32讲 压强与流速的关系、飞机的升力（教师版） 2023年初中物理自主招生讲义68讲

第1 页/ 共25 页 初中物理自主招生讲义32 压强与流速的关系、飞机的升力 一．流体压强与流速的关系（共31 小题） 【知识点的认识】 液体和气体都具有流动性，统称为流体．如：空气、水等．流体流动时的压强称作流体压 强．空气和水流动时有快有慢，流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较 大． 【命题方向】 联系生活实际用流体压强与流速的关系解释现象是命题方向，一般出现选择题、填空题或 简答题． 例：如图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（ ） ．进口处煤气流速小，压强大于大气压强 B．进口处煤气流速小，压强小于大气压强 ．进口处煤气流速大，压强小于大气压强 D．进口处煤气流速大，压强大于大气压强 分析：流体的压强跟流速有关，流速越大，压强越小．比较煤气进口处的内外气体的流速 是解决本题的关键． 解：因为流速越快，流体的压强越小，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．故选． 点评：掌握流体的流速和压强的关系，并能运用压强和流速的关系解释生活中有关流体压 强的问题． 【解题方法点拨】理解、记住流体压强与流速的关系． 一．流体压强与流速的关系（共31 小题） 1．在五一游艺晚会上，陈思同学演示了如图所示的实验，排在一条线上的三个碗，中间碗 内放一个乒乓球，当用小管向球斜上方吹气，乒乓球将（ ） 第1 页/ 共25 页 ．仍静止 B．运动到左碗 ．运动到右碗 D．无法确定 答与解析：当用小管向乒乓球斜上方吹气时，上方气体流速大，压强小，乒乓球受到一 个向上的压力差，所以会上升。 当乒乓球上升后，其右侧空气流速大、压强小，左侧空气流速小、压强大，所以乒乓球 会运动到右侧（只有斜向上吹气时才会如此）。 由上述可知选项、B、D 的说法都不正确。 故选：。 2．水与日常生活有密切联系，在有关水问题中蕴含着丰富的物理知识。家用水龙头在水流 较小且稳定流动时的形状应该是下图中的（ ） ． B． ． D． 答与解析： “ ” 水向下流的过程中受重力作用，流速越来越大，水流被拉长，水的体积不 变，长度变大，则横截面积减小，由图知符合实际。 故选：。 3 ．沙漠中有一个沙丘（如图），当水平方向的风不断吹过沙丘时，沙丘会慢慢（ ） ．向左移动 B．向右移动 ．仍停原处 D．无法确定 答与解析：在水平方向上，风从左边吹来，所以左边风速比右边的大，由于流速越大、 压强越小，所以左边的压强比右边的小，故沙丘向左移动。 故选：。 4．有些轿车的尾部安装了导流板，如图所示。它的作用主要是在轿车高速行驶时，增加对 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（ ） ． B． ． D． 第1 页/ 共25 页 答与解析：要增加轿车对地面的压力，提高车轮的抓地性能，就要使轿车高速行驶时， 导流板上方的空气流速小压强大，下方的空气流速大压强小，即上方平直下方凸起，产 生一个向下的压强差。 故选：。 5．如图，F1 赛车尾部有后翘的合金板，它的作用是（ ） ．为了让赛车更坚固 B．减小空气对车的阻力 ．增大车对地面的压力而增大摩擦 D．使赛车更加美观 答与解析：、F1 赛车尾部有后翘的合金板，在牢固赛车车身上没有作用。不符合题 意。 B、在赛车的尾部增加后翘的合金板，只能增大和空气的摩擦阻力，不会减小摩擦阻 力。不符合题意。 、F1 赛车尾部有后翘的合金板，它的形状和作用与飞机机翼相反，上方是平面，下方 是凸面，相同时间内，空气经过下方的路程长，速度大，压强小，空气经过上方的路程 短，速度小，压强大，产生向下的压力，摩擦力跟压力和接触面的粗糙程度有关，增大 压力，增大了赛车和地面的摩擦力。符合题意。 D、赛车的目的是赛出速度，美观是个次要因素。不符合题意。 故选：。 6．2009 年中国海军成功远赴马里执行护航任务，为祖国赢得了荣誉，下列相关说法正确 的是（ ） ．一名特战队员受到的重力约为300 B．站在甲板上的特战队员受到的支持力和他对甲板的压力是一对平衡力 ．军舰护航时，不能与商船近距离并排行驶，因为流体压强与流速有关 D “ ” ．为驱散海盗，特战队员发出的烟雾弹离开枪口后运动状态是不变的 第1 页/ 共25 页 答与解析：、学生接触的自己的体重大于是500，特种兵的重力应该大于一名初中生的 体重。不符合题意。 B、平衡力的条件和相互作用力的重要区别是否是同一个受力物体。队员受到的支持 力，队员是受力物体；队员对甲板的压力的受力物体是甲板，这两个力属于相互作用 力。不符合题意。 、军舰和商船并排行驶，军舰和商船之间的水流速大，压强小，军舰和商船在压强差下 都向中间行驶，容易发生撞船现象。符合题意。 D、烟雾弹离开枪口后进行的是曲线运动，方向和大小都在不断改变，运动状态不断改 变。不符合题意。 故选：。 7．2007 年4 月18 “ ” 日零时起，中国铁路采用和谐号动车组开始了第六次大提速。高速列 车经过时，若人离铁道太近很可能被吸进铁道，应特别注意安全。从物理学的角度看， 这是因为（ ） ．车与人之间的空气流速减小，压强增大 B．车与人之间的空气流速减小，压强减小 ．车与人之间的空气流速加大，压强减小 D．车与人之间的空气流速加大，压强增大 答与解析：人离列车比较近，列车提速，列车的速度很大，造成人和列车之间的空气流 动速度很大，压强大大减小，人外侧的空气流速小，压强大，人在压强差的作用下，受 到一个推向列车的力，会造成事故。 故选：。 8．乒乓球前进过程中由于不同的旋转方向会沿不同的径迹运动。七中乒乓球协会的同学用 上旋、下旋与不旋三种不同的方法把乒乓球击出，径迹如图中1、2、3 三条虚线所示， 请你根据平时的观察与所学的物理知识判断图中哪一条是上旋球的径迹（ ） ．1 B．2 ．3 D．无法确定 答与解析：如图，由于球的转动，周围空气也随之绕球转动。对于上旋球（轨迹1）， 第1 页/ 共25 页 由于球的旋转，带动球周围空气逆时针转动，球上方空气随之向左运动，但同时球向左 运动，则空气相对于球向右运动，空气相对于球的两种运动作用相抵，球上方的空气流 动速度小，压强大；球下方空气随之向右运动，但同时球向左运动，则空气相对于球向 右运动，空气和球带动空气的运动方向相同，增大了空气的运动速度，球下方的空气流 动速度大，压强小。因此，球受到向下的压力，沿弧线迅速下落。下旋球则相反。 综上分析可知，1 是上旋球，3 是下旋球，2 是不旋球。 故选：。 9 “ ” “ ” “ ” ．龙卷风将物体吸起卷入空中，其中吸字蕴含的物理道理，与下列现象中的吸字 相同的是 （ ） “ ” ．地球吸地面上物体 B “ ” ．两光滑铅块压紧后吸住 “ ” ．两船并行相吸碰撞 D “ ” ．梳头后的梳子会吸头发 答与解析： “ ” 、地球吸地面上物体，是指地面附近的物体由于受到地球的吸引而产生的 力；故不合题意； B “ ” 、两光滑铅块压紧后吸住，说明分子之间存在引力。故B 不合题意； 、当船并行时，中间的水流动速度增大，压强减小。船外侧大的压强将船向中间挤压， 造成相吸相撞，利用的是流体压强和流速的关系。故符合题意； D、用塑料梳子梳头发时，塑料梳子与头发相互摩擦，发生了电荷的转移，从而使梳子 和头发分别带上异种电荷而互相吸引；故D 不合题意。 故选：。 10．航模小组制作了一款新型带侧翼的浮沉艇。浮沉艇静止时，漂浮在水面上，螺旋桨快 速转动时，浮沉艇前进的同时能自行下潜。浮沉艇侧翼的形状应为下列图中的（ ） ． B． 第1 页/ 共25 页 ． D． 答与解析：根据流体流速越大的位置压强越小，可知，只有当侧翼的形状上平下凸时， 才会在螺旋桨快速转动时，使上方水流速度慢，压强大，下方水流速度快，压强小，从 而产生向下的压强差，使浮沉艇前进的同时下潜。综上所述，只有B 的形状符合要求。 故选：B。 11 “ ” “” ．学习了流体压强与流速的关系后，为了解决 形地下通道中过道的通风问题，同学 “ 们设计了如下几种方。如图所示，黑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（ ） ． B． ． D． 答与解析：要想让风经过过道，过道左右两端的气压应该不同，所以过道左右两端的通 风道中的空气流动速度不同。 如图，过道左右两端的通风道相同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相 同，不合理。 如图B，过道左右两端的通风道相同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相 同，不合理。 如图，过道右端的通风道有凸起，所以相同时间风经过过道右端的通风道时的路程长， 则风速较快，所以过道右端的气压小于左端的气压，所以空气会从过道的左端流向右 端，过道中有风通过。此方不需要消耗其他能量，既有效又节能。此方合理。 如图D，过道中有电动机，电动机工作时过道中空气流动速度加快，气压减小，空气会 第1 页/ 共25 页 从过道口流进来而通风，但需要消耗电能，故此方虽有效但不节能，不合理。 故选：。 12．如图所示，室里的天花板下面装有多挡位吊扇，当吊扇正常工作时，关于吊扇对天花 板的拉力与其重力大小的判断正确的是（ ） ．吊扇在高挡位工作时，拉力等于重力 B．吊扇在低挡位工作时，拉力大于重力 ．吊扇在任意挡位工作时，拉力等于重力 D．吊扇在任意挡位工作时，拉力小于重力 答与解析：电风扇静止时受到的重力和固定杆对它的拉力是一对平衡力，即拉力T1＝重 力； 电风扇转动时，风扇叶对空气施加了一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，空 气对风扇叶施加了一个向上的反作用力；此时风扇叶受到了三个力的作用，重力G、固 定杆对扇叶的拉力T2、空气对扇叶施加的力T′，风扇在这三个力的作用下在竖直方向上 静止，所以G＝T2+T′，所以T2＜G。 故选：D。 13．与火车相比，汽车在厢外表面更容易堆积灰尘。对于导致这种现象的原因分析，你认 为下列说法中最可能的是（ ） ．火车车厢的外表面比汽车车厢的外表面光滑，更不容易堆积灰尘 B．火车行驶的速度比汽车的大，产生的风更大，更容易把灰尘吹掉 ．在车辆行驶的过程中，车厢外表面由于空气摩擦而带电，因为汽车的轮胎是绝缘的橡 胶，和铁轮的火车相比更不容易把电荷导入地下，因而更容易吸附灰尘 D．火车行驶的速度相比汽车的大，车厢外侧空气流动的速度比汽车的大，车厢外测的 气压比汽车的小，车厢的内外压强差比汽车的大，更不容易堆积灰尘 答与解析：车轮和铁轨都是铁的，聚集在车厢表面的正电荷，通过车轮和车轨与大地相 连，聚集在车厢表面的正电荷减少，吸附的尘埃也就减少，而汽车的轮胎是绝缘的橡 胶，和铁轮的火车相比不容易把电荷导入地下，因而更容易吸附灰尘。 故选：。 第1 页/ 共25 页 14．弧圈球是一种攻击力强、威力大的乒乓球进攻技术。如图为某人某次拉出的弧圈球在 空中高速旋转前进的示意图，此时球上方气体相对球上部流速小于下方气体相对球下部 流速，以下说法正确的是（ ） ．球在空中继续前进是受到惯性力的作用 B．球在空中前进时受平衡力作用 ．球因高速旋转前进比不旋转前进时会下落得慢 D．球因高速旋转前进比不旋转前进时会下落得快 答与解析： ①打出去的乒乓球在空中继续前进是由于惯性，仍要保持原来的运动状态，而不是惯性 力的作用；故说法错误，不符合题意。 ②空中飞行的乒乓球受到重力和空气阻力的作用，重力的施力物体是地球，在重力的作 用下乒乓球的运动状态会发生变化，所以乒乓球在空中前进时不受平衡力作用；故B 说 法错误，不符合题意。 ③∵球上方气体相对球上部流速小于下方气体相对球下部流速， ∴球上方的压强大于球下方的压强， 因此球因为高速旋转前进比不旋转前进时会下落得快。故说法错误，不符合题意；D 说 法正确，符合题意。 故选：D。 15．2012 年4 月14 日及15 日凌晨龙卷风袭击美国俄克拉何马、堪萨斯、内布拉斯加和爱 荷华4 州，造成大范围破坏，并在奥克拉何马州夺去5 人性命，其中包括3 名童。此外 有数十人受伤。龙卷风的实质是高速旋转的气流，呈漏斗状，它能把地面上的物体或人 “ ” “ ” 畜吸起卷入空中（如图所示），龙卷风能吸起物体的主要原因是（ ） ．龙卷风使物体受到重力变小 第1 页/ 共25 页 B．龙卷风内部的气体流速大，压强小 ．龙卷风增大了空气对物体的浮力 D．龙卷风内产生了强大的静电，将地面物体吸起 答与解析：、物体的重力跟物体的质量有关，质量不变，重力不变。故不符合题意。 B、龙卷风的实质是高带旋转的气流，当刮起龙卷风时，龙卷风内部的空气流动速度增 大，压强减小；龙卷风外侧的压强不变，地面上的物体或人畜如果被圈在龙卷风中，受 到向内且斜向上的压强大于向外且斜向下的压强，受到向内且斜向上的压力大于向外且 “ ” 斜向下的压力，物体或人畜在压力差的作用下被吸起卷入空中，故B 符合题意。 、空气对物体的浮力与空气的密度和物体的体积有关，空气的密度和物体的体积不变， 所以浮力不变，因此龙卷风不会增大空气对物体的浮力，故不符合题意。 D、发生龙卷风一般在沿海地区，空气比较潮湿，不易发生摩擦静电。故D 不符合题 意。 故选：B。 16．与火车相比，汽车车厢外表面更容易堆积灰尘。对于导致这种现象的原因分析，你认 为下列说法中最可能的是（ ） ．火车车厢的外表面比汽车车厢的外表面光滑，更不容易堆积灰尘 B．火车行驶的速度比汽车的大，产生的风更大，更容易把灰尘吹掉 ．火车行驶的速度比汽车的大，车厢外侧空气流动的速度比汽车的大，车厢外侧气压比 汽车的小，车厢的内外压强差比汽车的大，更不容易堆积灰尘 D．在车辆行驶过程中，车厢外表面由于和空气摩擦而带电，因为汽车的轮胎是绝缘的 橡胶，和铁轮的火车相比不容易把电荷导入地下，因而更容易吸附灰尘 答与解析：车轮和铁轨都是铁的，聚集在车厢表面的正电荷，通过车轮和车轨与大地相 连，聚集在车厢表面的正电荷减少，吸附的尘埃也就减少，而汽车的轮胎是绝缘的橡 胶，和铁轮的火车相比不容易把电荷导入地下，因而更容易吸附灰尘。 故选：D。 17．太阳能汽车是直接利用太阳能为能源的一种新型汽车。如图中太阳能汽车（右边是它 的剖面图），从形状上看，这种汽车在高速行驶时对水平地面产生的压力F1与停在水平 路面对地面产生的压力F2 相比（ ） 第1 页/ 共25 页 ．F1＞F2 B．F1＜F2 ．F1＝F2 D．无法比较 答与解析：汽车静止在水平地面上，对地面的压力等于汽车的重力，所以，F2＝G。 汽车高速行驶时，相同时间内空气通过汽车上面的路程大于汽车下面的路程，空气通过 上面的速度大于下面的速度，汽车上面压强小于下面的压强，汽车受到空气向上的升力 作用，对地面的压力减小。所以，F1＜G。 故选：B。 18．在英格兰对希腊的足球世界杯小组赛最后一战中，英格兰队长贝克汉姆射入一个价值 被经济学家估计为二亿英镑的香蕉球，香蕉球是指球在水平方向上是曲线飞行的，球是 从防守队员的左侧绕弯射向球门的，则射门者脚法应是（ ） ．左脚内侧或右脚外侧 B．左脚内侧或右脚内侧 ．左脚外侧或右脚内侧 D．左脚外侧或右脚外侧 答与解析：在旋转方向与球前进方向相同的一侧，空气相对于球的流速比另一侧较小， 球的两侧流速不同，故两边的压强差不同，固有压力差产生，所以球会旋转前进。 足球在运动过程中，逐渐向右侧偏移，说明右侧的压强小，根据流体压强与流速的关系 可知，右侧空气流速快。则射门者脚法应是左脚内侧或右脚外侧； 故选：。 第1 页/ 共25 页 19．船在水中航行时，船体受到水的阻力较大，影响了航行速度。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。则水翼的形状应该是图中的（ ） ． B． ． D． 答与解析： 在流体中流速越大的位置，压强越小。当船在水中高速航行时，水翼上表面凸起，它与 船体间的水流速度大，压强小；水翼下表面做成平面，水流速度小，压强大，因此在水 翼的上下表面存在向上的压力（压强）差，所以船体被抬高了；故水翼的形状应该是图 中的D。 故选：D。 20．2011 年4 月25 日，美国阿肯色州遭龙卷风袭击，造成近60 人下落不明。龙卷风是高 “ ” 速旋转的气流，它能把地面上的物体或人畜吸起卷入空中（如图所示），龙卷风 “ ” 能吸起物体的主要原因是（ ） ．龙卷风内部的气压远小于外部的大气压 B．龙卷风增大了空气对物体的浮力 ．龙卷风使物体受到的重力变小了 D．龙卷风产生了强大的静电，将物体吸上天空 答与解析：龙卷风的实质是高带旋转的气流，当刮起龙卷风时，龙卷风内部的空气流动 速度增大，压强减小；龙卷风外侧的压强不变，地面上的物体或人畜如果被圈在龙卷风 中，受到向内且斜向上的压强大于向外且斜向下的压强，受到向内且斜向上的压力大于 第1 页/ 共25 页 “ ” 向外且斜向下的压力，物体或人畜在压力差的作用下被吸起卷入空中。 故选：。 21 ．如图所示，当用吹风机的冷风挡吹机翼模型时，下列说法正确的是（ ） ．机翼模型上方空气流速快 B．机翼模型下方空气流速快 ．机翼模型会向下方运动 D．机翼模型只受重力作用 答与解析：机翼模型上表面弯曲，下表面平直，当用吹风机的冷风挡吹机翼模型时，相 同时间内，空气经过上方的路程比下方路程长，流速大，压强小，机翼模型在压强差下 产生向上的升力，机翼模型会向上方运动，因此此时机翼模型除了受重力作用以外，还 受向上的升力作用，故正确；BD 错误。 故选：。 22 “ ” ．如图所示，中国空军中个头最大，被称为胖妞的Y 20 ﹣ 运输机，其起飞质量能达 220t，航程大于7800km，曾在2020 年2 月13 日驰援武汉，运送了大量医疗物资。关于 该运输机下列说法正确的是（ ） ．起飞时，飞行员相对于机舱是运动的 B．飞行时，机翼上方的空气流速较大，压强较大 ．轮胎较多，停放时可以减小飞机对地面的压力 D．轮胎上的花纹，着地时可以增大与地面的摩擦力 答与解析： 、起飞时，飞行员相对于机舱之间的位置没有发生变化，所以飞行员是静止的，故错 第1 页/ 共25 页 误； B、机翼的形状上凸下平，在相同是时间内，空气经过上方的路程长、速度大；经过下 方的路程短、速度小。上方空气流速越大、压强越小；下方空气流速越小、压强越大。 所以机翼上方的气流对机翼的压强小于机翼下方的气流对机翼的压强，机翼在压强差的 作用下，受到向上的升力作用。故B 错误；