8.7 飞机为什么能上天
一、单选题
1.以下实例中利用连通器原理工作的是( )
A.温度计 B.吸尘器 C.订书机 D.茶壶
2.草原犬鼠是大草原常见的小动物,它挖的洞有多个洞口,一些洞口比较平整,一些洞口由圆锥形土堆围成,这样的结构能改善洞内的通风情况。小宇同学对犬鼠洞穴非常感兴趣,他设计了下面四个洞穴(图中箭头表示空气流动方向),四个洞穴正确的 是( )
A. B. C. D.
3.物理兴趣小组的同学对如图所示的现象进行了讨论,其中正确的是( )
A.图甲表示用压强计可以准确测量液体内部各处压强的大小
B.图乙杯口的纸片和杯中水不掉下来,是因为纸片受到的吸力非常大
C.图丙实验中用小桌陷入沙子的深度显示压力的作用效果
D.图丁向两张纸的中间吹气纸片靠拢,说明流体中流速越大的地方压强越大
4.如图所示,是我国首架国产大飞机C919,于2017年5月5日在上海首飞成功。关于C919客机,下列说法中正确的是( )
A.客机所在高空处的大气压强,比海平面附近的大气压强更大
B.客机采用密度小的材料,可以减小它受到的大气压强
C.客机升空利用了“空气流速大的地方压强小”的原理
D.当客机在空中沿直线匀速飞行时,受到的力是非平衡力
5.下列与压强有关的生产生活实例的说法,不正确的是( )
A.三峡大坝的坝体横截面上窄下宽,是因为坝底受到水的压强大
B.飞机能够腾空而起是因为机翼上下表面气体的流速不同产生向上的升力
C.青藏高原边防战士用高压锅煮面条,是因为海拔越高,大气压越大
D.用真空吸盘搬运沉重的钢板是利用大气压来完成的
6.2021年4月23日,海军三型主战舰艇——长征18号艇、大连舰、海南舰在海南三亚某军港集中交接入列,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席交接入列活动并登上舰艇视察。下列针对新人列舰艇的说法正确的是( )
A.大连舰、海南舰受到的重力一定大于其浮力
B.日常巡航中,水面舰艇多采用前后编队而非并排行驶,是为避免舰艇相“吸”碰撞
C.长征18号潜艇受到的重力等于其浮力时,该艇一定处于漂浮状态。
D.当海南舰上舰载直升机起飞后,该舰排开水的体积会增大
7.行驶的公交汽车内吸烟,其他人也能闻到烟味,有人将吸烟者身旁的车窗打开一条缝,这时会看到烟雾顺着车窗缝隙钻出车外,产生这现象的原因( )
A.这是由于车内空气流速快,压强大 B.这是由于车外空气流速快,压强小
C.这是由于车内空气流速慢,压强小 D.这是由于车外空气流速慢,压强小
8.遂宁的清晨风景如画,涪江上薄雾缥缈,当太阳升起,薄雾散去,江岸大树拖着长长的影子,几只白鹭从江面轻快地掠过,水下的沙石清晰可见对这些场景的形成解释不正确的是( )
A.“薄雾”的形成是水蒸气的液化现象,“薄雾散去”是水的汽化现象
B.大树的影子是光的直线传播形成的
C.看见水下的“沙石”是光发生折射形成的实像
D.白鹭飞翔时,翅膀上方空气流速大于下方,使上方的压强小于下方,从而形成升力
9.如图所示的四个场景中,主要依靠空气浮力而“飞天”的是( )
A.翟志刚“行走太空”
B.热气球冉冉升空
C.雄鹰展翅高飞
D.飞机翱翔蓝天
10.下列关于大气压的说法,错误的是( )
A.飞机的机翼下平上凸,目的是使机翼上方空气流速快,对机翼压强小,产生升力
B.高原上用高压锅,是因为高压锅压力大,水的沸点降低,能更快煮熟食物
C.吸管吸饮料时,排出了吸管上半部分的空气,大气压把饮料压进了人的嘴里
D.一个标准大气压能支撑起约10米高的水柱
11.自2019年12月26日9时,随一列崭新的时速350公里“和谐号”高速列车从广州北部呼啸北上,途径长沙,我们长沙进入了高铁时代已十年有余。为避免候车乘客被“吸”向列车的事故发生,站台上设有安全线与列车的距离要更大些。这是因为高速行驶的列车与路边行人之间的( )
A.空气流速减小,压强增大
B.空气流速减小,压强减小
C.空气流速增大,压强减小
D.空气流速增大,压强增大
12.在图所示的实例中,利用连通器原理工作的是( )
A.离心式水泵 B.船闸 C.用管子吸饮料 D.吸尘器
二、填空题
13.高铁站台上的工作人员总是提醒“请站在黄色安全线外排队候车”,这是由于当列车驶过时,安全线与列车之间空气的流速比安全线外空气的流速_______,越靠近列车,空气压强越_______,也就越危险。(选填“大”或“小”)。
14.如图所示为某同学设计的冷热水混合淋浴器。图中水平连接部分管径较细,冷水流经此处时,流速大、压强______,瓶中的热水与冷水混合得到温水,温水下落的原因是受到______的作用。
15.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。
16.如图所示,把纸条放在嘴边,用力沿纸条上方向前吹气,会发现纸条向上飘动。这是因为________,从而推动纸条向上运动。
三、综合题
17.生活和生产中的很多物品都运用了物理学知识.图(a)嘴与壶身相通而且等高,是利用_____原理,壶盖上有小孔是利用_____,便于将茶水倒入杯中;图(b)在把“自制气压计”由一楼到七楼的活动中,观察到玻璃管内水柱的高度将_____(选填“增加”、“减小”或“不变”),说明大气压随高度增加而变_____;图(c)所述现象证明流体流速快的一侧压强_____,据此判断图(d)中甲、乙、丙三个管中气流最快的是_____.
18.请你阅读短文,回答以下问题。
“复兴号”列车
2017年6月26日11时05分,具有完全知识产权的“复兴号”,在京沪高铁两端的北京南站和上海虹桥站双向发车成功,如图甲所示。试验最高时速350km/h,这意味着我国已经能够自主生产出达到世界先进水平的动车组列车。“复兴号”的内部设计体现了“以人为本”的理念,如车内可随时充电,车厢内wifi网络的全覆盖等,都为旅客带来了更好的出行体验。让“复兴号”载着我们的中国梦飞向祖国的大江南北!
(1)如图丙所示是高铁从甲站到乙站运动的v﹣t图像,由图像可知,在05min内,列车受到的牵引力________(选填“大于”“小于”或“等于”)阻力。若以铁路旁的某颗树为参照物,列车是_____的;
(2)如图丙中,在1020min内,列车行驶的距离是_____km,此过程中,列车受到的牵引力和阻力是一对_____(选填“平衡力”或“非平衡力”),列车的运动状态_____(选填“发生”或“不发生”)变化;
(3)列车的外形做成流线型,会_____(选填“增大”或“减小”)了空气对列车的阻力;高铁下方的轨道如果采用填充碎石头,当列车高速运行时,列车底部和轨道之间气压将会_____(选填“增大”或“减小”),碎石头可能飞起来落到轨道上,是非常危险的,所以高速轨道是不能填充碎石头的。
19.2018年8月30日,我国水陆两栖飞机“鲲龙”AG600试飞机组进行了首次下水滑行.“鲲龙”AG600机身总长37m,翼展超过机身长度最宽处达到38.8m,整个飞机高12m.空载时的总质量为42t,最大起飞重量53.5t,空中巡航时速500公里,最大航程超过5000公里.轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2为世界上最大的一款水陆两用飞机,可以在陆地和水面上起降.据报道这架水陆两栖运输机主要是用于消防和水上救援,能在20秒内吸满12t水,水上应急救援一次可救护50名遇险人员.(g取10N/kg)求:
(1)为了使飞机获得向上的升力,机翼的上侧做成凸圆形状,而下侧成平面形状,其所依据的科学原理是什么?
(2)飞机空载时静止在水平跑道上,对跑道的压力和压强.
(3)飞机静止在水面上时受到的最大浮力及排开水的体积.
(4)舱底某处距水面1.5m,水对该处产生的压强.
20.如图所示是小明用矿泉水瓶做了如下一些实验:
(1)如图a所示,他用水平力推动矿泉水瓶底部时,瓶子沿桌面平稳的移动:他用相同的水平力推瓶盖时,瓶子翻了,验证的是力的作用效果与力的_____有关;
(2)如图b所示,瓶盖侧面有一条条竖纹,其主要作用是_____;
(3)如图c所示,平放在水平桌面上的矿泉水瓶,用手推它一下,矿泉水瓶由静止变为运动,说明力可以改变物体的_____,矿泉水瓶离开手后,会继续运动一段距离,这是因为矿泉水瓶_____;
(4)他在空矿泉水瓶中装入少量热水,迅速倒出,然后马上盖上瓶盖,过一会看到瓶子变瘪了,如图d所示,验证_____是存在的;
(5)他在矿泉水瓶中装水,在侧壁扎了两个小孔,观察到如图e所示的现象,验证的是同种液体_____,压强越大;
(6)如图f所示,将一个完好的空塑料瓶横放并固定在水平桌面上,一个小纸团放在瓶口处,正对着瓶口用力迅速吹气,此时小纸团将会_____(选填“飞出瓶外”、“原地不动”或“进入瓶中”),原因是_____。
21.阅读短文,回答问题。
2018 年 12 月 9 日,“复兴号”中国标准动车组项目获第五届中国工业大奖。“复兴号”是由中国铁路总公司牵头组织研制、具有完全自主知识产权并达到了世界先进水平的中国标准动车组。它全面采用了自动化设计,其车头(“飞龙”)被设计成修长的流线型,可谓颜值爆表,试验速度可达时速 400 公里以上。
“复兴号”轨道采用无砟轨道(砟:是岩石、煤等碎片的意思),普通铁路上常见的枕木被混凝土取代,枕木下的小石头也不见了,而是直接将铁轨铺在一个高强度的混凝土板上。对于有砟轨道,当列车运行时速达到 250 公里时,那些碎石子就会被掀起来,给列车造成极大的危险。
(1)“复兴号”采用了流线型车头,不仅美观还可以_______;高速行驶时车头对地面的压力_______ ,摩擦力_______;(后两空均选填“增大”或“减小”)
(2)将铁轨铺在枕木上,是为了增大路基的_______,从而减小对路基的_______;
(3)请你用所学物理知识分析,列车快速行驶过有砟轨道时,那些碎石子会被掀起来的原因:______。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【解析】
【详解】
A.温度计是利用液体的热胀冷缩的性质制成的,故A不符合题意;
B.吸尘器是利用流体压强与流速的关系制成的,故B不符合题意;
C.订书机用到的物理知识是比较多的,如压柄做得宽大有利于减小压强,钉书针(出针口)很尖细有利于增大压强,底座做得宽大有利于减小压强等等,但都不是连通器原理进行工作,故C不符合题意;
D.茶壶的上端开口,底部连通,是利用连通器的原理来工作的,故D符合题意。
故选D。
2.A
【解析】
【详解】
犬鼠的洞穴有两个出口,由于一个是平的,另一个则是隆起的土堆,这样等质量的空气在相同的时间内通过出口的上表面,吹过平坦表面的风运动速度小,压强大;吹过隆起表面的风流速大,压强小。所以,地面上的风吹进了犬鼠的洞穴,给犬鼠带去了习习凉风。综上所述,气流应该从平的洞口流入,从隆起土堆的洞口流出,由图知道,A符合题意。
故选A。
3.C
【解析】
【详解】
A.测量液体压强的工具叫压强计,它是根据U形管两边液面的高度差来判断液体内部压强的大小的,但不能准确测出液体压强的大小,故A错误;
B.装满水的杯子倒置后,纸片和杯中水不掉下来,而在纸片的周围只有空气,所以是大气压力的作用使其没有掉下来,即利用了大气压强,故B错误;
C.在实验中,将小桌放到沙子上,往小桌上放不同质量的砝码,观察桌腿陷入沙子的深度,通过陷入沙子的深度的变化显示压力的作用效果,故C正确;
D.向两张纸的中间吹气纸片靠拢,说明流体中流速越大的地方压强越小,故D错误。
故选C。
4.C
【解析】
【详解】
A.气压随海拔的升高而降低,客机所在高空的大气压强比海平面附近的大气压强小,故A错误;
B.由公式m=ρV和G=mg知,在体积一定的情况下,客机采用密度小的材料,可以减轻重力,而不是减小它受到的大气压强,故B错误;
C.客机机翼上方呈流线型,下方平直,所以机翼上方空气流速大,压强小,机翼下方空气流速小,压强大,形成向上的压力差,所以升空利用了“空气流速大的地方压强小”的原理,故C正确;
D.在空中匀速直线飞行的飞机处于平衡状态,故受到的力是平衡力,故D错误。
故选C。
5.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.液体深度越深压强越大,三峡大坝的坝体横截面上窄下宽,是因为坝底受到水的压强大,大坝做的宽耐压,故A正确,不符合题意;
B.飞机能够腾空而起是因为机翼上表面空气流速大,压强小,下表面气体的流速小,压强大,从而使飞机产生向上的升力,故B正确,不符合题意;
C.青藏高原边防战士用高压锅煮面条,是因为海拔越高,大气压越小,水的沸点越低,用高压锅可以提高水的沸点,从而把食物煮熟,故C错误,符合题意;
D.用真空吸盘搬运沉重的钢板时,由于吸盘内是真空,外界的大气压把钢板牢牢地压在吸盘上,是利用大气压来完成的,故D正确,不符合题意。
故选C。
6.B
【解析】
【详解】
A.大连舰、海南舰在水中处于漂浮状态,受到的重力等于其浮力,故A错误;
B.舰艇并排行驶时,舰艇带动其周围的水随船向前运动,结果使舰艇内侧之间的水流速度大于舰艇外侧的水流速度;因为水的流速越大,压强越小,水的流速越小压强越大,所以舰艇内外侧的水存在压强差,水的压强差使两舰艇靠近,进而发生碰撞,为了避免舰艇相“吸”碰撞,故不采用“并排”行驶,故B正确;
C.长征18号潜艇受到的重力等于其浮力时该艇可能处于漂浮状态,也可能处于悬浮状态,故C错误;
D.海南舰始终漂浮于水面上,由漂浮条件可知,浮力等于重力,即 ,当舰载直升机起飞后,海南舰的重力G减小,海南舰仍处于漂浮状态,故所受浮力F浮减小;由阿基米德原理 可知,排开水的体积减小,故D错误。
故选B。
7.B
【解析】
【详解】
根据流体压强与流体速度的关系可知,看到烟雾顺着车窗缝隙钻出车外,是由于窗外空气流速大,窗内气体压强大于窗外气体压强,所以烟雾向外钻出。
故选B。
8.C
【解析】
【详解】
A. 清晨湖面上的水蒸气遇冷发生液化,变成小水滴形成“雾”,雾散去,是由液态变为气态,是汽化现象,故A正确,不符合题意;
B.由于光沿直线传播,被物体挡住后,物体后面就会呈现出阴影区域,就是影子,所以影子的形成说明光是沿直线传播的,故B正确,不符合题意;
C.看见水下的“沙石”是光线从水中射入空气发生折射形成的虚像,故C错误,符合题意;
D.白鹭飞翔时,翅膀上方空气流速大于下方,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大,所以翅膀上方的压强小于下方,从而形成了翅膀的升力,故D正确,不符合题意。
故选C。
9.B
【解析】
【详解】
A.翟志刚“行走太空”,是因为他在太空中处于失重状态,且太空中没有空气,不会产生浮力,故A不符合题意;
B.热气球是利用了它在空气中受到的浮力而升空的,故B符合题意;
CD.雄鹰展翅高飞和飞机翱翔蓝天都是利用了流体压强与流速的关系,靠获得的空气升力而升空的,故CD不符合题意。
故选B。
10.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.飞机的机翼要设计成上凸下平的形状,当飞机前进时,气流通过机翼上、下方的速度不同,空气对机翼上表面产生的压强小于它对机翼下表面产生的压强。这样,机翼上、下表面就存在着压强差,从而获得升力,故A正确,不符合题意;
B.高压锅能很快地煮熟食物是因为锅内气压增大,水的沸点升高,故B错误,符合题意;
C.吸管吸饮料时,排出了吸管上半部分的空气,吸管内的气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压进了人的嘴里,故C正确,不符合题意;
D.一个标准大气压的值是1.013×105Pa;根据液体压强的计算公式p=ρgh可知,水柱的高度
故D正确,不符合题意。
故选B。
11.C
【解析】
【分析】
【详解】
高速列车的速度较大,所以人离高速列车比较近时,人和高速列车的之间的空气流动速度增大,压强减小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于人内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被吸向列车,发生交通事故。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
12.B
【解析】
【详解】
上端开口、下端连通的容器叫做连通器。连通器里装的是相同的液体,当液体不流动时,连通各部分中的液面高度总是相同的。
A.离心式水泵是利用大气压工作的,与连通器原理无关,故A不符合题意;
B.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,是利用连通器原理工作的,故B符合题意;
C.用管子吸饮料是利用大气压将饮料压入嘴中的,故C不符合题意;
D.吸尘器工作时,由于转动的扇叶处气体流速大压强小,灰尘的大气压的作用下被“吸入”,故D不符合题意。
故选B。
13. 快 小
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]流体流速越快的位置,压强越小。当列车驶过时,列车带动周围空气流动,使得安全线与列车之间空气的流速变快,压强变小,越靠近列车,空气流速越快,空气压强越小,故越靠近列车就越危险。
14. 小 重力
【解析】
【分析】
【详解】
[1]流速大的地方压强小,则竖管上方的气压小于大气压,在大气压的作用下,瓶中的热水上升与冷水混合得到温水。
[2]在地球上的物体都会受到地球的吸引,所以水受到重力作用,所以会下落。
15. 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。
16.纸条上方气体流速大,气体压强小
【解析】
【详解】
由图可以看出,吹气时纸条上方空气流速大,压强变小,下方的空气流速不变,压强不变,纸条下方受到的向上的压强大于纸条上方向下的压强,故纸条在压强差的作用下飘起来。
17. 连通器 大气压强 增加 减小 小 甲
【解析】
【详解】
茶壶与壶身相通而且等高,是利用连通器原理制成的,茶壶上有小孔和外界大气相通,壶内的水在大气压的作用下便于将茶水倒入杯中;把自制气压计从一楼带到七楼,由于高度增加,大气压减小,则瓶内的气压高于瓶外大气压,管内的水面变高,所以玻璃管内水柱的高度增加,说明大气压随高度增加而变小;对着两张纸中间吹气,两张纸会吸在一起,利用了流体压强和流速的关系,两张纸中间比两张纸外侧气流流动速度快,气压小于外侧的大气压,产生了压强差,所以会吸在一起;气体流速快时,气体压强小,如图所示,U形管两个液面的高度差越大,表示气体流速越快,比较三个气压计中,甲气压计压强差最大,因此甲处流速最快.
18. 大于 运动 50 平衡力 不发生 减小 减小
【解析】
【详解】
(1)[1]分析图丙可知,在0~5min内,列车做加速运动,受力不平衡,此时列车受到的牵引力大于阻力。
[2]若以铁路旁的某颗树为参照物,列车的位置在发生改变,因此列车是运动的。
(2)[3]如图丙中,在10~20min内,列车以300km/h的速度做匀速直线运动,则在10~20min内,列车行驶的距离
[4][5]该过程中列车处于平衡状态,其运动状态不改变,在水平方向上列车受到的牵引力和阻力是一对平衡力。
(3)[6]列车的外形做成流线型,能减小空气对列车的阻力。
[7]高速列车在行驶过程中,会使碎石头和列车之间的空气流速变大,压强变小,碎石头外侧的气体压强不变,碎石头在向内压强差的作用下,可能飞起来落到轨道上,所以高速轨道是不能填充碎石头的。
19.(1)流速越大的位置压强越小;(2)4.2×105N;7×105Pa;(3)5.35×105N;53.5m3;(4)1.5×104Pa
【解析】
【详解】
(1)当飞机的螺旋桨高速转动,或发动机向尾部喷气而向前运动时,飞机的周围就会形成相对于飞机的高速气流.由于机翼的上侧做成凸圆形状,而下侧成平面形状,上方气流的速度就要比下方气流的速度大得多.这样,机翼下侧受到气体向上的压强就要比机翼上侧受到气体向下的压强大得多.正是这个压强差,使得飞机得到了一个向上的升力.
(2)飞机静止在跑道上,对跑道的压力为:
F=G=mg=421000kg×10N/kg=4.2×105N;
则飞机对跑道的压强为:
p===7×105Pa;
(3) 飞机静止在水面上时受到的最大浮力:
F浮最大=G最大=m最大g=53.51000kg10N/kg=5.35105N;
排开水的体积:
V排===53.5m3;
(4) 舱底某处距水面h=1.5m,水对该处产生的压强:
p水=水gh=1.0103kg/m310N/kg1.5m =1.5104Pa.
20. 作用点 增大摩擦力 运动状态 具有惯性 大气压强 深度越深 出瓶外 气体流速越大的位置压强越小
【解析】
【详解】
(1)[1]如图a所示,两个力的大小相同,方向相同,作用点不同,力的作用效果不同,所以可以验证力的作用效果跟力的作用点有关。
(2)[2]瓶盖侧面有一条条竖纹,是在压力一定时增大接触面粗糙程度来增大摩擦力。
(3)[3]平放在水平桌面上的矿泉水瓶,处于静止状态,用手推它一下,矿泉水瓶由静止变为运动,矿泉水瓶的速度发生变化,说明力可以改变物体的运动状态。
[4]矿泉水瓶和手一起运动,当手停止运动时,由于惯性矿泉水瓶由于惯性要保持原来的运动状态,所以矿泉水瓶离开手后,会继续运动一段距离。
(4)[5]在空矿泉水瓶中装入少量热水,迅速倒出热水,瓶内气体温度高,当封住瓶盖,瓶内气体温度逐渐降低,瓶内气压减小,瓶外大气压大于瓶内气压,把瓶子压瘪。
(5)[6]在矿泉水瓶中装水,在侧壁扎了两个小孔,观察到下面小孔的水喷得远,说明受到的压强大,可以证明同种液体,液体的深度越深液体压强越大。
(6)[7][8]一个小纸团放在瓶口处,正对着瓶口用力迅速吹气,瓶口处空气流速大压强小,瓶内空气流速小压强大,把纸团压出,所以纸团飞出瓶外。
21. 减小阻力 减小 减小 受力面积 压强 列车快速行驶过有砟轨道时,路基石子上方的空气流速变大,压强变小,使石子上方的压强小于下方的压强,因此石子会被掀起
【解析】
【详解】
(1)[1]“复兴号”采用了流线型车头,可以减小空气阻力。
[2][3]高速行驶时车头表面的气体流速比车头底部的气体流速大,压强较小,车头底部的压强较大,会产生一个向上的力,根据受力平衡可知,地面对车头的支持力会变小,力的作用是相互的,那么车头对地面的压力会变小,这个压力变小,那么摩擦力也会变小。
(2)[4][5]将铁轨铺在枕木上,是为了增大路基的受力面积,根据可知,在压力一定时,路基受到的压强会变小。
(3)[6]流体流速大,压强小。列车快速行驶过有砟轨道时,路基石子上方的空气流速变大,压强变小,使石子上方的压强小于下方的压强,会产生一个向上的升力,因此石子会被掀起。
答案第1页,共2页
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