专题11:大气压强、流体压强与流速的关系-备战2025年中考物理精选考点专练(知识清单+基础+拔高)
2025-02-18
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2份
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40页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 大气压强,流体压强与流速的关系 |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 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 | 8.75 MB |
| 发布时间 | 2025-02-18 |
| 更新时间 | 2025-02-18 |
| 作者 | 物理怪老师课堂 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-02-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50499457.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题11 大气压强、流体压强与流速的关系
考点1 大气压强
项目
具体内容
说明
定义
大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强,简称大气压,一般用p0表示
“大气压”与“气压”(或部分气体压强)是有区别的,如高压锅内的气压——指部分气体压强,高压锅外称大气压。
大气
压存在
证明实验
马德堡半球实验
第一次证明了大气压的存在。
实例
塑料吸盘、吸水笔吸水、覆杯实验、吸管吸饮料等。
大气压
测量及
数值
第一次测定实验
托里拆利实验
(1)实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,或进入空气,则测量结果偏小;
(2)本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3m;
(3)将玻璃管稍上提或下压(未离开水银面),管子的粗或细,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。
标准大气压数值
p0=1.013×105 Pa=760 mm Hg产生的压强
气压计
水银气压计和无液气压计。
大气压
的变化
与应用
与高度的关系
大气压强随海拔高度的增加而减小。
与天气的关系
晴天比阴天气压高,冬天比夏天气压高。
与液体沸点的关系
气压增大,液体沸点升高;气压减小,液体沸点降低。
考点2 考点2 流体压强与流速的关系
知识点
具体内容
流体压强与
流速的关系
在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。
飞机机翼的形状
上表面弯曲,下表面较平。
飞机升力的产生
飞机前进时,机翼上方气流通过路程较长,速度较大,空气对机翼上表面的压强较小;下方正相反。这样,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,这就是飞机产生升力的原因。
基础检测(限时30min)
1.生活处处有物理,以下情境解释正确的是( )
A.掷出去的实心球继续向前运动﹣﹣是由于受到惯性作用
B.氢气球能往上飘﹣﹣是因为受到浮力作用
C.用高压锅把食物煮熟﹣﹣气压越大沸点越低
D.用注射器将药液注入肌肉﹣﹣大气压强
【答案】B
【解析】A.惯性是物体本身的一种属性,不能用受到进行表述,故A错误;
B.氢气球往上飘是因为受到的浮力大于重力,故B正确;
C.高压锅的密封性强,使用时增大气压,提高水的沸点,食物在高温下,短时间内容易熟,故C错误;
D.医生用注射器将药液注入肌肉是依靠手的推力的作用,不是利用大气压,故D错误。
故选B。
2.下列物理量的估测中,最接近实际的是( )
A.重庆市的大气压值为1.0×106pa
B.普通教室的高度约为10m
C.九年级物理课本质量约为30g
D.一个普通中学生的体重约为500N
【答案】D
【解析】A.重庆市的大气压值大约为100kPa,即接近1标准大气压,故A不符合题意;
B.普通教室的高度与一层楼高接近,约3m,故B不符合题意;
C.九年级物理课本质量约300g,远大于30g,故C不符合题意;
D.一个普通中学生的质量为50kg,体重为
故D符合题意。
故选D。
3.近年来,中国科技成就让世人瞩目,探月“嫦娥”、入海“奋斗者”、中国高铁、国产大飞机C919……下列说法正确的是( )
A.绕月飞行的“嫦娥”,运动状态保持不变
B.国产大飞机C919能起飞是因为机翼受到向上的升力
C.高铁因为速度快所以惯性大
D.“奋斗者”号载人潜水器在海中加速下降时受平衡力作用
【答案】B
【解析】A.绕月飞行的“嫦娥”,速度的方向一直在变化,故运动状态发生了改变,故A错误;
B.国产大飞机C919能起飞是因为机翼上下方压强差不同,从而产生向上的升力,故B正确;
C.惯性只与质量有关,与速度无关,故C错误;
D.“奋斗者”号载人潜水器在海中加速下降时,运动状态发生了变化,不受平衡力作用,故D错误。
故选B。
4.“泥融飞燕子,沙暖睡鸳鸯”描绘了春天明丽纷繁的景色,对诗中描述的燕子和鸳鸯,下列分析正确的是( )
A.鸳鸯受到的重力和它对沙的压力是一对相互作用力
B.鸳鸯受到的重力和沙对它的支持力是一对平衡力
C.燕子快速飞行时的惯性比停在电线杆上时较大
D.燕子在空中翱翔时翅膀上方空气流速小于下方空气流速
【答案】B
【解析】A.鸳鸯对沙的压力,其受力物体是沙;鸳鸯受到的重力方向竖直向下,它对沙的压力方向垂直于沙面向下,这两个力的方向相同,不是相互作用力,故A错误;
B.鸳鸯静止在沙上,受到的重力和沙对它的支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上,是一对平衡力,故B正确;
C.惯性大小只与物体的质量有关,燕子的质量不变,其惯性大小不变,与燕子的运动状态无关,故C错误;
D.燕子在空中翱翔时翅膀上方空气流速大于下方空气流速,上方压强小于下方压强,从而产生向上的升力,故D错误。
故选B。
5.生活中蕴含着丰富的物理知识,以下说法不正确的是( )
A.增大自行车车座的面积,是为了减小对人的压力
B.拦河大坝上窄下宽,是为了减小对坝体的压强
C.茶壶盖上有小孔,水容易被倒出,是由于大气压强的作用
D.教室的门窗打开时,过堂风会把门关闭,是由于空气流速越大,压强越大
【答案】ABD
【解析】A.增大自行车车座的面积,是为了增大受力面积,减小压强,故A错误,符合题意;
B.拦河大坝上窄下宽,是因为液体压强与液体深度有关,深度越深,液体压强越大,故B错误,符合题意;
C.茶壶盖上有小孔,使壶内外的气压相同,在大气压的作用下,水容易被倒出,故C正确,不符合题意;
D.教室的门窗打开时,过堂风会把门关闭,是由于空气流速越大,压强越小,故D错误,符合题意。
故选ABD。
6.生活中许多现象都与我们学过的物理知识有关,下列说法合理的是( )
A.生活中用吸管将饮料吸入口中,是利用了大气压强的作用
B.高铁站台上的乘客不能越过安全黄线,因为列车进站时空气流速大,产生的压强大
C.小明坐公交车上学时,以向前行驶中的公交车为参照物,看到道路两旁的树木向后运动
D.运动鞋底有凹凸不平的花纹,主要是为了增大鞋底与地面之间的摩擦
【答案】ACD
【解析】A.用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管,因此A合理,故A符合题意;
B.在高铁站上,火车与人之间的空气流动速度大,人与火车间的气体压强小,人体另一侧的气压大,形成一个气压差,会把人压向火车造成危险,因此B不合理,故B不符合题意;
C.以向前行驶中公交车为参照物,道路两旁的树木相对于公交车,位置发生了改变,因此看到树木向后运动,因此C合理,故C符合题意;
D.运动鞋底有凹凸不平的花纹,增大了鞋底粗糙程度,也就增大鞋底与地面之间的摩擦,因此D合理,故D符合题意。
故选ACD。
7.地球周围的一层厚厚的大气由于受到 的作用,会对处于其中的物体产生压强,这个压强叫做大气压强。意大利科学家 首先用实验测定了大气压强的值。
【答案】 重力 托里拆利
【解析】[1]大气受地球的吸引力,即重力,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。
[2]意大利科学家托里拆利利用水银测量出大气压的值,发现大气压能够支撑760mm高的水银柱,水银柱高度产生的压强即为大气压强值。
8.物理知识在生活中有广泛的应用,图(a)的船闸是 原理的应用;图(b)是小明从上海乘坐火车到西藏旅游时,途中发现携带的密封食品包装袋变 得鼓起来,这是因外界大气压强随海拔高度增大而 (选填“增大”、“减 小”或“不变”),食品袋受到向外的内外气压差,导致食品袋膨胀;图(c) 所示液体密度计是利用二力平衡知识和 原理来判断液体密度大小的。
【答案】 连通器 减小 阿基米德
【解析】[1]船闸在工作时,其闸室分别与上游和下游构成连通器,是利用了连通器的原理来工作的。
[2]大气压强随海拔高度增大而减小,从上海乘坐火车前往西藏,随海拔高度增大,气压减小,密封袋内部压强大于外部压强,导致食品袋膨胀。
[3]密度计的设计利用了二力平衡知识和阿基米德原理,密度计在液体中漂浮时F浮=G物,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,液体的密度越大,密度计排开液体的体积就越小,据此来判断液体密度大小。
9.如图所示,顺时针旋转的足球可以绕过“人墙”射入球门,这是因为足球左侧的空气流速比右侧的空气流速小,形成向 (选填“左”或“右”)的压力差;足球在飞向球门的过程中处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。
【答案】 右 非平衡
【解析】[1]流体流速越大的地方,压强越小。足球左侧的空气流速比右侧的空气流速小,则足球左侧的空气压强大于右侧的空气压强,形成向右的压力差,改变了足球的运动轨迹。
[2]物体受到几个力作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力相互平衡,物体处于平衡状态;足球在非平衡力作用下,其运动状态会发生改变,足球的速度大小和方向会不断变化,所以足球处于非平衡状态。
10.如图为机翼的模型图,我国自主研制的国产大飞机C919在轨道上高速滑行时,机翼上方受到空气的压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)下方受到空气的压强;在我国的青藏高原,如果没有高压锅,“生米煮成熟饭”是不可能的,煮软了仍是夹生的,这是因为海拔越高,气压越低,沸点越 。
【答案】 小于 低
【解析】[1]机翼模型上凸下平的形状导致机翼上方的空气流速比机翼下方的空气流速大。流速大的地方压强小,机翼上方的空气流速比机翼下方空气流速大,所以机翼上方受到空气的压强比机翼下方受到的压强小。
[2]大气压随海拔的升高而减小,水的沸点随气压的减小而降低,青藏高原海拔较高,大气压较低,气压低于1标准大气压时,水的沸点就会低于100℃,所以如果没有高压锅,“生米煮成熟饭”是不可能的。
11.喜欢动手操作的小明用一次性纸杯做了以下几个物理小实验。
(1)图甲中,土电话利用了 能够传声。
(2)图乙中,在纸杯旁用吸管吹气,纸杯将向 (选填“左”或“右”)滚动,这是因为气体流速越大,压强越 。
(3)图丙中,用与头发摩擦过的塑料吸管靠近纸杯一侧,纸杯被吸引.以下事例中原理与此相同的是______(填字母)。
A.磁铁吸引铁屑 B.挤压后的吸盘吸在瓷砖上 C.干手搓开的新塑料袋吸在手上
(4)如图丁,将纸餐盘、纸杯和吸管粘合在一起做成“纸杯船”.往纸杯里倒些水,水从吸管喷出时,纸杯船就会前进,说明力的作用是 的;杯内装水越多,吸管喷水越远,因为液体压强的大小与 有关。
(5)如图戊所示为氢气爆炸实验装置,向纸杯中通入适量的氢气与空气混合,用火柴点燃气体,发生爆炸,纸杯被崩起.在氢气爆炸实验中,将氢气燃烧释放的内能转化为纸杯的 能,此过程与汽油机的 冲程相同。
【答案】(1)固体
(2) 右 小
(3)C
(4) 相互 液体深度
(5) 机械 做功
【解析】(1)声音的传播需要介质,声音可以在固体中传播,图甲中的土电话是通过两个“话筒”之间的细绳进行传声,这是利用了固体能够传声的原理。
(2)[1][2]根据流体压强与流速的关系可知,流体流速越大的地方压强越小,所以用吸管在纸杯右侧吹气时,纸杯右侧气体流速变大,压强变小,产生向右的压强差,使纸杯向右滚动。
(3)与头发摩擦过的塑料吸管因得到电子而带负电,因为带电物体由吸引轻小物体的性质,所以用它靠近纸杯一侧后纸杯会被吸引,而三个选项中,磁铁吸引铁屑是因为磁铁具有磁性,可以吸引铁磁性物质,挤压后的吸盘吸在瓷砖上是因为存在大气压,干手搓开的新塑料袋吸在手上是因为手摩擦后带电,从而能够吸引轻小物体塑料袋,与C选项原理相同,故选C。
(4)[1]水从吸管喷出时,船对水产生一个向后的作用力,因为力的作用是相互的,所以水对船产生一个向前的作用力使纸船向前运动。
[2]液体内部的压强与液体深度有关,深度越大,压强越大,所以装的水越多时,吸管处的水的深度越大,产生的压强越大,会使水喷得更远。
(5)[1][2]氢气爆炸过程中,氢气瞬间燃烧产生大量热量,使气体体积膨胀对纸杯做功,让纸杯被崩起,这是内能转化为纸杯的机械能的过程,而汽油机的四个冲程中,做功冲程也是将内能转化为机械能,所以此过程与汽油机的做功冲程相同。
12.我国自主研制的“蛟龙号”载人潜水器可达到的最大下潜深度为7km,具有无动力下潜上浮的先进技术,具有近底自动航行和悬停定位等多项先进功能。(1个标准大气压近似取p0=1.0×105Pa,海水密度近似取ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)该潜水艇在海水下7km处的液体压强;
(2)(1)中所得压强相当于多少个p0?
【答案】(1)7×107Pa;(2)700
【解析】解:(1)水下7km处的海水压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7×103m=7×107Pa
(2)1个标准大气压的值为p0=1.0×105Pa,所以水下7km处的海水压强相当于标准大气压强的倍数为
答:(1)该潜水艇在海水下7km处的液体压强为7×107Pa;
(2)(1)中所得压强相当于700个p0。
拔高检测(限时30min)
13.周末,小华在家中烧开水煮饺子。当水烧开准备下饺子时,妈妈提醒她锅里的水量太少了,于是,小华又往锅里迅速加了一大碗冷水(水量比锅里的少)。下面最能大致反映整个烧水过程中水温随着时间变化的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】水沸腾之后,温度保持不变,当向锅里迅速加了一大碗水后,锅内水的温度降低,然后在加热过程中,水吸热温度上升,达到沸点继续沸腾,在此过程中,水面上的气压不变,所以水的沸点与原来相同
AD.当向锅里迅速加了一大碗水后,锅内水的温度降低,图像中水的温度从较低的温度达到沸点,应该有一个升温过程,故AD不符合题意;
B.水再次沸腾后,图像的沸点与原来水沸腾时的沸点不同,故B不符合题意;
C.当向锅里迅速加了一大碗水后,锅内水的温度降低,然后在加热过程中,水吸热温度上升,达到沸点继续沸腾,故图像符合题意,故C符合题意;
故选C。
14.与头发摩擦过的塑料尺能“吸”引纸屑,下列现象中“吸”的物理原理与其相同的是( )
A.挤压后的塑料吸盘“吸”在瓷砖上 B.干手揉搓的塑料袋“吸”在手上
C.削平的铅柱挤压后会“吸”在一起 D.快速行驶的汽车的窗帘被“吸”出窗外
【答案】B
【解析】与头发摩擦过的塑料尺能“吸”引纸屑,的原理是带电体吸引轻小物体;
A.挤压后的塑料吸盘“吸”在瓷砖上,是利用大气压,故A不符合题意;
B.干手揉搓的塑料袋“吸”在手上,是利用带电体吸引轻小物体的原理,故B符合题意;
C.削平的铅柱挤压后会“吸”在一起,是因为分子间的作用力,故C不符合题意;
D.快速行驶的汽车的窗帘被“吸”出窗外是利用流体压强,流速大的地方压强小,故D不符合题意。
故选B。
15.2024年1月3日,由中国航空工业集团通用飞机有限责任公司自主研制的AG60E电动飞机在浙江建德千岛湖通用机场圆满完成首次飞行。下面有关电动飞机的说法正确的是( )
A.飞机获得升力的原理是“流体流速大的地方压强大”
B.加速升空过程中,机械能不断增大
C.飞机飞行时,机械能转化为电能
D.匀速直线飞行时,飞机受非平衡力的作用
【答案】B
【解析】A.流体在流速大的地方,压强小,在流速小的地方,压强大;飞机机翼获得升力是因流体中流速大的地方压强小,故A错误;
B.飞机加速升空过程中,速度增大,动能增大,高度增大,重力势能增大,机械能等于动能和势能之和,则机械能不断增大,故B正确;
C.飞机飞行时,消耗电能,将电能转化机械能,故C错误;
D.飞机匀速直线飞行时,运动状态不变,受平衡力的作用,故D错误。
故选B。
16.小汽车已经进入普通家庭,如图所示,下列说法正确的是( )
A.汽车刹车时,由于受到惯性的作用,汽车还要向前滑行一段距离
B.汽车静止在水平地面上,汽车对地面的压力与地面对它的支持力是一对相互作用力
C.汽车匀速上坡时,汽车的牵引力与受到的阻力是一对平衡力
D.汽车高速行驶时对地面的压力小于静止时对地面的压力
【答案】BD
【解析】A.惯性是物体的一种属性,是物体保持原来运动状态不变的性质,惯性不是力,不能说受到惯性作用,故A错误;
B.汽车静止在水平地面上,汽车对地面的压力与地面对它的支持力是一对相互作用力,故B正确;
C.因汽车匀速上坡,所以汽车一定受平衡力的作用,汽车一共受到重力、支持力、牵引力、阻力四个力的作用,其中,汽车受到的牵引力与阻力和重力的分力相平衡,不是一对平衡力,故C错误;
D.汽车高速行驶时,空气经过汽车上面的速度比下面的速度快,汽车上面受到的气体压强比下面受到的气体压强小,所以大气对汽车有一个向上托的力,此时汽车对地面的压力等于其重力减去托力,所以压力小于重力;汽车静止时对地面的压力等于其重力。故D正确。
故选BD。
17.如图所示,为活塞式水泵的工作原理示意图,请完成下列填空。
甲图:提起活塞时,阀门 关闭,大气压迫使水推开阀门 ,进入圆筒;
乙图:压下活塞时,阀门B ,活塞下面的水推开阀门 ,涌入活塞上面;
丙图:再提起活塞时,阀门 关闭,它上面的水从出水口流出, 迫使水推开阀门B,水就进入圆筒。
【答案】 A B 关闭 A A 大气压
【解析】[1][2][3][4][5][6]活塞式水泵是利用大气压原理工作的。提起活塞时,阀门A关闭,大气压迫使水推开阀门B,进入圆筒;压下活塞时,阀门B关闭,活塞下面的水推开阀门A,涌入活塞上面;再提起活塞时,阀门A关闭,它上面的水从出水管流出,大气压迫使水推开阀门B水就进入圆筒。如此循环,就可以把水泵出。
18.小明家利用离心式水泵将河里的水抽到鱼塘中,题图甲是离心式水泵结构示意图。离心式水泵的抽水高度称为扬程,扬程等于吸水扬程和压水扬程的总和,吸水扬程是水泵能把水从水源抽吸到水泵轴线的垂直高度,压水扬程是水泵能把水从水泵轴线往上压到排水管出水口的垂直高度。
(1)水泵启动时,叶轮带动水泵里的水高速旋转,水被压入排水管,叶轮附近水的压强 (选填“增大”或“减小”),河里的水在 的作用下进入水泵;
(2)如图乙所示,离心式水泵应放在位置 (选填“A”或“B”);
【答案】(1) 减小 大气压
(2)A
【解析】(1)[1][2]叶轮高速运动,带动水流高速运动,根据流体流速大压强小的特点,叶轮附近水的压强减小;离心式水泵是利用大气压原理工作,使河水在大气压的作用下进入水泵。
(2)大气压最高撑起约10m的水柱,故吸水扬程最大为10m;离心式水泵应放在其吸水扬程最大值以内,A处高度为4m,B处高度为11.8m,A在吸水扬程范围内,B超出吸水扬程范围,故离心式水泵应放在位置A。
19.物理学中把具有流动性的液体和气体称为流体,下面是关于流体压强的研究过程,请回答下列问题:
(1)老师准备了如图(甲)所示装置:将三节粗细不同的塑料管①、②、③(横截面积)连接在一起,右端开口,左端与抽气机相通,抽气机抽气时, (选填“①”“②”或“③”)管中气体流速最大。将三个气体压强传感器分别放入三个管内,传感器与计算机相连,计算机可以显示出管中压强值。
(2)计算机显示的数据结果如图(乙)所示,由此可知道 (选填“①”“②”或“③”)管中气体压强最小;并能进一步得出在气体中,流速越大的位置, 。
【答案】(1)③
(2) ③ 压强越小
【解析】(1)[1]由题可知,塑料管③横截面积最小,当气体流过时,相同时间内流过管子横截面的气体体积相同,所以,③处的气体流速最快。
(2)[1]由图乙可知,三条曲线中,塑料管③内的气体压强比101kPa小得更多,即塑料管③压强最小。
[2]③处的气体流速最快,且③处的压强最小,故可以得出结论:在气体中流速越大的位置,压强越小。
20.小金同学在便利店看到店员打包汤料的过程:先将一个塑料袋套在纸杯里(近似看作一个圆柱形容器),如图(a)所示,然后在塑料袋中加入汤料,如图(b),当在塑料袋中加入一定高度的汤料后,提起塑料袋,纸杯也随塑料袋一起被提起静止在空中,如图(c)所示。
为了探究原因,他查阅资料后得知:当相互接触的两个物体存在相对运动趋势时,接触面之间会产生一个阻碍相对运动的力,这个力就是静摩擦力;物体间的静摩擦力存在最大值,称为“最大静摩擦力”,其大小与接触面材料和压力大小有关,并找到如下表数据:
接触面材料
木板—木板
橡皮—铸铁
压力大小(N)
2
4
6
2
4
6
最大静摩擦力(N)
0.8
1.6
2.4
1.6
3.2
4.8
(1)分析比较上表中最大静摩擦力与压力的大小变化情况,可得到的初步结论是:当接触面材料相同时, ;
(2)由图(c)可知,塑料袋对纸杯的静摩擦力方向 ;小金同学在打开塑料袋时只需抖一抖即可,这是因为: ;
(3)请结合所学知识及上述信息,分析当塑料袋内加足够高的汤料后,纸杯能被提起并静止在空中的原因: 。
【答案】(1)最大静摩擦力与压力大小成正比
(2) 竖直向上 见解析
(3)见解析
【解析】(1)观察表中最大静摩擦力与压力的大小变化情况发现,在接触面材料不变时,压力越大,最大静摩擦力越大,且最大静摩擦力与压力的比值不变,所以可得初步结论:当接触面材料相同时,最大静摩擦力与压力大小成正比。
(2)[1]观察图(c)发现,纸杯处于静止状态,由二力平衡条件可知,纸杯受到的重力与纸杯受到的摩擦力是一对平衡力,所以塑料袋对纸杯的静摩擦力方向与纸杯的重力方向相反,故塑料袋对纸杯的静摩擦力方向竖直向上。
[2]抖动塑料袋时会加快外侧空气流速,从而减小外部压强,塑料袋受到向外的压力大于向内的压力,使塑料袋张开。
(3)加入的汤料越多,汤料对塑料袋侧面的压强越大,塑料袋对纸杯内侧的压力就越大,导致塑料袋与纸杯的最大静摩擦力越大,当加入足够高的汤料时,此最大静摩擦力就大于或者等于纸杯的重力,所以纸杯能静止在空中。
21.如图所示是托里拆利实验过程,根据图示完成下面的问题。
(1)实验中测得玻璃管内水银柱的高度为 mm。
(2)通过计算可知当时的气压为 Pa(ρ水银=13.6g/cm3,g=10N/kg)。
(3)实验过程中,若将玻璃管倾斜,则水银柱的高度将 ,水银柱的长度将 。(均选填“变长”、“变短”或“不变”)
(4)实验过程中,若玻璃管中的水银没有装满,则测量的大气压值比真实值要 。(选填“偏大”或“偏小”)
【答案】(1)760
(2)1.03×105
(3) 不变 变长
(4)偏小
【解析】(1)由图中数据可知,水银柱的高度为760mm。
(2)当时的气压为
(3)[1][2]由最后一图可知,玻璃管倾斜,管中水银柱长度将变长,但是高度不变。
(4)若实验过程中,玻璃管中的水银没有装满,当倒插入水银槽中时,玻璃管中会存在少量空气,空气会产生一定的向下的压强,使管中水银柱高度减小,则测量的大气压值比真实值要偏小。
22.小明家的高压锅锅体直径为24cm,排气孔洞面积为12.5mm2,排气孔盖着限压阀,当锅内气压达到预定值时,限压阀将被顶起,让锅内保持稳定气压,防止锅体破裂或爆炸等安全事故的发生。小明不慎丢失了锅的限压阀,当他到商店购买时售货员告诉他,生产高压锅的厂家提供的限压阀有两种,孔径相同,质量分别为100g和60g。(锅外大气压为,锅内最高温度与锅内气压的关系如图所示)
(1)如果高压锅烹饪温度为100℃,锅内气压为多少?此时是否需要使用限压阀?
(2)为了使锅内最高温度可以达到120℃,请通过计算说明,小明应该买哪一种限压阀?
【答案】(1);此时锅内外气压相等,没有必要使用限压阀
(2)100g的限压阀
【解析】(1)由图丙可知,当温度为100℃时,锅内气压为1.0×105Pa,此时锅内外气压相等,没有必要使用限压阀。
(2)已知锅外大气压,排气孔洞面积为为
由图可知,当温度为120℃时,锅内气压为,承受的大气压力为
锅内的压力为
由于限压阀此时恰好被顶起,所以
小明应该的限压阀为
23.如图所示为我国国产运输机“运20”。某一次飞行过程中,飞机及运送的人员和物资的总质量为。飞机开始在空中水平匀速直线飞行。着陆后,飞机所有轮胎与地面总接触面积为,。求:
(1)飞机能够升空,是因为机翼上方的空气流速比下方的 (选填“快”或“慢”),从而产生了较大的升力;
(2)飞机在空中水平匀速直线飞行过程中所受升力为多大?
(3)降落后,飞机在跑道上匀速滑行时,受到的路面的阻力大小始终为飞机总重力的0.06倍,求飞机此时受到的动力为多大?
(4)降落后,飞机静止时对水平地面的压强为多大?
【答案】(1)快
(2)2.1×106N
(3)1.26×105N
(4)5×105Pa
【解析】(1)飞机机翼上凸下平,导致上方空气流速快,压强小,下方空气流速慢,压强大,会产生向上的压强差,压力差,即为飞机受到的向上的升力。
(2)飞机受到的重力为
因为飞机做匀速直线运动,处于平衡状态,所以飞行过程中所受升力
(3)因为飞机在跑道上匀速行驶,飞机此时受到的动力为
(4)因为飞机在地面保持静止,对地面的压力为
飞机静止时对水平地面的压强
24.如图甲所示,是我国研制的第一架以氢内燃机为动力的通航飞机,飞机采用上单翼、低平尾、前置螺旋桨、前三点式不可收放起落架的布局形式,上单翼稳定性强,产生的升力大。前置螺旋桨是由发动机带动旋转向后排空气,推动飞机飞行。飞机翼展13.5米,机长8.2米,使用高压气态储氢,储氢重量4.5kg,巡航速度180km/h。飞机因使用氢作为航空燃料而得名。飞机需在跑道上加速滑行一段距离,获得足够的升力后才能起飞。某次测试中,飞机在起飞离地前,平直跑道对它的支持力F大与滑行距离s的关系如图乙所示。滑行中获得的升力为 比例系数 v是相对空气的速度。飞机起飞后航行时所受阻力大小与速度的关系如表所示。 (氢的热值为1.4×10⁸J/ kg)请解答以下问题:
速度 v(m/s)
10
20
30
40
50
阻力f(N)
30
120
480
750
(1)飞机在跑道上加速滑行时,获得升力的原因是流过机翼上方空气的流速 ,压强 (均选填“大”“小”或“不变” ) ;
(2)该飞机存储的4.5kg氢完全燃烧放出的能量;
(3)飞机以30m/s匀速航行时,受到的动力为多少 N;
(4)飞机落地后,关闭发动机的飞机要滑行较远的距离才能停下来,请你利用所学的物理知识解释这一现象。
【答案】(1) 大 小
(2)
(3)270
(4)因为飞机的质量较大,惯性较大,运动状态不易改变,所以由运动变为静止的时间较长,滑行的距离较远。
【解析】(1)[1]飞机机翼的形状是上凸下平,当飞机在跑道上加速滑行时,空气流过机翼上方的路程比下方长,在相同时间内,空气流过机翼上方的流速大。
[2]根据流体压强与流速的关系,流速越大的地方压强越小,因为机翼上方空气流速大,所以压强小。
(2)根据热值的计算公式,得到该飞机存储的4.5kg氢完全燃烧放出的能量为
(3)分析标准数据可知,飞机起飞后航行时所受阻力大小与速度的关系为
所以飞机以30m/s匀速航行时,受到的阻力为
由于飞机匀速航行,飞机受到的动力和阻力是一对平衡力,由二力平衡条件可知,飞机受到的动力为
(4)因为飞机的质量较大,惯性较大,运动状态不易改变,所以由运动变为静止的时间较长,滑行的距离较远。
25.如图甲所示,小明的妈妈为了躲避盛夏热辣的阳光,想在电动车的前把上安装遮阳伞,可商家告诉妈妈根据《上海市非机动车安全管理条例》,自2021年5月1日起,已明确禁止在非机动车上加装遮阳伞。为探其原因,小明根据遮阳伞的形状制作了如图乙所示的模型,并查阅资料了解到模型上表面呈圆弧状,上方的空气流速快;下表面较平整,下方的空气流速慢。小明把该模型穿在一根铁丝上并固定,在铁丝的上下各用一个力传感器施加向上、向下的拉力后,打开电扇对着模型吹风,如图丙所示。结果发现:上面力传感器的示数变小,下面力传感器的示数变大。
(1)根据实验现象比较模型上、下表面受到的流动气体压强的大小关系,并结合相关条件可归纳出流动气体的压强与流速的关系是: ;
(2)结合之前学过的知识:在其他条件相同时,压力越大,摩擦力也越大。请你根据上述信息帮小明解释非机动车禁止加装遮阳伞的原因: ;
(3)下列生活实例中,不能利用上述的规律解释的是 。
A.一阵大风吹来,伞面被吹翻
B.将氢气球放手后,它会飘向空中
C.跑车尾部安装上平下凸的气流偏导器,增加抓地力
【答案】(1)在流体中,流速越快的位置压强越小
(2)见解析
(3)B
【解析】(1)模型上表面呈圆弧状,上方的空气流速快;下表面较平整,下方的空气流速慢。上面力传感器的示数变小,下面力传感器的示数变大,说明模型整体受到一个向上的升力,由此可知,在流体中,流速越快的位置压强越小。
(2)遮阳伞上表面呈圆弧状,骑行时,上方空气流速大,压强小,下方流速慢,压强大,整体受到一个向上的升力,使得非机动车对地面压力减小,则摩擦力减小,车子抓地力不够,则容易出交通事故,所以非机动车禁止加装遮阳伞。
(3)A.一阵大风吹来,伞上方空气流速大,压强小,下方流速慢,压强大,整体受到一个向上的升力,所以伞面被吹翻,故A不符合题意;
B.将氢气球放手后,它会飘向空中,这是因为氢气球受到的浮力大于重力,故B符合题意;
C.跑车尾部安装上平下凸的气流偏导器,上方流速慢,压强大,下方空气流速大,压强小,整体受到一个向上的力,所以可以增加抓地力,故C不符合题意。
故选B。
26.阅读短文,回答问题。
复兴号开上青藏铁路“天路”开启动车时代
2023年7月1日起复兴号在青藏铁路西宁至格尔木段投入运营。青藏铁路正式进入动车时代。将复兴号开上青藏高原,中国可以说是创造了世界奇迹。青藏高原,常年有高寒、高海拔、高温、高紫外线辐射、大风沙等极端天气出现。那复兴号是如何开上青藏高原的呢?比如为确保动车组具备在-25℃时能够启动,在-40℃环境下可长期稳定运行,列车选用的金属、非金属材料全部要进行-40℃低温特性测试;比如沙尘会堵塞滤网,进入机组,粘附散热片降低散热能力,导致电气设备快速升温。为此,中国还特地量身打造了复兴号高原双源动力集中动车组,采用一体化设计,由内燃动力车、电力动力车和拖车组成,具有内燃和电力双动力源;比如为了解决高原铁路路基加固防护技术难题,勘测人员采取“空、天、地”一体化综合勘察技术,查明沿线灾害类型和分布,针对千米级危岩落石、高位泥石流等罕见不良地质,定切实有效的工程措施。
可以说,为了让复兴号开上青藏高原,中国攻克全国性、世界性罕见难题,创造了一系列高原铁路建设奇迹。
(1)为了解决高原铁路路基加固防护技术难题,勘测人员采取 技术;
(2)当复兴号匀速拐弯时,受到的是 力;(选填“平衡”或“非平衡”)
(3)开上青藏高原后,复兴号热水机里的热水沸点 100℃(选填“小于”或“等于”或“大于”),依据是: ;
(4)复兴号的窗户是不能打开的,这一设计决策有多个因素。其中一个因素是从安全角度考虑,复兴号在高速行驶时,如果窗户打开,车厢内物品会被吸出窗外,请从物理角度解释这一现象的原因。
【答案】(1)空、天、地
(2)非平衡
(3) 小于 见解析
(4)见解析
【解析】(1)根据材料内容可知,为了解决高原铁路路基加固防护技术难题,勘测人员采取“空、天、地”一体化综合勘察技术,查明沿线灾害类型和分布,针对千米级危岩落石、高位泥石流等罕见不良地质,定切实有效的工程措施。
(2)当复兴号匀速拐弯时,由于运动方向不断发生变化,复兴号处于非平衡状态,受到的是非平衡力作用。
(3)[1][2]水的沸点与大气压有关,大气压越高,水的沸点越高。复兴号开上青藏高原后,由于青藏高原的海拔较高,大气压较低,小于标准大气压,所以,复兴号热水机里的热水沸点小于标准大气压下水的沸点100℃。
(4)流体流速越大,流体压强越小。复兴号在高速行驶时,复兴号外的空气流速大、压强小;复兴号内的空气流速小、压强大,则复兴号内的气压大于复兴号外的气压,如果窗户打开,车厢内物品在压力差的作用下会被吸出窗外。
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专题11 大气压强、流体压强与流速的关系
考点1 大气压强
项目
具体内容
说明
定义
大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强,简称________,一般用p0表示
“大气压”与“气压”(或部分气体压强)是有区别的,如高压锅内的气压——指部分气体压强,高压锅外称大气压。
大气
压存在
证明实验
马德堡半球实验
第一次证明了大气压的存在。
实例
塑料吸盘、吸水笔吸水、覆杯实验、吸管吸饮料等。
大气压
测量及
数值
第一次测定实验
________________实验
(1)实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,或进入空气,则测量结果偏________;
(2)本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为________m;
(3)将玻璃管稍上提或下压(未离开水银面),管子的粗或细,管内外的高度差________,将玻璃管倾斜,高度________,长度变________。
标准大气压数值
p0=1.013×105 Pa=760 mm Hg产生的压强
气压计
水银气压计和无液气压计。
大气压
的变化
与应用
与高度的关系
大气压强随海拔高度的增加而________。
与天气的关系
晴天比阴天气压高,冬天比夏天气压高。
与液体沸点的关系
气压增大,液体沸点升________;气压减小,液体沸点降________。
考点2 考点2 流体压强与流速的关系
知识点
具体内容
流体压强与
流速的关系
在气体和液体中,流速越大的位置,压强越________。
飞机机翼的形状
上表面弯曲,下表面较平。
飞机升力的产生
飞机前进时,机翼上方气流通过路程较长,速度较大,空气对机翼上表面的压强较小;下方正相反。这样,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,这就是飞机产生________的原因。
基础检测(限时30min)
1.生活处处有物理,以下情境解释正确的是( )
A.掷出去的实心球继续向前运动﹣﹣是由于受到惯性作用
B.氢气球能往上飘﹣﹣是因为受到浮力作用
C.用高压锅把食物煮熟﹣﹣气压越大沸点越低
D.用注射器将药液注入肌肉﹣﹣大气压强
2.下列物理量的估测中,最接近实际的是( )
A.重庆市的大气压值为1.0×106pa
B.普通教室的高度约为10m
C.九年级物理课本质量约为30g
D.一个普通中学生的体重约为500N
3.近年来,中国科技成就让世人瞩目,探月“嫦娥”、入海“奋斗者”、中国高铁、国产大飞机C919……下列说法正确的是( )
A.绕月飞行的“嫦娥”,运动状态保持不变
B.国产大飞机C919能起飞是因为机翼受到向上的升力
C.高铁因为速度快所以惯性大
D.“奋斗者”号载人潜水器在海中加速下降时受平衡力作用
4.“泥融飞燕子,沙暖睡鸳鸯”描绘了春天明丽纷繁的景色,对诗中描述的燕子和鸳鸯,下列分析正确的是( )
A.鸳鸯受到的重力和它对沙的压力是一对相互作用力
B.鸳鸯受到的重力和沙对它的支持力是一对平衡力
C.燕子快速飞行时的惯性比停在电线杆上时较大
D.燕子在空中翱翔时翅膀上方空气流速小于下方空气流速
5.生活中蕴含着丰富的物理知识,以下说法不正确的是( )
A.增大自行车车座的面积,是为了减小对人的压力
B.拦河大坝上窄下宽,是为了减小对坝体的压强
C.茶壶盖上有小孔,水容易被倒出,是由于大气压强的作用
D.教室的门窗打开时,过堂风会把门关闭,是由于空气流速越大,压强越大
6.生活中许多现象都与我们学过的物理知识有关,下列说法合理的是( )
A.生活中用吸管将饮料吸入口中,是利用了大气压强的作用
B.高铁站台上的乘客不能越过安全黄线,因为列车进站时空气流速大,产生的压强大
C.小明坐公交车上学时,以向前行驶中的公交车为参照物,看到道路两旁的树木向后运动
D.运动鞋底有凹凸不平的花纹,主要是为了增大鞋底与地面之间的摩擦
7.地球周围的一层厚厚的大气由于受到 的作用,会对处于其中的物体产生压强,这个压强叫做大气压强。意大利科学家 首先用实验测定了大气压强的值。
8.物理知识在生活中有广泛的应用,图(a)的船闸是 原理的应用;图(b)是小明从上海乘坐火车到西藏旅游时,途中发现携带的密封食品包装袋变 得鼓起来,这是因外界大气压强随海拔高度增大而 (选填“增大”、“减 小”或“不变”),食品袋受到向外的内外气压差,导致食品袋膨胀;图(c) 所示液体密度计是利用二力平衡知识和 原理来判断液体密度大小的。
9.如图所示,顺时针旋转的足球可以绕过“人墙”射入球门,这是因为足球左侧的空气流速比右侧的空气流速小,形成向 (选填“左”或“右”)的压力差;足球在飞向球门的过程中处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。
10.如图为机翼的模型图,我国自主研制的国产大飞机C919在轨道上高速滑行时,机翼上方受到空气的压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)下方受到空气的压强;在我国的青藏高原,如果没有高压锅,“生米煮成熟饭”是不可能的,煮软了仍是夹生的,这是因为海拔越高,气压越低,沸点越 。
11.喜欢动手操作的小明用一次性纸杯做了以下几个物理小实验。
(1)图甲中,土电话利用了 能够传声。
(2)图乙中,在纸杯旁用吸管吹气,纸杯将向 (选填“左”或“右”)滚动,这是因为气体流速越大,压强越 。
(3)图丙中,用与头发摩擦过的塑料吸管靠近纸杯一侧,纸杯被吸引.以下事例中原理与此相同的是______(填字母)。
A.磁铁吸引铁屑 B.挤压后的吸盘吸在瓷砖上 C.干手搓开的新塑料袋吸在手上
(4)如图丁,将纸餐盘、纸杯和吸管粘合在一起做成“纸杯船”.往纸杯里倒些水,水从吸管喷出时,纸杯船就会前进,说明力的作用是 的;杯内装水越多,吸管喷水越远,因为液体压强的大小与 有关。
(5)如图戊所示为氢气爆炸实验装置,向纸杯中通入适量的氢气与空气混合,用火柴点燃气体,发生爆炸,纸杯被崩起.在氢气爆炸实验中,将氢气燃烧释放的内能转化为纸杯的 能,此过程与汽油机的 冲程相同。
12.我国自主研制的“蛟龙号”载人潜水器可达到的最大下潜深度为7km,具有无动力下潜上浮的先进技术,具有近底自动航行和悬停定位等多项先进功能。(1个标准大气压近似取p0=1.0×105Pa,海水密度近似取ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)该潜水艇在海水下7km处的液体压强;
(2)(1)中所得压强相当于多少个p0?
拔高检测(限时30min)
13.周末,小华在家中烧开水煮饺子。当水烧开准备下饺子时,妈妈提醒她锅里的水量太少了,于是,小华又往锅里迅速加了一大碗冷水(水量比锅里的少)。下面最能大致反映整个烧水过程中水温随着时间变化的图像是( )
A. B.
C. D.
14.与头发摩擦过的塑料尺能“吸”引纸屑,下列现象中“吸”的物理原理与其相同的是( )
A.挤压后的塑料吸盘“吸”在瓷砖上 B.干手揉搓的塑料袋“吸”在手上
C.削平的铅柱挤压后会“吸”在一起 D.快速行驶的汽车的窗帘被“吸”出窗外
15.2024年1月3日,由中国航空工业集团通用飞机有限责任公司自主研制的AG60E电动飞机在浙江建德千岛湖通用机场圆满完成首次飞行。下面有关电动飞机的说法正确的是( )
A.飞机获得升力的原理是“流体流速大的地方压强大”
B.加速升空过程中,机械能不断增大
C.飞机飞行时,机械能转化为电能
D.匀速直线飞行时,飞机受非平衡力的作用
16.小汽车已经进入普通家庭,如图所示,下列说法正确的是( )
A.汽车刹车时,由于受到惯性的作用,汽车还要向前滑行一段距离
B.汽车静止在水平地面上,汽车对地面的压力与地面对它的支持力是一对相互作用力
C.汽车匀速上坡时,汽车的牵引力与受到的阻力是一对平衡力
D.汽车高速行驶时对地面的压力小于静止时对地面的压力
17.如图所示,为活塞式水泵的工作原理示意图,请完成下列填空。
甲图:提起活塞时,阀门 关闭,大气压迫使水推开阀门 ,进入圆筒;
乙图:压下活塞时,阀门B ,活塞下面的水推开阀门 ,涌入活塞上面;
丙图:再提起活塞时,阀门 关闭,它上面的水从出水口流出, 迫使水推开阀门B,水就进入圆筒。
18.小明家利用离心式水泵将河里的水抽到鱼塘中,题图甲是离心式水泵结构示意图。离心式水泵的抽水高度称为扬程,扬程等于吸水扬程和压水扬程的总和,吸水扬程是水泵能把水从水源抽吸到水泵轴线的垂直高度,压水扬程是水泵能把水从水泵轴线往上压到排水管出水口的垂直高度。
(1)水泵启动时,叶轮带动水泵里的水高速旋转,水被压入排水管,叶轮附近水的压强 (选填“增大”或“减小”),河里的水在 的作用下进入水泵;
(2)如图乙所示,离心式水泵应放在位置 (选填“A”或“B”);
19.物理学中把具有流动性的液体和气体称为流体,下面是关于流体压强的研究过程,请回答下列问题:
(1)老师准备了如图(甲)所示装置:将三节粗细不同的塑料管①、②、③(横截面积)连接在一起,右端开口,左端与抽气机相通,抽气机抽气时, (选填“①”“②”或“③”)管中气体流速最大。将三个气体压强传感器分别放入三个管内,传感器与计算机相连,计算机可以显示出管中压强值。
(2)计算机显示的数据结果如图(乙)所示,由此可知道 (选填“①”“②”或“③”)管中气体压强最小;并能进一步得出在气体中,流速越大的位置, 。
20.小金同学在便利店看到店员打包汤料的过程:先将一个塑料袋套在纸杯里(近似看作一个圆柱形容器),如图(a)所示,然后在塑料袋中加入汤料,如图(b),当在塑料袋中加入一定高度的汤料后,提起塑料袋,纸杯也随塑料袋一起被提起静止在空中,如图(c)所示。
为了探究原因,他查阅资料后得知:当相互接触的两个物体存在相对运动趋势时,接触面之间会产生一个阻碍相对运动的力,这个力就是静摩擦力;物体间的静摩擦力存在最大值,称为“最大静摩擦力”,其大小与接触面材料和压力大小有关,并找到如下表数据:
接触面材料
木板—木板
橡皮—铸铁
压力大小(N)
2
4
6
2
4
6
最大静摩擦力(N)
0.8
1.6
2.4
1.6
3.2
4.8
(1)分析比较上表中最大静摩擦力与压力的大小变化情况,可得到的初步结论是:当接触面材料相同时, ;
(2)由图(c)可知,塑料袋对纸杯的静摩擦力方向 ;小金同学在打开塑料袋时只需抖一抖即可,这是因为: ;
(3)请结合所学知识及上述信息,分析当塑料袋内加足够高的汤料后,纸杯能被提起并静止在空中的原因: 。
21.如图所示是托里拆利实验过程,根据图示完成下面的问题。
(1)实验中测得玻璃管内水银柱的高度为 mm。
(2)通过计算可知当时的气压为 Pa(ρ水银=13.6g/cm3,g=10N/kg)。
(3)实验过程中,若将玻璃管倾斜,则水银柱的高度将 ,水银柱的长度将 。(均选填“变长”、“变短”或“不变”)
(4)实验过程中,若玻璃管中的水银没有装满,则测量的大气压值比真实值要 。(选填“偏大”或“偏小”)
22.小明家的高压锅锅体直径为24cm,排气孔洞面积为12.5mm2,排气孔盖着限压阀,当锅内气压达到预定值时,限压阀将被顶起,让锅内保持稳定气压,防止锅体破裂或爆炸等安全事故的发生。小明不慎丢失了锅的限压阀,当他到商店购买时售货员告诉他,生产高压锅的厂家提供的限压阀有两种,孔径相同,质量分别为100g和60g。(锅外大气压为,锅内最高温度与锅内气压的关系如图所示)
(1)如果高压锅烹饪温度为100℃,锅内气压为多少?此时是否需要使用限压阀?
(2)为了使锅内最高温度可以达到120℃,请通过计算说明,小明应该买哪一种限压阀?
23.如图所示为我国国产运输机“运20”。某一次飞行过程中,飞机及运送的人员和物资的总质量为。飞机开始在空中水平匀速直线飞行。着陆后,飞机所有轮胎与地面总接触面积为,。求:
(1)飞机能够升空,是因为机翼上方的空气流速比下方的 (选填“快”或“慢”),从而产生了较大的升力;
(2)飞机在空中水平匀速直线飞行过程中所受升力为多大?
(3)降落后,飞机在跑道上匀速滑行时,受到的路面的阻力大小始终为飞机总重力的0.06倍,求飞机此时受到的动力为多大?
(4)降落后,飞机静止时对水平地面的压强为多大?
24.如图甲所示,是我国研制的第一架以氢内燃机为动力的通航飞机,飞机采用上单翼、低平尾、前置螺旋桨、前三点式不可收放起落架的布局形式,上单翼稳定性强,产生的升力大。前置螺旋桨是由发动机带动旋转向后排空气,推动飞机飞行。飞机翼展13.5米,机长8.2米,使用高压气态储氢,储氢重量4.5kg,巡航速度180km/h。飞机因使用氢作为航空燃料而得名。飞机需在跑道上加速滑行一段距离,获得足够的升力后才能起飞。某次测试中,飞机在起飞离地前,平直跑道对它的支持力F大与滑行距离s的关系如图乙所示。滑行中获得的升力为 比例系数 v是相对空气的速度。飞机起飞后航行时所受阻力大小与速度的关系如表所示。 (氢的热值为1.4×10⁸J/ kg)请解答以下问题:
速度 v(m/s)
10
20
30
40
50
阻力f(N)
30
120
480
750
(1)飞机在跑道上加速滑行时,获得升力的原因是流过机翼上方空气的流速 ,压强 (均选填“大”“小”或“不变” ) ;
(2)该飞机存储的4.5kg氢完全燃烧放出的能量;
(3)飞机以30m/s匀速航行时,受到的动力为多少 N;
(4)飞机落地后,关闭发动机的飞机要滑行较远的距离才能停下来,请你利用所学的物理知识解释这一现象。
25.如图甲所示,小明的妈妈为了躲避盛夏热辣的阳光,想在电动车的前把上安装遮阳伞,可商家告诉妈妈根据《上海市非机动车安全管理条例》,自2021年5月1日起,已明确禁止在非机动车上加装遮阳伞。为探其原因,小明根据遮阳伞的形状制作了如图乙所示的模型,并查阅资料了解到模型上表面呈圆弧状,上方的空气流速快;下表面较平整,下方的空气流速慢。小明把该模型穿在一根铁丝上并固定,在铁丝的上下各用一个力传感器施加向上、向下的拉力后,打开电扇对着模型吹风,如图丙所示。结果发现:上面力传感器的示数变小,下面力传感器的示数变大。
(1)根据实验现象比较模型上、下表面受到的流动气体压强的大小关系,并结合相关条件可归纳出流动气体的压强与流速的关系是: ;
(2)结合之前学过的知识:在其他条件相同时,压力越大,摩擦力也越大。请你根据上述信息帮小明解释非机动车禁止加装遮阳伞的原因: ;
(3)下列生活实例中,不能利用上述的规律解释的是 。
A.一阵大风吹来,伞面被吹翻
B.将氢气球放手后,它会飘向空中
C.跑车尾部安装上平下凸的气流偏导器,增加抓地力
26.阅读短文,回答问题。
复兴号开上青藏铁路“天路”开启动车时代
2023年7月1日起复兴号在青藏铁路西宁至格尔木段投入运营。青藏铁路正式进入动车时代。将复兴号开上青藏高原,中国可以说是创造了世界奇迹。青藏高原,常年有高寒、高海拔、高温、高紫外线辐射、大风沙等极端天气出现。那复兴号是如何开上青藏高原的呢?比如为确保动车组具备在-25℃时能够启动,在-40℃环境下可长期稳定运行,列车选用的金属、非金属材料全部要进行-40℃低温特性测试;比如沙尘会堵塞滤网,进入机组,粘附散热片降低散热能力,导致电气设备快速升温。为此,中国还特地量身打造了复兴号高原双源动力集中动车组,采用一体化设计,由内燃动力车、电力动力车和拖车组成,具有内燃和电力双动力源;比如为了解决高原铁路路基加固防护技术难题,勘测人员采取“空、天、地”一体化综合勘察技术,查明沿线灾害类型和分布,针对千米级危岩落石、高位泥石流等罕见不良地质,定切实有效的工程措施。
可以说,为了让复兴号开上青藏高原,中国攻克全国性、世界性罕见难题,创造了一系列高原铁路建设奇迹。
(1)为了解决高原铁路路基加固防护技术难题,勘测人员采取 技术;
(2)当复兴号匀速拐弯时,受到的是 力;(选填“平衡”或“非平衡”)
(3)开上青藏高原后,复兴号热水机里的热水沸点 100℃(选填“小于”或“等于”或“大于”),依据是: ;
(4)复兴号的窗户是不能打开的,这一设计决策有多个因素。其中一个因素是从安全角度考虑,复兴号在高速行驶时,如果窗户打开,车厢内物品会被吸出窗外,请从物理角度解释这一现象的原因。
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