1 [2025 河南信阳期末]小实验往往蕴含着大道理,如图所示,两张纸竖直平行放置,玲玲同学向两张纸中间吹气,直观有趣的实验现象帮助她更好地理解了其中的物理原理,下列选项的现象中,也用到了这一原理的是 (


A.U形“反水弯”
B.用吸管喝饮料
C.机翼示意图
D.活塞式抽水机
C
)A.U形“反水弯”
B.用吸管喝饮料
C.机翼示意图
D.活塞式抽水机
答案
1. C 【解析】向两张纸中间吹气,中间的空气流动速度增大、压强减小,而纸外侧的空气压强不变,纸内侧的压强小于外侧的压强,则纸受到向内的压力大于向外的压力,所以两张纸在压力差的作用下向中间靠拢,其中的物理原理是气体在流速越大的位置压强越小。U形"反水弯"上端开口、底部连通,构成了连通器,故A不符合题意;用吸管吸饮料时,吸出吸管中的部分空气,使吸管内的气压减小,瓶中饮料在大气压的作用下通过吸管进入口中,故B不符合题意;机翼的形状上凸下平,气流通过机翼时,上方的空气流速大、压强小,下方的空气流速小、压强大,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,产生了升力,故C符合题意;活塞式抽水机是利用大气压来工作的,故D不符合题意。故选C。
解析
【分析】
解题时首先要先明确题干实验对应的核心物理原理:向两张平行竖直放置的纸中间吹气的实验,对应的规律是“流体在流速越大的位置压强越小”。接下来只需要逐一排查每个选项对应的物理原理,将和题干原理不匹配的选项逐一排除,就能得到正确答案:先回忆四个选项对应的知识点,A选项属于连通器应用,B、D选项属于大气压的应用,只有C选项的原理和题干完全匹配,即可选出正确选项。
【解析】
1. 先明确题干实验原理:向两张纸中间吹气时,纸中间的空气流动速度增大、压强减小,纸外侧空气流速小、压强大,向内的压力差会让两张纸靠拢,对应的物理原理是流体中流速越大的位置压强越小。
2. 逐一分析选项:
选项A:U形“反水弯”上端开口、底部连通,属于连通器的应用,原理和题干不匹配,不符合题意。
选项B:用吸管喝饮料时,吸管内气压减小,饮料在外界大气压的作用下进入口中,利用的是大气压,原理和题干不匹配,不符合题意。
选项C:机翼形状上凸下平,气流通过机翼上表面时流速大、压强小,通过下表面时流速小、压强大,上下表面的压强差形成向上的升力,利用的正是流体流速越大压强越小的原理,和题干一致,符合题意。
选项D:活塞式抽水机工作时利用大气压将水提升到高处,原理和题干不匹配,不符合题意。
综上答案选C。
【答案】
C
【知识点】
流体压强与流速的关系、连通器原理、大气压的应用
【点评】
本题属于压强模块的基础辨析题,重点考查学生对不同压强相关原理的区分能力,需要学生熟记常见生活实例对应的物理规律,避免将流体压强的特殊应用和普通大气压、连通器的应用混淆,整体考查的知识点覆盖全面,难度较低。
【难度系数】
0.8
解题时首先要先明确题干实验对应的核心物理原理:向两张平行竖直放置的纸中间吹气的实验,对应的规律是“流体在流速越大的位置压强越小”。接下来只需要逐一排查每个选项对应的物理原理,将和题干原理不匹配的选项逐一排除,就能得到正确答案:先回忆四个选项对应的知识点,A选项属于连通器应用,B、D选项属于大气压的应用,只有C选项的原理和题干完全匹配,即可选出正确选项。
【解析】
1. 先明确题干实验原理:向两张纸中间吹气时,纸中间的空气流动速度增大、压强减小,纸外侧空气流速小、压强大,向内的压力差会让两张纸靠拢,对应的物理原理是流体中流速越大的位置压强越小。
2. 逐一分析选项:
选项A:U形“反水弯”上端开口、底部连通,属于连通器的应用,原理和题干不匹配,不符合题意。
选项B:用吸管喝饮料时,吸管内气压减小,饮料在外界大气压的作用下进入口中,利用的是大气压,原理和题干不匹配,不符合题意。
选项C:机翼形状上凸下平,气流通过机翼上表面时流速大、压强小,通过下表面时流速小、压强大,上下表面的压强差形成向上的升力,利用的正是流体流速越大压强越小的原理,和题干一致,符合题意。
选项D:活塞式抽水机工作时利用大气压将水提升到高处,原理和题干不匹配,不符合题意。
综上答案选C。
【答案】
C
【知识点】
流体压强与流速的关系、连通器原理、大气压的应用
【点评】
本题属于压强模块的基础辨析题,重点考查学生对不同压强相关原理的区分能力,需要学生熟记常见生活实例对应的物理规律,避免将流体压强的特殊应用和普通大气压、连通器的应用混淆,整体考查的知识点覆盖全面,难度较低。
【难度系数】
0.8
2 [2024 江苏南京期末]如图所示是北美草原犬鼠洞穴的横截面示意图,它有两个洞口,当风吹过隆起的洞口A表面时,风速较大,吹过平坦的洞口B表面时,风速较小,从而给洞中的犬鼠带去习习凉风,则下列有关洞内风向分析正确的是 (

A.风总是从A口吹入,B口吹出
B.风总是从B口吹入,A口吹出
C.风总是从A、B口同时吹入
D.风不会吹入任一洞口
B
)A.风总是从A口吹入,B口吹出
B.风总是从B口吹入,A口吹出
C.风总是从A、B口同时吹入
D.风不会吹入任一洞口
答案
2. B 【解析】等质量的空气在相同的时间内通过洞口的上表面,由于B口平直,A口向上凸起,所以空气通过B口上表面的流速小,压强大,通过A口上表面的流速大,压强小,在两个洞口间形成一个压强差,因此,风总是从B口吹入,A口吹出。故选B。
解析
【分析】
解题时首先要回忆流体压强与流速的对应规律:流体流速越大的位置压强越小。接下来先对比两个洞口的结构差异:A洞口表面隆起,B洞口表面平坦,风吹过时相同时间内A上方空气经过的路径更长,因此A洞口上方风速更大,B洞口上方风速更小。再根据流速和压强的关系,得到B洞口上方压强大、A洞口上方压强小,两个洞口间形成压强差,空气会从压强大的位置流向压强小的位置,由此就能判断洞内的风向,选出正确选项。
【解析】
根据流体压强的规律:流速越大的位置,压强越小。
本题中,洞口A向上隆起,洞口B表面平直,当风吹过两个洞口时,等质量的空气在相同时间内通过洞口上表面,A口上方空气流过的路程更长,因此A口上方空气流速大、压强小;B口上方空气流速小、压强大。两个洞口之间形成压强差,空气会从压强大的B口流入洞内,最终从压强小的A口流出,即风总是从B口吹入,A口吹出。因此选项B正确,ACD错误。
【答案】
B
【知识点】
流体压强与流速,气压差
【点评】
本题是流体压强规律在生活中的经典应用,解题核心是先根据洞口结构判断两处的空气流速大小,再通过压强差推导气流方向,部分同学容易错误认为风从流速大的洞口吹入,要明确空气是从压强大的位置向压强小的位置流动,避免概念混淆。
【难度系数】
0.8
解题时首先要回忆流体压强与流速的对应规律:流体流速越大的位置压强越小。接下来先对比两个洞口的结构差异:A洞口表面隆起,B洞口表面平坦,风吹过时相同时间内A上方空气经过的路径更长,因此A洞口上方风速更大,B洞口上方风速更小。再根据流速和压强的关系,得到B洞口上方压强大、A洞口上方压强小,两个洞口间形成压强差,空气会从压强大的位置流向压强小的位置,由此就能判断洞内的风向,选出正确选项。
【解析】
根据流体压强的规律:流速越大的位置,压强越小。
本题中,洞口A向上隆起,洞口B表面平直,当风吹过两个洞口时,等质量的空气在相同时间内通过洞口上表面,A口上方空气流过的路程更长,因此A口上方空气流速大、压强小;B口上方空气流速小、压强大。两个洞口之间形成压强差,空气会从压强大的B口流入洞内,最终从压强小的A口流出,即风总是从B口吹入,A口吹出。因此选项B正确,ACD错误。
【答案】
B
【知识点】
流体压强与流速,气压差
【点评】
本题是流体压强规律在生活中的经典应用,解题核心是先根据洞口结构判断两处的空气流速大小,再通过压强差推导气流方向,部分同学容易错误认为风从流速大的洞口吹入,要明确空气是从压强大的位置向压强小的位置流动,避免概念混淆。
【难度系数】
0.8
3 [2024 河北保定期中,中]如图所示,阀门K关闭时A、B两竖直玻璃管中的液面相平。当阀门K打开,待水流稳定后,水经过相同高度的M、N两点时流速较大的是

M
点,B
玻璃管中的液面高一些。答案
3. M B 【解析】打开阀门K,B管底部比A管底部横截面积大,水流速小,所以M点流速较大,N点较小,根据流体压强与流速的关系知,B管底部的压强大,所以B管中的液面高。
解析
【分析】
我们可以按照递进逻辑逐步推导解题:第一步,先对比M、N两点所在位置的管道横截面积大小,阀门打开水流稳定后,水在管道中连续流动,相同时间内流过两个截面的水的体积相等(流量相同),横截面积越小的位置,水流速度就越大,由此就能判断两点的流速大小关系。第二步,结合流体压强的规律:流速越大的位置流体压强越小,就可以对比M、N两点的水的压强大小。第三步,竖直玻璃管内的液面高度由下方管道内的水压决定,压强越大,能够支撑的水柱高度就越高,由此就能判断A、B哪个玻璃管的液面更高。
【解析】
当阀门K打开,待水流稳定后,水在水平管道内连续流动,相同时间内通过M、N所在管道横截面的水的体积相等。观察管道结构可知,M点处的管道横截面积小于N点处的管道横截面积,因此M点的水流速度更大。
根据流体压强的规律:流体中流速越大的位置,压强越小,因此M点处水的压强小于N点处水的压强。
竖直玻璃管内的液面高度由下方对应位置的水压决定,压强越大,可支撑的液面高度越高,因此对应N点的B玻璃管中的液面更高。
【答案】
M;B
【知识点】
流体压强与流速,液体压强特点
【点评】
本题是流体压强相关的典型应用题,按照“横截面积→流速→压强→液面高度”的逻辑递进推导即可得出结论,易错点是容易错误认为横截面积大的位置流速更快,抓住“同流量下横截面积越小流速越大”的核心规律就能顺利解题。
【难度系数】
0.7
我们可以按照递进逻辑逐步推导解题:第一步,先对比M、N两点所在位置的管道横截面积大小,阀门打开水流稳定后,水在管道中连续流动,相同时间内流过两个截面的水的体积相等(流量相同),横截面积越小的位置,水流速度就越大,由此就能判断两点的流速大小关系。第二步,结合流体压强的规律:流速越大的位置流体压强越小,就可以对比M、N两点的水的压强大小。第三步,竖直玻璃管内的液面高度由下方管道内的水压决定,压强越大,能够支撑的水柱高度就越高,由此就能判断A、B哪个玻璃管的液面更高。
【解析】
当阀门K打开,待水流稳定后,水在水平管道内连续流动,相同时间内通过M、N所在管道横截面的水的体积相等。观察管道结构可知,M点处的管道横截面积小于N点处的管道横截面积,因此M点的水流速度更大。
根据流体压强的规律:流体中流速越大的位置,压强越小,因此M点处水的压强小于N点处水的压强。
竖直玻璃管内的液面高度由下方对应位置的水压决定,压强越大,可支撑的液面高度越高,因此对应N点的B玻璃管中的液面更高。
【答案】
M;B
【知识点】
流体压强与流速,液体压强特点
【点评】
本题是流体压强相关的典型应用题,按照“横截面积→流速→压强→液面高度”的逻辑递进推导即可得出结论,易错点是容易错误认为横截面积大的位置流速更快,抓住“同流量下横截面积越小流速越大”的核心规律就能顺利解题。
【难度系数】
0.7
4(多选)如图所示是我国自主研发的C919商用大飞机。下列说法正确的是 (

A.飞机所在高空的大气压强比海平面附近的大气压强大
B.飞机升空利用了“空气流速大的位置压强小”的原理
C.飞机采用密度大的材料,可以减小它受到的重力
D.机翼做成上凸下平的形状,主要是为了使飞机得到升力
BD
)A.飞机所在高空的大气压强比海平面附近的大气压强大
B.飞机升空利用了“空气流速大的位置压强小”的原理
C.飞机采用密度大的材料,可以减小它受到的重力
D.机翼做成上凸下平的形状,主要是为了使飞机得到升力
答案
4. BD 【解析】大气压一般随高度的增加而减小,所以飞机所在高空的大气压强比海平面附近的大气压强小,故A错误;飞机能够升空是因为机翼上方流速大、压强小,机翼下方流速小、压强大,产生向上的压力差,从而使飞机获得向上的升力,故B正确;飞机的体积一定,由$m=\rho V$可知,材料的密度越小,飞机的质量越小,所以制造飞机时采用密度小的材料,可以减轻其质量,减小其受到的重力,故C错误;机翼的形状是上凸下平的,这样空气通过上、下表面的流速不同,压强也不同,于是形成了一个向上的升力,故D正确。故选BD。
解析
【分析】
这是一道结合实际情境的力学综合多选题,我们可以逐个结合对应知识点验证选项正误:首先回忆大气压随高度的变化规律判断A选项;再结合流体压强与流速的关系,分析飞机升力的成因,验证B、D选项;最后结合密度、质量、重力的关系,判断航空材料选择的相关描述是否正确,逐一排查后即可得到正确答案。
【解析】
我们逐个对选项进行分析:
1. 选项A:大气压强随海拔高度的升高而减小,飞机所在高空的海拔远高于海平面,因此高空的大气压强比海平面附近的大气压强小,A说法错误。
2. 选项B:飞机升空过程中,机翼上方空气流速大、压强小,机翼下方空气流速小、压强大,上下表面形成向上的压力差也就是升力,正是利用了“空气流速大的位置压强小”的原理,B说法正确。
3. 选项C:飞机的总体积固定,根据公式$G=mg=\rho Vg$可知,若采用密度大的材料,飞机的总质量会更大,受到的重力也会更大;制造飞机需要选用密度小的材料,才能减小自身重力,C说法错误。
4. 选项D:机翼做成上凸下平的形状,飞行时空气流过机翼上表面的路程更长、流速更大,流过下表面的流速更小,上下表面形成压强差,从而为飞机提供向上的升力,D说法正确。
综上,正确选项为BD。
【答案】
BD
【知识点】
大气压与高度的关系
流体压强与流速的关系
密度的应用
【点评】
本题以我国自主研发的C919大飞机为命题背景,将多个基础力学知识点融入真实情境中,考点都属于课标要求的基础内容,只要准确理解相关概念就可以顺利判断正误,需要注意不要混淆飞机升力的原理和其他飞行器的升空原理,避免出现概念误解。
【难度系数】
0.8
这是一道结合实际情境的力学综合多选题,我们可以逐个结合对应知识点验证选项正误:首先回忆大气压随高度的变化规律判断A选项;再结合流体压强与流速的关系,分析飞机升力的成因,验证B、D选项;最后结合密度、质量、重力的关系,判断航空材料选择的相关描述是否正确,逐一排查后即可得到正确答案。
【解析】
我们逐个对选项进行分析:
1. 选项A:大气压强随海拔高度的升高而减小,飞机所在高空的海拔远高于海平面,因此高空的大气压强比海平面附近的大气压强小,A说法错误。
2. 选项B:飞机升空过程中,机翼上方空气流速大、压强小,机翼下方空气流速小、压强大,上下表面形成向上的压力差也就是升力,正是利用了“空气流速大的位置压强小”的原理,B说法正确。
3. 选项C:飞机的总体积固定,根据公式$G=mg=\rho Vg$可知,若采用密度大的材料,飞机的总质量会更大,受到的重力也会更大;制造飞机需要选用密度小的材料,才能减小自身重力,C说法错误。
4. 选项D:机翼做成上凸下平的形状,飞行时空气流过机翼上表面的路程更长、流速更大,流过下表面的流速更小,上下表面形成压强差,从而为飞机提供向上的升力,D说法正确。
综上,正确选项为BD。
【答案】
BD
【知识点】
大气压与高度的关系
流体压强与流速的关系
密度的应用
【点评】
本题以我国自主研发的C919大飞机为命题背景,将多个基础力学知识点融入真实情境中,考点都属于课标要求的基础内容,只要准确理解相关概念就可以顺利判断正误,需要注意不要混淆飞机升力的原理和其他飞行器的升空原理,避免出现概念误解。
【难度系数】
0.8
5 [2025 江西中考]如图所示,飞机的机翼是仿照鸟的翅膀设计出来的,气流经过机翼下方的流速比上方的流速小,机翼下方的空气压强比上方的空气压强

大
,于是产生向上的升力;飞机升得越高,受到的大气压越小
。答案
5. 大 小 【解析】飞机的机翼上方凸起,下方较平,机翼下方的空气流速比上方的空气流速小,下方压强比上方压强大,于是产生向上的升力。飞机升得越高,大气越稀薄,受到的大气压越小。
解析
【分析】
这道题可以分两步推导:第一步先回忆流体压强和流速的对应规律,流体中流速越大的位置压强越小,题目已经明确机翼下方气流流速比上方小,直接反向推导就能得到下方压强和上方压强的大小关系,这个压强差就是飞机升力的来源。第二步回忆大气压随高度变化的规律,海拔越高空气越稀薄,大气压强就越低,所以飞机飞得越高,所处位置的大气压就越小,直接对应规律就能填出第二空。
【解析】
1. 根据流体压强的基本规律:流体在流速大的位置压强小,在流速小的位置压强大。已知气流经过机翼下方的流速比上方的流速小,因此机翼下方的空气压强比上方的空气压强大,机翼上下表面的压强差就形成了向上的升力。
2. 大气压强的大小和海拔高度相关,海拔越高,大气越稀薄,大气压强就越小,因此飞机升得越高,受到的大气压越小。
【答案】
大;小
【知识点】
流体压强与流速关系;大气压与高度的关系
【点评】
本题属于物理基础概念应用题,结合机翼仿生设计的实际场景考察核心知识点,难度较低,只要牢记流体压强、大气压的相关基础规律即可顺利作答,同时也体现了物理知识在工程技术中的实际应用,引导学生关注生活中的物理原理。
【难度系数】
0.9
这道题可以分两步推导:第一步先回忆流体压强和流速的对应规律,流体中流速越大的位置压强越小,题目已经明确机翼下方气流流速比上方小,直接反向推导就能得到下方压强和上方压强的大小关系,这个压强差就是飞机升力的来源。第二步回忆大气压随高度变化的规律,海拔越高空气越稀薄,大气压强就越低,所以飞机飞得越高,所处位置的大气压就越小,直接对应规律就能填出第二空。
【解析】
1. 根据流体压强的基本规律:流体在流速大的位置压强小,在流速小的位置压强大。已知气流经过机翼下方的流速比上方的流速小,因此机翼下方的空气压强比上方的空气压强大,机翼上下表面的压强差就形成了向上的升力。
2. 大气压强的大小和海拔高度相关,海拔越高,大气越稀薄,大气压强就越小,因此飞机升得越高,受到的大气压越小。
【答案】
大;小
【知识点】
流体压强与流速关系;大气压与高度的关系
【点评】
本题属于物理基础概念应用题,结合机翼仿生设计的实际场景考察核心知识点,难度较低,只要牢记流体压强、大气压的相关基础规律即可顺利作答,同时也体现了物理知识在工程技术中的实际应用,引导学生关注生活中的物理原理。
【难度系数】
0.9
6 [2025 江苏南通一模,中]如图为自制发球机示意图,当吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方的气体压强变

小
。已知球的质量为2.5 g,竖直方向受大气压作用的等效面积为12.5 cm²,若不计管壁摩擦,当球下方和上方气压差为20
Pa时,球恰能上升;若考虑管壁摩擦,则需要增大
乒乓球上方的风速g取10 N/kg。答案
6. 小 20 增大 【解析】当吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方的气体流速大,压强小,小于下端管口气体压强,原本静止的乒乓球沿竖直管上升;球的重力$G=mg=2.5×10^{-3}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.5×10^{-2}\ \mathrm{N}$,球受到的压力差$\Delta F=G=2.5×10^{-2}\ \mathrm{N}$,受力面积$S=12.5\ \mathrm{cm}^{2}=12.5×10^{-4}\ \mathrm{m}^{2}$,球下方和上方气压差$\Delta p=\dfrac{\Delta F}{S}=\dfrac{2.5×10^{-2}\ \mathrm{N}}{12.5×10^{-4}\ \mathrm{m}^{2}}=20\ \mathrm{Pa}$;若考虑管壁摩擦,则需要增大乒乓球上方的风速,则球下方和上方气压差增大,从而使球沿竖直管上升。
解析
【分析】
首先第一步,回忆流体压强与流速的基本规律:流体流速越大的位置压强越小,吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方的空气流动速度远大于球下方的空气流速,因此第一空可以直接推导得出压强的变化。第二步,分析不计管壁摩擦时乒乓球恰能上升的受力状态:竖直方向上,上下气压差产生的向上的压力差刚好与乒乓球的重力平衡,先通过G=mg计算乒乓球的重力,再将受力面积的单位从平方厘米换算为国际单位平方米,最后利用压强定义式Δp=ΔF/S,代入压力差等于重力的关系,即可算出对应的气压差。第三步,若考虑管壁摩擦,乒乓球上升时需要同时克服向下的重力和向下的摩擦力,因此需要更大的向上的压力差,要增大上下方的气压差,就需要进一步提升乒乓球上方的空气流速,由此得到第三空的结论。
【解析】
1. 第一空推导:吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方的气体流速大,根据流体压强的规律,流速越大压强越小,因此乒乓球上方的气体压强变小。
2. 第二空计算:
乒乓球的质量m=2.5g=2.5×10⁻³kg,
乒乓球的重力:$G=mg=2.5×10^{-3}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.5×10^{-2}\ \mathrm{N}$,
不计管壁摩擦,球恰能上升时竖直方向受力平衡,上下气压差产生的向上的压力差$\Delta F=G=2.5×10^{-2}\ \mathrm{N}$,
等效受力面积$S=12.5\ \mathrm{cm}^2=12.5×10^{-4}\ \mathrm{m}^2$,
代入压强公式可得气压差:$\Delta p=\dfrac{\Delta F}{S}=\dfrac{2.5×10^{-2}\ \mathrm{N}}{12.5×10^{-4}\ \mathrm{m}^2}=20\ \mathrm{Pa}$。
3. 第三空推导:若考虑管壁摩擦,乒乓球上升时需要额外克服向下的摩擦力,因此需要更大的向上的压力差,也就需要更大的上下气压差,因此需要增大乒乓球上方的风速,让上方压强进一步减小,满足上升的受力要求。
【答案】
小;20;增大
【知识点】
流体压强与流速关系,压强计算,二力平衡
【点评】
本题结合自制发球机的生活化场景,综合考察流体压强规律、重力计算、压强公式和受力平衡的基础知识点,属于中等难度的综合应用题,解题核心是理清不同约束条件下乒乓球的竖直受力关系,结合流体压强的规律逐步推导即可,对学生的知识综合应用能力有一定的基础考察作用。
【难度系数】
0.7
首先第一步,回忆流体压强与流速的基本规律:流体流速越大的位置压强越小,吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方的空气流动速度远大于球下方的空气流速,因此第一空可以直接推导得出压强的变化。第二步,分析不计管壁摩擦时乒乓球恰能上升的受力状态:竖直方向上,上下气压差产生的向上的压力差刚好与乒乓球的重力平衡,先通过G=mg计算乒乓球的重力,再将受力面积的单位从平方厘米换算为国际单位平方米,最后利用压强定义式Δp=ΔF/S,代入压力差等于重力的关系,即可算出对应的气压差。第三步,若考虑管壁摩擦,乒乓球上升时需要同时克服向下的重力和向下的摩擦力,因此需要更大的向上的压力差,要增大上下方的气压差,就需要进一步提升乒乓球上方的空气流速,由此得到第三空的结论。
【解析】
1. 第一空推导:吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方的气体流速大,根据流体压强的规律,流速越大压强越小,因此乒乓球上方的气体压强变小。
2. 第二空计算:
乒乓球的质量m=2.5g=2.5×10⁻³kg,
乒乓球的重力:$G=mg=2.5×10^{-3}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.5×10^{-2}\ \mathrm{N}$,
不计管壁摩擦,球恰能上升时竖直方向受力平衡,上下气压差产生的向上的压力差$\Delta F=G=2.5×10^{-2}\ \mathrm{N}$,
等效受力面积$S=12.5\ \mathrm{cm}^2=12.5×10^{-4}\ \mathrm{m}^2$,
代入压强公式可得气压差:$\Delta p=\dfrac{\Delta F}{S}=\dfrac{2.5×10^{-2}\ \mathrm{N}}{12.5×10^{-4}\ \mathrm{m}^2}=20\ \mathrm{Pa}$。
3. 第三空推导:若考虑管壁摩擦,乒乓球上升时需要额外克服向下的摩擦力,因此需要更大的向上的压力差,也就需要更大的上下气压差,因此需要增大乒乓球上方的风速,让上方压强进一步减小,满足上升的受力要求。
【答案】
小;20;增大
【知识点】
流体压强与流速关系,压强计算,二力平衡
【点评】
本题结合自制发球机的生活化场景,综合考察流体压强规律、重力计算、压强公式和受力平衡的基础知识点,属于中等难度的综合应用题,解题核心是理清不同约束条件下乒乓球的竖直受力关系,结合流体压强的规律逐步推导即可,对学生的知识综合应用能力有一定的基础考察作用。
【难度系数】
0.7
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