三、连通器及其应用
1. 阅读教科书第 76～77 页，回答：连通器是上端、底部相的容器。连通器的特点是：静止在连通器内的液体，各部分中直接与大气相接触的液面总是。
2. 阅读教科书第 77 页，讨论：船从上游驶向下游，当上游船只到达时，打开上游阀门，闸室与构成一个连通器，水从流向，最后闸室水面和上游水面，先打开上游闸门，让船进入闸室，再关闭上游阀门和闸门，打开下游的，闸室和构成连通器，水从流向，最后闸室水面和下游水面，打开下游闸门，船驶入下游。

开口
连通
同一种
保持相平
上游
上游
闸室
相平
阀门
下游
闸室
下游
相平

【分析】
第1题：解题时需结合连通器的定义和特点来思考。首先明确连通器的结构要求，上端需开口，底部要相互连通；其特点针对的是静止的同一种液体，因为只有同一种液体密度均匀，静止时连通器底部压强相等，所以各部分与大气接触的液面才会保持相平。
第2题：船闸是连通器的典型应用，需按照船从上游到下游的流程分析。当上游船到达时，打开上游阀门，闸室与上游构成连通器，水从水位高的上游流向闸室，直到液面相平；之后关闭上游相关设施，打开下游阀门，闸室与下游构成连通器，水从闸室流向下游，待液面相平后船可驶入下游，全程紧扣连通器“液面相平”的特点来梳理填空。
【解析】
1. 依据连通器的定义和特点可知：连通器是上端开口、底部相连通的容器。连通器的特点是：静止在连通器内的同一种液体，各部分中直接与大气相接触的液面总是保持相平。
2. 根据船闸的工作原理：船从上游驶向下游，当上游船只到达时，打开上游阀门，闸室与上游构成一个连通器，水从上游流向闸室，最后闸室水面和上游水面相平，先打开上游闸门，让船进入闸室，再关闭上游阀门和闸门，打开下游的阀门，闸室和下游构成连通器，水从闸室流向下游，最后闸室水面和下游水面相平，打开下游闸门，船驶入下游。
【答案】
1. 开口；连通；同一种；保持相平
2. 上游；上游；闸室；相平；阀门；下游；闸室；下游；相平
【知识点】
连通器的定义；连通器的特点；连通器的应用（船闸）
【点评】
本题属于基础识记类题目，考查连通器的核心概念和实际应用，要求学生掌握连通器的结构、特点，以及船闸利用连通器原理的完整工作流程，帮助学生将理论知识与生活实际应用结合，强化对连通器的理解。
【难度系数】
0.8

1. 连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用，下列实例中不是利用连通器原理的是()


A.过路涵洞
B.拦河大坝
C.洗手间下水管
D.船闸

B

【分析】
要解决这道题，首先需要明确连通器的定义：上端开口、底部相互连通的容器，当容器内的液体不流动时，各容器中的液面保持相平。解题时，我们需要逐个分析每个选项的结构和工作原理，判断是否符合连通器的特点，找出不利用连通器原理的选项。
1. 先回忆连通器的核心特征：上端开口、底部连通；
2. 依次分析每个选项的结构：过路涵洞、洗手间下水管、船闸都具备上端开口、底部连通的特点，属于连通器；而拦河大坝是为了承受更深水的更大压强，做成上窄下宽，它的结构不符合连通器的特征，是利用液体压强随深度增加而增大的原理。
【解析】
A. 过路涵洞：上端开口，底部与河道相连通，符合连通器的结构特点，利用连通器原理工作；
B. 拦河大坝：坝体设计为上窄下宽，是利用液体压强随深度的增加而增大的原理，来承受水对坝体的更大压强，其结构不满足连通器“上端开口、底部连通”的特征，没有利用连通器原理；
C. 洗手间下水管：呈U形，上端开口，底部相互连通，属于连通器，能防止异味通过水管返回室内，利用了连通器原理；
D. 船闸：工作时，上游闸室和上游河道、下游闸室和下游河道分别构成连通器，利用连通器原理实现船只的通航。
综上，不是利用连通器原理的是B选项。
【答案】
B
【知识点】
连通器原理，液体压强特点
【点评】
本题主要考查连通器的识别，需要准确区分连通器原理和液体压强原理的应用场景，同时要熟悉生活中常见的连通器实例，加深对连通器特征的理解。
【难度系数】
0.7

2. 如图所示，三个相同的杯子里盛有水，且乙、丙杯的水面上分别浮着大小不同的木球，甲杯的水面上没有漂浮物体，三个杯子内的水面高度相同，则()


A.甲杯底部受到的压强最大
B.乙杯底部受到的压强最大
C.丙杯底部受到的压强最大
D.甲、乙、丙三个杯子底部受到的压强一样大

D

【分析】
要判断三个杯子底部受到的压强大小，需根据液体压强的影响因素分析：液体压强的计算公式为$ p=\rho gh $，其大小只与液体的密度$ \rho $和液体的深度$ h $有关。首先观察题目条件，三个杯子中的液体都是水，因此液体密度$ \rho $相同；且题目明确说明三个杯子内的水面高度相同，即液体深度$ h $相同。虽然乙、丙杯中有浮球，但根据阿基米德原理，浮球排开水的重力等于浮球自身重力，最终三个杯子的水面高度一致，深度$ h $不受浮球影响，因此只需代入公式比较$ \rho $和$ h $即可得出结论。
【解析】
根据液体压强公式$ p=\rho gh $：
1. 三个杯子中的液体均为水，液体密度$ \rho_{\mathrm{水}} $相同；
2. 题目明确三个杯子内的水面高度相同，即液体深度$ h $相同；
3. 将$ \rho $和$ h $代入公式可得：$ p_{\mathrm{甲}}=p_{\mathrm{乙}}=p_{\mathrm{丙}} $，即三个杯子底部受到的压强一样大。
【答案】
D
【知识点】
液体压强的计算
【点评】
本题主要考查液体压强的影响因素，容易因乙、丙杯中的浮球产生干扰，解题的关键是抓住液体压强只与液体密度和深度有关，只要这两个量相同，压强就相等，无需考虑水面上的漂浮物体。
【难度系数】
0.8

3. 如图所示是研究液体内部压强与深度的关系的实验，当橡皮膜盒浸入水中的深度增加时，液体压强计 U 形管中液面的变化情况是()


A.左、右侧液面均升高，液面的高度差减小
B.左侧液面降低，右侧液面升高，液面的高度差变大
C.左、右侧液面均降低，液面的高度差不变
D.左侧液面升高、右侧液面降低，液面的高度差变小

B

【分析】
要解决这道题，可按以下思路思考：
1. 回忆液体内部压强的核心特点：液体内部的压强随深度的增加而增大。
2. 结合压强计的工作原理分析：压强计通过U形管液面的高度差反映橡皮膜受到的液体压强大小，压强越大，液面高度差越大。
3. 推理液面变化：当橡皮膜盒浸入水中的深度增加，受到的液体压强变大，会将U形管左侧的液体压向右侧，因此左侧液面降低，右侧液面升高，且液面高度差随压强增大而变大，进而判断正确选项。
【解析】
根据液体内部压强的规律：液体内部的压强随深度的增加而增大。
当橡皮膜盒浸入水中的深度增加时，橡皮膜受到的液体压强变大，压强计U形管左侧的液体受到更大的压力，被压向右侧，因此左侧液面降低，右侧液面升高，两侧液面的高度差变大，符合该变化的是选项B。
【答案】
B
【知识点】
液体内部压强的特点
【点评】
本题考查液体内部压强与深度的关系，需结合压强计的工作原理分析液面变化，属于基础知识点的应用，帮助学生巩固对液体压强规律的理解。
【难度系数】
0.8

4. 通过学习，同学们知道了液体压强的特点。在此基础上，老师提出了这样的问题：有两个杯子，分别盛有纯水和盐水，但没有标签，你能否用液体压强计将它们区别开？
(1) 当液体压强计的橡皮膜盒在空气中时，U 形管两边的液面应当相平，而小明却观察到如图甲所示的情景，调节的方法是()
A. 将此时右管中高出的液体倒出
B. 取下软管重新安装

(2) 小明再做如图乙所示的检查。当用手指按压(不论是轻压还是重压)橡皮膜时，发现 U 形管两边液柱的高度几乎不变化，出现这种情况的原因是什么？
(3) 液体压强计调节正常后，小明将橡皮膜盒先后浸入两杯液体中，如图丙、丁所示。他发现图丁中 U 形管两边的液柱高度差较大，于是认为图丁杯子中盛的是盐水。小明的结论是否可靠？请说明理由。

B
橡皮膜或软管某处漏气
不可靠，因为没有控制橡皮膜盒在两种液体中的深度相同，无法仅通过U形管液面高度差判断液体种类

【分析】
1. 对于第(1)问：当压强计的橡皮膜盒在空气中时，U形管两边液面应相平，若不相平，本质是软管内气压与外界大气压不相等。倒出右管液体无法从根本上解决气压不等的问题，只有取下软管重新安装，让U形管两侧都与大气压相通，液面才会自动相平，因此应选B选项。
2. 对于第(2)问：按压橡皮膜时U形管液柱高度几乎不变，说明橡皮膜受到的压强无法通过软管内气体传递到U形管，原因是装置存在漏气问题，气体从漏气处溢出，无法形成有效气压差。
3. 对于第(3)问：液体压强与液体密度、深度都有关，要判断液体密度大小，需用控制变量法控制橡皮膜盒的深度相同。小明的实验中丙、丁图橡皮膜盒深度不同，因此无法仅通过液面高度差判断液体种类，结论不可靠。
【解析】
(1) 当橡皮膜盒在空气中时，U形管两侧液面不相平是因为软管内气压与外界大气压有差异：
选项A：倒出右管液体，无法改变软管内的气压，液面仍会再次出现高度差，不能解决问题；
选项B：取下软管重新安装，可使U形管两侧都与大气压相通，液面会自动相平，符合要求，故选B。
(2) 按压橡皮膜时U形管液柱高度几乎不变，说明压强计气密性不佳，橡皮膜或软管某处漏气，导致按压时气体从漏气处跑出，U形管两侧无法形成有效气压差。
(3) 液体压强的大小由液体密度和深度共同决定，要比较液体密度，需控制橡皮膜盒在液体中的深度相同（控制变量法）。小明的实验中，丙、丁两图橡皮膜盒的浸入深度不同，因此不能仅根据U形管液面高度差判断丁杯是盐水，结论不可靠。
【答案】
(1) $\boldsymbol{B}$
(2) 橡皮膜或软管某处漏气
(3) 不可靠，因为没有控制橡皮膜盒在两种液体中的深度相同，无法仅通过U形管液面高度差判断液体种类
【知识点】
液体压强的影响因素；压强计的使用；控制变量法
【点评】
本题围绕液体压强计的使用和液体压强规律展开，既考查了压强计的调试、故障分析，又强调了控制变量法在实验结论推导中的必要性，需要学生理解压强计的工作原理，同时熟练掌握控制变量法的应用。
【难度系数】
0.6