第九章 第4节 流体压强与流速的关系同步提升测试卷 2021-2022学年人教版物理 八年级下册(Word版有答案)

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名称 第九章 第4节 流体压强与流速的关系同步提升测试卷 2021-2022学年人教版物理 八年级下册(Word版有答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2022-03-14 13:49:52

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人教版 八年级下册物理 第九章 第4节
流体压强与流速的关系 同步培优测试卷
(2、4、7、11、12、14、15、16、17、18、19、20
含辅导解析)
一、选择题
1.下列实验不能用压强与流速的关系来解释的是( )
A.覆杯实验水不会流出
B.向两个杯子中间吹气球移到杯口中间
C.往漏斗吹气乒乓球不下落
D.往下吹气两张纸合拢
2.某兴趣小组利用生活中常见的物品做了一个非常有趣的实验,将吹风机对准三个相同的水平通道左端口向下吹风,在通道右端口处同时放置相同规格的乒乓球,某时刻乒乓球处于 如图所示的位置。下列说法合理的是(  )
A.此实验原理与高压锅工作原理相同
B.三个通道的左端口处,c 处压强最小
C.增大吹风机的风速,乒乓球向左移动更明显
D.若通道变宽,乒乓球向左移动更明显。
3.如图所示,小汽车受到的重力为G,它在平直的高速公路上以90km/h的速度行驶时,受到地面的支持力为F。若考虑周围空气对它的影响,则下列关于G和F的大小关系正确的是 ( )
A.G>F B.G=F C.G4.如图是楼房顶上常见的导气管,它的作用是将住户洗手间下水道中的污浊气体排出,下列关于导气管的描述最合理的是( )
A.只能将密度小于空气的污浊气体导出
B.该导气管在有风的天气里排气效果会变差
C.管口上下表面做成半球形的突起是为了减小空气流速
D.导气管利用气压与流速的关系,将污浊气体导出
5.某科技小组想改装轮船设计成一驾“水下飞机”,在密封的轮船两侧加装一对上下表面弯曲程度可调的“机翼”,“水下飞机”可以通过调节“机翼”上下表面的弯曲程度来实现上浮、下潜和停留在深水中,下列四幅“水下飞机”的截面图表示它下潜时情况的是(  )
A. B.
C. D.
6.澳大利亚库伯佩地是一座位于沙漠中的地下小镇,小镇房屋建于地下,所有的房间都有垂直井进行通风。若地面的风向水平向右,则下列表示垂直井中风向正确的是( )
A. B.
C. D.
7.小科采用“向漏斗口吹气,观察乒乓球状态”的方法来探究流速对流体压强的影响。以下方案不合理的是( )
A.竖直向上吹气
B.水平向右吹气
C.竖直向下吹气
D.斜向下吹气
8.有些轿车的尾部安装了导流板,如图所示。它的作用主要是在轿车高速行驶时,增加对地面的压力,提高车轮的抓地性能。则导流板横截面的形状是( )。
A. B.
C. D.
9.如图,水平桌面上并排靠近放置两个相同的小木块,当用细管沿水平方向对着木块间的狭缝中间快速吹气时( )
A.两木块受到的摩擦力大小不等,左边木块受到向右摩擦力,右边木块受到向左摩擦力
B.两木块受到的摩擦力大小相等,左边木块受到向右摩擦力,右边木块受到向左摩擦力
C.两木块受到的摩擦力大小不等,左边木块受到向左摩擦力,右边木块受到向右摩擦力
D.两木块受到的摩擦力大小相等,左边木块受到向左摩擦力,右边木块受到向右摩擦力
10.小辉在晚会上表演了一个节目,如图所示。他一只手握住胶管的中部,保持下半部分不动,另一只手抓住管的上半部,使其在空中快速转动,这时下管口附近的碎纸屑被吸进管中,并“天女散花”般地从上管口飞了出来。产生这一现象的原因是由于(  )。
A.下管口空气流速大,导致下管口的压强大于上管口的压强
B.下管口空气流速大,导致下管口的压强小于上管口的压强
C.上管口空气流速大,导致上管口的压强大于下管口的压强
D.上管口空气流速大,导致上管口的压强小于下管口的压强
11.老师在实验室做“流体压强与流速关系”的演示实验:图甲所示的是由粗细不同的三节塑料管A、B、C连接而成的装置,三节管中分别接有三个相同传感器的探头,传感器与电脑相连。老师将抽气机与C管右端相连后开始抽气,电脑绘制出的三节管中的气体压强随时间变化的p-t图像如图乙所示。则下列描述正确的是(  )
A.抽气过程中,三节管中的气体流速相同
B.实验室的大气压为101.0kPa
C.0-4s,A管中的气体压强变化最大
D.图像③是C管中的气体压强随时间变化的图像
12.如图,装着红墨水粗细均匀的U型玻璃管伸出两个管口,两个管口非常接近表面粗糙、正在逆时针较快旋转的圆球直径的两端,并且距离圆球表面等距离.在圆球的正上方有一股较为强劲的风均匀竖直往下吹,等U型玻璃管中红墨水液面稳定后,关于U型玻璃管中红墨水液面高低情况描述正确的是( )
A.左边比右边高
B.左边比右边低
C.两边等高
D.高低无法确定
二、填空题
13.小明学习《天气与气候》内容后,将使用过的饮料瓶改造成实验工具。将一大饮料瓶去掉瓶底,并在瓶身一侧开一小口,在小口处插入另一个小饮料瓶的瓶口部分,如下图。在瓶身内部放入一支点燃的蜡烛,小瓶瓶口附近放一支点燃的线香。利用该装置可以模拟风的形成。图中C点箭头表示线香烟雾的飘动方向,其中正确的是___________(选填“1”、“2”或“3”),并说明判断该方向的理由___________。
14.乒乓球前进过程中由于不同的旋转方向会沿不同的径迹运动.运动员用三种不同的击球方法把乒乓球击出,分别是上旋球(图中沿逆时针方向旋转)的、下旋球(图中沿顺时针方向旋转)的、不转球的,请判断,图中1、2、3三条径迹属于上旋球(图中沿逆时针方向旋转)的是______________________。
15.2018年2月11日,平昌冬奥会冰壶附加赛在中国和挪威之间展开。如图甲为我国冰壶运动员比赛场景,运动员推动投掷壶从出发点A运动至投掷线B点,之后投掷壶被推出,在冰道上沿着弧线BCD路径到达D点并撞击目标壶,两只冰壶偏离不同方向离开冰道。
(1)两只冰壶相撞后偏离不同方向,说明力的作用效果之一是_________________;
(2)投掷壶在冰道上沿弧线运动,是因为运动员脱手之前对冰壶进行了旋转,这样冰壶在前进时产生了如图乙方向的自转,因此在前进过程中冰壶两侧的空气流速不同,导致冰壶两侧受到气压不同,则图中冰壶两侧的空气流速较大的是_________________(选填P1或P2)侧。
三、简答题
16.如图甲所示,相信同学们都有过这样的经历:下雨时,我们撑着一把伞步行在雨中,一阵大风吹来,雨伞往往会向上翘起来。
(1)请你用所学知识解释雨伞向上翘起来的原因。___________________________。
(2)为探究这个问题,小科制作了一个模型,并把它穿在一根铁丝上,在铁丝的上下各挂一只弹簧测力计,如图乙所示,然后用电吹风对着模型吹风,结果发现:上面的测力计示数________(选填“变大”、 “变小”或“不变”)。
17.刮龙卷风时,大气压能达到9×104帕。如图所示,在一座面积为200米2的简易平顶厂房中,厂房的房顶质量约为10t。当时的大气压是1×105帕。g=10N/Kg,请回答:
(1)刮龙卷风时,大气压小于正常气压的原因是?
(2)如果此时龙卷风从厂房房顶上刮过,厂房的房顶有没有可能被龙卷风卷起?
四、探究题
18.小李同学将粗细不同的玻璃管装置接到水流稳定的自来水管上,当水在玻璃管中流动时,可以看到两个竖直管中水面的高度并不相同,实验现象左如图所示。接着,小李同学又自制了一个飞机机翼模型,将其固定在托盘测力计上,观察测力计示数,右图所示,在机翼模型正前方用电扇迎面吹风来模拟飞机飞行时的气流,观察到测力计的示数变小了。
(1)由左图所示的实验现象,可得出流体压强与流速之间的关系的初步结论是:______________。
(2)在右图所示的实验中,电扇转动后,托盘测力计的示数变小了,原因是:机翼上凸下平,相同时间内,上方气流通过机翼的路程_________下方气流通过机翼的路程,上方气流速度______下方气流速度,造成机翼上方压强_______下方压强,所以机翼获得向上的升力,使测力计读数变小。(选填“大于”或“小于”);
(3)在下列情形中,能够运用上述结论进行解释的是______。(多项)
A.将氢气球放手后,它会飘向空中
B.大风吹过,未插住插销的窗户向外推开
C.直升飞机能够停在空中一定高度处
D.地铁站台上,人必须在警戒线外候车
(4)如图所示是一种水翼船,船体下安装了水翼。当船在高速航行时,水面下的水翼会使船身整体抬高离开水面,从而减小水对船的阻力。则水翼安装正确的是( )
19.不同飞机,机翼的形状一般不同,机翼的形状是否会影响飞机的升力(机翼上下表面压力差)呢?小应为此进行如下探究:用硬纸板制作成宽度和长度相同、厚度不同的机翼模型。用竖直光滑的杆穿过机翼模型,将模型挂在弹簧秤上。用可调速的风扇,距机翼模型相同距离,以不同的风速正对着模型吹风,分别读出弹簧测力计的示数,并进行多次实验,整理相关的数据如下表:
实验组别 机翼长度 机翼宽度 机翼厚度 不同风速时弹簧秤的示数(N)
0m/s 1m/s 3m/s 6m/s 12m/s
1 20厘米 10厘米 2厘米 9.5 8.5 7.1 5.1 2.9
2 20厘米 10厘米 4厘米 10.0 8.6 6.3 3.1 0
3 20厘米 10厘米 6厘米 11.0 9.1 6.1 2.5 0
(1)用电风扇正对着机翼模型吹风,弹簧秤的示数会变小,其原因是_______________________。
(2)第3组实验中,当风速为6m/s时机翼模型受到的升力为_______N。
(3)结合表格数据,分析机翼模型的升力和机翼厚度之间的关系:_______________________。
20.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___________(选填“大”或“小”),压强越小;当空气流速v为0时,常数C表示___________;
(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___________;
(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;
(4)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)___________。
参考答案:
1.A
2.C
A.根据图片可知,当左端有风吹过时,气体流速大压强小,于是三个小球在大气压强的作用下被推向左端,而高压锅的工作原理为液体沸点随气压的变化规律,故A错误;
B.c处小球运动的距离最短,则说明c处的小球受到的推力最小,即c处压强最大,故B错误;
C.增大吹风机的风速,则左端气体压强更小,那么乒乓球受到的推力更大,则向左运动更明显,故C正确;
D.乒乓球移动的距离只与左右两端的气压差大小有关,而和通道的宽窄没有关系,故D错误。
3.A
4.D
ABD.空气是流体,根据流体的压强与流速的关系可知,导气管上端的空气流速大,其压强小,导气管下方的空气流速小,即压强大,即利用上述原理将污气压出导气管;且能看出,在有风的天气里,导气管排气的效果会更好,故D符合题意,AB不符合题意;
C.管口上下表面做成半球形的突起是为了增大空气流速,故C不符合题意。
5.D
6.A
7.A
A.不吹气时,乒乓球受到的重力和支持力是平衡力,乒乓球处于静止状态;竖直向上吹气时,乒乓球底部空气流速大压强小,乒乓球上面流速小压强大,产生向下的压力,乒乓球受竖直向下的重力,乒乓球还受到支持力作用,这三个力是平衡力,乒乓球也处于静止状态,所以竖直向上吹气没有改变乒乓球的运动状态,不能很好的探究流体流速对流体压强的影响,故A符合题意;
B.不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下来,水平向右吹气时,乒乓球左侧空气流速大压强小,乒乓球右侧空气流速小压强大,产生向左的压力,乒乓球保持静止状态,所以水平向右吹气改变了乒乓球的运动状态,可以探究流速对流体压强的影响,故B不符合题意;
C.不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下落,竖直向下吹气时,乒乓球上方空气流速大压强小,乒乓球下方空气流速小压强大,产生向上的压力,乒乓球保持静止状态,所以竖直向下吹气改变了乒乓球的运动状态,可以探究流速对流体压强的影响,故C不符合题意;
D.不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下来,斜向下吹气时,乒乓球右上方空气流速大压强小,乒乓球左下方空气流速小压强大,产生向右上方的压力,乒乓球保持静止状态,所以斜向下吹气改变了乒乓球的运动状态,可以探究流速对流体压强的影响,故D不符合题意。
8.C
9.D
10.D
11.C
A.在图甲的装置中,当用抽气机抽气时,在同一时间内,通过每个管子的气体总量相同,细管内气体流速比粗管内气体流速大,粗管内气体流速小,故A管内的气体流速最大,B管内的气体流速次之,C管内的气体流速最小,故A错误。
B.观察p-t图像可知,开始抽气前大气压为101.3kPa,即实验室的大气压为101.3kPa,故B错误。
CD.因为A管内的气体流速最大,B管内的气体流速次之,C管内的气体流速最小,气体压强变化最小,故C管压强最大,B管次之,A管最小;由图可知,在相等的时间内,③的压强变化最大,故可判断气体压强变化最大的是A管。即图像③是A管中的气体压强随时间变化的图像,故C正确,D错误。
故选C。
12.A
读图可知,因为由上吹到下的风经过球的左侧时为顺风,速度为v+v左,而吹到右边的风为v v右,因为左右两侧的风速相同,所以左边的实际空气流速大于右边的实际空气流速,即左边的压强小于右边压强,所以左边液面比右边液上的气压低,即左边的液面高底比右边高。A符合题意。
13. 1 蜡烛燃烧,上面的空气受热密度减小而上升,则瓶内空气流速大压强小,此时瓶外的空气压强大于瓶内,于是C点的线香烟雾被周围空气压入瓶中。
14.1
乒乓球在上旋过程中还向左运动,由于乒乓球逆时针转动带动周围空气逆时针转动,乒乓球又向左运动,使乒乓球上方的空气流动速度减小,压强增大,乒乓球下方的空气流动速度增大,压强减小,乒乓球受到向下的压力作用,沿弧线迅速下落。因此轨迹1是上旋球。
15. 力能改变物体的运动状态 P1
(1)[1]两只冰壶相撞后偏离不同方向,说明力可以改变物体的运动状态。
(2)[2]由于投掷壶的转动,周围空气也随之绕投掷壶转动。对于投掷壶,由于投掷壶逆时针旋转,带动投掷壶上方空气逆时针转动,投掷壶上方空气随之向左运动,但同时投掷壶向右运动,则空气相对于投掷壶向左运动,空气和投掷壶带动空气的运动方向相同,增大了空气的运动速度,投掷壶上方的空气流动速度大,压强小。由于投掷壶的旋转,投掷壶下方空气随之向左运动,空气相对于投掷壶的两种运动作用相抵,投掷壶下方的空气流动速度小,压强大,即图中冰壶两侧的空气流速较大的是P1。
16. 气体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大 变大
(1)[1]雨伞上面凸出,当一阵大风吹来时,空气经过的上面的路程长,流速大、压强小;空气经过的下面的路程短,流速小、压强大,雨伞受到向上的压力差,使得雨伞会向上翘起来。
(2)[2]根据流体压强与流速的关系推断,上面的流速小,模型上方的大气压强大于下方的大气压强,所以上面的测力计示数变大,下面的测力计示数变小。
17.(1)龙卷风内部空气流速大,压强小,所以龙卷风内部气压小于外部的大气压;(2)有可能
(1)龙卷风内部空气流速大,压强小,所以龙卷风内部气压小于外部的大气压;
(2) 厂房房顶上受到龙卷风的作用力:
F1=p1S=9×104Pa×200m2=1.8×107N,
方向向下,因为当时的大气压为1.0×105 Pa,所以厂房房顶上受到向上的大气压的作用力:
F2=p2S=1.0×105Pa×200m2=2×107N,
故厂房所受大气对房顶的作用力:
F=F2 F1=2×107N 1.8×107N=2×106N.
厂房的房顶质量约为10t,即:
G=mg=10000kg×10N/kg=1×105N;
即此时龙卷风向上的力大于重力,所以房顶有可能被龙卷风卷走。
18. 流速越大的位置,压强越小 大于 大于 小于 BD D
(1)图a中,左端管比较粗,右端管较细.在流量一定时,管子越细,水的流速就越大.由图可知,左端管上方液柱高说明压强大,由此得出流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小。
(2)电扇转动后,气流会流经飞机机翼模型,机翼模型上方凸空气通过的路程长,流速大,向下的压强小;机翼模型下方凹空气通过的路程短,流速小,向上的压强大,从而形成了一个向上的压强差,是托盘测力计的示数减小。
(3)A、氢气球升空是受到浮力,与流体压强无关,故A选项错误;
B、大风吹过,未插住插销的窗户向外推开,是因为室外空气流速加快,压强减小,室内气压大于室外造成的,故B选项正确;
C、直升飞机的螺旋桨的浆面是斜面,它高速旋转,下表面给空气一个向下的力,物体间力的作用是相互的,空气也给螺旋桨一个向上的力,这个力使直升飞机停在空中,故C选项错误;
D、地铁站台上,人必须在警戒线外候车,是为了防止火车速度快,造成周围空气流速加快,压强减小,在大气压的做一下,容易把人压入车底,故D选项正确。
(4)A和C两个水翼相反放置,两个水翼受到水的压力相反,对船体不会产生向上的升力作用,因此不符合题意;B两个水翼都是上面平面,下面弧形,水经过上方流速小于下方流速,下方压强小于上方压强,水对船体产生一个向下的压力作用,因此不符合题意;D两个水翼都是上面弧形,下面平面,水经过上方流速大于下方流速,上方压强小于下方压强,水对船体产生一个向上的升力作用,因此符合题意。
19. 机翼模型上表面流速大,压强小 8.5 当风速、机翼宽度和长度相同时,机翼的厚度越大,机翼模型获得的升力越大
(1)[1]当用电风扇对着模型吹风时,由于模型上方凸起,下方平直,所以上表面空气流速快、压强小,下面表空气流速慢,压强大,形成一个向上的压力差,从而使弹簧秤的示数会变小。
(2)[2]第3组实验中,当风速为0m/s时机翼模型受到的升力为0,此时弹簧秤示数为11.0N,重力是9.5N,第3组实验中,当风速为6m/s时弹簧秤示数为2.5N,则机翼模型受到的升力为
11.0N-2.5N=8.5N
(3)[3]三次实验中,速度为0m/s和1m/s时的升力分别为
9.5N-8.5N=1N
10.0N-8.6N=1.4N
11.0N-9.1N=1.9N
三次实验中机翼长度和宽度都相同,机翼的厚度不同,机翼的厚度越大,产生的升力越大,故结论为:在机翼长度和宽度都相同时,机翼厚度越大,产生的升力越大。
20. 大 空气流速为0时的压强 G
(1)[1]由公式(式中C是常量,ρ表示空气密度)可知:空气流速越大,压强小;空气流速越小,压强大。
[2]在吹硬币时,硬币下方的空气流速为0,代入公式中可得
即硬币下方空气压强,常量C表示空气流速为0时的压强。
(2)[3]吹硬币时,硬币受到三个力的共同作用:硬币上表面的压力F上、下表面的压力F下、硬币的自重G;那么刚好被吹起时,则有
即硬币上、下表面的压力差。
(4)[4]刚好吹起硬币时可看作硬币受到平衡力的作用,即,此时硬币上方的压强
硬币下方的压强
(空气流速为0)
那么硬币上下方的压强差
根据可得
则刚好将硬币吹起时吹气速度。
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