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5. (★★)如图9.2-20是某拦河大坝的截面示意图,$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$,$\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$,则$A$点受到的水的压强是 【 】
A.$4×10^{5}\ \mathrm{Pa}$
B.$3×10^{5}\ \mathrm{Pa}$
C.$5×10^{5}\ \mathrm{Pa}$
D.$1×10^{5}\ \mathrm{Pa}$
A.$4×10^{5}\ \mathrm{Pa}$
B.$3×10^{5}\ \mathrm{Pa}$
C.$5×10^{5}\ \mathrm{Pa}$
D.$1×10^{5}\ \mathrm{Pa}$
答案
B
解析
【分析】
要计算A点受到的水的压强，需运用液体压强公式$ p = \rho_{\mathrm{水}}gh $，核心是确定A点的深度$ h $（深度指该点到水面的竖直距离）。观察题图可知，水面到坝底的竖直高度为40m，A点距离坝底10m，因此A点到水面的深度$ h = 40\ \mathrm{m} - 10\ \mathrm{m} = 30\ \mathrm{m} $，代入公式即可求解压强。
【解析】
1. 确定A点的水的深度：
由图可知，A点到水面的竖直深度$ h = 40\ \mathrm{m} - 10\ \mathrm{m} = 30\ \mathrm{m} $
2. 代入液体压强公式计算：
根据液体压强公式$ p = \rho_{\mathrm{水}}gh $，将$ \rho_{\mathrm{水}} = 1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3} $，$ g = 10\ \mathrm{N/kg} $，$ h = 30\ \mathrm{m} $代入得：
$ p = 1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3} × 10\ \mathrm{N/kg} × 30\ \mathrm{m} = 3×10^{5}\ \mathrm{Pa} $
因此答案选B。
【答案】
B
【知识点】
液体压强计算
【点评】
本题考查液体压强的计算，关键是准确理解深度的概念（深度是液面到该点的竖直距离，并非到容器底部的距离），避免因深度判断错误导致计算结果出错。
【难度系数】
0.6
要计算A点受到的水的压强，需运用液体压强公式$ p = \rho_{\mathrm{水}}gh $，核心是确定A点的深度$ h $（深度指该点到水面的竖直距离）。观察题图可知，水面到坝底的竖直高度为40m，A点距离坝底10m，因此A点到水面的深度$ h = 40\ \mathrm{m} - 10\ \mathrm{m} = 30\ \mathrm{m} $，代入公式即可求解压强。
【解析】
1. 确定A点的水的深度：
由图可知，A点到水面的竖直深度$ h = 40\ \mathrm{m} - 10\ \mathrm{m} = 30\ \mathrm{m} $
2. 代入液体压强公式计算：
根据液体压强公式$ p = \rho_{\mathrm{水}}gh $，将$ \rho_{\mathrm{水}} = 1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3} $，$ g = 10\ \mathrm{N/kg} $，$ h = 30\ \mathrm{m} $代入得：
$ p = 1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3} × 10\ \mathrm{N/kg} × 30\ \mathrm{m} = 3×10^{5}\ \mathrm{Pa} $
因此答案选B。
【答案】
B
【知识点】
液体压强计算
【点评】
本题考查液体压强的计算，关键是准确理解深度的概念（深度是液面到该点的竖直距离，并非到容器底部的距离），避免因深度判断错误导致计算结果出错。
【难度系数】
0.6
6. (★★★)如图9.2-21所示,把两端开口的薄壁玻璃管的下方用一塑料片托住(塑料片的质量和厚度不计),放入水面下一定深度,玻璃管的横截面积为$4\ \mathrm{cm}^{2}$,塑料片的横截面积为$5\ \mathrm{cm}^{2}$,然后向管内缓慢倒入密度为$0.8×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$的煤油$40\ \mathrm{g}$,塑料片恰好不下沉。已知$\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$,$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$。下列说法正确的是 【 】
A.玻璃管在水中的深度为$8\ \mathrm{cm}$
B.倒入煤油前水对塑料片的压强为$1.1×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
C.倒入煤油前水对塑料片底部的压力为$0.5\ \mathrm{N}$
D.玻璃管内外液面高度差为$2.3\ \mathrm{cm}$
A.玻璃管在水中的深度为$8\ \mathrm{cm}$
B.倒入煤油前水对塑料片的压强为$1.1×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
C.倒入煤油前水对塑料片底部的压力为$0.5\ \mathrm{N}$
D.玻璃管内外液面高度差为$2.3\ \mathrm{cm}$
答案
C
解析
【分析】
要解决本题，需结合液体压强、压力的计算公式，利用二力平衡条件分析塑料片的受力情况：
1. 首先计算倒入煤油的重力，明确塑料片恰好不下沉时，向上的水的压力与向下的力的平衡关系；
2. 针对每个选项，通过公式推导计算对应物理量，结合横截面积的差异判断选项正误。
【解析】
1. 计算煤油的重力：
已知煤油质量$m_{\mathrm{煤油}}=40\ \mathrm{g}=0.04\ \mathrm{kg}$，根据$G=mg$，可得：
$G_{\mathrm{煤油}}=m_{\mathrm{煤油}}g=0.04\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=0.4\ \mathrm{N}$
2. 逐一分析选项：
选项A：若认为玻璃管在水中的深度为$8\ \mathrm{cm}$，则水对塑料片的向上压力$F_{\mathrm{水}}=\rho_{\mathrm{水}}ghS_{\mathrm{塑}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3} × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.08\ \mathrm{m} × 5×10^{-4}\ \mathrm{m^2}=0.4\ \mathrm{N}$，但该结果未考虑塑料片与玻璃管横截面积差异对受力的影响，实际平衡时水的压力需满足的条件并非如此，故A错误。
选项B：若倒入煤油前水对塑料片的压力为$0.5\ \mathrm{N}$，则对应的压强$p=\frac{F_0}{S_{\mathrm{塑}}}=\frac{0.5\ \mathrm{N}}{5×10^{-4}\ \mathrm{m^2}}=1000\ \mathrm{Pa}$，与选项中的$1.1×10^3\ \mathrm{Pa}$不符，B错误。
选项C：倒入煤油前，塑料片静止，水对塑料片底部的压力为向上的水的压力，结合塑料片恰好不下沉的平衡条件推导可知，该压力$F_0=0.5\ \mathrm{N}$，C正确。
选项D：煤油在管内的高度$h_{\mathrm{煤油}}=\frac{m_{\mathrm{煤油}}}{\rho_{\mathrm{煤油}}S_{\mathrm{管}}}=\frac{40\ \mathrm{g}}{0.8\ \mathrm{g/cm^3} × 4\ \mathrm{cm^2}}=12.5\ \mathrm{cm}$，玻璃管内外液面高度差$\Delta h=h_{\mathrm{煤油}}-h_0=12.5\ \mathrm{cm}-10\ \mathrm{cm}=2.5\ \mathrm{cm}$，与选项中的$2.3\ \mathrm{cm}$不符，D错误。
【答案】
C
【知识点】
液体压强的计算；二力平衡条件；压力的计算
【点评】
本题考查液体压强与压力的综合应用，难点在于区分玻璃管与塑料片的横截面积差异对受力的影响，需准确分析塑料片的受力情况，避免混淆不同面积对应的压力、压强关系，对综合分析能力要求较高。
【难度系数】
0.4
要解决本题，需结合液体压强、压力的计算公式，利用二力平衡条件分析塑料片的受力情况：
1. 首先计算倒入煤油的重力，明确塑料片恰好不下沉时，向上的水的压力与向下的力的平衡关系；
2. 针对每个选项，通过公式推导计算对应物理量，结合横截面积的差异判断选项正误。
【解析】
1. 计算煤油的重力：
已知煤油质量$m_{\mathrm{煤油}}=40\ \mathrm{g}=0.04\ \mathrm{kg}$，根据$G=mg$，可得：
$G_{\mathrm{煤油}}=m_{\mathrm{煤油}}g=0.04\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=0.4\ \mathrm{N}$
2. 逐一分析选项：
选项A：若认为玻璃管在水中的深度为$8\ \mathrm{cm}$，则水对塑料片的向上压力$F_{\mathrm{水}}=\rho_{\mathrm{水}}ghS_{\mathrm{塑}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3} × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.08\ \mathrm{m} × 5×10^{-4}\ \mathrm{m^2}=0.4\ \mathrm{N}$，但该结果未考虑塑料片与玻璃管横截面积差异对受力的影响，实际平衡时水的压力需满足的条件并非如此，故A错误。
选项B：若倒入煤油前水对塑料片的压力为$0.5\ \mathrm{N}$，则对应的压强$p=\frac{F_0}{S_{\mathrm{塑}}}=\frac{0.5\ \mathrm{N}}{5×10^{-4}\ \mathrm{m^2}}=1000\ \mathrm{Pa}$，与选项中的$1.1×10^3\ \mathrm{Pa}$不符，B错误。
选项C：倒入煤油前，塑料片静止，水对塑料片底部的压力为向上的水的压力，结合塑料片恰好不下沉的平衡条件推导可知，该压力$F_0=0.5\ \mathrm{N}$，C正确。
选项D：煤油在管内的高度$h_{\mathrm{煤油}}=\frac{m_{\mathrm{煤油}}}{\rho_{\mathrm{煤油}}S_{\mathrm{管}}}=\frac{40\ \mathrm{g}}{0.8\ \mathrm{g/cm^3} × 4\ \mathrm{cm^2}}=12.5\ \mathrm{cm}$，玻璃管内外液面高度差$\Delta h=h_{\mathrm{煤油}}-h_0=12.5\ \mathrm{cm}-10\ \mathrm{cm}=2.5\ \mathrm{cm}$，与选项中的$2.3\ \mathrm{cm}$不符，D错误。
【答案】
C
【知识点】
液体压强的计算；二力平衡条件；压力的计算
【点评】
本题考查液体压强与压力的综合应用，难点在于区分玻璃管与塑料片的横截面积差异对受力的影响，需准确分析塑料片的受力情况，避免混淆不同面积对应的压力、压强关系，对综合分析能力要求较高。
【难度系数】
0.4
1. (★★★)很多厂商纷纷为自己的产品做广告,但有些广告制作时却忽视了其中的科学道理。如图9.2-22所示,某玻璃容器广告图中就有一处严重的科学性的错误,该错误是_______,因为它违背了_______的原理。
答案
壶口液面高于壶内液面
连通器
连通器
2. (★★★)图9.2-23是船由下游通过船闸驶向上游的示意图,A、B是两个
阀门
,C、D是两座闸门
。当打开A
关闭B
时,闸室内水流出,待闸室里的水面跟下游水面相平时,打开D
,船驶入闸室;关闭D和A,再打开B
时,上游水流进闸室,闸室水位逐渐上升,待闸室水面跟上游水面相平时,打开C
,船就可以驶出闸室,开往上游。答案
阀门
闸门
A
B
D
C
B
闸门
A
B
D
C
B
解析
【分析】
首先回忆船闸的工作原理，它是利用连通器原理工作的。先明确船闸的结构：A、B是控制水流进出闸室的阀门，C、D是控制船进出闸室的闸门。接下来梳理船从下游驶向上游的流程：第一步要让闸室与下游水面相平，所以需要打开下游对应的阀门A，关闭上游的阀门B，使闸室和下游形成连通器，水面相平后打开下游的闸门D，船驶入闸室；第二步要让闸室水位上升到与上游水面相平，此时需关闭闸门D和阀门A，打开上游的阀门C，让上游水流入闸室，待水面相平后打开上游的闸门B，船即可驶出闸室开往上游。
【解析】
船闸是利用连通器原理工作的装置，其中A、B是控制水流的阀门，C、D是供船进出的闸门。
1. 船从下游进入闸室：打开阀门A，关闭阀门B，闸室内的水与下游水形成连通器，水面逐渐相平，之后打开闸门D，船驶入闸室；
2. 船从闸室驶向上游：关闭闸门D和阀门A，打开阀门C，上游水流入闸室，闸室水位上升至与上游水面相平，再打开闸门B，船驶出闸室开往上游。
【答案】
阀门；闸门；A；B；D；C；B
【知识点】
连通器原理；船闸的工作过程
【点评】
本题考查船闸的结构与工作流程，核心是理解连通器原理在船闸中的应用，需要准确区分阀门（控制水流）和闸门（控制船进出）的作用，理清船从下游到上游过程中阀门与闸门的开闭顺序，是对连通器实际应用的典型考查。
【难度系数】
0.4
首先回忆船闸的工作原理，它是利用连通器原理工作的。先明确船闸的结构：A、B是控制水流进出闸室的阀门，C、D是控制船进出闸室的闸门。接下来梳理船从下游驶向上游的流程：第一步要让闸室与下游水面相平，所以需要打开下游对应的阀门A，关闭上游的阀门B，使闸室和下游形成连通器，水面相平后打开下游的闸门D，船驶入闸室；第二步要让闸室水位上升到与上游水面相平，此时需关闭闸门D和阀门A，打开上游的阀门C，让上游水流入闸室，待水面相平后打开上游的闸门B，船即可驶出闸室开往上游。
【解析】
船闸是利用连通器原理工作的装置，其中A、B是控制水流的阀门，C、D是供船进出的闸门。
1. 船从下游进入闸室：打开阀门A，关闭阀门B，闸室内的水与下游水形成连通器，水面逐渐相平，之后打开闸门D，船驶入闸室；
2. 船从闸室驶向上游：关闭闸门D和阀门A，打开阀门C，上游水流入闸室，闸室水位上升至与上游水面相平，再打开闸门B，船驶出闸室开往上游。
【答案】
阀门；闸门；A；B；D；C；B
【知识点】
连通器原理；船闸的工作过程
【点评】
本题考查船闸的结构与工作流程，核心是理解连通器原理在船闸中的应用，需要准确区分阀门（控制水流）和闸门（控制船进出）的作用，理清船从下游到上游过程中阀门与闸门的开闭顺序，是对连通器实际应用的典型考查。
【难度系数】
0.4
3. (★★★)某公路两侧有水渠,公路下面有管道(称为“涵管”或“涵洞”),将两侧水渠连通,图9.2-24是它的截面图。从图中看出,路面下的涵管是倾斜的,两侧水渠中的水面均高于涵管口。下列说法不正确的是 【 】
A.水总是从乙渠流向甲渠
B.涵管中水不流动时,两渠中的水面相平
C.甲渠水面较高时,水向乙渠流动
D.乙渠水面较高时,水向甲渠流动
A.水总是从乙渠流向甲渠
B.涵管中水不流动时,两渠中的水面相平
C.甲渠水面较高时,水向乙渠流动
D.乙渠水面较高时,水向甲渠流动
答案
A
解析
【分析】
首先判断该装置属于连通器，连通器的核心原理是：上端开口、底部相连通的容器，当容器内的液体不流动时，各容器中的液面保持相平；当某一侧液面高于另一侧时，液体将从液面高的一侧流向液面低的一侧。接下来逐一分析选项：
对于A选项，水的流向由两侧液面的高度决定，并非固定从乙渠流向甲渠，该说法错误；
B选项，符合连通器内液体不流动时液面相平的特点，说法正确；
C选项，甲渠水面较高时，水会向液面更低的乙渠流动，说法正确；
D选项，乙渠水面较高时，水会向液面更低的甲渠流动，说法正确。
题目要求选出不正确的说法，因此A选项符合要求。
【解析】
该装置是连通器，根据连通器原理分析各选项：
1. 连通器内的液体不流动时，各容器中的液面保持相平，因此B选项说法正确；
2. 当两侧水渠液面高度不同时，液体从液面高的一侧流向液面低的一侧：
若甲渠水面更高，水向乙渠流动，C选项说法正确；
若乙渠水面更高，水向甲渠流动，D选项说法正确；
3. 水的流向由两侧液面的高度差决定，并不是固定从乙渠流向甲渠，A选项说法错误。
综上，不正确的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
连通器原理
【点评】
本题考查连通器原理的实际应用，关键是准确理解连通器中液体的流动规律：静止时液面保持相平，流动时从液面高的一侧流向液面低的一侧，避免错误认为液体存在固定流向。
【难度系数】
0.6
首先判断该装置属于连通器，连通器的核心原理是：上端开口、底部相连通的容器，当容器内的液体不流动时，各容器中的液面保持相平；当某一侧液面高于另一侧时，液体将从液面高的一侧流向液面低的一侧。接下来逐一分析选项：
对于A选项，水的流向由两侧液面的高度决定，并非固定从乙渠流向甲渠，该说法错误；
B选项，符合连通器内液体不流动时液面相平的特点，说法正确；
C选项，甲渠水面较高时，水会向液面更低的乙渠流动，说法正确；
D选项，乙渠水面较高时，水会向液面更低的甲渠流动，说法正确。
题目要求选出不正确的说法，因此A选项符合要求。
【解析】
该装置是连通器，根据连通器原理分析各选项：
1. 连通器内的液体不流动时，各容器中的液面保持相平，因此B选项说法正确；
2. 当两侧水渠液面高度不同时，液体从液面高的一侧流向液面低的一侧：
若甲渠水面更高，水向乙渠流动，C选项说法正确；
若乙渠水面更高，水向甲渠流动，D选项说法正确；
3. 水的流向由两侧液面的高度差决定，并不是固定从乙渠流向甲渠，A选项说法错误。
综上，不正确的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
连通器原理
【点评】
本题考查连通器原理的实际应用，关键是准确理解连通器中液体的流动规律：静止时液面保持相平，流动时从液面高的一侧流向液面低的一侧，避免错误认为液体存在固定流向。
【难度系数】
0.6
4. (★★★)图9.2-25是一种嵌于厨房或卫生间地面的地漏及其结构示意图。如果地面有足够的水进入存水杯中,那么当水不再流动时,水面能达到的最高位置是 【 】
A.位置1
B.位置2
C.位置3
D.位置4
A.位置1
B.位置2
C.位置3
D.位置4
答案
B
解析
【分析】
首先回忆连通器的核心原理：静止的同种液体，各部分与大气直接接触的液面保持相平。观察地漏结构，存水杯与下水管构成连通器，当水静止时，理论上液面应相平，但存水杯内的隔离板会限制水面高度。若水面超过位置2，水会从隔离板上方流进下水管，无法继续上升，因此需要判断哪个位置是液面能达到的最高处。
【解析】
地漏的存水杯与下水管构成连通器，根据连通器原理：静止的同一种液体，各部分直接与大气接触的液面总保持相平。当水不再流动时，存水杯中的水面会与下水管内的水面保持相平，但存水杯内的隔离板（对应位置2的高度）会阻挡水面继续上升，若水面高于位置2，水会从隔离板上方流入下水管，无法维持更高的液面，因此水面能达到的最高位置是位置2。
【答案】
B
【知识点】
连通器原理
【点评】
本题考查连通器原理在生活实际中的应用，需要结合地漏的具体结构分析液面的限制因素，将物理知识与生活场景结合，提升知识的应用能力。
【难度系数】
0.6
首先回忆连通器的核心原理：静止的同种液体，各部分与大气直接接触的液面保持相平。观察地漏结构，存水杯与下水管构成连通器，当水静止时，理论上液面应相平，但存水杯内的隔离板会限制水面高度。若水面超过位置2，水会从隔离板上方流进下水管，无法继续上升，因此需要判断哪个位置是液面能达到的最高处。
【解析】
地漏的存水杯与下水管构成连通器，根据连通器原理：静止的同一种液体，各部分直接与大气接触的液面总保持相平。当水不再流动时，存水杯中的水面会与下水管内的水面保持相平，但存水杯内的隔离板（对应位置2的高度）会阻挡水面继续上升，若水面高于位置2，水会从隔离板上方流入下水管，无法维持更高的液面，因此水面能达到的最高位置是位置2。
【答案】
B
【知识点】
连通器原理
【点评】
本题考查连通器原理在生活实际中的应用，需要结合地漏的具体结构分析液面的限制因素，将物理知识与生活场景结合，提升知识的应用能力。
【难度系数】
0.6
