内容正文:
第四节 流体压强与流速的关系
一、探究流体流速与压强的关系(4题)
二、流体流速与压强的关系的应用选择题(16题)
三、流体流速与压强的关系的应用填空题(20题)
四、流体流速与压强的关系的应用简答(5题)
一、探究流体流速与压强的关系(4题)
1. 在如图所示的四个实验装置中,能用来探究流体压强与流速关系的是( )
A. B. C. D.
2. (2025江苏扬州) 用乒乓球做小实验。如图,用吸管吹气,两乒乓球向中间靠拢,这是因为两球中间气体流速大,气体压强______。
3.(23-24八下·江苏泰州海陵区·期末)小实验可实现大智慧,兴趣小组利用矿泉水瓶进行以下实践。
(1)如图甲所示,瓶内灌满水,用一张纸盖住瓶口,压紧后将瓶子倒置,水和纸都不会下落,这是由于_______的作用。
(2)如图乙所示,两个空瓶靠近并平行放置在光滑的玻璃板上,沿箭头方向用力吹气,发现两空瓶靠拢,这说明流体压强随流速增大而__________。
4.(23-24八下·江苏扬州邗江区·期末)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,小明同学利用电风扇、升力测力计及飞机模型,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次实验并计算升力的平均值;
②改变迎角的大小,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”如图乙所示。
(1)本实验得出的结论是 ________;
(2)小明若要进一步“探究飞机的升力与其飞行速度的关系”,则需要控制 ________和 ________相同;
(3)利用现有器材,如何操作可以模拟飞机不同的飞行速度?________。
二、流体流速与压强的关系的应用选择题(16题)
5. (2025黑龙江绥化)下列现象中能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A. 口吹硬币跳越木块 B. 用吸管吸饮料 C. 铁轨下铺枕木 D. 茶壶中水面相平
6. (2025山东省)小华观察发现:同一河流,狭窄处比宽阔处水流更快。受此启发,他结合所学物理知识,设计了四种装置吸取液体肥,用于学校劳动基地水肥一体化灌溉,各装置剖面如图所示。在左端管口横截面积和水流流速相同的情况下,下列设计中吸肥最快的是( )
A. B.
C. D.
7. (2025四川宜宾)下列事例主要用流体压强与流速关系来解释的是( )
A. 生活中常用吸管喝牛奶 B. 机翼表面设计成上凸下平
C. 高压锅容易把食物煮熟 D. 拦河大坝设计成上窄下宽
8.(23-24八下·江苏淮安淮安区·期末)如图所示是北美草原犬鼠洞穴的横截面示意图,它有两个出口,当风吹过隆起的洞口A表面时,风速较大,吹过平坦的洞口B表面时,风速较小,从而给洞中的犬鼠带去习习凉风,则下列有关洞内风向分析正确的是( )
A.风总是从A口吹入,B口吹出
B.风总是从B口吹入,A口吹出
C.风总是从A、B口同时吹入
D.风总是不会吹入任一洞口
9.(23-24八下·江苏江阴·期末)如图所示是科技馆的“球吸”展项,不吹风时两球静止,当风从下向上吹向两球中间时,两球会相互靠拢,出现“球吸”现象,下列事例的工作原理与此“球吸”原理相同的是( )
A.拔火罐
B.吸管吸饮料
C.船闸
D.客机高空飞行时的升力
10. 说明流体中流速大的地方压强小的原理是( )
A. 将气球按压在钉板上,气球没有破裂
B. 将气球放在里面有热气的瓶口上,气球被吞了进去
C. 向气球中间吹气,两球靠拢
D. 将两个被毛织品摩擦过的气球靠近,两球相互弹开
11. 图所示能够说明流体压强与流速关系的是( )
A. 拦河坝设计成上窄下宽
B. 向下吹气,乒乓球下落
C. 用吸盘搬运玻璃
D. 站在安全线以外候车
12.如图所示的四幅图中,不能利用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.用吸管将饮料吸到嘴里
B.热气球腾空而起
C.向烧瓶浇冷水,停止沸腾的水又沸腾了
D.往b管中吹气,a管中的水面上升
13. 为了适应生存环境,许多动物的身体部位进化出了不同的功能。对此,从物理学角度解释不正确的是( )
A. 蚊子尖尖的口器可以轻松插入皮肤吸吮血液,是通过减小受力面积来增大压强的
B. 乌贼遇到危险时墨囊会喷出墨汁,借助墨汁的反冲推力迅速逃生
C. 鸟类有时不用拍打翅膀也能翱翔天空是应用了流速大压强大的原理
D. 蝙蝠利用回声定位能够在夜间自由飞行和捕捉食物
14. 下列现象用流体压强与流速关系知识解释的是( )
A. 硬纸板不掉下来 B. 吸盘挂钩 C. 用吸管吸饮料 D. 飞机机翼
15.下列现象能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
①如图甲所示向两张纸中间吹气,纸张向中间靠拢;
②如图乙所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起;
③如图丙所示地铁站台边,人必须站在安全黄线以外的区域候车;
④如图丁所示飞机升力的产生原因。
A.①② B.①④ C.③④ D.①③④
16. 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;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
17. 我国完成了速度超过400km/h的高铁交会试验,两列高速运行的列车交会过程中,产生“强吸力”的原因是两车之间的空气( )
A.流速大,压强大 B.流速小,压强小 C.流速大,压强小 D.流速小,压强大
18.(23-24八下·山东济南莱芜区·期末)夏季到来,交警部门加大了对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度,如图所示,遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在较大的安全隐患,当电动车快速行驶时有“向上飘”的感觉。下列关于这一现象的解释正确的是( )
A.伞上方的空气流速大于下方,压强大于下方
B.伞上方的空气流速大于下方,压强小于下方
C.伞上方的空气流速小于下方,压强大于下方
D.伞上方的空气流速小于下方,压强小于下方
19.(23-24八下·山东济南南山区·期末)如图为拓展活动课时同学们制作的空气迫击炮。用电吹风沿着圆筒上端的筒口送风,乒乓球被逐一吸入圆筒,并从圆筒上方喷射出去。产生这一现象的原因是( )
A.筒口下方空气流速大,导致筒口下方的压强大于筒口上方的压强
B.筒口下方空气流速大,导致筒口下方的压强小于筒口上方的压强
C.筒口上方空气流速大,导致筒口下方的压强小于筒口上方的压强
D.筒口上方空气流速大,导致筒口下方的压强大于筒口上方的压强
20.(23-24八下·山东菏泽单县·期末)下面几个生活事例中,不是揭示流体压强与流速关系的是( )
A.向两纸间吹气,纸片合拢B.汽车设计成流线型 C.用吸管喝水 D.用漏斗向下吹乒乓球
三、流体流速与压强的关系的应用填空题(20题)
21. (2025安徽)图示为航行中的水翼船,其下部装有上表面凸起、下表面平直的水翼,类似飞机机翼。当船在水中高速航行时,水翼会获得升力,这是由于相对于水翼下方,水翼上方水流的流速______,压强小。
22. (2025河北)如图所示,小明在站台上的安全线外候车,是为了防止列车进站时,列车附近的空气流速大,压强___________而带来的危险。列车出站后,在列车座位上的小明相对于列车车窗是___________的。
23. (2025江西)如图所示,飞机的机翼是仿照鸟的翅膀设计出来的,气流经过机翼下方的流速比上方的流速小,机翼下方的空气压强比上方的空气压强___________,于是产生向上的升力;飞机升得越高,受到的大气压越___________。
24. (2025天津)出行安全尤为重要。公交车上提示“请抓好扶手”,是因为乘客具有______,急刹车时易摔倒;高铁站台上提示“候车请勿越过安全线”,是因为流体流速大的位置压强______,越过安全线易引发危险。
25.如图所示,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”)。
26. 科技兴趣小组利用盛有水的烧杯和A、B两根吸管组成如图所示的实验装置,用于证明流体压强和流速的关系。沿着B管水平吹气,观察到A管液面________(选填“上升”或“下降”),说明了________。
27.(23-24八下·山东东营垦利区期末)夏季是溺水安全事故高发期,由于河流中水流快慢不均,会形成一定的漩涡,如果下水游泳,很容易被卷进漩涡里,如图所示,是河水中的漩涡。漩涡中心水的流速相对边缘处的流速较_________,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)
28.(23-24八下·山东济宁期末)搭乘高速列车时,出于安全考虑,旅客在站台候车时应站在黄色警戒线外,这是因为警戒线内的空气流速________,压强________(均选填“大”或“小”)。
29. 唐代诗人杜甫有诗句“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”。诗中秋风“卷”走“三重茅”主要是由于屋顶外侧空气相对于屋内空气的流速______ 、压强______ ,从而产生一个向____ 的力。
30. 国产大飞机C919飞行时,机翼上方的空气流速________下方的空气流速,机翼上方的气压________下方的气压。(两空均选填“大于”或“小于”)
31.如图甲所示的是一种家庭喂养宠物的自动喂水器,当碗中的水位下降到一定程度时,瓶中的水就会自动流下来,当碗中水位上升到一定程度后,瓶中的水就不再流下,这个装置是利用了 的作用;如图乙所示,当向B管中吹气时,A管中的水位会上升,这是因为在流体中,流速越快的地方压强越 (选填“大”或“小”)。
32.(23-24八下·山东青岛期末)如图1所示为离心式水泵,它能把水从低处抽到高处,是利用了______。如图2所示实验,固定在水平桌面上两根平行的木棒上,放了间隔一定距离的两个乒乓球,向两个乒乓球中间的间隙用力水平吹气,则两个乒乓球______(选填“靠近”或“远离”),出现这种现象的原因是:流体流速越大,压强越______。
33.生活中有各种关于“吸”的物理现象,细心发现就会有收获。如图甲所示,拔火罐时,将小罐内的空气加热后,迅速倒扣在皮肤上,小罐被“吸”住,说明了 的存在;图乙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)
34.(23-24八下·山东威海经济技术开发区期末)如图所示“神奇的空气炮”实验,将一个两端开口塑料直筒倾斜放置,下端对着乒乓球,用吹风机沿着塑料筒外侧上端开口处吹气,乒乓球就像“炮弹”一样,连续发射出去,该实验应用的物理知识是________;请举出一个利用此知识的生活情境:________。
35.(23-24八下·山东聊城高唐县第一实验中学·期末)2024年雄商高铁(聊城段)快速推进,目前工程处于快速架梁阶段。雄商高铁计划2026年9月建成通车。乘客在高铁站台要站在白色安全线内,是因为高铁列车进站时带动空气,使靠近列车一侧的空气流速变__________,压强变__________,压强差会给乘客带来危险。
36.(23-24八下·山东烟台福山区期末)鼹鼠洞挖成如图甲所示的形状,从而能较好地保持洞内的通风和干燥,图示情境中左边为鼹鼠洞的______(选填“出”或“进”)风口;喷雾器工作时如图乙所示,当推动活塞时,管口的空气流速增大,管口处的压强______,水在______的作用下进入管子上升,在瓶口处遇到高速气流打散成雾状。
37.(23-24八下·山东烟台期末)如图所示为自制发球机示意图,当吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方的气体流速变________,压强变________;若考虑竖直管壁摩擦,则需要________(选填“增大”或“减小”)乒乓球上方的风速,乒乓球更容易被发出。
38.(23-24八下·山东菏泽郓城县·期末)2023年06月13日山东威海等地遭强对流天气,网友视频显示:瓦片被狂风刮落砸穿车窗,一些临时搭建的烧烤摊遮阳棚被大风吹翻。风为何会有如此大的威力?
(1)一个临时遮阳棚的面积约是,无风时大气对遮阳棚顶的压力为_________N;
(2)大风吹向遮阳棚时,气流被棚顶分成上、下两部分,棚顶上方空气流速________(选填“大于”、“小于”或“等于”)棚下方空气流速,由于气体流速大的位置压强小,这样遮阳棚顶的上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,当压力差大于遮阳棚的重力时,遮阳棚就会被掀翻。
39.(23-24八下·山东青岛即墨区·期末)如图所示,屋顶风帽是利用自然风使风帽旋转以实现室内换气的装置,设置在屋面的顶部,它不用电,无噪声,节能环保,速度仅为0.2m/s的微风就可使其轻盈运转。
(1)屋顶风帽的优点是__________(列举一条即可);
(2)风帽转动时,其内部空气流速变大、压强变________,室内污浊气体在________的作用下被排出;
(3)水平方向的风,从不同方位吹来,风帽的转动方向__________(相同/不同)。
40.有些跑车在车尾安装了一种“气流偏导器”,如图所示,由于“气流偏导器”上表面平直,下表面呈弧形凸起,当跑车高速行驶时,流过它上方的空气速度比下方空气速度________(选填“大”或“小”),此时,上方空气压强比下方空气压强________(选填“大”或“小”),这样,“气流偏导器”受到一个向________(选填“上”或“下”)的压力差,从而使车轮抓紧地面。
四、流体流速与压强的关系的应用简答(5题)
41. (2025贵州)如图所示,有一种灭火喷水枪,枪管呈S状,灭火时只要将喷水枪置于着火房屋的窗口处并使枪口向外,当水枪向窗外喷出高速水流,就能将屋内烟、气“带走”,使房屋内的火因缺少燃烧条件而熄灭。请用相关物理知识解释烟、气被“带走”的原因。
42. 深圳地区经常会有台风(如图所示),市政府要求居民将简易房的屋顶加固,请你对这一要求进行合理解释。
43. 如图所示,相信同学们都有过这样的经历:下雨时,我们撑着一把伞步行在雨中,一阵大风吹来,雨伞往往会被向上吸起来.请你用学过的物理知识解释这个现象.
44.黔西高铁站正式运行通车,小鹭搜索相关的信息:高铁站台前有时一条安全线如图所示:高铁列车车身线形流畅、优美,头部向前突出颇像子弹头;当列车刹车时,乘客会向前倾。请你解释:
(1)为什么乘客候车时都要站在黄色的安全线外?
(2)为什么行驶中的车辆紧急刹车时,乘客会向前倾?
45.如图所示是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图,洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的圆形土堆,生物学家不是很清楚其中的原因,他们猜想:草原犬鼠把其中的一个洞口堆成土包,是为了建一处视野开阔的瞭望台,但是如果这一假设成立的话,它又为什么不在两个洞口处都堆上土包呢?那样不就有了两个瞭望台了吗?实际上两个洞口的形状不同,决定了洞口流动的方向,吹过平坦表面的风运动速度小,压强大;吹过隆起表面的风速度大,压强小,因此地面上风吹进了犬鼠的洞穴,给犬鼠带去了习习凉风。
请回答下列问题。
(1)标出洞穴中空气流动的方向。
(2)试着运用上文提到的物理知识说明,乘客为什么必须站在安全线以外的位置侯车?
(3)上文提到的物理知识在生产和生活中也有着广泛的应用,如:______(举一例)
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第四节 流体压强与流速的关系
一、探究流体流速与压强的关系(4题)
二、流体流速与压强的关系的应用选择题(16题)
三、流体流速与压强的关系的应用填空题(20题)
四、流体流速与压强的关系的应用简答(5题)
一、探究流体流速与压强的关系(4题)
1. 在如图所示的四个实验装置中,能用来探究流体压强与流速关系的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A.如图所示的装置,当风从该装置吹过时,其上下表面空气流动速度不同,导致其上下表面产生压强差,使该装置受到向上的力的作用,该力可以通过测力计指针的偏转来反映,所以该装置可以用来探究流体压强与流速关系,故A符合题意;
B.该装置是用弹簧测力计测量物体的重力,故B不符合题意;
C.该装置是托里拆利实验装置,用来测量大气压的值,故C不符合题意;
D.该装置是用密度计测量液体密度,故D不符合题意。
2. (2025江苏扬州) 用乒乓球做小实验。如图,用吸管吹气,两乒乓球向中间靠拢,这是因为两球中间气体流速大,气体压强______。
【答案】小
【解析】向乒乓球中间吹气时,乒乓球中间流速大,压强变小,在流速小的地方压强较大,乒乓球外侧压强大于内侧压强,所以乒乓球向中间靠拢。
3.(23-24八下·江苏泰州海陵区·期末)小实验可实现大智慧,兴趣小组利用矿泉水瓶进行以下实践。
(1)如图甲所示,瓶内灌满水,用一张纸盖住瓶口,压紧后将瓶子倒置,水和纸都不会下落,这是由于_______的作用。
(2)如图乙所示,两个空瓶靠近并平行放置在光滑的玻璃板上,沿箭头方向用力吹气,发现两空瓶靠拢,这说明流体压强随流速增大而__________。
【答案】大气压/大气压强 减小/变小
【解析】(1)把装满水的瓶口盖上纸片倒置过来,水和纸片都不会下落,这是由于大气压将纸片托住了,此实验证明了大气压的存在。
(2)两个空瓶靠近并平行放置在光滑的玻璃板上,沿箭头方向用力吹气,两瓶之间空气流速变大,压强变小,两瓶外侧空气流速小,压强大,使两空瓶靠拢,该实验现象说明了流体压强随流速增大而减小。
4.(23-24八下·江苏扬州邗江区·期末)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,小明同学利用电风扇、升力测力计及飞机模型,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次实验并计算升力的平均值;
②改变迎角的大小,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”如图乙所示。
(1)本实验得出的结论是 ________;
(2)小明若要进一步“探究飞机的升力与其飞行速度的关系”,则需要控制 ________和 ________相同;
(3)利用现有器材,如何操作可以模拟飞机不同的飞行速度?________。
【答案】机翼升力与迎角有关,随着迎角的增大先变大后变小 机翼形状 迎角 改变电风扇的档位来改变风速
【解析】(1)由图乙可知,机翼升力与迎角有关,随着迎角的增大,机翼升力先变大后变小。
(2)若要进一步“探究飞机的升力与其飞行速度的关系”,则由控制变量法可知,应控制机翼的形状和迎角相同,改变飞机的飞行速度。
(3)由现有实验器材可知,可以通过改变电风扇的档位来改变风速,从而模拟飞机不同的飞行速度。
二、流体流速与压强的关系的应用选择题(16题)
5. (2025黑龙江绥化)下列现象中能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A. 口吹硬币跳越木块 B. 用吸管吸饮料 C. 铁轨下铺枕木 D. 茶壶中水面相平
【答案】A
【解析】A.口吹硬币跳越木块,吹气时硬币上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,产生向上的压力差使硬币跳起,能用流体压强与流速关系解释,故A符合题意;
B.用吸管吸饮料是利用大气压,吸气使吸管内气压减小,外界大气压将饮料压入吸管,故B不符合题意;
C.铁轨下铺枕木是通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.茶壶中水面相平是利用连通器原理(连通器内装同种液体,液体不流动时液面保持相平),故D不符合题意。
故选A。
6. (2025山东省)小华观察发现:同一河流,狭窄处比宽阔处水流更快。受此启发,他结合所学物理知识,设计了四种装置吸取液体肥,用于学校劳动基地水肥一体化灌溉,各装置剖面如图所示。在左端管口横截面积和水流流速相同的情况下,下列设计中吸肥最快的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】如图A 装置中间管道最窄,在水流量相同的情况下,水在A装置狭窄处流速最快,根据流速越大压强越小,此处压强会变得很小,与外界大气压形成较大的压强差,从而能快速将液体肥吸上来。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
7. (2025四川宜宾)下列事例主要用流体压强与流速关系来解释的是( )
A. 生活中常用吸管喝牛奶 B. 机翼表面设计成上凸下平
C. 高压锅容易把食物煮熟 D. 拦河大坝设计成上窄下宽
【答案】B
【解析】A.吸管喝牛奶利用大气压将液体压入吸管,与流体流速无关,故A不符合题意;
B.机翼表面设计成上凸下平,利用了流体压强与流速的关系:机翼上方空气流速大、压强小,下方流速小、压强大,从而产生升力。故B符合题意。
C.高压锅通过增大气压提高沸点,与流体流速无关,故C不符合题意;
D.拦河大坝因液体压强随深度增加而增大,与流体流速无关,故D不符合题意。
故选B。
8.(23-24八下·江苏淮安淮安区·期末)如图所示是北美草原犬鼠洞穴的横截面示意图,它有两个出口,当风吹过隆起的洞口A表面时,风速较大,吹过平坦的洞口B表面时,风速较小,从而给洞中的犬鼠带去习习凉风,则下列有关洞内风向分析正确的是( )
A.风总是从A口吹入,B口吹出
B.风总是从B口吹入,A口吹出
C.风总是从A、B口同时吹入
D.风总是不会吹入任一洞口
【答案】B
【解析】等质量的空气在相同的时间内通过出口的上表面,由于B出口平直,A出口向上突起,所以空气通过B出口上表面的流速小,压强大;通过A出口上表面的流速大,压强小,在两个出口间形成一个向右的压强差,因此,地面上的风总是B口吹入A口吹出 ,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
9.(23-24八下·江苏江阴·期末)如图所示是科技馆的“球吸”展项,不吹风时两球静止,当风从下向上吹向两球中间时,两球会相互靠拢,出现“球吸”现象,下列事例的工作原理与此“球吸”原理相同的是( )
A.拔火罐
B.吸管吸饮料
C.船闸
D.客机高空飞行时的升力
【答案】D
【解析】A.拔火罐利用了大气压强的作用,与流体压强和流速的关系无关,故A不符合题意;
B.吸管吸饮料利用了大气压强的作用,与流体压强和流速的关系无关,故B不符合题意;
C.船闸是利用了连通器的原理,与流体压强和流速的关系无关,故C不符合题意;
D.客机的机翼“上凸下平”,使机翼上方的空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,从而产生向上的压强差,从而使客机产生高空飞行时的升力,其原理是流体压强与流速的关系,故D符合题意。故选D。
10. 说明流体中流速大的地方压强小的原理是( )
A. 将气球按压在钉板上,气球没有破裂
B. 将气球放在里面有热气的瓶口上,气球被吞了进去
C. 向气球中间吹气,两球靠拢
D. 将两个被毛织品摩擦过的气球靠近,两球相互弹开
【答案】C
【解析】A.将气球按压在钉板上,气球没有破裂,是因为钉子数量多,通过增大受力面积减小了压强,故A不符合题意;
B.将气球放在里面有热气的瓶口上,气球被吞了进去,是因为瓶内气体温度降低后气压减小,大气压将气球压入瓶内,故B不符合题意;
C.向气球中间吹气,两球中间的空气流速变大压强变小,两侧的空气流速小压强大,将两球压向中间,所以两球靠拢,故C符合题意;
D.将两个被毛织品摩擦过的气球靠近,两球相互弹开,是因为两球带有同种电荷,两种电荷相互排斥,故D不符合题意。故选C。
11. 图所示能够说明流体压强与流速关系的是( )
A. 拦河坝设计成上窄下宽
B. 向下吹气,乒乓球下落
C. 用吸盘搬运玻璃
D. 站在安全线以外候车
【答案】D
【解析】A.因为液体的压强随深度的增加而增大,拦河坝设计成上窄下宽,会更好的保护拦河坝,故A不符合题意;
B.用漏斗向下吹气,乒乓球不落下,漏斗上方的空气流动速度变大,压强变小,故B不符合题意;
C.用吸盘搬运玻璃,在使用吸盘时,吸盘内的空气会被抽出,大气压能把吸盘紧紧的压在玻璃上,故C不符合题意;
D.列车在行驶时,周围的空气流动速度变大,压强会变小,为了保护候车乘客的安全,需要站在安全线以外候车,故D符合题意。
12.如图所示的四幅图中,不能利用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.用吸管将饮料吸到嘴里
B.热气球腾空而起
C.向烧瓶浇冷水,停止沸腾的水又沸腾了
D.往b管中吹气,a管中的水面上升
【答案】ABC
【解析】A.用吸管吸饮料的原理是:先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,利用了大气压强,不能利用流体压强与流速的关系解释,故A符合题意;
B.热气球升空,是因为热空气的密度比空气的密度小,热气球受到的浮力大于重力,利用的是空气的浮力,不能利用流体压强与流速的关系解释,故B符合题意;
C.向瓶底浇冷水,瓶内压强变小,水的沸点降低,停止沸腾的水又沸腾了,不能利用流体压强与流速的关系解释,故C符合题意;
D.a管中水面上升,是因为向b管中吹气时,a管上方的空气流速增大、压强减小,故D不符合题意。
故选:ABC。
13. 为了适应生存环境,许多动物的身体部位进化出了不同的功能。对此,从物理学角度解释不正确的是( )
A. 蚊子尖尖的口器可以轻松插入皮肤吸吮血液,是通过减小受力面积来增大压强的
B. 乌贼遇到危险时墨囊会喷出墨汁,借助墨汁的反冲推力迅速逃生
C. 鸟类有时不用拍打翅膀也能翱翔天空是应用了流速大压强大的原理
D. 蝙蝠利用回声定位能够在夜间自由飞行和捕捉食物
【答案】C
【解析】A.蚊子尖尖的口器,在压力一定时,减小受力面积来增大压强,从而插入皮肤来吸吮血液,故A正确,不符合题意;
B.乌贼遇到危险时墨囊会喷出墨汁,由于力的作用是相互的,墨汁的反冲推力迅速逃生,故B正确,不符合题意;
C.鸟类有时不用拍打翅膀也能翱翔天空是应用了流速大压强小的原理,故C错误,符合题意;
D.蝙蝠在飞行时能够发出超声波,超声波碰到蛾子、蚊子等昆虫或其它的障碍物反射回来,蝙蝠根据反射回来的超声波就可以对前方的物体做出判断,这叫回声定位,故D正确,不符合题意。故选C。
14. 下列现象用流体压强与流速关系知识解释的是( )
A. 硬纸板不掉下来 B. 吸盘挂钩 C. 用吸管吸饮料 D. 飞机机翼
【答案】D
【解析】A.水杯倒置水没流出,是因为纸片受到水向下的压强小于外界大气压强,水在外界大气压的作用下不会流出,是由于大气压引起的,不能用液体压强与流速关系解释,故A不符合题意;
B.吸盘吸附在墙壁上,需要先用力挤压塑料吸盘,把盘内的空气挤出,吸盘内的气体压强小于外界大气压,吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上,这是由于大气压引起的,不能用液体压强与流速关系解释,故B不符合题意。
C.用吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,不能用液体压强与流速关系解释,故C不符合题意;
D.飞机的机翼的横截面形状通常是上凸下平,当飞机飞行时,气流会同时流过机翼的上表面和下表面,上表面的气体流速大压强小,下表面气体流速小压强大,从而形成向上的升力,应用了流体压强与流速关系,故D符合题意。故选D。
15.下列现象能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
①如图甲所示向两张纸中间吹气,纸张向中间靠拢;
②如图乙所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起;
③如图丙所示地铁站台边,人必须站在安全黄线以外的区域候车;
④如图丁所示飞机升力的产生原因。
A.①② B.①④ C.③④ D.①③④
【答案】D
【解析】①对着两张平行的纸吹气,两纸中间的空气流速大压强小,而两纸的外部空气流速小压强大,两纸受到向内的压力差,所以两张纸被压到一起,能用流体压强与流速的关系来解释,故①符合题意;
②如图所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起,是因为液体对容器底和侧壁有压强,不能用流体压强与流速的关系来解释,故②不符合题意;
③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,所以人必须站在安全黄线以外的区域候车,能用流体压强与流速的关系来解释,故③符合题意;
④相等的时间内,空气经过机翼上面的路程大于下面的路程,则机翼上面的空气流速大于下面的流速,所以机翼上面的压强小于下面的压强,产生一个向上压强差,出现一个向上压力差,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④符合题意。
故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
16. 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;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
【答案】 A
【解析】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,不能通过对比实验现象来探究流体流速对流体压强的影响,故A符合题意;
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,对比实验现象可以探究流速对流体压强的影响,故B不符合题意;
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,对比实验现象可以探究流速对流体压强的影响,故C不符合题意;
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,对比实验现象可以探究流速对流体压强的影响,故D不符合题意。故选A。
17. 我国完成了速度超过400km/h的高铁交会试验,两列高速运行的列车交会过程中,产生“强吸力”的原因是两车之间的空气( )
A.流速大,压强大 B.流速小,压强小 C.流速大,压强小 D.流速小,压强大
【答案】C
【解析】本题考查的知识点是流体压强与流速的关系.流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小.比较两列高速运行的列车之间的压强以及外侧的压强的大小.
两列高速运行的列车交会过程中,两列高速列车之间的空气流动速度很大,压强小,两列车外侧的压强不变,车受到外侧压强大于车内侧受到的压强,两列车产生“强吸力”,故C正确.
点评:能够知道两列列车产生“强吸力”的原因,是解决问题的根本,而抓住哪个位置的流速大小,进而考虑该位置压强的大小是关键。能够熟练应用流速与压强关系这个规律是采分点。通过本题的解决,可以培养师生情感态度与价值观教育,比如在设计铁轨时,每对铁轨之间应该保持的最近距离要有限制,不是随意的。
18.(23-24八下·山东济南莱芜区·期末)夏季到来,交警部门加大了对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度,如图所示,遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在较大的安全隐患,当电动车快速行驶时有“向上飘”的感觉。下列关于这一现象的解释正确的是( )
A.伞上方的空气流速大于下方,压强大于下方
B.伞上方的空气流速大于下方,压强小于下方
C.伞上方的空气流速小于下方,压强大于下方
D.伞上方的空气流速小于下方,压强小于下方
【答案】B
【解析】伞面“上凸下平”,当电动车快速行驶时,伞上表面空气流速大,压强小,伞下表面空气流速小,压强大,伞就受到一个向上的压强、压力差,电动车快速行驶时有“向上飘”的感觉,故ACD错误,B正确。故选B。
19.(23-24八下·山东济南南山区·期末)如图为拓展活动课时同学们制作的空气迫击炮。用电吹风沿着圆筒上端的筒口送风,乒乓球被逐一吸入圆筒,并从圆筒上方喷射出去。产生这一现象的原因是( )
A.筒口下方空气流速大,导致筒口下方的压强大于筒口上方的压强
B.筒口下方空气流速大,导致筒口下方的压强小于筒口上方的压强
C.筒口上方空气流速大,导致筒口下方的压强小于筒口上方的压强
D.筒口上方空气流速大,导致筒口下方的压强大于筒口上方的压强
【答案】D
【解析】用电吹风沿着圆筒上端的筒口送风,乒乓球被逐一吸入圆筒,并从圆筒上方喷射出去,这是筒口上方空气流速大,压强小,导致筒口下方的压强大于筒口上方的压强,在压强差的作用下,乒乓球进入圆筒中,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
20.(23-24八下·山东菏泽单县·期末)下面几个生活事例中,不是揭示流体压强与流速关系的是( )
A.向两纸间吹气,纸片合拢B.汽车设计成流线型 C.用吸管喝水 D.用漏斗向下吹乒乓球
【答案】BC
【解析】A.当向两纸间吹气时,两纸之间的空气流速增大,流速大的地方压强小,所以两纸之间的压强减小。而两纸外侧的空气流速相对较小,压强相对较大。因此,两纸外侧的压强大于两纸之间的压强,形成向内的压力差,使得两纸合拢,故A不符合题意;
B.汽车设计成流线型是为了减小空气阻力。当汽车高速行驶时,流线型的设计可以使车身表面的空气流速更加均匀,从而减小空气阻力。并没有直接揭示流体压强与流速的关系。故B符合题意;
C.用吸管喝水时,我们用力吸吸管,使吸管内的空气压强减小,吸管外的空气压强就大于吸管内的空气压强,形成向内的压力差,使得水被压入吸管并进入我们的口中。故C符合题意;
D.用漏斗向下吹乒乓球时,乒乓球上方的空气流速增大,流速大的地方压强小,所以乒乓球上方的压强减小;而乒乓球下方的空气流速相对较小,压强相对较大。因此,乒乓球下方的压强大于上方的压强,形成向上的升力,使得乒乓球不会掉下来,故D不符合题意。故选BC。
三、流体流速与压强的关系的应用填空题(20题)
21. (2025安徽)图示为航行中的水翼船,其下部装有上表面凸起、下表面平直的水翼,类似飞机机翼。当船在水中高速航行时,水翼会获得升力,这是由于相对于水翼下方,水翼上方水流的流速______,压强小。
【答案】大
【解析】流体中,流速越快的位置压强越小。船在水中高速行驶时,水翼上表面凸起,水流速度大,压强小,水翼下表面的水流速度小,压强大,因此在水翼的上下表面存在向上的压强差,所以船便获得升力。
22. (2025河北)如图所示,小明在站台上的安全线外候车,是为了防止列车进站时,列车附近的空气流速大,压强___________而带来的危险。列车出站后,在列车座位上的小明相对于列车车窗是___________的。
【答案】 小 静止
【解析】[1]人离列车太近,列车进站时,使人和列车之间的空气流动速度快,压强变小,离站台远的地方气体相对流速较慢,压强较大,人在内外压强差的作用下,被强大的气流压向列车,从而造成危险,所以小明在站台上的安全线外候车。
[2]列车出站后,在列车座位上的小明相对于列车车窗的位置没有发生改变,小明相对于列车车窗是静止的。
23. (2025江西)如图所示,飞机的机翼是仿照鸟的翅膀设计出来的,气流经过机翼下方的流速比上方的流速小,机翼下方的空气压强比上方的空气压强___________,于是产生向上的升力;飞机升得越高,受到的大气压越___________。
【答案】 大 低
【解析】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,流体中,流速大的位置压强小,则机翼下方的空气压强比上方的空气压强大。
在地球上,高度越高,大气压越低,所以飞机升得越高,受到的大气压越低。
24. (2025天津)出行安全尤为重要。公交车上提示“请抓好扶手”,是因为乘客具有______,急刹车时易摔倒;高铁站台上提示“候车请勿越过安全线”,是因为流体流速大的位置压强______,越过安全线易引发危险。
【答案】 惯性 小
【解析】[1]公交车上提示“请抓好扶手”,人在行驶的公交车上,与公交车一起运动,当公交车突然刹车时,脚随着公交车一起减速,而上半身由于惯性仍然保持原来的运动状态,所以人会往前倒。
[2]列车高速通过站台时,车体附近气体流速大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被压向列车,使乘客受到一个“推”向列车的力,从而发生安全事故。
25.如图所示,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”)。
【答案】 (1)越小 (2) 减小
【解析】(1)所有流体(包括气体在内)都是流速大的位置,压强小。
(2)当风速增大时,机翼模型受到的向上的升力增大。测力计的读数等于机翼的重力减去机翼受到的升力,而机翼的重力是不变的,所以,测力计读数会减小。
26. 科技兴趣小组利用盛有水的烧杯和A、B两根吸管组成如图所示的实验装置,用于证明流体压强和流速的关系。沿着B管水平吹气,观察到A管液面________(选填“上升”或“下降”),说明了________。
【答案】 上升 流体中,流速越大的位置压强越小
【解析】当向B管吹气时,A管上方的空气流动速度增大,压强减小,A管下方压强不变,A管内的液体受到向上的压强大,液面上升。这说明在流体中,流速越大的位置压强越小。
27.(23-24八下·山东东营垦利区期末)夏季是溺水安全事故高发期,由于河流中水流快慢不均,会形成一定的漩涡,如果下水游泳,很容易被卷进漩涡里,如图所示,是河水中的漩涡。漩涡中心水的流速相对边缘处的流速较_________,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)
【答案】快 小
【解析】在流体中,流速越大的位置,压强越小。水流漩涡中心处水流速度快,压强小,漩涡边缘处水流速度慢,压强大,使得漩涡内外产生压强差,从而形成压力差,导致周边物体易被“吸入”漩涡,所以严禁私自下河游泳。
28.(23-24八下·山东济宁期末)搭乘高速列车时,出于安全考虑,旅客在站台候车时应站在黄色警戒线外,这是因为警戒线内的空气流速________,压强________(均选填“大”或“小”)。
【答案】大 小
【解析】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,即警戒线内的空气流速快,压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向列车,易出现危险。所以人必须站在黄色线以外的区域候车。
29. 唐代诗人杜甫有诗句“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”。诗中秋风“卷”走“三重茅”主要是由于屋顶外侧空气相对于屋内空气的流速______ 、压强______ ,从而产生一个向____ 的力。
【答案】大 小 上
【解析】秋风刮过屋顶,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,产生一个向上的压强差和压力差,所以秋风“卷”走屋顶茅草。
30. 国产大飞机C919飞行时,机翼上方的空气流速________下方的空气流速,机翼上方的气压________下方的气压。(两空均选填“大于”或“小于”)
【答案】 大于 小于
【解析】等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于上表面弯曲,所以机翼上方的流速就大于机翼前方的流速;而下表面平直,因此机翼下方的流速大致等于前方的流速,从而可以知道,机翼下方的流速就小于机翼上方的流速,所以机翼上方的压强小于机翼下方的压强,这样就产生了作用在机翼上的向上的升力。
31.如图甲所示的是一种家庭喂养宠物的自动喂水器,当碗中的水位下降到一定程度时,瓶中的水就会自动流下来,当碗中水位上升到一定程度后,瓶中的水就不再流下,这个装置是利用了 的作用;如图乙所示,当向B管中吹气时,A管中的水位会上升,这是因为在流体中,流速越快的地方压强越 (选填“大”或“小”)。
【答案】 大气压强 小
【解析】当碗中的水位下降到一定程度时,空气会进入到里面,瓶中的水会自动流出来;当碗中水位上升到一定程度后,空气进不到瓶中,在外界大气压的作用下,瓶中的水就不再流下。
在流体中,流速越快的地方压强越小,流速越慢的地方压强越大。
32.(23-24八下·山东青岛期末)如图1所示为离心式水泵,它能把水从低处抽到高处,是利用了______。如图2所示实验,固定在水平桌面上两根平行的木棒上,放了间隔一定距离的两个乒乓球,向两个乒乓球中间的间隙用力水平吹气,则两个乒乓球______(选填“靠近”或“远离”),出现这种现象的原因是:流体流速越大,压强越______。
【答案】大气压 靠近 小
【解析】离心水泵抽水通过叶轮转动使抽水机内水面上方的气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来。
向乒乓球中间吹气时,乒乓球中间流速大,压强变小,乒乓球外侧大气压不变,乒乓球外侧压强大于内侧压强,所以乒乓球向中间靠拢,出现这种现象的原因是:流体流速越大的位置压强越小。
33.生活中有各种关于“吸”的物理现象,细心发现就会有收获。如图甲所示,拔火罐时,将小罐内的空气加热后,迅速倒扣在皮肤上,小罐被“吸”住,说明了 的存在;图乙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)
【答案】 大气压强 小 大
【解析】将小罐内的空气加热后,小罐内空气由于热膨胀排出一部分,迅速倒扣在皮肤上,小罐内火熄灭,温度降低,罐内气压减小,小罐在外界大气压作用下吸在皮肤上,说明了大气压强的存在。
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。
34.(23-24八下·山东威海经济技术开发区期末)如图所示“神奇的空气炮”实验,将一个两端开口塑料直筒倾斜放置,下端对着乒乓球,用吹风机沿着塑料筒外侧上端开口处吹气,乒乓球就像“炮弹”一样,连续发射出去,该实验应用的物理知识是________;请举出一个利用此知识的生活情境:________。
【答案】流体流速越大的位置压强越小 扫地机器人清扫工作
【解析】流体流速越大的位置压强越小。用吹风机沿着塑料筒外侧吹上端开口处,塑料筒上端空气流速大,压强小,下端空气流速小压强大,在压强差的作用下,乒乓球就像“炮弹”一样,连续发射出去。
生活中的扫地机器人利用流体的压强与流速的关系工作的。
35.(23-24八下·山东聊城高唐县第一实验中学·期末)2024年雄商高铁(聊城段)快速推进,目前工程处于快速架梁阶段。雄商高铁计划2026年9月建成通车。乘客在高铁站台要站在白色安全线内,是因为高铁列车进站时带动空气,使靠近列车一侧的空气流速变__________,压强变__________,压强差会给乘客带来危险。
【答案】大 小
【解析】气体中,流速大的位置压强小。高铁列车进站时带动空气,使靠近列车一侧的空气流速变大,压强变小,远离列车一侧的空气流速小,压强大,产生的压强差会给乘客带来危险。
36.(23-24八下·山东烟台福山区期末)鼹鼠洞挖成如图甲所示的形状,从而能较好地保持洞内的通风和干燥,图示情境中左边为鼹鼠洞的______(选填“出”或“进”)风口;喷雾器工作时如图乙所示,当推动活塞时,管口的空气流速增大,管口处的压强______,水在______的作用下进入管子上升,在瓶口处遇到高速气流打散成雾状。
【答案】进 减小 大气压
【解析】由图可知,鼹鼠洞左边洞口较平,右边洞口凸起,空气水平吹过左边洞口时,流速慢、压强大;空气水平吹过右边洞口时,流速快、压强小,这样空气从左边洞口进入洞中,从右边洞口出来,从而能较好地保持洞内的通风和干燥。
如图乙所示,当推动活塞时,管口的空气流速增大,由伯努利原理可知,管口处的压强减小,小于大气压,容器内的水在大气压的作用下进入管子上升,在瓶口处遇到高速气流打散成雾状。
37.(23-24八下·山东烟台期末)如图所示为自制发球机示意图,当吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方的气体流速变________,压强变________;若考虑竖直管壁摩擦,则需要________(选填“增大”或“减小”)乒乓球上方的风速,乒乓球更容易被发出。
【答案】大 小 增大
【解析】当吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,乒乓球上方的气体压强小于下方的气体压强。
若考虑管壁摩擦,乒乓球向上运动,摩擦力向下,则需要增大空气的压力差,所以需要增大乒乓球上方的空气流速。
38.(23-24八下·山东菏泽郓城县·期末)2023年06月13日山东威海等地遭强对流天气,网友视频显示:瓦片被狂风刮落砸穿车窗,一些临时搭建的烧烤摊遮阳棚被大风吹翻。风为何会有如此大的威力?
(1)一个临时遮阳棚的面积约是,无风时大气对遮阳棚顶的压力为_________N;
(2)大风吹向遮阳棚时,气流被棚顶分成上、下两部分,棚顶上方空气流速________(选填“大于”、“小于”或“等于”)棚下方空气流速,由于气体流速大的位置压强小,这样遮阳棚顶的上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,当压力差大于遮阳棚的重力时,遮阳棚就会被掀翻。
【答案】 大于
【解析】(1)无风时大气对遮阳棚顶的压力为
(2)大风吹向遮阳棚时,气流被棚顶分成上、下两部分,等质量的空气在相同的时间内同时通过遮阳棚的上表面和下表面,由于上表面弯曲,所以,棚顶上方空气流速大于棚下方空气流速,由于气体流速大的位置压强小,这样遮阳棚顶的上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,当压力差大于遮阳棚的重力时,遮阳棚就会被掀翻。
39.(23-24八下·山东青岛即墨区·期末)如图所示,屋顶风帽是利用自然风使风帽旋转以实现室内换气的装置,设置在屋面的顶部,它不用电,无噪声,节能环保,速度仅为0.2m/s的微风就可使其轻盈运转。
(1)屋顶风帽的优点是__________(列举一条即可);
(2)风帽转动时,其内部空气流速变大、压强变________,室内污浊气体在________的作用下被排出;
(3)水平方向的风,从不同方位吹来,风帽的转动方向__________(相同/不同)。
【答案】节能环保 小 大气压 相同
【解析】(1)屋顶风帆靠风力推动,将风能转化为机械能,所以节能环保。
(2)由流体压强的特点可知,流体中流速越大的位置压强越小。风帽转动时,内部空气流速变大,压强变小,而室内气体流速小压强大,于是将污浊气体排出。
(3)水平方向的风,从不同方位吹来,风帽的转动方向都是顺时针的,所以风帽的转动方向相同。
40.有些跑车在车尾安装了一种“气流偏导器”,如图所示,由于“气流偏导器”上表面平直,下表面呈弧形凸起,当跑车高速行驶时,流过它上方的空气速度比下方空气速度________(选填“大”或“小”),此时,上方空气压强比下方空气压强________(选填“大”或“小”),这样,“气流偏导器”受到一个向________(选填“上”或“下”)的压力差,从而使车轮抓紧地面。
【答案】小;大;下。
【解析】由于气流偏导器下方凸起,当上下气体在相同时间内经过偏导器上下方时,导致下方气体流速快,根据流体压强与流速的关系可知,下方气体的压强小,上方气体的压强大,产生一个向下的合压强,从而使跑车受到一个向下的压力,在这个压力作用下跑车与地面的摩擦力变大,从而抓紧地面。
四、流体流速与压强的关系的应用简答(5题)
41. (2025贵州)如图所示,有一种灭火喷水枪,枪管呈S状,灭火时只要将喷水枪置于着火房屋的窗口处并使枪口向外,当水枪向窗外喷出高速水流,就能将屋内烟、气“带走”,使房屋内的火因缺少燃烧条件而熄灭。请用相关物理知识解释烟、气被“带走”的原因。
【答案】见解析
【解析】当水枪向窗外喷出高速水流时,高速水流附近的空气流速会随之增大,压强减小,屋内空气流速慢,压强大,在屋内外压强差作用下,屋内烟、气从屋内出来,使房屋内的火因缺少燃烧条件而熄灭。
42. 深圳地区经常会有台风(如图所示),市政府要求居民将简易房的屋顶加固,请你对这一要求进行合理解释。
【答案】刮台风时,由于屋顶上凸,相同时间内,屋顶上方空气经过的路程长,流速大,压强就小,相对而言屋内空气流速小,压强大,所以屋顶受到的向上的压力大于向下的压力,很容易被向上掀起,因此要进行加固。
【解析】利用流体流速与压强的关系分析屋顶上方空气流速大,压强小,屋子内房顶的气体流速小,压强大。再结合压强公式P=F/S得出房顶内外受到压力的大小。这样采取一些措施就不难了。
43. 如图所示,相信同学们都有过这样的经历:下雨时,我们撑着一把伞步行在雨中,一阵大风吹来,雨伞往往会被向上吸起来.请你用学过的物理知识解释这个现象.
【答案】大风吹来时,伞上方的空气流速大于下方的空气流速,而气体流速较大的地方压强较小,因此伞下方的气压大于伞上表面的气压,所以伞会被向上吸起来.
【解析】液体和气体称为流体,生活中常见的流体是空气和水;伞上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,伞在压强差的作用下,受到升力作用被吸起来.
大风吹来时,伞上方的空气流速大于下方的空气流速,而气体流速较大的地方压强较小,因此伞下方的气压大于伞上表面的气压,所以伞会被向上吸起来。
44.黔西高铁站正式运行通车,小鹭搜索相关的信息:高铁站台前有时一条安全线如图所示:高铁列车车身线形流畅、优美,头部向前突出颇像子弹头;当列车刹车时,乘客会向前倾。请你解释:
(1)为什么乘客候车时都要站在黄色的安全线外?
(2)为什么行驶中的车辆紧急刹车时,乘客会向前倾?
【答案】(1)见详解;(2)见详解
【解析】(1)因为列车快速行驶时,靠近车体附近的空气流速快、压强小,远离车体的空气流速慢、压强大,导致车体附近存在压强差,可能将乘客推向高铁,所以为了乘客的侯车安全,应站在黄色的安全线以外。
(2)当行驶中的车辆紧急刹车时,人的下半身随车辆一起减速,而人的上半身由于惯性,仍继续向前运动,所以乘客会向前倾。
45.如图所示是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图,洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的圆形土堆,生物学家不是很清楚其中的原因,他们猜想:草原犬鼠把其中的一个洞口堆成土包,是为了建一处视野开阔的瞭望台,但是如果这一假设成立的话,它又为什么不在两个洞口处都堆上土包呢?那样不就有了两个瞭望台了吗?实际上两个洞口的形状不同,决定了洞口流动的方向,吹过平坦表面的风运动速度小,压强大;吹过隆起表面的风速度大,压强小,因此地面上风吹进了犬鼠的洞穴,给犬鼠带去了习习凉风。
请回答下列问题。
(1)标出洞穴中空气流动的方向。
(2)试着运用上文提到的物理知识说明,乘客为什么必须站在安全线以外的位置侯车?
(3)上文提到的物理知识在生产和生活中也有着广泛的应用,如:______(举一例)
【答案】见解析
【解析】(1)洞穴口有平的有凸的,有风经过时,相同时间内,经过平的时速度小、压强大;经过凸的时速度大,压强小,两洞口出现压强差,使空气顺利进入洞穴.
(2)当乘客面向列车时,前方的空气流动速度大、压强小;后方大气压不变.人的前后方
出现压强差,把人推向列车造成伤害.
(3)如飞机的机翼、汽车呈现流线型等都是利用流体的压强与流速的关系的设计的。
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