1. 下列应用实例利用连通器原理工作的是()
A. 托盘天平
B. 三峡船闸
C. 拦河大坝
D. 水银气压计
A. 托盘天平
B. 三峡船闸
C. 拦河大坝
D. 水银气压计
答案
B
解析
【分析】
首先明确连通器的定义:上端开口、底部相互连通的容器,当容器内装有同种液体且液体不流动时,各容器中的液面保持相平。接下来逐个分析选项:
1. 分析选项A:托盘天平的工作原理是杠杆的平衡条件,与连通器原理无关;
2. 分析选项B:三峡船闸的闸室分别与上游和下游底部相连通、上端开口,当船闸工作时,闸室和上下游形成连通器,符合连通器的工作特点,利用了连通器原理;
3. 分析选项C:拦河大坝做成上窄下宽的形状,是利用液体压强随深度的增加而增大的原理,防止大坝被冲毁,与连通器原理无关;
4. 分析选项D:水银气压计是利用大气压的作用使水银柱上升,从而测量气压,其结构不符合连通器的特点,未利用连通器原理。
综上,利用连通器原理工作的是三峡船闸。
【解析】
选项A:托盘天平是根据杠杆平衡原理工作的,并非连通器原理,故A不符合题意;
选项B:三峡船闸的闸室与上游、下游底部相互连通,上端开口,当船闸运行时,闸室和上下游构成连通器,在液体不流动时液面保持相平,船只可以顺利通过,利用了连通器原理,故B符合题意;
选项C:拦河大坝设计为上窄下宽,是因为液体压强随深度的增加而增大,这样的结构能承受更大的底部液体压强,与连通器原理无关,故C不符合题意;
选项D:水银气压计是利用大气压的作用来测量气压大小,其工作原理与连通器无关,故D不符合题意。
【答案】
B
【知识点】
连通器原理;杠杆平衡原理;液体压强特点
【点评】
本题主要考查对不同物理装置工作原理的区分,解题的关键是准确掌握连通器的定义及特点,同时熟悉常见装置的物理原理,避免混淆。
【难度系数】
0.7
首先明确连通器的定义:上端开口、底部相互连通的容器,当容器内装有同种液体且液体不流动时,各容器中的液面保持相平。接下来逐个分析选项:
1. 分析选项A:托盘天平的工作原理是杠杆的平衡条件,与连通器原理无关;
2. 分析选项B:三峡船闸的闸室分别与上游和下游底部相连通、上端开口,当船闸工作时,闸室和上下游形成连通器,符合连通器的工作特点,利用了连通器原理;
3. 分析选项C:拦河大坝做成上窄下宽的形状,是利用液体压强随深度的增加而增大的原理,防止大坝被冲毁,与连通器原理无关;
4. 分析选项D:水银气压计是利用大气压的作用使水银柱上升,从而测量气压,其结构不符合连通器的特点,未利用连通器原理。
综上,利用连通器原理工作的是三峡船闸。
【解析】
选项A:托盘天平是根据杠杆平衡原理工作的,并非连通器原理,故A不符合题意;
选项B:三峡船闸的闸室与上游、下游底部相互连通,上端开口,当船闸运行时,闸室和上下游构成连通器,在液体不流动时液面保持相平,船只可以顺利通过,利用了连通器原理,故B符合题意;
选项C:拦河大坝设计为上窄下宽,是因为液体压强随深度的增加而增大,这样的结构能承受更大的底部液体压强,与连通器原理无关,故C不符合题意;
选项D:水银气压计是利用大气压的作用来测量气压大小,其工作原理与连通器无关,故D不符合题意。
【答案】
B
【知识点】
连通器原理;杠杆平衡原理;液体压强特点
【点评】
本题主要考查对不同物理装置工作原理的区分,解题的关键是准确掌握连通器的定义及特点,同时熟悉常见装置的物理原理,避免混淆。
【难度系数】
0.7
2. 如图所示为三峡大坝的船闸示意图,则下列说法正确的是()

A. 此时上游闸门C已打开
B. 此时闸室与下游是一个连通器
C. 此时闸室的水位正在上升
D. 上游与闸室水面不平,没有构成连通器
A. 此时上游闸门C已打开
B. 此时闸室与下游是一个连通器
C. 此时闸室的水位正在上升
D. 上游与闸室水面不平,没有构成连通器
答案
C
解析
【分析】
首先明确连通器的定义:上端开口、底部相连通的容器,当容器内液体不流动时液面保持相平,液体流动时液面会逐渐趋于相平。接着观察图中阀门与闸门的状态:阀门A打开,阀门B关闭,上游闸门C、下游闸门D均关闭。然后逐个分析选项,判断上游闸门是否打开、闸室与下游是否构成连通器、闸室水位变化情况、上游与闸室是否为连通器,进而得出正确选项。
【解析】
结合连通器原理与图中装置状态,对各选项逐一分析:
1. 选项A:由图可知上游闸门C处于关闭状态,上游船只位于闸门外侧,因此A错误。
2. 选项B:闸室与下游之间的阀门B关闭,二者底部未连通,不满足连通器“底部相连通”的条件,所以闸室与下游不是连通器,B错误。
3. 选项C:阀门A打开后,上游与闸室底部连通、上端均开口,构成连通器,且上游水位高于闸室水位,根据连通器原理,液体将从上游流向闸室,闸室的水位会逐渐上升,C正确。
4. 选项D:上游与闸室通过打开的阀门A实现底部连通,上端都开口,符合连通器的定义,属于连通器,只是此时液体仍在流动,水面尚未相平,因此D错误。
综上,正确答案为C。
【答案】
C
【知识点】
连通器原理
【点评】
本题考查连通器在船闸中的实际应用,需准确理解连通器的定义和工作过程,注意连通器在液体流动时仍属于连通器,只是液面未达到相平状态。
【难度系数】
0.7
首先明确连通器的定义:上端开口、底部相连通的容器,当容器内液体不流动时液面保持相平,液体流动时液面会逐渐趋于相平。接着观察图中阀门与闸门的状态:阀门A打开,阀门B关闭,上游闸门C、下游闸门D均关闭。然后逐个分析选项,判断上游闸门是否打开、闸室与下游是否构成连通器、闸室水位变化情况、上游与闸室是否为连通器,进而得出正确选项。
【解析】
结合连通器原理与图中装置状态,对各选项逐一分析:
1. 选项A:由图可知上游闸门C处于关闭状态,上游船只位于闸门外侧,因此A错误。
2. 选项B:闸室与下游之间的阀门B关闭,二者底部未连通,不满足连通器“底部相连通”的条件,所以闸室与下游不是连通器,B错误。
3. 选项C:阀门A打开后,上游与闸室底部连通、上端均开口,构成连通器,且上游水位高于闸室水位,根据连通器原理,液体将从上游流向闸室,闸室的水位会逐渐上升,C正确。
4. 选项D:上游与闸室通过打开的阀门A实现底部连通,上端都开口,符合连通器的定义,属于连通器,只是此时液体仍在流动,水面尚未相平,因此D错误。
综上,正确答案为C。
【答案】
C
【知识点】
连通器原理
【点评】
本题考查连通器在船闸中的实际应用,需准确理解连通器的定义和工作过程,注意连通器在液体流动时仍属于连通器,只是液面未达到相平状态。
【难度系数】
0.7
3. 三峡船闸是目前世界上最大的双线五级船闸,如图所示是船闸的示意图,船闸是利用原理工作的。从图中可以看出,轮船由下游经过船闸驶往上游。船在下游要进入闸室,应先关闭阀门和闸门C,再打开阀门,当闸室中水位与下游水位时,打开闸门D,船就可以驶入闸室。一艘轮船通过船闸时,船底距离水面2.5 m,此时船底受到水的压强为Pa。(g 取10 N/kg)
答案
连通器
A
B
相平
$2.5×10^{4}$
A
B
相平
$2.5×10^{4}$
解析
【分析】
首先,船闸的工作原理是连通器原理,因为连通器是上端开口、底部相连通的容器,当内部液体不流动时各容器液面保持相平,船闸正是利用这一特点实现船只的升降。
接下来分析轮船从下游进入闸室的操作步骤:要让下游的船进入闸室,需使闸室与下游水位相平。因此应先关闭阀门A(避免上游水流入闸室)和闸门C,再打开阀门B,使下游与闸室底部连通,当闸室水位与下游水位相平时,打开闸门D,船即可驶入闸室。
最后计算船底受到的水的压强,根据液体压强公式$ p=\rho gh $,代入水的密度、g的取值和船底深度,即可算出压强大小。
【解析】
1. 船闸的结构上端开口、底部相连通,符合连通器的特征,因此利用连通器原理工作。
2. 轮船由下游驶往上游,船在下游进入闸室的操作:
先关闭阀门A和闸门C,阻断上游与闸室的通路;
打开阀门B,使下游与闸室构成连通器;
当闸室中水位与下游水位相平时,打开闸门D,船可驶入闸室。
3. 计算船底受到的水的压强:
根据液体压强公式$ p = \rho gh $,已知$ \rho_{水}=1.0×10^{3}kg/m^{3} $,$ g=10N/kg $,$ h=2.5m $,代入得:
$ p = 1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×2.5m = 2.5×10^{4}Pa $
【答案】
连通器;A;B;相平;$ 2.5×10^{4} $
【知识点】
连通器原理;液体压强计算
【点评】
本题考查连通器原理的实际应用和液体压强的计算,属于基础题型。需掌握连通器的特点及液体压强公式的应用,理解船闸的工作流程是解题的关键。
【难度系数】
0.8
首先,船闸的工作原理是连通器原理,因为连通器是上端开口、底部相连通的容器,当内部液体不流动时各容器液面保持相平,船闸正是利用这一特点实现船只的升降。
接下来分析轮船从下游进入闸室的操作步骤:要让下游的船进入闸室,需使闸室与下游水位相平。因此应先关闭阀门A(避免上游水流入闸室)和闸门C,再打开阀门B,使下游与闸室底部连通,当闸室水位与下游水位相平时,打开闸门D,船即可驶入闸室。
最后计算船底受到的水的压强,根据液体压强公式$ p=\rho gh $,代入水的密度、g的取值和船底深度,即可算出压强大小。
【解析】
1. 船闸的结构上端开口、底部相连通,符合连通器的特征,因此利用连通器原理工作。
2. 轮船由下游驶往上游,船在下游进入闸室的操作:
先关闭阀门A和闸门C,阻断上游与闸室的通路;
打开阀门B,使下游与闸室构成连通器;
当闸室中水位与下游水位相平时,打开闸门D,船可驶入闸室。
3. 计算船底受到的水的压强:
根据液体压强公式$ p = \rho gh $,已知$ \rho_{水}=1.0×10^{3}kg/m^{3} $,$ g=10N/kg $,$ h=2.5m $,代入得:
$ p = 1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×2.5m = 2.5×10^{4}Pa $
【答案】
连通器;A;B;相平;$ 2.5×10^{4} $
【知识点】
连通器原理;液体压强计算
【点评】
本题考查连通器原理的实际应用和液体压强的计算,属于基础题型。需掌握连通器的特点及液体压强公式的应用,理解船闸的工作流程是解题的关键。
【难度系数】
0.8
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