9.5液体压强与流速的关系
一、单选题
1.下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A.图甲所示向两张纸中间吹气,纸张向中间靠拢
B.图乙所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起
C.图丙所示高铁站台边,人必须站在黄色以外的区域候车
D.图丁所示飞机升力的产生原因
2.2024年3月8日起,C919国产大飞机开始执行第三条定期商业航线——“上海虹桥—西安咸阳”。该机型的全部设计均由中国人自己的团队自主完成,标志着中国航空工业的飞跃。下列描述正确的是( )
A.乘客乘坐飞机时系好安全带是为了减小惯性
B.降落时飞机的速度越来越小,说明力是维持物体运动状态的原因
C.飞机停在机场时,它受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力
D.飞机产生升力的原因是机翼上下表面空气流速不同产生向下的压强差
3.国产大型客机C919能够成功腾空而起的秘密在于机翼,如图是飞机机翼的截面图。则飞机在起飞过程中,下列说法正确的是( )
A.机翼上方空气流速比下方大,上方气体压强比下方大
B.机翼上方空气流速比下方大,上方气体压强比下方小
C.机翼上方空气流速比下方小,上方气体压强比下方大
D.机翼上方空气流速比下方小,上方气体压强比下方小
4.下面关于压强事例的描述,其中正确的是( )
A.把药液注射进肌肉里,利用了大气压强
B.高原上用普通锅不易煮熟米饭,是因为气压越高,水的沸点越低
C.民航客机能够腾空而起,利用了流体压强与流速的关系
D.列车进站时,车体附近空气流速大,压强大,易将安全线内的人“吸”向车体
5.关于下面四幅图的说法正确的是
A.图甲:将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度变大
B.图乙:盆景中的水位能保持一定高度,是利用了连通器原理
C.图丙:A管中水面上升是因为流体中流速越大的位置压强越大
D.图丁:飞机升力产生的原因
6.小明将两个相同的一次性塑料杯叠放在一起,用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气,发现塑料杯被吹出,如图,有人认为这是因为“上杯口流速大,压强小”使杯子飞出,也有人认为这是因为“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”。为进一步验证以上两种解释,下列方案不可行的是( )
A.在上面的塑料杯底开一个孔,再次重复实验,观察杯子情况
B.将下面的塑料杯的底剪去,再次重复实验,观察杯子情况
C.将两塑料杯的底都剪去,再次重复实验,观察杯子情况
D.将上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,再次重复实验,观察杯子情况
二、多选题
7.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,压强越小
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增大压强
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
三、填空题
8.我国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施,计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。近期,学校举行了以“奔月”为主题的科技制作大赛。图甲是小华的参赛作品——用饮料瓶制作的“水火箭”,向瓶内打气,当瓶内气压增大到一定程度时,“水火箭”向下喷水从而获得升空的动力,这是利用物体间力的作用是 的。小明准备制作一款如图乙的滑翔机模型,机翼的横截面应设计成图丙中 (填序号)的形状。
9.2024年3月13日,我国自主研制的翼龙-2H气象型无人机在贵州省西部地区首次成功实施人工增雨作业飞行,如图所示。它的机翼上方是圆弧形的,圆弧形设计可以使机翼上方空气流速快压强 ,随着无人机飞行高度越高,它周围的大气压强越 。
10.如图甲所示,小明向下垂的两张纸中间吹气,两张纸会相互靠拢.此实验现象说明:气体流动时,流速大的地方压强 (选填“大”或“小”).小明根据这一规律制作了如图乙所示的装置,当他向饮料管A中吹气时,饮料管B中的液面会 .(选填“上升”、“不变”或“下降”)
11.如图所示,农家厨房烟囱的排烟口一般设置在屋顶的原因是:室外高处的风力较大,利用 的原理,使厨房里的烟被“抽出”。
12.如图所示,活动“你能将硬币吹入盘中吗”,是利用空气流速越大,压强越 的原理,若硬币的质量为m,底面积为S,则硬币上下表面的气压差至少为 ,若空气密度ρ、流速v、与压强p的关系可以表示为0.5ρv +p=C(式中C是一个确定不变的常量),则刚好将硬币吹起时吹气速度v= .
13.如图所示是某物理老师表演“隔空打物武功”的视频截图,该老师在大水缸后向点燃到蜡烛方向猛击一掌(掌不碰到大水缸),蜡烛竟然灭了,原因是受到手掌的作用,空气向前运动,手掌停下后,空气因 继续从水缸两侧流到蜡烛周围,因为流速大的地方压强 ,于是产生指向蜡烛的气流把蜡烛吹灭。
四、计算题
14.重1.5×104N的小轿车在平直的公路上做匀速直线运动,车轮与地面总的接触面积为0.3m2,它受到的阻力是车重的0.03倍。求:
(1)车对平直公路产生的压强大小。
(2)汽车匀速行驶过程中受到的牵引力大小。
(3)有的跑车在车的尾部设计安装了一种“气流偏导器”,它的上表面平直,底部呈弧形凸起,请用物理知识解释其中道理。
五、实验探究题
15.如图所示,回答下列问题:
(1)如图甲所示是人们常用的体温计,图中体温计的读数是 ℃;
(2)如图乙所示,将纸板NOF从直线AB所在位置绕ON向后转动,在纸板上看不到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线 ;
(3)如图乙所示,该实验探究的是 对滑动摩擦力大小的影响;
(4)如图丁所示将U形玻璃管(管口较小)竖直放置,两管液面相平,现在左侧管口沿水平方向用力吹气,则管中 (选填“左”或“右”)侧液面将升高。
六、综合题
16.飞鸟在天空中自由翱翔,人类模拟飞鸟的翅膀制造了飞机的机翼,从而遨游天空.
(1)飞鸟展开翅膀飞行时获得向上的升力,其升力是由于飞鸟翅膀上表面附近的空气流速 (选填“大于”、“等于”或“小于”)翅膀下表面附近的空气流速而产生的.
(2)飞鸟飞行时产生的升力,可表示为F=kSv2,式中S为翅膀的面积,v为飞鸟的飞行速度,k为比例常量.已知一只质量为m0、翅膀面积为S0的飞鸟,其飞行速度为v0.假设某飞机飞行时获得的升力与该飞鸟飞行时获得的升力满足同样的规律,且k值相同(k为未知量),则已知一架质量为m、起飞速度为v的飞机,其机翼设计面积S应为 .
17.勤劳智慧的中国人民在清代康熙年间的景德镇就有了吹釉工艺,先将釉浆倒入吹釉壶,用嘴对着吹釉壶口上的吹管吹气,流动的气体将釉浆吸入喷口,以雾滴形状喷涂到坯体表面类似于现代喷漆工艺。小明非常感兴趣,也想制作一个类似的“喷雾器”,请你利用生活中的物品帮他设计制作一个“喷雾器”。
(1)选用物品: ;
(2)制作过程: 。
18.如图1甲所示,放学途中,小红撑着伞在雨中行走。一阵大风吹来,伞面被吹翻。她猜想伞面受到升力的大小可能与空气的流速有关,于是设计了如图乙所示的实验进行验证。
小红用纸板制作了一个上凸下平的模型代替伞面,将其固定在一个托盘测力计上;在模型的正前方用电风扇迎面吹风,模拟气流。打开电风扇,调整气流速度,读出测力计的示数,记入表中:
风速 无风 低速 高速
托盘测力计示数 18 16 10
(1)分析表中数据可知:空气低速流过时,模型所受升力为 ;空气流速越快,模型受到的升力越 (选填“大”或“小”);
(2)每到夏天都会有人在电动车上加装遮阳伞,如图1丙所示,该电动车快速行驶时,伞面会受到较大的升力,导致车辆对地的压力 (选填“大于”“小于”或“等于”)车辆和人的总重力,进而 (选填“增大”或“减小”)了车轮与地面间的摩擦力,带来极大的安全隐患;
(3)如2图所示,为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题,工程师设计了以上、、三种方案;弧形部分为墙面凸出部分,其中最有效的是方案 ;如图所示,当风向向右,则过道内的空气流动方向是向 (选填“上”或“下”)。
七、科普阅读题
19.阅读短文,回答问题
流体阻力
物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大:跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖这种形状通常叫做流线型的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,当阻力大到与重力相等时,将以某一速度作匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验,测量数据见下表。
小球编号 1 2 3
小球质量(g) 3 6 54
小球半径(×10-3m) 5 5 15
小球的收尾速度(m/s) 18 5 50
(1)关于流体的阻力,下列说法正确的是 。
A.飞机为了减小阻力,应做成头尖尾圆的形状
B.人游泳时身体应尽可能保持流线型,可增大水对人体的作用力
C.一张纸揉成纸团从空中下落较快,是因为纸团受到的阻力小
D.海豚等海洋动物能在水中高速潜行,是因为它们的横截面积较小,阻力较小
(2)2号小球受到空气阻力最大时的速度为 ,此时空气阻力为 N(g=10N/kg)。
(3)取半径相同的小球,质量小的小球收尾速度 (选填“A.大”或“B.小”)
(4)对于3号小球,当速度为40m/s时,空气阻力 (选填“A.大于”、“B.等于”或“C.小于”)重力。
(5)假设小球由静止下落,且高度足够高,则3号小球的速度随时间变化的大致图像为 (选填“A.甲”或“B.乙”)。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系
2.【答案】C
【知识点】力的作用效果;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;飞机的升力
3.【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系
4.【答案】C
【知识点】沸点及沸点与气压的关系;流体压强与流速的关系
5.【答案】D
【知识点】大气压强的测量方法;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
6.【答案】C
【知识点】流体压强与流速关系的探究实验
7.【答案】A,C,D
【知识点】增大压强的方法及其应用;液体压强的特点;流体压强与流速的关系
8.【答案】相互;A
【知识点】力作用的相互性;流体压强与流速的关系
9.【答案】小;小
【知识点】流体压强与流速的关系;飞机的升力
10.【答案】小;上升
【知识点】流体压强与流速的关系
11.【答案】流体流速大的地方压强小
【知识点】流体压强与流速的关系
12.【答案】小;mg/S;
【知识点】压强的大小及其计算;流体压强与流速的关系
13.【答案】惯性;小
【知识点】惯性及其现象;流体压强与流速的关系
14.【答案】(1)车对平直公路产生的压力
(2)由题意可得,汽车行驶过程中受到的阻力
因汽车在平直公路上匀速前进,所以,牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,则汽车的牵引力
(3)由于气流偏导器上表面平直,下表面凸起,所以当跑车高速行驶时,流过气流偏导器上方的空气速度较慢,压强较大;而流过下方的空气速度较快,压强较小。这样,偏导器上下方所受的压力差形成了一个向下的力,从而使车对地面的压力增大,摩擦力随之增大,提高了车轮的着地性能
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;流体压强与流速的关系
15.【答案】(1)37.7
(2)在同一平面内
(3)压力
(4)左
【知识点】体温计的使用及其读数;光的反射定律;探究影响摩擦力大小因素的实验;流体压强与流速的关系
16.【答案】(1)大于
(2)
【知识点】流体压强与流速的关系;物理学方法
17.【答案】(1)一根长饮料吸管、一个玻璃瓶
(2)用剪刀把长饮料吸管剪成两根,把一根吸管竖直放进玻璃瓶的水里,把另一根吸管水平放在竖直吸管的上方
【知识点】流体压强与流速的关系
18.【答案】(1)2;大
(2)小于;减小
(3)B;上
【知识点】二力平衡的条件及其应用;流体压强与流速的关系
19.【答案】(1)C
(2)50m/s;6×10-2
(3)B. 小
(4)C小于
(5)A. 甲
【知识点】速度公式及其应用;流体压强与流速的关系
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