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10.1 在流体中运动 高频易错必刷题
一、选择题(共14小题,每小题只有一个选项符合题意)
1.(2020?连云港)下列关于压力和压强的说法正确的是( )
A.重力大的物体产生的压力也大 B.大气对处于其中的物体都有压强
C.流体的流速越大,流体的压强越大 D.相同深度的液体对容器底部产生的压强相同
2.(2020?北海)如图所示的现象中,利用流体压强与流速关系的是( )
A.简易喷雾器喷雾 B.茶壶倒水
C.纸片托水 D.吸管吸饮料
3.(2020?鞍山)以下关于力学现象的分析中不正确的是( )
A.飞机的机翼上凸下平,是利用流体压强与流速的关系来获得升力的
B.轮船通过船闸从下游开到上游,船闸是利用连通器原理工作的
C.拦河大坝上窄下宽是由于液体压强随深度的增加而减小
D.堵住茶壶盖的小孔,水不容易被倒出是由于大气压强的作用
4.(2020?潍坊)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
5.(2020?仙桃)以下选项中,没有利用“流体压强与流速的关系”的是( )
A.赛车尾部安装气流偏导器 B.气垫船船体脱离水面行驶
C.飞机的机翼设计成流线型 D.高铁站站台上划定安全线
6.(2020?东营)近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度,遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在安全隐患,当电动车快速行驶时,如图所示,下列说法正确的是( )
A.遮阳伞上边空气流速小,压强小,伞面被向下压 B.遮阳伞下边空气流速大,压强小,伞面被向上吸
C.遮阳伞上边空气流速大,压强大,伞面被向下压 D.遮阳伞下边空气流速小,压强大,伞面被向上吸
7.(2020?广东)如图所示,不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A.如图所示向两张纸中间吹气,纸张向中间靠拢
B.如图所示用吸管吸饮料
C.如图所示向B管吹气,A管中的水面上升
D.如图所示飞机产生升力的原因
8.(2020?无锡)如图所示,把长约20cm的饮料吸管从中部剪开(但不要彻底剪断)并弯折过来,将其中一段吸管a插在盛水的烧杯中,从另一段吸管b的管口用力吹气,水将从a管的管口喷出,且呈雾状,这是因为吹气时( )
A.a管上端附近气体的压强变大 B.a管上端附近气体的压强变小
C.烧杯中水面上气体的压强变大 D.烧杯中水面上气体的压强变小
9.(2020?苏州)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.(2020?温州)兴趣小组用如图装置研究压强与流速的关系,将吹风机对准竖管上端管口向下吹风,在三个水平玻璃管的右端口处同时释放相同规格的乒乓球,某时刻乒乓球处于如图所示的位置。下列说法合理的是( )
A.乒乓球运动是因受到竖管气流的吸引力 B.装置中三个水平玻璃管的横截面积不同
C.三个水平玻璃管的左端口处压强不相同 D.该装置可以测量竖管中各处的压强大小
11.(2020?自贡)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
12.(2019?常州)中国南极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下列图( )
A. B. C. D.
13.(2019?赤峰)如图所示,草原犬鼠的洞穴有两个洞口,A口在平地上,B口在凸起的小土包上。当微风从左向右掠过地面的时候,就会有气流在洞穴内流动,让闷热的洞穴变成凉爽的“空调房”。洞穴内能形成气流,是因为B口上方比A口上方( )
A.风速大,气压大 B.风速大,气压小 C.风速小,气压大 D.风速小,气压小
14.(2019?烟台)如图所示,小红手撑雨伞走在路上,一阵大风吹来,伞面被“吸”,将发生严重变形。下列判断推理及其解释,正确的是( )
A.伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速小于下方 B.伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速大于下方
C.伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速大于下方 D.伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速小于下方
二、填空题
15.(2020?安徽)如图所示,把纸条放在嘴边,用力沿纸条上方向前吹气,会发现纸条向上飘动。这是因为 ,从而推动纸条向上运动。
16.(2020?江西)如图所示,是河水中的漩涡。漩涡边沿水的流速相对中心处的流速较 ,压强较 ,从而形成压力差,导致周边物体易被“吸入”漩涡。(温馨提示:严禁学生私自下河游泳)
17.(2020?泰州)吉利集团最先试验成功能飞的汽车,其两侧的装置类似飞机机翼(如图),展开后,当汽车高速行驶时,机翼上方的空气流速 (选填“大于”、“等于”或“小于”)下方的空气流速,机翼受到向上的压强 (选填内容同上)向下的压强,使汽车能够起飞。
18.(2020?鄂州)如图,三节直径不同的塑料管A、B、C连接在一起,然后与抽气机相通。当抽气机抽气时,在同一时间内,通过三个管子的气体总量是相同的,所以细管内气体的流速一定比粗管内气体的流速 。将三个气体压强传感器分别放入管内,将传感器与计算机相连,从计算机上就可以读出 (选填“A”、“B”或“C”)管气体的压强值最大。
三、实验探究题
19.(2018?徐州)阅读短文,回答文后的问题。
浮子流量计
气体的流量一般指单位时间内流过通气管道的气体体积,流量等于气体的流速和通道横截面积的乘积。生活生产中经常要对气体的流量进行控制,例如医院给病人输氧时,用阀门控制氧气瓶输出氧气的流量,在管道中接入流量计,可以反映流量的大小。
浮子流量计是一种常用的流量计。其结构如图所示,一个上粗下细的锥形管,管内倒放着一个铝制的圆锥体浮子。工作时,气体从锥形管下端流入,向上冲击浮子,然后流过圆锥体浮子底面与锥形管之间的环形空隙,从上端流出。如果浮子受到气流的冲力大,就会向上移动,环形空隙加大,气体流速变小,对浮子的冲力就会变小,这样浮子最终稳定在某一位置,这个位置的高低就反映了气体流量的大小。
(1)浮子流量计使用时,锥形管应处于 ;
A.水平方向 B.竖直方向 C.斜向上 D.斜向下
(2)浮子所受气体浮力很小,可以忽略。当浮子稳定在某一位置时,气流对浮子的冲力和浮子重力的关系是 。
(3)对于某个制成的浮子流量计,浮子和锥形管之间的环形空隙的面积和浮子高度成正比,比例系数为k1;气流对浮子的冲力和流速成正比,比例系数为k2;浮子的质量为m。当浮子稳定在高度h时,气体流量Q的表达式为Q= 。
(4)浮子流量计能反映的最大流量是有限的,如果要让这个浮子流量计能反映更大的流量,请你提出一条可行的改进措施: 。
20.(2019?温州)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、飞机模型按图甲方式进行如下实验。
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: 。
10.1 在流体中运动 高频易错必刷题
一、选择题(共14小题,每小题只有一个选项符合题意)
1.(2020?连云港)下列关于压力和压强的说法正确的是( )
A.重力大的物体产生的压力也大
B.大气对处于其中的物体都有压强
C.流体的流速越大,流体的压强越大
D.相同深度的液体对容器底部产生的压强相同
解:
A、物体重力越大,产生的压力不一定越大,只有水平面上的物体,产生的压力等于其重力;故A错误;
B、大气受重力并且具有流动性,因此会对处于其中的物体产生压强,这个压强叫做大气压强,故B正确;
C、流体的流速越大,则流体的压强越小,故C错误;
D、相同深度的液体对容器底部产生的压强的大小与液体的密度有关,液体密度不同,产生的压强不同,故D错误。
答案:B。
2.(2020?北海)如图所示的现象中,利用流体压强与流速关系的是( )
A.简易喷雾器喷雾 B.茶壶倒水
C.纸片托水 D.吸管吸饮料
解:A、简易喷雾器喷雾,当向水平的管中吹气时,竖直管上方的空气流速大、压强小,水在大气压的作用下被压上来,能够说明流体压强与流速的关系,故A符合题意。
B、茶壶底部相通,水静止后液面相平,这是应用了连通器的原理,故B不合题意。
C、图中纸片受到水对它向下的压强和外界大气压对它向上的压强,大气压强大于水对纸片向下的压强,所以纸片不会掉下来。利用的是大气压,故C不合题意。
D、用吸管吸饮料时,嘴内的压强小于外界大气压,饮料在大气压的作用下被压入到嘴中,是利用大气压的作用,故D不合题意。
答案:A。
3.(2020?鞍山)以下关于力学现象的分析中不正确的是( )
A.飞机的机翼上凸下平,是利用流体压强与流速的关系来获得升力的
B.轮船通过船闸从下游开到上游,船闸是利用连通器原理工作的
C.拦河大坝上窄下宽是由于液体压强随深度的增加而减小
D.堵住茶壶盖的小孔,水不容易被倒出是由于大气压强的作用
解:
A、飞机机翼设计成流线型,上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,则机翼受到向上的压强差,即产生了向上的升力。故A正确;
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;所以,船闸是利用连通器原理工作的。故B正确;
C、拦河大坝上窄下宽是由于液体压强随深度的增加而增加,故C错误;
D、堵住茶壶盖的小孔,当壶内的水流出部分后,壶内气压减小,小于外界大气压,大气压压着里面的水不易流出来。茶壶的盖上留一小孔,使内外气压相等,水才容易倒出来,故D正确。
本题选错误的;
答案:C。
4.(2020?潍坊)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
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点时的体积大于a点时体积,故B正确、ACD错误。
答案:B。
5.(2020?仙桃)以下选项中,没有利用“流体压强与流速的关系”的是( )
A.赛车尾部安装气流偏导器 B.气垫船船体脱离水面行驶
C.飞机的机翼设计成流线型 D.高铁站站台上划定安全线
解:A、赛车尾部安装的气流偏导器,它的底部是弧形,这相当于倒置的飞机机翼。赛车行驶时,流过气流偏导器上方的气流速度小于下方气流速度,因此在其上下表面产生压强差,形成对气流偏导器向下的压力,能使车轮更好地抓紧地面,利用了流体压强和流速的关系。故A不合题意;
B、气垫船脱离水面行驶,是通过使得接触面彼此分离的方法减小摩擦力,没有利用流体压强和流速的关系。故B符合题意;
C、由于飞机的机翼设计成流线型,所以空气通过机翼上表面的流速大,通过下表面的流速较小;因为机翼上方的空气流速大,压强较小;机翼下方的空气流速小,压强大,所以机翼受到一个向上的压强差,从而形成向上的升力。利用了流体压强和流速的关系。故C不合题意;
D、人离高速列车比较近时,高速列车的速度很大,人和高速列车的之间的空气流动速度很大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于人内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被压向列车,发生交通事故,所以高铁站站台上划定安全线,利用了流体压强和流速的关系。故D不合题意。
答案:B。
6.(2020?东营)近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度,遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在安全隐患,当电动车快速行驶时,如图所示,下列说法正确的是( )
A.遮阳伞上边空气流速小,压强小,伞面被向下压
B.遮阳伞下边空气流速大,压强小,伞面被向上吸
C.遮阳伞上边空气流速大,压强大,伞面被向下压
D.遮阳伞下边空气流速小,压强大,伞面被向上吸
解:伞面“上凸下平”,当电动车快速行驶时,伞上方空气流速大,压强小;伞下方空气流速小,压强大,伞就受到一个向上的压强、压力差,使伞面向上吸;故D正确。
答案:D。
7.(2020?广东)如图所示,不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A.如图所示向两张纸中间吹气,纸张向中间靠拢
B.如图所示用吸管吸饮料
C.如图所示向B管吹气,A管中的水面上升
D.如图所示飞机产生升力的原因
解:A、对着两张纸的中间吹气,两张纸中间的空气流速变大,压强变小,小于纸外侧的大气压,产生了一个向内的压强差,将纸压向中间,故A不符合题意。
B、用吸管吸饮料是利用了大气压的作用,不能揭示流体压强与流速的关系。故B符合题意。
C、往B管中吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,在这个管内外产生压强差的作用下,液面上升。故C不符合题意。
D、相等的时间内,空气经过机翼上面的路程大于下面的路程,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,出现压强差,出现了压力差,这个压力差就是机翼向上的升力;能用流体压强与流速的关系来解释。故D不符合题意。
答案:B。
8.(2020?无锡)如图所示,把长约20cm的饮料吸管从中部剪开(但不要彻底剪断)并弯折过来,将其中一段吸管a插在盛水的烧杯中,从另一段吸管b的管口用力吹气,水将从a管的管口喷出,且呈雾状,这是因为吹气时( )
A.a管上端附近气体的压强变大
B.a管上端附近气体的压强变小
C.烧杯中水面上气体的压强变大
D.烧杯中水面上气体的压强变小
解:往B管中轻轻吹气,可以看到a管中的水面上升,原因是:往b管中吹气,吸管a上方空气的流速增大,压强减小,a管中液体受到向上的压强大于向下的压强,所以a管水上升后从管口喷出;烧杯中水面上气体的压强是不变,故B正确、ACD错误。
答案:B。
9.(2020?苏州)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
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,所以竖直向上吹气没有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,故选项正确。
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,故选项错误。
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,故选项错误。
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,故选项错误。
答案:A。
10.(2020?温州)兴趣小组用如图装置研究压强与流速的关系,将吹风机对准竖管上端管口向下吹风,在三个水平玻璃管的右端口处同时释放相同规格的乒乓球,某时刻乒乓球处于如图所示的位置。下列说法合理的是( )
A.乒乓球运动是因受到竖管气流的吸引力
B.装置中三个水平玻璃管的横截面积不同
C.三个水平玻璃管的左端口处压强不相同
D.该装置可以测量竖管中各处的压强大小
解:由图中实验装置可知,将吹风机对准竖管上端管口向下吹风,由于竖管口越来越粗,所以风的流动速度越来越慢,即最上端的空气流速快、水平玻璃管左端开口处压强小,最下端的空气流速慢、水平玻璃管左端开口处压强大。三个乒乓球右侧的空气流速慢,压强大,产生向左的压强差,且压强差由上至下依次减小,三个乒乓球在压强差的作用下会向左运动,所以会产生三个乒乓球向左运动的位置不同的现象。故只有选项C说法正确。
答案:C。
11.(2020?自贡)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
解: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;轿车上表面空气流速大、压强小,故B正确,ACD错误。
答案:B。
12.(2019?常州)中国南极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下列图( )
A. B. C. D.
解:A、“上平下凸”,横风吹过该结构时,其上方气体流速小,压强大;下方流速大,压强小,使其受到向下的压强、压力差,从而避免被南极强横风吹得移位,故A符合题意;
B、房子设计成图B所示的圆顶,风刮过屋顶,屋顶上方的空气流动速度大,压强小;屋内空气流动速度小,压强大,屋顶受到向上的压强大于向下的压强,受到的向上的压力大于向下的压力,产生一个向上的压力差,不能避免被南极强横风吹得移位,故B不符合题意;
C、房子设计成图C所示的圆顶,尽管容易清除积雪,但屋顶受到向上的压强等于向下的压强,受到的向上的压力等于向下的压力,不能避免被南极强横风吹得移位,故C不符合题意,
D、图中上下表面水平,屋顶受到向上的压强等于向下的压强,受到的向上的压力等于向下的压力,不能避免被南极强横风吹得移位,故D不符合题意,
答案:A。
13.(2019?赤峰)如图所示,草原犬鼠的洞穴有两个洞口,A口在平地上,B口在凸起的小土包上。当微风从左向右掠过地面的时候,就会有气流在洞穴内流动,让闷热的洞穴变成凉爽的“空调房”。洞穴内能形成气流,是因为B口上方比A口上方( )
A.风速大,气压大 B.风速大,气压小 C.风速小,气压大 D.风速小,气压小
解:A口在平地上,B口在凸起的小土包上,在相同时间内空气通过A的路程短,通过B的路程长,则通过A口上方的风速小,通过B口上方的风速大,则A处的气压大,B处的气压小,所以空气从A口进入洞穴,从B口流出,洞穴内能通风换气。
答案:B。
14.(2019?烟台)如图所示,小红手撑雨伞走在路上,一阵大风吹来,伞面被“吸”,将发生严重变形。下列判断推理及其解释,正确的是( )
A.伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速小于下方 B.伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速大于下方
C.伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速大于下方 D.伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速小于下方
解:由图知,相同时间内,空气通过伞上方的路程大于伞下方的路程,所以伞上方的空气流速大于下方。根据流体的流速越大、压强越小,伞下方的压强大于上方的压强,伞在向上压强差的作用下被吸向上方。
答案:C。
二、填空题
15.(2020?安徽)如图所示,把纸条放在嘴边,用力沿纸条上方向前吹气,会发现纸条向上飘动。这是因为 纸条上方气体流速大,气体压强小 ,从而推动纸条向上运动。
解:如图所示,把一纸条靠近嘴边,在纸条的上方沿水平方向吹气时,纸条上方的空气流速大,压强小;纸条下方的空气流速小,压强大,在空气压强差的作用下,纸条会向上偏移。
答案:纸条上方气体流速大,气体压强小。
16.(2020?江西)如图所示,是河水中的漩涡。漩涡边沿水的流速相对中心处的流速较 慢 ,压强较 大 ,从而形成压力差,导致周边物体易被“吸入”漩涡。(温馨提示:严禁学生私自下河游泳)
解:漩涡边沿水的流速相对中心处的流速较慢,压强较大,而漩涡中心处水的流速较快,压强较小,形成一个向旋涡中心的压力差,从而导致周边物体易被“吸入”漩涡。
答案:慢;大。
17.(2020?泰州)吉利集团最先试验成功能飞的汽车,其两侧的装置类似飞机机翼(如图),展开后,当汽车高速行驶时,机翼上方的空气流速 大于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)下方的空气流速,机翼受到向上的压强 大于 (选填内容同上)向下的压强,使汽车能够起飞。
解:机翼上方的空气流速比机翼下方的流速快,因此机翼上方气体压强小于机翼下方气体压强,即机翼受到向上的压强大于向下的压强,从而产生了升力,使汽车能够起飞。
答案:大于;大于。
18.(2020?鄂州)如图,三节直径不同的塑料管A、B、C连接在一起,然后与抽气机相通。当抽气机抽气时,在同一时间内,通过三个管子的气体总量是相同的,所以细管内气体的流速一定比粗管内气体的流速 快 。将三个气体压强传感器分别放入管内,将传感器与计算机相连,从计算机上就可以读出 A (选填“A”、“B”或“C”)管气体的压强值最大。
解:(1)在同一时间内,细管内气体的流速一定比粗管内气体的流速快,通过三个管子的气体总量才能相同;
(2)由图可知,A、B、C三个位置中,A处最粗,C处最细,当气流流过时,A处的气体流速最慢,压强最大。
答案:快;A。
三、实验探究题
19.(2018?徐州)阅读短文,回答文后的问题。
浮子流量计
气体的流量一般指单位时间内流过通气管道的气体体积,流量等于气体的流速和通道横截面积的乘积。生活生产中经常要对气体的流量进行控制,例如医院给病人输氧时,用阀门控制氧气瓶输出氧气的流量,在管道中接入流量计,可以反映流量的大小。
浮子流量计是一种常用的流量计。其结构如图所示,一个上粗下细的锥形管,管内倒放着一个铝制的圆锥体浮子。工作时,气体从锥形管下端流入,向上冲击浮子,然后流过圆锥体浮子底面与锥形管之间的环形空隙,从上端流出。如果浮子受到气流的冲力大,就会向上移动,环形空隙加大,气体流速变小,对浮子的冲力就会变小,这样浮子最终稳定在某一位置,这个位置的高低就反映了气体流量的大小。
(1)浮子流量计使用时,锥形管应处于 B ;
A.水平方向 B.竖直方向 C.斜向上 D.斜向下
(2)浮子所受气体浮力很小,可以忽略。当浮子稳定在某一位置时,气流对浮子的冲力和浮子重力的关系是 二力平衡 。
(3)对于某个制成的浮子流量计,浮子和锥形管之间的环形空隙的面积和浮子高度成正比,比例系数为k1;气流对浮子的冲力和流速成正比,比例系数为k2;浮子的质量为m。当浮子稳定在高度h时,气体流量Q的表达式为Q= 。
(4)浮子流量计能反映的最大流量是有限的,如果要让这个浮子流量计能反映更大的流量,请你提出一条可行的改进措施: 用密度更大的材料制作浮子 。
解:
(1)浮子流量计工作时,气体从锥形管下端流入,向上冲击浮子,浮子在冲力和重力的作用下,最终稳定在某一位置,处于静止状态,受到重力和冲力一对平衡力,平衡力大小相等,方向相反,因为重力在竖直方向上,所以浮子流量计使用时,锥形管应处于竖直方向,故B正确;
故选B。
(2)当浮子稳定在某一位置时,处于静止状态,受重力和冲力一对平衡力的作用,平衡力大小相等,即F冲=G;
(3)根据“流量等于气体的流速和通道横截面积的乘积”得:Q=vS﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
根据“浮子和锥形管之间的环形空隙的面积和浮子高度成正比,比例系数为k1”得:S=k1h﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
根据“气流对浮子的冲力和流速成正比,比例系数为k2”得:F=k2v﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
当浮子的质量为m,浮子稳定在高度h时:F=G=mg﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
联立①②③④得:Q=;
(4)根据(3)得关系式得,要想使浮子流量计能反映更大的流量,需要增大浮子得重力,故需要用用密度更大的材料制作浮子。
答案:(1)B;(2)二力平衡; (3);(4)用密度更大的材料制作浮子。
20.(2019?温州)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、飞机模型按图甲方式进行如下实验。
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: 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”。利用现有器材,如何操作可以模拟飞机不同的飞行速度? 改变电风扇的挡位来改变风速大小 。
(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: θ1>θ2 。
解:(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”需要控制仰角相同,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”知飞行时升力一定,速度越大,仰角越小,所以θ1>θ2。
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;(3)θ1>θ2。
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