北师大版八年级下 8.7 飞机为什么能上天
一、单选题
1.小张同学自制了一个飞机机翼模型,将其固定在托盘测力计上,如图所示。在机翼模型的正前方用电扇迎面吹风,模拟飞机飞行时的气流。当无风时,托盘测力计示数为18N;当电风扇吹风时,托盘测力计示数为10N。产生这个现象的原因是( )
A.吹风能减少物体所受的重力
B.吹风使机翼模型产生了向下的压力差
C.吹风使机翼模型上方的气流速度小于下方的气流速度,在机翼的上下表面产生压强差
D.吹风使机翼模型上方的气流速度大于下方的气流速度,在机翼的上下表面产生压强差
2.体育运动中包含着丰富的物理知识。下列说法正确的是( )
A.运动员三级跳远比立定跳远跳得更远是因为受到惯性力的作用
B.蹦床运动员蹦到最高点时速度为零,此时她处于平衡状态
C.掷实心球时,若球在最高点时所受外力全部消失,球将静止
D.流体压强与流速的关系是乒乓球比赛中弧旋球产生的原因之一
3.下列说法中不正确的是( )
A.船闸利用了连通器的原理实现船只通航
B.学生用吸管“吸”早餐奶与液体压强有关
C.托里拆利实验首次测出大气压强值
D.液体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大
4.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
5.如图所示,一辆轿车在平直公路上高速行驶时,其上、下表面相比较( )
A.轿车上表面空气流速小压强大 B.轿车上表面空气流速大压强小
C.轿车下表面空气流速小压强小 D.轿车下表面空气流速大压强大
6.“山东舰”是中国首艘自主建造的国产航母。当舰载飞机从国产航母“山东舰”上起飞时,下列说法正确的是( )
A.飞机在甲板上加速时、受平衡力的作用
B.飞机对甲板的压力和飞机的重力是一对相互作用力
C.飞机飞离甲板后,航母底部受到海水的压强变小
D.飞机飞行时机翼上方空气流速小于下方空气流速,飞机获得升力
7.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.
8.王娟同学坐车途中观察到一些现象,依据你的物理知识做出的判断,错误的是( )
A.看到窗外的树木向后退,是以车为参照物
B.路边装有测速摄像头,成像原理与照相机相同
C.车上窗帘往外飘,是因为车外空气流速大,压强小
D.街头路口的反光镜能起到扩大视野的作用,它是面积很大的平面镜
9.生活现象所揭示的科学原理或规律与所对应的应用技术不符合的是( )
A. B.
C. D.
10.下列实例中,不涉及流体压强与流速关系的是( )
A.玻璃厂用吸盘搬运玻璃
B.风沿窗外墙面吹过时,窗布飘向窗外
C.风雨天打伞,伞面有时会向上翻
D.列车驰过时,安全线内的人容易被吸向列车
11.如图所示,取两个玻璃杯,将乒乓球放入左边杯子中。将两个玻璃杯口对口地放在同一水平面上,杯口之间距离大约为1cm。双手扶稳杯子,对准两个杯口中间用力吹气,则下列说法中正确的是( )
A.会观察到乒乓球向左杯的杯口处运动
B.会观察到乒乓球向左杯的杯底处运动
C.杯口处气体压强等于左杯底处气体压强
D.杯口处气体压强等于右杯底处气体压强
12.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
13.勤消毒是防控疫情的重要手段。如图甲是酒精喷雾瓶的操作图,用手按压瓶口的活塞,使瓶内酒精液面上空的气压___________(填“大于”“等于”或“小于”)外界的大气压,酒精就从喷嘴喷出。如图乙是小区 消毒用的一种喷雾器原理图,当压缩空气从小孔快速喷出时,细管上方的空气流速大,压强 ___________(填“大”或“小”),瓶内外产生气压差,使药液从细管中上升并喷出。
14.某物理课外小组制作如图所示的实验装置,大缸内的水足够多,打开 A 阀门,关闭 B 阀门,水流入管道,当水稳定后,a 管液面高度___________b 管液面高度;再打开 B 阀门,在水向外流的过程中,a 管液面高度___________b 管液面高度。(填“大于”、“小于”或“等于”)
15.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______。
16.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
17.目前各城市为发展城市交通,纷纷建立了地铁运载,以缓解市内交通紧张的局面。
(1)地铁的站台上,都有一条醒目的黄色安全线,候车时乘客要站在黄色安全线外面。这是为什么?
(2)地铁运营部门提示:没有座位的乘客要抓紧身旁的扶手,不要随意走动,这是什么道理?
(3)若地铁的每列列车运行时由8台电动机牵引,每台电动机的额定功率为1.85×105W,而列车在某水平路段以16m/s的速度匀速运行。试计算出列车在此路段受到的阻力是多大。
(4)与公共汽车相比,地铁出了载客量大、准时外,还有那些优点(只需写出一点)?
18.利用身边的器材可以做很多小实验来验证我们所学的物理知识。小明利用气球做了以下几个小实验:
(1)图甲所示,说明压力的作用效果与________有关;
(2)图乙中,若两只气球自由悬挂在空中,用粗吸管对准A点沿垂直于纸面方向用力吹气,可观察到两气球________(选填“分开”或“合拢”),这是因为气体流速越大,压强越________;
(3)丙图中,气球因向后喷气而前行,说明力是改变物体________的原因;
(4)要使气球能在空中上浮,需要在气球中充入比空气密度________的气体。
19.阅读短文,回答问题
四旋翼飞行器
四旋翼飞行器结构简单,控制方便,已经广泛应用在航拍、搜寻等领域.飞行器主要由支架、旋翼、飞行控制器等组成,如图甲所示,其支架选用很轻的全碳纤维材料,可以提高飞行器的载重.
飞行器的四旋翼由四个电机带动,对称分布在支架的前后左右,且在同一高度,结构如乙图所示.工作时,旋翼高速旋转向下推动空气,同时空气对旋翼施加向上的升力.为了防止旋翼的旋转使机身反向转动,所以在同一支架两端的电机旋转方向保证相同,相邻电机旋转方向相反,且四个电机转速相同.
我们可以通过无线电遥控器调整四个电机的转速,控制飞行器的姿态和位置,以实现飞行器的上下运动、前后运动、滚转运动,偏航运动等.
(1)四旋翼飞行器选用全碳纤维材料做支架是因为此材料的密度较 ___________ ;
(2)旋翼高速旋转向下推动空气产生向上的升力是因为力的作用是 __________ 的;
(3)为了使飞行器加速上升,采取的方法是 __________ (增加/减小)旋翼转速;
(4)四旋翼飞行器正常飞行时,下列图中电机的旋转方向正确的是 __________ .
A. B.
C. D.
(5)如图乙是旋停在空中的四旋翼飞行器,通过控制器将电机1转速减半,为了使机身不发生转动,下列办法可行的是 __________ .
A.将电机2、3、4转速同时增倍
B.将电机2、3、4转速同时减半
C.保持电机2、4转速不变,使电机3的转速减半
D.保持电机3、4转速不变,使电机2的转速增倍
20.现今,乌鲁木齐地铁已开通了八楼至地窝堡机场的线路,大大便利了民众出行需求::
(1)站内安保人员时刻提醒乘客要在红色安全线外候车。这是因为地铁过站时,带动周围空气流速变快,车厢周围空气压强_________(选填“增大”或“减小”),若乘客在红色安全线内,_______(选填“红线外”或“红线内”)的空气会把乘客压向高速运动的地铁;
(2)地铁加速出站时,座椅会对乘客产生一个与地铁运动方向_____(选填“相同”或“相反”)的力。地铁行驶过程中,若以座椅上的乘客为参照物,地铁是_____的(选填“静止”或“运动”)。地铁进站时,撒去动力,地铁不能立刻停止,这是因为列车具有_____;
(3)若地铁以80km/h的速度在水平轨道上匀速行驶中,突遇紧急情况立即刹车,刹车后地铁以30km/h的平均速度运行0.9km后停止,地铁停止5min后又以30km/h的平均速度行驶0.9km后恢复到原来的速度。则由于紧急情况的发生所耽误的时间为_____s。
21.小明同学将如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),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1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2所示的实验中,电扇转动后,托盘测力计的示数将 _____________ (填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)下列四种情形中,能够运用上述实验规律进行解释是 ( )
A.乒乓球运动员拉出的“弧线球”能急速旋转而下沉
B.火车站设置了安全线
C.鞋底有凹凸不平的花纹
D.船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进
(4)夏天,小明的妈妈为了躲避热辣的阳光,自行车的前把上安装了遮阳伞,如图3所示,可自从安装了这把伞后,妈妈骑车时总感觉车把好像被人向上提起,这是为什么呢?
小明的解释是: ____________ .
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】
机翼模型固定在托盘测力计上,无风时,托盘测力计示数为18N,等于机翼模型的重力;因为机翼模型上表面弯曲,下表面平直,当电风扇吹风时,相同时间内,空气经过上方的路程比下方路程长,流速大,压强小,机翼模型在压强差下产生向上的升力。因为机翼模型对托盘测力计的压力等于机翼模型的重力减去它受到的向上的升力,所以机翼模型对托盘测力计的压力减小了,小于机翼模型的重力,故托盘测力计的示数为10N。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.D
【详解】
A.惯性是物体本身的一种性质,大小与质量有关,但惯性不是力,故A错误;
B.蹦床运动员蹦到最高点时动能为0,速度为零,忽略空气影响,此时她只受重力作用,处于非平衡状态,故B错误;
C.掷实心球时,是斜抛运动,有向上和水平方向的速度,若球在最高点时,向上运动速度为零,但水平方向运动的速度不为0,根据牛顿第一定律,所受外力全部消失,球将沿水平方向做匀速直线运动,故C错误;
D.乒乓球比赛中弧旋球由于球的旋转,使球两侧的空气流动的相对速度不同,根据流体压强与流速的关系两侧的压强也不同,球会向压强小的一侧运动,故D正确。
故选D。
3.B
【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,船只才能通航,船闸利用了连通器的原理实现船只通航,故A正确,不符合题意;
B.当用吸管吸早餐奶时,管内气体压强减小,早餐奶在大气压的作用下被压入嘴里,与液体压强无关,故B不正确,符合题意;
C.意大利科学家托里拆利最早用实验测定了大气压强的值,故C正确,不符合题意;
D.根据流体压强和流速的关系可知,液体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大,故D正确,不符合题意。
故选B。
4.D
【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。
5.B
【详解】
轿车的形状为上凸下平,在平直公路上高速行驶时,轿车上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大。
故选B。
6.C
【详解】
A.飞机在甲板上加速时,处于非平衡状态,飞机受到的推力大于阻力,受非平衡力的作用,故A错误;
B.飞机对甲板的压力和飞机的重力方向都向下,不是一对相互作用力,故B错误;
C.飞机飞离甲板后,航母的重力减小,受到的浮力变小,排开水的体积变小,航母将上浮一些,由p=gh可知,航母底部受到海水的压强变小,故C正确;
D.飞机飞行时机翼上方空气流速大于下方空气流速,机翼上方的压强小于机翼下方的压强,在上下压强差的作用下,飞机获得升力,故D错误。
故选C。
7.A
【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。
8.D
【详解】
A.坐在行驶的汽车里,由于乘客随汽车一起向前运动,路边的树木相对于汽车向后运动,因此他是以汽车为参照物的,故A正确,不符合题意;
B.照相机的镜头相当于凸透镜,当u>2f时,凸透镜成倒立、缩小的实像,摄像头的成像原理与照相机相同,故B正确,不符合题意;
C.车上窗帘往外飘,是因为车在行驶过程中,车外空气的流速大于车内空气的流速,流速大的位置压强小,则车内压强大于车外压强,将窗帘往外压,因此车上窗帘往外飘,故C正确,不符合题意;
D.凸面镜对光线有发散作用,应用在汽车的观后镜和街头路口的反光镜,凸面镜成正立、缩小的虚像,能增大司机的观察范围,减少交通事故,故D错误,符合题意。
故选D。
9.D
【详解】
A.上图中,牛奶盒变扁是由于大气压的作用;下图中用真空压缩袋打包物品,利用了大气压,故A不符合题意;
B.上图中乒乓球不掉落利用了流体的压强与流速的关系;下图中,当火车驶过车站时,安全线以内的地方空气流速增大,空气压强减小;人外侧受到的压强大于内侧受到的压强,人被压向列车,引发危险,故B不符合题意;
C.上图中对着吸管口吹气时有水喷出,利用了流体的压强与流速的关系;下图中喷雾器的工作原理是流体压强与流速的关系,故C不符合题意;
D.上图中抽气后水沸腾,是因为气压越小,沸点越低;下图中吸尘器的工作原理是流体压强与流速的关系,故D符合题意。
故选D。
10.A
【详解】
A. 吸盘能紧紧的贴在玻璃上是因为大气存在压强,故A符合题意;
B. 风沿窗外墙面吹过时,窗外空气流速大压强小,窗帘内外产生压强差,使窗帘受到向外的压力从而飘向窗外,故B不符合题意;
C. 风雨天打伞,伞面上方空气流速快压强小,伞面上下产生压强差,使伞面受到向上的压力从而上翻,故C不符合题意;
D. 列车驰过时,带动列车周围空气流速变大,压强变小,使安全线内的人身体前后产生压强差,使人受到向列车方向的压力从而被吸向列车,故D不符合题意。
故选A。
11.A
【详解】
流体在流速大的位置压强小,当对准两个杯口中间用力吹气时,两杯口处空气流速增大,使两杯口处压强小于两杯底处压强,可以看到乒乓球向左杯的杯口处运动,故A正确,BCD错误。
故选A。
12.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。
13. 大于 小
【详解】
[1]用手按压瓶口的活塞时,瓶内酒精液面上空的气压大于外界气压,在压强差的作用下,酒精从喷嘴喷出。
[2]当压缩空气从小孔快速喷出时,细管上方的空气流速大,压强小,小于外界大气压,在压强差的作用下,药液从细管中上升并喷出。
14. 等于 大于
【详解】
[1]打开A阀门,关闭B阀门,a管、b管与大缸形成连通器,当水稳定后,a管液面高度等于b管液面高度,因为液体不流动时,连通器各部分液面高度总是相同的。
[2]再打开B阀门,水向外流时,b管下方较细,a管下方较粗,所以b管下方水的流速比a管下方水的流速大,那么b管下方的压强小于a管下方的压强,所以a管液面高度大于b管液面高度。
15. 小 运动状态
【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。
16. 172 小
【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。
17.(1)见解析;(2)见解析;(3)9.25×104N;(4)见解析
【详解】
(1)因为列车周围的空气流速快,压强小,乘客靠近时容易发生事故,所以必须站在安全线以外。
(2)地铁运营部门提示:没有座位的乘客要抓紧身旁的扶手,不要随意走动,为了防止乘客在列车启动或紧急制动时由于惯性而摔倒。
(3)地铁运行时,电动机的总功率
功率
P==Fv
列出匀速运动,受到的牵引力和阻力是平衡力,所以列车在此路段受到的阻力
f=F=9.25×104N
(4)与公共汽车相比,地铁出了载客量大、准时外,还可以节能、安全、快捷、污染小、噪声小。
18. 受力面积 分开 小 运动状态 小
【详解】
(1)[1]由图甲可知,手掌一侧气球凹陷浅,手指一侧气球凹陷深,说明压力作用效果与压强有关。
(2)[2][3]因为气体的流速越大,压强越小,两只气球自由悬挂在空中,用粗吸管对准A点沿垂直于纸面方向用力吹气,A点压强减小,左侧的气球向左靠,右侧气球不动,故可观察到两球分开。
(3)[4]丙图中,气球因向后喷气,对空气有力的作用,由于力的作用是相互的,空气对气球也有力的作用,因此气球向前运动,说明力的改变物体运动状态的原因。
(4)[5]由F浮=ρ空气Vg和G=ρ气体Vg可知,体积相同时,只有当填充气体的密度小于空气的密度时,浮力大于重力,气球才能升空。
19. 小 相互 增加 C B
【详解】
(1)四旋翼飞行器选用全碳纤维材料做支架是因为此材料的密度较小,可以减轻飞行器自身的质量,可以提高飞行器的载重;
(2)因为物体间力的作用是相互的,当该飞行器工作时,旋翼高速旋转向下推动空气,对空气施加力的作用,所以,空气对旋翼施加了向上的反作用力,使飞行器获得向上的升力;
(3)当增大四个旋翼的转速时,则吹向下方的风量增加,旋翼对空气向下的力增大,由于力的作用是相互的,所以空气对飞行器的升力增大,可以使飞行器会加速上升;
(4)根据题意知道,为了防止旋翼的旋转使机身反向转动,所以在同一支架两端的电机旋转方向保证相同,相邻电机旋旋翼控制器转方向相反;
A图中四个电动机都沿顺时针转动,故A不符合题意;
B图中四个电动机都沿逆时针方向转动,故B不符合题意;
C图中上下两个电动机沿顺时针转动,左右两个电动机沿逆时针转动,故C符合题意;
D图中上下两个电动机转动方向相反,左右两个电动机转动方向相反,故D不符合题意.
(5)根据题意知道,为了使机身不反向转动,四个电动机的转动速度应相同,所以,电机1转速减半,其它三个转速也减半,故B正确.
20. 减小 红线外 相同 静止 惯性 435
【详解】
(1)[1][2]地铁过站时,带动周围空气流速变快,根据流速与压强的关系可知,车厢周围空气压强减小,人背后(红线外)的空气流速较小,压强较大,会把人压向高速运动的地铁。
(2)[3]地铁加速时,座椅会给人一个沿地铁运动方向相同的力,使人往相同方向加速。
[4]若以座椅上的乘客为参照物,地铁与座椅之间的位置没有发生改变,则地铁是静止的。
[5]由于地铁具有惯性,会保持原有运动状态继续向前运动一段距离。
(3)[6]若不刹车通过该段距离所用时间为
以30km/h行驶时间为
耽误的时间为
21. 流速越大的位置,压强越小 变小 ABD 骑车时,伞上部的空气流速快,压强小;下部的空气流动慢,压强大,因此伞受到一个向上的升力.
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.据此解答此题即可.
【详解】
(1)由图1知道,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.又由图知道,A管上方液柱高,即说明压强大,由此得出流体压强与流速的关系是:流速越大的位置,压强越小.
(2)由图2 知道,电扇转动后,气流会流经飞机机翼模型,由于机翼模型上方凸起,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,所以,托盘测力计的示数减小;
(3)乒乓球运动员拉出的“弧线球”时,乒乓球急速旋转,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,所以,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;火车站的站台设置安全线,是因为火车进站时,列车周围空气流速大,压强小,乘客靠近时易发生事故,故B符合题意鞋底有凹凸不平的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的,故C不符合题意;两船并排快速前行,可导致中间水流速变大,压强变小,水压着船向中间靠近,造成事故,所以,船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进,故D符合题意,综上所述,故选ABD.
(4)安装了遮阳伞后,在相同时间内,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,造成伞下方的气压大于伞上表面的气压,形成向上的升力,所以,骑车时总感觉车把像被人向上提起.
【点睛】
此题考查的是流体压强与流速关系在生活中的应用,解题的关键是能分析出流体流速的变化情况及对生活常识的了解.
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