9.2.2 连通器-【拓展与培优】2024-2025学年新教材八年级下册物理（人教版2024）

物理 八年级下册 61 第2课时 连通器 1. 关于连通器,以下说法正确的是 ( ) A. 连通器内各容器的液面一定是相平的 B. 连通器里各处的压强是相等的 C. 连通器里盛着相同的液体,在液体不流动时,液面一定相平 D. 连通器内各容器的液体对容器底的压力一定相等 2. 下列实际生活应用中,不是利用连通器原理来工作的是 ( ) A. 锅炉水位计 B. 牲畜饮水槽 C. 压强计U形管 D. 茶壶 3. 如图的装置中,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 (第3题) (第5题) 4. 俗话“大河有水小河满”所反映的物理规律是 ( ) A. 二力平衡条件 B. 连通器原理 C. 万有引力定律 D. 惯性定律 5. 如图所示,公路两侧的甲、乙两条水渠由路面下的倾斜涵洞相连,两渠水面相平。关于涵洞 的水流方向,下列说法中正确的是 ( ) A. 由于水向低处流,涵洞中的水从乙流向甲 B. 由于甲侧涵洞口在水下位置较深,压强较大,涵洞中水从甲流向乙 C. 由于两渠水面相平,涵洞中的水不流动 D. 由于甲侧涵洞口的压强等于乙侧涵洞口的压强,涵洞中的水不流动 物理 八年级下册 62 6. 向如图所示的敞口容器中加水,水在不流动时,能达到的最高位置是 ( ) A. A 容器口 B. B 容器口 C. C 容器口 D. D 点位置 (第6题) (第7题) (第8题) 7. (2024·广 州)某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示,若ρ水 =1× 103 kg/m3,g=10 N/kg,水龙头关闭时,c处所受水的压强为 ( ) A. 3.0×104 Pa B. 9.0×104 Pa C. 1.0×105 Pa D. 1.3×105 Pa 8. (2023·聊城)如图所示,是一种常见的全自动感应水龙头,当手伸到感应范围内时,水龙头 自动出水;当手离开感应范围时,水龙头自动关闭,这是利用 (填“红外线”或“紫外 线”)实现自动控制的。洗手池下方排水管设计了 U形“反水弯”,起到隔绝下水道异味的 作用,其利用了 原理。 9. 如图,“坎儿井”是吐鲁番地区的一种灌溉工程,从山坡上到田地里挖成一连串的井,再把井 底彼此挖通,连成暗沟,将山上熔化的雪水和地下水引来浇灌田地,“坎儿井”从构造上看, 利用了 原理;从运输过程看,减少了暴露在空气中水的面积,从而减慢了水分的 。 (第9题) (第10题) (第11题) 10. 在装修房屋时,工人师傅常用一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端 靠在墙面的不同地方并做出标记,这样做的目的是 ;用到的物 理知识是 。 11. 如图所示的是一款网红饮料杯的广告,从固定吸管可直接吸到杯中饮料,该广告 (填“符合”或“不符合”)科学性,理由是 。 12. 三峡船闸是世界上最大的、共有5级如图所示的闸室。现有一艘轮船从水位是150 m的 上游进入首级闸室,当首级闸室的水位降到130 m 时,轮船就可以进入下一级闸室 了。则: (1)轮船通过首级闸室的过程中,闸室底部受到水的压强减小了多少? (2)当首级闸室的水位降到130 m时,设想一个人将自己的双脚放在闸室底部,水对脚背 物理 八年级下册 63 压力的大小大约相当于多少个人所受的重力。(人的重力取600 N,一只脚背的面积 取130 cm2) 13. 在连通器的两端分别装有盐水和清水,液面相平,如图所示,如果将阀门打开,则 ( ) A. 盐水向右流动 B. 清水向左流动 C. 均不流动 D. 无法判断 (第13题) (第14题) 14. 如图所示的是一种嵌于厨房或卫生间地面的地漏及其结构示意图。下列有关说法中错误 的是 ( ) A. 地漏的存水杯装满水时是连通器 B. 为了防止异味气体进入室内,存水杯中水面必须达到的最低高度是位置2 C. 隔离板的作用是隔离垃圾进入下水管和防止下水道异味气体进入室内 D. 当存水杯装满水时,地面上的水仍能流进下水道 15. 某同学将一两端开口的均匀玻璃管,用质量不计的塑料片附在下端,然后用外力将玻璃管 竖直插在水下25 cm处,保持平衡,如图所示,已知塑料片的横截面积和玻璃管的横截面 积均为10 cm2,且塑料片和玻璃管的厚度不计,g=10 N/kg。 (1)水对塑料片产生的压强和压力; (2)该同学为测量某种液体的密度,先保持玻璃管在水中的位置不变,然后向玻璃缓慢地 倒入该液体,当倒入深度达到20 cm时,发现塑料片刚好下落。那么该液体的密度为 多少? 0.055 m,A 点 水 的 压 强:pA =ρghA =1.0× 103 kg/m3×10 N/kg×0.055 m=550 Pa,故B错 误;水对容器底部的压强:p'=ρgh=1×103 kg/m3× 10 N/kg×10×10-2 m=1000 Pa,故C错误;水底 部的压力:F=p'S=1000 Pa×40×10-4 m2=4 N, 故D正确。 8. 增大 1×108 解析:海水的压强:p= ρ海水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10000 m= 1×108 Pa。 9. = > 解析:甲、乙容器内装有质量不相 等的同种液体,两容器内液体的液面相平,由公式 p=ρ液gh 知容器底部受到液体的压强p1=p2,又 甲、乙的底面积相同,由公式F=pS 可知,甲容器 底面受到液体的压力等于乙容器底面受到液体的 压力,即F1=F2。由图知甲液体的体积大于乙容 器内液体的体积,由公式G=mg=ρVg 知甲容器中 液体重力大于乙容器内液体的重力,则甲容器对桌 面的压力大于乙容器对桌面的压力,由于接触面的 粗糙程度相同,则桌面对甲容器的摩擦力大于桌面 对乙容器的摩擦力,又匀速推动容器,容器受到的 推力与摩擦力平衡,则F3>F4。 10. 6000 3000 100 解析:由图可知,A 点 的深度:h=70 cm-10 cm=60 cm=0.6 m,A 点受 到的液体压强:p=ρ水 gh=1.0×103 kg/m3× 10 N/kg×0.6 m=6000 Pa;容器顶部受到的液体 压强:p'=ρ水 gh'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg× 0.3 m=3000 Pa;如果液面升高5 cm,容器底部增 大的 压 强:Δp=ρ水 gΔh=1.0×103 kg/m3× 10 N/kg×0.05 m=500 Pa,容器底部受到的液体 压力的增加量:ΔF=ΔpS=500 Pa×0.2 m2= 100 N。 【培优提高】 11. A 解析:设冰的重力为G,冰块对容器底 的压力F1=G;冰熔化成水后,质量不变,重力不 变,也为G,水对容器底的压力F2<G,由公式p= F S 知p1>p2。 12. B 解析:由于瓶内、外液面相平,即h煤油= h水,ρ煤油<ρ水,由公式p=ρgh 知p煤油<p水,因此 a、b两个小孔均有水流出。 13. (1)橡胶塞子的重力:G=mg=0.05 kg× 10 N/kg=0.5 N; (2)水对橡胶塞子的压强:p=ρgh=1.0× 103 kg/m3×10 N/kg×20×10-2 m=2000 Pa; 水对橡胶塞子的压力:F=pS=2000 Pa×80× 10-4 m2=16 N; (3)橡胶塞静止,橡胶塞子受到竖直向下的重 力、水对橡胶塞子竖直向下的压力和提起塞子的拉 力,三力平衡,提起塞子拉力:F拉=G+F=0.5 N+ 16 N=16.5 N。 第2课时 连通器 【基础提升】 1. C 解析:连通器中装有同一种液体,且液体 不流动时,液面才一定相平,故A错误;连通器内不 同深度处压强不同,故B错误;各容器的同一水平 面,距液面的深度相等,由公式p=ρgh 知,液体压 强一样,但容器的形状可能不同,由公式F=pS 知 液体对容器底的压力可能不同,故D错误。 2. C 解析:锅炉水位计、牲畜饮水槽、茶壶,都 是两端开口,中间相连通的容器,都是连通器;压强 器的U形管一端和空气连通,另一端和探头连通, 探头是不透气的,利用的不是连通器原理。 3. C 解析:A、B 两管上部开口,下端连通,属 于连通器,连通器无论管子的粗细、形状如何,只要 液体不再流动,两管中液面始终相平。 4. B 解析:大河和小河是连通的,当大河里水 的液面高于小河的液面时,水就会流动,一直到液 面相平。 5. C 解析:由连通器的特点可知,甲、乙两容 器的液面相平,故涵洞内的水不会流动。 6. B 解析:该装置是连通器,在静止时容器内水 面相平,故静止后水能到达的最高位置是B容器口。 7. D 解析:c 处到水面的距离:h=10 m+ 3 m=13 m,c 处所受水的压强:p=ρgh=1× 103 kg/m3×10 N/kg×13 m=1.3×105 Pa。 8. 红外线 连通器 解析:感应窗发出红外 线,照射到手上,发生反射,改变传播方向,重新被 感应窗接收,控制出水情况;洗脸池排水管设计的 U形“反水弯”上部开口、下部连通,属于连通器;U 形“反水弯”内装有水且静止时,两侧水面相平,可 以防止下水道异味窜入室内。 9. 连通器 蒸发 解析:“坎儿井”上端开口, 底部连通,利用了连通器的原理;水在暗沟中流动, 温度低、表面积小、空气流动小,水分蒸发慢。 10. 使两点在同一等高线上 连通器原理 解 析:透明软管的两端开口,底部连通,是连通器,工 人师傅利用连通器原理保证两点在同一等高线上。 11. 不符合 吸管和饮料杯中的液面不相平 解析:饮料杯上端开口、下端连通,是一个连通器, 由连通器的特点可知,连通器里只有一种液体,液 体不流动时,连通器各容器中液面总是相平的,而 图中吸管和饮料杯中的液面不相平,故该广告不符 合科学性。 12. (1)轮船通过首级闸室的过程中,水位下降 的高度:Δh=150 m-130 m=20 m, 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·02· 闸室底部受到水压强的减小量:Δp=ρ水gΔh =1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20 m=2×105 Pa; (2)当首级闸室的水位降到130 m时,水对闸 室底部的压强:p=ρ水 gh=1.0×103 kg/m3× 10 N/kg×130 m=1.3×106 Pa, 水对脚背的压力:F=pS=1.3×106 Pa×2× 130×10-4 m2=3.38×104 N, 水对脚背的压力相当于n个人所受的重力,则 n=3.88×10 4 N 600 N ≈56.3 ,即56人。 【培优提高】 13. A 解析:假设阀门处有一液片,当阀门打 开时,盐水的密度大于清水的密度,则ρ盐水 gh> ρ清水gh,液片受到的向右的压强大于向左的压强, 受到的向右的压力大于向左的压力,则液片向右移 动,即盐水向右流动。 14. B 解析:由地漏的结构图可知,存水杯上 端开口,底部连通,属于连通器,故A正确;当水不 再流动时,水面保持相平,为了防止“异味”进入室 内,水面能到达的最低高度是位置3的高度,故B 错误;由连通器原理可知,隔离板的作用:当存水杯 装满水时,地面上的水可以流进下水管,隔离垃圾 进入下水管和下水道“异味”进入室内,故C正确; 由连通器原理可知,当存水杯装满水时,地面上的 水可以流进下水管,故D正确。 15. (1)水对塑料片产生的压强:p=ρ水gh水= 1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.25 m=2500 Pa, 水对塑料片产生的压力:F水=pS=2500 Pa× 10×10-4 m2=2.5 N; (2)当塑料片刚好下落时,塑料片受到水的压 强和玻璃管内倒入该液体的压强相等,即p水=p液, 则ρ水gh水=ρ液gh液,该液体的密度:ρ液= h水 h液ρ水= 25 cm 20 cm×1.0×10 3 kg/m3=1.25×103 kg/m3。 专题拓展3 固体和液体压强的计算 【基础提升】 1. (1)人和自行车的总重力:G=mg=(50 kg +10 kg)×10 N/kg=600 N; (2)自行车对水平路面的压力等于自行车与人 的总重力,自行车对水平路面的压强:p= F S= G S= 600 N 2×10-3 m2=3×10 5 Pa。 2. (1)桶刚好装满水时,水的体积:V=Sh= 1200 cm2×50 cm=60000 cm3, 水的质量:m=ρV=1 g/cm3×60000 cm3= 60000 g=60 kg; (2)刚好装满水的桶对地面的压力:F=G= m总g=(60 kg+6 kg)×10 N/kg=660 N, 刚好装满水的桶对地面的压强:p= F S = 660 N 1200×10-4 m2=5500 Pa; (3)这一杯水的体积:V0= m0 ρ = 500 g 1 g/cm3 = 500 cm3; 细管中水柱的高度:h0= V0 S管 = 500 cm3 1 cm2 = 500 cm=5 m, 水对 桶 底 增 大 的 压 强:Δp=ρgh0=1× 103 kg/m3×10 N/kg×5 m=5×104 Pa; (4)水对桶底增大的压力:ΔF=ΔpS=5× 104 Pa×1200×10-4 m2=6000 N。 3. (1)该坦克受到的重力:G=mg=50× 103 kg×10 N/kg=5×105 N,该坦克在水平路面上 行驶时,对地面的压力:F=G=5×105 N, 受力面积:S=2S1=2×2000 cm2=4000 cm2= 0.4 m2, 坦克对地面的压强:p= F S = 5×105 N 0.4 m2 = 1.25×106 Pa; (2)该坦克在水平路面上匀速行驶时,受到的 牵引力和阻力是一对平衡力,此时该坦克受到的牵 引力:F'=f=0.05G=0.05×5×105 N=2.5× 104 N; (3)该坦克在深为5 m的河流中潜渡时,坦克 顶部所处的深度:h=h1-h2=5 m-2.5 m= 2.5 m,坦克顶部受到水的压强:p'=ρ水gh=1.0× 103 kg/m3×10 N/kg×2.5 m=2.5×104 Pa, 舱门受到水的压力:F″=p'S2=2.5×104 Pa× 0.7 m2=1.75×104 N。 4. (1)空桶所受到的重力:G桶=m桶g=3 kg× 10 N/kg=30 N; (2)当桶装足够多的水时,水深h=0.2 m,此时 桶底受到水的压强:p=ρ水 gh=1×103 kg/m3× 10 N/kg×0.2 m=2×103 Pa; (3)当桶装足够多的水时,桶底受到水的压力: F=pS=2×103 Pa×0.05 m2=100 N。 5. (1)液体的密度:ρ= p1 gh= 1000 Pa 10 N/kg×0.1 m= 1×103 kg/m3; (2)液 体 对 容 器 底 的 压 力:F1=p1S下 = 1000 Pa×4.0×10-3 m2=4 N; (3)容器对地面的压力:F2=p2S下=1500 Pa× 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·12·