9.4 流体压强与流速的关系（专题训练）【三大题型】（解析版）

94 流体压强与流速的关系（专题训练）【三大题型】 一．流体压强与流速的关系（共20 小题） 二．飞机的升力（共8 小题） 三．实验 研究气体流速与压强的关系（共4 小题） 一．流体压强与流速的关系（共20 小题） 1．（2023•长沙模拟）如图所示，飞盘是一项极具挑战与观赏的对抗型竞技运动，其中蕴 含很多物理知识。下列相关说法正确的是（ ） ．飞盘设计成上凸下凹，可以使飞盘上方空气流速小于下方，利于飞盘持续飞行 B．飞盘被运动员扔出，说明力可以改变物体的运动状态 ．飞盘被扔出后仍能继续运动，是因为受到惯性的作用 D．飞盘最终落回地面，是因为受到摩擦力的作用 【答】B 【解答】解： 、飞盘设计成上凸下凹，可以使飞盘上方空气流速大于下方，上方气体的压强小于下方 气体的压强，产生一个向上的压力差，利于飞盘持续飞行，故错误； B、飞盘被运动员扔出，飞盘受到力的作用，运动状态发生了改变，这说明力可以改变 物体的运动状态，故B 正确； 、飞盘被扔出后仍能继续运动，是因为飞盘具有惯性，惯性是一种性质，不能说受到惯 性的作用，故错误； D、飞盘最终落回地面，是因为受到竖直向下的重力的作用，故D 错误。 故选：B。 2．（2023 春•兴宁区校级期末）如图所示，下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释 的 是 （ ） ．图甲所示向两张纸中间吹气，纸张向中间靠拢 B．图乙所示装不同密度、相同深度的液体，橡皮膜向左侧凸起 ．图丙所示地铁站台边，人必须站在黄色以外的区域候车 D．图丁所示飞机升力的产生原因 【答】B 【解答】解：．对着两张平行的纸吹气，两纸中间的空气流速大、压强小，而两纸的外 部空气流速小、压强大，两纸受到两边向内的压力差，所以两张纸被压到一起，故不符 合题意； B．装有不同密度、相同深度的液体，橡皮膜向左侧凸起，是因为液体在相同的深度时， 液体产生的压强与液体密度有关，不能用流体压强与流速的关系来解释，故B 符合题意； ．当列车驶进站台时，会带动人和车之间的空气流动速度加快，此时人外侧的空气流动 速度慢，根据流体压强与流速的关系可知：人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压 强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险。所以人必须站在安全 黄线以外的区域候车，故不符合题意； D．相等的时间内，空气经过机翼上面的路程大于下面的路程，使得机翼上面的空气流 速大于下面的流速，机翼上面的压强小于下面的压强，存在压强差，产生了压力，这个 压力就是机翼向上的升力，故D 不符合题意。 故选：B。 3．（2023•西宁）我国高铁技术处于世界领先水平，高铁路线总长居世界第一。下列有关 高铁的说法中正确的是（ ） ．铁轨下铺枕木是为了增大压强 B．以行驶的列车为参照物，路边的树木是静止的 ．站台处设置安全线，是因为列车行驶时周围空气流速大压强大 D．静止在平直轨道上的列车，受到的重力和支持力是一对平衡力 【答】D 【解答】解：、铁轨下铺枕木是在压力一定的情况下，通过增大受力面积来减小压强， 故错误； B、以行驶的列车为参照物，列车与路边的树木之间有位置变化，路边的树木是运动的， 故B 错误； 、人离高速列车比较近时，高速行驶的列车的速度很大，人和列车之间的空气流速大， 压强小，人外侧的压强不变，人受到外侧的压强大于人受到内侧的压强，人在较大的压 强差作用下很容易被压向列车，发生交通事故，所以站台处设置安全线，故错误； D、静止在平直轨道上的列车，受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一 直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力，故D 正确。 故选：D。 4．（2023 春•安达市校级期中）如图所示，小强同学在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手 指托住乒乓球。然后从漏斗口向下用力吹气，并将手指移开，那么以下分析正确的是： （ ） ．乒乓球会下落，因为其上方气体流速增大，压强变大 B．乒乓球不会下落，因为其上方气体流速增大，压强变小 ．乒乓球会下落，因为其上方气体流速增大，压强变小 D．乒乓球不会下落，因为其上方气体流速增大，压强变大 【答】B 【解答】解：当从漏斗口向下用力吹气时，气流沿漏斗的壁快速流出，速度比较大，乒 乓球的上部气流流速大，压强比较小，乒乓球的下部受到的大气压是不变的，托着乒乓 球不会掉下来。故只有选项B 说法正确。 故选：B。 5．（2023•岳麓区校级模拟）同学们梳理了材中与压强知识相关的现象及应用，如图所示， 其中分析正确的是（ ） ．如图甲，对着B 管吹气、管内液柱升高，说明空气流速越大的地方压强越大 B．如图乙，用吸管吸饮料时需要用力吸，说明人的吸力改变了大气压强 ．如图丙，U 形“反水弯”中两侧的液面相平，说明两侧液体压强大小相同 D．将如图丁的器材从山脚移到山顶，管内液柱逐渐上升，说明外界气压变大了 【答】 【解答】解：、向吸管口吹气时，管口上方空气流速大，大气压强变小，管内的液柱在 大气压力作用下上升，故错误； B、吸管吸饮料时，用力吸气时，管内压强减小，饮料在外界大气压的作用下被压入嘴 里，没有改变大气压，故B 错误； 、U 形“反水弯”是一个连通器，两侧的液面相平，说明两侧液体压强大小相同，故正 确； D、将如图丁的器材从山脚移到山顶，管内液柱逐渐上升，说明外界气压变小了，故D 错误。 故选：。 6．（2023•攀枝花）某学校科学探究小组的同学们制作了如图所示的实验装置。装水的大 瓶上端开口，下部侧壁开孔，并与粗细不均匀的水平管及竖直的、B 管连通。小瓶装满 水后，开口向下倒扣在大瓶中，并固定在支架上。则下列说法中正确的是（ ） ．大瓶水位缓慢下降后，小瓶中的水会迅速全部流入大瓶中 B．若同时打开止水阀S1、S2，待水面稳定后，B 管的水面高于管的水面 ．当管内水面稳定后，若用鼓风机在B 管管口处沿水平方向吹气，B 管内水面将下降 D．若关闭止水阀S2，打开止水阀S1，待水面稳定后，、B 两管的水面与大瓶中水面一 样高 【答】D 【解答】解：、小瓶中的水受到大气压的作用，在瓶口没有露出水面前，瓶中的水不会 流出，故错误； B、由流体流速大的位置压强小可知，若同时打开止水阀S1、S2，B 管中水的流速较大， 压强较小，待水面稳定后，B 管的水面低于管的水面，故B 错误； 、当管内水面稳定后，若用鼓风机在B 管管口处沿水平方向吹气，B 管上方的空气流速 加快，压强减小，B 管内水面将上升，故错误； D、若关闭止水阀S2，打开止水阀S1，大瓶、管、B 管构成连通器，待水面稳定后，、 B 两管的水面与大瓶中水面一样高，故D 正确。 故选：D。 7．（2023 春•天桥区期中）两艘船相距较近并排同向行驶，两船会靠的越来越近，甚至发 生碰撞，这是因为两船间（ ） ．水的流速大，压强大于两船外侧的压强 B．水的流速大，压强小于两船外侧的压强 ．水的流速小，压强大于两船外侧的压强 D．水的流速小，压强小于两船外侧的压强 【答】B 【解答】解：两艘船并排行驶时，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，出现相撞的情形，故B 正确，D 错误。 故选：B。 8．（2023 春•江油市期中）对下列四幅图的说法错误的是（ ） ．甲图中针头做得很尖目的是减小压强 B．乙图中的水壶利用了连通器原理 ．丙图中钢笔吸墨水利用了大气压强 D．丁图中简易喷雾器说明流体在流速大的地方压强小 【答】 【解答】解：、由公式p＝ 知，注射器的针头做得很尖，是在压力一定时，通过减小 受力面积来增大压强的，故错误； B、茶壶的壶嘴与壶身连通，构成一个连通器，故B 正确； 、钢笔能把墨水吸上来，是墨水在外界大气压的作用下进入钢笔内的，故正确； D、图中管上方空气流速快、压强小，管中水受到向上的压强大于向下的压强，从而使 管中水面上升；简易喷雾器说明流体在流速大的地方压强小，故D 正确。 故选：。 9．（2023 春•包河区期中）我国古代茅草屋的形状，如图所示。唐代诗人杜甫有诗句“八 月秋高风怒号，卷我屋上三重茅”。诗中所描写的秋风“卷”走“三重茅”主要原因是 由于屋内空气相对于屋顶外侧空气的流速 小 ，压强 大 的缘故。（选填“大” 或“小”） 【答】小；大 【解答】解：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，产生一个向上的压强差和压力差， 所以秋风“卷”走屋顶茅草。 故答为：小；大。 10．（2023•淮安）如图所示，容器内装吹气满水，将吸管的端插入水中，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 。 【答】大；小。 【解答】解：用另一根吸管沿图示方向吹气时，B 端空气流速变大，压强变小，水在大 气压作用会从B 端流出。 故答为：大；小。 11．（2023 春•皇姑区校级期中）非洲草原犬鼠是一种哺乳动物。如图所示，图是其洞穴 的横截面示意图：洞穴有两个出口，一个是平的，而另一个则是隆起的土堆。这种离地 面很深、洞口形状各异看似简单的洞穴却有很强的空气流动能力，成为一个天然的“空 调器”。当有风从洞穴出口吹过时，外部空气就会从 （选填“”或“B”）洞口流 进洞内，使犬鼠享受习习的凉风。 【答】。 【解答】解：由图可知，B 洞口凸，洞口平，有风经过时，相同时间内，经过时速度小、 压强大；经过B 时速度大、压强小，洞中出现压强差，使空气顺利进入洞穴。故风是从 洞口流入。 故答为：。 12．（2023 春•定州市期中）如图所示是家用煤气灶灶头的示意图，使用时打开煤气阀门， 拧动点火装置，煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，而煤气不会从进口处向空 气中泄漏，其原因是进口处煤气流速 大 （选填“大”或“小”），压强 小于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压强。此原理如果应用在高速列车的候车 过程中，为了安全起见，高速列车的速度越大，人离轨道的距离要越 远 （选填 “远”或“近”）。 【答】大；小于；远。 【解答】解：因为体流速越大的地方压强越小，所以进口处煤气流速大，压强小于大气 压，煤气和空气在大气压的作用下流向燃烧头，而煤气不会向空气中泄露。 此原理如果应用在高速列车的候车过程中，高速列车的速度越大，列车与人之间的压强 越小，人外侧的大气压会把人推向火车，所以为了安全起见，人离轨道的距离要越远。 故答为：大；小于；远。 13．（2023 春•临澧县期末）某物理课外小组制作如图所示的实验装置，大缸内的水足够 多，打开阀门，关闭B 阀门，水流入管道，当水稳定后，管液面高度 等于 b 管液面 高度；再打开B 阀门，在水向外流的过程中，管液面高度 大于 b 管液面高度。（均 选填“大于”、“小于”或“等于”） 【答】等于；大于 【解答】解：（1）打开阀门，水流入管道，管、b 管、大烧杯组成了连通器，因为连通 器中装有同种液体，所以根据连通器原理可知，当水稳定后，管液面高度等于b 管液面 高度。 （2）再打开B 阀门，粗管和细管中水的流量相同，细管处水的流速大、压强小，支持 的水柱低；粗管处水的流速小、压强大，支持的水柱高，所以管液面高度大于b 管液面 高度。 故答为：等于；大于。 14．（2023•北碚区校级开学）2015 年6 月1 日深夜11 点多，“东方之星”大型豪华游轮 突遇龙卷风，在一两分钟之内倾覆倒扣的水中，造成大量人员溺亡。其实船在运行和失 事施救过程所用的技术几乎都是我们学过的。如救援人员通过敲击船体探找水下船舱是 否有人就利用了声学知识，此时水下船舱里空气压强 大于 （大于/小于）大气压强， 如果龙卷风从船体左边通过，则船应向 左 （左/右）翻倒。 【答】大于；左。 【解答】解： （1）水下船舱里空气压强等于大气压加上水产生的压强，所以水下船舱里空气压强大 于大气压强； （2）如果龙卷风从船体左边通过，左侧空气流速大、压强小，左右两侧形成向左的压 强差，使船向左翻倒。 故答为：大于；左。 15．（2023•沈阳模拟）在“小实验、小制作”比赛活动中，物理兴趣小组利用身边的小玻 璃瓶、单孔橡皮塞、两端开口的透明吸管、水等，展示了如图所示的一系列实验。 （1）如图甲所示的“敲击实验”，用笔杆敲击空玻璃瓶，使空玻璃瓶发生 振动 ， 产生声音，加大敲击的力度，声音的 响度 （选填“音调”、“响度”或“音 色”）发生了改变； （2）如图乙所示的“自制温度计”，将玻璃瓶放入热水中，观察到吸管中的液面 上 升 （选填“上升”、“下降”或“不变”），验证了该温度计是根据液体 热胀冷 缩 的规律制成的； （3）如图丙所示的“自制气压计”，当小明提着瓶子从一楼走到十楼，观察到吸管中 的液面上升，说明了大气压强随海拔高度升高而 减小 （选填“增大”、“减小” 或“不变”）； （4）如图丁所示的“自制喷雾器”，往B 管中吹气，可以看到管中的液面 上升 （选填“上升”、“下降”或“不变”），这表明，在气体中流速越大的位置压强 越小 （选填“越大”、“越小”或“不变”）。 【答】（1）振动；响度；（2）上升；热胀冷缩；（3）减小；（4）上升；越小。 【解答】解：（1）用笔杆敲击空玻璃瓶，使玻璃瓶发生振动，从而产生声音，说明声 音是由物体的振动产生的；响度与发声体的振幅有关，振幅越大，响度越大，用更大的 力敲击玻璃瓶，玻璃瓶振动的幅度改变，故声音的响度发生改变。 （2）将玻璃瓶放入热水中，玻璃瓶中液体吸收热量，体积膨胀，所以吸管中的液面上 升，实验验证了温度计是根据液体的热胀冷缩的规律制成的。 （3）大气压不是固定不变的，随着高度的升高而减小，所以提着瓶子从一楼走到四楼， 观察到吸管中的液面上升。 （4）往B 管中吹气，可以看到管中的水面上升，原因是：往B 管中吹气，吸管上方空 气的流速变大，压强减小，管中液体受到向上的压强大于向下的压强，所以管水上升。 表明在气体中，流速越大的位置压强越小。 故答为：（1）振动；响度；（2）上升；热胀冷缩；（3）减小；（4）上升；越小。 16．（2023 春•东城区校级期中）如图所示，若在蓄水槽中装入一定量的水，蓄水槽与一 粗细不均匀的管道相连，在管道的不同部位分别装有底部连通的竖直管、B、．则当阀 门关闭，水处于静止状态时，、B、三根管中水柱的高度关系是 相等 （选填“相 等”或“不相等”）；当阀门打开，水流动时， B 管中的水柱最低（选填“”、 “B”或“”）。 【答】见试题解答内容 【解答】解：（1）当阀门关闭，水处于静止状态时，根据连通器的原理，可知、B、三 根管中的水柱高度相等； （2）当阀门打开水流动时，底部面积越大，水流速越慢，产生的压强越大，水的高度 越大，所以B 的压强最小，水的高度最低，的压强最大，水的高度最大。 故答为：相等；B。 17．（2023 春•蓬莱区期中）如图是煤气灶灶头的示意图，基本操作是：打开煤气阀，拧 动点火装置，煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃燃烧。有同学担心煤气在进口 处是否会向空气中泄漏？ 你的观点：我认为煤气在进口处 不会 （选“会”或“不会”）向空气中泄漏，理 由是 因进口处煤气的流速大，压强小，大气将煤气压进管道，不会泄漏 。生活中 和上述原理相同的现象有很多，请列出一项： 飞机的升力 。 【答】不会；因进口处煤气的流速大，压强小，大气将煤气压进管道，不会泄漏；飞机 的升力。 【解答】解：因为进口处煤气流速大，压强小，小于大气压，大气将煤气压进管道，使 煤气和空气流向燃烧头被点燃燃烧，而不会向空气中泄露。 飞机获得升力的原理与上述原理是相同的。 故答为：不会；因进口处煤气的流速大，压强小，大气将煤气压进管道，不会泄漏；飞 机的升力。 18．（2023 春•朝阳区校级期中）如图所示，为一辆家用小汽车，车身设计为流线型，车 的质量为16×103kg，轮胎与地面总接触面积为008m2，请问： （1）汽车静止在水平地面上时，对地面的压强为多少？ （2）汽车快速行驶时对水平地面的压力 小于 （选填“大于”、“小于”或“等 于”）车的重力，原因是 车身上方空气流速快，压强小 。 【答】（1）汽车静止在水平地面上时，对地面的压强为2×105P； （2）小于；车身上方空气流速快，压强小。 【解答】解：（1）空车静止在水平地面上时，对水平地面的压力：F＝G＝mg＝ 16×103kg×10/kg＝16×104， 则对水平地面的压强：p＝ ＝ ＝2×105P； （2）汽车上凸下平，快速行驶时，汽车上方的空气流速大，下方的空气流速小，上方 的压强小于下方的压强，汽车在压强差下产生向上的升力，对地面的压力减小，小于汽 车的重力。 答：（1）汽车静止在水平地面上时，对地面的压强为2×105P； （2）小于；车身上方空气流速快，压强小。 19．（2023 秋•越秀区校级期中）如图甲所示，粗糙程度相同且足够大的水平地面上静止 放置一个重为2，底面积为20m2的长方体物体。请完成以下问题： （1）此时地面对物体的支持力和 物体的重力 是一对平衡力，地面对物体的支持力 和 物体对地面的压力 是一对相互作用力； （2）已知此时大气压为1×105P，则此时物体上表面受到的大气压力是 200 ，方向 是 竖直向下 ； （3）如图乙，用水平拉力F 作用于物体。物体运动速度v 与时间t 的关系如图丙所示， 拉力F 的大小与时间t 的关系如图丁所示。请在图戊的直角坐标系中画出0 至12s 内物 体受到的摩擦力f 和时间t 的关系图像； （4）如图己，撤去拉力F 后，利用强力吹风机在物体上方吹出水平的风，发现物体可 以向右“跳起”，这是因为上方的气体流速变大，该处压强 小于 （选填“大于”、 “小于”或“等于”）外界大气压，从而产生了压力差。 【答】（1）物体的重力；物体对地面的压力；（2）200；竖直向下；（3）见解答； （4）小于。 【解答】解：（1）物体在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，重力 和支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，且作用在同一物体上，所以地面对 物体的支持力和物体的重力是一对平衡力。 地面对物体的支持力和物体对地面的压力大小相等、方向相反、作用在不同物体上，作 用在同一直线上，是一对相互作用力。 （2）物体上表面受到的大气压力是：F＝pS＝1×105P×20×10 4 ﹣m2＝200， 物体上表面受到的大气压力方向与上表面垂直，方向竖直向下。 （3）由图丙可知，物体在6s～9s 过程中做匀速直线运动，处于平衡状态，物体受到的 滑动摩擦力等于物体受到的拉力，由图丁可知，物体在6s～9s 过程中受到的拉力为6， 所以物体在6s～9s 过程中受到的摩擦力为6，由图丙可知，物体在0～12s 过程中始终处 于运动状态，所以物体在0～12s 过程中受到的摩擦力始终为滑动摩擦力，物体所受滑 动摩擦力大小不变，即物体在0～12