9.4流体压强与流速的关系(课后练习)2021~2022学年初中物理人教版八年级下册
一、选择题(共15题)
1.在抗击新型冠状病毒肺炎的过程中,经常要利用喷雾器来消毒,如图为喷雾器的工作原理示意图,当喷雾器工作时,空气从细管B的右端快速喷出,液体就沿着细管A的管口成雾状喷出,这是因为空气从细管B的右端快速喷出,导致细管A上方的空气( )
A.流速大,压强小 B.流速大,压强大
C.流速小,压强小 D.流速小,压强大
2.下列生活实例与所运用的物理知识的说法错误的是
A.用吸盘挂钩挂衣服,利用了大气压强的作用
B.坐沙发比坐木凳舒服,利用了受力面积相同时减小压力来减小压强的道理
C.水坝的下部比上部建造得宽,是由于水对坝底的压强随深度的增加而增大
D.制造形状上下不对称的机翼,利用了流体压强与流速的关系
3.下列生活中的现象及对应原理描述不正确的是
A.飞机机翼的上表面设计成凸起的形状——增大机翼体积,获得更大的浮力
B.高楼要建在面积更大的地基上——减小高楼对地面的压强
C.三峡船闸——利用连通器原理保证船舶安全通过
D.拦河坝设计成上窄下宽的形状——液体压强随深度的增加而增大
4.2019年6月17日晚20时,我国四川省宜宾市长宁县境内发生6.3级地震,造成13人遇难,199人受伤及巨大财产损失.下列有关地震涉及物理知识的说法中错误的是
A.救灾直升飞机保持一定高度匀速飞行并空投物资过程中机械能不变
B.由于惯性,救援人员必须提前在飞机还未到达目标区域上方时投放物资
C.直升飞机升空时,因螺旋桨高速转动在桨上下表面形成压强差使直升机所受升力大于重力
D.强烈地震引发珠峰雪崩,冰雪、石块飞速涌下过程中重力势能减小,动能增大,机械能减小
5.如图所示的实验现象所揭示的物理原理或规律与对应的技术应用或现象不正确的是
A. B. C. D.
6.生活中许多现象都与我们学过的物理知识有关,下列对物理现象的解释不合理的是( )
A.两个相同的一次性塑料杯叠放在一起,对着杯口水平吹气,塑料杯被吹出,这是因为上杯口流速大,压强大
B.用吸管将饮料吸入口中,是利用了大气压强
C.行驶的汽车急刹车时,乘客会出现向前倾的现象,因为人具有惯性
D.用手指压铅笔尖,手指感到疼痛,说明力的作用是相互的
7.图甲所示是中国科技馆“球吸”展品。不吹风时,两球静止。当风自下而上吹向两球中间时,两球会相互靠拢,出现“球吸”现象。所示实例中,与“球吸”现象原理不相同的是( )
A. 吸盘挂钩被 “吸”在墙上
B. 在两杯口中间吹气,乒乓球向杯口运动
C. 吹风机向下吹风,乒乓球不掉落
D. 在B管一端吹气,水从A管上端喷出
8.中国首款具有国际主流水准的干线客机C919在上海浦东国际机场成功首飞。“晴空一鹤拍云山,便引诗情到碧霄。”国产大型客机C919能够成功腾空而起的秘密在于机翼,如图是飞机机翼的截面图。则飞机在起飞过程中,下列说法正确的是( )
A.机翼上方空气流速比下方大,上方气体压强比下方大
B.机翼上方空气流速比下方大,上方气体压强比下方小
C.机翼上方空气流速比下方小,上方气体压强比下方大
D.机翼上方空气流速比下方小,上方气体压强比下方小
9.建湖高铁站站台上,标有一条安全线。乘客必须站在安全线之外候车,目的是为了避免乘客被吸向列车的事故发生。因为列车进站时车体附近( )
A.空气流速小,压强小 B.空气流速大,压强大
C.空气流速小,压强大 D.空气流速大,压强小
10.如图所示,在两张纸的中间用力向下吹气,纸会向中间靠拢.下列现象具有上述现象所揭示的科学道理的是
A.壁虎紧贴墙壁向上爬行
B.用吸管把饮料吸进嘴里
C.抽水机把水从低处抽往高处
D.大风把茅草屋顶掀翻
11.清晨,薄雾缥缈的白龙湖,湖面水平如镜,水鸟从湖面轻快地掠过,鱼儿在湖中悠闲地游着,岸边的树木与湖中倒影构成了一幅美丽的广元山水画.从物理学角度,下列关于这些场景的形成解释不正确的是( )
A.平静的湖面相当于一个平面镜
B.湖中倒影是由于光的反射形成的实像
C.从岸上看见湖中的游鱼是光发生折射形成的虚像
D.水鸟飞翔时,翅膀上方空气流速大、压强小,从而形成了翅膀的升力
12.如图所示的动车组时速可达250km/h,当动车组高速列车经过时,若人离铁轨太近容易被吸进铁轨,从物理学来分析,这是因为高速行驶的列车与人之间的( )
A.空气流速增大,压强增大 B.空气流速减小,压强减小
C.空气流速减小,压强增大 D.空气流速增大,压强减小
13.在下列现象中,应用了大气压作用的是( )
A.将风筝放上天 B.用针筒注射器把药液注入肌肉
C.钢笔吸墨水 D.火箭喷射高温燃气而升空
14.下列事例说明的道理不正确的是( )
A.沿纸条上方吹气,纸条会向上升起,说明气体在流速大处压强大
B.下端带有橡皮膜的玻璃管在水中越深,膜向上凸起程度越大,说明水静止时,水内部的压强随深度增加而增大
C.钢笔能把墨水吸上来,说明了大气压的存在
D.沙漠中的越野汽车装有非常宽大的轮子,说明增大受力面积可以减小压强,防止轮子陷入泥沙中
15.如图1所示,是某中学生为不使母亲在做饭时因刮风出现烟倒灌而被呛所改造的烟囱,刮风时,烟囱口的气流速度变快,压强变小,烟雾仍能顺利排出.下列各现象中与该设计应用到的物理原理相同的是( )
A. B.
C. D.
二、综合题(共5题)
16.一次探究活动中,小强先在水平桌面上固定两根平行的小棒,接着在小棒上放了间隔一定距离的两个乒乓球,如图所示.然后,他向两个乒乓球中间的间隙用力吹气,则两乒乓球将_____(靠近/远离),出现这种现象的原因是:流体中流速越大的地方,压强越______.
17.如图所示,在火车站或高铁站,人必须站在安全线以外的区域候车.这是因为列车驶过时,安全线内侧的空气流速比安全线外侧的空气流速___________压强____________.如果人站在安全线以内,即使与车辆保持一定的距离,也是非常危险的.
18.阅读下列材料,回答问题;
台风
热带受太阳光照射,气温升高导致空气密度下降,气体上升;当大面积出现这种现象时,就形成了中心低气压区域,中心区域空气上升,四周空气流向中心,便形成破坏力强大的台风;每年夏秋季台风来临时,天气预报中常会出现相关的气象云图(如图所示),同时播报台风中心气压和平均风速等信息;
某校气象兴趣小组同学查阅了前几年几个台风的相关资料,经过整理后列出了如表格;观察分析并结合我们学过的知识回答以下问题:
台风名称 年份 台风中心气压(百帕) 平均风速(米/秒)
海葵 2012 960 40
菲特 2013 945 45
凤凰 2014 990 25
灿鸿 2015 920 58
(1)由表中数据可知,台风的中心气压都 ______标准大气压的值(选填“大于”或“小于”或“等于”),于是产生一个向 ______(选填“内”、“外”)的气压差,使得四周空气流向台风中心;
(2)根据以上信息,关于台风的中心气压与台风平均风速关系,可得到的初步结论是:______;
(3)通过查阅资料了解到,当台风登陆后,台风的强度会有所减弱,由此可以推测其中心气压会 ______;(选填“升高”或“降低”)
(4)台风实质是高速运动的气流,具有巨大的 ______(选填“动能”或“重力势能”),破坏力惊人,对粗大的树干都可以吹断,在把树枝吹弯曲的过程中,利用的是力的哪个作用效果:______。
19.如图所示,质量为1500 kg的小轿车,四个轮胎与地面的总接触面积为0.1 m .问:(g取10 N/kg)
(1)小轿车受到的重力是多少
(2)小轿车静止在水平地面上时,对地面的压强是多少
(3)当小轿车在水平公路上高速行驶时,对地面的压强是否有变化 请简要说明理由.
20.阅读下面的短文:
防控新型冠状病毒肺炎
2020年1月,在湖北武汉发生了由新型冠状病毒引起的肺炎疫情。我国中央政府高度重视,将疫情升级为国家一级响应。为了避免新型冠状病毒肺炎交叉感染,为有效防止和治疗这种通过呼吸道传染的疾病。专家利用负压原理设计了一种病房。这种病房室内的气压比室外的气压低一些,室壁设有专制的抽气孔和进气孔。这样既能保证向室内提供新鲜的空气,还可以利用真空泵将病人呼出的携带有病毒的气体通入特制的电热丝容器内进行高温消毒,杀死新型冠状病毒,避免了进一步的交互传染。
目前,我国通过党中央的正确指导、全国医务工作者艰辛付出、全国各族人民的积极配合,战疫形势向好态势发展,但疫情国际形势依然严峻,疫情尚未解除,还需外防输入,内防反弹。我国各大入境关口都进行严格的进出境人员管理,对出入境人员在进入检票口后要利用红外线测量体温。红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统将目标物体辐射出的红外能量会聚起来,聚焦在光电探测器上,并转变为相应的电信号,再经过电路运算处理电路后,换算转变为被测目标的线性的温度信号值,最后显示输出被测物体的温度。
根据上述资料,请你从物理学的角度回答下列问题:
(1)这种负压病房是如何将新型冠状病毒杀死的_____。
(2)光学系统将目标物体辐射出的红外能量汇聚起来,聚焦在光电探测器上,由此可知,光学系统中用到的光学元件是:_____。
参考答案
1.A
【详解】
当喷雾器工作时,空气从细管B的由端快速喷出,导致细管A上方的空气的流速突然增大,气压突然减小,细管A内液面上方气压小于细管A外液面上方的气压,液体就沿细管A的管口流出,同时受到气流的冲击,形成雾状向右喷出,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
2.B
【详解】
A、用吸盘挂钩挂衣服,利用了大气压强的作用,故A正确;
B、坐沙发比坐木凳舒服,利用了增大受力面积来减小压强的道理,而不是减小压力,故B错误;
C、液体的压强随深度的增加而增大,水坝的下部比上部建造得宽,可承受更大的水的压强,故C正确;
D、制造形状上下不对称的机翼,利用了流体压强与流速的关系,使上方空气流速快,压强小,下方空气流速慢,压强大,从而产生升力,故D正确。
3.A
【详解】
A.飞机机翼设计成上部凸起的形状,即上方的空气流速大,压强小,下方的空气流速小,压强大,故使得机翼获得一个向上的升力,故A错误,符合题意;
B.高楼建在面积更大的地基上,是在高楼对地基的压力一定时,增大受力面积来减小对地基的压强,保护地基,故B正确,不符合题意;
C.船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,船闸是利用连通器原理工作的,故C正确,不符合题意;
D.液体内部压强随深度增加而增大,河水的深度越深、压强越大,则拦河坝下部受到水的压强比上部大,为了使拦河坝能承受更大的水压,所以要把拦河坝设计成下宽上窄的形状,故D正确,不符合题意。
4.A
【详解】
A.在某一高度水平匀速飞行并空投物资,速度和高度是没有发生改变的,但是在空投物资的过程中,飞机的质量在减少;在速度不变时,质量减少,则动能减小;在高度不变时,质量减小,则重力势能减小,所以机械能减小。故A错误;
B.一切物体都有惯性,要保持原来的运动状态,为保证空投物资落到预定区域,救援人员必须提前在飞机还未到达目标区域上方时投放物质。故B正确;
C.直升飞机升空时,因螺旋桨高速转动在桨上下表面形成向上的压强差,使飞机所受升力大于重力,飞机才能起飞。故C正确;
D. 冰雪石块飞速涌下过程中质量不变,高度减小,所以重力势能减小;速度增大,动能增大;但同时部分动能转化为内能,所以机械能减小。故D正确。
5.A
【详解】
解答:A. 上图是磁铁给运动的铁球一个吸引力,改变了铁球的运动方向,体现了力可以改变物体的运动状态.下图是,用力将锯条压弯,体现了力可以改变物体的形状.两者不一致.故A符合题意.B. 上图是运动的小车突然停止运动时,木块与小车接触的部分由于摩擦力的作用停止运动而上面的部分由于惯性仍向前运动,故木块向前倾倒,体现了惯性知识.下图是为了防止汽车紧急刹车时,人由于惯性继续向前运动对人造成伤害,故系好安全带起保护作用.这也是惯性知识.两者一致,故B不合题意.C. 上图是滚摆在上下运动,在其上下运动的过程中,重力势能和动能相互转化;下图是卫星绕着地球在远地点与近地点之间往复运动,在运动过程中,重力势能和动能相互转化.两者一致,故C不合题意.D. 上图是用力向两张纸之间吹气,纸向中间靠拢,体现了流体压强与流速的关系;下图是飞机的机翼形状,飞机的升空就是利用流体压强与流速的关系来实现的.两者一致,故D不合题意.
6.A
【详解】
A.两个相同的一次性塑料杯叠放在一起,对着杯口水平吹气,塑料杯被吹出,这是因为上杯口流速大,压强小,故A符合题意;
B.用吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,吸管内气压减小,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,故B不符合题意;
C.行驶的汽车急刹车时,乘客的下半身会随着车一起停下来,由于惯性,人的上半身要保持原来的运动状态,故会出现向前倾的现象故C不符合题意;
D.用手指压铅笔尖,手指感到疼痛,说明力的作用是相互的,故D不符合题意。
故选A。
7.A
【详解】
A.吸盘挂钩被“吸”在墙上,是因为大气压的存在,与流体压强和流速的关系无关,故A符合题意;
B.在两杯口中间吹气,乒乓球向杯口运动,是因为两杯口中间的空气流速大、压强小,而杯子底部的空气流速小、压强大,乒乓球被向杯口的气压差压向杯口,其原理是流体压强与流速的关系,故B不符合题意;
C.从倒置的漏斗口向下吹风,乒乓球顶部空气流速大、压强小,球下方空气流速小、压强大,在向上压强差的作用下,球掉不下来,其原理是流体压强与流速的关系,故C不符合题意;
D.从B管右端向管内吹气时,A 管上端的空气流速快、 压强小;而A管下端的大气压较大,从而形成了向上的压强差,所以水从A管上端喷出,其原理是流体压强与流速的关系,故D不符合题意。
故选A。
8.B
【解析】等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于机翼上表面弯曲,下表面平直,所以空气通过机翼上表面的流速大,压强较小;通过下表面的流速较小,压强大,所以飞机受到一个向上的升力。故选B.
9.D
【详解】
若乘客站在安全线之内,因列车进站时车体附近空气流动速度大,压强小,乘客外侧的气体压强不变,且乘客外侧受到的气体压强大于乘客内侧受到的气体压强,乘客在较大的压强差作用下很容易被压向列车,发生安全事故,所以乘客必须站在安全线之外候车,故D正确,ABC错误。
故选D。
10.D
【详解】
在两张纸的中间用力向下吹气,两张纸的中间空气流速增大,压强减小,所以纸会向中间靠拢.这是因为流体流速越大的位置压强越小.
A.壁虎脚掌上带有很小吸盘,脚掌压在墙壁上时,将吸盘内的空气挤出,使得吸盘内的气压小于外界大气压,大气压将脚掌压在墙壁上,所以壁虎能紧贴墙壁向上爬行.这是利用了大压强,与题意不符,故A错误.
B.用吸管喝饮料时,口腔和吸管内的气压小于外界大气压,大气压将饮料压入吸管从而进入口腔.这是利用了大气压,与题意不符,故B错误.
C.抽水机抽水时,高处的抽水机和水管内的气压小于外界大气压,大气压将水压入水管进入抽水机,从而将水从低处抽往高处.这是利用了大气压,与题意不符,故C错误.
D.刮大风时,茅草屋顶外的空气流速大,压强小;茅草屋顶内的空气流速小,压强大.茅草屋顶受到内部向上的压强大于外部向下的压强,所以将屋顶掀翻.这是因为流体流速越大压强越小.与题意相符,故D正确.
11.B
【详解】
试题分析:平静的湖面能够反射成像,相当于一个平面镜,故A正确;倒影是平面镜成像,属于光的反射现象,所成的像不是光线实际会聚而成的,是虚像,故B错误;我们看到水中的鱼,不是鱼的实际位置,是由于光的折射所形成的虚像,故C正确;流体的流速越大,压强越小,故翅膀上方空气流速大、压强小,D正确;应选B.
12.D
【详解】
高速行驶的列车带动空气流速大,压强小,故D正确。
故选D。
13.C
【详解】
A.风筝升空,根据的是流体压强与流速的关系,靠空气升力升空,故A不符合题意;
B.注射时,医生用力将针筒内的药水推入病人肌肉中,不是大气压的作用,故B不符合题意;
C.用力挤皮囊,皮囊内的气压小于外界大气压,墨水在外界大气压的作用下,被压入钢笔,所以利用了大气压,故C符合题意;
D.火箭点火后从尾部猛烈喷出燃气,对气体施加了一个向后的作用力,从而使火箭受到了气体对它施加了一个向前的反作用力,这是利用了物体间力的作用是相互的,才使火箭得到向前的动力,故D不符合题意。
故选C。
14.A
【详解】
A.沿纸条上方吹气纸条会向上升起,说明气体在流速大处压强小,在流速小处压强大,A说法不正确;
B.下端带有橡皮膜的玻璃管在水中越深,膜向上凸起程度越大,说明水静止时,水内部的压强随深度增加而增大,B说法正确;
C.钢笔能把墨水吸上来,原因是笔管外气压大于管内气压,大气压将墨水压入笔管内,C说法正确;
D.沙漠中的越野汽车装有非常宽大的轮子,利用了在压力一定的情况下,增大受力面积可以减小压强的特点,D说法正确,
故选A。
15.A
【详解】
用吸管向乒乓球的中间吹起时,由于流速越大的位置压强越小,乒乓球会向中间靠拢.所以选A.
16.靠近 小
【详解】
向两乒乓球中间吹气,会导致乒乓球中间空气流速大,则压强小.而两乒乓球外侧空气流速小,压强大.所以将两乒乓球压向中间靠近.
17.大 小
【详解】
当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢;根据流体压强与流速的关系可知,人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险。
18.小于 内 台风平均风速越大,台风中心气压越小 升高 动能 力可以改变物体的形状
【详解】
(1)一标准大气压约105帕,由表中数据知道,台风的中心气压都小于标准大气压的值,外部气压大,内部气压小,产生了一个向内的压强差。
(2)因为空气是流体,台风形成时,台风中心与外围空气的流速不同,流速越快的位置压强越小,因此,由表中信息可以看出,台风平均风速越大,台风中心气压越小。
(3)结合流体压强与流速的关系可以得出,当台风登陆后,台风的强度会有所减弱,由此可以推测其中心气压会升高。
(4)台风实质是高速运动的气流,具有一定的速度和质量,所以具有巨大的动能。
在把树枝吹弯曲的过程中,利用的是力可以改变物体的形状。
19.(1) 15000 N; (2)150000Pa;(3)见解析所示
【详解】
(1)小轿车受到的重力:G=mg=1500kg×10N/kg=1.5×104N;
(2)小轿车静止在水平地面时,对地面的压力:F=G=1.5×104N;小轿车对地面的压强:p==1. 5×105Pa;
(3) 当小轿车在水平公路上高速行驶时,对地面的压强是会减小.当小轿车在水平公路上高速行使时,由于车的形状上凸下平,车上方空气流速大、压强小,车下方空气流速小、压强大,在压强差的作用下会对车产生向上的力,减小了车对地面的压力,由于受力面积不变,所以车对地面的压强会变小.
答:(1)小轿车受到的重力是1.5×104N;
(2)小轿车静止在水平地面时,对地面的压强是1. 5×105Pa;
(3) 当小轿车在水平公路上高速行驶时,对地面的压强是会减小,理由如上
20.见解析 凸透鏡
【详解】
(1)利用真空泵将病人呼出的携带有病毒的气体通入特制的电热丝容器内进行高温消毒,杀死新型冠状病毒,避免了进一步的交互传染。
(2)凸透镜对光有会聚作用,所以光学系统用的元件是凸透镜。