北师大版八年级下 8.7 飞机为什么能上天
一、单选题
1.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
2.下列关于压强的说法中,正确的是( )
A.一位成人对地面的压强约为1.8×10Pa
B.液体内部的压强大小与受力面积无关
C.托里拆利实验中水银柱的高度一定为760mm
D.飞机飞行时,机翼上表面的空气流速慢
3.下列实例中,利用了流体压强与流速关系的是( )
A.潜水艇从海底上浮 B.机翼受升力使飞机飞上蓝天
C.火箭受推力飞向太空 D.轮船经船闸从下游开到上游
4.以下选项中,没有利用“流体压强与流速的关系”的是( )
A.图甲,赛车尾部安装气流偏导器 B.图乙,气垫船船体脱离水面行驶
C.图丙,飞机的机翼设计成流线型 D.图丁,高铁站站台上划定安全线
5.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
6.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
7.关于生活中设计到的物理知识,下列说法错误的是( )
A.用吸管吸饮料,是利用了大气压的作用
B.切肉前先磨刀,是为了减少受力面积,增大压强
C.吸油烟机能将油烟吸走,是因为空气流速越大,压强越小
D.拿沾有油渍的碗容易滑脱,是由于压强较小的缘故
8.如图所示,一圆形水管左粗右细,a、b为粗管和细管中同一水平面上的点,水管中有一气泡,随水向右快速运动,气泡经过a、b两点时体积大小的比较,以下分析正确的是( )
A.a点时大 B.b点时大 C.一样大 D.均有可能
9.小明采用“向漏斗口吹气,观察乒乓球状态”的方法来探究流速对流体压强的影响。以下方案不合理的是
A.竖直向上吹气
B.水平向右吹气
C.竖直向下吹气
D.斜向下吹气
10.如图所示是与压强知识相关的实验和实例,其中分析正确的是( )
A.甲图实验,帕斯卡裂桶实验,证明液体压强随高度的增加而增加
B.乙图实验,在两纸片中间向下吹气,两纸片均会向外运动
C.丙图实验,若只将玻璃管换成较粗的管子,则实验结果会偏小
D.丁图实验,塑料吸盘能粘在光滑墙壁上不掉下来说明了大气压强的存在
11.如图所示的工具或设备中利用连通器原理的是( )
A.密度计 B.船闸
C.活塞式抽水机 D.喷雾器
12.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
二、填空题
13.大海和同学们参加研学旅行,汽车在公路上快速行驶时,大海发现窗帘从打开的窗户向外漂,这是因为窗外的空气流速_______,压强小。车行驶到山顶时,他发现密封的零食包装袋鼓起来了,这是山顶上的气压比山脚下的气压_______造成的。
14.在某奥运会圣火传递活动中,现场某记者同时拍下了附近的甲乙两张火炬照片和固定在地面上随风飘动的旗帜,如图所示。根据它们的飘动方向,可以判断甲火炬的运动状态是_________(选填“向左运动”“向右运动”或“静止”),且甲火炬的运动速度一定___________(选填“小于”“大于”或“等于”)风速,乙火炬的运动状态可能是________________。
15.如图所示,小陶子们利用托里拆利实验测量出当地大气压强的值相当于______mm高水银柱产生的压强。科学家们进一步研究发现,气体在流速越大的地方,压强越______(选填“大”或“小”),利用这一规律可以让飞机升空。
16.小金在汽车行驶的过程中打开天窗,其它车窗关闭,空气通过天窗流动的方向是 _____(选填“车内→车外”或“车外→车内”)。为防止车轮打滑,小金想在汽车尾部装上尾翼,其剖面如图乙、丙所示,则尾翼安装方向应是图 _____所示。
三、综合题
17.阅读短文并回答下列问题:
飞机
飞机是人类在20世纪所取得的最重大的科学技术成就之一.飞机是由固定翼产生升力,由推进装置产生推力,在大气层中飞行的重于空气的航天器.
飞机机翼上下两侧的形状是不一样的,上侧的要凸些,而下侧的要平些,当飞机滑行时,机翼在空气中移动,由于机翼上下侧的形状不一样,在同样的时间内,机翼上侧的空气比下侧的空气流过了较多的路程(曲线长于直线)也即机翼上侧的空气流动比下侧的空气流动快,根据流体力学原理,当飞机滑动时,机翼上侧的空气压力要小于下侧,这就使飞机产生了一个向上的升力.当飞机滑行到一定速度时,这个升力就达到了足以使飞机飞起来的力量,于是,飞机就飞上了天.
飞机机动性高,飞行不受高山、河流、沙漠、海洋的阻隔,而且可根据客、货源数量随时增加班次.飞机一般不用千米每小时做速度单位,而是以马赫做单位,1马赫就是一倍音速,也就是340m/s.民航机一般是0.7马赫左右,战斗机最高有2.5马赫也就是3000多千米每小时.
(1)飞机升空的原理是_____.
(2)飞机在加速升空时,飞机所受的力_____(填平衡、不平衡),此时以飞机上的乘客为参照物,飞机是_____(填“运动”或“静止”).
(3)假设从北京到广州的距离为2295km,某客机以0.75马赫的速度飞行,则从北京飞到广州乘坐飞机的时间大约是_____h.
18.汽车行驶时发生交通事故,其重要原因是遇到意外情况时不能立即停车,研究发现,司机从看到情况到刹车需要一段时间,这段时间叫反应时间;在反应时间内汽车保持原有的速度前进一段距离,这段距离叫反应距离,从踩刹车到车停止,汽车还要前进一段距离,这段距离叫制动距离.如图所示:
某司机驾驶汽车以54km/h的速度行驶,在司机发现前方障碍物后又向前行驶7.5m的反应距离后采取制动,车因为惯性继续滑行4.5s,经过35m的制动距离后停止.
(1)求司机的反应时间______.
(2)求整个停车过程中的平均速度________.
(3)汽车质量为1.5t,汽车四个轮胎与地面接触的总面积为600cm2,求汽车停在地面上时对地面的压强_______.(g=10N/kg).汽车正常行驶时对地面的压强____汽车静止时对地面的压强.(选填“大于”、“小于”或“等于”)
19.我国新一代水上飞机“鲲龙”(如图1)的一项绝技是森林灭火,它汲水迅速、投水精准,灭火能力不同凡响.
(1)用水灭火的原理是____.(写出一点)
(2)“鲲龙”机翼截面如图2,飞行时机翼上表面空气流速____下表面空气流速,使上表面气压小于下表面气压,从而获得足够大的升力.
(3)“鲲龙”飞行时最大航速为560千米/时,计算飞往距它140千米远的火灾现场至少需要的时间_____.
20.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:______。
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,如图甲所示为闭口直流式风洞,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试验段速度.收缩段前装有整流栅,整流栅是做成方格状的,用来消除气流中的旋涡.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.扩散段的功能是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的测试,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地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 _____ (左/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面变化,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)若图乙所示机翼模型在水平风的作用下获得竖直方向的力的大小为 F,实验得到 F 与风速的二次方 v2 关系图象如图丙所示,当风速是原来的 2 倍时,力 F 是原来的 _____ 倍.
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【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。
2.B
【详解】
A.一位成人的体重约为600N,双脚与地面的接触面积约400cm2,对地面的压强约为1.8×104Pa。故A错误;
B.液体内部的压强大小与液体的密度和深度有关,与受力面积无关。故B正确;
C.大气压强受温度、海拔高度等因素的影响,不是固定不变的。因此托里拆利实验中在标准大气压下,水银柱的高度不一定为760mm。故C错误;
D.飞机飞行时,机翼上表面的空气流速快,压强小,因此下方空气的压强才会大于上方空气的压强,从而使机翼获得向上的升力。故D错误。
故选B。
3.B
【详解】
A.潜水艇通过改变自身的重力来实现上浮或者下潜。当潜水艇把水排出水舱后潜水艇上浮;当潜水艇往水舱充水时潜水艇下沉,故A不符合题意;
B.飞机的机翼做成上凸下平的形状,当飞机运动时,流过机翼上方的空气流速大、压强小,流过机翼下方的空气流速小、压强大,机翼上下方就有了向上的压力差,便形成向上的升力,利用了流体压强与流速关系,故B符合题意;
C.火箭的燃料燃烧时高速向后喷出热气流,从而获得向前的推力,利用的是力的作用是相互的原理,故C不符合题意;
D.轮船过船闸是利用的是连通器的原理,故D不符合题意。
故选B。
4.B
【详解】
A.图甲,赛车尾部安装气流偏导器,利用了“流体压强与流速的关系”产生向下的压力差,从而使赛车获得更大的摩擦力,故A不符合题意;
B.图乙,气垫船船体脱离水面行驶,是通过向下喷气使船体离开水面,没有利用“流体压强与流速的关系”,故B符合题意;
C.图丙,飞机的机翼设计成流线型,利用了“流体压强与流速的关系”产生向上的压力差,使飞机获得升力,故C不符合题意;
D.图丁,高铁站站台上划定安全线,是用来防止由于“流体压强与流速的关系”而产生向铁轨里的压力差所带来的危险,故D不符合题意。
故选B。
5.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。
6.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。
7.D
【详解】
A.我们能利用吸管把瓶中的汽水吸到嘴里,是利用大气压强,将饮料压入口中,A正确,故A不符合题意;
B.菜刀钝了在磨刀石上磨一磨,是通过减小受力面积的方法来增大压强,B正确,故B不符合题意;
C.抽油烟机是空气流速加快,油烟机内的空气压强减小,外界压强大,从而把油烟抽走,C正确,故C不符合题意;
D.因为有油渍的碗接触面变的光滑,手与碗之间的摩擦力减小,更容易滑脱,而不是由于压强较小的缘故,D错误,故D符合题意。
故选D。
8.B
【详解】
由于圆形水管左粗右细,当水经过a、b两点时,b点的流速大,压强小,所以气泡经过b两点时的体积大于a点时体积。
故选B。
9.A
【详解】
A.不吹气时,乒乓球受到的重力和支持力是平衡力,乒乓球处于静止状态;竖直向上吹气时,乒乓球底部空气流速大压强小,乒乓球上面流速小压强大,产生向下的压力,乒乓球受竖直向下的重力,乒乓球还受到支持力作用,这三个力是平衡力,乒乓球也处于静止状态,所以竖直向上吹气每个改变乒乓球的运动状态,不能很好的探究流体流速对流体压强的影响,故A符合题意;
B.不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下来,水平向右吹气时,乒乓球左侧空气流速大压强小,乒乓球右侧空气流速小压强大,产生向左的压力,乒乓球保持静止状态,所以水平向右吹气改变了乒乓球的运动状态,可以探究流速对流体压强的影响,故B不符合题意;
C.不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下落,竖直向下吹气时,乒乓球上方空气流速大压强小,乒乓球下方空气流速小压强大,产生向上的压力,乒乓球保持静止状态,所以竖直向下吹气改变了乒乓球的运动状态,可以探究流速对流体压强的影响,故C不符合题意;
D.不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下来,斜向下吹气时,乒乓球右上方空气流速大压强小,乒乓球左下方空气流速小压强大,产生向右上方的压力,乒乓球保持静止状态,所以斜向下吹气改变了乒乓球的运动状态,可以探究流速对流体压强的影响,故D不符合题意。
故选A。
10.D
【详解】
A.甲图实验,帕斯卡裂桶实验,证明液体压强随深度的增加而增大,而不是高度,故A错误;
B.乙图实验,在两张纸片中间向下吹气,两张纸中间空气流速快压强小,纸的外部压强大,在外边压强的作用下,两张纸向中间靠拢,故B错误。
C.在托里折利实验中,玻璃管内外液面的高度差反映了大气压的大小,若用较粗的玻璃管做实验,因外界大气压没有改变,水银柱的液面高度差不变,则实验测量结果不变,故C错误;
D.将吸盘紧压在光滑墙壁上,排出了吸盘内的空气,当吸盘要恢复原状时,内部气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘紧紧地压在墙面上,说明了大气压强的存在,故D正确。
故选D。
11.B
【详解】
A.密度计是利用阿基米德原理和漂浮条件来工作的,不属于连通器,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.抽水机抽水是通过活塞上移或叶轮转动使抽水机内水面上方的气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,利用的是大气压,故C不符合题意;
D.喷雾器是利用流体压强与流速关系工作的,不是利用连通器原理工作的,故D不符合题意。
故选B。
12.D
【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。
13. 大 小
【详解】
[1]根据流体压强和流速的关系可知,车行驶时,打开车窗,窗外的空气流速大压强小,窗内的空气流速小压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,把窗帘压向窗外。
[2]因为大气压随高度增加而减小,所以山顶上的气压比山脚下的气压小,车行驶到山顶时,外界大气压变小,而密封的零食包装袋内气压不变,袋内的气压大于外部大气压,所以,包装袋会鼓起来。
14. 向右运动 大于 静止(或向左运动,或向右运动且速度小于风速)
【详解】
[1][2]甲火炬火焰向左,风向右刮,只能是火炬向右运动,且甲火炬的运动速度一定“大于”风速,此时由于运动产生的气流是火炬的火焰飘向左侧。
[3]对于乙火炬来讲情况相对简单,风向右刮,要使乙火炬的火焰向右飘,火炬可以静止,此时风使火焰向右;也可以向右运动,但速度要小于风速;也可以向左运动,不论速度大小,火焰总是向右。
15. 750 小
【详解】
[1]由图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为750mm,因此,当时的大气压强等于750mm高水银柱产生的压强。
[2]根据流体压强与流速的关系可知,气体在流速大的地方压强比较小,利用这一规律可以让飞机升空。
16. 车内→车外 丙
【详解】
[1]在汽车行驶的过程中打开天窗,其它车窗关闭,天窗上方空气流速大、压强小,车内空气流速小、压强大,因此,空气通过天窗流动的方向是车内→车外。
[2]在汽车尾部装尾翼目的是为了提高汽车轮胎的“抓地力”,因此,尾翼安装方向应是图丙所示,这样尾翼上方空气流速小、压强大,尾翼下方空气流速大、压强小,形成向下的压力差,可增加汽车轮胎与地面的摩擦力。
17. 利用了流体流速越大的位置,压强越小 不平衡 静止 2.5
【详解】
(1)飞机的机翼通常都做成上面凸起,下面平直的形状.这样,当飞机起飞时,流过机翼上方的空气流速大,压强小,流过机翼下方的空气流速小,压强大.机翼上下方所受到的压力差便形成向上的升力;
(2)飞机在加速升空时,飞机的运动状态改变,因此一定非平衡力的作用;此时以飞机上的乘客为参照物,飞机的位置没有改变,因此是静止的.
(3)因为1马赫就是一倍音速,也就是340m/s.由公式v=得,飞机飞行的时间:t===9000s=2.5h.
18. 0.5s 8.5m/s 250000pa 小于
【详解】
(1)54km/h=15m/s t==0.5s
(2)s总=s1+s2=7.5m+35m=42.5m, t总=t1+t2=0.5s+4.5s=5s, V= ==8.5m/s
(3)p==250000pa
由于汽车的形状上凸下平,形式时汽车会受到上上的一个力,所以汽车正常行驶时对地面的压强小于汽车静止时对地面的压强.
19. 水汽化吸热,使可燃物的温度降至着火点以下,火就熄灭了 大于 0.25h
【详解】
(1)水落在着火物体上后水汽化吸热,使可燃物的温度降至着火点以下,火就熄灭了;
(2)由图可知,空气流经机翼上方时通过的距离大于机翼下方,所以飞行时机翼上表面空气流速大于下表面空气流速,上表面气压小于下表面气压,从而获得足够大的升力;
(3)根据v=知,“鲲龙”飞往距它140千米远的火灾现场的时间至少为:t===0.25h.
20. 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
【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。
21. 试验 右 电机转速 风 D 4
【详解】
(1)试验段的横截面面积最小,则试验段的风速最大,所以实验模型应放置在试验段;
风机工作时,根据”风扇转动后,将空气吸入风洞中”知,风从左端进入风洞中,即风速的方向向右;
(2)根据题意:“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”可知,风洞通过调节电机转速来获得不同的风速;
实验时,模型和风有位置的变化,故以风为参照物,模型是运动的;
(3)有风时,模型上表面凸起,速度大,压强小,下表面平直,速度小,压强大,产生向上的升力,测力计示数小,故D正确;
(4)根据F与风速的二次方v2关系图象知,力F与v2成正比,故当风速是原来的2倍时,力F是原来4倍.
答案第1页,共2页
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