放入木球后,下列分析正确的
是( )
A.左右两边水面一样高 B.左边水面高于右边水面
C.左边水面低于右边水面 D.以上分析都不对
解:在左边的容器中放一木球时,将排开一定体积的水,由于该容器仍然是连通器,因此连通器两边水位都升
高,并且当水静止时,左右两边的水面一样高。
答案:A。
7.(2020•烟台模拟)如图所示,甲、乙两容器间有一斜管相通,中间有阀门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,所以从乙流到甲
解:根据连通器的特点可知,图示中的容器装的都是水,并且两容器中水面相平,故打开阀门后,水不会流动。
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学科网(北京)股份有限公司答案:C。
8.(2021•柳州模拟)如图是两边管子粗细相同、足够高的连通器,其水平细管足够长,中间有一个可无摩擦移
动的活塞。刚开始活塞固定不动,两管液面相平,左管液体是酒精(
酒精
=0.8×103kg/m3),右管液体是水(
水 =1.0×103kg/m3)。现松开活塞,重新稳定后( ) ρ ρ
A.右边液面下降1cm
B.右边液面下降2cm
C.右边液面比左边液面低1cm
D.左右液面一样高
解:
由图可知,连通器两边的液体高度都为9cm,根据连通器的特点可知,在连通器内装入不同液体,当液体静止
时,连通器两侧液体对活塞的压强相等,
因为酒精的密度小于水的密度,所以松开活塞后,酒精的液面升高,水面下降,因为连通器两边管子粗细相同,
所以酒精上升的高度等于水下降的高度h,
因为左、右两管中的液体对活塞的压强相等,即p酒精 =p水 ;
所以根据液体压强的计算公式p= 液gh,可得:
酒精g(9cm+h)= 水g(9cm﹣hρ);解得:h=1cm,所以右边液面下降1cm,左边上升1cm,故A正确。
ρ答案:A。 ρ
9.(2021•上海模拟)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( )
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学科网(北京)股份有限公司A.3:7 B.2:3 C.5:7 D.1:1
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h =5cm,B液面上升2cm,变为h =7cm,
A B
最后A、B两容器底部受到水的压强之比为:
= = = = 。
答案:C。
10.(2021•大庆模拟)如图所示,两端开口的U形玻璃管竖直放置,底部带有一个阀门K,右管横截面积是左管
的两倍,当阀门K关闭时,左、右管中水面的高度分别为h和2h,现将阀门K打开,液面稳定时,左管水面上
升的距离是( )
A. h B. h C. h D.h
解:当打开开关K时,左右容器构成一个连通器;由于连通器内水面静止时,水面相平,因此右边水面将下降,
左面水面将升高,
由于水的总体积不变,设左管横截面积为S,则右管横截面积为2S,
竖管中水的总体积V=Sh+2S•2h=5Sh,
因为右管横截面积是左管的两倍,则液面相平时,右管中水的体积是左管中水的体积的2倍,
即左管水的体积为V左 = ×5Sh= ,右管水的体积为V右 = ×5Sh= ,
左管水的体积的增大量为 ﹣Sh= Sh,
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学科网(北京)股份有限公司即左管水面上升的距离是 h。
答案:C。
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学科网(北京)股份有限公司8
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