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2.3 大气的压强(3)
一、单选题
1.我们经常看到这样的现象:在无风的天气,汽车在马路上快速驶过以后,马路两边的落叶会随风飘动,如图所示。当汽车向左行驶,马路两边的落叶会沿着A、B、C哪一个方向飘动( )
A.向A方向飘动
B.向B方向飘动
C.向C方向飘动
D.条件不足,无法判断
2.关于气体的流速与压强的关系,据图可知,下列说法中错误的是( )
A.战斗机因机翼上下表面存在压力差使飞机悬停在空中
B.气流偏导器可给车身增大压力而加大车与地面摩擦
C.乘客必须站在安全线以外的地方候车以防危险
D.气流经过化油器窄小的管道时汽油从喷管喷出成雾
3.如图所示,灰鹅在飞行途中突遇强风时,会将身体翻转180°,以脚朝上但头保持不变的怪异姿势飞行。灰鹅转体后( )
A.翅膀下方空气流速大于上方,有助于迅速降低高度
B.翅膀下方空气流速大于上方,有助于迅速提升高度
C.翅膀下方空气流速小于上方,有助于迅速降低高度
D.翅膀下方空气流速小于上方,有助于迅速提升高度
4.足球运动员在某次比赛中,踢出一脚神奇的“香蕉球”,足球从右侧绕过“人墙”射人球门,如图所示。这是因为踢出的足球( )。
A.左侧空气流速慢
B.两侧空气流速相同
C.左侧空气流速快
D.不断改变旋转方向
5.为改善地铁站的通风状况,甲同学设计了抽气管道,利用地面横风实现自动抽气。为提高抽气效果,管道上方遮雨盖的形状应设计成下列图中的( )。
A.B.C.D.
6.兴趣小组用上图装置研究压强与流速的关系,将吹风机对准喇叭管上端管口向下吹风,在三个水平粗细相同的玻璃管右端口处同时释放相同规格的乒乓球,哪个小球最先到达( )
A. A球 B. B球 C. C球 D. 同时到达
7.浙江地区经常会有台风(如图所示),市政府要求居民将简易房的屋顶加固,对于这一要求下列解释正确的是( )
A. 屋顶上方空气的流速大于下方,屋顶被向下压垮
B. 屋顶上方空气的流速大于下方,屋顶被向上掀起
C. 屋顶上方空气的流速小于下方,屋顶被向下压垮
D. 屋顶上方空气的流速小于下方,屋顶被向上掀起
二、填空题
8.打开自来水龙头,使自来水流过如图所示的玻璃管,在A、B、C三处,水的流速较大的是 处,压强较小的是 处。
9.在工厂里常用圆形低压吸盘搬运玻璃。图中E为一圆形吸盘,其直径为0.2米,ABCD为一正方形平板玻璃,边长为1米,重125.6牛,若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并悬空,则吸盘内的气压至少应比外界大气压小 帕。
10.在玻璃瓶里装一些红色的水,取一根两端开口的细玻璃管,让玻璃管穿过橡皮塞插人水中,并从管子上端吹人少量气体,便制成了一个简易的多功能科学实验演示器。当把此装置从山脚带到山顶时,发现玻璃管内液面升高,这说明 ;取一吸管,靠近玻璃管口,通过吸管向右吹气,如图所示,发现玻璃管内液面上升,这说明 ;将瓶内灌满水,塞紧塞子,用力挤压瓶子,发现玻璃管内液面上升,这说明 。
11.小金在汽车行驶的过程中打开天窗,其它车窗关闭,空气通过天窗流动的方向是________(选填“车内→车外”或“车外→车内”),原因是________。为防止车轮打滑,小金想在汽车尾部装上尾翼,其剖面如图乙、丙所示,则尾翼安装方向应是图________所示。
12.随着人民生活水平的提高,轿车已逐渐选人普通百姓家庭。大多数轿车的纵截面类似于飞机机翼的纵截面(俗称“流线型”结构) ,如图所示。
(1)这种形状的轿车高速行驶时,轿车上方的空气流速________下方的空气流速,因为________。
(2)这种形状的轿车高速行驶时,对地面的压力会减小,出现“发飘”现象,具有一定的危险性。请用学过的知识分析其原因:________ 。
三、实验探究题
13.在自主学习探究过程中,某同学利用带拉环的吸盘,固定在墙上的平面镜,水、刻度尺来测量大气压强的大小,具体实验步骤是:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积为10平方厘来;②用弹簧秤测出吸盘自身的重力0.5N;③将吸盘沾水湿润后,压在平面镜上,排进吸盘内空气:④用弹簧秤水平拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧秤示数为95N;⑤记录整理数据;⑥算出大气压的值,分析实验结论。实验装置如图甲。请结合你所学的知识分析。
(1)上述的实验步骤中,哪一步是多余的________(填序号)。
(2)将吸盘沾水润湿的目的是:________。
(3)在实验时,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹冷风,如图乙,则你预计的弹簧秤示教可能会________(“变大“变小"或“不变”)。
(4)若丙装置活塞与注射器筒内壁间的摩擦力为4N,小刚用14N拉力慢慢拉动注射器该注射器有刻度的部分长度为10cm,注射器容积为10毫升,则该地的大气压为________pa.
14.如图所示,当硬币上气体的流速达到一定时,硬币就会“飞”起来。小羽同学很好奇,决定探究“硬币起飞”的条件。
查阅资料:在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流速v与压强p的关系可表示为 ,式中C是一个常数, 表示空气密度。
根据上述关系式可知:
(1).空气流速与压强的关系为流速越 1 (选填“大”或“小”),压强越小;当空气流速 v 为 0 时,常数C表示 2 。
(2).设一个硬币的重力为G,当需要将硬币吹起时,硬币上下表面的受到的压力差至少为 1 。
(3).当在水平桌面上放置一个硬币并沿箭头所示方向吹气,由于气流通过硬币上部,而硬币下面没有气流通过,硬币上下表面就会产生差值为 的压强差,此压强差就是硬币向上的动力。
设硬币的表面积为 S,请写出刚好将硬币吹起时吹气速度 v 的表达式(用 、S、m 或G 表示) 1 。
15.科学课上,王老师利用传感器为同学们做“探究流体压强与流速的关系”的演示实验,装置如图甲所示。
(1)装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起,右端与吹风机的尾部相连,当用吹风机抽气时,在同一时间内,通过每个管子的气体总量相同,则细管内气体流速比粗管内气体流速________。(选填“大”或“小”)
(2)将三个气体压强传感器探头分别插入三节管中,传感器与电脑相连,打开吹风机抽气时,电脑屏幕如图乙所示,已知①②③三条图线分别对应粗细不同的三节管中气体压强随时间变化的情况,由图象可知:平稳流动的气体,流速大处压强________。图线③反映的是装置中________塑料管的气体压强随时间变化的情况。(选填“A”、“B”或“C”);
(3)下列四种情形中,哪几种情形能够运上述的实验规律进行解释( )
A.当房间前后两面窗户都打开时,“过堂风”会把室内侧面摆放的衣柜门吹开
B.将氢气球放手后,它会漂向空中
C.直升飞机能够停在空中一定高度处
D.船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进
四、解答题
16.小茗同学在倒置的漏斗里放了一个乒乓球(如图),用手指托住乒乓球,然后从漏斗尖端向上用力吸气,并将手指移开,看到乒乓球不下落:朝漏斗尖端向下持续用力吹气也能达到类似的实验效果。请分析说明原因。
17. (1)如图甲所示是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图,洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的圆形土堆。生物学家通过很长的时间才弄清其中的奥秘:大鼠洞口的这种设计,是犬鼠为了适应洞内的生活而建立的通风设施。请在图甲中标出洞穴中空气流动的方向。
(2)如图乙所示,乘客候车时必须站在安全线以外,请解释其中的原因。
18.美国东面是大西洋,西面是太平洋,每年都会受到龙卷风的袭击,造成人员伤亡和财产损失。假设某一次龙卷风发生时,室外的气压急剧下降到9×104pa,当时门窗紧闭,室内气压约为1×105pa。
(1)为什么龙卷风发生时,室外的气压会急剧下降?
(2)若水平屋顶的面积为100m2,试计算屋顶内外受到的大气压力差的大小并判断方向。
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2.3 大气的压强(3)
一、单选题
1.我们经常看到这样的现象:在无风的天气,汽车在马路上快速驶过以后,马路两边的落叶会随风飘动,如图所示。当汽车向左行驶,马路两边的落叶会沿着A、B、C哪一个方向飘动( )
A.向A方向飘动
B.向B方向飘动
C.向C方向飘动
D.条件不足,无法判断
【答案】 A
【解析】气体和液体都是流体,流体中流速越大的位置,压强越小。
【解答】列车经过的马路,流速很大,压强小,因此A位置压强最小,落叶会向A方向飘动,A符合题意。
故答案为:A
2.关于气体的流速与压强的关系,据图可知,下列说法中错误的是( )
A.战斗机因机翼上下表面存在压力差使飞机悬停在空中
B.气流偏导器可给车身增大压力而加大车与地面摩擦
C.乘客必须站在安全线以外的地方候车以防危险
D.气流经过化油器窄小的管道时汽油从喷管喷出成雾
【答案】 A
【解析】气体和液体都属于流体,在流体中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大,据此分析解答。
【解答】A、战斗机的机翼呈流线型,是利用气流在机翼上下表面压力差而产生向上的升力,但不能停在空中,A符合题意;
B、气流偏导器相当于倒装的机翼,它的作用是利用流体流速越大的位置压强越小的原理,给小车身较大压力,加大了车与地面的摩擦,B不符合题意;
C、列车经过时,该位置由于空气流速大,而压强小,安全线以外的空气流速小,压强大,容易发生危险,因此乘客必须站在安全线以外的地方候车以防危险,C不符合题意;
D、化油器窄小的管道即细管内气体流速大,压强小,喷管喷出的油流即被高速的空气流冲散,形成大小不等的雾状颗粒,即“雾化”,D不符合题意。
故答案为:A
3.如图所示,灰鹅在飞行途中突遇强风时,会将身体翻转180°,以脚朝上但头保持不变的怪异姿势飞行。灰鹅转体后( )
A.翅膀下方空气流速大于上方,有助于迅速降低高度
B.翅膀下方空气流速大于上方,有助于迅速提升高度
C.翅膀下方空气流速小于上方,有助于迅速降低高度
D.翅膀下方空气流速小于上方,有助于迅速提升高度
【答案】 A
【解析】根据流体压强和流速的关系分析判断。
【解答】当灰鹅转体后,它的翅膀朝下,此时翅膀下方的空气流速大而压强小,上方空气流速小而压强大,于是对它产生向下的压强,有助于迅速降低高度,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
4.足球运动员在某次比赛中,踢出一脚神奇的“香蕉球”,足球从右侧绕过“人墙”射人球门,如图所示。这是因为踢出的足球( )。
A.左侧空气流速慢
B.两侧空气流速相同
C.左侧空气流速快
D.不断改变旋转方向
【答案】 C
【解析】流体流速越大的地方压强越小,这就是流体压强和流速的关系,据此分析判断。
【解答】根据图片可知,足球的运动轨迹不断的向左侧偏转,那么足球左侧的气压肯定小于右侧。根据流体压强和流速的关系可知,足球左侧空气流速更快,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
5.为改善地铁站的通风状况,甲同学设计了抽气管道,利用地面横风实现自动抽气。为提高抽气效果,管道上方遮雨盖的形状应设计成下列图中的( )。
A.B.C.D.
【答案】 B
【解析】根据流体压强和流速的关系分析判断。
【解答】ACD.地铁的左口和右口都是平面,空气流过时速度相同,不会产生压强差,不能实现自动抽气,故A、C、D错误;
B.地铁的左口上方成曲面,右口呈平面,那么空气流过左口时速度大压强小,于是空气会从右口进入,再从左口流出,故B正确。
故选B。
6.兴趣小组用上图装置研究压强与流速的关系,将吹风机对准喇叭管上端管口向下吹风,在三个水平粗细相同的玻璃管右端口处同时释放相同规格的乒乓球,哪个小球最先到达( )
A. A球 B. B球 C. C球 D. 同时到达
【答案】 A
【解析】流体流速越大的位置压强越小,据此分析判断。
【解答】根据图片可知,A管口距离电吹风最近,风速最大,因此空气压强最小,那么周围空气对A管内的乒乓球产生的推力最大,它最先到达,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
7.浙江地区经常会有台风(如图所示),市政府要求居民将简易房的屋顶加固,对于这一要求下列解释正确的是( )
A. 屋顶上方空气的流速大于下方,屋顶被向下压垮
B. 屋顶上方空气的流速大于下方,屋顶被向上掀起
C. 屋顶上方空气的流速小于下方,屋顶被向下压垮
D. 屋顶上方空气的流速小于下方,屋顶被向上掀起
【答案】 B
【解析】本题利用流体压强与流速的关系来分析解答。
【解答】屋顶上凸,在相同时间内,空气经过上方的路程长,速度大;经过下方的路程短,速度小,上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大,因此屋顶被向上掀起,B符合题意。
故答案为:B
二、填空题
8.打开自来水龙头,使自来水流过如图所示的玻璃管,在A、B、C三处,水的流速较大的是 处,压强较小的是 处。
【答案】 B;B
【解析】根据公式p=ρ液gh比较不同位置液体压强的大小,根据流体压强和流速的关系比较不同位置液体压强的大小。
【解答】根据图片可知,B处的液柱高度最小,根据p=ρ液gh可知,B处的水的压强最小。根据流体压强和流速的关系可知,B处的水的流速最大。
9.在工厂里常用圆形低压吸盘搬运玻璃。图中E为一圆形吸盘,其直径为0.2米,ABCD为一正方形平板玻璃,边长为1米,重125.6牛,若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并悬空,则吸盘内的气压至少应比外界大气压小 帕。
【答案】 4000
【解析】吸盘能将该平板玻璃水平吸住并悬空,此时大气压力等于玻璃板的重力,大气压力就等于吸盘内外气压差与圆形吸盘面积的乘积。
【解答】吸盘能将该平板玻璃水平吸住并悬空,此时大气压力等于玻璃板的重力,
∴G=F=PS,
故答案为:4000
10.在玻璃瓶里装一些红色的水,取一根两端开口的细玻璃管,让玻璃管穿过橡皮塞插人水中,并从管子上端吹人少量气体,便制成了一个简易的多功能科学实验演示器。当把此装置从山脚带到山顶时,发现玻璃管内液面升高,这说明 ;取一吸管,靠近玻璃管口,通过吸管向右吹气,如图所示,发现玻璃管内液面上升,这说明 ;将瓶内灌满水,塞紧塞子,用力挤压瓶子,发现玻璃管内液面上升,这说明 。
【答案】 高度越高,大气压越小;流速越大的地方,压强越小;力可以使物体发生形变
【解析】(1)当玻璃管内的液面保持静止时,瓶内封闭气体的压强等于液柱的压强和大气压强之和,即p内=p水+p大气。首先根据液面变化确定液体压强的变化,再确定大气压强的变化即可。
(2)根据液面上升判断吸管口上方气体压强的变化,再总结气体压强和流速的关系;
(3)液面上升,说明玻璃瓶的体积变小了,即玻璃瓶受力发生了形变,据此分析解答。
【解答】(1)把此装置从山脚带到山顶时,发现玻璃管内液面升高,根据p=ρ液gh可知,水柱压强增大了。根据p内=p水+p大气可知,大气压强减小了,这说明:高度越大,大气压越小。
(2)取一吸管,靠近玻璃管口,通过吸管向右吹气,如图所示,发现玻璃管内液面上升,则管口上方的气压减小了,这说明:流速越大的地方,压强越小;
(3)将瓶内灌满水,塞紧塞子,用力挤压瓶子,发现玻璃管内液面上升,这说明力可以使物体发生形变。
11.小金在汽车行驶的过程中打开天窗,其它车窗关闭,空气通过天窗流动的方向是________(选填“车内→车外”或“车外→车内”),原因是________。为防止车轮打滑,小金想在汽车尾部装上尾翼,其剖面如图乙、丙所示,则尾翼安装方向应是图________所示。
【答案】 车内→车外;车外空气的流速大与车内,使车内气压大于车外;丙
【解析】(1)气体流速越大的地方压强越小;空气总是从压强大的地方流向压强小的地方;
(2)曲面上空气流速大,平面上空气流速小,根据实际需要确定尾翼产生压力的方向,进而确定它的安装方式。
【解答】(1)小金在汽车行驶的过程中打开天窗,其它车窗关闭,空气通过天窗流动的方向
是车内→车外,原因是:车外空气的流速大与车内,使车内气压大于车外。
(2)为了防止车轮打滑,需要安装尾翼增大汽车对地面的压力,即空气对尾翼产生向下的压力。因为尾翼曲面上空气流速大压强小,而平面空气流速小压强大,所以此时尾翼的曲面必须朝下安装,故选丙。
12.随着人民生活水平的提高,轿车已逐渐选人普通百姓家庭。大多数轿车的纵截面类似于飞机机翼的纵截面(俗称“流线型”结构) ,如图所示。
(1)这种形状的轿车高速行驶时,轿车上方的空气流速________下方的空气流速,因为________。
(2)这种形状的轿车高速行驶时,对地面的压力会减小,出现“发飘”现象,具有一定的危险性。请用学过的知识分析其原因:________ 。
【答案】 (1)大于;由轿车的流线型表面可知,相同时间内空气从车上方经过的路程较长,因此流速大
(2)在高速行驶中,由于车身上下两面的气流压力不同,下面大、上面小,这种压力差会产生一种上升力。车速越快,压力差越大,上升力也就越大。当轿车时速达到一定的数值时,升力就会克服车重而将车子向上托起,减小了车轮对地面的附着力,使车子“发飘”,造成行驶稳定性变差
【解析】(1)流体流速越大的地方压强越小,这就是流体压强和流速的关系,据此分析解答。
(2)首先根据流体压强和流速的关系分析汽车受到空气压力的方向,然后根据F压=G-F大气分析汽车对地面压力的变化,进而得到车轮附着力的变化即可。
【解答】(1)这种形状的轿车高速行驶时,轿车上方的空气流速大于下方的空气流速,因为:由轿车的流线型表面可知,相同时间内空气从车上方经过的路程较长,因此流速大。
(2)这种形状的轿车高速行驶时,对地面的压力会减小,出现“发飘”现象,具有一定的危险性,其原因:在高速行驶中,由于车身上下两面的气流压力不同,下面大、上面小,这种压力差会产生一种上升力。车速越快,压力差越大,上升力也就越大。当轿车时速达到一定的数值时,升力就会克服车重而将车子向上托起,减小了车轮对地面的附着力,使车子“发飘”,造成行驶稳定性变差。
三、实验探究题
13.在自主学习探究过程中,某同学利用带拉环的吸盘,固定在墙上的平面镜,水、刻度尺来测量大气压强的大小,具体实验步骤是:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积为10平方厘来;②用弹簧秤测出吸盘自身的重力0.5N;③将吸盘沾水湿润后,压在平面镜上,排进吸盘内空气:④用弹簧秤水平拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧秤示数为95N;⑤记录整理数据;⑥算出大气压的值,分析实验结论。实验装置如图甲。请结合你所学的知识分析。
(1)上述的实验步骤中,哪一步是多余的________(填序号)。
(2)将吸盘沾水润湿的目的是:________。
(3)在实验时,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹冷风,如图乙,则你预计的弹簧秤示教可能会________(“变大“变小"或“不变”)。
(4)若丙装置活塞与注射器筒内壁间的摩擦力为4N,小刚用14N拉力慢慢拉动注射器该注射器有刻度的部分长度为10cm,注射器容积为10毫升,则该地的大气压为________pa.
【答案】 (1)②(2)排尽吸盘内空气,防止漏气(3)变小(4)1.0 ×105
【解析】(1)当吸盘刚好被拉开时,它在水平方向上受到的大气压力和测力计的拉力相互平衡,即大气压力等于测力计的示数,再利用压强公式就能计算出大气压强。而吸盘的重力在竖直方向上,与测量无关。
(2)将吸盘内沾水,那么水就占据了吸盘里面的空间。挤压吸盘时,里面的水排出来,边缘上的水还可以起到密封漏气的作用,从而使里面接近真空。
(3)根据流体压强和流速的关系分析。
(4)首先根据F大气=F示数-f计算出大气作用在注射器上的压力,再根据计算出注射器活塞的横截面积,最后根据压强公式计算大气压强。
【解答】(1)吸盘的重力在竖直方向,而测量在水平方向上进行,因此多余的步骤是②;
(2)将吸盘沾水润湿的目的是:排尽吸盘内空气,防止漏气。
(3)在实验时,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹冷风,那么吸盘表面的空气流速加快,而大气压强减小,根据公式F=pS可知,作用在吸盘上的大气压力减小,那么弹簧测力计的示数可能会减小。
(4)作用在吸盘上的大气压力为:F大气=F示数-f=14N-4N=10N;
活塞的横截面积;
该地的大气压强为:。
14.如图所示,当硬币上气体的流速达到一定时,硬币就会“飞”起来。小羽同学很好奇,决定探究“硬币起飞”的条件。
查阅资料:在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流速v与压强p的关系可表示为 ,式中C是一个常数, 表示空气密度。
根据上述关系式可知:
(1).空气流速与压强的关系为流速越 1 (选填“大”或“小”),压强越小;当空气流速 v 为 0 时,常数C表示 2 。
(2).设一个硬币的重力为G,当需要将硬币吹起时,硬币上下表面的受到的压力差至少为 1 。
(3).当在水平桌面上放置一个硬币并沿箭头所示方向吹气,由于气流通过硬币上部,而硬币下面没有气流通过,硬币上下表面就会产生差值为 的压强差,此压强差就是硬币向上的动力。
设硬币的表面积为 S,请写出刚好将硬币吹起时吹气速度 v 的表达式(用 、S、m 或G 表示) 1 。
【答案】 (1)大;该处正常大气压强(2)G(3)v =
【解析】(1)根据空气流速和压强p的关系式分析即可;当空气流速为0时,此时的气压处于正常情况,即等于标准大气压;
(2)根据二力平衡的知识分析压力差和重力的大小关系;
(3)根据压强公式F=pS结合压强差公式进行数学推导即可。
【解答】(1) 可知, 空气流速v越大,那么越大,即压强p越小;当空气流速 v 为 0 时,常数C表示该处的大气压强。
(2)当刚好将硬币吹气时,硬币受到平衡力,即向上的压力差与重力是平衡力,即压力差等于G;
(3)因为F=G,且F=pS,
所以G=pS;因为p= , 所以:G=S;解得: v = 。
15.科学课上,王老师利用传感器为同学们做“探究流体压强与流速的关系”的演示实验,装置如图甲所示。
(1)装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起,右端与吹风机的尾部相连,当用吹风机抽气时,在同一时间内,通过每个管子的气体总量相同,则细管内气体流速比粗管内气体流速________。(选填“大”或“小”)
(2)将三个气体压强传感器探头分别插入三节管中,传感器与电脑相连,打开吹风机抽气时,电脑屏幕如图乙所示,已知①②③三条图线分别对应粗细不同的三节管中气体压强随时间变化的情况,由图象可知:平稳流动的气体,流速大处压强________。图线③反映的是装置中________塑料管的气体压强随时间变化的情况。(选填“A”、“B”或“C”);
(3)下列四种情形中,哪几种情形能够运上述的实验规律进行解释( )
A.当房间前后两面窗户都打开时,“过堂风”会把室内侧面摆放的衣柜门吹开
B.将氢气球放手后,它会漂向空中
C.直升飞机能够停在空中一定高度处
D.船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进
【答案】 (1)大(2)小;C(3)A,D
【解析】(1)根据公式得到: , 当气体总量和时间的比值一定时,横截面积和气体流速成反比,即横截面积越小的,气流速度越大。
(2)根据流体压强和流速的关系解答。根据图乙确定图线③对应的压强大小,然后确定气体流速大小,进而确定横截面积大小即可;
(3)分析各种现象中对应的物理原理即可。
【解答】(1)根据图片可知,细管的横截面积最小,因此气体流速最大,即细管内气体流速比粗管内气体流速大。
(2)由图象可知:平稳流动的气体,流速大处压强小。图像③对应的气体压强最小,那么空气流速最大,管的横截面积最小,因此反映的是装置中C塑料管的气体按要求随时间变化的情况。
(3)A. 当房间前后两面窗户都打开时,“过堂风”会把室内侧面摆放的衣柜门吹开,是因为衣柜门外空气流速大而压强小,故A符合题意;
B.将氢气球放手后,它会漂向空中,是因为它受到的浮力大于重力,故B不合题意;
C.直升飞机能够停在空中一定高度处,是因为它受到的空气的反作用力与重力平衡,故C不合题意;
D.船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进,是因为两船之间水流速度大压强小,容易发生碰撞,故D符合题意。
故选AD。
四、解答题
16.小茗同学在倒置的漏斗里放了一个乒乓球(如图),用手指托住乒乓球,然后从漏斗尖端向上用力吸气,并将手指移开,看到乒乓球不下落:朝漏斗尖端向下持续用力吹气也能达到类似的实验效果。请分析说明原因。
【答案】 吸气时, 管内气体被吸出导致气压减小吹气时, 乒乓球上方空气流速大压强小产生向上的压强差(压力差)
【解析】①流体流速越大的位置压强越小,这就是流体压强和流速的关系;
②无论吹气,还是吸气,注意分析乒乓球上方气压的变化即可。
【解答】吸气时, 管内气体被吸出导致气压减小;吹气时, 乒乓球上方空气流速大压强小,大气对乒乓球产生向上的压强差(压力差),因此乒乓球都不会下落。
17. (1)如图甲所示是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图,洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的圆形土堆。生物学家通过很长的时间才弄清其中的奥秘:大鼠洞口的这种设计,是犬鼠为了适应洞内的生活而建立的通风设施。请在图甲中标出洞穴中空气流动的方向。
(2)如图乙所示,乘客候车时必须站在安全线以外,请解释其中的原因。
【答案】 (1)
(2)运动的火车周围的空气速度大、压强小,乘客靠近运动的火车易发生事故,所以必须站在安全线以外。
【解析】(1)根据流体压强和流速的关系分析空气流动的方向;
(2)首先根据流体压强和流速的关系分析火车周围空气压强的大小变化,然后确定乘客受到大气压力的方向即可。
【解答】(1)根据图甲可知,左边的洞口为平面,右边的洞口为曲面。当空气从两个洞口经过时,左边洞口上方空气流速小,压强大;而右边洞口上方空气流速大,压强小,于是空气从压强大的左口流向压强小的右口,如下图所示:
(2)乘客候车时必须站在安全线以外,其中的原因为:运动的火车周围的空气速度大、压强小,乘客靠近运动的火车易发生事故,所以必须站在安全线以外。
18.美国东面是大西洋,西面是太平洋,每年都会受到龙卷风的袭击,造成人员伤亡和财产损失。假设某一次龙卷风发生时,室外的气压急剧下降到9×104pa,当时门窗紧闭,室内气压约为1×105pa。
(1)为什么龙卷风发生时,室外的气压会急剧下降?
(2)若水平屋顶的面积为100m2,试计算屋顶内外受到的大气压力差的大小并判断方向。
【答案】(1)当龙卷风发生时,室外房顶的空气流速很大,根据“流体流速越大的位置压强越小”的规律可知,室外的气压会急剧下降。
(2)屋顶受到竖直向上的大气压力为:F向上=P内S=1×105Pa×100m2=107N;
屋顶外受到竖直向下的大气压力为:F向下=P外S=0.9×105Pa×100m2=0.9×107N;
则屋顶内外大气压力的差为:△F=F向上-F向下=107N-0.9×107N=106N;
大气压力差的方向是竖直向上的。
【解析】(1)根据流体压强和流速的关系分析;
(2)同一直线上二力的合成:方向相反时用减法,二者的差值就是合力的大小,合力的方向与较大的力的方向一致。
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