北师大版八年级下 8.7 飞机为什么能上天
一、单选题
1.如图所示中主要利用大气压强原理的是( )
A.利用高压锅煮饭 B.吸盘挂钩
C.锅炉的水位计显示水位 D.飞机起飞的升力
2.如图是北美草原犬鼠洞穴的横截面示意图。它有两个出口,隆起洞口A和平坦洞口B,当风吹过洞口时就会给洞中的犬鼠带去习习凉风。则下列有关洞内风向分析正确的是( )
A.风总是A口吹入,B口吹出
B.风总是B口吹入,A口吹出
C.风总是A、B口同时吹入
D.洞内的风向是由洞外的风向决定的
3.下列关于压力和压强的说法正确的是( )
A.重力大的物体产生的压力也大
B.大气对处于其中的物体都有压强
C.流体的流速越大,流体的压强越大
D.相同深度的液体对容器底部产生的压强相同
4.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
5.如图所示的实例中,利用了“流体压强与流速关系”工作的是( )
A.覆杯实验
B.飞机机翼上产生的升力
C.用注射器吸取药液
D. 船闸
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.下列现象没有利用到伯努利原理即流体压强与流速的关系的是 ( )
A.犬鼠的通风洞 B.自制喷雾器
C.飞机和鸟升空 D. 自动喂水器
8.下列有关压强知识说法正确的是( )
A.在流体中,流速越大的位置,压强越大
B.同一地区,高度越高,气压越低
C.随着大气压的减小,水的沸点会升高
D.利用马德堡半球实验可以精确测出大气压的值
9.如图所示,以下四个关于“气体压强与流速的关系”的现象中,压强p1、p2大小关系正确的是( )
A. p1>p2 B.
C. p1>p2 D. 无法判断
10.下列有关各图的说法不正确的是( )
A.能从不同乐器中分辨出小提琴的声音主要是因为音色不同
B.桥在水中的倒影是由于光的折射形成的
C.沙子受到的重力与车对沙子的支持力是一对平衡力
D.纸条向上飘起时,纸条上方比下方空气流速大压强小
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.图所示的装置中,利用连通器原理工作的是( )
A.茶壶
B.抽水机
C.赛车尾翼
D.放飞的气球
二、填空题
13.如图所示,是风吹过屋顶的示意图。“卷我屋上三重茅”是由于屋顶空气流速较屋内大,压强较屋内______,形成向上的压力差,使茅屋顶上的茅草随风飞走。“下者飘转沉塘坳”说明力可以改变物体的______。
14.高速行驶的列车车厢两侧的窗口打开后,窗帘会飘向______(选填“窗内”或“窗外”)。这是因为车外比车内空气的流速______,压强______(选填“大”或“小”)。
15.如图所示实验装置,U形管中装有水,直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平。在右端c处往装置里急吹气,___________管中水面会升高。
16.2021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,如图所示的大连舰满载排水量大12300t,则其满载时受到的浮力为______N(g取10N/kg);舰载直升机起飞后,大连舰受到的浮力______(选填“变大”“变小”或“不变”);两只舰艇不能近距离高速并排航行,是由于两舰艇间水的流速越大,压强越______,容易相撞。
三、综合题
17.如图所示,请把下列应用中原理相同的,用直线连接起来. ______
18.如图所示,2018年5月23日中央新闻报道我国自行设计制造的新型磁悬浮列车工程样车运行试验取得成功时速可达以上,列车由于车体与轨道不接触、无摩擦,具有噪音低损耗小、易维护等优点被誉为“零高度飞行器”。这种兼具高速与中低速磁浮交通优点的新型磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具。
(1)新型磁悬浮列车工程样车在测试轨道上运行试验时的时速为180km/h,完成一次测试所用时间为3min,则测试轨道的长度至少为 _____ m,不考虑样车的长度;
(2)如图所示,列车站台设计成中间高两边低的原因是进站时列车由于 _____ 要保持原来的运动状态冲上站台;从能量转换的角度来说,当列车出站时从高度较高的地方下行,它的 _____ 转化为 _____ ,不用消耗过多的电能或化学能等能量。
(3)如图所示,当列车进站时,乘客必须站在站台和黄色线以外的位置候车才安全的原因是 _____ 。
(4)小张乘坐列车时看见两旁的房屋迅速向东退去,则列车相对于地面正在向 _____ 行驶。
19.请阅读下列材料,回答相关问题:
地效飞行器,作为贴海面或水面高速行驶的运载工具,兼具舰船及飞机的特点,在近海军事行动中,有广泛的用途。地效飞行器利用地面效应提供支撑力来飞行。地效飞行器装有固定机翼,能贴近地面(或水面)飞行。机翼下表面离地面很近,形成气流的堵塞,使机翼升力增加,称为地面效应。由于地效这种特殊的现象,当飞机飞的特别贴近地面(或水面)时,它的升力会突然变得比正常情况下要大很多。地效飞行器在飞行过程中受到的阻力较小,因此其速度也快得多。如图所示为某型号地效飞行器,下表是它的一些参数。升阻比是指飞行器在飞行过程中,升力与飞行阻力的比值。
自重/kg 2400 最大载重/kg 1200 飞行高度/m 1-4
升阻比 20~40 单次最大飞行距离/km 600 飞行速/km/h 200
(1)下列飞行器中,升空原理与地效飞行器借助机翼获得升力的原理相同的是______;
A、热气球B、飞机C、火箭
(2)地效飞行器在水面上方飞行时,与水面脱离接触,大大减小了______。飞行器加速时,惯性将______(选填变大、变小或不变);
(3)地效飞行器满载后停在水面时受到的浮力是______N;(g取10N/kg)
(4)当飞行器受到的升力______总重时才能起飞(选填大于、等于或小于);地效飞行器匀速飞行,当飞行距离达到单次最大飞行距离时,所用时间是______小时。
20.阅读下列材料,然后回答问题.
物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体. 当流体处于流动状态时,其内部各处的压强有什么规律呢?
小明同学将图所示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,可看到两个竖直管中液面的高度并不相同. 从图中可以看出在A、B两处管的粗细不同,因而A处流速小,B处流速大. 可见流体的压强与流速之间有着一定的关系.接着,小明又自制了一个飞机翼模型(如图-46),将其固定在托盘测力计上,在机翼模型的正前方用电扇迎面吹风来模拟飞机飞行时的气流,比较机翼上下方气流压强的大小,进一步验证了上面的关系.
(1)由如图所示的实验,可以得出流体的压强与流速之间有什么关系?
答:________________________________________________;
(2)在如图所示的实验中,电扇转动后,托盘测力计的示数发生了什么变化?
答:_______________________________________________________;
(3)下列四种情形中,哪几种情形能够运用上述的实验规律进行解释?_________
A.乒乓球运动员拉出的弧圈球能急速旋转而下沉
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.船舶从海上驶入江面时会下沉一些
21.阅读短文,回答问题.
风 洞
风洞即风洞实验室,是以人工的方式产生并且控制气流,用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况,并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备.
风洞种类繁多,如图甲所示的闭口直流式风洞,其主要组成部分为收缩段、试验段、扩散段和动力装置.动力装置包括直流电机和风扇.风扇转动后,将空气吸入风洞中,通过调节电机转速以获得不同的实验段速度.收缩段前装有整流栅,整流栅是做成方格状的,用来消除气流中的漩涡.气流通过收缩段后,流速增大,这样可使进入试验段的气流较为均匀.试验段截面是方形的,模型放在其中进行试验.扩散段的功能室使试验段后面的气流减速后再排入大气.
因为风洞的控制性佳,可重复性高,现今风洞广泛用于空气动力学工程测试,譬如结构物的风力荷载和振动、风力发电、防风设施的功效等.一些研究也指出风洞实验之结果与现在风场的观测的结果相近.
(1)用图甲所示的风洞做实验,实验模型应放置在______段,风机工作时,风速的方向向_____(填“左”或“右”).
(2)风洞通过调节________获得不同的风速.实验时,模型以________为参照物,是运动的.
(3)将图乙所示的机翼模型固定在台式测力计上并放置于风洞中,无风时记录测力计的示数,风机工作时测力计的示数将随着风速的变化而变化,关于这一现象,以下说法正确的是( )
A.有风时测力计的示数比无风时的大,机翼模型下方的空气流速比上方的大
B.有风时测力计的示数比无风时的大,机翼模型下方的空气流速比上方的小
C.有风时测力计的示数比无风时的小,机翼模型下方的空气流速比上方的大
D.有风时测力计的示数比无风时的小,机翼模型下方的空气流速比上方的小
(4)若图乙中的机翼模型在水平风的作用下获得竖直方向的力大小为F,实验得到F与风速的二次方v2的关系图像如图丙所示,当风速是原来的2倍时,力F是原来的( )
A.2倍 B.4倍 C.0.5倍 D.0.25倍
(5)在其他条件不变时,试验段的横截面面积越小,试验段的风速越________.
试卷第1页,共3页
试卷第2页,共2页
参考答案:
1.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.用高压锅煮饭,是利用了锅内气压升高,水的沸点升高的原理,不是利用大气压来工作,故A不符合题意;
B.吸盘要吸在墙壁上,需要先用力挤压塑料吸盘,把盘内的空气挤出,盘内的气压小于大气压,吸盘在外界大气压力作用下被压在墙壁上,属于大气压的应用,故B符合题意;
C.锅炉水位计的结构符合上端开口、下端连通的特点,是利用连通器原理工作的,故C不符合题意;
D.飞机的机翼上凸下平,飞机在运动过程中,机翼上方的空气流速大、压强小,机翼下方的空气流速小、压强大,所以机翼在较大的向上压强差的作用下升上天空,即飞机获得升力的原理是流体压强和流速的关系,故D不符合题意。
故选B。
2.B
【解析】
【详解】
等质量的空气在相同的时间内通过出口的上表面,由于B出口平直,A出口向上突起,所以空气通过B出口上表面的流速小,压强大;通过后A出口上表面的流速大,压强小,在两个出口间形成一个向右的压强差,因此,地面上的风总是B口吹入A口吹出。
故选B。
3.B
【解析】
【详解】
A.重力大的物体产生的压力不一定也大,只有水平面上的物体,产生的压力等于其重力,故A错误;
B.空气有重力,并和液体一样具有流动性,所以空气对浸没在它里面的物体向各个方向都能产生压强,故B正确;
C.流体的流速越大,流体的压强越小,故C错误;
D.液体压强与液体的深度和液体的密度有关,相同深度的液体,如果液体的密度不同,液体对容器底部产生的压强不相同,故D错误。
故选B。
4.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。
5.B
【解析】
【分析】
【详解】
AC.覆杯实验和用注射器吸取药液都是大气压强的运用,故AC不符合题意;
B.飞机机翼上方的空气流速大,压强较小;机翼下方的空气流速小,压强大,所以机翼受到一个向上的压强差,使飞机产生一个向上的升力,故B符合题意;
D.船闸是利用连通器原理工作的,与流体压强无关,故D不符合题意。
故选B。
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.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.犬鼠的洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是圆锥形土堆;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;吹过圆锥形土堆表面的风速大,压强小,所以,地面上的风吹进了犬鼠的洞穴,故A不符合题意;
B.在自制喷雾器上部管口吹气时,空气流速大,压强小,大气压将细管中的水向上压,利用了流体压强与流速的关系,故B不符合题意;
C.飞机和鸟升空,是因为机翼上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,使飞机受到向上的升力而升空,故C不符合题意;
D.自动喂水器的结构符合上端开口、底部连通的特点,应用了连通器原理,故D符合题意。
故选D。
8.B
【解析】
【分析】
(1)流体压强与流速的关系:在流体中流速越大的位置,压强越小;
(2)大气压与高度的关系是:海拔越高,气压越低;
(3)液体的沸点随气压的增大而增大;
(4)托里拆利实验最早测出了大气压的值;马德堡半球实验证明了大气压的存在。
【详解】
A.在流体中,流速越大的位置,压强越小,流速越小的位置,压强越大,故A错误;
B.由于大气压随高度的增加而降低,所以高度越高,气压越低,故B正确;
C.液体的沸点随气压的增大而升高,随气压的减小而降低,故C错误;
D.利用马德堡半球实验可以证明大气压存在,不能精确地测出大气压的值,故D错误。
故选B。
【点睛】
本题考查大气压的存在和测量,以及沸点与气压的关系、流体压强与流速的关系,相对比较简单,属于基础题。
9.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.如图A,伞上方空气流速大,压强小,故p1>p2,故A错误;
B.右边的涵洞口高,空气流速大,压强小,故p1>p2,故B错误;
C.向水平管中吹气,空气流速大,压强小,故p1>p2,故C正确;
D.细管处流速大,压强小,故p1>p2,故D错误。
故选C。
10.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.利用音色能区分不同乐器发出的声音,故A正确,不符合题意;
B.桥在水中的倒影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故B错误,符合题意;
C.车中沙处于静止状态(平衡状态),沙子受到的重力与车对沙子的支持力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一物体上的一对平衡力,故C正确,不符合题意;
D.将一纸条放在嘴边,用力从纸条上方吹气,因为纸条上方的空气流速大,压强小,纸条下方的空气流速小,压强大,纸条受到一个竖直向上的压力差,所以纸条就飘起来,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.A
【解析】
【详解】
A.茶壶是利用连通器原理工作的,故A符合题意;
B.抽水机是利用大气压工作的,故B不符合题意;
C.赛车尾翼是利用流体压强与流速的关系工作的,故C不符合题意;
D.放飞的气球是利用物体浮沉条件升空的,故D不符合题意。
故选A。
13. 小 运动状态
【解析】
【详解】
[1]“卷我屋上三重茅”是由于屋顶空气流速大、压强小,屋内空气流速小、压强大,形成向上的压力差,使茅屋顶上的茅草随风飞走。
[2]“下者飘转沉塘坳”是说茅草在力的作用下飘到低洼处,说明力可以改变物体的运动状态。
14. 窗外 大 小
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3]高速行驶的列车车厢两侧的窗口打开后,窗帘会飘向窗外。这是因为列车高速行驶时,车外的空气流速大,压强小;车内的空气流速小,压强大,即车外比车内空气的流速大,压强小,压强差就把窗帘压向车外。
15.a
【解析】
【分析】
【详解】
如图所示,在c处吹气时,b管上端的管内径大,空气经过时流速小,a管上端的管内径小,空气经过时流速大,而流速大的位置压强小,则b管上端压强大于a管上端压强,于是a管中水面会升高。
16. 1.238 变小 小
【解析】
【分析】
【详解】
[1] 满载排水量
m排=12300t=1.23107kg
由阿基米德原理可得其满载时受到的浮力
F浮=G排=m排g=1.23107kg10N/kg=1.23108N
[2] 舰载直升机起飞后,大连舰自重力变小因大连舰仍然漂浮,所以根据物体浮沉条件可知,大连舰受到的浮力变小。
[3] )当两舰艇高速并排航行时,两舰艇之间水的流速大,压强小,容易发生撞船事故,故不能并排行驶。
17.
【解析】
【分析】
生活中证明大气压存在的事例;生活中连通器的应用;压力一定,增大受力面积可减小压强;在气体和液体中,流速越大的位置压强越小.
【详解】
AF是利用外界大气压的作用,液体被压上来的;BH利用连通器原理;CE是增大受力面积,减小压强;DG是用液体压强与流速的关系来解释的,流速越大的位置压强越小.连图如下:
18. 9000 惯性 重力势能 动能 黄色线以内空气流速大压强小 西
【解析】
【分析】
(1)根据速度和时间的乘积计算路程;
(2)惯性使物体继续运动;下降的物体将重力势能转化为动能;
(3)流体在流速大的地方压强小;
(4)当以运动的物体作参照物时,静止的物体在运动,且方向与运动的物体方向相反。
【详解】
(1)根据速度和时间计算路程为:
;
(2)[2][3][4]列车进站时,由于惯性会保持原来的状态,高从高处下行时,重力势能转化为动能;
(3)[5]列车经过时,由于流速大,压强小,人若靠近列车很危险;
(4)[6]当运行的车上的人看到树木向东运动,说明列车向西运动。
19. B 摩擦力 不变 3.6×104 大于 3
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]地效飞行器的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理。
A.热气球升空是利用物体的浮沉条件,故A不符合题意;
B.飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理,故B符合题意;
C.火箭升空利用力的相互性,故C不符合题意。
故选B。
(2)[2]地效飞行器在水面上方飞行时,与水面脱离接触,可起到减小摩擦力的作用。
[3]惯性是物体本身的属性,由物体的质量大小决定,物体的质量越大,惯性越大,与物体的速度无关,故飞行器加速时,惯性将会不变。
(3)[4]地效飞行器满载的质量为
m=m自身+m载=2400kg+1200kg=3600kg
由阿基米德原理可得,停在水面时受到的浮力为
F浮=G物=mg=3600kg×10N/kg=3.6×104N
(4)[5]当飞行器受到的升力大于总重时才能起飞。
[6]单次最大飞行距离为600km,飞行速度为200km/h,由
可得,当飞行距离达到单次最大飞行距离时,所用时间为
20. 流速越大的位置压强越小; 托盘测力计的示数会减小; A.
【解析】
【分析】
在流体中,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大.解答此题就要根据这个原理来回答.分析流体的流速如何变化从而得出压强的变化,或根据压强的变化来分析流速的变化.
【详解】
(1)甲图中,A管比较粗,B管较细.在流量一定时,管子越细,水的流速就越大.A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,机翼模型上方空气通过的路程长,流速大,向下的压强小;机翼模型下方空气通过的路程短,流速小,向上的压强大,从而形成了一个向上的压强差,使托盘测力计的示数减小.
(3)A、乒乓球的急速旋转,带动了空气的旋转,球的上方空气的旋转方向与空气相对于乒乓球的运动方向相反,两者抵消,空气流速慢.而下方空气的旋转方向与空气相对于乒乓球的运动方向相同,两者迭加,空气流速快.故球的上方空气流速慢,压强大,下方流速大,压强小而下沉.故A符合题意.
B、氢气球升空是受到浮力.与流体压强无关,故B不符合题意.
C、直升飞机是利用螺旋桨的运动对空气施加了一个向下的力,物体间力的作用是相互的,空气对螺旋桨施加了一个向上的力,将飞机托住,与流体压强无关,故C不符合题意.
D、船舶从海上驶入江面时会下沉一些.是因为江水密度小于海水密度,与流体压强无关,故D不符合题意.
故答案为(1)流速越大的位置压强越小;(2)托盘测力计的示数会减小;(3)A.
【点睛】
此题考查的是流体压强与流速关系在生活中的应用,容易出错的是有些同学不能分析出流体流速的变化情况,这是因为对生活常识的了解太少所致.
21. 试验 右 电机转速 气流 D B 大
【解析】
【详解】
第一空.由于试验段的横截面面积最小,即试验段的风速最大,所以,实验模型应放置在试
验段;
第二空.风机工作时,根据”风扇转动后,将空气吸入风洞中”知道,风从左端进入风洞中,所以,风速的方向向右;
第三空.根据“风扇转动后,将空气吸入风洞中,通过调节电机转速以获得不同的实验
段速度”知道,风洞是通过调节电机转速来获得不同的风速;
第四空.实验时,模型和风有位置的变化,所以,以气流为参照物,则模型是运动的;
第五空.由图乙知道,有风时,模型上表面路程长,速度大,压强小,下表面路程短,速度小,压强大,产生向上的升力,使测力计示数变小,故D正确;
第六空.由F与风速的二次方v2 关系图象知道,力F与v2 成正比,所以,当风速是原来的2倍时,力F是原来4倍,故B正确;
第七空.在其它条件不变时,即单位时间内通过的空气量相同,试验段的横截面面积越小,则试验段的风速越大.
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页