第十章 三、气体的压强 第2课时 流体压强与流速的关系
一、选择题
1.如图19-K-12所示,在水平的两支筷子中间放上两个乒乓球,通过空心塑料管向两球间用力吹气,会发现两个乒乓球
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图19-K-12
A.静止不动
B.相互靠近
C.相互远离
D.向同一方向运动
2.火车站站台上标有一条安全线,乘客必须站在安全线之外候车,这是为了避免乘客被“吸”向列车的事故发生.因为列车进站时车体附近
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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
3.[2020·苏州]
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,如图19-K-13所示的方案中不合理的是
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图19-K-13
4.如图19-K-14所示是北美草原犬鼠洞穴的横截面示意图.它有两个洞口,当风吹过隆起洞口A表面时,风速较大,吹过平坦洞口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
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图19-K-14
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.风有时从A口吹入,有时从B口吹入
5.学习了“流体压强与流速的关系”后,为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题,同学们设计了如下几种方案.如图19-K-15所示,灰色部分为墙面凸出部分,“”为安装在过道顶的换气扇,其中既有效又节能的是
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图19-K-15
二、填空题
6.汽车是我们熟悉的交通工具,给我们的生活提供了便利.有的汽车尾部设计安装了一种“气流偏导器”,它的上表面平直,底部呈弧形凸起,相当于一个倒置的翅膀(如图19-K-16所示),当汽车高速行驶时,气体在流速大的地方压强 ,汽车能产生较大的抓地力.图19-K-16
7.校园里时常出现小“旋风”,当“旋风”经过时,旋涡中心气流的速度(选填“大”或“小”),旋涡内部气体压强 ,容易把地面上的纸屑“吸”向空中.8.使容器中的水沿着吸管上升可以用以下两种方法:一是用“吸”的方法(如图19-K-17甲所示),它应用了 的知识:二是用“吹”的方法(如图乙所示),它应用了流体压强与流速关系的知识,吹气时,管口上方的空气流速增大,压强.图19-K-17
9.[2019·枣庄]
当风沿着窗外的墙面吹时,窗口悬挂的窗帘会飘向窗外,这是因为窗外空气的流速 室内空气的流速,窗外空气的压强 室内空气的压强.(均选填“大于”“等于”或“小于”)
10.如图19-K-18所示是小明家的电动自行车,但很多人说在刮风时骑这种车不安全,这是由于刮风时,雨棚的形状导致下表面的风速比上表面的风速 ,从而使雨棚的下表面受到的空气压强比上表面 ,造成电动自行车对地面的压力(选填“变大”“变小”或“不变”),骑行过程中容易翻倒.11.如图19-K-19所示,两船近距离并排行驶时将会 ,这是因为两船内侧水的流速 两船外侧水的流速,造成两船内侧水的压强 外侧水的压强.(后两空均选填“大于”“小于”或“等于”)
图19-K-19
12.[2020·陕西]
如图19-K-20所示为某同学设计的冷热水混合淋浴器.图中水平连接部分管径较细,冷水流经此处时,流速大、压强 ,瓶中的热水在 的作用下上升,与冷水混合得到温水.图19-K-20
13.一次飓风发生时,屋外气压急剧降到9×104
Pa,这是因为 ,当时门窗紧闭, 可以认为室内气压是标准大气压,粗略取作1.0×105
Pa.若室内屋顶的面积是
m2,这时屋顶受到的内外压力的差值可达 N,足以将屋顶掀飞.在飓风经过的地区,紧闭的玻璃窗上的玻璃可能破碎,破碎的玻璃片通常向(选填“屋内”或“屋外”)飞散.三、解答题
14.某同学用自制的一个机翼模型,探究流体压强与流速的关系,他把机翼模型固定在一根铁丝上,在铁丝的上、下端各挂一个弹簧测力计,如图19-K-21甲所示.当他接通电风扇对机翼模型吹风时,发现两个弹簧测力计的示数变化情况:A弹簧测力计示数变小,B弹簧测力计示数变大.根据该同学观察到的实验现象,请回答下面的问题:
图19-K-21
(1)实验时,机翼模型上表面的空气流速(选填“大于”“小于”或“等于”)机翼模型下表面的空气流速.(2)这个实验说明气体的压强与流速的关系:流速越大的地方,.(3)图乙是某科研部门设计的实验太阳能汽车,在行驶过程中,这种形状的汽车具有的优点是
.(写出一点即可)
15.[2019·湖州]
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
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A.刮大风时会有房屋顶部被大风掀起的情况
B.打开的窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗帘会飘出窗外
C.等候列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,放手后吸盘会被“吸”在瓷砖上
1.B [解析]
两个乒乓球内侧的空气流动速度大,压强小,外侧的空气流动速度小,压强大.在这个压强差造成的压力差的作用下,两个乒乓球向中间移动,即靠近.2.A
3.A [解析]
竖直向上吹气时,乒乓球下方空气流速大,压强小,上方空气流速小,压强大,这样在乒乓球的上、下部就会产生一个向下的压力差,且重力的方向是竖直向下的,所以乒乓球不会飞出,实验无法显示向下的压力差对乒乓球的作用效果,故A符合题意;水平向右吹气,对乒乓球会产生一个向左的压力差,从而使乒乓球不会飞出,能说明“流速对流体压强有影响”,故B不符合题意;竖直向下吹气,乒乓球上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,这样在乒乓球的上、下部就会产生一个向上的压力差,从而托起乒乓球,使乒乓球不会下落,能说明“流速对流体压强有影响”,故C不符合题意;斜向下吹气时,对乒乓球产生一个斜向上的压力差,从而托起乒乓球,使乒乓球不会下落,能说明“流速对流体压强有影响”,故D不符合题意.4.B [解析]
由题可知,洞口的形状不同,决定了洞穴中空气流动的方向.吹过平坦洞口的风的运动速度小于吹过隆起洞口的风的运动速度,故平坦洞口处压强较大,因此风从B口吹入洞穴,从A口吹出洞穴.5.C [解析]
要想让风经过过道,过道左右两侧的气压应该不同,所以过道左右两侧通道中的空气流动速度应不同,故A、B选项不符合题意.过道右侧的通道有凸起,所以相同时间内风经过过道右侧的通道时通过的路程长,则风速较大,因此过道右侧的气压小于左侧的气压,空气会从过道的左侧流向右侧,过道中有风通过,此方案不需要消耗其他能量,既有效又节能,故C选项符合题意.过道中有换气扇,电动机工作时过道中空气流动速度增大,气压减小,空气会从过道口流进来而通风,但需要消耗电能,故此方案虽有效但不节能,故D选项不符合题意.6.小 7.大 小
8.大气压 减小
9.大于 小于
[解析]
风沿着窗外的墙面吹时,窗帘外侧空气流速大,压强小,内侧空气流速小,压强大,窗外空气的流速大于室内空气的流速,窗外空气的压强小于室内空气的压强,在内外压强差的作用下,窗帘被飘向窗外.10.小 大 变小
[解析]
当刮风时,雨棚的形状导致下表面的风速比上表面的风速小,从而使雨棚的下表面受到的空气压强比上表面大,造成电动自行车对地面的压力变小,使得车比较容易翻倒,所以说在刮风时骑这种车不安全.11.相撞 大于 小于
[解析]
两船内侧的水流速度大,外侧的水流速度小,根据流体压强与流速的关系可知,两船内侧水的压强小于两船外侧水的压强,在这个压强差的作用下,两船会向中间靠拢,发生相撞的事故.12.小 大气压 [解析]
冷水经过混合淋浴器水平连接部分时,由于管径较细,水流速度增大,压强变得很小,热水壶中的热水在大气压的作用下上升,进入混合淋浴器与冷水混合,变成温度适宜的温水.13.空气流速大的地方压强小 1×106 屋外 [解析]
飓风发生时,屋外空气相对于屋内来说流速很大,压强很小,室外气压急剧下降.室内气压是标准大气压,即1.0×105
Pa.若室内屋顶的面积是100
m2,这时:
屋顶受到的内外压强差为Δp=p内-p外=1.0×105
Pa-9×104
Pa=1×104
Pa,屋顶受到的压力差:F=Δp×S=1×104
Pa×100
m2=1×106
N,巨大的压力可将屋顶掀飞.紧闭的玻璃窗上的玻璃可能破碎,破碎的玻璃片通常向屋外飞散.14.(1)大于(2)压强越小
(3)在行驶时会受到升力的作用,使汽车对地面的压力减小,从而减小汽车受到地面的摩擦力(或减小空气阻力)
[解析]
(2)由题可知,电风扇对机翼模型吹风时,A弹簧测力计示数变小,B弹簧测力计示数变大,且下方气流通过的路程较短,因而速度较小,机翼下方压强较大.同理,机翼上方压强较小.因此在机翼上、下表面产生了压力差,这就产生了向上的升力.(3)在行驶过程中,这种形状的汽车具有的优点:在行驶时会受到升力的作用,使汽车对地面的压力减小,从而减小汽车受到地面的摩擦力,并且这种形状还能减小空气阻力.15.D [解析]
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,把屋顶掀起,其原理是流体压强与流速的关系;风沿着外墙吹过,窗帘外侧空气流速大,压强小,内侧空气流速小,压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,把窗帘压向窗外,其原理是流体压强与流速的关系;当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度增大,此时人外侧的空气流动速度小,根据流体压强与流速的关系可知,人外侧空气流速小压强大,而内侧空气流速大压强小,会产生一个向内侧的压强差,故乘客被“吸”向列车,其原理是流体压强与流速的关系;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.
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