1、一、选择题第 4 节流体压强与流速的关系测试时间:15 分钟1.你是否有这样的经历:撑一把雨伞行走在雨中,如图所示,一阵大风吹来,伞面可能被“吸”,严重变形。下列有关这一现象及其解释,正确的是( )A. 伞面被向下“吸”B. 伞上方的空气流速大于下方C.伞上方的空气流速等于下方D.伞上方的空气流速小于下方1. 答案 B 伞上方的空气流速大于下方,根据流体压强与流速的关系可知,伞下方的压强大于伞上方的压强,伞被“吸” 向上方。2. 如图是楼房顶上常见的导气管,它的作用是将每家住户洗手间下水道中的污浊气体排出,下列关于导气管的描述最合理的 是 ( )A.导气管利用流体压强与流速的关系,在楼底管道产
2、生低气压B.在有风的天气里导气管排气效果会变差C.导气管利用流体中流速大的地方压强小的原理,将污浊气体排出D.导气管是利用大气压强来工作的2. 答案 C 空气是流体,据流体的压强与流速的关系可知,导气管上方的空气流速大,压强小,导气管下方的空气流速小, 压强大,压强差将污浊气体压出导气管;在有风的天气里,导气管排气的效果会更好。3. 请你想象一下,假如“流体中,流速越大的位置压强越大”,则可能会出现() A.台风刮过,压塌屋顶B.室外有风时,窗帘飘到窗外C.两船并行,造成相吸相撞D.汽车驶过,路边的树叶被卷入车底3. 答案 A 假如“流体中,流速越大的位置压强越大”,台风刮过,外界压强大于屋内
3、压强,可能将压塌屋顶,故 A 符合题意;室外有风时,风一吹,窗外空气流速增大,压强增大,室内空气压强小于室外空气压强,窗帘被压向窗内,故 B 不符合题意;两船并行时,由于两船内侧水流速度大于两船外侧水流速度,因此两船内侧水的压强大于两船外侧水的压强,船内外侧的水存在压强差,水的压强差使两船远离,不会发生碰撞,故 C 不符合题意;汽车行驶时,如果汽车驶过的地方空气流动速度大,压强大,其他地方的空气流速小压强小,树叶受到的压强差不同,压力差不同,树叶不会被卷入车底,故 D 不符合题意。4.如图所示,打开水龙头,使自来水流过玻璃管,则下面对 a、b、c 三处上方的水柱高度和 A、B、C 三处的压强说
4、法正确的是()A.三处的水柱高度相同,压强一样大B.a 处的水柱高度与 c 处相同,但 a 处压强比 c 处大C.b 处的水柱高度最小,压强最小D.a 处的水柱高度最大,c 处的水柱高度最小;a 处的压强最大,b 处的压强最小4. 答案 C 由题图可知,a、b、c 三处是在同一水管中,在相同的时间内流过的水量相同,由于 b 处水管最细,所以 b 处的水流速最大。由流体压强与流速的关系可知,此处的压强最小,即 b 处水柱的高度最低。二、填空题5. 手握两张大小相同、彼此正对且自然下垂的纸张,如图所示。如果从两张纸的中间上端向下吹气,那么,这两张纸将会(选填“互相靠拢”或“彼此远离”),此实验表明
5、:在气体中,流速越大的位罝, 。5. 答案 互相靠拢 压强越小解析 当向中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小。纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下互相靠拢;此实验表明,在气体中,流速越大的地方,压强越小。6. 如图所示,是我国自主研制的“歼-X”系列战机,飞机能够升空,是因为机翼上表面受到的气压 机翼下表面的气压。总质量为 m 的飞机,在空中沿水平方向飞行时,它上、下表面所受到的压力差为 。6. 答案 小于 mg解析 飞机在水平方向上匀速直线飞行时,竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的升力,两个力是平衡力,大小相等,由重
6、力公式得,其重力 G=mg,所以升力也是 mg。7. 如图所示,行驶中的汽车,车窗紧闭,当打开天窗时,天窗外空气流速 车内空气的流速,天窗外空气的压强车内空气的压强(选填“”、“=”或“ 解析 汽车相对地面向前运动,天窗外的空气相对汽车向后运动,而车内空气相对汽车静止,所以天窗外空气的流速大于车内空气流速,根据流速越大的位置压强越小,车内空气压强大于天窗外空气压强。18. 查询规律:在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流速 v 与压强 p 的关系可表示为2v2+p=C,式中 C 是常量, 表示空气密度,根据关系式可知:空气流速越小,压强 ;厨房中的抽油烟机正是利用这个原理工作的,由于
7、转动的扇叶处气体的流速大,压强 ,油烟在周围大气压的作用下被压向扇口排出厨房。8. 答案 越大 小11解析 由2v2+p=C 的变形式 p=C-2v2 可知,空气流速越小时,压强越大,空气流速越大时,压强越小。三、简答与作图题9. 如图所示,将两个一次性纸杯杯口向上叠套起来,用手轻轻握住外面的纸杯,在靠近杯口的上方平行于杯口方向用力吹气,请你猜测里面的纸杯将怎样运动,你的猜测依据是什么?9. 答案 见解析解析 两个杯子轻轻套在一起,里面杯子受到向上和向下的压强相等,杯子保持静止,当在上方吹气时,杯子上方空气流动速度增大,压强减小,杯子下面的压强不变,杯子受到向上的压强大于向下的压强,杯子向上跳
8、起。10. 在有漩涡的河中游泳极其危险,当人接近漩涡时就会被一股很大的“吸力”吸入水底。漩涡是由于河床的沟壑变化而产生的漏斗形旋流,漩涡处水流速度突然加快,如图所示。请用物理知识解释漩涡产生“吸力”的原因。10. 答案 见解析解析 漩涡处水流速度突然加快,压强减小,而漩涡边沿水流速度较慢,压强较大,漩涡中心的压力远远小于漩涡边沿的压力,当人接近漩涡时,在内外压力差的作用下就会被一股很大的“吸力”吸入水底,这就是漩涡产生“吸力”的原因。 11.有一只聪明的小老鼠建了一个“房子”,为了通风条件好一些,它建成了一侧偏高、一侧平坦的洞,请画出当有风沿地面吹过时,洞内空气的流向。11. 答案 如图所示解
9、析 小老鼠建的“房子”,洞口一侧偏高,一侧平坦,有风经过时,洞口偏高处流程较长,风速较大,洞口处产生的压强较小;洞口偏低处流程较短,风速较小,洞口处产生的压强较大;洞中出现压强差,使空气顺利进入洞穴。四、实验探究题12. 如图甲所示是演示“流体压强和流速的关系”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。(1) 如果在右端 c 处往装置里急吹气,导致 b 管上方气流速度 a 管上方的气流速度,b 管与 a 管的水面上方形成气压差,U 形管中 (选填“a”或“b”)管水面升高,如果升高端的液面比原来升高了 2cm,则此时 U 形管底部 d 处左右两侧液体压强差为 P
10、a。(g=10N/kg)(2) 图乙是某种喷雾器的工作原理示意图,当喷雾器未工作时,细管 A 内外气压相等,细管 A 内外液面 。当喷雾器工作时,空气从细管 B 的右端快速喷出,导致细管 A 上方空气的流速突然增大,细管 A 内液面上方气压 细管 A 外液面上方的气压,液体就沿细管 A 的管口流出,同时受到气流的冲击,形成雾状向右喷出,如果此时喷雾器停止工作,细管A 中的液体将 。12.答案 (1)小于 a 400(2)相平 小于 下降,最后与管外液面相平解析 本题结合实验探究及实际应用综合考查了利用液体压强、流体压强等物理观念解决实际问题的能力。(1) 因 b 管上方流体流经的横截面积较大,
11、a 管上方的横截面积较小,故通过 b 管上方的流体流速比 a 管上方的小,流速大的地方流体压强小,故 b 上方气压较 a 上方大,形成压强差,使 b 管液面下降,a 管液面上升,a 管内液面升高 2cm,b 管内液面降低 2cm,故高度差为 4cm,根据 p=gh 计算得出压强差为 400Pa。(2) 喷雾器未工作时,内外液面上方气压相等,故液面相平,喷雾器工作时,根据流体压强与流速的关系,可得出细管 A 内液面上方气压小于管外液面上方气压。当喷雾器停止工作时,细管 A 中的液体下降,内外液面上方气压重新相等,故液面重新相平。五、科普阅读题13. 阅读下列材料,然后回答问题。飞机的机翼横截面形
12、状是上凸下平的,当机翼跟气流方向平行时,迎面吹来的气流被机翼分成上下两部分,机翼上方气流的流速大于机翼下方气流的流速。根据流体流动时,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大,可知机翼下方的压强大于机翼上方的压强,这样就产生了作用在机翼上的向上的升力。升力是竖直向上的,当升力大于飞机重力时,飞机就上升。升力的大小除跟机翼外形有关系外,还受机翼的面积、飞行的速度以及机翼与水平面的夹角等因素的影响。一般来说,机翼越大、飞行速度越大、机翼跟水平面的夹角适当增大,升力就越大。在赛车的尾部一般装有类似机翼的装置气流偏导器(图甲),气流偏导器的上表面是平的,而下表面呈弧形。这相当于一个倒置的机翼,这主要是为
13、了汽车高速行驶时,车轮能更好地抓紧地面。(1) 请找出文中有关飞机飞行时产生升力的物理原理的句子: 。(2) 如果机翼的前缘稍向上仰,跟气流的方向成一个小的仰角(如图乙),则机翼上下方的压强差比机翼跟气流方向平行时还要大,此时产生的升力将 。(3) 在赛车的尾部安装气流偏导器,能使车轮更好地抓紧地面,主要是因为增大了车对地面的 。(4) 如图丙所示,在火车站台上都设有安全线,火车进站时,人若越过安全线就会发生危险。请说明发生危险的原因: 。13.答案 (1)流体流动时,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大(2)变大(3) 压力(4) 火车通过时,人体与火车之间空气的流速比外侧大,压强小,人容易被外侧空气压向火车解析 本题考查了获取和处理信息及应用物理知识解决实际问题的能力。(1)文中有关飞机飞行时产生升力的物理原理的句子:流体流动时,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。(2)机翼的前缘稍向上仰,跟气流的方向成一个小的仰角,则机翼上下方的压强差比机翼跟气流方向平行时还要大,此时产生的升力将变大。(3)在赛车的尾部安装气流偏导器, 气流偏导器上平下凸,下方空气流速大于上方空气流速,上方空气压强大于下方空气压强,产生向下的压力差,增大了车对地面的压力,能使车轮更好地抓紧地面。
