2023届中考物理解答题专练:流体压强与流速的关系
(共8题)
回答以下问题。
(1) 如图甲所示的连通器,当阀门 关闭时, 、 两竖直细玻璃管中液面相平。打开阀门 ,待水流稳定后,比较 、 玻璃管中的水面高度, 管中的水面较高。
(2) 如图乙是一只潜水艇模型,为使潜水艇模型从图中位置下沉,则必须从进排气管处 (选填“吹气”或“抽气”)。
年 月 日,长沙地铁 号线开通试运营,标志着长沙地铁步入新时代。 线起于山塘站,抵达广生站,全程 公里,列车为 型铝合金鼓形车辆,零部件间的摩擦很小,运行十分平稳,除了进站时减速和出站时加速,中间过程速度大小几乎不变,列车安全性能极强,前端设有缓冲器,能防止列车冲撞时变形。站台轨道轨道设计成“节能坡”,进站时上坡,出站时下坡,以达到节能的目的。所有站台都设有自动玻璃门,它既能有效防止因车速过快引起气流过快导致乘客出现安全事故,还能阻止气流将站内冷暖气流带走。
(1) 按要求填写空白表格
(2) 根据文中信息回答有关物理问题。
例:问:为什么气流过快导致乘客出现安全事故?
答: 。
年 月 日,中国人民海军成立 周年阅兵仪式在黄海举行。
(1) 两并排行驶的舰艇编队间距较远(如图所示),这是因为若靠得过近,彼此间海水流速会很大,导致压强很 ,压力差会使舰艇发生碰撞。
(2) 在仪式上,我国研制的新型核潜艇浮出水面接受检阅,它是通过减小所受 (选填“重力”或“浮力”)实现上浮的。
(3) 综合补给舰也一起亮相,该舰的满载排水量约为 ,它满载时所受的浮力约为 。( 取 )
人们生病了,有的时候需要打点滴治病。
(1) 如图甲所示,药液在 力作用下慢慢往下滴。透过瓶里的药液看到瓶后面药单上的字变大了,这是由于光的 现象造成的。
(2) 小亮从输液器上截取一段带“输液葫芦”的塑料管,再准备一个中型的注射器,以及两根口服液塑料吸管,如图 所示。在小葫芦及其附近输液管处,朝同一方向各扎一个小孔,然后将两根口服液吸管分别插入两小孔处,并用万能胶密封,最后在输液器的进水孔与出水孔附近各安装一个控制阀,并把进水阀门一侧的输液管放入一杯装有红色液体的烧杯内,另一侧输液管连接注射器,如图 所示,把注射器活塞往外拉时,烧杯中的红色液体在 作用下进入输液管内。将整个装置内注满液体,再用力匀速推动注射器活塞可看到图 中所示的现象,根据喷出水柱的高度,可以说明 处液体的压强 (填“大”或“小”)。
(3) 小亮农村的爷爷家有一种家庭使用的淋浴器,设备很简单,设计却很巧妙,如图丙所示,淋浴器有两个进水口,一个是冷水口,一个是热水口,冷水口直接与自来水管连接,热水口的管道很细,插在一壶热水里。使用的时候,拧开自来水龙头,热水居然会自动向上流,冷水热水通过混合阀混合后,从喷头里喷出了适宜淋浴的温水。混合阀是个三通管,请根据你所学到的物理知识判断丙图中的 图虚线框中的混合阀的结构应该是图 (填“”或“”),正确判断所利用的物理知识是 。
某同学利用硬币做实验(如图所示), 已知硬币质量为 ,查找规律:在地面附近同一高度会高度差不显著的情况下,空气流速 与压强 的关系可表示为 ,式中 是常量, 表示空气密度,根据关系式可知:
(1) 近海面时,空气流速为 时,常量 等于 帕。
(2) 当硬币被吹起时,硬币上、下表面的压力差
(3) 写出刚好将硬币吹起时吹气速度 的表达式 (用 ,,, 表示)
用托里拆利装置测量大气压强数值的实验如图所示当时的大气压强等于 高水银柱所产生的压强。求:
(1) 在图中水银柱旁的横线处,注明该处水银柱高度缺漏的具体数字。
(2) 当玻璃管倾斜时(没有漏入空气),在图中画出大气压强支撑倾斜管内水银液柱所在的液面。
(3) 若实验中的液体改为水,则当时的大气压强可以支持 高的水柱()。
(4) 若水银面上有水平向左的持续气流,水银柱的高度会 (填变长、变短或不变)。
(5) 若将玻璃管下压 时,则管内的水银柱高为 。将玻璃管倾斜时,管中水银柱长度 高度 (填变大、变小或不变)。
(6) 若屋顶的面积是 ,大气压强约为 ,大气压对屋顶的压力为 。
下面是有关流体压强和流速关系在生活中的实例,请运用所学过的知识解答这些物理现象。
(1) 如图所示,飞机前进时,机翼把气流分为上、下两部分,机翼上方气流速度大于机翼下方气流速度,原因是在相同时间内,流量一定时,上方气流通过的路程 。在气流的作用下机翼受到向上的升力的原因是流体中流速越大的地方压强 ,下方气流对机翼向 的压力大于上方气流对机翼向 的压力。
(2) 小汽车的外形类似于飞机机翼,当一辆飞奔的小汽车在平直的公路上匀速行驶时,请回答:
i 小汽车在水平方向上受到的阻力 (选填“大于”“小于”或“等于”,下同)它的牵引力。
ii 小汽车对地面的压力 车的重力。
请回答下列问题:
(1) 在瓶内装上适量红色水,橡皮塞上插入两端开口的细玻璃管,塞上软木塞,将玻璃管插入水中,密闭瓶口,从管子上面吹入少量气体,水面沿玻璃管上升至瓶口以上,如图所示。玻璃管内与水面相平的 点处受到水的压强是 ,(,);此时瓶内气体压强 (选填“大于”、“等于”或“小于”)瓶外气体的压强;
(2) 小明拿着这个瓶子从楼下到楼上(手与瓶子间隔热),观察到玻璃管内的水柱逐渐升高,这表明:随着高度的逐渐升高,大气压逐渐 ;(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3) 教室走廊有风吹过时,小明发现窗口悬挂的窗帘飘向窗 (选填“内”或“外”),这是因为空气的流动速度变大,压强 (选填选填“变大”、“变小”或“不变”)的缘故。
答案
一、综合应用题(共8题)
1. 【答案】
(1)
(2) 抽气
【解析】
(1) 管底部的管道横截面积大,水流动速度慢,产生的压强大,能支持的水柱就高,所以 管水面高。
(2) 潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的;
为使潜水艇模型从图中位置下沉,则其重力应大于浮力,所以必须从进排气管处抽气,塑料瓶内的压强减小,水进入塑料瓶,总重力增大,大于浮力变会下沉。
2. 【答案】
(1) ①力可以以改变物体的形状;②进站时上坡,出站时下坡
(2) 流体流速越大的位置,压强越小
【解析】
(1) 力的作用效果有两个:改变物体的运动状态,改变物体的形状;动能大小的影响因素:质量、速度、质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;机械能 动能 势能。
(2) 流体流速越大的位置,压强越小。
3. 【答案】
(1) 小
(2) 重力
(3)
【解析】
(1) 根据流体压强和流速的关系可知,流体的速度越大,流体的压强就会越小。
(2) 潜艇的沉浮是通过排出或吸进海水以改变自身的重力来实现浮沉的,因为潜艇的外壳是硬质的,潜艇的体积不会改变,当潜艇浸没在海水里时所受浮力大小也是不变的。
(3) 舰艇满载时,根据阿基米德原理 ,可知排开的水所受到的重力大小等于舰艇所受浮力的大小,。
4. 【答案】
(1) 重;折射
(2) 大气压;大
(3) ;流速大的位置压强小
【解析】
(1) 重力方向竖直向下,放大镜为光的折射。
(2) 大气压力作用推入输液管,水柱高则 点压强大。
(3) 流体流动时,流速大的位置压强小。
5. 【答案】
(1)
(2)
(3)
【解析】
(1) 由公式 (式中 是常量, 表示空气密度)可知:空气流速越大,压强小;空气流速越小,压强大。常量 表示空气流速为 时的压强 。
(2) 在吹硬币时,硬币下方的空气流速为 ,代入公式 中,得:,即:硬币下方空气压强 。
吹硬币时,硬币受到三个力的共同作用:硬币上表面的压力 、下表面的压力 、硬币的自重 ;那么刚好被吹起时,,即:硬币上、下表面的压力差 。
(3) 刚好吹起硬币时可看作硬币受到平衡力的作用,即 。
此时硬币上方的压强为:;
硬币下方的压强为:(空气流速为 );
那么硬币上下方的压强差为:;
因为
所以 ,即:。
6. 【答案】
(1)
(2)
(3)
(4) 变短
(5) ;变大;不变
(6)
【解析】
(1) 因为当地的大气压强等于 水银柱所产生的压强,也就是说明水银柱对应的液面高度为 ,这个液面高度是从水槽的液面到水银柱的上表面的垂直距离为 ;
(2) 因为外界大气压强的大小没有发生改变,所以水银柱到水银槽液面的垂直距离没有发生改变仍然是 ,如答图所示。
(3) 因为此时大气压强的大小等同于 水银柱产生的压强,可以求出此时大气压强的数值为 .如果换成是水的话,此时的压强用水柱产生的压强去表示为 .两次大气压强都相等,所以可以列出等式为: .可以解除此时水柱的高度约为 。
(4) 如果水银上表面的空气流速变快,根据流体压强的规律可以知道,气体流速越快压强越小,因此此时作用水银表面的大气压强会变小,因为水银柱产生的压强一直都等于水银表面的气体压强,且液体表面的气体压强变小,对于液体压强来说,液体越深也强越大,压强变小,液体深度减小,所以此时水银柱的高度应该减小。
(5) 如果把玻璃管往下压 ,此时外界大气压的大小没有发生改变,所以水银柱的高度也不会发生改变,仍然保持 ,将玻璃管倾斜的时候,水银柱的高度仍然会保持 ,而此时因为玻璃管倾斜,所以玻璃管的总长度相比之前就会变的更长。
(6) 根据压力压强的关系:。
7. 【答案】
(1) 较长;越小;上;下
(2) i 等于
ii 小于
8. 【答案】
(1) ;大于
(2) 变小
(3) 外;变小
【解析】
(1) 玻璃管内与水面相平的 点处受到水的压强:;根据图示可知,玻璃管中的液面高于瓶内液面,故瓶内气体压强大于大气压强;
(2) 拿着这个瓶子从楼下到楼上(手与瓶子间隔热),观察到玻璃管内的水柱逐渐升高,这表明:随着高度的逐渐增加,大气压逐渐减小;
(3) 风沿着窗外的走廊吹过时,窗帘外侧空气流速大,压强小,内侧空气流速慢,压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,把窗帘压向窗户外面。