9.5 流体压强与流速的关系 同步练习-2025-2026学年人教版物理八年级下学期
2026-02-02
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内容正文:
9.5流体压强与流速的关系
一.选择题(共12小题)
1.飞机机翼初看象是一个整体,实际上是由几部分组成的,如图甲。它的襟翼可以绕轴向后下方、后上方偏转。飞行员在飞机上升、下降等过程中,是通过操纵杆改变襟翼的弯度来改变飞机的升力、阻力的。下图是简化的机翼截面图,假如飞机在空中要做出横滚动作(飞机水平飞行时以机身为轴旋转),其右侧机翼形状如图乙,则其左侧机翼的形状最可能为( )
A.B. C.D.
2.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
3.同学们在家庭实验室利用“瓶瓶罐罐”进行实验,下列说法错误的是( )
A.甲图用装满水的瓶子和海绵,可以探究“压力作用效果与受力面积的关系”
B.乙图将打孔的瓶子装水可以探究“液体压强与深度的关系”
C.丙图用纸片盖住装满水的杯子,倒立后纸片不掉落,是因为分子间有相互作用的引力
D.丁图在吸管B的管口吹气,看到A管上方有水喷出,说明流体在流速大的地方压强小
4.下列关于压强知识的运用,说法不正确的是( )
A.甲图火车轨道铺在枕木上,通过增大受力面积减小铁轨对地面的压强
B.乙图做托里拆利实验时,玻璃管内顶端混入少量空气会使大气压的测量值偏大
C.丙图排水管的U形“反水弯”是一个连通器,起到隔绝下水道异味的作用
D.丁图A管中水面上升,是因为A管上方流速大的位置压强小
5.下列现象所涉及的物理知识与其他三项不一致的是( )
A.相距较近的两船平行急速行驶时,容易发生撞船事故
B.大风天气时,屋顶易被掀翻
C.用嘴从小瓶内吸出一部分空气,小瓶便会挂在嘴上
D.火车站内列车驶过时,人站在安全线以内是非常危险的
6.以下四个关于“流体与流速的关系”的现象中,满足压强p1>p2大小关系的是( )
A. B. C. D.
7.物理是一门以实验为基础的学科,以下关于四个力学实验的说法正确的是( )
A.甲实验中木板匀速向右运动时木块所受摩擦力方向向右,若拉F力变大,测力计示数变大
B.乙实验中若只打开B阀门,a管中的液面将低于b管中的液面;AB阀门都打开,a管中的液面将低于b管中的液面
C.丙实验中的U形管相当于连通器,实验前U形管两侧液面相平说明装置不漏气
D.丁实验中当向玻璃管中吹风时,U形管A管中的水面上升,B管中水面下降
8.小明制作了如图所示的玻璃装置,首先向水槽里灌满水,松开铁夹后,水流入上端开口,底部连通的a、b两管,待稳定后。随后拔去右端的软木塞,装置中的水立即向外涌出。下列说法正确的是( )
A.拔去右端的软木塞前,当管内的水不流动时,a管液面高于b管液面
B.拔去右端的软木塞前,当管内的水不流动时,a管液面低于b管液面
C.拔去右端的软木塞后,管内的水向外涌出时,a管液面高于b管液面
D.拔去右端的软木塞后,管内的水向外涌出时,a管液面低于b管液面
9.下列教材中的图片展示的现象中,不是利用流体压强与流速关系的是( )
A.自动喂水装置 B.自制喷雾器 C.犬鼠洞穴通风 D.冷热水混合淋浴器
10.如图甲所示是一种简易的喷水壶,喷水壶的结构如图乙所示。导管与喷嘴相连,上下推拉压柄给壶内充气后,按压按柄可以使水从喷嘴喷出。下列有关解释正确的是( )
A.按柄处的花纹是为了减小摩擦力
B.手柄做的较宽大是为了增大压强
C.该壶利用了流体流速越大压强越大的原理
D.壶中水减少时,壶底受到水的压强随之减小
11.图示是两个完全相同的机翼模型a和b,均只能沿竖直方向上下自由运动,A、B两弹簧测力计的示数分别为Fa、Fb,下列说法正确的是( )
A.当相同的风速吹向飞机模型时,Fa<Fb
B.当相同的风速吹向飞机模型时,Fa>Fb
C.当风突然停止时,模型a将上升
D.当风突然停止时,模型b将下降
12.如图所示,C919国产大飞机首度服务2024年春运。下列说法正确的是( )
A.飞机在上升过程中,舱外的大气压会变大
B.机翼是利用气体流速大,压强大的原理获得升力
C.飞机在跑道上加速滑行时,速度越快,惯性越大
D.飞机在跑道上加速滑行时,地面对飞机的支持力小于重力
二.填空题(共8小题)
13.如图所示为地铁站的候车区,在地面上标有黄线称为安全线。乘客在候车时都应依次等在安全线以外的位置。
(1)当地铁列车进站时, 气体压强相对会更大。
A.区域1
B.区域2
(2)候车时小明用吸管喝饮料,吸管的一端制成了斜口,可以 压强。
A.减小
B.增大
(3)用吸管将饮料吸入口中,是利用了 的作用。
14.如图甲所示,将空玻璃杯中放一乒乓球,沿图示方向用力吹气,我们发现乒乓球会跳出玻璃杯。这说明流体在流速大的地方压强 ;随后将杯子内装满水,用纸板盖住水杯,倒置后水没有流出,这是由于 的作用。
15.如图所示,小文直接用塑料瓶往水槽中倒水,由于水流带动它和塑料带之间的空气流动,导致轻质塑料带左侧A处受到的气压变 (选填“大”或“小”),使原本挂在瓶口竖直方向的轻质塑料带 (选填“靠近”或“远离”)水流。
16.如图所示,阀门1和阀门2均关闭,A、B、C三根竖管内的水面 (选填“A管最高”、“B管最高”、“C管最高”或“相平”)。若阀门1、阀门2均打开,水在管道内持续流动,则三根竖管内水面最低的是 (选填“A”、“B”或“C”)。
17.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”)。
18.如图是孙颖莎比赛的场景,球拍击打乒乓球的瞬间,乒乓球受到的弹力是由 (选填“乒乓球”或“球拍”)的形变产生;被击打后乒乓球旋转前进,球上方的气体流速小于下方的气体流速,则上方气体压强 下方气体压强,使球沿弧线运动。
19.如图是演示“流体压强与流速的关系”实验装置,U形管中装有水,直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平。如果在右端c处往装置里急吹气,由于相同时间内同一管中不同截面处气体流量相同,因此粗管d处和细管e处相比,气体流速较大的是 处,气体压强较大的是 处;此时a、b两管中液面较高的是 管。
20.如图所示,拧动燃气灶的点火装置后,天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃,因为天然气的喷入导致进口处的天然气流速 (选填“大”或“小”),其压强 大气压强(选填“大于”、“小于”或“等于”),所以天然气不会从进口处外泄。
三.实验探究题(共3小题)
21.(1)小一在小瓶里装满带颜色的水,在橡皮塞上插进一根细玻璃管,使橡皮塞塞住瓶口,这就做了一个简易温度计,如图甲所示。小一将简易温度计分别放入温度不同的水中,观察到细管中液面的位置如图乙、丙所示,则图 所反映的是放入温度较高的水中的情况。
(2)将小瓶内的水倒出少许,小一从细玻璃管上方向瓶内吹入少量气体,使水沿玻璃管上升到瓶口以上,如图丁所示。将该小瓶放到电梯中,从20层楼下降到1层楼,玻璃细管中的液面会 。(选填“上升”或“下降”)
(3)如图戊,小一在玻璃细管上端沿水平方形吹气,玻璃细管中的液面会 。(选填“上升”或“下降”)
22.小王同学看到空中翱翔的飞机,他想探究飞机升力大小与哪些因素有关,和同学们讨论后,他们提出了以下三种猜想:
猜想1:上平下凸的机翼比上凸下平的机翼产生的升力大;
猜想2:升力大小与飞机的飞行速度有关;
猜想3:升力大小与飞机的迎角有关。
(1)根据所学知识,小王判断猜想1是 (选填“正确”或“不正确”)的,判断的依据是 。
(2)为探究猜想2,如图所示,将一架飞机模型水平固定在升力测力计上,用电风扇以不同的风速进行多次实验。测得数据如表1:
表1
风速v(m/s)
0
5
10
15
20
25
升力F(N)
0
0.5
2
4
7
11.5
分析表中数据可知,飞机升力F与飞行速度v的变化关系为: 。
(3)在验证猜想2后,小王改变迎角(机翼轴线与水平气流方向的夹角)大小,用电风扇以相同的风速进行多次实验,测得数据如表2:
表2
迎角(°)
0
5
10
15
20
升力F(N)
2.5
5.2
7.6
10
3.5
①分析数据可知,飞机的飞行速度一定,迎角由逐渐增大到的过程中,升力的变化特点是 。
A.逐渐变大
B.逐渐变小
C.先增大后减小
D.先减小后增大。
②小王由此认为:相同情况下,飞机飞行时能获得最大升力的迎角为15°,你认为他的判断是 (选填“正确”或“不正确”)的,理由是 。
23.王老师利用气体压强传感器为同学们做“探究流体压强与流速的关系”演示实验,实验装置如图甲。
(1)装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起,右端与吹风机的尾部相连。当用吹风机抽气时,在同一段时间内,则细管内气体的流速比粗管内气体的流速 (选填“大”或“小”);
(2)将三个气体压强传感器的探头分别插入三节塑料管中,传感器与电脑相连,打开吹风机抽气时,由图像可知:平稳流动的气体,流速大处压强 (选填“大”或“小”)。图线③反映的是装置中 (选填“A”“B”或“C”)塑料管中气体压强随时间变化的情况;
(3)当老师将抽气的吹风机调换挡位后,图像中①②③三条图线出现了下移,由此可以判断吹风机挡位 (选填“增大”或“减小”);
(4)飞机机翼上表面弯曲,下表面较平直,当飞机前进时,机翼上、下表面就存在着压强差,产生 (选填“向上”或“向下”)的力。室外一阵风沿走廊吹过,会看到教室内的窗帘向 (选填“室内”或“室外”)飘去。
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
D
A
C
B
C
C
D
C
A
D
A
题号
12
答案
D
一.选择题(共12小题)
1.飞机机翼初看象是一个整体,实际上是由几部分组成的,如图甲。它的襟翼可以绕轴向后下方、后上方偏转。飞行员在飞机上升、下降等过程中,是通过操纵杆改变襟翼的弯度来改变飞机的升力、阻力的。下图是简化的机翼截面图,假如飞机在空中要做出横滚动作(飞机水平飞行时以机身为轴旋转),其右侧机翼形状如图乙,则其左侧机翼的形状最可能为( )
A. B.
C. D.
【分析】飞机在空中要做出横滚动作时,左右两侧机翼所受力的方向应该相反,首先确定乙图右机翼绕轴转动方向,然后根据左侧机翼和它转动方向相反来确定答案。
【解答】解:从乙图可知:右侧襟翼绕轴向后下方转动,左侧襟翼要向相反方向后上方转动。
故选:D。
【点评】此题要根据飞机受力分析来解,飞机要向横滚两侧机翼必须受不同方向的力是解题的关键。
2.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
【分析】根据流速越大的地方压强越小来分析解答。
【解答】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。
故选:A。
【点评】本题考查了流体压强与流速关系的实验探究,有一定的迷惑性,是道难题。
3.同学们在家庭实验室利用“瓶瓶罐罐”进行实验,下列说法错误的是( )
A.甲图用装满水的瓶子和海绵,可以探究“压力作用效果与受力面积的关系”
B.乙图将打孔的瓶子装水可以探究“液体压强与深度的关系”
C.丙图用纸片盖住装满水的杯子,倒立后纸片不掉落,是因为分子间有相互作用的引力
D.丁图在吸管B的管口吹气,看到A管上方有水喷出,说明流体在流速大的地方压强小
【分析】(1)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法;
(2)液体压强随深度的增加而增大;
(3)覆杯实验证明了大气压强的存在;
(4)流体流速大的地方压强小。
【解答】解:A.将装满水的瓶子正方和倒放,控制压力相同,而受力面积不同,海绵的凹陷程度不同,可以探究“压力作用效果与受力面积的关系”,故A正确;
B.乙图将打孔的瓶子装水,液体的密度相同,小孔处的水的深度不同,从容器侧壁上两孔喷出的水流距离,可以探究“液体压强与深度的关系”,故B正确;
C.丙图用纸片盖住装满水的杯子,倒立后纸片不掉落,是大气压托住水和纸片没有掉落,证明大气压的存在,故C错误;
D.在吸管B的管口吹气,吸管A上方空气的流速较快,看到A管上方有水喷出,说明管内液体受到向上的压力差,液体受到向上的压强大于向下的压强,说明流体在流速大的地方压强小,故D正确。
故选:C。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”及研究液体压强与深度的关系、大气压的存在、流体压强与流速的关系.主要考查控制变量法及转换法的应用,体现了对过程和方法的考查。
4.下列关于压强知识的运用,说法不正确的是( )
A.甲图火车轨道铺在枕木上,通过增大受力面积减小铁轨对地面的压强
B.乙图做托里拆利实验时,玻璃管内顶端混入少量空气会使大气压的测量值偏大
C.丙图排水管的U形“反水弯”是一个连通器,起到隔绝下水道异味的作用
D.丁图A管中水面上升,是因为A管上方流速大的位置压强小
【分析】(1)当压力一定时,受力面积越小,压强越大;受力面积越大,压强越小;
(2)玻璃管内顶端混入少量空气,会使得测量值变小;
(3)连通器的原理:连通器中装同种液体时,液体静止时,液面相平;
(4)流体压强与流速的关系:流速越大的位置,压强越小;流速越小的位置,压强越大。
【解答】解:A.甲图中,火车轨道铺在枕木上,是利用压力不变时,通过增大受力面积减小铁轨对地面的压强,故A正确;
B.乙图中,做托里拆利实验时,玻璃管内顶端混入少量空气会使水银柱高度减小,大气压的测量值偏小,故B错误;
C.丙图中,排水管的U形“反水弯”上端开口底部连通,是一个连通器,起到隔绝下水道异味的作用,故C正确;
D.流体压强中,流速 大的位置压强小,丁图A管中水面上升,是因为A管上方流速大的位置压强小,故D正确。
故选:B。
【点评】本题是事例都是生活中的常用的现象,利用生活现象考查物理知识,体现物理和生活的密切关系,体现了学以致用的目的。
5.下列现象所涉及的物理知识与其他三项不一致的是( )
A.相距较近的两船平行急速行驶时,容易发生撞船事故
B.大风天气时,屋顶易被掀翻
C.用嘴从小瓶内吸出一部分空气,小瓶便会挂在嘴上
D.火车站内列车驶过时,人站在安全线以内是非常危险的
【分析】流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大。
【解答】解:A、两船平行急速行驶时,船之间的水流速度快,压强小;船外侧水流速度慢,压强大,形成向中间的压力差,易发生撞船;
B、大风时,屋顶上方空气流速快,压强小;屋内空气流速慢,压强大,形成向上的压力差,易掀翻屋顶;
C、用嘴从瓶内吸出部分空气后,瓶内气压小于外界大气压,外界大气压将小瓶挂在嘴上;
D.火车驶过时,安全线以内空气流速快,压强小;外侧空气流速慢,压强大,易将人推向火车。涉及流体压强与流速的关系。
综上所述,C选项与其他不属于同种物理知识;
故选:C。
【点评】本题考查流体压强和流速的关系,属于基础题。
6.以下四个关于“流体与流速的关系”的现象中,满足压强p1>p2大小关系的是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】流体压强与流速的关系:在流体中,流速快的地方压强越小,流速慢的地方压强越大;据此分析解答。
【解答】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,但外侧压强相同,即p1=p2,故A错误;
B.从乒乓球上方吹气,乒乓球上方气流速度大于下方的气流速度,则上方压强小于下方压强,即p1<p2,故B错误;
C.如图物体上表面平直,下表面向下弯曲,相同时间内,空气经过下方的路程比上方路程长,下方 流速大,压强小,即p1>p2,故C正确;
D.由图可知,p1位置管较细,p2位置管较粗,由于管径粗处的流速较小,而管径细处流速较大,根据流体压强与流速的关系可知,细管处压强小,即p1<p2,故D错误。
故选:C。
【点评】掌握流体压强跟流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。能用流体压强解释有关的问题。
7.物理是一门以实验为基础的学科,以下关于四个力学实验的说法正确的是( )
A.甲实验中木板匀速向右运动时木块所受摩擦力方向向右,若拉F力变大,测力计示数变大
B.乙实验中若只打开B阀门,a管中的液面将低于b管中的液面;AB阀门都打开,a管中的液面将低于b管中的液面
C.丙实验中的U形管相当于连通器,实验前U形管两侧液面相平说明装置不漏气
D.丁实验中当向玻璃管中吹风时,U形管A管中的水面上升,B管中水面下降
【分析】(1)滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关,与其他因素无关;
(2)连通器是上端开口、底部连通的容器;连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的;
(3)流体压强和流速的关系:流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
【解答】解:A.甲实验中木板匀速向右运动时,木块保持静止,木块所受摩擦力和弹簧测力计对它的拉力是一对平衡力,大小相等,方向相反,摩擦力方向向右,若拉F力变大,由于木块对木板的压力以及它们之间的粗糙程度不变,所以木块受到的摩擦力不变,所以弹簧测力计示数不变,故A错误;
B.打开A阀门,水流入管道,a管、b管、大烧杯组成了上端开口,底部连通的容器即连通器,则当水流稳定后,a管中的液面高度等于b管中的液面高度;再打开B阀门,粗管和细管中水的流量相同,细管处水的流速大、压强小,支持的水柱低;粗管处水的流速小、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,故B错误;
C.丙实验中的U形管左端不开口,不是连通器,实验前U形管液面相平是正常现象,但不能说明装置不漏气,故C错误;
D.A管上面的玻璃管比较细,风经过A管上方的流动速度大于B管上方的空气流动速度,A管上方的压强小于B管上方的压强,水被压向A管,所以A管水面上升,B管水面下降,故D正确。
故选:D。
【点评】此题涉及到流体压强与流速的关系、连通器原理、摩擦力等多个知识点,是一道综合性较强的题目。
8.小明制作了如图所示的玻璃装置,首先向水槽里灌满水,松开铁夹后,水流入上端开口,底部连通的a、b两管,待稳定后。随后拔去右端的软木塞,装置中的水立即向外涌出。下列说法正确的是( )
A.拔去右端的软木塞前,当管内的水不流动时,a管液面高于b管液面
B.拔去右端的软木塞前,当管内的水不流动时,a管液面低于b管液面
C.拔去右端的软木塞后,管内的水向外涌出时,a管液面高于b管液面
D.拔去右端的软木塞后,管内的水向外涌出时,a管液面低于b管液面
【分析】(1)上端开口,底部连通的容器叫连通器,当连通器内装有一种液体,并且液体不流动时,各容器中液面保持相平;
(2)液体压强和流速的关系,在气体或液体中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
【解答】解:AB、由图可见,a管和b管上端开口,底部连通,二者构成了连通器,并且都盛有水,因此稳定后a管液面等于b管液面,故AB错误;
CD、拔掉右端的软木塞后,水会向外涌出,由于b管底部较细,水的流速较大,产生的压强小,所以a管液面高于b管液面,故C正确、D错误。
故选:C。
【点评】本题解决的关键是抓住仪器的特征,分析出蕴含的物理道理,主要考查连通器和流体压强与流速的关系。
9.下列教材中的图片展示的现象中,不是利用流体压强与流速关系的是( )
A.自动喂水装置
B.自制喷雾器
C.犬鼠洞穴通风
D.冷热水混合淋浴器
【分析】①需要区分流体在物体表面不同位置的流速。
②理解流体压强与流速的关系是解题的关键。
【解答】解:A、自动喂水装置是基于水位控制原理,依靠水位控制器或电磁阀控制水流,使水从存储器中流出并进入饮水碗,以供宠物喝水,与流体压强和流速的关系无关,故A符合题意。
B自制喷雾器是利用了流体动力学原理,通过压缩气体产生足够的压力,当气体从喷嘴快速释放时,其内部压力大于外部环境压力,从而驱动液体流出,形成喷雾,利用了流体流速大的地方压强小的原理,故B不符合题意。
C犬鼠洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的土堆。当地面上有空气流动时,隆起土堆的洞口气流速度大,压强减小,在此洞内外产生压强差,使气体朝此隆起土堆的洞口流出,同时洞内气压逐渐降低,另一洞口上方气压较高,气体又会从这一洞口流进,利用了流体压强与流速的关系,故C不符合题意。
D冷热水混合淋浴器在混合水的过程中,利用了流体流速与压强的关系。当冷水和热水分别以不同的速度流动时,它们之间会形成一定的压强差,从而使冷水和热水能够混合均匀。例如,在一些淋浴器设计中,通过调节冷水和热水的流速,来控制它们在混合腔中的混合比例和流出的水温,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】本题考查了液体压强与流速的关系。
10.如图甲所示是一种简易的喷水壶,喷水壶的结构如图乙所示。导管与喷嘴相连,上下推拉压柄给壶内充气后,按压按柄可以使水从喷嘴喷出。下列有关解释正确的是( )
A.按柄处的花纹是为了减小摩擦力
B.手柄做的较宽大是为了增大压强
C.该壶利用了流体流速越大压强越大的原理
D.壶中水减少时,壶底受到水的压强随之减小
【分析】(1)增大摩擦的方法:在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。在接触面的粗糙程度一定时,增大压力来增大摩擦;
(2)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强。在受力面积一定时,减小压力来减小压强。
(3)喷壶利用内部压强大于大气压喷射水;
(4)根据p=ρgh分析水的压强变化。
【解答】解:A.按柄处的花纹是压力一定时,增大接触面的粗糙程度增大摩擦力,故A错误;
B.手柄做的较宽大是压力一定,增大受力面积减小压强,故B错误;
C.利用内部压强大于大气压喷射水,不是利用流体压强与流速关系原理工作的,故C错误;
D.壶中水逐渐减少,深度减小,根据p=ρgh知,壶底受到水的压强随之减小,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查增大摩擦、减小压强、液体与气体的压强,属于中档题。
11.图示是两个完全相同的机翼模型a和b,均只能沿竖直方向上下自由运动,A、B两弹簧测力计的示数分别为Fa、Fb,下列说法正确的是( )
A.当相同的风速吹向飞机模型时,Fa<Fb
B.当相同的风速吹向飞机模型时,Fa>Fb
C.当风突然停止时,模型a将上升
D.当风突然停止时,模型b将下降
【分析】流体压强与流速的关系:流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
【解答】解:AB.如图所示,a的形状类似于机翼,气流流过时,上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,会产生向上的升力,所以弹簧测力计A的示数变小;图中b的形状是装反了的机翼,气流流过时,下方空气流速大、压强小,上方空气流速小、压强大,会产生向下的力,所以弹簧测力计B的示数变大,所以Fa<Fb,故A正确,B错误;
C、有风时,模型a上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,会产生向上的升力,模型a将上升,当风突然停止时,压力差消失,模型a将下降,故C错误;
D、有风时,模型b下表面的空气流速较快,压强较小,在竖直向下的压力差的作用下,将下降,当风突然停止时,压力差消失,模型b将上升,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查流体压强与流速的关系及其在生活中的应用,我们平时要多观察生活中的现象,并用所学知识解释生活中的现象。
12.如图所示,C919国产大飞机首度服务2024年春运。下列说法正确的是( )
A.飞机在上升过程中,舱外的大气压会变大
B.机翼是利用气体流速大,压强大的原理获得升力
C.飞机在跑道上加速滑行时,速度越快,惯性越大
D.飞机在跑道上加速滑行时,地面对飞机的支持力小于重力
【分析】(1)大气压随海拔高度的升高而减小;
(2)流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大;
(3)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,惯性的大小只与物体的质量有关。
【解答】解:A、飞机在上升过程中,舱外的大气压会变小,故A错误;
B、机翼是利用气体流速大、压强小的原理获得升力的,故B错误;
C、飞机在跑道上加速滑行时,其质量不变,惯性大小不变,故C错误;
D、飞机在跑道上加速滑行时,在竖直方向受到地面对飞机的向上的支持力、向上的升力及向下的重力作用,这三个力是平衡力,所以支持力小于重力,故D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查了惯性大小的影响因素、大气压与海拔高度的关系、流体压强与流速的关系等,综合性强。
二.填空题(共8小题)
13.如图所示为地铁站的候车区,在地面上标有黄线称为安全线。乘客在候车时都应依次等在安全线以外的位置。
(1)当地铁列车进站时, A 气体压强相对会更大。
A.区域1
B.区域2
(2)候车时小明用吸管喝饮料,吸管的一端制成了斜口,可以 B 压强。
A.减小
B.增大
(3)用吸管将饮料吸入口中,是利用了 大气压 的作用。
【分析】(1)流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
(2)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
(3)用吸管将饮料吸入口中,是利用了 大气压的作用。
【解答】解:(1)当列车驶进站台时,安全带内测(区域1)的空气流动速度大于安全带外侧(区域2),根据流体压强与流速的关系可知,安全带内测(区域1)的气体压强小于安全带外侧(区域2)的气体压强。
(2)吸管的一端制成了斜口,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
(3)用吸管将饮料吸入口中时,先把吸管内的空气吸走,使吸管内的气压降低,而外界大气压强相对较大,在气压差的作用下,饮料就被大气压压入吸管进而进入口中,所以是利用了大气压强的作用。
故答案为:(1)A;(2)B;(3)大气压。
【点评】本题考查与压强相关的知识,压强问题是力学中的一个重点和难点,应该熟练掌握。
14.如图甲所示,将空玻璃杯中放一乒乓球,沿图示方向用力吹气,我们发现乒乓球会跳出玻璃杯。这说明流体在流速大的地方压强 小 ;随后将杯子内装满水,用纸板盖住水杯,倒置后水没有流出,这是由于 大气压 的作用。
【分析】(1)盛有米的玻璃杯处于静止状态,受平衡力作用,根据力的平衡知识分析即可。
(2)大气压的应用大多是利用内外的气压差,所以要判断是否是大气压的应用,要注意有没有形成这个“气压差”。
(3)用力吹气,根据流体的流速增大压强减小,使乒乓球上方空气的流速增大压强减小。
【解答】解:(1)当用力吹气时,增大乒乓球上方的空气的流动速度,压强减小,乒乓球下面的压强不变,乒乓球下面的压强大于上面的压强,乒乓球在压强(力)差的作用下会跳出玻璃杯。
(2)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。
故答案为:小;大气压。
【点评】掌握大气压以及流体的压强跟流速的关系,并能用相关知识解释有关的问题。
15.如图所示,小文直接用塑料瓶往水槽中倒水,由于水流带动它和塑料带之间的空气流动,导致轻质塑料带左侧A处受到的气压变 小 (选填“大”或“小”),使原本挂在瓶口竖直方向的轻质塑料带 靠近 (选填“靠近”或“远离”)水流。
【分析】流体流速大的地方压强较小,流速小的地方压强较大。
【解答】解:流体流速大的位置压强小,小文直接用塑料瓶往水槽中倒水,由于水流带动它和塑料带之间的空气流动,导致轻质塑料带左侧A处受到的气压变小,使原本挂在瓶口竖直方向的轻质塑料带靠近水流。
故答案为:小;靠近。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系,属于基础题。
16.如图所示,阀门1和阀门2均关闭,A、B、C三根竖管内的水面 相平 (选填“A管最高”、“B管最高”、“C管最高”或“相平”)。若阀门1、阀门2均打开,水在管道内持续流动,则三根竖管内水面最低的是 C (选填“A”、“B”或“C”)。
【分析】(1)上端开口不连通,下部连通的容器叫做连通器;
连通器中注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上;
(2)流体压强与流速的关系:流体流速大的位置压强小。
【解答】解:当阀门1和阀门2均关闭时,A、B、C三根竖管和下方的管道构成了一个连通器。
连通器里装同种液体,当液体不流动时,各容器中的液面总保持相平,所以此时A、B、C三根竖管内的水面相平。
当阀门1、阀门2均打开,水在管道内持续流动时,由流体压强与流速的关系可知,由图可知,C管下方的管道最细,水在管道内的流速最大,所以C管下方的压强最小,C内水面最低。
故答案为:相平;C。
【点评】本题考查了连通器的原理和流体压强跟流速的关系,属于基础题。
17.如图所示,A、B两管上端开口底部相通,它们构成的是一个 连通器 。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 大气压 的作用下会 上升 (选填“上升”“下降”或“不变”)。
【分析】(1)连通器是上端、开口底部连通的容器,连通器内只有一种液体时,液体不流动时,各容器液面相平。
(2)液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
【解答】解:由图可知,A、B两管上端开口、底部相通,它们构成的是一个连通器。
根据流体压强和流速的关系可知,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。
故答案为:连通器;大气压;上升。
【点评】掌握流速和压强的关系,并能用流体压强和流速的关系解释一些现象。
18.如图是孙颖莎比赛的场景,球拍击打乒乓球的瞬间,乒乓球受到的弹力是由 球拍 (选填“乒乓球”或“球拍”)的形变产生;被击打后乒乓球旋转前进,球上方的气体流速小于下方的气体流速,则上方气体压强 大于 下方气体压强,使球沿弧线运动。
【分析】(1)物体由于发生弹性形变所产生的力叫弹力。
(2)在流体中,流速越大的位置,压强越小。
【解答】解:乒乓球受到的弹力的施力物体是球拍,所以是球拍发生弹性形变产生的。
在流体中,流速越大的位置,压强越小;球上方的气体流速小、压强大,球下方的气体流速大、压强小,从而有一个向下的压强差,有一个向下的压力差,使球沿弧线运动。
故答案为:球拍;大于。
【点评】本题考查的是弹力的基本概念;知道流体的压强与流速的关系。
19.如图是演示“流体压强与流速的关系”实验装置,U形管中装有水,直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平。如果在右端c处往装置里急吹气,由于相同时间内同一管中不同截面处气体流量相同,因此粗管d处和细管e处相比,气体流速较大的是 e 处,气体压强较大的是 d 处;此时a、b两管中液面较高的是 a 管。
【分析】流体压强与流速的关系:流体流速大的位置压强小。
【解答】解:如果在右端c处往装置里急吹气,由于d处比e处粗,导致d处气流速度小于e的气流速度,e处的气体流速较大,根据流体压强和流速的关系可知,d处气流压强大于e的气流压强,在左右压强差的作用下b管水面下降,a管水面升高,a管液面较高。
故答案为:e;d;a。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系,对于流体压强问题,要明确被研究的物体,物体的哪两个侧面流体流速不同,判断两个侧面的压强情况,判断物体在压强差作用下的运动情况。
20.如图所示,拧动燃气灶的点火装置后,天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃,因为天然气的喷入导致进口处的天然气流速 大 (选填“大”或“小”),其压强 小 大气压强(选填“大于”、“小于”或“等于”),所以天然气不会从进口处外泄。
【分析】流体流速越大的地方压强越小。
【解答】解:因为流速越快,流体的压强越小,所以进口处天然气流速大,压强小于大气压,天然气和空气在大气压的作用下流向燃烧头,而天然气不会向空气中泄漏。
故答案为:大;小。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系,属于基础题。
三.实验探究题(共3小题)
21.(1)小一在小瓶里装满带颜色的水,在橡皮塞上插进一根细玻璃管,使橡皮塞塞住瓶口,这就做了一个简易温度计,如图甲所示。小一将简易温度计分别放入温度不同的水中,观察到细管中液面的位置如图乙、丙所示,则图 乙 所反映的是放入温度较高的水中的情况。
(2)将小瓶内的水倒出少许,小一从细玻璃管上方向瓶内吹入少量气体,使水沿玻璃管上升到瓶口以上,如图丁所示。将该小瓶放到电梯中,从20层楼下降到1层楼,玻璃细管中的液面会 下降 。(选填“上升”或“下降”)
(3)如图戊,小一在玻璃细管上端沿水平方形吹气,玻璃细管中的液面会 上升 。(选填“上升”或“下降”)
【分析】(1)简易温度计是利用小瓶内水的热胀冷缩的规律工作的,据此分析;
(2)大气压随高度增加而减小;
(3)流体流速大的位置压强小。
【解答】解:(1)当将此温度计放入温度较高的水中时,小瓶中的水因受热而膨胀,细管中的水柱上升,则细管中的液面比甲高,故题图乙是放入温度较高的水中的情况。
(2)大气压随高度增加而减小,将自制“气压计”从20楼层乘电梯送到1楼层时,气压计内部气体压强不变,外面气压增大,玻璃管中的水柱会下降一些。
(3)小一在玻璃细管上端沿水平方形吹气,则会使细管口出的气流流速加快,使细管口处的大气压压强变小,而瓶内的气压不变,所以玻璃细管中的液面会上升。
故答案为:(1)乙;(2)下降;(3)上升。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系、大气压与高度的关系、自制温度计,属于综合题。
22.小王同学看到空中翱翔的飞机,他想探究飞机升力大小与哪些因素有关,和同学们讨论后,他们提出了以下三种猜想:
猜想1:上平下凸的机翼比上凸下平的机翼产生的升力大;
猜想2:升力大小与飞机的飞行速度有关;
猜想3:升力大小与飞机的迎角有关。
(1)根据所学知识,小王判断猜想1是 不正确 (选填“正确”或“不正确”)的,判断的依据是 上平下凸的机翼下表面空气流速快、压强小,上表面流速慢、压强大,从而形成向下的压强差,而上凸下平的机翼上表面空气流速快、压强小,下表面流速慢、压强大,从而形成向上的压强差 。
(2)为探究猜想2,如图所示,将一架飞机模型水平固定在升力测力计上,用电风扇以不同的风速进行多次实验。测得数据如表1:
表1
风速v(m/s)
0
5
10
15
20
25
升力F(N)
0
0.5
2
4
7
11.5
分析表中数据可知,飞机升力F与飞行速度v的变化关系为: 在其他条件相同时,飞机飞行速度越大,所受升力越大 。
(3)在验证猜想2后,小王改变迎角(机翼轴线与水平气流方向的夹角)大小,用电风扇以相同的风速进行多次实验,测得数据如表2:
表2
迎角(°)
0
5
10
15
20
升力F(N)
2.5
5.2
7.6
10
3.5
①分析数据可知,飞机的飞行速度一定,迎角由逐渐增大到的过程中,升力的变化特点是 C 。
A.逐渐变大
B.逐渐变小
C.先增大后减小
D.先减小后增大。
②小王由此认为:相同情况下,飞机飞行时能获得最大升力的迎角为15°,你认为他的判断是 不正确 (选填“正确”或“不正确”)的,理由是 在实验测试的迎角范围0°~20°内,且数据较少,数量间隔较大,不能确定15°就是获得最大升力的迎角,可能在10°~15°或15°~20°还有更大升力存在,需进一步细化测量才能确定最大升力的迎角 。
【分析】(1)流体压强特点:流体流速越大的位置,压强越小;
(2)分析表格数据得出飞机升力与飞行速度的关系;
(3)分析表格数据得出飞机升力与仰角的关系。
【解答】解:(1)猜想1不正确;因为上平下凸的机翼下表面空气流速快、压强小,上表面流速慢、压强大,从而形成向下的压强差,而上凸下平的机翼上表面空气流速快、压强小,下表面流速慢、压强大,从而形成向上的压强差;
(2)由表中数据可知,在其他条件相同时,飞机飞行速度越大,所受升力越大;
(3)①由表中数据可知,飞机的飞行速度一定,迎角由逐渐增大到的过程中,飞机升力先变大后变小,故C符合题意、ABD不符合题意;
故选:C。
②不正确;
在实验测试的迎角范围0°~20°内,且数据较少,数量间隔较大,不能确定15°就是获得最大升力的迎角,可能在10°~15°或15°~20°还有更大升力存在,需进一步细化测量才能确定最大升力的迎角。
故答案为:(1)不正确;上平下凸的机翼下表面空气流速快、压强小,上表面流速慢、压强大,从而形成向下的压强差,而上凸下平的机翼上表面空气流速快、压强小,下表面流速慢、压强大,从而形成向上的压强差;
(2)在其他条件相同时,飞机飞行速度越大,所受升力越大;
(3)①C;②不正确;在实验测试的迎角范围0°~20°内,且数据较少,数量间隔较大,不能确定15°就是获得最大升力的迎角,可能在10°~15°或15°~20°还有更大升力存在,需进一步细化测量才能确定最大升力的迎角。
【点评】本题考查了学生根据题中信息分析解答能力,有一定的难度。
23.王老师利用气体压强传感器为同学们做“探究流体压强与流速的关系”演示实验,实验装置如图甲。
(1)装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起,右端与吹风机的尾部相连。当用吹风机抽气时,在同一段时间内,则细管内气体的流速比粗管内气体的流速 大 (选填“大”或“小”);
(2)将三个气体压强传感器的探头分别插入三节塑料管中,传感器与电脑相连,打开吹风机抽气时,由图像可知:平稳流动的气体,流速大处压强 小 (选填“大”或“小”)。图线③反映的是装置中 C (选填“A”“B”或“C”)塑料管中气体压强随时间变化的情况;
(3)当老师将抽气的吹风机调换挡位后,图像中①②③三条图线出现了下移,由此可以判断吹风机挡位 增大 (选填“增大”或“减小”);
(4)飞机机翼上表面弯曲,下表面较平直,当飞机前进时,机翼上、下表面就存在着压强差,产生 向上 (选填“向上”或“向下”)的力。室外一阵风沿走廊吹过,会看到教室内的窗帘向 室外 (选填“室内”或“室外”)飘去。
【分析】(1)流体的流量等于流速和横截面积的乘积,根据流量和横截面积来确定流速大小。
(2)根据流体压强与流速的关系:流体的流速越大,流体的压强越小,结合图像中流体压强的大小来判断哪个塑料管。
(3)根据流体压强与流速的关系:流体的流速增大,流体的压强减小。
(4)飞机机翼上下表面的流体路程不同,相同时间内可以判断流体的流速不同,产生流体的压强差,产生向上的升力。根据窗户室内和室外的压强不同,来判断窗帘的飘动方向。
【解答】解:(1)三个塑料管的流量相同,A管横截面积最小,流速最大,所以细管内气体流速比粗管内气体流速大。
(2)流体的流速越大,流体的压强越小,结合图像可知,③的压强最大,则③的流速越小,所以图像③反映塑料管C。
(3)结合图像可知,①②③三条图线均出现了下移,说明流体的压强变小,所以流体的流速增大,即吹风机挡位增大。
(4)飞机机翼上表面弯曲,下表面较平直,当飞机前进时,相同时间内,空气经过机翼上面的速度大,下面速度小,所以机翼上表面压强小,下表面压强大,机翼上下表面出现压强差,产生升力,方向向上,飞机上升。室外一阵风沿走廊吹过,室外空气流速大,则压强小,而室内压强不变,室内压强大于室外压强,所以窗帘向室外飘去。
答案为:(1)大;(2)小;C;(3)增大;(4)向上;室外。
【点评】该题考查流体压强与流速的关系,流体的流速越大压强越小,生活中飞机飞行是根据这个结论来解释,对于解题过程,一定要分清哪里流速大,哪里流速小,来判断压强大小,从而来判断力的方向,题目难度不大。
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