Question

学习了“流体压强”的知识后，小明在家里做了如下的实验：

（1）由图甲所示的实验，只打开A阀门，水流入管道，当水稳定后，a 管液面高度____b管液面高度；再打开B阀门，在水向外流的过程中，a 管液面高度 _____b管液面高度。（两空均选填“大于”、“等于”或“小于”）．

（2）在图乙所示的实验中，电扇转动后，托盘测力计的示数__________

（3）在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手指托住乒乓球（如图丙）．然后从漏斗口向下用力吹气，再将手指移开，乒乓球__________（选填“会”或“不会”）掉下来．

（4）小明想，能否用压强计探究气体压强与流速关系呢？他设计了如图A所示的实验装置，小明用嘴向玻璃管中吹气，U形管内液面高度差如图B所示，此时玻璃管内D点的气体压强为p₁，速度为v₁；小华再次吹气后，U形管内液面高度差如图C所示，此时玻璃管内D点的气体压强为p₂，速度为v₂．则p₁_____p₂，v₁_____v₂．（选填“＜”、“=”或“＞”）

（5）城市建设中，为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题，工人们设计了如下方案．黑色部分为墙面凸出部分，“M”为安装在过道顶的电风扇，其中既有效又节能（__________）

Answer

等于 大于 减小 不会 C

【解析】

(1)由图所知只打开A阀门，左边容器和a、b两管构成连通器，根据连通器的原理可知此时a 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，图中，左管比较粗，右管较细。在流量一定时，管子越细，水的流速就越大。根据流体中流速大的地方压强小可知a 管液面高度大于b管液面高度。

(2)电扇转动后，气流会流经飞机机翼模型，机翼模型上方凸空气通过的路程长，流速大，向下的压强小；机翼模型下方凹空气通过的路程短，流速小，向上的压强大，从而形成了一个向上的压强差，是托盘测力计的示数减小。

(3)从漏斗口向下用力吹气，乒乓球上方空气流速大压强小，乒乓球下方空气流速小压强大，乒乓球受到向上的压强大于向下的压强，乒乓球不会掉下来。

(4)向玻璃管中吹气时,由流速大的位置压强小可知,U形管左管内气压小于外界大气压,则两侧气体压强差=水柱产生的压强,即p大气−p左=p水；

图B中,U形管的液面高度差大,水柱产生的压强大,说明左管内气压小,即此时D处的气体压强p1小,空气流速v1大；

图C中,U形管的液面高度差小,水柱产生的压强小,说明左管内气压大,即此时D处的气体压强p2大,空气流速v2小；所以,p1v2.

(5)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A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C，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。此方案不需要消耗其他能量，既有效又节能。此方案合理。

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，空气会从过道口流进来而通风，但需要消耗电能，故此方案虽有效但不节能，不合理。