人教版八年级下册物理9.4 流体压强与流速的关系素养提升练习(含解析)

第九章压强
第4节流体压强与流速的关系
基础过关全练
知识点1流体压强与流速的关系
1.【学科素养·科学探究】【教材P44图片变式】为了探究气体流动时压强大小的特点,小王将两纸片靠拢,纸片下端自然下垂,如图(a)所示。

然后他向两纸片间慢速吹气,实验现象如图(b)所示,接着他快速吹气,实验现象如图(c)所示。

(1)分析比较图可知:气体流动时,压强会变小。

(2)分析比较图(b)和(c)可知:。

2.【学科素养·物理观念】【新独家原创】2023年6月,黑龙江牡丹江三陵乡上空出现“龙吸水”奇观。

龙卷风将地面上的水卷入空中,形成巨大的水柱,直冲云霄,不断盘旋移动,犹如科幻大片。

据材料介绍,龙卷风是一种强烈的、小范围的空气涡旋,其中心风速可达100~200 m/s。

请根据材料,尝试解释龙卷风为什么能把物体卷起。

知识点2飞机的升力
3.(2022湖北云梦期中)在北京某科技馆内,有一个风洞实验室,一架模型飞机固定在托盘测力计上(如图所示)。

无风时,托盘测力计示数为15牛;当迎面吹着飞机的风速度达到20米/秒时,托盘测力计的示数为7牛,可以判定飞机受到了一个新的力。

根据你的分析,飞机受到的力大小为牛,方向。

产生该力的原因是。

4.【新素材·现代科技】【国防教育】(2023安徽合肥瑶海一模)运⁃20是中国自主研发设计的一款具有洲际飞行能力的运输机,最大航程15 000千米。

如图所示,运⁃20军用运输机静止时轮胎对跑道的压强为p1,在机场跑道高速滑行时轮胎对跑道的压强为p2,则p1p2。

(选填“>”“<”或“=”)
能力提升全练
5.(2023山东烟台中考,10,★☆☆)如图所示的实例中,不能用流体压强与流速的关系解释的是()
A.图甲,刮大风时,伞面会被向上“吸”起
B.图乙,向两张纸之间吹气,两张纸会相互“吸”起来
C.图丙,等候列车的乘客应站在安全线以外,否则可能会被“吸”向列车
D.图丁,将吸盘压在光洁的瓷砖表面,吸盘会被“吸”在瓷砖上
6.【跨学科·物理学与工程实践】(2023吉林长春朝阳期中,7,★★☆)船在水中航行时,船体受到水的阻力较大,影响航行速度。

如图是一种水翼船,船体下安装了水翼。

船在高速航行时,水面下的水翼会使船体抬高从而减小水对船体的阻力。

水翼的形状应是图中的()
7.【中华优秀传统文化】(2023湖南怀化中考,20,★☆☆)唐诗“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”,诗中秋风“卷”走“三重茅”是由于屋顶外
侧空气流速(选填“快”或“慢”),压强(选填“大”或“小”),从而产生一个向上的力。

8.【物理跨生物】(2020黑龙江龙东地区中考,32,★★☆)草原犬鼠是大草原常见的小动物,它挖的洞有两个洞口,一个洞口比较平整,一个洞口则由圆锥形土堆围成。

如图所示,这样的结构能改进洞内的通风情况,为什么?
9.【学科素养·科学探究】(2023广东广州中学模拟,14,★★☆)物理课上,植老师利用传感器为同学们做“探究流体压强与流速的关系”的演示实验,装置如图甲所示。

装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起,右端与抽气机的尾部相连,当用抽气机抽气时,同一时间内,通过每节管子的气体总量相同,则细管内气体流速比粗管内气体流速大。

如图乙所示,①、②、③三条图线分别对应粗细不同的三节管中气体压强随时间变化的情况,由图象可知:
(1)在抽气过程中,实验室的大气压为Pa;对1 m2的物体表面施加的压力为N。

图象①是塑料管中的气体压强随时间变化的图象(选填“A”“B”或“C”)。

(2)12.5 s后,老师将抽气的抽气机调换挡位,图象中①②③三条图线出现了下移,由此可以判断三节管中气体的流速(选填“增大”或“减小”)。

(3)实验后,同学们研究了如图丙所示的实验装置,烧杯中的水足够多,仅打开阀门K,当水不流动时,a管中液面的高度(选填“大于”“小于”或“等于”)b管中液面的高度。

再将阀门T打开,在水向外流的过程中,a管中液面的高度(选填“大于”“小于”或“等于”)b 管中液面的高度。

素养探究全练
10.【科学探究】(2023广东开平二模)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,在老师的帮助
下,小明利用电风扇、升力测力计、飞机模型,按图甲方式进行如下实验。

步骤一: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次实验并计算升力平均值。

步骤二:改变迎角大小,使其分别为5°、10°、15°、20°,重复步骤一。

步骤三:处理相关数据得到“升力与迎角的关系”如图乙。

(1)飞机飞行时能够获得升力的原因是机翼的上表面受到的
比下表面的小。

(2)由图乙可知,飞机飞行速度一定,迎角由0°逐渐增大到20°,升力的变化特点是:飞机所受升力随着迎角的增大而(选填序号:①增大,②减小,③先增大后减小)。

(3)小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”。

利用现有器材,只需要控制不变,通过调节来改变飞机模型的飞行速度即可获得结论。

(4)资料显示:本实验结论与实际相符,且飞机迎角一定时,飞行速度越大升力也越大。

若某飞机以500 km/h的速度匀速直线飞行时的迎角
为θ1,而以800 km/h的速度匀速直线飞行时的迎角为θ2(θ1、θ2均小于15°)。

请比较θ1、θ2的大小关系:。

答案全解全析
基础过关全练
1.(1)(a)、(b)[或(a)、(c)] (2)气体流动时,流速越大,压强越小;流速越小,压强越大
解析(a)图,未吹气时,两纸片内外侧气体流速相同,压强相等,纸片自然下垂;(b)和(c)图,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向中间靠拢,说明气体流动时,压强变小;(c)图比(b)图气体流速更快,纸片靠拢得更近,说明气体流动时,流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。

2.见解析
解析龙卷风内部空气流速大于外部空气流速,所以龙卷风内部的压强小于外部压强,当龙卷风靠近物体时,物体在压强差的作用下被卷起。

3.8竖直向上在气体中,流速大的地方压强小
解析无风时,托盘测力计示数为15 N,说明飞机受到的重力为15 N。

对飞机吹风时托盘测力计的示数变为7 N,示数减小,说明飞机受到了一个竖直向上的力,该力的大小为F=15 N-7 N=8 N。

这是由于气流流经模型飞机机翼,机翼上凸下平,空气通过上方的路程长,流速大、压强小;空气通过下方的路程短,流速小、压强大,从而形成了一个向上的压力差,使托盘测力计的示数变小。

4.>
解析飞机静止时轮胎对跑道的压力等于自身的重力;飞机在机场跑道高速滑行时,机翼上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,机翼在压强差的作用下,受到向上的升力作用,使得轮胎对跑道的
可知,轮胎对跑道的压强变小。

压力变小,而受力面积不变,根据p=F
S
能力提升全练
5.D将吸盘压在光洁的瓷砖表面,排出里面的空气,吸盘在大气压的作用下,紧紧“吸”在瓷砖上,和流体压强与流速的关系无关,故D符合题意。

6.A水翼的作用是在船高速航行时将船体抬高,船体需要受到向上的力,在流体中流速越大的位置压强越小,故水翼的形状应上凸下平,故选A。

7.快小
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,产生一个向上的力,所以秋风“卷”走屋顶茅草。

8.由于一个洞口比较平整,一个洞口则由圆锥形土堆围成,当风从洞口吹过时,由圆锥形土堆围成的洞口处空气流速快,压强小,较平整的洞口处空气流速慢,压强大,这样,洞穴内的空气在压强差作用下自然流动,从而改进洞穴内的通风状况。

解析等量的空气经过洞口时,相同时间内,经过较平的洞口时,流速小压强大;经过较突出的洞口时,流速大压强小;洞中出现压强差,使洞穴内空气自然流动。

9.(1)1.014×1051.014×105A(2)增大(3)等于大于
解析(1)从图乙直接读出抽气过程中实验室的大气压为p=101.4 kPa=1.014×105Pa;对 1 m2的物体表面施加的压力:F=pS=1.014×105 Pa×1 m2=1.014×105 N。

塑料管A最细,气体流速最大,压强最小。

所以图象①是A塑料管中的气体压强随时间变化的图象。

(2)12.5 s后,老师将抽气的抽气机调换挡位,图象中①②③三条图线出现了下移,由此可以判断三节管中气体的流速增大。

(3)仅打开阀门K,当水不流动时,a 管中液面的高度等于b管中液面的高度,因为此时该装置是连通器。

再将阀门T打开,在水向外流的过程中,a管中液面的高度大于b管中液面的高度,因为b管下端横截面积小,流速大,压强小。

素养探究全练
10.(1)压力(2)③(3)迎角电风扇的转速(4)θ1>θ2
解析(1)在流体中,流速越大的位置,压强越小;机翼上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,机翼的上表面受到的压力比下表面的小,产生向上的升力。

(2)由图乙可以看出:飞机以一定的速度飞行时,迎角从0°逐渐增大到20°,飞机所受升力先增大后减小,迎角在15°附近时升力达到最大,故③正确。

(3)小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”,需要控制迎角相同,改变飞行速度,在实验中通过改变电风扇的转速来改变风速大小。

(4)若某飞机以500 km/h的速度匀速直线飞行时的迎角为θ1,而以800 km/h的速度匀速直线飞行时的迎角为θ2;飞机做匀速直线运动,升力等于重力,重力不变,升力不变,所以飞机以800 km/h的速度匀速直线飞行时的迎角应该小一些,即θ1>θ2。