初中物理压强计算题难题解析40

初中物理压强计算题-精选解析401.一台单缸四冲程汽油机，气缸横截面积为500cm2,活塞冲程长为40cm,做功冲程燃气的平均压强是5X105pa,飞轮转速是480r/min。汽油的热值为4.6107J/kg。求：1.(1)如果该汽油机每分钟消耗汽油200g,汽油完全燃烧所放出的热量是多少？(2)该汽油机的输出功率是多大？(3)汽油机的效率是多大？2.如图甲所示，柱形储水箱的底面积为400cm2,在其底部紧密嵌入一个压敏电阻Rx2.(上表面与水接触并涂有绝缘漆，其阻值与储水箱水深h的关系如图20乙所示)，Rx所在电路的电源电压为30V,OA为水位指示表(由量程为0〜0.6A的电流表改成)。把重为8N的柱体A与重为20N的正方体B用细绳连接，放入水箱底部，B未与Rx接触，A的底面积为200cm2、高为10cm,B的边长为10cm。向水箱中缓慢注水，当A、B之间的绳子拉力为4N时停止注水，此时电流表的示数为0.24A.求:(1)电流表的示数为0.24A时，储水箱中水对水箱底部的压强；(2)若继续向储水箱中加水直至B对水箱底部压力刚好为0,此时水面上升的高度；(3)在(2)问基础上，若再将A竖直向上提升17cm,此时电流表的示数。(细绳的体积忽略不计且不会被拉断).如图所示，一个底面积为2m2的圆柱状容器，装有适量的水.现将一个底面积为0.5m2、体枳为5m3的物体A放入其中，物体A漂浮于水面上.当再给A物体施加一个竖直向下的大小不变的力F以后，A物体最终恰好浸没于水中静止，此时容器底部受到水的压强增大了1底部受到水的压强增大了1X104pa.则：(1)A物体浸没水中静止时容器底部所受到的压力增大了多少？A浸没于水中时受到的浮力为多少？A物体受到的重力为多少？(4)从A物体漂浮水面到浸没水中静止过程中力F做了多少功?.如图甲所示，一个平底薄壁的圆柱形容器放置在水平桌面上，容器的底面积为S,容器的重力为5N,容器内装有重力为10N的水。将一个边长为10cm、正方形实心物体A(不吸水)挂在弹簧测力计上，测出物体A的重力为9N.将弹簧测力计固定在铁架台上，调节固定点，使物体A的底面刚好接触水面，如图乙所示。小明同学向容器中缓慢加水，当弹簧测力计的示数为3N时，停止加水，此时小明同学向容器内加水的体积为2400cm3.已知弹簧的伸长与受到的拉力成正比，当弹簧受到1N的拉力时伸长1cm,g取10N/kg。求(1)物体A的密度；(2)容器的底面积S；(3)小明同学继续向容器中缓慢加水，当弹簧测力计的示数为0N时，求此时相对于图甲水面升高的高度h和此时容器对桌面的压强p£

£.如图所示，放置在水平地面上的平底薄壁容器重10N,底面积0.01m2,内装40N的水，水深0.15m.现将重为17.8N的实心铜块系在弹簧测力计挂钩上，并把它完全浸没于容器内的水中(水未溢出，铜块未接触容器底部p铜=8.9103kg/m3)•求：(1)铜块未放入水中时，容器底部受到水的压强是多少？(2)铜块完全浸没于水中后，弹簧测力计的示数是多少？(3)铜块完全浸没于水中后，容器对水平地面的压强是多少？【答案和解析】1.答案：解：(1)200g汽油完全燃烧所放出的热量:Q放=mq=0.2kg>4.6M07j/kg=9.2106J;(2)压强p=5X105Pa,S=500cm2=0.05m2,根据p=g知，燃气对活塞的平均压力为：F=pS=5x105PaX0.05m2=2.5M04N,活塞冲程长s=40cm=0.4m,一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W=Fs=2.5104NX0.4m=1.0104J,240次,飞轮转速是480r/min,飞轮每转两圈对外做功一次，240次,所以燃气对活塞做的总功为：W「WX240=1.0M04JX240=2.4106J,汽油机的功率为：P=H=h4X—|=4X104W:r60s)(3)汽油机的效率：刀图二口虚卜100险26%答：(1)汽油完全燃烧所放出的热量是9.2M06J；(2)该汽油机的输出功率是4X104W；(3)汽油机的效率为26%。解析：本题考查热机中压力、功、效率的计算，关键是对公式和公式变形的理解和应用，在计算过程中要注意单位的换算。(1)根据Q=qm求出汽油完全燃烧放出的热量；(2)知道燃气的平均压强和活塞的面积，可利用公式F=pS计算出平均压力的大小，知道活塞在气缸中移动的距离，可利用公式W=Fs计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功，飞轮(曲轴)每转两圈对外做功一次，计算出飞轮转动480周对外做功的次数，已经计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功，从而可以计算出燃气对活塞做的总功，又知道做功的时间，可利用公式P=功的时间，可利用公式P=》计算出汽油机的功率;(3)根据Y]图求出汽油机的效率。2.答案：解：(1)由I=[|可得，电流表的示数为0.24A时压敏电阻的阻值:=125Q,由图乙可知，储水箱内水的深度h=24cm,储水箱中水对水箱底部的压强：p=pgh=1.0103kg/m3X10N/kgX0.24m=2400Pa；(2)当A、B之间的绳子拉力为4N时，柱体A受到的浮力:F浮人=6人+5拉=8N+4N=12N,由F浮=pgV排可得，柱体A排开水的体积:叮V排=—叮V排=—网L2N1.0XLDfkff/nj?=10iV/fcjg=1.210-3m3=1200cm3,此时柱体A浸入水中的深度：hA=[此时柱体A浸入水中的深度：hA=[=f=6cm;继续向储水箱中加水直至B对水箱底部压力刚好为此时整体排开水的体积：0时，A和B整体漂浮,V推总=曰=空=二[工第际卜2.810-3m3=2800cm3,此时柱体A排开水的体积：V排=V排总-VB=2800cm3-(10cm)3=1800cm3,此时柱体A浸入水中的深度：则水面上升的高度:△h=hA'-hA=9cm-6cm=3cm;(3)绳子拉力为4N时，储水箱内水的深度h=24cm,柱体A浸入水中的深度hA=6cm,则绳子的长度：L绳=卜心丑=245-10cm-6cm=8cm,h'=24cm+3cm=27cm,B对水箱底部压力刚好为0时，储水箱内水的深度h'=24cm+3cm=27cm,将A竖直向上提升9cm时，水下降的高度：B00c??zh下=h下=回=扁嬴=4.5cm,此时绳子露出水面的长度：L绳'=L绳-h下=8cm-4.5cm=3.5cm,绳子再向上提升3.5cm时，容器内水面的深度不变，此时A提升的高度为9cm+3.5cm=12.5cm,B上表面与水面相平，将A竖直向上提升17cm相当于此时提升B的高度hB=17cm-12.5cm=4.5cm,1=1.125cm,FOOcrrt2贝UB减少排开水的体积AV排8=.卜8=(10cm)2X1=1.125cm,FOOcrrt2水面下降的高度h下’=此时容器内水的深度h"=h'-h下-h下’=27cm-4.5cm-1.125cm=21.375cm,由图象可知，Rx与h的关系为一次函数，设为Rx=kh+b,把h=12cm、Rx=225◎和h=24cm、Rx=125◎代入可得：225Q=kX12cm+b,125Q=kX24cm+b,联立可得：R联立可得：Rx=-(Qcm)Xh+325Q,则h〃=21.375cm则h〃=21.375cm时,此时电流表的示数I'L4G.目〜0L4G.目〜0.2A。答：(1)电流表的示数为0.24A时，储水箱中水对水箱底部的压强为200Pa；(2)若继续向储水箱中加水直至B对水箱底部压力刚好为0,此时水面上升的高度为3cm;(3)在(2)问基础上，若再将A竖直向上提升17cm,此时电流表的示数为0.20A。解析：(1)根据欧姆定律求出电流表的示数为0.24A时压敏电阻的阻值，根据图乙读出储水箱内水的深度，利用p=Pgh求出储水箱中水对水箱底部的压强；(2)当A、B之间的绳子拉力为4N时，柱体A受到的浮力等于绳子的拉力和自身的重力之和，根据Fff=pgV排求出柱体A排开水的体积，利用V=Sh求出此时柱体A浸入水

中的深度；继续向储水箱中加水直至B对水箱底部压力刚好为0时，A和B整体漂浮，受到的总浮力和总重力相等，根据5浮=「9丫排求出此时整体排开水的体积，然后减去B的体积即为此时柱体A排开水的体积，利用V=Sh求出此时柱体A浸入水中的深度，两次柱体A浸入水中的深度差即为水面上升的高度；(3)绳子拉力为4N时，知道储水箱内水的深度和柱体A浸入水中的深度，绳子的长度等于水的深度减去物体B的长度、A浸入水的深度，然后求出B对水箱底部压力刚好为0时储水箱内水的深度，根据V=Sh求出将A竖直向上提升9cm时水下降的高度，然后得出此时绳子露出水面的长度，绳子再向上提升时，容器内水面的深度不变，B上表面与水面相平，然后得出将A竖直向上提升17cm相当于此时提升B的高度，根据V=Sh求出B减少排开水的体积，进一步得出水面下降的高度，然后得出此时容器内水的深度，由图象可知Rx与h的关系为一次函数，读出两组数据得出表达式，然后求出此时Rx的阻值，根据欧姆定律求出此时电流表的示数。本题考查了欧姆定律和液体压强公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的综合应用等，正确得出最后一问中容器内水的深度是关键。3.答案：解：(1)A物体浸没水中静止时，由鼻|可得，容器底部所受到压力的增大量：△F=ApS=1M04PaX2m2=2X104N；(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，A浸没于水中时受到的浮力：F浮=0水gV=1.0X03kg/m3M0N/kgX5m3=5X104N；(3)物体漂浮时容器底部受到的压力等于水、物体重力之和，物体完全浸没时容器底部受到的压力等于水、物体重力之和加上竖直向下的力之和，所以，竖直向下的力F的大小：F=AF=2X104n,因物体A浸没于水中静止时处于平衡状态，受到的竖直向上的浮力等于竖直向下的重力和力F之和，所以，由F—G+F可得，物体的重力：G=F??-F=5M04N-2X04N=3M04N；(4)由3=「95可得，从A物体漂浮水面到浸没水中静止过程中水面上升的高度：71X1D4PQ-A九二口二二一3~~T1—1m，口本91.0XXl.QN/kg物体A漂浮时，受到的浮力和自身的重力相等,由F钎pgV排可得，漂浮时物体A排开水的体积:3x3x104Ns.73-=3m1.0xxLON/kg由V=Sh可得，物体A的高度hA和漂浮时浸入水中的深度h浸分别为:VAVA5m3=10ma0.5m23ni3&-二丁二-,—0.5启物体A露出水面的局度：hit=hA-h浸=10m-6m=4m,则从从A物体漂浮水面到浸没水中静止过程中，力F向下运动的距离：h甘露-△h=4m-1m=3m,力F做的功：W=Fh=2X104N>3m=6M04J。各高度的关系图如下：答：(1)A物体浸没水中静止时容器底部所受到的压力增大了2M04N；A浸没于水中时受到的浮力为5M04N；A物体受到的重力为3X104N；(4)从A物体漂浮水面到浸没水中静止过程中力F做了6X104J的功。解析：(1)知道A物体浸没水中静止时容器底部受到压强的增加量以及容器的底面积，根据F=pS求出容器底部所受到的压力的增大量；(2)物体A浸没于水中时排开水的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理求出受到的浮力；(3)物体A浸没于水中时，圆柱状容器受到压力的增加量等于力F的大小，此时物体A处于平衡状态，受到的竖直向上的浮力等于竖直向下的重力和压力之和，据此求出物体的重力；(4)由p=pgh求出液态上升的高度，物体A漂浮时，受到的浮力和自身的重力相等，根据F钎pgV排求出排开水的体积，根据V=Sh求出物体A的高度和漂浮时浸没的深度，两者的差值即为物体A露出水面的高度，物体A露出水面的高度减去因物体浸没造成水上升的高度即为从A物体漂浮水面到浸没水中静止过程中力F运动的距离，根据W=Fs求出力F做的功。本题考查了压强公式和阿基米德原理、物体浮沉条件、做功公式的应用，知道容器底部压力的增加量等于力F的大小和从A物体漂浮水面到浸没水中静止过程中力F运动的距离是关键。4.答案：解：(1)由G=mg=pVg可得，物体A的密度：(2)当弹簧测力计的示数为3N时，物体A受到的浮力:F??=G-F'=9N-3N=6N,由F钎pgV排可得，物体A排开水的体积：V排=爵=1…0M=6x10-4m3=600cm3,物体A浸入水中的深度:h浸=团=|西井6cm,因弹簧的伸长与受到的拉力成正比，当弹簧受到1N的拉力时伸长1cm,所以，弹簧测力计拉力减小6N时，弹簧的伸长量减小6cm,物体A下表面上升的高度△hA=6cm,则水面上升的高度：h水=h浸+AhA=6cm+6cm=12cm,因加入水的体积加上物体A排开水的体积等于容器的底面积和水面升高高度的乘积，所以，AVk+V排=Sh水，则容器的底面积:△■市+『用Z4O<lcm3+hdOcm-clc2S=-r=-=250cm;h*12cm(3)当弹簧测力计的示数为0N时，物体A恰好漂浮，受到的浮力F浮’=G=9N,物体A排开水体积：=|SH.…而::葭I而|=9"指900cm3,物体A浸入水中的深度:imOcrnH=9cmimOcrnH=9cm,h浸10cm)此时弹簧测力计拉力的减小量为9N,其伸长量减小9cm,物体A下表面上升的高度△hA'=9cm,则此时相对于图甲水面升高的高度：h=h浸'+AhA'=9cm+9cm=18cm,此时相对于图甲来说所加水的体积：△V水'=Sh-V排'=250cm2xi8cm-900cm3=3600cm3=3.610-3m3,此时相对于图甲来说所加水的重力：△G水=Am水g=p水AV水'g=1.0M03kg/m3X3.6103m3X10N/kg=36N,因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，此时容器对桌面的压强：SN+10W+9N+36N一田口三L=2400Pa。答：(1)物体A的密度为0.9M03kg/m3;(2)容器的底面积为250cm2;(3)当弹簧测力计的示数为0N时，相对于图甲水面升高的高度为18cm,此时容器对桌面的压强为2400Pa。解析：(1)知道正方体的重力和边长，根据G=mg=pVg求出物体A的密度；(2)当弹簧测力计的示数为3N时，根据称重法求出物体A受到的浮力，利用F浮=pgV排求出物体A排开水的体积，根据V=Sh求出物体A浸入水中的深度，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，当弹簧受到1N的拉力时伸长1cm,据此求出物体A下表面上升的高度，物体A浸没的深度加上下表面上升的高度即为水面上升的高度，加入水的体积加上物体A排开水的体积等于容器的底面积和水面升高高度的乘积，据此求出容器的底面积；(3)当弹簧测力计的示数为0N时，物体A恰好漂浮，受到的浮力和自身的重力相等，根据阿基米德原理求出A排开水体积，进一步求出物体A浸入水中的深度，根据题意求出物体A下表面上升的高度，此时相对于图甲水面升高的高度等于物体A浸没的深度加上下表面上升的高度，水面上升的高度和容器底面积的乘积减去排开水的体积即为此时相对于图甲来说所加水的体积，根据G=mg=pVg求出此时相对于图甲来说所加水的重力，水平面上物体的压力和自身的重力相等，根据p=：求出此时容器对桌面的压强。本题考查了密度公式和重力公式、称重法求浮力、阿基米德原理、压强定义式的综合应用，正确的得出液面上升的高度与物体浸入深度、弹簧测力计形变量之间的关系是关键。5.答案：解：(1)铜块未放入水中时，容器底部受到水的压强：p=p水ghk=1.0103k