专题13 第九章 《第4节 流体压强与流速的关系》-2020-2021学年度人教版八年级物理下册新考向多视角同步训练

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2020－2021学年度人教版八年级物理下册新考向多视角同步训练
第九章
《第4节
流体压强与流速的关系》
知识能力全练
知识点一
流体压强与流速的关系
1.(2020山东潍坊奎文模拟)如图所示,将两只气球自由悬挂静止在空中,用粗吸管对准两气球中间沿水平方向用力吹气,观察到的现象及解释正确的是(
)
A.两气球将合拢,是因为两气球间的气体流速快,压强大
B.两气球将合拢,是因为两气球间的气体流速快,压强小
C.两气球将分开,是因为两气球间的气体流速快,压强大
D.两气球将分开,是因为两气球间的气体流速快,压强小
2.(2020独家原创试题)《中国青年报》2020年4月15日在《龙卷风过后》一文中写到:“4月12日,在美国路
易斯安那州门罗,人们清理一处被龙卷风摧毁的房屋废墟。”如图所示,龙卷风经过处为什么会造成这么大的破坏？这是因为龙卷风的实质是高速旋转向上的气流,使漩涡内的气体压强________,大气压把地面上的物体“压”入龙卷风内部,卷起的物体最终因为受到________的作用而落回地面。
知识点二
飞机的升力
3.(2020独家原创试题)鸟儿为什么能够在空中自由飞翔？
秘密就在鸟类的翅膀上!鸟的翅膀前沿较圆,后面尾尖,上部凸起,下部微凹。当鸟在空中滑翔时,翼面上部空气流速________,压强________；翼面下部空气流速不变或变慢,压强________或________（以上四空均选填“变大”“不变”或“变小”)。于是,翅膀的上、下翼面便产生了一个________,导致产生一个向________(选填“上”或“下”)的升力,从而把鸟儿托住,使鸟不至于像石头一样往下掉。
4.(2018福建泉州惠安六校联考)如图9-4-3是一种水翼船船体下安装的水翼,在高速航行时,水面下的水翼会
使船体抬高减少水对船体的阻力,请你判断水翼的形状应是图中甲、乙的哪一个？并在该图中大致画出使船体抬高的力的示意图。
三年模拟全练
5.(2019北京人大附中模拟,3,★★☆)如图9-4-4所示的装置上方为一个粗细不均匀的两头开口的玻璃管,管下连通一个装有红墨水的U形管AB。当用吹风机向玻璃管中吹风时,出现的现象是(
)
A.A管上方空气流速大
B.B管上方空气流速小
C.A管液面比B管液面高
D.A管液面比B管液面低
6.(2020黑龙江齐齐哈尔四县期末,5,★★☆)中国南极泰山站是继长城站、中山站、昆仑站之后中国的第四个南极科学考察站,于2014年2月8日正式建成开站。泰山站采用轻质材料装配而成,为避免被南极强横风吹得移位,其独特的支架悬空形状发挥了作用。泰山站的悬空形状接近于(
)
7.(2020广东揭阳产业园区期中,14,★★☆)某同学利用硬币做实验(如图9-4-5所示),已知硬币质量为m,查
找规律: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:ρv2+p=C.
式中C是定值,p表示空气密度。根据关系式可知:(取标准大气压为1.01×105Pa)
(1)近海面时,空气流速为0时,常量C等于________帕；
(2)当硬币刚好被吹起时,硬币上、下表面的压力差△F=________；
(3)写出刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式v=________(用ρ、S、m、g表示)。
8.(2020河北石家庄二模,17,★★☆)用两根长约20cm的饮料吸管A、B,设计一个实验,使盛在杯子里的水能从
A管中喷出(如图9-4-6所示)。写出操作方法(也可以用图描述操作方法)。
A
(1)A管中水面上升,是因为________________________________________________________。
(2)如果A管中的水上升到管口,会被气流吹散,说明力可以________________。
(3)利用这个装置,可以制成________________。
五年中考全练
9.(2016四川自贡中考,12,★★☆)我们经常看到这样的现象:在无风的天气,汽车在马路上快速驶过以后,马路
两边的树叶会随风飘动,如图9-4-7所示,汽车向左行驶,马路两边的树叶会沿着A、B、C哪一个方向飘动(
)
A.向A方向飘动
B.向B方向飘动
C.向C方向飘动
D.条件不足,无法判断
10.(2020四川乐山中考,32,★★☆)如图9-4-8所示,用弹簧测力计挂上飞机机翼模型,再用电风扇对着机翼
模型吹风因为在流体中,流速越大的位置,压强________(选填“越大”“越小”或“不变”),所以增大风速,弹簧测力计示数________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
11.(2019贵州贵阳中考,19,★★☆)如图9-4-9所示,泡沫块正沿粗糙斜面缓慢下滑,现用吸管沿泡沫块上表面吹气。请判断吹气过程中它将继续下滑还是停止滑动？写出判断理由。
核心素养全练
12.(2018浙江温州中考)飞机在空中飞行时都有一定的迎角(机翼轴线与水平气流的夹角)。飞机飞行时的升
力除了与机翼形状有关外,是否还与迎角大小有关？为了研究这一问题,在老师的帮助下,小明利用电风扇、升力测力计、飞机模型,按图9-4-10甲方式进行如下实验。
图9-4-10
①闭合电风扇的开关,调节挡位使其风速最大,并使飞机模型的迎角为0°,记录测力计的示数。重复5次实验并计算升力平均值。
②改变迎角大小,使其分别为5°、10°、15°、20°,重复步骤①。
③处理相关数据得到“升力与迎角的关系”如图乙。
(1)本实验得出的结论是:____________________________________________________________。
(2)小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”。利用现有器材,如何操作可以模拟飞机不同的飞行速度？____________________________________________________________。
(3)资料显示:本实验结论与实际相符,且飞机迎角一定时,飞行速度越大升力也越大。若某飞机以500千米/时做水平匀速直线飞行时的迎角为θ1,而以800千米/时做水平匀速直线飞行时的迎角为θ2(θ1、θ2均小于15°)。请比较θ1、θ2的大小关系:________________。
【参考答案及解析】
第4节
流体压强与流速的关系
知识能力全练
1.B
当用粗吸管对准两球中间沿水平方向用力吹气时,中间的空气流速加快、压强变小,外侧的空气流速不变压强不变,外侧的压强大于中间的压强,在内外压强差的作用下两球向中间合拢。
2.【答案】变小
重力
【解析】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。高速旋转的气流,内部气流运动速度大于外部气流运动速度,内部气体压强小于外部气体压强,所以物体在内外压强差的作用下被压入龙卷风。卷起的物体最终由于受到重力作用而落回地面。
3.【答案】变大
变小
不变
变大
压强差
上
【解析】鸟儿翅膀翼面的上部空气流速大于翼面下部的空气流速,可知翼面下部的流体压强大于翼面上部,故会产生向上的升力。
4.【答案】甲
如图所示
【解析】水翼船在高速航行时水面下的水翼使船体抬高,说明水翼受到向上的升力,也就是说水翼下表面的压强要大于其上表面,根据“在流体中,流速越大的位置,压强越小”可知,需要水翼下表面水的流速小于其上表面,故可知甲图形状符合要求。水翼受到的升力是竖直向上的,据此画出力的示意图。
三年模拟全练
5.D
A管上方玻璃管的横截面积大,相同时间内,空气经过A管上方的流动速度小于B管上方的流动速度,A管上方的压强大于B管上方的压强,红墨水被压向B管,A管液面下降,B管液面上升。
6.A
A选项的设计中,风刮过屋顶,屋顶上方的空气流动速度小于屋顶下方的空气流动速度,故屋顶受到向上的压强小于向下的压强,受到的向下的压力大于向上的压力,能使整体更加稳定,不会被强横风吹得移位,所以A选项符合题意。
7.【答案】(1)1.01×105
(2)mg
(3)
eq
\r()
【解析】(1)由公式ρv2+p=C(式中C是常量,p表示空气密度)可知,空气流速为0时,常量C=p=1.01×105Pa
(2)在吹硬币时,硬币下方的空气流速为0,代入公式ρv2+p=C得:
ρ×02+p下=C,即硬币下方空气压强p下=C；
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=mg；
那么刚好被吹起时,F下=
F上+G,即硬币上、下表面的压力差△F=G=mg；
(3)刚好吹起硬币时可看做硬币受到平衡力的作用,即△F=G=mg；
此时硬币上方的压强为p上=C-ρv2；
硬币下方的压强为p下=C(空气流速为0)；
那么硬币上、下方的压强差为:P下-P上=△p=ρv2；
因为△F=△pS
所以ρv2S=G=mg,即v=
eq
\r()
8.【答案】操作方法:把吸管A插在盛水的杯子中,吸管B的管口贴靠在A管的上端,往吸管B中用力吹气,如图所示。
(1)流体流速大的地方压强小
(2)改变物体的运动状态
(3)喷雾器
【解析】(1)往B管中吹气,可以看到A管中的水面上升,是因为流体的压强与流速有关,流速越大,压强越小；（2)水被吹散,本来上升的水珠变成水平运动,说明力可以改变物体的运动状态；(3)喷雾器就是利用流体流速越大的地方压强越小的原理来工作的,与该实验的原理一致。
五年中考全练
9.A
因为快速行驶的汽车使得马路中间的空气流速大于马路两边的空气流速,从而使马路中间的空气压强小于马路两边的空气压强,所以树叶将向马路中央飘动。
10.【答案】越小
减小
【解析】所有流体(包括气体在内)都是流速越大的位置,压强越小；当风速增大时,机翼模型受到的向上的力增大。测力计的读数等于机翼模型的重力减去机翼模型受到的升力,而机翼模型的重力是不变的,所以,测力计读数会减小。
11.【答案】继续下滑。用吸管吹气过程中泡沫块上表面空气流速快,压强小,泡沫块受到向上的压力差,从而使其对斜面的压力减小,受到的摩擦力减小,所以将继续滑动。
【解析】从流体压强与流速的关系、影响摩擦力的因素等角度进行分析作答。
核心素养全练
12.【答案】(1)飞机以一定的速度飞行时迎角从0°到20°,随着迎角的增大,飞机所受升力先增大后减小,15°附近时达到最大
(2)改变电风扇的挡位来改变风速大小(改变电风扇与飞机模型的距离)
(3)θ1>θ2
【解析】本题以实验探究题的形式综合考查了“获取和处理信息”“制订科学探究方案”“应用物理知识解决实际问题”以及“进行分析和推理”等多种物理学科核心素养。
(1)由图乙可以看出:飞机以一定的速度飞行时,迎角从0°到20°,随着迎角的增大,飞机所受升力先增大后减小,15°附近时达到最大；
(2)小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”,需要控制迎角相同,改变飞行速度,实验中通过改变电风扇的挡位来改变风速大小；
(3)飞机在水平匀速直线飞行时升力一定,根据“飞机迎角一定时,飞行速度越大升力也越大”和图乙知,迎角小于15°的情况下,飞机飞行时升力一定,速度越大,迎角越小,所以θ1>θ2
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