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第八章　压　强
8.2 科学探究：液体的压强
第2课时　液体压强的应用与计算
课时训练
沪科版 八年级下
知识点1 连通器的原理
1. [学科素养 科学本质]关于连通器，下列说法正确的是（　　）
A.连通器中，若液体不流动，则各部分中的液面一定相平
B.连通器中，各部分中的液面是否相平与容器的形状有关
C.只要底部互相连通的容器都属于连通器
D.连通器中装有同一种液体，在液体不流动时，各部分内在同一水平面的压强均相等
【点拨】
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；连通器中，各部分中的液面是否相平与容器的形状无关，故B错误；上端开口、底部互相连通的容器才属于连通器，故C错误；连通器中装有同一种液体，在液体不流动时液面相平，各部分的同一水平面，距液面的深度均相等，由p＝ρgh知，压强相等，故D正确。
【答案】D
2.如图所示，上端开口、下端连通的U形管 　是　 （填“是”或“不是”）连通器；向此装置内注入一定量的水，待水静止后，两液面高度 　相平　 （填“相平”或“不相平”）。
是　
相平　
知识点2 连通器的应用
3.如图所示，在电热水器的侧面装有一个水位计，电热水器的水位计利用了 　连通器　 的原理。我们从热水器外透明管中看到的水面的位置 　等于　 （填“高于”“低于”或“等于”）热水器中水面的实际位置。
由此可见，连通器内液体静止时，液面
位置与各容器的形状、粗细 　无关　 （填
“有关”或“无关”）。
连通器　
等于　
无关　
（第3题）
【点拨】
水位计和电热水器构成了一个连通器，水不流动时，液面是相平的，液面保持在同一水平面上，因此我们从透明管中看到的水面位置等于热水器中水面的实际位置。
4.如图所示，A、B为两容器，用一带阀门的管子相连，装有同一种液体，液面相平，则a、b两处的压强pa 　＞　 （填“＞”“＜”或“＝”）pb；当打开阀门时，此装置相当于 　连通器　 ，这时左、右两侧液体 　不流动　 （填“流动”或“不流动”）。
＞　
连通器　
不流动　
（第4题）
【点拨】
由题图可知，ha＞hb，且装有同一种液体，由p＝ρgh可知，pa＞pb。当阀门打开时，A和B的上端开口、底部连通，构成了连通器。由于容器中装同一种液体，并且液面相平，因此打开阀门后，液面仍保持相平，故液体不会流动。
知识点3 帕斯卡定律
5.如图所示，下列表示该液压机原理的表达式中错误的是（　D　）
A.＝ B.p1＝p2
C.F1×S2＝F2×S1 D.F1×S1＝F2×S2
（第5题）
D
6.[2023·南京模拟]压强是描述 　压力的作用效果　 的物理量。如图所示，将装有水的密闭容器固定在水平桌面上，容器的左端有一个面积为20 cm2的活塞A，容器的右端有一个面积为50 cm2的活塞B。不计活塞与容器间的摩擦，分别在活塞A、B上施加力F1、F2，若要保持两活塞不发生相对移动，则F1∶F2＝ 　2∶5　 。
压力的作用效果　
2∶5　
（第6题）
【点拨】
根据帕斯卡定律，加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递，即p1＝p2，所以＝，＝＝＝。
7.在如图所示的装置中，不是利用连通器原理工作的是（　　）
A.①② B.②
C.④ D.②④
【点拨】
①牲畜自动饮水机、③洗手盆的下水管在工作时，符合上端开口、底部连通的特点，属于连通器；②拦河大坝上窄下宽，是因为液体压强随深度的增加而增大，不属于连通器；④液压机两端都封闭，是利用帕斯卡定律工作的，与连通器无关。
【答案】D
8.[2023·常德]如图所示，水平桌面上的甲、乙两容器用一细管相连，细管中间有一开关K，先把K关上，在两容器中装入不同质量的水后，甲中水面比乙中水面高，然后将甲上口密封，此装置 　不是　 （填“是”或“不是”）连通器。打开开关K待液面稳定后，
甲中的液面高度 　大于　 （填
“大于”“等于”或“小于”）
乙中的液面高度。
不是　
大于　
【点拨】
开关K打开前，甲中水面比乙中水面高，由p＝ρgh可知，甲中水产生的压强大于乙中水产生的压强，则打开K后，甲中的水将向乙中流动；但由于甲的上口密封，水面下降后，水面上方密封的气体随着体积的增大产生的压强将减小，即小于大气压p0；
当甲、乙两容器中的水不流动时，开关处左、右两边的压强相等，即p甲＝p乙，因为p甲＝p空＋ρ水gh甲，p乙＝p0＋ρ水gh乙，所以p空＋ρ水gh甲＝p0＋ρ水gh乙，因为p空＜p0，所以ρ水gh甲＞ρ水gh乙，可得h甲＞h乙。这说明甲中的水能往乙中流一些，但最终甲的水面一定比乙的高。
9.[2023·德州期中]三峡大坝船闸利用连通器原理让轮船平稳通行，图中船处于平衡状态，则（　A　）
A.图甲、乙中M处的液体压强不相等
B.图甲中的M、N点处的液体压强相等
C.阀门两边的液体不是同一种
D.图甲中阀门打开后，两边液面高度保持不变
（第9题）
【点拨】
甲、乙题图中的液体都是水，M点的深度不同，所受液体压强不相等，故A正确；题图甲中阀门两边的液体都是水，M、N点处的深度不同，由公式p＝ρ水gh可知，M、N点处的液体压强不相等，故B、C错误；题图甲中阀门打开后，阀门两边构成连通器，两边液面高度发生变化，最终相平，故D错误。
【答案】A
10. [日常生活]某实验小组同学用一根长透明塑料管检查教室内两个窗台是否在同一水平面。
（1）塑料管内加入适量水，将管的两端与两个窗台靠近，并使其中一端管内水面与窗台平面 　相平　 。
（2）若两窗台在同一水平面，则 　另一窗台平面与另一 管内水面相平 　 。
相平　
另一窗台平面与另一
端管内水面相平　
（3）若两窗台不在同一水平面，则 　另一窗台平面与另一端管内水面不相 平　 。
（4）若将塑料管一端提高0.1 m，管内水面稳定后，两端管内水面的高度差为 　0　 m。
【点拨】
由于塑料管中装有水，塑料管两端开口、底部相连通，因此当管中的水静止时，管两端的水面一定相平，这利用的是连通器原理。
另一窗台平面与另
一端管内水面不相平　
0　
11.如图所示的是液压机的工作原理图，其设计利用了 　帕斯卡定律　 。活塞A的面积SA＝4 cm2，活塞B的面积SB＝200 cm2，如果用10 N的力作用在活塞A上，活塞B能举起重 　500　 N的物体。
帕斯
卡定律　
500　
（第11题）
【点拨】
由题图可知，因为p＝，p1＝p2，所以＝，则活塞B能举起的物重G＝F'＝＝＝500 N。
12. [科学论证]如图所示，将U形管底C处阀门关闭，再分别灌些水。测出管中A、B两处水面的高度分别是h1和h2，请回答下列问题：
【解】AC段水柱向下的压强p1＝ρgh1＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20×10－2 m＝2×103 Pa，
BC段水柱向下的压强p2＝ρgh2＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10×10－2 m＝1×103 Pa。
（1）若AC与BC两段水柱高度分别是h1＝20 cm和h2＝10 cm，则AC与BC两段水柱向下的压强各是多大？（g取10 N/kg）
（2）在打开阀门的瞬间，想象在C处有一个竖直方向的液片，其面积为S，求出它所受液柱（同种液体）产生压力的合力的表达式，并说明液体最终静止时h1和h2的大小关系。
【解】由p＝可得，液片受到的合力F＝F左－F右＝p1S－p2S＝ρgh1S－ρgh2S＝ρgS（h1－h2），液体最终静止时，C处液片受到的合力为零，即ρgS（h1－h2）＝0，所以h1＝h2。
13. [立德树人 文化自信]在中国科技馆一层“华夏之光”展厅内有一个叫“公道杯”的展品，如图甲所示。 后人又称之为“贪心杯”或“功德杯”，其中蕴含“谦受益，满招损”的做人道理。当公道杯中装入水量较少时，水不会流出来；当装入水量较多时，水会从杯底全部流出。 如图乙所示的是公道杯的简易模型，向杯内倒水，当杯中水位达到 　C　 （填“A”“B”或“C”）
位置时，杯中的水就会从
出水口流出。
C　
【点拨】
由公道杯的简易模型图可知，杯体内部有倒扣的U形吸管，吸管的右端比左端出水口高，右端与杯中水连通，左端穿过杯底与杯外大气相通；当杯中水位低于B点时，水还没有充满吸管，吸管内的水只能停留在倒U形吸管的右端，水不能从出水口排出；当杯中水位达到C位置时，吸管右端充满了水，并且右端偏高、压强大，此时水从出水口流出。

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