2.4流体的压强与流速的关系-华东师大版八年级科学上册同步检测

2.4流体的压强与流速的关系-华东师大版八年级科学上册同步检测
一、选择题
1．想象一下，如果在气体和液体中流速越大的位置压强越大，则下列叙述错误的是（ ）
A．飞机翅膀的横截面形状应该反过来 B．两艘并列同向行驶的船只不会相撞
C．地铁、火车站的站台安全线不必设置 D．喷雾器再怎么用力按也喷不出雾水
2．小明同学在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手指托住乒乓球．然后将手指移开同时从漏斗口向下用力吹气，如图所示，则乒乓球（ ）
A．不会下落，因为其上方气体流速增大，压强变大
B．不会下落，因为其上方气体流速增大，压强变小
C．会下落，因为其上方气体流速增大，压强变大
D．会下落，因为其上方气体流速增大，压强变小
3．中国梦是人民的梦，请你说说下列人民为实现中国梦努力前行过程中的行为利用的物理原理与其它三个不同的是 （ ）
A．驾驶热气球飞越渤海湾
B．中国海监直升飞机对钓鱼岛巡航
C．采用遥控飞艇放线技术进行电力施工
D．中国海监船南海维权
4．如图所示是一种水翼船，船体下安装了水翼．当船在高速航行时，水面下的水翼会使船身整体抬高离开水面，从而减小水对船的阻力．则水翼安装正确的（ ）
A． B．
C． D．
5．小球先后在盛有不同液体的容器A、B、C和D中保持静止，四个容器中的液面到容器底面的距离相同，容器底面受到的液体压强最大的是 （ ）
A．
B．
C．
D．
6．当火车驶过时，人站在安全线以内，即使与火车保持一定的距离，也非常危险。以下现象不能用解释此现象的规律解释的是
A．风沿着窗外的墙面吹过时，窗口悬挂的窗帘会飘向窗外
B．用吸管把饮料吸进嘴里
C．大风会把不牢固的屋顶掀翻
D．护航编队各船只多采用前后行驶而非并排行驶
7．坐车时，有人在车内吸烟，为防止烟味呛人，驾驶员会让吸烟者将车窗打开一条缝隙，这时会看到吸烟者吐出的烟雾顺着玻璃缝隙钻出车外。对这一现象有如下解释：①气体流动越快，气压越小；②气体流动越快，气压越大；③车内气压大于车外气压；④车内气压小于车外气压。其中正确的是( A )
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
8．火车是一种重要的交通工具. 关于行驶的火车，利用我们所学的知识判断哪项不合理
A．当列车驶过时，旅客必须站在列车站台上安全线以外，以保证安全
B．行驶的火车铁轨上的空气流速比站台上快
C．行驶的火车铁轨这侧有流动的空气，压强小，容易把人吸向铁轨
D．行驶的火车玻璃窗受到窗外空气的压强比窗内空气的压强大
9．下列那些现象不能用气体或液体中流速越大，压强越小来解释（ )
A．飞机翅膀的截面形状是上面弯曲下面平直
B．在同一座山上，山顶的温度比山脚要低
C．地铁、火车站的站台安全线必须设置
D．两艘并列同向行驶的船只会相撞
10．如图是北美草原犬鼠洞穴的橫截面示意图；它有两个出口，当风吹过隆起洞口A表面时，风速较大，吹过平坦洞口B时，风速较小，从而给洞中的犬鼠带去习习凉风。则下列有关洞内风向分析正确的是（ ）
A．风总是A口吹入B口吹出
B．风总是B口吹入A口吹出
C．风总是AB口同时吹入
D．风有时从A口吹入，有时从B口吹入
二、填空题
11．（1）一根长约10?cm左右的饮料吸管A插在盛水的杯子中，另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端，往B管中轻轻吹气，会看到A管中液面_______，这是因为A管上方空气流速增大，使压强________而造成的结果。
（2）同学们每天的学习离不开钢笔，吸墨水时，先捏笔胆排出里面的空气，松手后墨水在_________作用下进入笔胆。
（3）地球的大气层中气温随海拔升高而降低的是_________________。
（4）一天之中气温的最高值一般出现在__________。
（5）我国季风区和非季风区的分界线是__________________________。
12．观察下面的小实验，并回答相关问题。
（1）图甲中，取两张白纸，使其平行自然下垂，向两纸中间用力吹气，可观察到两纸相互靠拢，由此得到流体压强与流速的关系是________。
（2）在图乙中，汽车的外形类似于飞机机翼，当一辆飞奔的小汽车在平直的公路上匀速行驶时，小汽车对地面的压力________（选填“大于”“小于”或“等于”）车的重力。
（3）图丙中将会带来的天气变化是________。
（4）在图丁中，风的方向应该是________（填图中序号）。
13．如图所示，课堂上科学老师把一个轻的空纸盒竖立在讲台上，让电吹风的风从它左边侧面吹过(不吹到盒子)，可以看到盒子将向________边倒，这是因为左边的空气流速大，压强________。
14．根据所学知识回答下列问题：
（1）如图1所示，用酒精灯加热烧瓶里的水，水沸腾后停止加热，并立即用抽气机向外抽气，则水面上方气压会_____（填“减小”、“增大”或“不变”，最后两空相同），同时看到的现象是___________，该现象说明了______________随液面上方气压的______而________。
（2）如图2所示，两个完全相同的机翼模型a和b被固定在竖直方向，只能上下自由运动，A、B两弹簧测力计的示数分别为FA、FB，当相同的风速吹向飞机模型时，（填“＞”“＜”或“=”）FA____FB；当风突然停止时，模型_____（填“a”或“b”）将上升。
15．小文有一辆喷气海豚玩具小车（如图所示），顶部喷出的气流可以把小球顶起一定高度，小车移动，小球也会跟着移动，并且不会轻易从气流旁侧跌落．请你猜想小球不会轻易从气流旁侧跌落的原因与__________有关，请对你的猜想进行合理的解释：_______

三、探究题
16．探究“硬币起飞”的条件
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1/2ρv2+p=C；式中C是常量，ρ表示空气密度。根据上述关系式可知：
（1）空气流速越大，压强_________。
（2）常量C表示空气流速为0时的_________。
设计实验：本研究需要知道硬币的质量m（或重力G）和硬币上（或下）表面面积S．
（3）某同学采用如图所示的方法测定硬币上（或下）表面面积。
①测得硬币的直径D=1.85cm。
②根据数学公式S=πD2/4即可算出硬币上（或下）表面面积。
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。
（4）根据上述流速与压强的关系式可知，硬币下方空气压强p下=____________。
17．在一次课外实践活动中，某兴趣小组进行了“流体压强与流速关系”的实验探究．可供选择的器材有三组：
①两张薄纸片；
②两个乒乓球、一只吸管、两根筷子；
③两只纸船、一个脸盆、一只千水枪、清水
假如你是该小组成员之一，请你选择一组器材完成实验探究，并将表格填写完整
实验器材（序号） ________
实验过程 ________
实验现象 ________
实验结论 ________
四、简答题
18．如图是某家用燃气热水器结构原理图：当有电流流过电子点火器时，点火探针自动点火；活塞可以左右移动；衔铁向右移动时，阀门打开，反之则关闭。淋浴时，打开淋浴阀，喷头水流达到一定速度时，一会儿就有热水流出；洗完后，关闭淋浴阀，热水器熄火。根据所学的知识，解释热水形成的过程。
______
19．如图为测定风速大小的装置，探头、金属杆与滑动变阻器R2的滑片P相连，可上下移动。电路电压一定，当风速增大时，电压表的示数如何变化并解释其原因。
20．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ρ的关系可表示为，式中C是常量，ρ表示空气密度。根据上述关系式可知：
(1)常量C表示空气流速为0时的____；
（二）设计实验：本研究需要知道硬币的质量m（或重力G）和硬币上（或下）表面面积S；
(2)某同学采用图所示的方法测定硬币上（或下）表面面积；
①得硬币的直径D=____厘米；
②根据数学公式即可算出硬币上（或下）表面面积S=____；
(3)请你设计一个测定硬币质量（或重力）的实验方案____。
（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；
(4)根据上述流速与压强的关系式可知，硬币下方空气压强p下=____；
(5)刚好将硬币吹起时，硬币上、下表面的压力差=____；
（四）得出结论：
(6)请写出刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式____（用ρ、S、m或G表示）。
21．随着时代的进步，轿车的车速和性能有了较大提升，某轿车外形如图所示，它的质量是1800 kg ，四个轮子与水平地面的总接触面积是0.08 m2。
（1）根据轿车外形分析，若轿车静止时对水平地面的压力为F1，行驶时对水平地面的压力为F2，
则F1 ______________F2（填“等于”或“大于”或“小于”）。
（2）若轿车行驶时，对水平地面的压强为1.5×105pa。求此时轿车上下表面受到的空气的压力差是多少？_____(取g=10N/kg)。
22．我们已经知道，肺活量是一个人做最大吸气后再做最大呼气所呼出的气体的体积，单位是毫升（ml）。肺活量是身体机能的重要指标之一，对青少年的成长及日后身体是否健康都关系重大。我们要注意增强自身的肺活量。如图所示是一种测定肺活量的实用方法。图中A为倒扣在水中的开口薄壁圆筒（圆筒壁体积忽略不计），测量前排尽其中的空气（即测量前筒内充满水）。测量时，被测者吸足空气，再通过B尽量将空气呼出，呼出的空气通过导管进入A内，使A浮起。测得圆筒质量为m，横截面积为S，筒底浮出水面的高度为H，大气压强为p0，水的密度为ρ水，则此时：
（1）圆筒内空气的体积为 （用已知量的字母表示）；
（2）筒内气体的压强 （用已知量的字母表示）；
（3）如果质量60kg的小强用上面的肺活量测试仪测肺活量，测得H=18cm，已知筒A的质量为200g，横截面积为200cm2，请计算出他的肺活量体重指数（肺活量体重指数=肺活量/人体质量）。
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
如果在气体和液体中流速越大的位置压强越大，与流体压强与流速关系的规律相反，则：
A.要想产生向上的升力，飞机翅膀的截面形状应该反过来；
B.两艘并列同向行驶的船只不会相撞而是会分离；
C.列车经过时产生的气压差会将人推离列车，对人来说也不安全，站台安全线还是有必要设置的；
D.喷雾器越用力吹，喷雾器中管内液面越是降低，根本不会喷出来．
故选C．
2．B
【详解】
从漏斗口向下用力吹气时，气体从漏斗口快速流出，所以乒乓球的上方气体流速增大、压强变小，而乒乓球的下方受到的大气压不变，所以乒乓球不会掉下来，故B正确。
故选B。
3．B
【详解】
A 图，热气球升空时受到浮力和重力作用（不考虑空气阻力），浮力大于重力，气球加速上升，浮力等于重力时，匀速上升或停止在空中，浮力小于重力时，气球下降．热气球升空是利用了浮力知识；
B 图，直升飞机的螺旋桨在运转时，上方空气流速快，压强小，下方空气流速慢，压强大，于是空气产生了一个对螺旋桨的向上的压力差，这就是使直升飞机上升的力；
C 图，飞艇就是利用它们在空气中的浮力来工作的；只有当它们的密度小于空气的密度时，才可以升空；
D 图，由于钢铁的密度大于水的密度，在水中，用钢铁材料制成的金属块排开水的重力小金属块的重力，所以用钢铁制成的金属块在水中会下沉；用钢铁制成的轮船是空心的，与同质量的金属块相比，在水面上轮船能够排开水的重力等于轮船所受的重力；所以轮船能够漂浮在水面上； A 、 C 、 D 都是利用浮力的原理， B 是利用流体压强与流速的关系。
故选 B
4．D
【分析】
流体速度加快时，物体与流体接触的界面上的压力会减小，反之压力会增加，这一现象称为“伯努利效应”。
【详解】
船体下安装了水翼，水翼形状象机翼，像D那样安装时，水翼上方水的流速大，压强小，下方水的流速小压强大，产生向上的压力差，使船身整体抬高离开水面，从而减小水对船的阻力，因此选D；A选项和C选项两个水翼相反放置，两个水翼受到水的压力相反，对船体不会产生向上的升力作用，不符合题意；B选项两个水翼都是上面平面，下面弧形，水经过上方流速小于下方流速，下方压强小于上方压强，水对船体产生一个向下的压力作用，不符合题意。故选D。
【点睛】
本题的解题关键是了解机翼的形状特点以及空气流速与压强的关系，并将它应用于水翼船水翼的造型原理中。
5．A
【解析】
【详解】
小球在A中漂浮，说明小球的密度小于A容器中液体的密度；在B、C中悬浮，说明小球的密度等于B容器中和C容器中液体的密度；小球在D中下沉，说明小球的密度大于丁容器中液体的密度；可见A容器中液体的密度最大，而四个容器中液面到容器底面的深度相同，根据公式可知，A容器底面受到液体压强最大。故BCD错误、A正确。
6．B
【详解】
因为,当火车驶过时安全线附近的气压会变低，且越接近火车气压越低；但距离安全线较远的地方气压大，那么一边气压低，一边气压大，气压大的一边会把你挤到气压低的一边，因而越来越接近火车，就有危险，该现象体现了流体压强与流速的关系，其中ACD选项中的物理现象均能用流体压强与流速的关系进行解释；但B选项中的现象体现了大气压强原理，嘴吸饮料时，外界大气压大于吸管内的气压，压迫饮料进入人的嘴里，故B选项符合题意。
7．A
【解析】
【详解】
汽车行驶时，窗外空气流速大．在气体中，流速越大的地方压强越小．车内空气流速小，压强大，产生了向外的压强差，所以烟雾飘向窗外．故①③正确。
故A正确。
8．D
【解析】
【详解】
ABC．当列车驶过站台时,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可知：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，故ABC合理；
D．行驶的火车玻璃窗窗外空气的流速大于窗内空气的流速，则窗外空气压强比窗内空气的压强小，故D不合理。
9．B
【详解】
A．飞机机翼上部凸起，在机翼上方的空气流速快压强小，在机翼下方的空气流速慢压强大，便形成向上的升力，不符合题意；
B． 太阳辐射出来的热量先是被地面吸收，当地面温度升高以后，地面再以长波辐射的形式把热量传给空气。也就是说空气主要是通过吸收地面的热量来升温的，所以愈靠近地面的大气层，获得地面的热量也越多，温度也就，越高，与流体压强与流速的关系无关，符合题意；
C．人离列车太近时，高速列车行驶过程中，使人和列车之间的空气流动速度很大，压强很小，人外侧的压强不变，人在内外压强差的作用下，被压向列车出现事故，不符合题意；
D．两艘船并排高速行驶时，两艘船之间的水流流速大压强小，容易发生相撞事故，不符合题意。
10．B
【详解】
等质量的空气在相同的时间内通过出口的上表面，由于B出口平直，A出口向上突起，所以空气通过B出口上表面的流速小，压强大；通过后A出口上表面的流速大，压强小，在两个出口间形成一个向右的压强差，因此，地面上的风总是B口吹入A口吹出。
故B正确。
11．上升 减小 大气压 对流层和中间层 14时左右 大兴安岭—阴山—贺兰山—冈底斯山
【解析】
【详解】
第一空、第二空．根据流速与压强的关系，流速越大，压强越小，通过B管向A管上方吹气，则A管上方空气的流速增大，压强减小；所以A管中液体受到向上的压强大于向下的压强，液面上升。
第三空．吸墨水时,现将笔胆内的空气挤出去,在外界大气压的作用下,将墨水压入笔胆.
第四空．对流层在大气层的最低层，紧靠地球表面，其厚度大约为10至20千米。对流层的大气受地球影响较大，云、雾、雨等现象都发生在这一层内，水蒸气也几乎都在这一层内存在,还存在大部分的固体杂质。这一层的气温随高度的增加而降低，大约每升高1000米，温度下降5～6℃；
第五空．一日之中，最高温出现在午后2点（14时）左右，最低温出现在日出前后．
第六空．中国季风气候区面积广大．习惯上以大兴安岭-阴山山脉-贺兰山-巴颜喀拉山脉-冈底斯山脉以东一线为界，把中国划分为季风区和非季风区．
12．流体流速快其压强就小，流速慢其压强就大 小于 带来降水、降温、大风天气 B
【详解】
(1)[1]往两纸中间用力吹气，导致两纸之间压强减少，两纸才会相互靠拢，因此流体流速快其压强就小；
(2)[2]小汽车外型是流线型，类似于飞机机翼，因此汽车高速行驶时，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，那么汽车在压强差下产生向上的升力，汽车对路面的压力减小，小于汽车的重力；
(3)[3]丙为低气压，?低气压的气流是向上上升。而气流越上升气温越下降，所以形成降雨；
(4)[4]甲地的地形高度明高于乙，因此风从高处往低处吹。
13．左 小
【解析】
【详解】
电吹风的风从它左边侧面吹过，纸盒左侧的空气流速变大，压强变小，纸盒右侧的大气压不变，产生了一个向左侧的压强差，将纸盒压向左侧。
14．减小 水重新沸腾 沸点 减小 减小 < b
【详解】
(1)[1]用抽气机向外抽气，则水面上方气体减少，气压减小。
[2]液面上的气压变小，液体的沸点会降低，所以会看到里面的水又沸腾了会看到里面的水又重新沸腾了。
[3][4][5]这一现象说明了液体的沸点随液面上方气压的减小而减小；
(2)[6]如图所示，a的形状类似于机翼，气流流过时，上方空气流速大、压强小，下方空气流速小、压强大，会产生向上的升力，所以弹簧测力计A的示数变小；
图中b的形状是装反了的机翼，气流流过时，下方空气流速大、压强小，上方空气流速小、压强大，会产生向下的力，所以弹簧测力计B的示数变大；所以FA[7]当内突然停止时，模型b受到的向下的力减小，所以将上升。
15．流体压强 如果小球偏离了气流上方,则小球靠近气流一侧的空气流速大,压强小,而远离气流一侧的空气流速小,压强大,小球会被压回气流上方
【详解】
当气流喷出时，空气的流速加大，会引起此处压强变化，小于周围的压强，所以会使小球不会轻易偏离，一旦偏离，周围压强的作用将会把它再次压回来。
如果小球偏离了气流上方,则小球靠近气流一侧的空气流速大,压强小,而远离气流一侧的空气流速小,压强大,小球会被压回气流上方.
16．小 压强 C
【解析】
【详解】
第一空、第二空．由公式ρv2+p=C (式中C是常量,ρ表示空气密度)可知：
空气流速越大，压强小；空气流速越小，压强大。
常量C表示空气流速为0时的压强.
第三空．在吹硬币时，硬币下方的空气流速为0，代入公式ρv2+p=C中，得：×0+p下=C，即：硬币下方空气压强p下=C.
17．见解析 见解析 见解析 见解析
【解析】
【详解】
（1）实验器材：①
实验过程：将两张纸拿起悬在半空中，使其平行自然下垂，然后用力向这两张纸中间吹气．
实验现象：两张纸向中间靠拢．
实验结论：流体在流速大的地方压强小．
（2）实验器材：②
实验过程：将两根筷子平行放置在桌面上当支架，在两根筷子中间放上两个乒乓球，用吸管向乒乓球的中间吹气．
实验现象：乒乓球向中间靠拢．
实验结论：流体在流速大的地方压强小．
（3）实验器材：③
实验过程：脸盆内放入清水，将两只纸船平行放入水中，用水枪向漂在水面上的两只小船中间喷射水流．
实验现象：两只纸船向中间靠拢．
实验结论：流体在流速大的地方压强小
18．详见解析
【解析】
【详解】
认真读图可以看出，打开淋浴阀有水流出，是因为喷头与进水管形成了一个连通器。喷头水流达到一定速度时，由于流速大压强小，活塞向右移动，带动开关S 向右移动，使接通电路，电磁铁通电产生磁性，吸引衔铁向右运动，打开阀门，燃气进入灶头同时点火探针自动点火，燃气燃烧，冷水得到加热，就有热水流出。
19．见解析
【解析】
【详解】
探头表面上凸下平,当风速增大时,探头上下表面空气流速差增大,上下表面气压差增大,探头受到向上的合力增大,所以滑片向上运动的较多,滑动变阻器接入电路的电阻减小,根据串联电路分压的规律可知,滑动变阻器分得的电压变小,R1分担的电压变大，故电压表示数变大。
20．压强； 1.85 2.69 先利用天平称出多个硬币的总质量，然后计算出单个硬币的质量 C G
【分析】
（一）首先明确，在流体中，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大；在计算C时，要把握住“空气流速为0”的条件，将其代入已知的公式即可得出C表示的物理量。
（二）测量硬币的直径所用的是平移法，相邻两个硬币与刻度尺的接触部分之间的距离，即为硬币的直径，再根据求出硬币上（或下）表面面积。
（三）解答这一小题，要抓住三点：
①题目给出的空气流速和压强的关系式；②硬币下方的空气流速为0；③硬币刚要被抬起时，仍处于平衡状态；然后根据题目所求的物理量进行相应的代值计算和受力分析即可。
（四）解答该题要从题目给出的公式来入手考虑；延续(5)的思路，将硬币上下方的压力差用表示出来，通过所列等式来寻求V的表达式。
【详解】
（一）(1)[1]根据关系式为可知，常量C表示空气流速为0时的压强p。
（二）设计实验：
①[2]由图可知，刻度尺上共测量了四个直径，四个直径的总长度为7.40cm，则每个硬币的直径
②[3]则硬币上（或下）表面面积
(3)[4]测定硬币质量（或重力）的实验方案。
方案一：先利用天平称出多个硬币的总质量，然后计算出单个硬币的质量。
方案二：先利用弹簧测力计称出多个硬币的总重力），然后计算出单个硬币的重力。
（三）探究条件：
(4)[5]在吹硬币时，硬币下方的空气流速为0，代入公式中，可得
即硬币下方空气压强。
(5)[6]吹硬币时，硬币受到三个力的共同作用：硬币上表面的压力F上、下表面的压力F下、硬币的自重G；那么刚好被吹起时，则有
即硬币上、下表面的压力差为。
（四）得出结论：
(6)[7]刚好吹起硬币时可看作硬币受到平衡力的作用，即，此时硬币上方的压强为
硬币下方的压强为
（空气流速为0）
那么硬币上下方的压强差为
由可得
此时吹气速度v的表达式
21．大于
大于 6×103N
【详解】
(1)小轿车静止时对水平地面的压力：F1=G，
等质量的空气在相同的时间内同时通过轿车的上表面和下表面,由于轿车上表面弯曲,下表面平直,所以空气通过轿车上表面的流速大,通过下表面的流速较小。因为轿车上方的空气流速大,压强较小;轿车下方的空气流速小,压强大,所以轿车受到一个竖直向上的升力;轿车对地面的压力等于轿车重减去升力,所以轿车对地面的压力小于车的重力,即F2(2)由p=可得,求轿车行驶时对地面的压力:
F=pS=1.5×105Pa×0.08m2=1.2×104N，
轿车重力:
G=mg=1800kg×10N/kg=1.8×104N，
由力的平衡可知，此时轿车上下表面受到的空气的压力差：
△F=G?F=1.8×104N?1.2×104N=6×103N.
22．（1）V =+SH；
（2）P=ρ0+，
（3）63ml/kg
【解析】
（1）V=V排+SH=+SH；
（2）P=P0+ρ水gh=P0+ρ水g=ρ0+，
（3）他的肺活量为：
V=V排+SH=+SH=+200cm2×18cm="3800"cm3="3800"ml，
∴肺活量体重指数===63ml/kg
试卷第1 11页，总2 22页