内容正文:
*6.7 流体的压强和流速(含上海填空综合信息题)
一、单选题
1.下列选项中与“流体中流速越大压强越小”的原理无关的是( )
A.吸盘吸在光滑瓷砖上
B.火车站的站设置了1米安全线
C.乒乓球运动员拉出的“弧圈球”
D.客机飞行时获得向上的升力
2.如图所示,若向两张自然下垂的纸中间吹气,吹气时两张纸将会发生的现象是( )
A.向中间靠拢
B.向两边分开
C.保持原位置不动
D.先分开再靠拢
3.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
4.小明将乒乓球置于漏斗中,如图所示,利用电吹风能将乒乓球吹出漏斗的是( )
A. B.
C. D.
5.小华水平抛出一飞盘,快速前进的飞盘越升越高。从侧面看,飞行过程中飞盘的形状应 为如图所示中的( )
A. B. C. D.
6.龙卷风是高速旋转的气流,它能把地面上的物体“吸”起卷入空中(如图所示)。龙卷风能“吸”起物体的主要原因是( )
A.龙卷风增大了空气对物体的压力 B.龙卷风内部的压强远小于外部的压强
C.龙卷风使物体受到的重力变小 D.龙卷风内部的流速远小于外部的流速
7.如图,小纸条靠近水龙头流下的稳定的水流,关于小纸条的运动情况,以下分析正确的是( )
A.小纸条远离水流,因为纸与水流间的空气流速增大,压强变大
B.小纸条远离水流,因为纸与水流间的空气流速增大,压强变小
C.小纸条靠近水流,因为纸与水流间的空气流速增大,压强变大
D.小纸条靠近水流,因为纸与水流间的空气流速增大,压强变小
8.如图所示,水平放置的“H”形容器,右侧装有植物油,左侧可能装有水或酒精,中间用一个可以无摩擦移动的活塞密封,活塞处于静止状态,则左侧可能装有哪种液体?若想让活塞向左侧移动,可以在什么位置水平吹气?()( )
A.水a处 B.水b处 C.酒精a处 D.酒精b处
9.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,让闷热的洞穴变成空调房。关于洞穴内气流的形成,正确的是( )
A.洞穴内有气流形成是因为洞口A处空气流速大,气压大
B.洞穴内有气流形成是因为洞口A处空气流速小,气压小
C.洞穴内有气流形成是因为洞口B处空气流速大,气压大
D.洞穴内有气流形成是因为洞口B处空气流速大,气压小
10.用图示装置研究压强与流速的关系:装置由喇叭状竖管和三个水平管(均开口)构成,现将吹风机对准竖管上端向下吹风,在水平管的右端口起始位置处同时释放三个相同的乒乓球(虚线所示),一段时间后拍摄乒乓球位于图示实线位置。由图中信息可知( )
A.竖管气流对乒乓球有吸引力
B.竖管中气体压强大于外界气压
C.竖管中A、B、C三处压强相等
D.竖管内A处气流速度比B、C两处气流速度大
二、填空题
11.五一假期,小明乘坐高铁进行短线旅游,当他乘坐的列车静止在站台时,突然感觉该列车剧烈摇晃了一下,原来有列复兴号从旁边疾驰而过,他想到了流速越大压强越 。
12.如图所示,轿车上凸下平近似流线型的设计,可以使它行驶时,上方气体的压强 下方气体的压强,从而使得轿车对地面的压力 车的重力(均填“大于”“等于”或“小于”)。
13.如图所示,“鲲龙”AG600在陆上、水上成功首飞。当AG600从水面加速起飞过程中,机翼上表面空气流速大,压强 ,从而产生了升力;若飞机最大速度为500km/h,要通过400km的距离,飞机至少需飞行 h。
14.如图所示,把长约20cm的吸管A插在盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴靠在A管口的上端,往B管中吹气,A管上方压强会 ,A管内液面会 。
15.如图所示,容器内装满水,将吸管的A端插入水中,用另一根吸管沿图示方向吹气,端就会有水持续流出,原因是吹气时端空气流速变 ,压强变 。
16.球类比赛中,乒乓球运动员和足球运动员常发出高速旋转球,使球在空中沿不同弧线运动。如图所示的是乒乓球的三种运动轨迹,请判断: 是上旋球(球沿顺时针旋转), 是下旋球(球沿逆时针旋转)。(均选填“1”“2”或“3”)
17.为探究液体压强的规律,某中学课外学习小组的同学设计制作了如图所示的装置。他们首先向一个大水槽里灌满水,水深为h=0.2m,此时水对水槽底部的压强是 Pa、然后松开铁夹,水流入a、b两管,稳定后,a管中水面的高度为h1,b管中水面的高度为h2,则h1 h2,如果再打开软木塞,在水流动的过程中,h1 h2。(均选填“>”“<”或“=”,g取10N/kg)
18.如图所示,在水平桌面上放置一个重为G的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。
(1)根据流速与压强的关系式ρv2+p=C可知,硬币下方空气压强p下= ;
(2)刚好将硬币吹起时,硬币上、下表面的压力差ΔF= ;
(3)请推导出刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式 (用ρ、S、G表示)。
19.如图是小朋友非常喜欢玩的遥控爬墙车,它之所以能吸附在墙壁上,主要是因为车身内的电动排风机将空气排出,车身底部的空气需要不断地补充,使车身和墙壁之间的空气流速大,压强 ,在 的作用下,车身就可以紧贴在墙壁上。
20.如图所示,A、B两管上端开口底部相通,它们构成的是一个 。当用一根细管对着B管口上方水平吹气时,B管中的液面在 的作用下会 (选填“上升”“下降”或“不变”)。
21.注射器吸取药液是利用了 原理;如图所示,先将注射器的活塞拉出一部分再向里推,吸管内水面上升是因为吸管上方空气流速大,压强 ,瓶内液面气压比吸管上方气压 (后两空选填“大”或“小”)
22.今年春运时分,在广州读书的小刚同学选择乘坐火车返回家乡海南。火车经过站台时,周围空气流速 (本空选填“快”或“慢”),压强 (本空选填“增大”或“减小”)。
23.飞机机翼做成流线型,上表面空气流动的速度比下表面快,因而上表面压强 ,下表面压强 ,在机翼上下表面就存在着 ,从而获得向上的 。
24.2024年3月31日,一场聚集着大风、雷电、暴雨的强对流天气在凌晨3点左右袭击南昌市南昌县。更不幸的是一小区内3人均被大风卷出屋外坠亡,他们所在房间的玻璃、门窗也全部损坏。发生强对流天气时窗外空气流速 ,压强 。
25.文明礼让,安全出行。我们通过斑马线时要“一停、二看、三通过”。人急行的速度约2m/s,小汽车的速度为36km/h,人至少要在距离行驶过来的小汽车前 m处,开始穿越6m宽的马路才安全。当小汽车在水平路面上高速行驶时对路面的压力比静止时对路面的压力 (选填“大”或“小”)。
26.在火车站的站台上,离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线,旅客必须站在如图1示的区域候车,以防被行驶列车“吸入”。小明为探明被“吸入”的原因,他查阅资料获得以下信息:
(1)运动的物体会带动附近的空气随之一起运动;
(2)具有流动性的气体(或液体)称为流体,当流体经过较窄通道时,流速变大,经过较宽通道时,流速变小;
(3)流体压强随流速变化而变化。接着小明用三节直径不同的塑料管道连接在一起,一端与吹风机相通,用数字气压计测量各管道内空气流动时的压强大小,现象如图2示。
(1)根据上述信息及图所示现象,可得流体的压强与流速的关系是 ;
(2)结合所学压强知识及上述信息,指出被行驶列车“吸入”的原因,并写出分析过程 ;
(3)某同学制作了另一种验证装置如图b所示,让该装置下方管道通持续过水流,根据上述的实验现象或得到的结论,合理猜测甲乙丙管道中液面的高度,并将其画在图b上 。
一、填空题
1.(2022·上海松江·一模)如图所示,疫情期间的“负压救护车”在转运病人过程中发挥了极大作用,小松查阅资料得知:(1)“负压救护车”救护舱内外气压差保持在之间,防止空气外流;(2)为防止交叉感染,舱内每小时换气20次,通过排风净化装置将舱内气体无害化排出,增大排风装置排风量,能降低救护舱内气压。
①“负压救护车”执行任务时救护舱内气压 外界大气压(选填“大于”“小于”或“等于”);
②“负压救护车”从低海拔地区开往高海拔地区执行任务时,需要增大排风量,请分析原因: ;
③下列物体内部空间处于“负压”状态的是 。
A.正在烧煮的高压锅 B.开始吸饮料时的吸管 C.充满气的轮胎
2.(2023·上海杨浦·一模)在火车站的站台上,离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线,旅客必须站在如图所示的区域候车,以防被行驶列车“吸入”。小明为探明被“吸入”的原因,他查阅资料获得以下信息:
(1)运动的物体会带动附近的空气随之一起运动;
(2)具有流动性的气体(或液体)称为流体,当流体经过较窄通道时,流速变大,经过较宽通道时,流速变小;
(3)流体压强随流速变化而变化。接着小明用三节直径不同的塑料管道连接在一起,一端与吹风机相通,用数字气压计测量各管道内空气流动时的压强大小,现象如图所示。
①根据上述信息及图所示现象,可得流体压强与流速的关系是 ;
②结合所学压强知识及上述信息,指出被行驶列车“吸入”的原因,并写出分析过程 。
3.(21-22九年级上·上海杨浦·期中)物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。为了探究“当流体处于流动状态时,其内部各处的压强规律”,小李同学将粗细不同的玻璃管装置接到水流稳定的自来水管上,当水在玻璃管中流动时,实验现象如图(a)所示,A处流速小,B处流速大;比较两根竖直管中水面的高度,可知A处压强 B处压强(选填“大于”“等于”“小于”)。
(1)根据上述信息,请写出流体压强与流速的关系: 。
(2)小李同学又自制了一个飞机机翼模型,将其固定在托盘测力计上,如图(b)所示,在机翼模型的正前方用电扇迎面吹风来模拟飞机飞行时的气流,观察到测力计的示数变小了,原因是: 。
(3)下列生活实例中,能利用上述的规律解释的是
A.飞艇可以停在空中一定高度处
B.将氢气球放手后,它会飘向空中
C.两艘船并列高速行驶时,易发生碰撞
4.(17-18八年级·山东德州·单元测试)每年夏秋季台风来临时,天气预报中常会出现相关的气象云图,如图所示,同时播报台风中心气压和平均风速等信息。某校气象兴趣小组同学查阅了近几年来影响上海的几个台风的相关资料,经过整理后列出了如下表格。观察分析并结合我们学过的知识回答以下问题:
台风名称
年份
台风中心气压(百帕)
平均风速(米/秒)
海葵
2012
960
40
菲特
2013
945
45
凤凰
2014
990
25
灿鸿
2015
920
58
(1)由表中数据可知,台风的中心气压都 (选填“大于”或“小于”或“等于”)标准大气压的值;
(2)根据以上信息,关于台风的中心气压与台风平均风速关系,可得到的初步结论是: ;
(3)通过查阅资料了解到,当台风登陆后,台风的强度会有所减弱,由此可以推测其中心气压会 。(选填“升高”或“降低”)
5.(2023·上海嘉定·二模)小嘉在生活中发现:撑着雨伞在雨中行走,遇到一阵大风吹过,伞面会向上翻起,如图(a)所示。这其中的原因是什么呢?他查阅资料后得知:①气体和液体很容易流动,流动气体的压强与流动液体的压强特点相似。②将粗细不同的玻璃管装置接到水流稳定的自来水管上,当水在玻璃管中流动的速度不同(v1<v2)时,可以看到两个竖直管中水面的高度并不相同,实验现象如图(b)所示。③大风吹过伞面时,其附近的空气流动情况(流动速度v1<v2)如图(c)所示。
①结合所学物理知识及图 (b)所示的实验现象,可初步得出流动液体的压强与流速之间的关系是: 。
②请依据以上信息解释“大风吹过,伞面会向上翻起”可能的原因。 。
6.(21-22九年级上·上海奉贤·期中)每年夏秋季台风来临时,天气预报中常会出现相关的气象云图,如图所示,同时播报台风中心气压和平均风速等信息。某校气象兴趣小组同学查阅了近几年来影响上海的几个台风的相关资料,经过整理后列出了如下表格。观察分析并结合我们学过的知识回答以下问题:
台风名称
年份
台风中心气压(百帕)
平均风速(米/秒)
海葵
2012
960
40
菲特
2013
945
45
凤凰
2014
990
25
灿鸿
2015
920
58
①由表中数据可知,台风“凤凰”平均风速为25米/秒时,其中心气压为 帕;
②仅根据以上信息,关于台风的中心气压与台风平均风速关系,可得到的初步结论是: ;
③通过查阅资料了解到,当台风登陆后,台风的强度会有所减弱,由此可以推测其中心气压会 (选填“升高”或“降低”)。
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*6.7 流体的压强和流速(含上海填空综合信息题)
一、单选题
1.下列选项中与“流体中流速越大压强越小”的原理无关的是( )
A.吸盘吸在光滑瓷砖上
B.火车站的站设置了1米安全线
C.乒乓球运动员拉出的“弧圈球”
D.客机飞行时获得向上的升力
【答案】A
【详解】A.按下吸盘时,吸盘内的空气被排出,内部气压小于外界大气压,是大气压将其紧紧压在玻璃上;本例与“流体中流速越大压强越小”的原理无关, 故A符合题意;
B.当火车驶过车站时,人与车之间空气流速增大压强减小,人外侧受到的压强大于内侧受到的压强,人会被压向列车,而发生交通事故,故设置了1米安全线;本例与“流体中流速越大压强越小”的原理有关,故B不符合题意;
C.“弧圈球”是利用球的急速转动带动空气的运动,使球的下方空气流速变大,压强减小,小于上方的气体压强,形成一个向下的压强差,使球急剧下沉;本例与“流体中流速越大压强越小”的原理有关,故C不符合题意;
D.机翼的形状“上凸下平”,迎面吹来的气流被机翼分成上下两部分,机翼上方的空气流速大,压强小;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,从而获得向上的升力,本例与“流体中流速越大压强越小”的原理有关,故D不符合题意。
故选A。
2.如图所示,若向两张自然下垂的纸中间吹气,吹气时两张纸将会发生的现象是( )
A.向中间靠拢
B.向两边分开
C.保持原位置不动
D.先分开再靠拢
【答案】A
【详解】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。
故选A。
3.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
【答案】C
【详解】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,故ABD错误,C正确。
故选C。
4.小明将乒乓球置于漏斗中,如图所示,利用电吹风能将乒乓球吹出漏斗的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.当用电吹风在漏斗上方向下吹风时,乒乓球上方空气流速大于下方空气流速,上方压强小于下方压强,乒乓球不会被吹出漏斗,故A不符合题意;
B.当用电吹风在漏斗上方从左往右吹风时,乒乓球上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,所以乒乓球能被吹出漏斗,故B符合题意;
C.当用电吹风在漏斗下方向上吹风时,乒乓球下方空气流速大于上方空气流速,下方压强小于上方压强,乒乓球不会被吹出漏斗,故C不符合题意;
D.当用电吹风在漏斗左方向右吹风时,乒乓球左方空气流速大于右方空气流速,左方压强小于右方压强,乒乓球不会被吹出漏斗,故D不符合题意。
故选B。
5.小华水平抛出一飞盘,快速前进的飞盘越升越高。从侧面看,飞行过程中飞盘的形状应 为如图所示中的( )
A.B. C. D.
【答案】B
【详解】飞盘飞行的原理是流体的流速越大,流体压强越小,物体产生向上的升力作用,物体受到向上的压强大于向下的压强,上面凸起,飞盘运动时,空气流过飞盘上方的速度大于下方的速度,流体的流速越大,流体压强越小,飞盘上方的压强小于下方的压强,产生向上的升力作用,越飞越高,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.龙卷风是高速旋转的气流,它能把地面上的物体“吸”起卷入空中(如图所示)。龙卷风能“吸”起物体的主要原因是( )
A.龙卷风增大了空气对物体的压力 B.龙卷风内部的压强远小于外部的压强
C.龙卷风使物体受到的重力变小 D.龙卷风内部的流速远小于外部的流速
【答案】B
【解析】略
7.如图,小纸条靠近水龙头流下的稳定的水流,关于小纸条的运动情况,以下分析正确的是( )
A.小纸条远离水流,因为纸与水流间的空气流速增大,压强变大
B.小纸条远离水流,因为纸与水流间的空气流速增大,压强变小
C.小纸条靠近水流,因为纸与水流间的空气流速增大,压强变大
D.小纸条靠近水流,因为纸与水流间的空气流速增大,压强变小
【答案】D
【详解】预测小纸条将向水流靠近,依据空气流速大的地方压强较小,流速小的地方压强较大;由于水流动,纸与水流间的空气流动速度较快,纸与水流之间的空气压强较小,纸的另一侧(右侧)空气流速较慢,空气的压强较大;水流与纸条间的空气压强小于纸条右侧的空气压强,两侧的空气压力差将纸条压向水流,故D正确,ABC错误。
故选D。
8.如图所示,水平放置的“H”形容器,右侧装有植物油,左侧可能装有水或酒精,中间用一个可以无摩擦移动的活塞密封,活塞处于静止状态,则左侧可能装有哪种液体?若想让活塞向左侧移动,可以在什么位置水平吹气?()( )
A.水a处 B.水b处 C.酒精a处 D.酒精b处
【答案】C
【详解】活塞处于静止状态,说明两侧液体在活塞两侧产生的压强大小相同。由图得,左侧液体到活塞的深度比右侧植物油到活塞的深度深,说明左侧液体的密度小于右侧植物油的密度,因此左侧液体可能是酒精。若想让活塞向左侧移动,可以在a处吹气,使左侧液体上空的空气流速变快,压强变小,在b处大气压的作用下,活塞会往左边移动,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
9.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,让闷热的洞穴变成空调房。关于洞穴内气流的形成,正确的是( )
A.洞穴内有气流形成是因为洞口A处空气流速大,气压大
B.洞穴内有气流形成是因为洞口A处空气流速小,气压小
C.洞穴内有气流形成是因为洞口B处空气流速大,气压大
D.洞穴内有气流形成是因为洞口B处空气流速大,气压小
【答案】D
【详解】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,故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。故选D。
10.用图示装置研究压强与流速的关系:装置由喇叭状竖管和三个水平管(均开口)构成,现将吹风机对准竖管上端向下吹风,在水平管的右端口起始位置处同时释放三个相同的乒乓球(虚线所示),一段时间后拍摄乒乓球位于图示实线位置。由图中信息可知( )
A.竖管气流对乒乓球有吸引力
B.竖管中气体压强大于外界气压
C.竖管中A、B、C三处压强相等
D.竖管内A处气流速度比B、C两处气流速度大
【答案】D
【详解】A.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,竖管内空气流动速度大,压强变小,而水平管的右端口右侧的空气流速慢,压强大,产生向左的压强差,乒乓球在压强差的作用下会向左运动,故A错误,A不符合题意。
B.将吹风机对准竖管上端管口向下吹风,竖管内空气流动速度大,压强变小,小于外界气压,乒乓球在压强差的作用下会向左运动,故B错误,B不符合题意。
CD.由于竖管口越来越粗,所以风的流动速度越来越慢,即A处的空气流速快、水平玻璃管左端开口处压强小,C处的空气流速慢、水平玻璃管左端开口处压强大,故C错误,C不符合题意,D正确,D符合题意;
故选D。
二、填空题
11.五一假期,小明乘坐高铁进行短线旅游,当他乘坐的列车静止在站台时,突然感觉该列车剧烈摇晃了一下,原来有列复兴号从旁边疾驰而过,他想到了流速越大压强越 。
【答案】小
【详解】流体流速越大的位置压强越小,列车经过站台时,空气流速快,两车之间的压强小,使车发生剧烈摇晃。
12.如图所示,轿车上凸下平近似流线型的设计,可以使它行驶时,上方气体的压强 下方气体的压强,从而使得轿车对地面的压力 车的重力(均填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】 小于 小于
【详解】[1][2]轿车上凸下平,在行驶时,上方气体流速大,压强小,上方小于下方气体的压强,汽车获得一个向上的压力,使得轿车对地面的压力小于车的重力。
13.如图所示,“鲲龙”AG600在陆上、水上成功首飞。当AG600从水面加速起飞过程中,机翼上表面空气流速大,压强 ,从而产生了升力;若飞机最大速度为500km/h,要通过400km的距离,飞机至少需飞行 h。
【答案】 小 0.8
【详解】[1]机翼上表面凸起,在飞行时,机翼上方气流比下方气流的流速大,则下方空气的压强大于上方空气的压强,产生向上的压强差、压力差,形成升力。
[2]由公式得,飞机飞行的时间
14.如图所示,把长约20cm的吸管A插在盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴靠在A管口的上端,往B管中吹气,A管上方压强会 ,A管内液面会 。
【答案】 减小 上升
【详解】[1][2]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,液面上升。
15.如图所示,容器内装满水,将吸管的A端插入水中,用另一根吸管沿图示方向吹气,端就会有水持续流出,原因是吹气时端空气流速变 ,压强变 。
【答案】 大 小
【详解】[1][2]流体流速大的位置压强小,用另一根吸管沿图示方向吹气时,端空气流速变大,压强变小,水在大气压作用会从端流出。
16.球类比赛中,乒乓球运动员和足球运动员常发出高速旋转球,使球在空中沿不同弧线运动。如图所示的是乒乓球的三种运动轨迹,请判断: 是上旋球(球沿顺时针旋转), 是下旋球(球沿逆时针旋转)。(均选填“1”“2”或“3”)
【答案】 1 3
【详解】当球逆时针旋转时,球向前运动,空气相对于球向后运动,球上表面旋转的方向跟空气的流动方向相反,使空气相对运动的速度变小;球下表面旋转的方向与空气运动的方向相同,使空气运动的速度加大,故球上表面受到的空气压强大,下表面受到的空气压强小,故球运动的轨迹偏下。相反,球顺时针旋转时,球的运动轨迹偏上。
17.为探究液体压强的规律,某中学课外学习小组的同学设计制作了如图所示的装置。他们首先向一个大水槽里灌满水,水深为h=0.2m,此时水对水槽底部的压强是 Pa、然后松开铁夹,水流入a、b两管,稳定后,a管中水面的高度为h1,b管中水面的高度为h2,则h1 h2,如果再打开软木塞,在水流动的过程中,h1 h2。(均选填“>”“<”或“=”,g取10N/kg)
【答案】 2000 = >
【详解】[1]水深h=0.2m时水对容器底部的压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa
[2]水流入a、b两管,稳定后,a、b两管构成了连通器,所以两管液面的高度相等,即
h1=h2
[3]拔出软木塞后,水向外流,由于b管底部细流速大,则压强小,由p=ρgh可知,a管中水面高度大于b管中水面的高度,即
h1′>h2′
18.如图所示,在水平桌面上放置一个重为G的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。
(1)根据流速与压强的关系式ρv2+p=C可知,硬币下方空气压强p下= ;
(2)刚好将硬币吹起时,硬币上、下表面的压力差ΔF= ;
(3)请推导出刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式 (用ρ、S、G表示)。
【答案】 C G
【详解】(1)[1]下方的空气流速为0,则硬币下方的压强为
p下=C
(2)[2] 刚好吹起硬币时可看作硬币受到平衡力的作用,即ΔF=G。
(3)[3]硬币上方的压强为
p上=C-ρv2
那么硬币上、下方的压强差为
Δp=p下-p上=ρv2
因为
所以硬币上、下表面的压力差
即
即
19.如图是小朋友非常喜欢玩的遥控爬墙车,它之所以能吸附在墙壁上,主要是因为车身内的电动排风机将空气排出,车身底部的空气需要不断地补充,使车身和墙壁之间的空气流速大,压强 ,在 的作用下,车身就可以紧贴在墙壁上。
【答案】 小 大气压
【详解】[1]车身内电动排风机将空气排出,车身和墙壁之间的空气流速变大,压强变小。
[2]车身与墙壁之间的空气压强变小,而车身所受的大气压较大,在大气压的作用下,车身紧贴在墙壁上。
20.如图所示,A、B两管上端开口底部相通,它们构成的是一个 。当用一根细管对着B管口上方水平吹气时,B管中的液面在 的作用下会 (选填“上升”“下降”或“不变”)。
【答案】 连通器 大气压 上升
【详解】[1]上端开口、下部相连通的容器叫连通器。A、B两管上端开口底部相通,它们构成的是一个连通器。
[2][3]根据伯努利原理可知,当用一根细管对着B管口上方水平吹气时,B管口上方气压减小,小于A管口上方气压,B管中的液面在大气压的作用下会上升。
21.注射器吸取药液是利用了 原理;如图所示,先将注射器的活塞拉出一部分再向里推,吸管内水面上升是因为吸管上方空气流速大,压强 ,瓶内液面气压比吸管上方气压 (后两空选填“大”或“小”)
【答案】 大气压 小 大
【详解】[1]医生用注射器吸取药液,向上提起活塞时,注射器内的体积增大,压强减小,药液在外界大气压的作用下被压入注射器内。
[2][3]在吸管的上方推动注射器的活塞时,吸管上方空气的流动速度较大,压强较小,瓶内液面上方气压比吸管上方气压大,在瓶内气压作用下水面上升。
22.今年春运时分,在广州读书的小刚同学选择乘坐火车返回家乡海南。火车经过站台时,周围空气流速 (本空选填“快”或“慢”),压强 (本空选填“增大”或“减小”)。
【答案】 快 减小
【详解】[1][2]在流体中,流速越大,压强越小。当列车驶过时,列车周围的空气在列车的带动下流速变快,压强减小。
23.飞机机翼做成流线型,上表面空气流动的速度比下表面快,因而上表面压强 ,下表面压强 ,在机翼上下表面就存在着 ,从而获得向上的 。
【答案】 小 大 压强差 升力
【详解】[1][2][3][4]同一股气流在相同的时间内,通过机翼的上方和下方,上方气流通过时经过的路程大,速度大,压强小;下方气流通过时经过的路程小,速度小,压强大。机翼下方压强大于上方压强,机翼在压强差下产生向上的升力。
24.2024年3月31日,一场聚集着大风、雷电、暴雨的强对流天气在凌晨3点左右袭击南昌市南昌县。更不幸的是一小区内3人均被大风卷出屋外坠亡,他们所在房间的玻璃、门窗也全部损坏。发生强对流天气时窗外空气流速 ,压强 。
【答案】 大 小
【详解】[1][2]根据流体压强与流速的关系可知,发生强对流天气时,窗户外的空气流速变大,远大于窗户内的室内空气流速,流体流速越大的地方压强越小,所以窗户外的气压远小于窗户内的气压,产生一个非常大的压强差进而产生了巨大的压力差,压碎了玻璃,使得房间的玻璃、门窗损坏。
25.文明礼让,安全出行。我们通过斑马线时要“一停、二看、三通过”。人急行的速度约2m/s,小汽车的速度为36km/h,人至少要在距离行驶过来的小汽车前 m处,开始穿越6m宽的马路才安全。当小汽车在水平路面上高速行驶时对路面的压力比静止时对路面的压力 (选填“大”或“小”)。
【答案】 30 小
【详解】[1]由题意可知,小车的速度为
v车=36km/h=10m/s
行人穿过6m宽的马路需要的时间为
想要保证安全,人与车之间的距离不能小于车在这段时间内行驶的路程,所以人与车之间的最小距离为
s最小=v车t=10m/s×3s=30m
[2]根据流体流速与压强之间的关系可知,流体流速越大的地方压强越小,小汽车高速行驶时,车身顶部的空气流速变大,压强变小,产生一个压强差,车会受到一个向上的升力,当小汽车在水平路面上高速行驶时对路面的压力比静止时对路面的压力小。
26.在火车站的站台上,离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线,旅客必须站在如图1示的区域候车,以防被行驶列车“吸入”。小明为探明被“吸入”的原因,他查阅资料获得以下信息:
(1)运动的物体会带动附近的空气随之一起运动;
(2)具有流动性的气体(或液体)称为流体,当流体经过较窄通道时,流速变大,经过较宽通道时,流速变小;
(3)流体压强随流速变化而变化。接着小明用三节直径不同的塑料管道连接在一起,一端与吹风机相通,用数字气压计测量各管道内空气流动时的压强大小,现象如图2示。
(1)根据上述信息及图所示现象,可得流体的压强与流速的关系是 ;
(2)结合所学压强知识及上述信息,指出被行驶列车“吸入”的原因,并写出分析过程 ;
(3)某同学制作了另一种验证装置如图b所示,让该装置下方管道通持续过水流,根据上述的实验现象或得到的结论,合理猜测甲乙丙管道中液面的高度,并将其画在图b上 。
【答案】 流体中,流速越快,压强越小 见解析 ,
【详解】(1)[1]根据题意知道,流体压强与流速的关系是:流体中,流速越快,压强越小。
(2)[2]列车开动时,会带动列车周围的空气流动;列车通过站台,站台上旅客与列车之间的空气流速快,压强小,离列车较远处的空气流速慢,压强大;旅客会被空气从压强大的地方压向压强小的地方,从而造成被列车“吸入”的危险。
(3)[3]由图b可知,水流从左向右流,管道越来越窄,因此水的流速逐渐增大,因在流体中,流速越大,压强越小,因此甲管道水的压强最大,乙次之,丙管道水的压强最小,由可知
甲乙丙管道中液面的高度如下图所示:
一、填空题
1.(2022·上海松江·一模)如图所示,疫情期间的“负压救护车”在转运病人过程中发挥了极大作用,小松查阅资料得知:(1)“负压救护车”救护舱内外气压差保持在之间,防止空气外流;(2)为防止交叉感染,舱内每小时换气20次,通过排风净化装置将舱内气体无害化排出,增大排风装置排风量,能降低救护舱内气压。
①“负压救护车”执行任务时救护舱内气压 外界大气压(选填“大于”“小于”或“等于”);
②“负压救护车”从低海拔地区开往高海拔地区执行任务时,需要增大排风量,请分析原因: ;
③下列物体内部空间处于“负压”状态的是 。
A.正在烧煮的高压锅 B.开始吸饮料时的吸管 C.充满气的轮胎
【答案】 小于 大气压随着高度的增加而减小 B
【详解】①[1]由题意知负压救护车执行任务时,救护舱内气压小于外界气压,舱内气体才不会排出舱外。
②[2]负压救护车由低海拔地区开往高海拔地区时,车外气压随高海拔升高而降低,若车内气压保持不变,则车内外气压差会升高,而不能达到标准,而通过增大排风量,车内气压会降低,从而可维持救护舱内外的气压差值保持在标准范围。
③[3]A.正在烧煮的高压锅,锅气压大于锅外气压,不是处于负压状态,故A不符合题意;
B.开始吸饮料时的吸管,管内空气被吸出,压强减少,而管外大气压保持不变,则此时管内气压小于管外气压,于是饮料被压进吸管,所以管内是处于负压状态,故B符合题意;
C.充满气的轮胎,胎内气压增大,大于胎外气压,不是处于负压状态,故C不符合题意。
故选B。
2.(2023·上海杨浦·一模)在火车站的站台上,离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线,旅客必须站在如图所示的区域候车,以防被行驶列车“吸入”。小明为探明被“吸入”的原因,他查阅资料获得以下信息:
(1)运动的物体会带动附近的空气随之一起运动;
(2)具有流动性的气体(或液体)称为流体,当流体经过较窄通道时,流速变大,经过较宽通道时,流速变小;
(3)流体压强随流速变化而变化。接着小明用三节直径不同的塑料管道连接在一起,一端与吹风机相通,用数字气压计测量各管道内空气流动时的压强大小,现象如图所示。
①根据上述信息及图所示现象,可得流体压强与流速的关系是 ;
②结合所学压强知识及上述信息,指出被行驶列车“吸入”的原因,并写出分析过程 。
【答案】 流体中,流速越快,压强越小 见解析
【详解】(1)[1]根据题意知道, 流体压强与流速的关系是:流体中,流速越快,压强越小。
(2)[2]列车开动时,会带动列车周围的空气流动;列车通过站台,站台上旅客与列车之间的空气流速快,压强小,离列车较远处的空气流速慢,压强大;旅客会被空气从压强大的地方压向压强小的地方,从而造成被列车“吸入”的危险。
3.(21-22九年级上·上海杨浦·期中)物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。为了探究“当流体处于流动状态时,其内部各处的压强规律”,小李同学将粗细不同的玻璃管装置接到水流稳定的自来水管上,当水在玻璃管中流动时,实验现象如图(a)所示,A处流速小,B处流速大;比较两根竖直管中水面的高度,可知A处压强 B处压强(选填“大于”“等于”“小于”)。
(1)根据上述信息,请写出流体压强与流速的关系: 。
(2)小李同学又自制了一个飞机机翼模型,将其固定在托盘测力计上,如图(b)所示,在机翼模型的正前方用电扇迎面吹风来模拟飞机飞行时的气流,观察到测力计的示数变小了,原因是: 。
(3)下列生活实例中,能利用上述的规律解释的是
A.飞艇可以停在空中一定高度处
B.将氢气球放手后,它会飘向空中
C.两艘船并列高速行驶时,易发生碰撞
【答案】 大于 流体流速大的位置,压强小,流速小的位置,压强大 答案见解析
C
【详解】[1]实验现象如图(a)所示,A处流速小,B处流速大,因左竖直管中水的深度大,根据,因可知A处压强大于B处压强。
(1)[2]根据[1]知, A处流速小,B处流速大,而A处压强大于B处压强,故可知,流体流速大的位置,压强小,流速小的位置,压强大。
(2)[3]速度大(小)的位置压强小(大)。观察到测力计的示数变小了,原因是:机翼上凸下平,上方流速比下方大,上方压强小于下方,所以机翼获得向上的升力,使测力计示数变小。
(3)A.飞艇可以停在空中一定高度处,说明飞艇在竖直方向上受到平衡力的作用,故A不符合题意;
B.将氢气球放手后,它会飘向空中,说明受到的浮力大于重力,故B不符合题意;
C.两艘船并列高速行驶时,两船中间水流速大,压强小,两船外侧流速小,压强大,故两船易发生碰撞,故C符合题意。
故选C。
4.(17-18八年级·山东德州·单元测试)每年夏秋季台风来临时,天气预报中常会出现相关的气象云图,如图所示,同时播报台风中心气压和平均风速等信息。某校气象兴趣小组同学查阅了近几年来影响上海的几个台风的相关资料,经过整理后列出了如下表格。观察分析并结合我们学过的知识回答以下问题:
台风名称
年份
台风中心气压(百帕)
平均风速(米/秒)
海葵
2012
960
40
菲特
2013
945
45
凤凰
2014
990
25
灿鸿
2015
920
58
(1)由表中数据可知,台风的中心气压都 (选填“大于”或“小于”或“等于”)标准大气压的值;
(2)根据以上信息,关于台风的中心气压与台风平均风速关系,可得到的初步结论是: ;
(3)通过查阅资料了解到,当台风登陆后,台风的强度会有所减弱,由此可以推测其中心气压会 。(选填“升高”或“降低”)
【答案】 小于 台风平均风速越大,台风中心气压越小 升高
【详解】(1)[1]一标准大气压约105帕,合1000百帕,由表中数据可知,台风的中心气压都小于标准大气压的值。
(2)[2]因为空气是流体,台风形成时,台风中心与外围空气的流速不同,流速越快的位置压强越小,因此,由表中信息可以看出,台风平均风速越大,台风中心气压越小。
(3)[3]结合流体压强与流速的关系可以得出,当台风登陆后,台风的强度会有所减弱,平均风速减小,由此可以推测其中心气压会升高。
5.(2023·上海嘉定·二模)小嘉在生活中发现:撑着雨伞在雨中行走,遇到一阵大风吹过,伞面会向上翻起,如图(a)所示。这其中的原因是什么呢?他查阅资料后得知:①气体和液体很容易流动,流动气体的压强与流动液体的压强特点相似。②将粗细不同的玻璃管装置接到水流稳定的自来水管上,当水在玻璃管中流动的速度不同(v1<v2)时,可以看到两个竖直管中水面的高度并不相同,实验现象如图(b)所示。③大风吹过伞面时,其附近的空气流动情况(流动速度v1<v2)如图(c)所示。
①结合所学物理知识及图 (b)所示的实验现象,可初步得出流动液体的压强与流速之间的关系是: 。
②请依据以上信息解释“大风吹过,伞面会向上翻起”可能的原因。 。
【答案】 流动液体的流速大,流动液体的压强小 见解析
【详解】[1][2]大风是流动的气体,伞面上方空气流速大于伞面下方空气流速,根据流动气体压强与流动液体压强特点相似的信息及流体流速大,流体压强小的结论,可推得伞面上方空气压强小于伞面下方空气压强,形成向上的压力差,所以伞面会向上翻起。
6.(21-22九年级上·上海奉贤·期中)每年夏秋季台风来临时,天气预报中常会出现相关的气象云图,如图所示,同时播报台风中心气压和平均风速等信息。某校气象兴趣小组同学查阅了近几年来影响上海的几个台风的相关资料,经过整理后列出了如下表格。观察分析并结合我们学过的知识回答以下问题:
台风名称
年份
台风中心气压(百帕)
平均风速(米/秒)
海葵
2012
960
40
菲特
2013
945
45
凤凰
2014
990
25
灿鸿
2015
920
58
①由表中数据可知,台风“凤凰”平均风速为25米/秒时,其中心气压为 帕;
②仅根据以上信息,关于台风的中心气压与台风平均风速关系,可得到的初步结论是: ;
③通过查阅资料了解到,当台风登陆后,台风的强度会有所减弱,由此可以推测其中心气压会 (选填“升高”或“降低”)。
【答案】 99000 台风平均风速越大,台风中心气压越小 升高
【详解】①[1]由表中数据可知,台风“凤凰”平均风速为25米/秒时,其中心气压为990百帕,即99000帕。
②[2]因为空气是流体,台风形成时,台风中心与外围空气的流速不同,流速越快的位置压强越小,因此,由表中信息可以看出,台风平均风速越大,台风中心气压越小。
③[3]结合流体压强与流速的关系可以得出,当台风登陆后,台风的强度会有所减弱,故由②中分析可以推测其中心气压会升高。
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*6.7 流体的压强和流速
1.探究流体压强与流速的关系:
(1)对着两张平行放置的纸的中间吹气,使得两张纸中间的气流速度增大,这时两张纸外侧的气流速度相对较小,两张纸会向中间靠拢,这说明纸两侧的空气对纸的压力大于纸中间空气对纸的压力,可见空气流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
(2)将两只小船放入水盘中,用水管向两船中间冲水,两船向中间靠拢,这说明船两侧的水对船的压力大于船中间的水对船的压力,可见液体流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
2.生活中的应用:等车的时候人要站在安全线以外;汽车的整体形状类似飞机机翼,有助于减小汽车对地面的压力;鼠洞的通风系统;乒乓球的上旋和下旋等。又如航海规定两艘轮船不能同向航行时靠得太近,否则容易造成事故。
3.流体压强和流速的关系:流体流动时,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。
4.飞机的升力
(1)机翼的形状:飞机的机翼一般做成上凸下平的形状,机翼的形状决定机翼上下表面空气流动的速度,从机翼横截面的形状可知,其上方弯曲,下方近似于直线、飞机飞行时,空气与机翼发生相对运动,由于机翼上方的空气要比下方的空气运行的路程长,所以机翼上方的空气流动比下方要快。
(2)升力产生的原因
从机翼上方流流通过的路程长,速度大,它对机翼上表面的压强较小;机翼下方气流通过的路程较短,速度小,它对机翼下表面的压强较大。这样,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,这就是产生升力的原因。
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