8.4 《流体的压强与流速的关系》 筑基提能同步分层练习设计(提升版) 初中物理八年级下册(沪粤版2024)
一、单选题
1.(2024八下·宝安期中)2023年5月28日,中国东方航空使用中国自主研发的C919大型客机成功降落在北京首都机场,C919国产大型客机圆满完成了首次商业飞行。下列说法中正确的是( )
A.飞机在空中飞行时,机翼下方气压小于机翼上方气压
B.飞机座椅是通过增大受力面积的方式提高乘坐舒适度
C.飞机着陆后由于受到惯性的作用,会继续向前滑行一段距离
D.飞机起飞时加速助跑,是为了获得更大的惯性,利于起飞
【答案】B
【知识点】惯性及其现象;减小压强的方法及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.飞机机翼上面为曲面下面为平面,则机翼上面的空气流速大于下面的流速,机翼上面的压强小于下面的压强,故A错误;
B.飞机座椅是通过增大受力面积减小压强,提高乘坐舒适度,故B正确;
C.飞机着陆后会继续滑行一段距离,是因为飞机具有惯性,而不是力的作用,故C错误;
D.飞机起飞时,加速助跑,是为了获得更大的动能,利于起飞,故D错误。
故选B。
【分析】A.根据流体压强和流速的关系判断;
B.减小压强的方法:减小压力或增大受力面积;
C.物体保持运动状态不变的性质叫惯性;
D.惯性大小只与质量大小有关。
2.(2024八下·江门期中)小明在等候高铁的时候发现,人必须站在安全线以外候车,下列不能用此现象的规律解释的是( )
A.鸟在空中展翅滑翔时不会坠落
B.用吸管把饮料吸进嘴里
C.乒乓球运动员拉出“弧圈球”
D.护航编队各船只多采用前后行驶而非并排行驶
【答案】B
【知识点】大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】等候高铁的时,人必须站在安全线以外候车,是因为火车进站时会使火车附近的空气流速加快,压强变小,而远处的气压大,乘客若在安全线内,会被强大的气压差形成的推力推向火车,对安全构成威胁。
A.鸟利用翅膀的上下面的气体流速不同,压强不同而产生的压强差,获得升力在空中翱翔不会坠落,故A不符合题意;
B.用吸管吸饮料时,是利用大气压的作用把饮料“吸进”嘴里的,故B符合题意;
C.乒乓球(上旋球)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,压强大,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,两者叠加,空气流速快,压强小而下沉,故C不符合题意;
D.护航编队各船只多采用前后行驶而非并排行驶,是因为两船靠得比较近且并排行驶时,两船之间的水流通道变窄,流速变大,压强变小,小于两船外侧的压强,形成向内的压强差,容易发生撞船事故,故D不符合题意。
故选B。
【分析】在气体或液体中,流速越大的位置,压强越小;
3.(2024八下·深圳期末)如图为一种“天气预报瓶”,内部装有适量的有色液体,A为密闭球体,底部与A连通。关于此“天气预报瓶”,下列说法正确的是( )
A.该瓶利用了连通器原理
B.若已知阴天的气压通常比晴天低,则阴天时B管内的液面通常比晴天时低
C.用该瓶测量风速时,若B管内液面上升,则表明风速变大
D.瓶内有色液体的密度越大,则该瓶反应气压越灵敏
【答案】C
【知识点】连通器原理及其应用;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.由图可知,瓶底部连通,A处不开口,不是两端开口,不是连通器,故A错误;
B.阴天大气压比晴天低,而瓶内的大气压不变,阴天时B管液面更高,故B错误;
C.当B管上面的空气流速变大,B管上方压强变小,而A内部气压不变,液体从A到B,故B管内液面上升,故C正确;
D.瓶内有色液体的密度越小,在压强相同时,高度差变化越明显,反应气压越灵敏,故D错误。
故选C。
【分析】连通器上方开口,底部连通;阴天气压低;流体在流速大的地方压强小;压强相同时,液体密度越小,液体深度越大。
4.(2024八下·武冈期中)右图是某城市的“”形地下通道俯视图。为了解决过道的自然通风问题,设计师在墙壁上做出一些凸出部分(设计图中用“”表示)。其中设计合理的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系;流体压强与流速关系的探究实验
【解析】【解答】A :通道两侧的凸出部分可以引导空气在通道内形成对流,有利于自然通风,设计合理。故A正确;
B :这种设计对空气的引导和对流效果不明显,不太能有效解决自然通风问题,设计不太合理。故B错误;
C:这样的设计不能很好地促进空气的流动和交换,不利于自然通风,设计不合理。故C错误;
D :与 C 选项类似,不利于空气的有效流动和通风,设计不合理。故D错误。
综上所述,正确答案是 A。
【分析】 首先明确需要解决的是过道自然通风问题,即要使空气能够有效流动形成对流。通道两侧的凸出设计能较好地引导空气流动,形成有效对流。
5.(2024八下·乐亭期中)跑车尾部常安装有如图1所示的气流偏导器,以提高跑车高速行驶时的稳定性,已知气流偏导器的形状如图2所示,下列关于气流偏导器的说法中正确的是( )
A.气流偏导器下方流速大,压强小
B.气流偏导器下方流速大,压强大
C.气流偏导器上方流速大,压强小
D.气流偏导器上方流速大,压强大
【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系;流体压强与流速关系的探究实验
【解析】【解答】A :气流经过气流偏导器时,由于下表面凸起,空气流经的路程长,流速大,根据流体压强特点,流速大压强小。故A正确;
B :气流偏导器下方流速大,压强应小而不是大。故B错误;
C :气流偏导器上方相对较平,空气流速较小,压强应较大,而不是流速大压强小。故C错误;
D :如前面分析,上方流速小压强才大。故D错误。
综上所述,正确答案是 A
【分析】 首先观察气流偏导器的形状,上表面较平,下表面凸起。根据流体压强与流速的关系,当空气流过时,下表面空气流速会比上表面快。而流体流速越大的地方压强越小,所以气流偏导器下方流速大,压强小,上方流速相对较小,压强大
6.(2024八下·广州期中)如图1,连通器中的水静止,此时水面上方a、b处的气压为pa0、pb0。在b上方持续水平吹气,水面稳定后如图2所示,此时a、b处的气压为pa、pb。水面下c、d处水的压强为pc、pd,若大气压保持不变,则( )
A.pc> pd B.pa> pb C.pa0>pa D.pb0=pb
【答案】B
【知识点】大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】ABCD、吹气前,该装置为连通器,连通器的水静止不流动时,水面是相平的,水面上方的压强是相同的,所以pa0=pb0;在b上方持续水平吹气,b中液面的上方的空气的流速变大,压强变小,所以;由于b处的流速变大,压强变小,所以pb0>pb;此时左侧两管相当于是一个连通器,液体密度相同,c、d处深度相同,所以pc=pd;故ACD错误,B正确。
故选:B。
【分析】底部连通、上端开口的容器为连通器;连通器的液体静止不流动时,液面是相平的;流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。
7.(2023八下·建阳期中)连通器在日常生活和生产中应用广泛,下图的实例中利用连通器原理工作的是( )
A.往b管中吹气,a管中的水面上升
B.下水管中“存水弯”
C.向烧瓶浇冷水,停止沸腾的水又沸腾了
D. 拦河大坝
【答案】B
【知识点】沸腾及沸腾条件;液体压强的特点;连通器原理及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.往b管中吹气,a管中的水面上升 ,利用的是流速压强和流速的关系,故A不符合题意;
B.下水管中“存水弯”,上端开口,底部连通,构成一个连通器,在水不流动时,水面保持相平,故B符合题意;
C.向烧瓶浇冷水,停止沸腾的水又沸腾了,利用的是液体沸点随上方气压的增大而升高的原理,故C不符合题意;
D.拦河大坝上窄下宽是由于液体压强随深度的增加而增大,故D不符合题意。
故选B。
【分析】上端开口,底部连通的容器,构成一个连通器;当连通器内只一种液体时,在水不流动时,水面保持相平。
二、多选题
8.(2024八下·南昌期末)如图所示,对下列实验的解释错误的是( )
A.甲图表明压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显
B.乙图中的盆景自动供水装置利用了连通器原理
C.丙图吹硬币使硬币翻越木条,是利用流体在流速大的地方压强大的原理
D.丁图自制气压计从山顶拿到山脚,液柱会上升
【答案】B,C,D
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验;连通器原理及其应用;大气压强与高度的关系;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.图甲中,两侧压力相同,右侧是笔尖,受力面积小,手指的凹陷程度大,感到更疼,说明受力面积越小,压力作用效果越明显,故A正确,不符合题意;
B.图中盆景自动供水装置,蓄水瓶上端密封,不是连通器,故B错误,符合题意;
C.吹气时,硬币跳过木条,硬币上方的空气流速大、压强小,硬币下方的空气流速小、压强大,硬币在压强差的作用下跳起,故C错误,符合题意;
D.自制气压计从山顶拿到山脚,随着高度的减小,外界大气压升高,瓶内气体压强不变,玻璃管内的液面降低,故D错误,符合题意。
故选BCD。
【分析】压力相同时,受力面积越小,压强越大;流体在流速大的地方压强小;海拔越低,大气压变大。
9.(2024八下·长沙期末)如图所示,下列关于四幅图片中压强的描述,正确的是( )
A.如图甲所示,拦河大坝设计成上窄下宽是由于液体压强随液体深度的增加而减小
B.如图乙所示,向下吹气,乒乓球不下落说明了空气流速越大的位置压强越小
C.如图丙所示,用吸盘搬运玻璃,是利用了大气压强
D.如图丁所示,月球车从地球转移到月球上时,质量变小
【答案】B,C
【知识点】质量及其特性;液体压强的特点;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A. 拦河大坝上窄下宽,根据的是液体压强随液体深度的增加而增大的原理,故A错误;
B. 从倒置的漏斗口向下吹气,乒乓球上方空气流速大于其下方空气流速,流速越大的位置压强越小,乒乓球上下表面存在压强差,乒乓球不会掉下来,故B正确;
C. 用吸盘搬运玻璃,吸盘内的空气抽出,内部气压减小,大气压能把吸盘紧紧地压在玻璃上,利用了大气压的作用,故C正确;
D. 月球车从地球转移到月球上时,位置发生了变化,但其所含物质的多少没有变化,质量不变,故D错误。
故选BC。
【分析】液体深度越深,压强越大;流体在流速大的地方压强小;气体越少,大气压越小;质量和空间位置无关。
10.(2024八下·项城期末)下列对图中四种情景的解释不正确的是( )
A.甲:自行车在转弯时,车把手属于费力机械
B.乙:挖掘机装有履带是为了减小对地面的压强
C.丙:飞机产生升力的原因是气体在流速大的地方压强小
D.丁:拨动簧片,小球没有随金属片飞出,是因为小球具有惯性
【知识点】惯性及其现象;减小压强的方法及其应用;流体压强与流速的关系;杠杆的分类
【解析】【解答】A.当自行车转弯时,车把手的动力臂大于阻力臂,是省力机械,故A错误,符合题意;
B.挖掘机安装履带受力面积更大,在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B正确,不符合题意;
C.飞机的机翼上方凸起,机翼上方空气流速快,机翼上方的压强小于机翼下方的压强,飞机从而获得竖直向上升力,故C正确,不符合题意;
D.惯性是一切物体的属性,是一种性质,不是力,不能说惯性力,故D错误,符合题意。
故选AD。
【分析】飞机的升力利用了气体流速大的地方压强小,惯性是物体继续保持原有状态的原因;增大受力面积,可以减小压强。
11.(2023八下·赣州期中)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
【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
【解析】【解答】A.根据流体压强和流速的关系可知,在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小,故A正确;
B.最早证明大气压强存在的不是托里拆利实验,而是马德堡半球试验,故B错误;
C.菜刀磨得很锋利,是为了在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C正确;
D.同一种液体,密度不变,深度越大的位置液体的压强越大,故D正确。
【分析】(1)气体和液体统称流体,流体流速越大的地方、压强越小;流体流速越小的地方、压强越大;
(2) 最早证明大气压强存在的是马德堡半球实验;
(3)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
(4)液体压强随深度的增加而增大。
三、实验填空题
12.(2024八下·天元期中)探究“硬币起飞”的条件。
(一)查寻规律:在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流速v与压强p的关系可表示为式中C是常量,表示空气密度。根据上述关系式可知
(1)空气流速越大,压强 ;空气流速越小,压强 。
(2)常量C表示空气流速为0时的 。
(二)设计实验:本研究需要测量硬币的质量m(或重力G)和硬币上(或下)表面面积S。
(三)探究条件:如图所示,在水平桌面上放置一个硬币并沿箭头所示方向吹气,气流通过硬币上部,由于硬币下面没有气流通过,从而产生压力差,给硬币一个向上的动力。
(3)根据上述流速与压强的关系式可知,硬币下方空气压强 。(用上述物理量的符号表示,下同)
(4)刚好将硬币吹起时,硬币上、下表面的压力差 。
【答案】小;大;压强;C;G或者
【知识点】流体压强与流速的关系;流体压强与流速关系的探究实验
【解析】【解答】探究硬币起飞的条件时,
(1)根据伯努利原理,在流体中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
(2)根据材料内容,当空气流速为0时,计算出p=C,则常量C表示空气流速为0时,压强的大小。
(3)在吹硬币时,硬币下方的空气流速为0,代入公式,硬币下方空气压强p下=C。
(4)吹硬币时,硬币受到三个力:硬币上表面的压力F上、下表面的压力F下、重力G;被吹起时:F下=F上+G,即:硬币上、下表面的压力差ΔF=G;
或硬币上方的受到的压力:
硬币下方受到的压力:F下=p下S=CS
则上下的压力差为:
【分析】(1)流体在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;
(2)根据深度和压强关系,判断压强的大小;
(3)根据流速大小,计算空气中压强的大小;
(4)根据物体受到上下的压力,计算压力差的大小。
13.(2023八下·忠县期末) 如图是小宏和小帆用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)U形管压强计 选填“属于”或“不属于”连通器,使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果形管中的液体能够灵活升降,则说明装置 选填“漏气”或“不漏气”。
(2)在使用压强计前,发现形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,为了使形管左右两侧的水面相平,正确的调节方法是____ 选填“”或“”。
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(3)比较图乙和丙,可以得出结论:同种液体,液体压强的大小与 有关。
(4)比较图 和图丁,可以得出结论:在同一深度,液体密度越大,液体的压强越大,下面操作会使丙丁两图中形管两侧液面高度差对比更加明显的是 。
A.两烧杯中换密度差更大的液体
B.将形管变细
C.向形管中加水
(5)实验结束后,小宏将扎有小孔、且装满水的矿泉水瓶放入盛有盐水的水槽中,孔有水喷出,则孔 。
一定有水流出
一定有盐水流入
可能水既不流出,盐水也不流入
(6)同组的小帆设计制作了如图所示的装置探究流体压强规律,他们首先向一个大水槽里灌满水,然后松开铁夹,水流入、两管,稳定后,管中水面的高度与管中水面的高度相平,再拔掉软木塞,水流出的过程中,管和管中水面的高度是 选填“”、“”或“=”。
【答案】(1)不属于;不漏气
(2)B
(3)液体的深度
(4)丙;A
(5)a
(6)>
【知识点】探究液体压强的特点实验;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】探究影响液体内部压强的影响实验时,
(1)U形管压强计一端密闭,不符合连通器的特征,不是连通器;使用前应检查装置是否漏气,轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能够灵活升降,则说明装置不漏气;
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面不相平,U形管两侧的压强不同,为了使U形管水面相平,应该取下软管重新安装,B符合题意;
(3)比较图乙和丙,液体相同,深度不同,液体压强不同,可以得出结论:同种液体,液体压强的大小与液体的深度有关;
(4)比较图丙和图丁,深度相同,液体密度不同,液体压强不同,可以得出结论:在同一深度,液体密度越大,液体的压强越大;若使丙丁两图中U形管液面高度差对比更加明显,可以换用密度差更大的液体,产生的压强差更大,液面差更明显,A符合题意;
(5)实验结束后,将扎有小孔A、B且装满水的矿泉水瓶放入盛有盐水的水槽中,B孔有水喷出,若盐水水面在瓶的位置为C,由于B点有水喷出,说明B点水产生向外的压强大于盐水产生的向内的压强,即ρ水g(hC+hCA+hAB)>ρ盐水g(hCA+hAB),ρ水g(hC+hCA)+ρ水ghAB>ρ盐水ghCA+ρ盐水ghAB,
因为ρ水ghAB<ρ盐水ghAB,所以ρ水g(hC+hCA)>ρ盐水ghCA,
故在A点水产生向外的压强大于盐水产生向内的压强,所以水一定会喷出,a符合题意;
(6)拔掉右端的软木塞后,水会向外涌出,由于b管底部较细,水的流速较大,产生的压强小,所以b管水面比a管水面低,即ha>hb。
【分析】(1)U形管一端密闭,不是连通器;按压橡皮膜液体明显变化,说明装置不漏气;
(2)若实验前,U形管有液面高度差, 需要重新组装;
(3)液体密度相同时,可以探究液体压强和深度有关;
(4)探究液体压强和液体密度的关系时,需要保持深度相同,液体密度不同;
(5)根据已知的压强的大小关系,利用p=ρgh,结合深度大小,判断压强的大小;
(6)流体在流速大的地方压强小。
四、解答与计算题
14.(2024八下·黔东南期末)我国汽车工业近年来发展迅猛,不仅在销量上屡创佳绩,而且在技术创新和制造工艺上不断取得突破。新技术的应用,使得汽车不仅更加安全、环保,而且更加智能化和舒适化。这些技术背后,蕴含着丰富的物理知识,为汽车产业的发展提供了强大的支撑。某同学家中最近购买的一辆小轿车,以下是关于该车的一些基本参数和某次匀速行驶时测得的有关数据,如下表所示,g=10N/kg,求:
(1)小轿车的重力G;
(2)小轿车在匀速行驶过程中,所受到向前的牵引力F;
(3)小轿车使用一段时间后都要进行保养,其中有一项保养是检查轮胎。如果轮胎磨损了,花纹深度低于法定最低限度(通常为1.6毫米),这样的轮胎不能继续使用,为什么?
(4)小轿车的外形如图所示,小轿车静止于水平路面时,小轿车对地面的压强p1。高速行驶在水平路面时对地面的压强为p2。比较p1和p2的大小,并说明理由。
小桥车总质量 1.6t
静止时单个轮胎与地面接触的面积 400cm2
轮胎能承受的最大压强 2.5×105Pa
匀速行驶过程中的总阻力 总重的0.06倍
【答案】解:(1)根据G=mg得
小轿车的重力为
G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N
(2)根据二力平衡条件知,牵引力等于阻力,即
F=f=0.06G=0.06×1.6×104N=960N
(3)花纹深度变浅后,其轮胎与地面的粗糙程度变小,摩擦力变小,这样的轮胎行驶起来不安全。
(4)轿车的外形是上凸下平的,当车子高速行驶时,车子上方空气流速大于下方空气流速。流体中流速大的地方压强小,这样产生一个向上的压力差,高速行驶时对地面的压力小于静止时对地面的压力,而受力面积不变,所以p1>p2。
答:(1)小轿车的重力为1.6×104N;
(2)小轿车在匀速行驶过程中,所受到向前的牵引力为960N;
(3)花纹深度变浅后,其轮胎与地面的粗糙程度变小,摩擦力变小,这样的轮胎行驶起来不安全。
(4)轿车的外形是上凸下平的,当车子高速行驶时,车子上方空气流速大于下方空气流速。流体中流速大的地方压强小,这样产生一个向上的压力差,高速行驶时对地面的压力小于静止时对地面的压力,而受力面积不变,所以p1>p2。
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;增大或减小摩擦的方法;流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)根据G= mg得到小轿车的重力;
(2)小轿车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,根据 F =f=0.06G求出其大小;
(3)滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关;
(4)流体压强和流速的关系,流体流速快的地方压强小。
15.(2017八下·长春月考)有一只聪明的小老鼠建了一个二室的房子,为了通风条件好一些,它建成了一侧偏高,一洞口平坦的洞,请画出风在其中的流向。
【答案】解:如图所示:
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】洞穴口有平的有凸的,有风经过时,相同时间内,经过平的时速度小、压强大;经过凸的时速度大,压强小,两洞口出现压强差,使空气顺利进入洞穴,如下图所示:
【分析】流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大.
16.(2018-2019学年沪科版物理八年级下学期 8.4 流体压强与流速的关系 同步练习)龙卷风是大气中最强烈的涡旋现象,常发生于夏季的雷雨天气,尤以下午至傍晚最为多见,影响范围虽小,但破坏力极大。龙卷风经过之处,常会发生拔起大树、掀翻车辆、摧毁建筑物等现象,人畜生命和经济遭受损失等。当龙卷风发生时,房屋外部气压会减小到9×104Pa,假如屋内气压为1×105Pa,屋顶面积为100m2,如图所示,已知水银的密度为13.6×103kg/m3。
(1)说明房屋外部气压减小的原因。
(2)房屋内的压强相当于多少cm的水银柱产生的压强?(保留一位小数)
(3)在这样的龙卷风的条件下,为保证房顶不会被掀开,房顶的重力至少多大?
【答案】(1)根据流体压强和流速的关系可知,房屋外部气压减小的原因是龙卷风刮过时,房屋外部空气流速增大。
(2)根据p=ρgh可知,水银柱的高度h= = ≈0.00735m=73.5cm;
(3)由p= 可得,屋内外的大气压力差△F=△pS=10000Pa×100m2=106N。由于房屋外部靠近龙卷风的方向,空气流速大,压强小,房屋内空气流速小,压强大,屋顶在压强差的作用下,受到向上的压力差,巨大的压力可将屋顶掀飞,所以为保证房顶不会被掀开,房顶的重力至少为106N。
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)利用流体压强和流速的关系分析解答.
(2) 根据p=ρgh可知水银柱的高度.
(3) 由p= 可得屋内外的大气压力差 ,再利用二力平衡的条件分析解答.
1 / 18.4 《流体的压强与流速的关系》 筑基提能同步分层练习设计(提升版) 初中物理八年级下册(沪粤版2024)
一、单选题
1.(2024八下·宝安期中)2023年5月28日,中国东方航空使用中国自主研发的C919大型客机成功降落在北京首都机场,C919国产大型客机圆满完成了首次商业飞行。下列说法中正确的是( )
A.飞机在空中飞行时,机翼下方气压小于机翼上方气压
B.飞机座椅是通过增大受力面积的方式提高乘坐舒适度
C.飞机着陆后由于受到惯性的作用,会继续向前滑行一段距离
D.飞机起飞时加速助跑,是为了获得更大的惯性,利于起飞
2.(2024八下·江门期中)小明在等候高铁的时候发现,人必须站在安全线以外候车,下列不能用此现象的规律解释的是( )
A.鸟在空中展翅滑翔时不会坠落
B.用吸管把饮料吸进嘴里
C.乒乓球运动员拉出“弧圈球”
D.护航编队各船只多采用前后行驶而非并排行驶
3.(2024八下·深圳期末)如图为一种“天气预报瓶”,内部装有适量的有色液体,A为密闭球体,底部与A连通。关于此“天气预报瓶”,下列说法正确的是( )
A.该瓶利用了连通器原理
B.若已知阴天的气压通常比晴天低,则阴天时B管内的液面通常比晴天时低
C.用该瓶测量风速时,若B管内液面上升,则表明风速变大
D.瓶内有色液体的密度越大,则该瓶反应气压越灵敏
4.(2024八下·武冈期中)右图是某城市的“”形地下通道俯视图。为了解决过道的自然通风问题,设计师在墙壁上做出一些凸出部分(设计图中用“”表示)。其中设计合理的是
A. B.
C. D.
5.(2024八下·乐亭期中)跑车尾部常安装有如图1所示的气流偏导器,以提高跑车高速行驶时的稳定性,已知气流偏导器的形状如图2所示,下列关于气流偏导器的说法中正确的是( )
A.气流偏导器下方流速大,压强小
B.气流偏导器下方流速大,压强大
C.气流偏导器上方流速大,压强小
D.气流偏导器上方流速大,压强大
6.(2024八下·广州期中)如图1,连通器中的水静止,此时水面上方a、b处的气压为pa0、pb0。在b上方持续水平吹气,水面稳定后如图2所示,此时a、b处的气压为pa、pb。水面下c、d处水的压强为pc、pd,若大气压保持不变,则( )
A.pc> pd B.pa> pb C.pa0>pa D.pb0=pb
7.(2023八下·建阳期中)连通器在日常生活和生产中应用广泛,下图的实例中利用连通器原理工作的是( )
A.往b管中吹气,a管中的水面上升
B.下水管中“存水弯”
C.向烧瓶浇冷水,停止沸腾的水又沸腾了
D. 拦河大坝
二、多选题
8.(2024八下·南昌期末)如图所示,对下列实验的解释错误的是( )
A.甲图表明压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显
B.乙图中的盆景自动供水装置利用了连通器原理
C.丙图吹硬币使硬币翻越木条,是利用流体在流速大的地方压强大的原理
D.丁图自制气压计从山顶拿到山脚,液柱会上升
9.(2024八下·长沙期末)如图所示,下列关于四幅图片中压强的描述,正确的是( )
A.如图甲所示,拦河大坝设计成上窄下宽是由于液体压强随液体深度的增加而减小
B.如图乙所示,向下吹气,乒乓球不下落说明了空气流速越大的位置压强越小
C.如图丙所示,用吸盘搬运玻璃,是利用了大气压强
D.如图丁所示,月球车从地球转移到月球上时,质量变小
10.(2024八下·项城期末)下列对图中四种情景的解释不正确的是( )
A.甲:自行车在转弯时,车把手属于费力机械
B.乙:挖掘机装有履带是为了减小对地面的压强
C.丙:飞机产生升力的原因是气体在流速大的地方压强小
D.丁:拨动簧片,小球没有随金属片飞出,是因为小球具有惯性
11.(2023八下·赣州期中)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、实验填空题
12.(2024八下·天元期中)探究“硬币起飞”的条件。
(一)查寻规律:在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流速v与压强p的关系可表示为式中C是常量,表示空气密度。根据上述关系式可知
(1)空气流速越大,压强 ;空气流速越小,压强 。
(2)常量C表示空气流速为0时的 。
(二)设计实验:本研究需要测量硬币的质量m(或重力G)和硬币上(或下)表面面积S。
(三)探究条件:如图所示,在水平桌面上放置一个硬币并沿箭头所示方向吹气,气流通过硬币上部,由于硬币下面没有气流通过,从而产生压力差,给硬币一个向上的动力。
(3)根据上述流速与压强的关系式可知,硬币下方空气压强 。(用上述物理量的符号表示,下同)
(4)刚好将硬币吹起时,硬币上、下表面的压力差 。
13.(2023八下·忠县期末) 如图是小宏和小帆用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)U形管压强计 选填“属于”或“不属于”连通器,使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果形管中的液体能够灵活升降,则说明装置 选填“漏气”或“不漏气”。
(2)在使用压强计前,发现形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,为了使形管左右两侧的水面相平,正确的调节方法是____ 选填“”或“”。
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(3)比较图乙和丙,可以得出结论:同种液体,液体压强的大小与 有关。
(4)比较图 和图丁,可以得出结论:在同一深度,液体密度越大,液体的压强越大,下面操作会使丙丁两图中形管两侧液面高度差对比更加明显的是 。
A.两烧杯中换密度差更大的液体
B.将形管变细
C.向形管中加水
(5)实验结束后,小宏将扎有小孔、且装满水的矿泉水瓶放入盛有盐水的水槽中,孔有水喷出,则孔 。
一定有水流出
一定有盐水流入
可能水既不流出,盐水也不流入
(6)同组的小帆设计制作了如图所示的装置探究流体压强规律,他们首先向一个大水槽里灌满水,然后松开铁夹,水流入、两管,稳定后,管中水面的高度与管中水面的高度相平,再拔掉软木塞,水流出的过程中,管和管中水面的高度是 选填“”、“”或“=”。
四、解答与计算题
14.(2024八下·黔东南期末)我国汽车工业近年来发展迅猛,不仅在销量上屡创佳绩,而且在技术创新和制造工艺上不断取得突破。新技术的应用,使得汽车不仅更加安全、环保,而且更加智能化和舒适化。这些技术背后,蕴含着丰富的物理知识,为汽车产业的发展提供了强大的支撑。某同学家中最近购买的一辆小轿车,以下是关于该车的一些基本参数和某次匀速行驶时测得的有关数据,如下表所示,g=10N/kg,求:
(1)小轿车的重力G;
(2)小轿车在匀速行驶过程中,所受到向前的牵引力F;
(3)小轿车使用一段时间后都要进行保养,其中有一项保养是检查轮胎。如果轮胎磨损了,花纹深度低于法定最低限度(通常为1.6毫米),这样的轮胎不能继续使用,为什么?
(4)小轿车的外形如图所示,小轿车静止于水平路面时,小轿车对地面的压强p1。高速行驶在水平路面时对地面的压强为p2。比较p1和p2的大小,并说明理由。
小桥车总质量 1.6t
静止时单个轮胎与地面接触的面积 400cm2
轮胎能承受的最大压强 2.5×105Pa
匀速行驶过程中的总阻力 总重的0.06倍
15.(2017八下·长春月考)有一只聪明的小老鼠建了一个二室的房子,为了通风条件好一些,它建成了一侧偏高,一洞口平坦的洞,请画出风在其中的流向。
16.(2018-2019学年沪科版物理八年级下学期 8.4 流体压强与流速的关系 同步练习)龙卷风是大气中最强烈的涡旋现象,常发生于夏季的雷雨天气,尤以下午至傍晚最为多见,影响范围虽小,但破坏力极大。龙卷风经过之处,常会发生拔起大树、掀翻车辆、摧毁建筑物等现象,人畜生命和经济遭受损失等。当龙卷风发生时,房屋外部气压会减小到9×104Pa,假如屋内气压为1×105Pa,屋顶面积为100m2,如图所示,已知水银的密度为13.6×103kg/m3。
(1)说明房屋外部气压减小的原因。
(2)房屋内的压强相当于多少cm的水银柱产生的压强?(保留一位小数)
(3)在这样的龙卷风的条件下,为保证房顶不会被掀开,房顶的重力至少多大?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】惯性及其现象;减小压强的方法及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.飞机机翼上面为曲面下面为平面,则机翼上面的空气流速大于下面的流速,机翼上面的压强小于下面的压强,故A错误;
B.飞机座椅是通过增大受力面积减小压强,提高乘坐舒适度,故B正确;
C.飞机着陆后会继续滑行一段距离,是因为飞机具有惯性,而不是力的作用,故C错误;
D.飞机起飞时,加速助跑,是为了获得更大的动能,利于起飞,故D错误。
故选B。
【分析】A.根据流体压强和流速的关系判断;
B.减小压强的方法:减小压力或增大受力面积;
C.物体保持运动状态不变的性质叫惯性;
D.惯性大小只与质量大小有关。
2.【答案】B
【知识点】大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】等候高铁的时,人必须站在安全线以外候车,是因为火车进站时会使火车附近的空气流速加快,压强变小,而远处的气压大,乘客若在安全线内,会被强大的气压差形成的推力推向火车,对安全构成威胁。
A.鸟利用翅膀的上下面的气体流速不同,压强不同而产生的压强差,获得升力在空中翱翔不会坠落,故A不符合题意;
B.用吸管吸饮料时,是利用大气压的作用把饮料“吸进”嘴里的,故B符合题意;
C.乒乓球(上旋球)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,压强大,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,两者叠加,空气流速快,压强小而下沉,故C不符合题意;
D.护航编队各船只多采用前后行驶而非并排行驶,是因为两船靠得比较近且并排行驶时,两船之间的水流通道变窄,流速变大,压强变小,小于两船外侧的压强,形成向内的压强差,容易发生撞船事故,故D不符合题意。
故选B。
【分析】在气体或液体中,流速越大的位置,压强越小;
3.【答案】C
【知识点】连通器原理及其应用;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.由图可知,瓶底部连通,A处不开口,不是两端开口,不是连通器,故A错误;
B.阴天大气压比晴天低,而瓶内的大气压不变,阴天时B管液面更高,故B错误;
C.当B管上面的空气流速变大,B管上方压强变小,而A内部气压不变,液体从A到B,故B管内液面上升,故C正确;
D.瓶内有色液体的密度越小,在压强相同时,高度差变化越明显,反应气压越灵敏,故D错误。
故选C。
【分析】连通器上方开口,底部连通;阴天气压低;流体在流速大的地方压强小;压强相同时,液体密度越小,液体深度越大。
4.【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系;流体压强与流速关系的探究实验
【解析】【解答】A :通道两侧的凸出部分可以引导空气在通道内形成对流,有利于自然通风,设计合理。故A正确;
B :这种设计对空气的引导和对流效果不明显,不太能有效解决自然通风问题,设计不太合理。故B错误;
C:这样的设计不能很好地促进空气的流动和交换,不利于自然通风,设计不合理。故C错误;
D :与 C 选项类似,不利于空气的有效流动和通风,设计不合理。故D错误。
综上所述,正确答案是 A。
【分析】 首先明确需要解决的是过道自然通风问题,即要使空气能够有效流动形成对流。通道两侧的凸出设计能较好地引导空气流动,形成有效对流。
5.【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系;流体压强与流速关系的探究实验
【解析】【解答】A :气流经过气流偏导器时,由于下表面凸起,空气流经的路程长,流速大,根据流体压强特点,流速大压强小。故A正确;
B :气流偏导器下方流速大,压强应小而不是大。故B错误;
C :气流偏导器上方相对较平,空气流速较小,压强应较大,而不是流速大压强小。故C错误;
D :如前面分析,上方流速小压强才大。故D错误。
综上所述,正确答案是 A
【分析】 首先观察气流偏导器的形状,上表面较平,下表面凸起。根据流体压强与流速的关系,当空气流过时,下表面空气流速会比上表面快。而流体流速越大的地方压强越小,所以气流偏导器下方流速大,压强小,上方流速相对较小,压强大
6.【答案】B
【知识点】大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】ABCD、吹气前,该装置为连通器,连通器的水静止不流动时,水面是相平的,水面上方的压强是相同的,所以pa0=pb0;在b上方持续水平吹气,b中液面的上方的空气的流速变大,压强变小,所以;由于b处的流速变大,压强变小,所以pb0>pb;此时左侧两管相当于是一个连通器,液体密度相同,c、d处深度相同,所以pc=pd;故ACD错误,B正确。
故选:B。
【分析】底部连通、上端开口的容器为连通器;连通器的液体静止不流动时,液面是相平的;流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。
7.【答案】B
【知识点】沸腾及沸腾条件;液体压强的特点;连通器原理及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.往b管中吹气,a管中的水面上升 ,利用的是流速压强和流速的关系,故A不符合题意;
B.下水管中“存水弯”,上端开口,底部连通,构成一个连通器,在水不流动时,水面保持相平,故B符合题意;
C.向烧瓶浇冷水,停止沸腾的水又沸腾了,利用的是液体沸点随上方气压的增大而升高的原理,故C不符合题意;
D.拦河大坝上窄下宽是由于液体压强随深度的增加而增大,故D不符合题意。
故选B。
【分析】上端开口,底部连通的容器,构成一个连通器;当连通器内只一种液体时,在水不流动时,水面保持相平。
8.【答案】B,C,D
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验;连通器原理及其应用;大气压强与高度的关系;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.图甲中,两侧压力相同,右侧是笔尖,受力面积小,手指的凹陷程度大,感到更疼,说明受力面积越小,压力作用效果越明显,故A正确,不符合题意;
B.图中盆景自动供水装置,蓄水瓶上端密封,不是连通器,故B错误,符合题意;
C.吹气时,硬币跳过木条,硬币上方的空气流速大、压强小,硬币下方的空气流速小、压强大,硬币在压强差的作用下跳起,故C错误,符合题意;
D.自制气压计从山顶拿到山脚,随着高度的减小,外界大气压升高,瓶内气体压强不变,玻璃管内的液面降低,故D错误,符合题意。
故选BCD。
【分析】压力相同时,受力面积越小,压强越大;流体在流速大的地方压强小;海拔越低,大气压变大。
9.【答案】B,C
【知识点】质量及其特性;液体压强的特点;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A. 拦河大坝上窄下宽,根据的是液体压强随液体深度的增加而增大的原理,故A错误;
B. 从倒置的漏斗口向下吹气,乒乓球上方空气流速大于其下方空气流速,流速越大的位置压强越小,乒乓球上下表面存在压强差,乒乓球不会掉下来,故B正确;
C. 用吸盘搬运玻璃,吸盘内的空气抽出,内部气压减小,大气压能把吸盘紧紧地压在玻璃上,利用了大气压的作用,故C正确;
D. 月球车从地球转移到月球上时,位置发生了变化,但其所含物质的多少没有变化,质量不变,故D错误。
故选BC。
【分析】液体深度越深,压强越大;流体在流速大的地方压强小;气体越少,大气压越小;质量和空间位置无关。
【知识点】惯性及其现象;减小压强的方法及其应用;流体压强与流速的关系;杠杆的分类
【解析】【解答】A.当自行车转弯时,车把手的动力臂大于阻力臂,是省力机械,故A错误,符合题意;
B.挖掘机安装履带受力面积更大,在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B正确,不符合题意;
C.飞机的机翼上方凸起,机翼上方空气流速快,机翼上方的压强小于机翼下方的压强,飞机从而获得竖直向上升力,故C正确,不符合题意;
D.惯性是一切物体的属性,是一种性质,不是力,不能说惯性力,故D错误,符合题意。
故选AD。
【分析】飞机的升力利用了气体流速大的地方压强小,惯性是物体继续保持原有状态的原因;增大受力面积,可以减小压强。
11.【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
【解析】【解答】A.根据流体压强和流速的关系可知,在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小,故A正确;
B.最早证明大气压强存在的不是托里拆利实验,而是马德堡半球试验,故B错误;
C.菜刀磨得很锋利,是为了在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C正确;
D.同一种液体,密度不变,深度越大的位置液体的压强越大,故D正确。
【分析】(1)气体和液体统称流体,流体流速越大的地方、压强越小;流体流速越小的地方、压强越大;
(2) 最早证明大气压强存在的是马德堡半球实验;
(3)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
(4)液体压强随深度的增加而增大。
12.【答案】小;大;压强;C;G或者
【知识点】流体压强与流速的关系;流体压强与流速关系的探究实验
【解析】【解答】探究硬币起飞的条件时,
(1)根据伯努利原理,在流体中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
(2)根据材料内容,当空气流速为0时,计算出p=C,则常量C表示空气流速为0时,压强的大小。
(3)在吹硬币时,硬币下方的空气流速为0,代入公式,硬币下方空气压强p下=C。
(4)吹硬币时,硬币受到三个力:硬币上表面的压力F上、下表面的压力F下、重力G;被吹起时:F下=F上+G,即:硬币上、下表面的压力差ΔF=G;
或硬币上方的受到的压力:
硬币下方受到的压力:F下=p下S=CS
则上下的压力差为:
【分析】(1)流体在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;
(2)根据深度和压强关系,判断压强的大小;
(3)根据流速大小,计算空气中压强的大小;
(4)根据物体受到上下的压力,计算压力差的大小。
13.【答案】(1)不属于;不漏气
(2)B
(3)液体的深度
(4)丙;A
(5)a
(6)>
【知识点】探究液体压强的特点实验;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】探究影响液体内部压强的影响实验时,
(1)U形管压强计一端密闭,不符合连通器的特征,不是连通器;使用前应检查装置是否漏气,轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能够灵活升降,则说明装置不漏气;
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面不相平,U形管两侧的压强不同,为了使U形管水面相平,应该取下软管重新安装,B符合题意;
(3)比较图乙和丙,液体相同,深度不同,液体压强不同,可以得出结论:同种液体,液体压强的大小与液体的深度有关;
(4)比较图丙和图丁,深度相同,液体密度不同,液体压强不同,可以得出结论:在同一深度,液体密度越大,液体的压强越大;若使丙丁两图中U形管液面高度差对比更加明显,可以换用密度差更大的液体,产生的压强差更大,液面差更明显,A符合题意;
(5)实验结束后,将扎有小孔A、B且装满水的矿泉水瓶放入盛有盐水的水槽中,B孔有水喷出,若盐水水面在瓶的位置为C,由于B点有水喷出,说明B点水产生向外的压强大于盐水产生的向内的压强,即ρ水g(hC+hCA+hAB)>ρ盐水g(hCA+hAB),ρ水g(hC+hCA)+ρ水ghAB>ρ盐水ghCA+ρ盐水ghAB,
因为ρ水ghAB<ρ盐水ghAB,所以ρ水g(hC+hCA)>ρ盐水ghCA,
故在A点水产生向外的压强大于盐水产生向内的压强,所以水一定会喷出,a符合题意;
(6)拔掉右端的软木塞后,水会向外涌出,由于b管底部较细,水的流速较大,产生的压强小,所以b管水面比a管水面低,即ha>hb。
【分析】(1)U形管一端密闭,不是连通器;按压橡皮膜液体明显变化,说明装置不漏气;
(2)若实验前,U形管有液面高度差, 需要重新组装;
(3)液体密度相同时,可以探究液体压强和深度有关;
(4)探究液体压强和液体密度的关系时,需要保持深度相同,液体密度不同;
(5)根据已知的压强的大小关系,利用p=ρgh,结合深度大小,判断压强的大小;
(6)流体在流速大的地方压强小。
14.【答案】解:(1)根据G=mg得
小轿车的重力为
G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N
(2)根据二力平衡条件知,牵引力等于阻力,即
F=f=0.06G=0.06×1.6×104N=960N
(3)花纹深度变浅后,其轮胎与地面的粗糙程度变小,摩擦力变小,这样的轮胎行驶起来不安全。
(4)轿车的外形是上凸下平的,当车子高速行驶时,车子上方空气流速大于下方空气流速。流体中流速大的地方压强小,这样产生一个向上的压力差,高速行驶时对地面的压力小于静止时对地面的压力,而受力面积不变,所以p1>p2。
答:(1)小轿车的重力为1.6×104N;
(2)小轿车在匀速行驶过程中,所受到向前的牵引力为960N;
(3)花纹深度变浅后,其轮胎与地面的粗糙程度变小,摩擦力变小,这样的轮胎行驶起来不安全。
(4)轿车的外形是上凸下平的,当车子高速行驶时,车子上方空气流速大于下方空气流速。流体中流速大的地方压强小,这样产生一个向上的压力差,高速行驶时对地面的压力小于静止时对地面的压力,而受力面积不变,所以p1>p2。
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;增大或减小摩擦的方法;流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)根据G= mg得到小轿车的重力;
(2)小轿车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,根据 F =f=0.06G求出其大小;
(3)滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关;
(4)流体压强和流速的关系,流体流速快的地方压强小。
15.【答案】解:如图所示:
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】洞穴口有平的有凸的,有风经过时,相同时间内,经过平的时速度小、压强大;经过凸的时速度大,压强小,两洞口出现压强差,使空气顺利进入洞穴,如下图所示:
【分析】流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大.
16.【答案】(1)根据流体压强和流速的关系可知,房屋外部气压减小的原因是龙卷风刮过时,房屋外部空气流速增大。
(2)根据p=ρgh可知,水银柱的高度h= = ≈0.00735m=73.5cm;
(3)由p= 可得,屋内外的大气压力差△F=△pS=10000Pa×100m2=106N。由于房屋外部靠近龙卷风的方向,空气流速大,压强小,房屋内空气流速小,压强大,屋顶在压强差的作用下,受到向上的压力差,巨大的压力可将屋顶掀飞,所以为保证房顶不会被掀开,房顶的重力至少为106N。
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)利用流体压强和流速的关系分析解答.
(2) 根据p=ρgh可知水银柱的高度.
(3) 由p= 可得屋内外的大气压力差 ,再利用二力平衡的条件分析解答.
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