人教版八年级下9.4流体压强与流速的关系 练习(有解析)

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名称 人教版八年级下9.4流体压强与流速的关系 练习(有解析)
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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 2022-03-30 04:54:59

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人教版八年级下 9.4 流体压强与流速的关系
一、单选题
1.下列现象中,能利用流体压强规律解释的是(  )
A.用活塞式抽水机抽水
B.用塑料吸管吸饮料
C.盆景自动供水装置
D.伞面被大风“吸”起
2.以下生活器具用到的物理知识,叙述正确的是( )
A. 减小受力面积,增大压力
B. 连通器原理
C. 增大接触面的粗糙程度,增大摩擦
D. 流体速度小的地方压强小
3.如图为飞机的机翼截面形状示意图。飞机在飞行时,关于机翼的上方和下方的空气流速和气流压强,下列说法中正确的是(  )
A.机翼上方的空气流速大,气流压强较大
B.机翼下方的空气流速大,气流压强较大
C.机翼上方的空气流速大,气流压强较小
D.机翼下方的空气流速大,气流压强较小
4.下列对“清风不识字,何必乱翻书”的解释最符合科学道理的是(  )
A.空气流速越慢的地方,气体压强越小 B.气体压强随高度的增加而增大
C.气体压强随高度的增加而减小 D.空气流速越快的地方,气体压强越小
5.下列说法错误的是(  )
A.甲:压力相同,接触面积越大,压强越大
B.乙:同一液体,深度相同时,各个方向压强相等
C.丙:马德保半球实验证明了大气压强的存在
D.丁:往B管吹气,A管液面上升是因为A管上端空气流速变大,压强变小了
6.物理兴趣小组的同学对下图所示的现象进行讨论,其中错误的是(  )
A.图(甲)向两球间吹气,两球更加靠近了,说明流速越大的位置压强越小
B.图(乙)对沸腾的水停止加热,抽气减压,水再次沸腾,说明气压减小沸点降低
C.图(丙)用吸管喝饮料时,瓶里的饮料是被“吸”上来的
D.图(丁)洗手盘下方弯管利用了连通器原理
7.夏季临近,交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度,如图所示遮阳伞虽能遮挡阳光,但是当电动车快速行驶时,伞面被向上吸,存在较大的安全隐患。如图四种情景与其原理不同的是(  )
A.人站在高铁站的安全线以外候车 B. 用手动抽水机抽出地下水
C.飞机的机翼设计成流线型 D.赛车尾部安装的气流偏导器
8.中国科学技术馆探索与发现A厅有个展品叫做“香蕉球”,描述的是足球比赛中罚任意球的场景。守方在离球门一定距离处用人墙挡住球门,而攻方隔着人墙将足球以旋转的方式发出,利用足球的自旋使足球两侧空气流速不同形成压强差,使足球走出一条香蕉状的路径,绕过人墙而射门。图给出了甲、乙、丙、丁四种足球自旋方向与飞行路径的示意图,下列说法正确的是(  )
A.乙、丙两图是正确的 B.甲、丙两图是正确的
C.甲、乙两图是正确的 D.甲、丁两图是正确的
9.下列关于压强的说法中,正确的是(  )
A.人在站立时抬起一只脚后,对地面的压强变小
B.用吸管将杯中饮料吸进嘴里,是利用了大气压强
C.潜水艇在海水中下潜过程中,受到海水的压强不变
D.轿车高速行驶时,上表面空气流速大,压强大
10.如图,某创新实验小组设计的“研究液体压强与流速的关系”的装置,Y为上端开口的容器,储存液体,X1、X2为上端开口的细玻璃管,与矿泉水瓶、细塑料管等连通。M、N分别是X1、X内液体中同一水平线上的两个点。下列判断正确的是(  )
A.开关关闭时,X1内的液面高于X2内的液面
B.开关打开时,X1内的液面低于X2内的液面
C.开关关闭时,液体在M点的压强大于液体在N点的压强
D.开关打开时,液体在M点的压强大于液体在N点的压强
二、填空题
11.如图是小丽家购买的一辆小轿车,她发现轿车的外形类似于飞机的机翼,则轿车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速______车子下方空气的流速,因此车子上方气体的压强______车子下方气体的压强。
12.在抗击新冠肺炎疫情期间,在病人转移急救时,救护车行驶中车身表面空气流动快,压强变___________(选填“大”或“小”),车内空气会向外排出污染空气。而“负压救护车”车内有一个病人躺卧的“安全舱”,舱内气压___________(选填“大于”或“小于”)舱外气压,保证空气只能由舱外流向舱内,并在舱内杀菌后排出,保证医护人员安全,确保车外空气免受污染。当人吸气时,胸部扩张,胸内肺泡跟着扩张,于是肺的容积增大,肺内空气压强减小,由于___________的作用,使含病毒的空气经鼻腔、气管进入肺中,从而感染病毒。
13.教室外刮风的时候,窗帘总是向外飘去,这是因为窗外空气流速增大,压强______;去瓦屋山玩雪乘缆车时会感觉耳朵“堵住了”,这是由于缆车上山过程中外界大气压会______。(两空均选填“增大”、 “减小”或“不变”)
14.如图所示,取一根塑料吸管,在某处剪一水平切口,从切口处折弯吸管,把吸管插入水中。用力向管中吹气,发现切口处有水喷出。这是因为吹气时,切口处气体的流速大,压强______,杯中水在______的作用下上升到切口处,随气流喷出。
15.我国自主研发设计、制造的世界首台高温超导高速磁浮列车,设计时速620千米,合__________m/s(结果保留整数)。列车进站时,车体附近气体流速快,压强__________,为避免候车乘客被“吸”向列车,乘客必须站在安全线以外的区域候车。
三、综合题
16.飞机在空中飞行时都有一定的迎角(机翼轴线与水平气流的夹角).飞机飞行时的升力除了与机翼形状有关外,是否还与迎角大小有关?为了研究这一问题,在老师的帮助下,小明利用电风扇、升力测力计、飞机模型按图甲方式进行如下实验.
①闭合电风扇的开关,调节档位使其风速最大,并使飞机模型的迎角为0°,记录测力计的示数.重复5次实验并计算升力平均值
②改变迎角大小,使其分别为5°、10°、15°、20°,重复步骤①.
处理相关数据得到“升力与迎角的关系”如图乙.
(1)本实验得出的结论是:_____.
(2)小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”.利用现有器材,如何操作可以模拟飞机不同的飞行速度?_____.
(3)资料显示:本实验结论与实际相符,且飞机迎角一定时,飞行速度越大升力也越大.若某飞机以500千米/时做水平匀速直线飞行时的迎角为θ1,而以800千米/时做水平匀速直线飞行时的迎角为θ2(θ1、θ2均小于15°).请比较θ1、θ2的大小关系:_____.
17.中国首艘航空母舰“辽宁”号正式交接服役,从此中国摆脱了没有航母的历史。如图甲是辽宁号航空母舰的图片。
(1)舰载飞机从我国“辽宁号”航空母舰的甲板上起飞过程中,以飞机上的座椅为参照物,飞行员是 ___________的。为保证顺利起飞,风向也起到关键的重要作用,逆风起飞时,可 ___________(选填“增大”或“减小”)飞机与空气的相对速度;
(2)飞机在甲板上运动时的s﹣t图像如图所示,则飞机的运动情况是 ___________;
A.在第一个10s内以10m/s做匀速运动
B.在第二个10s内速度大小不变
C.在第三个10s内前进了300m
D.在前30s内的平均速度为15m/s
(3)航母上的声呐,是利用 ___________(选填“超声波”或“次声波”)来发现水下目标的,水中的声速为1500m/s,向深度为750m的海底发出声呐,___________s后可接收到回声;
(4)甲板上的工作人员要佩戴防护耳罩以保护听力,这是在 ___________减弱噪声。
18.机翼的横截面设计成如图所示的形状,是利用了什么原理,为飞机提供升力?
19.阅读“流体阻力”,回答下面问题.
流体阻力
中国科技馆二层的50号展台,有一个有趣的“流体阻力”的实验:A、B、C是三个形状不同的物体;D、E是两个形状相同的物体,以不同的方式放置,如图31所示.用相同大小的力拉它们,让它们一起从起点向终点运动,哪个物体跑得更快呢?
小明通过实验,发现:A、B、C三个物体中,A物体运动的快;D、E两个物体中,D物体运动的快.为什么呢?小明在展台旁发现了这样一段文字“物体在流体中运动时会受到流体的阻力,物体在流体中受到阻力有摩擦阻力和由于前后压强不一致引起的压差阻力,而起决定作用的是压差阻力.”
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)在此实验中,D、E两个物体在相同拉力作用下,D物体受到的压差阻力___E物体受到的压差阻力.(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)小明想起来,他看到公路自行车锦标赛时,选手戴的帽子也是类似的形状,选手戴帽子时,图中帽子的尖端应该朝__________.(选填“前”或“后”)
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【解析】
【详解】
A.活塞式抽水机工作时,其内部压强小于外界大气压,低处的水在大气压的作用下流入抽水机内,是利用大气压工作的,故A不符合题意;
B.用塑料吸管吸饮料时,吸管内的气压小于外界大气压,饮料在大气压的作用下被压入吸管,是利用大气压工作的,故B不符合题意;
C.盆景自动供水装置中,瓶内的水在大气压的作用下不会流出瓶外,是利用大气压工作的,故C不符合题意;
D.伞的形状是上凸下平,风吹过时,流过伞上方的空气流速大于下方的空气流速,因流体流速越大的位置压强越小,故伞上方的气压小于下方的气压,使得伞受到向上的压力差而被大风“吸”起,故D符合题意。
故选D。
2.B
【解析】
【详解】
A.刀刃很薄,在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,不是增大压力。故A错误;
B.茶壶的壶身和壶嘴组成了连通器,故B正确;
C.毛刷是利用增大压力的方法来增大摩擦的,擦得更干净,故C错误;
D.由流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小,可知吸尘器在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强小,从而在周围大气压的作用下将灰尘、纸屑等垃圾“吸”入,故D错误。
故选B。
3.C
【解析】
【详解】
ABCD.在气体和液体中,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。如题中图,在相同是时间内,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。所以机翼上方的气流对机翼的压强小于机翼下方的气流对机翼的压强。故C正确,ABD错误。
故选C。
4.D
【解析】
【分析】
【详解】
“清风不识字,何必乱翻书”指的是压强与空气流速的关系,而空气流速越慢的地方,气体压强越大;空气流速越快的地方,气体压强越小。书的上表面空气流速快,下表面空气流速慢,形成向上的压强差,使得书页翻了过来。
故选D。
5.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图可知,两手指受到的压力相同,左边手指与铅笔的接触面积大,由可知,在压力一定时,受力面积越大,压强越小,故A错误,符合题意;
B.据液体内部压强的特点可知,在同一深度,液体向各个方向压强相等,故B正确,不符合题意;
C.1654年时,当时的马德堡市长奥托 格里克最早用实验证明了大气压强的存在,称为马德堡半球实验,故C正确,不符合题意;
D.往B管吹气,造成A管液面上方的空气流速变大,烧杯中液面上方空气流速不变,而流体流速越大,压强越小,于是造成A管液面上升;故D正确,不符合题意。
故选A。
6.C
【解析】
【详解】
A.向两球间吹气,两球中间空气流速大,两球更加靠近了,则两球外侧压强大于两球内侧的压强,说明流速越大的位置压强越小,故A正确,不符合题意;
B.乙图,向外拉活塞抽气,容器内水面上方的气压减小,水再次沸腾,说明水的沸点降低了,故B正确,不符合题意;
C.丙图,用吸管喝饮料时,吸管内压强减小,饮料在大气压的作用下把饮料压入嘴里,所以用吸管吸饮料是大气压作用的结果,故C错误,符合题意;
D.上端开口,下端连通的容器叫连通器。连通器里装的是相同的液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度是相同的。洗手盘下方弯管的水密封利用了连通器原理,故D正确,不符合题意。
故选C。
7.B
【解析】
【详解】
伞面“上凸下平”,当电动车快速行驶时,伞上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,伞就受到一个向上的升力,使伞面被向上吸,存在较大的安全隐患。
A.人离高速列车比较近时,人和列车的之间的空气流速大、压强小,人外侧的压强不变,人受到向列车方向的压强差,容易被压向列车,故人站在高铁站的安全线以外候车,故A不符合题意;
B.用手动抽水机抽出地下水,是利用了大气压的作用,没有涉及流体压强与流速的关系,故B符合题意;
C.飞机的机翼设计成流线型,由空气通过机翼上表面的流速大、压强小,通过下表面的流速小、压强大,从而形成向上的升力,利用了流体压强和流速的关系,故C不符合题意;
D.赛车尾部安装的气流偏导器,相当于倒置的飞机机翼,赛车行驶时,上方的气流速度小于下方气流速度,形成对气流偏导器向下的压力,能使车轮更好地抓紧地面,利用了流体压强和流速的关系,故D不符合题意。
故选B。
8.D
【解析】
【分析】
【详解】
足球右侧的空气流速,相对于足球,顺风时流速小、逆风时流速大。由甲图可知,足球沿顺时针方向旋转,足球右侧空气流速大,压强小,左侧空气流速小,压强大,足球在压强差的作用下逐渐向右侧偏移,故甲图正确;由乙图可知,足球沿逆时针方向旋转,足球左侧空气流速大,压强小,右侧空气流速小,压强大,足球在压强差的作用下应该逐渐向左侧偏移,而图中足球向右偏移,故乙图错误;由丙图可知,足球沿顺时针方向旋转,足球右侧空气流速大,压强小,左侧空气流速小,压强大,足球在压强差的作用下应该逐渐向右侧偏移,而图中足球向左侧偏移,故丙图错误;由丁图可知,足球沿逆时针方向旋转,足球左侧空气流速大,压强小,右侧空气流速小,压强大,足球在压强差的作用下逐渐向左侧偏移,故丁图正确;综上分析可知,甲、丁两图是正确的。
故选D。
9.B
【解析】
【详解】
A.水平地面受到的压力等于人的重力,人在站立时抬起一只脚后,压力不变,受力面积变小,由可知,人对地面的压强变大,故A错误;
B.用吸管将杯中的饮料吸入口中,是吸走了管中的空气,使气压减小,在外界大气压的作用下将饮料压入口中,故B正确;
C.潜水艇在海水中下潜过程中,海水密度不变,深度增加,由p=ρgh可知,受到海水的压强变大,故C错误;
D.流体在流速大的地方压强小,行驶在高速公路上的轿车,轿车上方的空气流速大于下方的空气流速,轿车上表面压强小,故D错误。
故选B。
10.B
【解析】
【分析】
【详解】
AC.开关关闭时,水停止流动,X1、X2、Y构成连通器,水静止时,X1、X2液面相平。由图得, M点的深度等于N点的深度,由 得,液体在M点的压强等于液体在N点的压强,故AC错误;
B.开关打开时,X1下端液体流速比X2下端液体流速快,压强小,因此X1内的液面低于X2内的液面,故B正确;
D.开关打开时,液体在M点的深度小于液体在N点的深度,液体在M点的压强小于液体在N点的压强,故D错误。
故选B。
11. 大于 小于
【解析】
【详解】
[1][2]轿车的外形类似于飞机的机翼,这样使轿车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速,因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强,轿车上下方所受到的压力差形成向上的升力,从而使得轿车对地面的压力小于车的重力,最终可起到减小摩擦阻力的作用。
12. 小 小于 大气压
【解析】
【分析】
【详解】
[1]流体流速大的地方压强小,在病人转移急救时,救护车行驶中车身表面空气流动快,压强变小。
[2]为了保证空气不在安全舱内外压强差的作用下,由舱内排出舱外,需舱内气压小于舱外气压,保证空气只能由舱外流向舱内。
[3]当人吸气时,胸部扩张,胸内肺泡跟着扩张,于是肺的容积增大,肺内空气压强减小,小于外界大气压,由于大气压的作用,使含病毒的空气经鼻腔、气管进入肺中,从而感染病毒。
13. 减小 减小
【解析】
【分析】
【详解】
[1]在气体中,流速越大的位置,压强越小。教室外刮风的时候,窗外空气流速大,窗外压强减小,故窗帘总是向外飘去。
[2]大气压随高度的增加而变小,去瓦屋山玩雪乘缆车时会感觉耳朵“堵住了”,这是由于缆车上山过程中外界大气压会减小。
14. 小 大气压
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]因为吹气时,切口处气体的流速大,压强小,小于外界大气压,杯中水在大气压的作用下上升到切口处,随气流喷出。
15. 172 小
【解析】
【分析】
【详解】
[1]时速620千米,即速度
[2]列车进站时,带动汽车周围空气流速变快,流体流速越快的位置,压强越小,会使得站在轨道旁边的乘客身体前后产生压强差,使乘客受到向列车方向的力,所以为避免候车乘客被“吸”向列车,乘客必须站在安全线以外的区域候车。
16. 飞机以一定的速度飞行时,迎角从0°到20°,随着迎角的增大,飞机所受升力先增大后减小,15°附近时达到最大 改变电风扇的档位来改变风速大小 >
【解析】
【详解】
解:(1)由图可看出:飞机以一定的速度飞行时,迎角从0°到20°时迎角的增大,飞机所受升力先增大后减小,15°附近时达到最大;(2)小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”根据控制变量法的思路需要控制仰角相同,改变飞行速度,实验中通过改变电风扇的档位来改变风速大小;(3)飞机在水平匀速直线飞行时升力一定,根据“飞机迎角一定时,飞行速度越大升力也越大”知飞行时升力一定,速度越大,仰角越小,所以θ1>θ2.
点睛:由图象即可得出(1)的答案;根据控制变量法知:要探究飞机的升力与其飞行速度的关系,需要控制仰角相同,通过电风扇的档位改变风速大小;飞机在水平匀速直线飞行时升力一定,速度越大,仰角越小.
17. 静 增 A 超声波 1 人耳处
【解析】
【详解】
(1)[1]以飞机上的座椅为参照物,飞行员与座椅的位置没有发生变化,所以飞行员是静止的。
[2]飞机的机翼通常都做成上面凸起,下面平直的形状,飞机在长长的跑道上加速滑行时,流过机翼上方的空气速度快,流过机翼下方的空气流速慢;机翼上下方所受空气的压力差形成向上的升力;当飞机滑行的速度达到一定值时,机翼所受的升力大于飞机自身的重力,飞机就起飞了;在舰艇上的跑道不可能很长,飞机逆风起飞时飞机的速度不需要加速到很大,飞机就可相对空气有一个较大的相对速度,从而获得足够的升力,故逆风起飞时可增大飞机与空气的相对速度。
(2)[3]由图像可知:
A.第一个10s内飞机做匀速直线运动,其速度
故A符合题意;
B.第二个10s内,图像是曲线,图像的斜率变大,说明飞机做速度增大的直线运动,故B不符合题意;
C.第三个10s内,飞机在甲板的位置没变,飞机在甲板上的路程为0,故C不符合题意;
D.在30s内飞机运动的路程为300m,则前30s内的平均速度为
故D不符合题意。
故选A。
(3)[4]声呐利用的是“超声波”的反射来发现水下目标。
[5]若向750m深的海底发射声呐,由得,听到回声的时间为
(4)[6]控制噪声的方法可从声音的产生、传播、接收三个方面减弱,甲板上的工作人员佩戴防护耳罩是在接收处减弱噪声的。
18.见解析
【解析】
【详解】
飞机的机翼上方突起,下方平直.这样形状当飞机启动后,机翼上方空气流速快,空气压强小,空气压力方向向下;机翼下方空气流速慢,空气压强大,空气压力方向向上.两个压力形成一个向上的合力,为飞机提供升力,当升力达到一定程度后,飞机就可以腾空而起.
19. 小于 后
【解析】
【详解】
(1)由题意可知,以相同大小的力拉两物体,让它们一起从起点向终点运动,发现D物体运动的快.说明D物体受到的压差阻力小于E物体受到的压差阻力.
(2)读图2可知,自行车锦标赛时,选手戴的帽子的形状与图1中物体的形状类似,要想压差阻力小,则其朝向应该与D相同,因此,帽子的尖端应该朝后.
答案第1页,共2页
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