第四节 流体压强与流速的关系
【A层 基础必会】
考点一 流体压强与流速的关系
1.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”主要是由于屋顶上方空气相对于屋内空气的流速 、压强 ,从而产生一个向 的力。
2.如图所示,向两支蜡烛中间吹气,结果发现两支蜡烛的火焰向中间靠拢,这是因为蜡烛中间的气体流速变 ,导致压强变 。
3.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 (选填“快”或“慢”),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)
4.如图所示,容器内装满水,将吸管的A端插入水中,用另一根吸管沿图示方向吹气,B端就会有水持续流出,原因是吹气时B端空气流速变 ,压强变 。
5.如图所示,一圆柱形水管左粗右细,A、B为粗管和细管中同一水平面上的点,水管中有一气泡,随水向右快速运动,关于气泡经过A、B两点时体积大小的比较,以下分析正确的是( )
A.A点时大 B.B点时大
C.一样大 D.均有可能
考点二 流体压强与流速关系的应用
6.(2024·济南期末)如图,草原犬鼠的洞穴有两个洞口,A口在凸起的小土包上,B口在平地上。当微风掠过地面的时候,就会有气流在洞穴内流动,让闷热的洞穴变成凉爽的“空调房”。洞内能形成气流,是因为A口上方比B口上方( )
A.风速大,气压大 B.风速大,气压小
C.风速小,气压大 D.风速小,气压小
7.屋顶风帽是利用自然风使风帽旋转实现室内换气的装置,如图所示。它不用电、无噪声、节能环保。只要速度为0.2 m/s的微风即可让其轻盈运转。风帽转动时其内部空气流速变大、压强变 ,室内的污浊气体在 作用下被排出。
8.随着人们生活水平的提高,扫地机器人逐步进入人们的生活,其工作时通过电动机转动使内部气体流速 ,压强 ,使杂物进入扫地机器人内部,从而达到清扫的目的。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
9.如图是翼装运动员表演时的情景,翼装的形状与机翼相似,这是利用空气流速越快的位置压强越 来获得升力。
10.(2024·乐山中考)乐山某初中学校开展以“苍穹”为主题的飞机模型制作大赛,要让飞机获得升力,机翼横截面的形状应设计成( )
【B层 能力提升】
11.(2024·重庆中考)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。
12.(2024·青岛质检)为探究液体压强的规律,某课外学习小组的同学们设计制作了如图所示的装置。他们首先向一个大水槽里灌满水,然后松开铁夹,水流入a、b两管,稳定后,a管中水面的高度为h1,b管中水面的高度为h2,则h1 h2,如果再打开软木塞,在水流动的过程中,h1 h2。(均选填“>”“<”或“=”)
13.如图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。
14.随着人民生活水平的提高,汽车已经进入千家万户。通过观察,小敏联想到许多科学知识在小轿车上的应用。请你结合所学科学知识回答下列问题:
(1)如图1所示的是轿车车顶上的外掀式天窗。在轿车行驶时,将天窗的前面关闭,后面微微向上打开,车顶形成一个凸面,这样可以 (选填“加大”或“减小”)天窗开口处空气的流速,使天窗开口处的气压 (选填“大于”或“小于”)车内的气压,这有利于保持车内空气清新。
(2)有些轿车的尾部安装了导流板(如图2),主要是用在轿车高速行驶时,增大对地面的压力,提高车轮的抓地性能。则导流板横截面的形状是图3中的 (选填字母)。
15.(2024·梅州期末)某校科技节上,物理老师自制了一台“乒乓球机关枪”(图1)进行展示,赢得了同学们的喝彩。“乒乓球机关枪”结构如图2所示,当接通吹风机电源,从横管吹风时,横管内的空气流速大、压强 ,乒乓球在 的作用下向上移动,最后乒乓球被射出,说明力可以改变物体的 。
16.你是否有过这样的经历:撑一把雨伞行走在雨中,如图所示,一阵大风吹来,竖直方向伞面可能发生形变并感到有向上运动的趋势,请你用学过的物理知识解释这个现象。
【C层 素养培优】
17.(思维拓展)(2024·武汉期中)如图所示,三根直径不同的塑料管a、b、c连接在一起(a管直径最大,c管直径最小),然后与抽气机相连。当抽气机抽气时,在同一时间内,通过三根管子的气体总量是相同的。将三个气体压强传感器分别放入管内,将传感器与计算机相连,从计算机上就可以读出三个位置气体的压强值,图中显示器所显示的是“压强—时间”图线。
(1)抽气过程中,气体流速最大的是 管,“压强—时间”图线中,图线①是 管中的气体压强随时间变化的关系图。
(2)关闭抽气机,传感器的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
点思路:1.同等条件下,直径越小的塑料管中气体的流速越大。
2.流体压强与流速有关,流速越大的位置,压强越小。第四节 流体压强与流速的关系
【A层 基础必会】
考点一 流体压强与流速的关系
1.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”主要是由于屋顶上方空气相对于屋内空气的流速 大 、压强 小 ,从而产生一个向 上 的力。
2.如图所示,向两支蜡烛中间吹气,结果发现两支蜡烛的火焰向中间靠拢,这是因为蜡烛中间的气体流速变 大 ,导致压强变 小 。
3.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 慢 (选填“快”或“慢”),压强较 大 ,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)
4.如图所示,容器内装满水,将吸管的A端插入水中,用另一根吸管沿图示方向吹气,B端就会有水持续流出,原因是吹气时B端空气流速变 大 ,压强变 小 。
5.如图所示,一圆柱形水管左粗右细,A、B为粗管和细管中同一水平面上的点,水管中有一气泡,随水向右快速运动,关于气泡经过A、B两点时体积大小的比较,以下分析正确的是(B)
A.A点时大 B.B点时大
C.一样大 D.均有可能
考点二 流体压强与流速关系的应用
6.(2024·济南期末)如图,草原犬鼠的洞穴有两个洞口,A口在凸起的小土包上,B口在平地上。当微风掠过地面的时候,就会有气流在洞穴内流动,让闷热的洞穴变成凉爽的“空调房”。洞内能形成气流,是因为A口上方比B口上方(B)
A.风速大,气压大 B.风速大,气压小
C.风速小,气压大 D.风速小,气压小
7.屋顶风帽是利用自然风使风帽旋转实现室内换气的装置,如图所示。它不用电、无噪声、节能环保。只要速度为0.2 m/s的微风即可让其轻盈运转。风帽转动时其内部空气流速变大、压强变 小 ,室内的污浊气体在 大气压 作用下被排出。
8.随着人们生活水平的提高,扫地机器人逐步进入人们的生活,其工作时通过电动机转动使内部气体流速 变大 ,压强 变小 ,使杂物进入扫地机器人内部,从而达到清扫的目的。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
9.如图是翼装运动员表演时的情景,翼装的形状与机翼相似,这是利用空气流速越快的位置压强越 小 来获得升力。
10.(2024·乐山中考)乐山某初中学校开展以“苍穹”为主题的飞机模型制作大赛,要让飞机获得升力,机翼横截面的形状应设计成(B)
【B层 能力提升】
11.(2024·重庆中考)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 大 ,压强变 小 ,压强差会给乘客带来危险。
12.(2024·青岛质检)为探究液体压强的规律,某课外学习小组的同学们设计制作了如图所示的装置。他们首先向一个大水槽里灌满水,然后松开铁夹,水流入a、b两管,稳定后,a管中水面的高度为h1,b管中水面的高度为h2,则h1 = h2,如果再打开软木塞,在水流动的过程中,h1 > h2。(均选填“>”“<”或“=”)
13.如图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 小 ,瓶中的热水在 大气压 的作用下上升,与冷水混合得到温水。
14.随着人民生活水平的提高,汽车已经进入千家万户。通过观察,小敏联想到许多科学知识在小轿车上的应用。请你结合所学科学知识回答下列问题:
(1)如图1所示的是轿车车顶上的外掀式天窗。在轿车行驶时,将天窗的前面关闭,后面微微向上打开,车顶形成一个凸面,这样可以 加大 (选填“加大”或“减小”)天窗开口处空气的流速,使天窗开口处的气压 小于 (选填“大于”或“小于”)车内的气压,这有利于保持车内空气清新。
(2)有些轿车的尾部安装了导流板(如图2),主要是用在轿车高速行驶时,增大对地面的压力,提高车轮的抓地性能。则导流板横截面的形状是图3中的 C (选填字母)。
15.(2024·梅州期末)某校科技节上,物理老师自制了一台“乒乓球机关枪”(图1)进行展示,赢得了同学们的喝彩。“乒乓球机关枪”结构如图2所示,当接通吹风机电源,从横管吹风时,横管内的空气流速大、压强 小 ,乒乓球在 大气压 的作用下向上移动,最后乒乓球被射出,说明力可以改变物体的 运动状态 。
16.你是否有过这样的经历:撑一把雨伞行走在雨中,如图所示,一阵大风吹来,竖直方向伞面可能发生形变并感到有向上运动的趋势,请你用学过的物理知识解释这个现象。
答:本题考查流体压强与流速的关系。等质量的空气在相同的时间内同时通过伞的上表面和下表面,由于上表面弯曲,下表面平直,所以空气通过上表面时的流速较大,通过下表面时的流速较小。因为伞上方的空气流速大,压强较小;伞下方的空气流速小,压强大,所以伞面受到一个向上的压强差,一阵大风吹来,竖直方向伞面可能发生形变并感到有向上运动的趋势。
【C层 素养培优】
17.(思维拓展)(2024·武汉期中)如图所示,三根直径不同的塑料管a、b、c连接在一起(a管直径最大,c管直径最小),然后与抽气机相连。当抽气机抽气时,在同一时间内,通过三根管子的气体总量是相同的。将三个气体压强传感器分别放入管内,将传感器与计算机相连,从计算机上就可以读出三个位置气体的压强值,图中显示器所显示的是“压强—时间”图线。
(1)抽气过程中,气体流速最大的是 c 管,“压强—时间”图线中,图线①是 a 管中的气体压强随时间变化的关系图。
(2)关闭抽气机,传感器的示数将 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
点思路:1.同等条件下,直径越小的塑料管中气体的流速越大。
2.流体压强与流速有关,流速越大的位置,压强越小。
