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,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
2.关于图中现象及其解释正确的是( )
A.甲图运动员穿的滑雪板很宽大是为了增大受力面积从而增大压强
B.乙图的拦河大坝建造得上窄下宽是因为液体压强随深度的增大而增大
C.丙图中在水平路面上高速行驶的轿车,受到的重力等于地面对它的支持力
D.丁图中拔火罐治病利用了分子间的引力
3.如图所示为我们熟悉的几个实验情景,其中研究流体压强与流速关系的实验图是( )
A. B. C. D.
4.如图所示的各实例中,利用连通器原理工作的是( )
A. 船闸 B. 吸尘器
C. 用管子吸饮料 D. 离心式水泵
5.下列生活实例与所运用的物理知识的说法正确的是( )
A.没有大气压,水泵同样可以把水抽到高处
B.水坝的下部比上部建造得宽,是由于水对坝的压强随受力面积的增加而减小
C.用吸盘挂钩挂衣服,利用了大气压强的作用
D.车上窗帘往外飘,是因为车外空气流速小压强大
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.有些电动车安装了如图所示的特制伞来遮阳挡雨,它给我们带来方便的同时也带来了安全隐患,这样的电动车以较快速度行驶时有“向上飘”的感觉,下列关于这一现象的解释正确的是( )
A.伞上方的气流速度大于下方,压强小于下方
B.伞上方的气流速度大于下方,压强大于下方
C.伞上方的气流速度小于下方,压强大于下方
D.伞上方的气流速度小于下方,压强小于下方
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.关于压强,下列说法正确的是( )
A.在气体和液体中,流速越大的位置,压强越大
B.最早证明大气压强存在的科学家是托里拆利
C.菜刀磨得很锋利是为了减小压强
D.拦河坝建成上窄下宽,是由于密度不变时,液体压强随深度的增加而增大
10.海上舰艇护航编队在距离较近时,一般采用“前后”形成队形,而不采用“并排”形成列队。下图中与其原理相同的是( )
A. B.
C. D.
11.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
12.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
二、填空题
13.如图甲所示,饮料从吸管上升到嘴里,是因为空气中存在______;如右图乙所示,对吸管吹气,管中的水会上升,是因为流体中速度越大的位置压强越______。(选填“大”或“小”)。
14.如图所示的小汽车在高速行驶时,车窗紧闭,当打开天窗时,天窗外空气流速大于车内空气的流速,天窗外空气的压强______车内空气的压强,所以车内空气被“抽”到车外;与此同时小汽车对地面的压力______它的重力(均选填“大于”“等于”或“小于”)。
15.滑板车越来越受到青少年的喜爱,如图所示,为一款滑板车的实物图,滑行时,为防止发生意外,有经验的玩者都会弯腰屈膝,这么做是为了降低身体的________(填一力学概念),从而提高滑板车前进过程中的稳定性;摩托车电动车非法加装遮阳篷(伞)是一种存在极大安全隐患的交通违法行为,骑车时会感觉车的前把好象被人向上提起,这是因为车速相同时,加装遮阳篷(伞)后车对地面的压力______没有加装遮阳篷(伞)时车对地面的压力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
16.彤彤用自制的气压计去梵净山探究海拔对气压的影响,测得山脚气压如图甲,此时瓶内外气压差为______Pa;再将此装置移到梵净山山顶,玻璃管中水柱高度将______(选填“上升”、“下降”或“不变”),同行的诗诗用B管水平向A管管口吹气(如图乙),A管中水柱升高,是由于______。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
三、综合题
17.我国具有完全自主知识产权的新一代大型客机C919在上海浦东国际机场首飞,这标志着中华民族百年的“大飞机梦”取得了历史性突破。
(1)如图乙所示,飞机的机翼做成上凸下平的形状,飞机飞行时,机翼上方气流比下方气流的流速大,下方空气的压强________(填“大于”“等于”或“小于”)上方空气的压强,从而使机翼获得了向上的升力;为了缩短飞机起飞或着陆的滑行距离,最好________(填“顺风”或“逆风”)起飞。
(2)在C919客机加速上升的过程中,机舱外的大气压____________(填“变大”“变小”或“不变”),机舱内先进的“呼吸系统”,使飞机在气压只有2.5×104 Pa左右的万米高空时,机舱内气压达到8.0×104 Pa , 机体1 m2面积上承受内、外气压的压力差约为________N;
18.如图所示的“负压病房”在抗击新冠肺炎疫情中发挥了重要作用。所谓“负压病房”是指病房内的气压低于病房外的气压,这样既能保证向室内提供新鲜空气,还能在特殊装置下实现将病房内被污染的空气通过专门通道排放到固定地方进行无害化处理,避免医护人员相互感染,为防控提供了最“硬核”的支撑。根据以上信息回答:
(1)从空气流通的角度分析,“负压病房”能有效阻断病毒传播到室外的原因是由于 ______ ,所以室外新鲜空气可以流入室内,而室内被污染的空气不会流到室外;
(2)图中的该“负压设备”装置其内部且有一个复杂的电路结构,但它也是由一些最基本的元件通过 ______ 等基本方式连接而成的。
(3)下列实例中处于“负压”状态的有 ______ 。
A.正常工作时的吸尘器 B.正在漏气的气球
C.吸饮料过程中的吸管 D.高空飞行中漏气的飞机机舱
19.物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。为了探究“当流体处于流动状态时,其内部各处的压强规律”,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,实验现象如图(a)所示,A处流速小,B处流速大;比较两根竖直管中水面的高度,可知A处压强______B处压强(选填“大于”“等于”“小于”)。
(1)根据上述信息,请写出流体压强与流速的关系:______。
(2)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,如图(b)所示,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,观察到测力计的示数变小了,原因是:______。
(3)下列生活实例中,能利用上述的规律解释的是______
A.飞艇可以停在空中一定高度处
B.将氢气球放手后,它会飘向空中
C.两艘船并列高速行驶时,易发生碰撞
20.请阅读《风洞试验》并回答问题。
风洞试验
风洞是一种产生人造气流的管道,用来研究物体在气流中所产生的气动效应以及进行耐热抗压实验,其目的是为了测量物体与空气相对运动所受到的阻力。如图所示,科研人员能根据需要在风洞中产生各种人造气流,在风洞中利用荧光毛线显示机翼上气流的变化。以此模拟空中各种复杂的飞行状态,获取试验数据。这是现代飞机、导弹、火箭等研制定型和生产的“绿色通道”。简单的说,风洞就是在地面上人为地创造一个“天空”。
实验分为实物和模型两大类,一般多指模型实验。实验过程中可以让空气运动,如风洞实验等;也可以让物体或模型运动,如模型自由飞实验等;还可以空气和模型都运动,如尾旋实验等。
风洞种类多种多样,按气流速度可分为亚声速、跨声速、超声速、高超声速等类型;在直径尺寸上,小到几厘米,大到可容纳整架飞机。例如风洞试验把飞机、机翼或模型固定在管道中,用风扇、高压存贮气体释放等手段产生人造气流,通过准确地控制气流的速度、压力、温度等实验条件,可以高效地模拟飞机在各种复杂飞行状态下的空气动力学特征。风洞试验几乎是飞行器研发中不可或缺的环节。
中国空气动力研究能力已跻身世界先进行列,在载人航天、探月工程、国产大飞机、风力发电机、动车组的研制中发挥了不可替代的作用。
请回答以下问题:
(1)如图所示,有风吹过时,机翼上表面气体压强_______。(选填“变大”或“变小”)
(2)我国在风洞研究应用领域 ____________。(写出两个方面即可)
21.用A4纸卷成纸筒,可以完成下列小实验:
(1)如图甲所示,在纸筒的A端蒙上半透明塑料膜,B端正对窗外景物,要在塑料膜上看到窗外景物的像,可在B端放置:①凸透镜;②平面镜;③中间有小孔的不透明卡片。其中可行的有_______(填序号);
(2)如图乙所示,将两纸筒放在水平桌面上,沿箭头方向快速吹气,观察到两纸筒相互靠近,这是由于流体的流速越___,压强越_______;
(3)将汉语词典放在单个纸筒上,纸筒被压弯,如图丙所示;若放在多个纸筒上,纸筒均完好,如图丁所示。下列应用与其原理相同的是_______。
A.鞋底的花纹粗糙 B.压路机的碾子质量很大 C.书包带做得很宽
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【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。
2.B
【详解】
A.甲图运动员穿的滑雪板很宽大是为了增大受力面积从而减小压强,故A错误;
B.拦河大坝建造得上窄下宽,根据可知,液体压强随深度的增大而增大,故B正确;
C.丙图中在水平路面上高速行驶的轿车,由于轿车流线型设计,会导致轿车上方空气流速大与汽车下方的空气流速,汽车上方的压强小于汽车下方的压强,从而产生一个向上的升力,故重力与支持力不是平衡力,受到的重力不等于地面对它的支持力,故C错误;
D.丁图中拔火罐治病利用了大气压强,故D错误。
故选B。
3.D
【详解】
A.杯口朝下时,由于杯内没有空气只有水,而杯内水柱产生压强远小于外界的大气压,故纸片就被大气压给“顶”住了,覆杯实验证明了大气压的存在,故A不符合题意;
B.图中是探究液体压强的特点实验,故B不符合题意;
C.图中橡皮膜左右所处深度不相同,橡皮膜向左凸,说明右侧产生的压强较大,探究液体压强和深度的关系,故C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符合题意。
故选D。
4.A
【详解】
A.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,故A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;
CD.用管子吸饮料、离心式水泵都是利用大气压工作的,故CD不符合题意。
故选A。
5.C
【详解】
A.水泵是利用大气压强来将水抽到高处的,没有大气压水泵就不能工作,故A错误;
B.水坝的下部比上部建造得宽,是由于水对坝的压强随深度的增加而增大,下部建得宽一些可承受更大的水的压强,故B错误;
C.用吸盘挂钩挂衣服,是利用了大气压强将挂衣钩压在墙面上,故C正确;
D.车上窗帘往外飘,是因为车外空气流速快、压强小,故D错误。
故选C。
6.B
【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.A
【详解】
空气经过如图所示的伞时,在时间相同时,空气经过上方的路程大于下方,那么伞上方的空气流速大于下方的空气流速,由于流体流速大的地方压强小,所以,上方压强小于下方压强,故A正确,BCD错误。
故选A。
8.B
(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.D
【详解】
A.在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小,故A错误;
B.最早证明大气压强存在的科学家奥托克里克,故B错误;
C.菜刀磨得很锋利是通过减小受力面积,增大压强,故C错误;
D.拦河坝建成上窄下宽,根据可知,由于密度不变时,液体压强随深度的增加而增大,故D正确。
故选D。
10.D
【详解】
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;因此舰艇内侧水的压强小于舰艇外侧水的压强,水的压强差使舰艇靠近,进而发生碰撞,为了避免事故的发生,舰艇护航编队在较近距离时一般采用前后护航形式,而不采用“并排”护航。
A.用吸管吸饮料时,嘴内的气压小于外界大气压,饮料在大气压力作用下被压入嘴中,利用了大气压,故A不符合题意;
B.在一个标准大气压下,大气压可以支持约10.3m高的水柱。瓶中水面能高于盆内水面不会流出来,正是因为盆景中的水与大气相通,是大气压支持着瓶内的水不会流出来,故B不符合题意;
C.上端开口、底部连通的容器叫连通器;锅炉水位计是利用连通器原理工作的,故C不符合题意;
D.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知道,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,因此候车时人必须站在安全线以外,故D符合题意。
故选D。
11.C
【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。
12.B
【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。
13. 大气压 小
【详解】
[1]用吸管从瓶子中吸饮料时,是利用大气压工作的;当吸气时,吸管中的气压减小,饮料在大气压的作用下进入嘴里。
[2]对吸管吹气,竖直管上方的空气流速变大,压强变小,而管下方的压强不变,容器中的水在外界大气压作用下沿竖直管往上压,所以竖直管中的水上升;该实验说明:流体的压强与流速有关,流速越大,压强越小。
14. 小于 小于
【详解】
[1]小汽车在高速行驶时,打开天窗,天窗外空气流速大于车内空气的流速,根据流速与压强的关系,流速大,压强小;流速小,压强大,所以天窗外空气的压强小于车内空气的压强,车内空气被“抽”到车外。
[2]因为小汽车顶部气流速度大于底部气流速度,底部的气压大于顶部的气压,产生向上的升力,所以小汽车对地面的压力会小于重力。
15. 重心 小于
【详解】
[1]有经验的玩者都会弯腰屈膝,这么做是为了降低身体的重心,以提高稳定性。
[2]因为车速相同时,加装遮阳篷(伞)后伞上方空气流速大,压强小,小于下方大气压,就会产生一共向上的升力,故加装遮阳篷(伞)后车对地面的压力变小了,因此加装遮阳篷(伞)后车对地面的压力小于没有加装遮阳篷(伞)时车对地面的压力。
16. 1000 上升 流速快,压强小
【详解】
[1]由图,瓶内外液面高度差为
内外气压关系为
内外气压差为
代入数据
[2]将此装置移到梵净山山顶,瓶外气压减小,瓶内外气压差增大,液柱高度增加,即液面上升。
[3]用B管水平向A管管口吹气,A管管口处气流速度加快,压强减小,大气压将液体压入管内,使A管中水柱升高。
17. 大于; 逆风; 变小; 5.5×104。
【详解】
(1)[1]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,由于飞机的机翼上凸下平,飞机飞行时,由于上表面弯曲,所以机翼上方的气流流速就大于机翼前方的气流流速;而下表面平直,因此机翼下方的气流流速大致等于前方的气流流速,从而可以知道,机翼下方的气流流速就小于机翼上方的气流流速,所以机翼上方的压强小于机翼下方的压强,这样就产生了作用在机翼上的向上的升力;
[2]飞机逆风起飞时,上下面的压强差较大,产生向上的升力较大,为了缩短飞机起飞或着陆的滑行距离,最好逆风起飞;
(2)[3]由于大气压随高度的升高而降低,故在C919客机加速上升的过程中,机舱外的大气压变小;
[4]机体1 m2面积上承受内、外气压的压力差为
。
18. 病房内气压低于病房外气压 串联和并联 AC
【详解】
(1)[1]从空气流通的角度分析,空气从气压高的地方向气压低的地方流动,“负压病房”内气压低于病房外气压,空气从室外流向室内,所以能有效阻断病毒传播到室外。
(2)[2]复杂电路也是由最基本的串联和并联等基本的连接方式连接而成的。
(3)[3]A.正常工作时的吸尘器内部空气流动快压强小处于负压状态,故A符合题意;
B.正在漏气的气球,内部气压大于外部气压,故B不符合题意;
C.吸饮料过程中的吸管内部气压小于外部气压处于负压状态,故C符合题意;
D.高空飞行中漏气的飞机机舱外部空气流动快,压强小,故D不符合题意。
故选AC。
19. 大于 流体流速大的位置,压强小,流速小的位置,压强大 答案见解析
C
【详解】
[1]实验现象如图(a)所示,A处流速小,B处流速大,因左竖直管中水的深度大,根据,因可知A处压强大于B处压强。
(1)[2]根据[1]知, A处流速小,B处流速大,而A处压强大于B处压强,故可知,流体流速大的位置,压强小,流速小的位置,压强大。
(2)[3]速度大(小)的位置压强小(大)。观察到测力计的示数变小了,原因是:机翼上凸下平,上方流速比下方大,上方压强小于下方,所以机翼获得向上的升力,使测力计示数变小。
(3)A.飞艇可以停在空中一定高度处,说明飞艇在竖直方向上受到平衡力的作用,故A不符合题意;
B.将氢气球放手后,它会飘向空中,说明受到的浮力大于重力,故B不符合题意;
C.两艘船并列高速行驶时,两船中间水流速大,压强小,两船外侧流速小,压强大,故两船易发生碰撞,故C符合题意。
故选C。
20. 变小 见解析
【详解】
(1)[1]流体在流速大的地方压强较小,由图可知,有风吹过时,机翼上表面空气流速较大,气体压强变小。
(2)[2]由材料可知,我国在风洞研究应用领域有载人航天、探月工程、国产大飞机、风力发电机、动车组等。
21. ①③ 大 小 C
【详解】
(1)[1]要在塑料膜上看到窗外景物的像,像可以呈现在光屏上,所看到的像是物体的实像,凸透镜和中间有小孔的不透明卡片都可以成实像,而平面镜使物体成的是虚像,所以可行的是①③。
(2)[2][3]沿箭头方向快速吹气,观察到两纸筒相互靠近,是由于体的流速越大压强越小,两纸筒中间气体流速大压强小,小于外部气压,纸筒被外部气压压着向中间运动。
(3)[4]单个纸筒被压弯,而多个纸筒保持完整,说明压力相同时受力面积越大,压强越小,书包带做得很宽也是通过这个原理来减小压强的。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页