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7 (真情境 课外制作)为改善地铁地下车站的通风状况,小明设计了抽气管道,利用地面横风实现自动抽气。为提高抽气效果,管道上方遮雨盖的形状应设计成下列图中的 ( )

答案:
B 解析:空气在流动时,流速越快压强越小,要使管道口的空气上升,管道口上方的压强应较小,因而上方的挡板设计成下凸上平的形状,挡板下方空气流速大,压强小,管道口下方空气在大气压作用下上升,故选B。
8 (链教材P90图10 - 26改编)如图所示,从倒置的漏斗口向下吹气,乒乓球将 (填“会”或“不会”)掉下来,下列实例中所应用的物理原理与之不同的是 (填序号)。①同向行驶的两艘船之间不能靠得太近;②向下喷射高速气体,火箭升空;③地铁列车站台上设置安全线。

答案:
不会 ② 解析:当向下用力吹气时,乒乓球上方的空气流速增大,压强减小,乒乓球下方的压强不变,乒乓球在压强差的作用下不会掉下来。生活中同向行驶的两艘船之间不能靠得太近,地铁列车站台上设置安全线都利用了流体压强与流速关系的特性;向下喷射高速气体,火箭升空,利用了力的相互作用。故②符合题意。
9 [2022·陕西宝鸡模拟]如图甲所示,玻璃管上下通透,此时玻璃管中液面与瓶中液面相平(玻璃瓶密封良好),当向外拉注射器活塞时,能够观察到的现象是玻璃管内的液面 (填“高于”“低于”或“等于”)瓶中液面;图乙所示的装置上方为一个粗细不均匀的两头开口的玻璃管,管下连通一个装有红墨水的U形管AB。当用吹风机向玻璃管中吹风时,A管口处压强 (填“较大”或“较小”),A管中液面 (填“高于”“低于”或“等于”)B管中液面。

答案:
低于 较大 低于 解析:瓶内上部空气通过玻璃管与注射器相连,当向外拉注射器活塞时,瓶内的气压就减小,由于瓶内的气压小于瓶外的大气压,在瓶外大气压的作用下,玻璃管内的液面降低。题图乙中A上方玻璃管的横截面积大,向玻璃管中吹风时,A管上方的空气流速小于B管上方的空气流速,A管上方的压强大于B管上方的压强,红墨水被压向B管,A管液面下降,B管液面上升,故A管中液面低于B管中液面。
10 (新考法 创新装置)在自主学习探究过程中,某同学利用带拉环的吸盘、固定在墙上的平面镜、水、刻度尺来测量大气压强的大小,实验装置如图甲,将平面面积为10 cm²、重力为0.5 N的吸盘沾水湿润后,压在平面镜上,排尽吸盘内的空气;用弹簧测力计水平拉动吸盘直至恰好脱落,读出此时弹簧测力计示数为95 N,根据该同学的实验数据,计算得到的大气压的值为 Pa。在实验时,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹冷风,如图乙,则拉动吸盘到刚脱落时的弹簧测力计示数会 (填“大于”“小于”或“等于”)95 N。

答案:
9.5×10⁴ 小于 解析:大气对吸盘的压力F = 95 N,实验时的大气压值p = $\frac{F}{S}=\frac{95\ N}{10\times10^{-4}\ m^{2}} = 9.5×10^{4}\ Pa$。由题图乙可知,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹冷风,根据流体压强和流速的关系可知,吸盘外侧空气流速增大,压强变小,大气对吸盘的压力减小,所以弹簧测力计拉动吸盘至恰好脱落时的示数会小于95 N。
11 (核心素养·科学思维)小明通过查询资料知道:在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流速v与压强p的关系可表示为p = C - 0.5ρv²,式中C是常量,ρ表示空气密度,根据上述关系式可知:
(1)空气流速越大,压强越 。
(2)常量C表示空气流速为0时的 。
(3)如图所示,在水平桌面上放置一个硬币并沿箭头方向吹气,气流通过硬币上部,由于硬币下方没有气流通过,从而产生压力差,给硬币一个向上的力。小明用刻度尺、托盘天平分别测出硬币的直径为D、质量为m,根据已经测得的数据和上述流速与压强的关系式表示刚好将硬币吹起时,硬币上、下表面的压力差ΔF = ,此时吹气速度v = (用ρ、D、m表示)。

(1)空气流速越大,压强越 。
(2)常量C表示空气流速为0时的 。
(3)如图所示,在水平桌面上放置一个硬币并沿箭头方向吹气,气流通过硬币上部,由于硬币下方没有气流通过,从而产生压力差,给硬币一个向上的力。小明用刻度尺、托盘天平分别测出硬币的直径为D、质量为m,根据已经测得的数据和上述流速与压强的关系式表示刚好将硬币吹起时,硬币上、下表面的压力差ΔF = ,此时吹气速度v = (用ρ、D、m表示)。
答案:
(1)小
(2)压强
(3)$\frac{2}{D}\sqrt{\frac{2mg}{\rho\pi}}$
解析:
(1)由公式p = C - 0.5ρv²(式中C是常量,ρ表示空气密度)可知,空气流速越大,压强越小;空气流速越小,压强越大。
(2)常量C表示空气流速为0时的压强。
(3)吹硬币时,硬币受到上表面的压力F上,下表面的压力F下和重力G作用,硬币刚好被吹起来,F下 = F上 + G,即硬币上下表面的压力差ΔF = G = mg;硬币刚好被吹起时,硬币上方受到的压力F上 = p上S = (C - 0.5ρv²)S = CS - 0.5ρSv²;硬币下方的空气流速为0,则下方受到的压力F下 = p下S = CS,那么硬币上下表面的压力差ΔF = F下 - F上 = 0.5ρSv² = mg,S = $\frac{\pi D^{2}}{4}$,解得v = $\frac{2}{D}\sqrt{\frac{2mg}{\rho\pi}}$。
(1)小
(2)压强
(3)$\frac{2}{D}\sqrt{\frac{2mg}{\rho\pi}}$
解析:
(1)由公式p = C - 0.5ρv²(式中C是常量,ρ表示空气密度)可知,空气流速越大,压强越小;空气流速越小,压强越大。
(2)常量C表示空气流速为0时的压强。
(3)吹硬币时,硬币受到上表面的压力F上,下表面的压力F下和重力G作用,硬币刚好被吹起来,F下 = F上 + G,即硬币上下表面的压力差ΔF = G = mg;硬币刚好被吹起时,硬币上方受到的压力F上 = p上S = (C - 0.5ρv²)S = CS - 0.5ρSv²;硬币下方的空气流速为0,则下方受到的压力F下 = p下S = CS,那么硬币上下表面的压力差ΔF = F下 - F上 = 0.5ρSv² = mg,S = $\frac{\pi D^{2}}{4}$,解得v = $\frac{2}{D}\sqrt{\frac{2mg}{\rho\pi}}$。
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