9.5 流体压强与流速的关系【三大题型】-2024-2025学年八年级物理下册同步高频考点精讲与热点题型精练(人教版2024)
2025-02-10
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第5节 流体压强与流速的关系 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | 流体压强与流速的关系 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.82 MB |
| 发布时间 | 2025-02-10 |
| 更新时间 | 2025-04-11 |
| 作者 | 名师汇教育 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-02-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50359964.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
9.5 流体压强与流速的关系【三大题型】
【题型一 探究流体压强与流速的关系】
1.(2024•南通模拟)小明将两个相同的一次性塑料杯叠放在一起,用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气,发现塑料杯被吹出,如图,有人认为这是因为“上杯口流速大,压强小”使杯子飞出,也有人认为这是因为“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”。为进一步验证以上两种解释,下列方案不可行的是( )
A.将两塑料杯的底都剪去,再次重复实验,观察杯子情况
B.将下面的塑料杯的底剪去,再次重复实验,观察杯子情况
C.在上面的塑料杯底开一个孔,再次重复实验,观察杯子情况
D.将上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,再次重复实验,观察杯子情况
解:A、将两塑料杯的底都剪去,杯子不会飞出去,只是杯中有向上的气流,这样既不能说明上杯口流速大,压强小也不能说明吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来,故A符合题意;
BC、无论是在上面的塑料杯底开一个孔还是将下面的塑料杯的底剪去都能使上面杯子内外的气压相同,不可能是因为“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”;故BC不符合题意;
D、上杯口低于下杯口,导致上杯口空气流速与上杯底空气流速都小,近似为0,不存在压强大小问题,如果再飞出,说明有气体进入下杯中将上杯顶起来,故方案可行,故D不符合题意。
答案:A。
2.(2024•济南模拟)如图所示,创新实验小组设计的“研究流体压强与流速的关系”的装置,c为上端开口的容器,储存液体,a、b为上端开口的细玻璃管,与矿泉水瓶、细塑料管等连通。下列判断正确的是( )
A.开关关闭时,a内的液面高于b内的液面,开关打开后,a内的液面低于b内的液面
B.开关关闭时,a内的液面低于b内的液面,开关打开后,a内的液面高于b内的液面
C.开关关闭时,a内的液面等于b内的液面,开关打开后,a内的液面低于b内的液面
D.开关关闭时,a内的液面等于b内的液面,开关打开后,a内的液面高于b内的液面
解:
开关关闭时,液体处于静止状态,a、b与c构成连通器,根据连通器特点可知,a内的液面与b内的液面相平,即a内的液面等于b内的液面;
开关打开时,由于a下面的管子比b下面的矿泉水瓶细,液体流经a下面的管子时流速大,压强小,而流经b下面的矿泉水瓶时流速小,压强大,所以a内的液面低于b内的液面。
答案:C。
3.(2024•洛阳期末)如图,是某同学探究流体的压强与流速关系的实验,通过实验可以使我们更好地理解《交通规则》中的某些条款。如《交通规则》中规定,在公路上骑自行车的人,只能在规定的自行车道上行驶,不能在机动车道上行驶,如果自行车在机动车道上行驶,即使行驶在机动车道的边缘上也会容易发生交通事故。因为当机动车快速驶过时,机动车行驶处的空气流动速度 大 ,两车间的压强 小 ,人和自行车会在 压力差 作用下被推向机动车而发生交通事故。
解:自行车在机动车道上行驶,机动车快速行驶时,自行车和机动车之间的空气流动速度增大,压强减小,自行车的外侧的压强不变,自行车外侧的压强大于自行车内侧压强,自行车在压力差的作用下,被压向机动车容易发生交通事故。
答案:大;小;压力差。
4.(2024•上海期中)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 大于 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: 流体流速大,压强就小 。
(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: 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)下列生活实例中,能利用上述的规律解释的是 C
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
解:图a中,A处流速小,B处流速大;右管上方的液柱低说明压强小,可知A处压强大于B处压强;
(1)在水的流量一定时,管子越细,水的流速就越大;由此得出流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小。
(2)电扇转动后,气流会流经飞机机翼模型,机翼模型上方凸,空气通过的路程长,流速大,向下的压强小;机翼模型下方平,空气通过的路程短,流速小,向上的压强大,从而形成了一个向上的压强差,使测力计读数变小。
(3)A、飞艇可以停在空中一定高度处,是受到的浮力和重力相平衡,与流体压强无关。故A错误。
B、将氢气球放手后,它会飘向空中,是受到浮力的作用,与流体压强无关,故B错误。
C、两艘船并列高速行驶时,易发生碰撞,是因为两艘船之间的水流速加快,压强减小,船外侧水压大于两艘船之间的水压造成的,故C正确。
答案:大于;(1)流体流速大,压强就小;(2)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)C。
5.(2024•盐城中考)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,空气该如何流动?小明为此设计实验展开探究。
【明确思路】
要判断空气如何流动,需知道两球内部空气 压强 的关系。
【收集证据】
(1)如图甲,将气球套在三通玻璃管的一端,用橡胶管把气压传感器和注射器分别与三通玻璃管另外两端相连。用细线把气球、气压传感器和注射器与三通玻璃管的连接处扎紧,防止 橡胶管漏气 。
(2)将注射器内的空气,通过橡胶管为气球充气,充气结束后立刻用夹子 夹住 连接注射器和三通玻璃管的橡胶管,记录气球半径和传感器显示的气压值。
(3)解开其中一根细线,拔出 注射器 ,用注射器再次吸取一定体积的空气,重复以上实验。
(4)按照步骤3,多次实验,获取足够多的半径和气压数据。
(5)将探究实验所得的数据以气球半径为横坐标,内外压强差为纵坐标绘制得到如图乙图象。
【交流结论】
(1)若小气球半径R1=2cm,大气球半径R2=4cm,则它们相连通后空气将向半径 大 的气球流动。
(2)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,空气流动可能发生的情况有 三 种。
解:【明确思路】空气该如何流动?取决于气体压强,空气由压强大的位置流向压强小的位置。
【收集证据】
(1)用细线把气球、气压传感器和注射器与三通玻璃管的连接处扎紧,是为了防止橡胶管漏气;
(2)充气结束后立刻用夹子夹住连接注射器和三通玻璃管的橡胶管,防止气球内的空气跑出;
(3)解开其中一根细线,是解开注射器这边的细线,拔出注射器,是为了用注射器再次吸取一定体积的空气;
【交流结论】
(1)由图象可知,球的半径为2cm时的压差大于4cm时的压差(即半径为2cm的气球内部气压较大),因空气由压强大的位置流向压强小的位置,所以它们相连通后空气将向半径大的气球流动。
(2)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通;由图乙可知,有可能半径小的气球内部气压大,则此时空气从半径小的气球流向半径大的气球;也可能半径小的气球内部气压小,则此时空气从半径大的气球流向半径小的气球;还可能两球内部气体压强相同,则此时空气不流动,所以空气流动可能发生的情况有3种。
答案:【明确思路】压强;【收集证据】(1)橡胶管漏气;(2)夹住;(3)注射器;【交流结论】(1)大;(2)三。
6.(2024•福州模拟)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呢?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:
挡位
弱风
中风
强风
升力F/N
2
5
6
步骤一: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次实验并计算升力的平均值。
步骤二:改变迎角的大小,使其分别为5°、10°、15°、20°,重复步骤一。
步骤三:处理相关数据得到升力与迎角的关系,如图乙。
(1)由图乙可知,飞机的飞行速度一定,当迎角为 15 °时,升力最大;迎角由0°逐渐增大到20°的过程中,升力的变化特点是 先增大后减小 。
(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,只需要控制 迎角 不变,通过调节 电风扇转动速度 来改变飞机模型的飞行速度即可。
(3)研究飞机升力与飞行速度的关系时,数据如图丙所示,由表格数据知:当飞机的迎角一定时,飞行速度越大,升力也越大。若某飞机以500km/h的速度做水平匀速直线飞行时的迎角为θ1,以800km/h的速度做水平匀速直线飞行时的迎角为θ2(θ1、θ2均小于15°),则θ1 大于 θ2(选填“大于”“小于”或“等于”)。理由是 飞机迎角一定时,飞行速度越大升力也越大 。
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)15;先增大后减小;(2)迎角;电风扇转动速度;(3)大于;飞机迎角一定时,飞行速度越大升力也越大。
【题型二 流体压强与流速的关系】
7.(2024•娄底期末)如图所示,列车站台上通常设有距列车一定距离的安全线,人在等待列车时必须站立在安全线以外,否则有可能会被“吸”向列车而发生事故,这是因为列车进站时车体附近( )
A.空气流速大,压强小 B.空气流速大,压强大
C.空气流速小,压强大 D.空气流速小,压强小
解: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受到内侧压强,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。
答案:A。
8.(2024•黄冈模拟)下列情景都与气压有关,其中有一种情景与其他三种的原理有所不同,这种情景是( )
A.刮大风时房屋顶部被大风掀起
B.窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗帘会飘出窗外
C.候车的乘客应站在安全线以外,否则会被“吸”向列车
D.将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手吸盘会被“吸”在瓷砖上
解:A、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,把屋顶掀开,其原理是流体压强和流速的关系;
B、刮大风时,风沿着外墙吹过,窗帘外侧空气流速大,压强小,内侧空气流速慢,压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,把窗帘压向窗户外面,其原理是流体压强和流速的关系;
C、当列车驶进站台时,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,故乘客被“吸”向列车,其原理是流体压强和流速的关系;
D、将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手后吸盘会被“吸”在瓷砖上,利用的是大气压强。
综上分析可知,与其他三种的原理不同的是D。
答案:D。
9.(2024•昆明模拟)如图所示,在倒置的漏斗里放一个乒乓球,从漏斗口用力向下吹气并将手指移开,乒乓球不会下落。下列现象的科学道理与上述现象相同的是( )
A.用吸管把饮料吸进嘴里
B.大风把茅草屋顶掀翻
C.抽水机把水从低处抽往高处
D.壁虎紧贴墙面向上爬行
解:A、用吸管吸饮料时,吸气时吸管内的气体压强减小,饮料在大气压作用下被压入嘴里,故A不符合题意。
B、大风时茅草屋顶空气流速增大,屋顶上方的压强减小,屋内压强大,屋顶受到的向上的压力大于向下的压力,把屋顶掀开,故B符合题意。
C、抽水机抽水时管内压强减小,水在大气压作用下被压入管内,被抽到高处,故C不符合题意。
D、壁虎能爬墙原理和吸盘道理相同,在大气压作用下使壁虎和墙之间产生摩擦力作用,摩擦力克服重力能在墙上爬行,故D不符合题意。
答案:B。
10.(2024•南宁期末)如图所示,将汽车模型放在风洞中,固定在水平地面不动,让风(流动的空气)高速地迎面吹来,模拟汽车在空气中高速运动的情形。在此情景中,下列说法正确的是( )
A.汽车模型上方的气体流速小,压强小
B.汽车模型下方的气体流速大,压强大
C.提高风速,汽车模型对地面的压力减小
D.汽车模型相对于高速流动的空气是静止的
解:AB、汽车模型的车身形状上凸下平,由于上方空气的流速快,压强小,故AB错误;
C、提高风速,汽车受到向上的压强差大,则压力差大,汽车模型对地面的压力减小,故C正确;
D、汽车模型相对于空气之间发生了位置变化,所以是运动的,故D错误。
答案:C。
11.(2024•广州期中)图中的乙是一个较长的连通器,大气压强为p0,在e上方持续水平吹气,水面稳定后如图所示,此时d、e处的气压为pa、pe,水面下b、c处水的压强为pb、pc,装有酒精的甲放在乙的左侧,酒精中的a处酒精的压强为pa,大气压保持不变,则正确的是( )
A.pa>pb B.pe=pd C.pe<pd D.pd<pe
解:A.酒精的密度小于水的密度,b点在水中的深度大于a点在酒精中的深度,由p=ρgh可知,pa<pb,故A错误;
BCD.d处与大气相通,pd处气压与大气压强p0相同,在e上方持续水平吹气,根据流体流速越大的位置压强越小,故pd大于pe,故BD错误,C正确。
答案:C。
12.(2024•济宁模拟)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。则下列说法中(已知ρ水>ρ植物油>ρ酒精)( )
①左侧可能装有酒精
②左侧可能装有水
③若想让活塞向右侧移动,可以在a处水平吹气
④若想让活塞向右侧移动,可以在b处水平吹气
A.只有①④正确 B.只有②④正确 C.只有①③正确 D.只有②③正确
解:①②由图知,活塞处于静止状态,则左右两侧受到液体的压强是相同的,且左侧液体的深度要大于右侧液体的深度,根据p=ρgh可知,左侧液体的密度要小于右侧液体的密度,已知右侧装有植物油,且ρ水>ρ植物油>ρ酒精,所以左侧装的液体为酒精,故①正确、②错误;
③④若想让活塞向右侧移动,则需要减小右侧上方的气体压强,可以在b处吹气,b处空气的流速变快,气体压强变小,在压强差的作用下,活塞会向右移动,故④正确、③错误。
答案:A。
13.(2024•德州模拟)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 小 ,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小,压强较大,而漩涡中心处水的流速较大,压强较小,形成一个向旋涡中心的压强差、压力差,从而导致周边物体易被“吸入”漩涡。
答案:小;大。
14.(2024•辽宁中考)如图(a),向一个空矿泉水瓶中倒入温水,晃动几下后将水倒出,迅速拧紧瓶盖,过一会儿发现水瓶扁了,这是由于 大气压 的作用;如图(b),剪掉瓶底并拧去瓶盖,打开吹风机,纸条“主动”钻进瓶口,这是由于空气中流速大的位置压强 小 。
解:如图(a),向一个空矿泉水瓶中倒入温水,晃动几下后将水倒出,迅速拧紧瓶盖,瓶内的空气温度降低收缩,瓶内的气压减小,在外面大气压的作用下,过一会儿发现水瓶扁了;如图(b),剪掉瓶底并拧去瓶盖,打开吹风机,纸条“主动”钻进瓶口,这是由于空气中流速大的位置压强小。
答案:大气压;小。
15.(2024•沈阳期中)某物理课外小组制作了如图所示的实验装置,当水不断从龙头流经管道直至水槽的过程中,A管液面高度 大 于B管液面高度。当一部分水流入管道后关闭水龙头并封住A左侧和C右侧,待水稳定后,A管液面高度 等 于B管液面高度(两个空均选填“大”或“小”或“等”)。
解:当水不断从龙头流经管道直至水槽的过程中,粗管和细管流量相同,细管的流速大压强小,支持的水柱低;粗管的流速小压强大,支持的水柱高,所以A管液面高度大于B管液面高度。
一部分水流入管道后关闭水龙头并封住A左侧和C右侧,待水稳定后,A管、C管组成了连通器,装有水,水静止时水面是相平的,所以此时A管液面高度等于B管液面高度。
答案:大;等。
16.(2024•武汉期中)如图甲所示,在圆形厚玻璃瓶中灌满水,把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入玻璃瓶中,挤压玻璃瓶,看到玻璃管中水面升高,这说明力可以改变物体的 形状 。将这个玻璃瓶中水倒出一小部分,从玻璃管上端吹入少量气体后,如图乙所示,拿着玻璃瓶从六楼走到一楼,观察到玻璃管中水面 下降 (填“上升”或“下降”),取下瓶塞,如图丙所示,往B管中吹气,可以看到A管中的水面上升,这是由于流体流速越大的位置,压强 越小 。
解:(1)挤压玻璃瓶,看到玻璃管中水面升高,这说明力可以改变物体的形状,这种通过细管中水面高度的变化,说明玻璃瓶的微小形变的研究方法叫转换法;
(2)若将该瓶中装入适量的水,从管子上端吹入少量的气体,便瓶内气体压强大于大气压,水沿玻璃管上升到瓶口以上。当拿着玻璃瓶从六楼走到一楼,会发现细管中的水柱高度下降,因为一楼的气压高,瓶内的压强比外面气压小,使水柱下降;
(3)往管向右吹气,管中的水柱上升,这是由于流体流速越大的位置,压强越小。
答案:形状;下降;越小。
【题型三 飞机的升力】
17.(2024•柳州期末)如图“运20”大型军用运输机是中国自主研发的大国重器之一。在“运20”各部位的形状中,主要与飞机获得升力有关的是( )
A.机翼 B.油箱 C.驾驶舱 D.发动机
解:飞机采用上表面凸起、下表面扁平的固定机翼,空气流过机翼时,上表面的速度大,下表面的流速小,所以上表面空气产生的压强小,下表面产生的压强大,从而对机翼产生向上的升力。
答案:A。
18.(2024•成都期中)关于飞机升力的解释,以下说法正确的是( )
A.飞机的升力就是飞机高速起飞时的惯性力
B.飞机的升力是由于空气对机翼的大气压强差而产生的
C.飞机的升力就是飞机在空气中受到的浮力
D.飞机的升力是空气对机翼下方与上方的压力差
解:
因为飞机机翼截面形状是:上方凸起、下方较平;
所以,飞机前进时,机翼与周围空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼;气流被机翼分成上下两部分,由于机翼截面的形状上下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,它对机翼的压强较小;下方气流通过的路程较短,因而速度较小,它对机翼的压强较大。导致机翼上方的压强小于机翼下方的压强,从而产生一个向上的压力差而产生的。
答案:D。
19.(2024•怀化模拟)如图所示是我国自主研发的全球首创双飞翼垂直起降无人机,两套机翼都是“上凸下平”的结构,该无人机水平巡航飞行时,机翼提供升力的原理是( )
A.流体在流速大的地方压强小
B.空气浮力
C.大气压强随海拔的升高而减小
D.力的作用是相互的
解:飞机的机翼做成“上凸下平”的结构,在相同时间内,空气经过上方的路程长,速度大;经过下方的路程短,速度小。上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大。所以机翼下方的气压大于上方的气压,便形成向上的升力。
答案:A。
20.(2024•松原模拟)某翼装飞行运动员在中国著名的阿尔山国家森林公园进行低空翼装飞越,如图所示。下列关于翼装飞行运动员的说法中正确的是( )
A.头盔上的摄像头相对于他是运动的
B.飞翔时整体呈现“上凸下平”的形状,是为了获得升力
C.匀速转弯时,他的运动状态保持不变
D.打开降落伞减速下降时,他受到平衡力的作用
解:A.头盔上的摄像头相对于他位置不变,是静止的,故A错误;
B、身着翼装飞翔时整体呈现上凸下平的形状,上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,产生向上的压力差,从而获得升力,使运动员可以空中飞行一段距离,故B正确;
C.匀速转弯时,运动方向改变,他的运动状态是变化的,故C错误;
D.打开降落伞减速下降时,运动状态改变,说明他受力不平衡,故D错误。
答案:B。
21.(2024•兰州模拟)如图所示,是我国自主研发的C919大型商用客机,下列关于客机的相关物理知识,说法正确的是( )
A.客机宽大的轮子,减小了客机着陆时对地面的压力
B.客机在高空受到的大气压强比在地面受到的大气压强要大
C.机翼成上凸下平的形状,是为了使客机升空获得空气的浮力
D.客机升空是利用了“流体在流速大的地方压强小”的原理
解:A、客机宽大的轮子,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小客机对地面的压强,故A错误;
B、大气压随着高度的增加而减小,所以客机在高空所受的大气压强,比地面附近的大气压强小,故B错误;
CD、客机机翼表面制作成“上凸下平”制造形状,利用了流体压强与流速的关系,即空气流速大的地方压强小,使上方空气流速快,压强小,下方空气流速慢,压强大,从而产生升力,故C错误,D正确。
答案:D。
22.(2024•太原期中)如图所示是我国自主研发的全球首创双飞翼垂直起降无人机,两套机翼都是“上凸下平”的结构,该无人机水平巡航飞行时,下列与机翼获得升力的原理相同的是( )
A.三峡大坝 B.用吸管吸饮料
C.车站设置“安全线” D.高压锅
解:无人机飞行时,机翼上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,机翼在压强差的作用下产生向上的升力。
A.三峡大坝上窄下宽,是因为液体内部压强随深度的增加而增大,故A不符合题意;
B.用吸管吸饮料时,吸管内的压强小于外界大气压,饮料在大气压的作用下进入吸管,利用了大气压的作用,故B不符合题意;
C.当列车驶进站台时,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,与机翼获得升力的原理相同,故C符合题意;
D.高压锅利用的是液体沸点随气压的增加而升高的原理,故D不符合题意。
答案:C。
23.(2023•哈尔滨中考)我国最新歼﹣20飞机在飞行时向后喷出高温燃气,使飞机获得向前的动力,这是因为物体间 力的作用是相互的 ,机翼做成上凸下凹形状的目的是使飞机获得向上的 升力 。
解:飞机时向后喷出高温的燃气给空气向后的推力,空气对飞机施加向前的动力,使飞机起飞,说明物体间力的作用是相互的;
飞机飞行时能获得向上的压强差,是因为机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速,上方压强小于下方,从而产生向上的升力。
答案:力的作用是相互的;升力。
24.(2024•衡水模拟)航空发动机是飞机的“心脏”,其制造水平直接影响飞机的性能。我国大型战略运输机运﹣20换上“中国心”后,最大起飞质量可达220吨,载重可达66吨。运﹣20在一次运输任务中,5h飞行了3500km,运﹣20飞行的平均速度为 700km/h ;运﹣20在空中飞行能够获得巨大的升力,应用的物理原理是 流体在流速大的地方压强小 。
解:(1)运﹣20飞行的平均速度为:700km/h;
(2)空气快速流过机翼时,相同时间,空气经过上方路程长,空气流速大,而空气经过下方路程短,流速小,因为流速越大的位置压强越小,使机翼的上下表面产生压强差,飞机在压强差作用下,产生向上的升力。
答案:700km/h;流体在流速大的地方压强小。
25.(2024•烟台中考)春节期间,小明和父母乘飞机去上海旅游。在飞机上升的过程中,外界大气压强 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”);在飞机飞行过程中,座位上的小明相对于窗外的机翼是 静止 (选填“静止”或“运动”)的;机翼 上 方(选填“上”或“下”)的空气流速快,压强小,因此获得了向上的升力。
解:在飞机上升的过程中,高度升高,空气变得稀薄,外界大气压强变小;在飞机飞行过程中,座位上的小明相对于窗外的机翼之间的位置不变,是静止的;机翼上凸下平,使得上方的空气流速快,压强小,因此获得了向上的升力。
答案:变小;静止;上。
26.(2024•沈阳模拟)我国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施,计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。近期,学校举行了以“奔月”为主题的科技制作大赛。图甲是小华的参赛作品——用饮料瓶制作的“水火箭”,向瓶内打气,当瓶内气压增大到一定程度时,“水火箭”向下喷水从而获得升空的动力,这是利用物体间力的作用是 相互 的。小明准备制作一款如图乙的滑翔机模型,机翼的横截面应设计成图丙中 A (填序号)的形状。
解:水火箭升空利用的是“反冲力”,即高压气体将水向下喷射出去,对水施加一个向下的力,物体间的力都是相互的,水对火箭施加一个向上的力,火箭就升空了。
飞机获得升力靠飞机机翼上凸下平的形状,使得机翼上面流速大,压强小,下方流速慢,压强大,从而产生一个向上的压力差,使得飞机飞起来,故应选择A形状。
答案:相互;A。
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9.5 流体压强与流速的关系【三大题型】
【题型一 探究流体压强与流速的关系】
1.(2024•南通模拟)小明将两个相同的一次性塑料杯叠放在一起,用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气,发现塑料杯被吹出,如图,有人认为这是因为“上杯口流速大,压强小”使杯子飞出,也有人认为这是因为“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”。为进一步验证以上两种解释,下列方案不可行的是( )
A.将两塑料杯的底都剪去,再次重复实验,观察杯子情况
B.将下面的塑料杯的底剪去,再次重复实验,观察杯子情况
C.在上面的塑料杯底开一个孔,再次重复实验,观察杯子情况
D.将上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,再次重复实验,观察杯子情况
2.(2024•济南模拟)如图所示,创新实验小组设计的“研究流体压强与流速的关系”的装置,c为上端开口的容器,储存液体,a、b为上端开口的细玻璃管,与矿泉水瓶、细塑料管等连通。下列判断正确的是( )
A.开关关闭时,a内的液面高于b内的液面,开关打开后,a内的液面低于b内的液面
B.开关关闭时,a内的液面低于b内的液面,开关打开后,a内的液面高于b内的液面
C.开关关闭时,a内的液面等于b内的液面,开关打开后,a内的液面低于b内的液面
D.开关关闭时,a内的液面等于b内的液面,开关打开后,a内的液面高于b内的液面
3.(2024•洛阳期末)如图,是某同学探究流体的压强与流速关系的实验,通过实验可以使我们更好地理解《交通规则》中的某些条款。如《交通规则》中规定,在公路上骑自行车的人,只能在规定的自行车道上行驶,不能在机动车道上行驶,如果自行车在机动车道上行驶,即使行驶在机动车道的边缘上也会容易发生交通事故。因为当机动车快速驶过时,机动车行驶处的空气流动速度 ,两车间的压强 ,人和自行车会在 作用下被推向机动车而发生交通事故。
4.(2024•上海期中)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
5.(2024•盐城中考)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,空气该如何流动?小明为此设计实验展开探究。
【明确思路】
要判断空气如何流动,需知道两球内部空气 的关系。
【收集证据】
(1)如图甲,将气球套在三通玻璃管的一端,用橡胶管把气压传感器和注射器分别与三通玻璃管另外两端相连。用细线把气球、气压传感器和注射器与三通玻璃管的连接处扎紧,防止 。
(2)将注射器内的空气,通过橡胶管为气球充气,充气结束后立刻用夹子 连接注射器和三通玻璃管的橡胶管,记录气球半径和传感器显示的气压值。
(3)解开其中一根细线,拔出 ,用注射器再次吸取一定体积的空气,重复以上实验。
(4)按照步骤3,多次实验,获取足够多的半径和气压数据。
(5)将探究实验所得的数据以气球半径为横坐标,内外压强差为纵坐标绘制得到如图乙图象。
【交流结论】
(1)若小气球半径R1=2cm,大气球半径R2=4cm,则它们相连通后空气将向半径 的气球流动。
(2)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,空气流动可能发生的情况有 种。
6.(2024•福州模拟)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呢?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:
挡位
弱风
中风
强风
升力F/N
2
5
6
步骤一: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次实验并计算升力的平均值。
步骤二:改变迎角的大小,使其分别为5°、10°、15°、20°,重复步骤一。
步骤三:处理相关数据得到升力与迎角的关系,如图乙。
(1)由图乙可知,飞机的飞行速度一定,当迎角为 °时,升力最大;迎角由0°逐渐增大到20°的过程中,升力的变化特点是 。
(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,只需要控制 不变,通过调节 来改变飞机模型的飞行速度即可。
(3)研究飞机升力与飞行速度的关系时,数据如图丙所示,由表格数据知:当飞机的迎角一定时,飞行速度越大,升力也越大。若某飞机以500km/h的速度做水平匀速直线飞行时的迎角为θ1,以800km/h的速度做水平匀速直线飞行时的迎角为θ2(θ1、θ2均小于15°),则θ1 θ2(选填“大于”“小于”或“等于”)。理由是 。
【题型二 流体压强与流速的关系】
7.(2024•娄底期末)如图所示,列车站台上通常设有距列车一定距离的安全线,人在等待列车时必须站立在安全线以外,否则有可能会被“吸”向列车而发生事故,这是因为列车进站时车体附近( )
A.空气流速大,压强小 B.空气流速大,压强大
C.空气流速小,压强大 D.空气流速小,压强小
8.(2024•黄冈模拟)下列情景都与气压有关,其中有一种情景与其他三种的原理有所不同,这种情景是( )
A.刮大风时房屋顶部被大风掀起
B.窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗帘会飘出窗外
C.候车的乘客应站在安全线以外,否则会被“吸”向列车
D.将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手吸盘会被“吸”在瓷砖上
9.(2024•昆明模拟)如图所示,在倒置的漏斗里放一个乒乓球,从漏斗口用力向下吹气并将手指移开,乒乓球不会下落。下列现象的科学道理与上述现象相同的是( )
A.用吸管把饮料吸进嘴里
B.大风把茅草屋顶掀翻
C.抽水机把水从低处抽往高处
D.壁虎紧贴墙面向上爬行
10.(2024•南宁期末)如图所示,将汽车模型放在风洞中,固定在水平地面不动,让风(流动的空气)高速地迎面吹来,模拟汽车在空气中高速运动的情形。在此情景中,下列说法正确的是( )
A.汽车模型上方的气体流速小,压强小
B.汽车模型下方的气体流速大,压强大
C.提高风速,汽车模型对地面的压力减小
D.汽车模型相对于高速流动的空气是静止的
11.(2024•广州期中)图中的乙是一个较长的连通器,大气压强为p0,在e上方持续水平吹气,水面稳定后如图所示,此时d、e处的气压为pa、pe,水面下b、c处水的压强为pb、pc,装有酒精的甲放在乙的左侧,酒精中的a处酒精的压强为pa,大气压保持不变,则正确的是( )
A.pa>pb B.pe=pd C.pe<pd D.pd<pe
12.(2024•济宁模拟)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。则下列说法中(已知ρ水>ρ植物油>ρ酒精)( )
①左侧可能装有酒精
②左侧可能装有水
③若想让活塞向右侧移动,可以在a处水平吹气
④若想让活塞向右侧移动,可以在b处水平吹气
A.只有①④正确 B.只有②④正确
C.只有①③正确 D.只有②③正确
13.(2024•德州模拟)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)
14.(2024•辽宁中考)如图(a),向一个空矿泉水瓶中倒入温水,晃动几下后将水倒出,迅速拧紧瓶盖,过一会儿发现水瓶扁了,这是由于 的作用;如图(b),剪掉瓶底并拧去瓶盖,打开吹风机,纸条“主动”钻进瓶口,这是由于空气中流速大的位置压强 。
15.(2024•沈阳期中)某物理课外小组制作了如图所示的实验装置,当水不断从龙头流经管道直至水槽的过程中,A管液面高度 于B管液面高度。当一部分水流入管道后关闭水龙头并封住A左侧和C右侧,待水稳定后,A管液面高度 于B管液面高度(两个空均选填“大”或“小”或“等”)。
16.(2024•武汉期中)如图甲所示,在圆形厚玻璃瓶中灌满水,把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入玻璃瓶中,挤压玻璃瓶,看到玻璃管中水面升高,这说明力可以改变物体的 。将这个玻璃瓶中水倒出一小部分,从玻璃管上端吹入少量气体后,如图乙所示,拿着玻璃瓶从六楼走到一楼,观察到玻璃管中水面 (填“上升”或“下降”),取下瓶塞,如图丙所示,往B管中吹气,可以看到A管中的水面上升,这是由于流体流速越大的位置,压强 。
【题型三 飞机的升力】
17.(2024•柳州期末)如图“运20”大型军用运输机是中国自主研发的大国重器之一。在“运20”各部位的形状中,主要与飞机获得升力有关的是( )
A.机翼 B.油箱 C.驾驶舱 D.发动机
18.(2024•成都期中)关于飞机升力的解释,以下说法正确的是( )
A.飞机的升力就是飞机高速起飞时的惯性力
B.飞机的升力是由于空气对机翼的大气压强差而产生的
C.飞机的升力就是飞机在空气中受到的浮力
D.飞机的升力是空气对机翼下方与上方的压力差
19.(2024•怀化模拟)如图所示是我国自主研发的全球首创双飞翼垂直起降无人机,两套机翼都是“上凸下平”的结构,该无人机水平巡航飞行时,机翼提供升力的原理是( )
A.流体在流速大的地方压强小
B.空气浮力
C.大气压强随海拔的升高而减小
D.力的作用是相互的
20.(2024•松原模拟)某翼装飞行运动员在中国著名的阿尔山国家森林公园进行低空翼装飞越,如图所示。下列关于翼装飞行运动员的说法中正确的是( )
A.头盔上的摄像头相对于他是运动的
B.飞翔时整体呈现“上凸下平”的形状,是为了获得升力
C.匀速转弯时,他的运动状态保持不变
D.打开降落伞减速下降时,他受到平衡力的作用
21.(2024•兰州模拟)如图所示,是我国自主研发的C919大型商用客机,下列关于客机的相关物理知识,说法正确的是( )
A.客机宽大的轮子,减小了客机着陆时对地面的压力
B.客机在高空受到的大气压强比在地面受到的大气压强要大
C.机翼成上凸下平的形状,是为了使客机升空获得空气的浮力
D.客机升空是利用了“流体在流速大的地方压强小”的原理
22.(2024•太原期中)如图所示是我国自主研发的全球首创双飞翼垂直起降无人机,两套机翼都是“上凸下平”的结构,该无人机水平巡航飞行时,下列与机翼获得升力的原理相同的是( )
A.三峡大坝 B.用吸管吸饮料
C.车站设置“安全线” D.高压锅
23.(2023•哈尔滨中考)我国最新歼﹣20飞机在飞行时向后喷出高温燃气,使飞机获得向前的动力,这是因为物体间 ,机翼做成上凸下凹形状的目的是使飞机获得向上的 。
24.(2024•衡水模拟)航空发动机是飞机的“心脏”,其制造水平直接影响飞机的性能。我国大型战略运输机运﹣20换上“中国心”后,最大起飞质量可达220吨,载重可达66吨。运﹣20在一次运输任务中,5h飞行了3500km,运﹣20飞行的平均速度为 ;运﹣20在空中飞行能够获得巨大的升力,应用的物理原理是 。
25.(2024•烟台中考)春节期间,小明和父母乘飞机去上海旅游。在飞机上升的过程中,外界大气压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”);在飞机飞行过程中,座位上的小明相对于窗外的机翼是 (选填“静止”或“运动”)的;机翼 方(选填“上”或“下”)的空气流速快,压强小,因此获得了向上的升力。
26.(2024•沈阳模拟)我国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施,计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。近期,学校举行了以“奔月”为主题的科技制作大赛。图甲是小华的参赛作品——用饮料瓶制作的“水火箭”,向瓶内打气,当瓶内气压增大到一定程度时,“水火箭”向下喷水从而获得升空的动力,这是利用物体间力的作用是 的。小明准备制作一款如图乙的滑翔机模型,机翼的横截面应设计成图丙中 (填序号)的形状。
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