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问题: 物理竞赛题

同一容器中装有密度不同且不能混合的三种液体,甲、已、丙条有阀门的细管均与大气相通,如图所示。打开阀门后,管内液面高度正确的是
A:甲管内液面与容器内液面相平
B:甲、已、丙三条管内液面相平
C:甲管液面最低,丙管液面最高
D:甲管液面最高,丙管液面最低

解答:

选C。
因为由二力平衡原理可知,每管开口处左右液体产生的压强相等,
由于丙管在最上面,丙管内会充有上层密度最小的液体,由连通器原理可知,丙管内液面应与容器内液面相平。
乙管在中间,由二力平衡知识可得,在阀门口处压强应相等,乙管内会充有中层密度较大液体,由于容器中上层是密度较小的液体,所以要压强相等(容器内是上面两种液体产生压强之和,管内则是由第二种液体产生的压强),由压强公式可知,管内液面会比容器内液面低。
甲管在最下层,同理,由于甲管内充的全部是密度最大的液体,产生压强应与容器内液体产生压强相等(是三种液体产生的压强之和),所以甲管内液面会最低。