初中物理壓強(qiáng)計(jì)算題難題解析40

初中物理壓強(qiáng)計(jì)算題-精選解析401.一臺(tái)單缸四沖程汽油機(jī)，氣缸橫截面積為500cm2,活塞沖程長(zhǎng)為40cm,做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)是5X105pa,飛輪轉(zhuǎn)速是480r/min。汽油的熱值為4.6107J/kg。求：1.(1)如果該汽油機(jī)每分鐘消耗汽油200g,汽油完全燃燒所放出的熱量是多少？(2)該汽油機(jī)的輸出功率是多大？(3)汽油機(jī)的效率是多大？2.如圖甲所示，柱形儲(chǔ)水箱的底面積為400cm2,在其底部緊密嵌入一個(gè)壓敏電阻Rx2.(上表面與水接觸并涂有絕緣漆，其阻值與儲(chǔ)水箱水深h的關(guān)系如圖20乙所示)，Rx所在電路的電源電壓為30V,OA為水位指示表(由量程為0?0.6A的電流表改成)。把重為8N的柱體A與重為20N的正方體B用細(xì)繩連接，放入水箱底部，B未與Rx接觸，A的底面積為200cm2、高為10cm,B的邊長(zhǎng)為10cm。向水箱中緩慢注水，當(dāng)A、B之間的繩子拉力為4N時(shí)停止注水，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.24A.求:(1)電流表的示數(shù)為0.24A時(shí)，儲(chǔ)水箱中水對(duì)水箱底部的壓強(qiáng)；(2)若繼續(xù)向儲(chǔ)水箱中加水直至B對(duì)水箱底部壓力剛好為0,此時(shí)水面上升的高度；(3)在(2)問(wèn)基礎(chǔ)上，若再將A豎直向上提升17cm,此時(shí)電流表的示數(shù)。(細(xì)繩的體積忽略不計(jì)且不會(huì)被拉斷).如圖所示，一個(gè)底面積為2m2的圓柱狀容器，裝有適量的水.現(xiàn)將一個(gè)底面積為0.5m2、體枳為5m3的物體A放入其中，物體A漂浮于水面上.當(dāng)再給A物體施加一個(gè)豎直向下的大小不變的力F以后，A物體最終恰好浸沒(méi)于水中靜止，此時(shí)容器底部受到水的壓強(qiáng)增大了1底部受到水的壓強(qiáng)增大了1X104pa.則：(1)A物體浸沒(méi)水中靜止時(shí)容器底部所受到的壓力增大了多少？A浸沒(méi)于水中時(shí)受到的浮力為多少？A物體受到的重力為多少？(4)從A物體漂浮水面到浸沒(méi)水中靜止過(guò)程中力F做了多少功?.如圖甲所示，一個(gè)平底薄壁的圓柱形容器放置在水平桌面上，容器的底面積為S,容器的重力為5N,容器內(nèi)裝有重力為10N的水。將一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm、正方形實(shí)心物體A(不吸水)掛在彈簧測(cè)力計(jì)上，測(cè)出物體A的重力為9N.將彈簧測(cè)力計(jì)固定在鐵架臺(tái)上，調(diào)節(jié)固定點(diǎn)，使物體A的底面剛好接觸水面，如圖乙所示。小明同學(xué)向容器中緩慢加水，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N時(shí)，停止加水，此時(shí)小明同學(xué)向容器內(nèi)加水的體積為2400cm3.已知彈簧的伸長(zhǎng)與受到的拉力成正比，當(dāng)彈簧受到1N的拉力時(shí)伸長(zhǎng)1cm,g取10N/kg。求(1)物體A的密度；(2)容器的底面積S；(3)小明同學(xué)繼續(xù)向容器中緩慢加水，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0N時(shí)，求此時(shí)相對(duì)于圖甲水面升高的高度h和此時(shí)容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)p￡

￡.如圖所示，放置在水平地面上的平底薄壁容器重10N,底面積0.01m2,內(nèi)裝40N的水，水深0.15m.現(xiàn)將重為17.8N的實(shí)心銅塊系在彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤上，并把它完全浸沒(méi)于容器內(nèi)的水中(水未溢出，銅塊未接觸容器底部p銅=8.9103kg/m3)?求：(1)銅塊未放入水中時(shí)，容器底部受到水的壓強(qiáng)是多少？(2)銅塊完全浸沒(méi)于水中后，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是多少？(3)銅塊完全浸沒(méi)于水中后，容器對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多少？【答案和解析】1.答案：解：(1)200g汽油完全燃燒所放出的熱量:Q放=mq=0.2kg>4.6M07j/kg=9.2106J;(2)壓強(qiáng)p=5X105Pa,S=500cm2=0.05m2,根據(jù)p=g知，燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力為：F=pS=5x105PaX0.05m2=2.5M04N,活塞沖程長(zhǎng)s=40cm=0.4m,一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功：W=Fs=2.5104NX0.4m=1.0104J,240次,飛輪轉(zhuǎn)速是480r/min,飛輪每轉(zhuǎn)兩圈對(duì)外做功一次，240次,所以燃?xì)鈱?duì)活塞做的總功為：W「WX240=1.0M04JX240=2.4106J,汽油機(jī)的功率為：P=H=h4X—|=4X104W:r60s)(3)汽油機(jī)的效率：刀圖二口虛卜100險(xiǎn)26%答：(1)汽油完全燃燒所放出的熱量是9.2M06J；(2)該汽油機(jī)的輸出功率是4X104W；(3)汽油機(jī)的效率為26%。解析：本題考查熱機(jī)中壓力、功、效率的計(jì)算，關(guān)鍵是對(duì)公式和公式變形的理解和應(yīng)用，在計(jì)算過(guò)程中要注意單位的換算。(1)根據(jù)Q=qm求出汽油完全燃燒放出的熱量；(2)知道燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)和活塞的面積，可利用公式F=pS計(jì)算出平均壓力的大小，知道活塞在氣缸中移動(dòng)的距離，可利用公式W=Fs計(jì)算出一個(gè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞做的功，飛輪(曲軸)每轉(zhuǎn)兩圈對(duì)外做功一次，計(jì)算出飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)480周對(duì)外做功的次數(shù)，已經(jīng)計(jì)算出一個(gè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞做的功，從而可以計(jì)算出燃?xì)鈱?duì)活塞做的總功，又知道做功的時(shí)間，可利用公式P=功的時(shí)間，可利用公式P=》計(jì)算出汽油機(jī)的功率;(3)根據(jù)Y]圖求出汽油機(jī)的效率。2.答案：解：(1)由I=[|可得，電流表的示數(shù)為0.24A時(shí)壓敏電阻的阻值:=125Q,由圖乙可知，儲(chǔ)水箱內(nèi)水的深度h=24cm,儲(chǔ)水箱中水對(duì)水箱底部的壓強(qiáng)：p=pgh=1.0103kg/m3X10N/kgX0.24m=2400Pa；(2)當(dāng)A、B之間的繩子拉力為4N時(shí)，柱體A受到的浮力:F浮人=6人+5拉=8N+4N=12N,由F浮=pgV排可得，柱體A排開(kāi)水的體積:叮V排=—叮V排=—網(wǎng)L2N1.0XLDfkff/nj?=10iV/fcjg=1.210-3m3=1200cm3,此時(shí)柱體A浸入水中的深度：hA=[此時(shí)柱體A浸入水中的深度：hA=[=f=6cm;繼續(xù)向儲(chǔ)水箱中加水直至B對(duì)水箱底部壓力剛好為此時(shí)整體排開(kāi)水的體積：0時(shí)，A和B整體漂浮,V推總=曰=空=二[工第際卜2.810-3m3=2800cm3,此時(shí)柱體A排開(kāi)水的體積：V排=V排總-VB=2800cm3-(10cm)3=1800cm3,此時(shí)柱體A浸入水中的深度：則水面上升的高度:△h=hA'-hA=9cm-6cm=3cm;(3)繩子拉力為4N時(shí)，儲(chǔ)水箱內(nèi)水的深度h=24cm,柱體A浸入水中的深度hA=6cm,則繩子的長(zhǎng)度：L繩=卜心丑=245-10cm-6cm=8cm,h'=24cm+3cm=27cm,B對(duì)水箱底部壓力剛好為0時(shí)，儲(chǔ)水箱內(nèi)水的深度h'=24cm+3cm=27cm,將A豎直向上提升9cm時(shí)，水下降的高度：B00c??zh下=h下=回=扁嬴=4.5cm,此時(shí)繩子露出水面的長(zhǎng)度：L繩'=L繩-h下=8cm-4.5cm=3.5cm,繩子再向上提升3.5cm時(shí)，容器內(nèi)水面的深度不變，此時(shí)A提升的高度為9cm+3.5cm=12.5cm,B上表面與水面相平，將A豎直向上提升17cm相當(dāng)于此時(shí)提升B的高度hB=17cm-12.5cm=4.5cm,1=1.125cm,FOOcrrt2貝UB減少排開(kāi)水的體積AV排8=.卜8=(10cm)2X1=1.125cm,FOOcrrt2水面下降的高度h下’=此時(shí)容器內(nèi)水的深度h"=h'-h下-h下’=27cm-4.5cm-1.125cm=21.375cm,由圖象可知，Rx與h的關(guān)系為一次函數(shù)，設(shè)為Rx=kh+b,把h=12cm、Rx=225◎和h=24cm、Rx=125◎代入可得：225Q=kX12cm+b,125Q=kX24cm+b,聯(lián)立可得：R聯(lián)立可得：Rx=-(Qcm)Xh+325Q,則h〃=21.375cm則h〃=21.375cm時(shí),此時(shí)電流表的示數(shù)I'L4G.目?0L4G.目?0.2A。答：(1)電流表的示數(shù)為0.24A時(shí)，儲(chǔ)水箱中水對(duì)水箱底部的壓強(qiáng)為200Pa；(2)若繼續(xù)向儲(chǔ)水箱中加水直至B對(duì)水箱底部壓力剛好為0,此時(shí)水面上升的高度為3cm;(3)在(2)問(wèn)基礎(chǔ)上，若再將A豎直向上提升17cm,此時(shí)電流表的示數(shù)為0.20A。解析：(1)根據(jù)歐姆定律求出電流表的示數(shù)為0.24A時(shí)壓敏電阻的阻值，根據(jù)圖乙讀出儲(chǔ)水箱內(nèi)水的深度，利用p=Pgh求出儲(chǔ)水箱中水對(duì)水箱底部的壓強(qiáng)；(2)當(dāng)A、B之間的繩子拉力為4N時(shí)，柱體A受到的浮力等于繩子的拉力和自身的重力之和，根據(jù)Fff=pgV排求出柱體A排開(kāi)水的體積，利用V=Sh求出此時(shí)柱體A浸入水

中的深度；繼續(xù)向儲(chǔ)水箱中加水直至B對(duì)水箱底部壓力剛好為0時(shí)，A和B整體漂浮，受到的總浮力和總重力相等，根據(jù)5浮=「9丫排求出此時(shí)整體排開(kāi)水的體積，然后減去B的體積即為此時(shí)柱體A排開(kāi)水的體積，利用V=Sh求出此時(shí)柱體A浸入水中的深度，兩次柱體A浸入水中的深度差即為水面上升的高度；(3)繩子拉力為4N時(shí)，知道儲(chǔ)水箱內(nèi)水的深度和柱體A浸入水中的深度，繩子的長(zhǎng)度等于水的深度減去物體B的長(zhǎng)度、A浸入水的深度，然后求出B對(duì)水箱底部壓力剛好為0時(shí)儲(chǔ)水箱內(nèi)水的深度，根據(jù)V=Sh求出將A豎直向上提升9cm時(shí)水下降的高度，然后得出此時(shí)繩子露出水面的長(zhǎng)度，繩子再向上提升時(shí)，容器內(nèi)水面的深度不變，B上表面與水面相平，然后得出將A豎直向上提升17cm相當(dāng)于此時(shí)提升B的高度，根據(jù)V=Sh求出B減少排開(kāi)水的體積，進(jìn)一步得出水面下降的高度，然后得出此時(shí)容器內(nèi)水的深度，由圖象可知Rx與h的關(guān)系為一次函數(shù)，讀出兩組數(shù)據(jù)得出表達(dá)式，然后求出此時(shí)Rx的阻值，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)電流表的示數(shù)。本題考查了歐姆定律和液體壓強(qiáng)公式、阿基米德原理、物體浮沉條件的綜合應(yīng)用等，正確得出最后一問(wèn)中容器內(nèi)水的深度是關(guān)鍵。3.答案：解：(1)A物體浸沒(méi)水中靜止時(shí)，由鼻|可得，容器底部所受到壓力的增大量：△F=ApS=1M04PaX2m2=2X104N；(2)因物體浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)液體的體積和自身的體積相等，所以，A浸沒(méi)于水中時(shí)受到的浮力：F浮=0水gV=1.0X03kg/m3M0N/kgX5m3=5X104N；(3)物體漂浮時(shí)容器底部受到的壓力等于水、物體重力之和，物體完全浸沒(méi)時(shí)容器底部受到的壓力等于水、物體重力之和加上豎直向下的力之和，所以，豎直向下的力F的大?。篎=AF=2X104n,因物體A浸沒(méi)于水中靜止時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的豎直向上的浮力等于豎直向下的重力和力F之和，所以，由F—G+F可得，物體的重力：G=F??-F=5M04N-2X04N=3M04N；(4)由3=「95可得，從A物體漂浮水面到浸沒(méi)水中靜止過(guò)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物體A漂浮時(shí)，受到的浮力和自身的重力相等,由F釬pgV排可得，漂浮時(shí)物體A排開(kāi)水的體積:3x3x104Ns.73-=3m1.0xxLON/kg由V=Sh可得，物體A的高度hA和漂浮時(shí)浸入水中的深度h浸分別為:VAVA5m3=10ma0.5m23ni3&-二丁二-,—0.5啟物體A露出水面的局度：hit=hA-h浸=10m-6m=4m,則從從A物體漂浮水面到浸沒(méi)水中靜止過(guò)程中，力F向下運(yùn)動(dòng)的距離：h甘露-△h=4m-1m=3m,力F做的功：W=Fh=2X104N>3m=6M04J。各高度的關(guān)系圖如下：答：(1)A物體浸沒(méi)水中靜止時(shí)容器底部所受到的壓力增大了2M04N；A浸沒(méi)于水中時(shí)受到的浮力為5M04N；A物體受到的重力為3X104N；(4)從A物體漂浮水面到浸沒(méi)水中靜止過(guò)程中力F做了6X104J的功。解析：(1)知道A物體浸沒(méi)水中靜止時(shí)容器底部受到壓強(qiáng)的增加量以及容器的底面積，根據(jù)F=pS求出容器底部所受到的壓力的增大量；(2)物體A浸沒(méi)于水中時(shí)排開(kāi)水的體積和自身的體積相等，根據(jù)阿基米德原理求出受到的浮力；(3)物體A浸沒(méi)于水中時(shí)，圓柱狀容器受到壓力的增加量等于力F的大小，此時(shí)物體A處于平衡狀態(tài)，受到的豎直向上的浮力等于豎直向下的重力和壓力之和，據(jù)此求出物體的重力；(4)由p=pgh求出液態(tài)上升的高度，物體A漂浮時(shí)，受到的浮力和自身的重力相等，根據(jù)F釬pgV排求出排開(kāi)水的體積，根據(jù)V=Sh求出物體A的高度和漂浮時(shí)浸沒(méi)的深度，兩者的差值即為物體A露出水面的高度，物體A露出水面的高度減去因物體浸沒(méi)造成水上升的高度即為從A物體漂浮水面到浸沒(méi)水中靜止過(guò)程中力F運(yùn)動(dòng)的距離，根據(jù)W=Fs求出力F做的功。本題考查了壓強(qiáng)公式和阿基米德原理、物體浮沉條件、做功公式的應(yīng)用，知道容器底部壓力的增加量等于力F的大小和從A物體漂浮水面到浸沒(méi)水中靜止過(guò)程中力F運(yùn)動(dòng)的距離是關(guān)鍵。4.答案：解：(1)由G=mg=pVg可得，物體A的密度：(2)當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N時(shí)，物體A受到的浮力:F??=G-F'=9N-3N=6N,由F釬pgV排可得，物體A排開(kāi)水的體積：V排=爵=1…0M=6x10-4m3=600cm3,物體A浸入水中的深度:h浸=團(tuán)=|西井6cm,因彈簧的伸長(zhǎng)與受到的拉力成正比，當(dāng)彈簧受到1N的拉力時(shí)伸長(zhǎng)1cm,所以，彈簧測(cè)力計(jì)拉力減小6N時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量減小6cm,物體A下表面上升的高度△hA=6cm,則水面上升的高度：h水=h浸+AhA=6cm+6cm=12cm,因加入水的體積加上物體A排開(kāi)水的體積等于容器的底面積和水面升高高度的乘積，所以，AVk+V排=Sh水，則容器的底面積:△■市+『用Z4O<lcm3+hdOcm-clc2S=-r=-=250cm;h*12cm(3)當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0N時(shí)，物體A恰好漂浮，受到的浮力F浮’=G=9N,物體A排開(kāi)水體積：=|SH.…而::葭I而|=9"指900cm3,物體A浸入水中的深度:imOcrnH=9cmimOcrnH=9cm,h浸10cm)此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)拉力的減小量為9N,其伸長(zhǎng)量減小9cm,物體A下表面上升的高度△hA'=9cm,則此時(shí)相對(duì)于圖甲水面升高的高度：h=h浸'+AhA'=9cm+9cm=18cm,此時(shí)相對(duì)于圖甲來(lái)說(shuō)所加水的體積：△V水'=Sh-V排'=250cm2xi8cm-900cm3=3600cm3=3.610-3m3,此時(shí)相對(duì)于圖甲來(lái)說(shuō)所加水的重力：△G水=Am水g=p水AV水'g=1.0M03kg/m3X3.6103m3X10N/kg=36N,因水平面上物體的壓力和自身的重力相等，所以，此時(shí)容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)：SN+10W+9N+36N一田口三L=2400Pa。答：(1)物體A的密度為0.9M03kg/m3;(2)容器的底面積為250cm2;(3)當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0N時(shí)，相對(duì)于圖甲水面升高的高度為18cm,此時(shí)容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為2400Pa。解析：(1)知道正方體的重力和邊長(zhǎng)，根據(jù)G=mg=pVg求出物體A的密度；(2)當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N時(shí)，根據(jù)稱重法求出物體A受到的浮力，利用F浮=pgV排求出物體A排開(kāi)水的體積，根據(jù)V=Sh求出物體A浸入水中的深度，彈簧的伸長(zhǎng)與受到的拉力成正比，當(dāng)彈簧受到1N的拉力時(shí)伸長(zhǎng)1cm,據(jù)此求出物體A下表面上升的高度，物體A浸沒(méi)的深度加上下表面上升的高度即為水面上升的高度，加入水的體積加上物體A排開(kāi)水的體積等于容器的底面積和水面升高高度的乘積，據(jù)此求出容器的底面積；(3)當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0N時(shí)，物體A恰好漂浮，受到的浮力和自身的重力相等，根據(jù)阿基米德原理求出A排開(kāi)水體積，進(jìn)一步求出物體A浸入水中的深度，根據(jù)題意求出物體A下表面上升的高度，此時(shí)相對(duì)于圖甲水面升高的高度等于物體A浸沒(méi)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積的乘積減去排開(kāi)水的體積即為此時(shí)相對(duì)于圖甲來(lái)說(shuō)所加水的體積，根據(jù)G=mg=pVg求出此時(shí)相對(duì)于圖甲來(lái)說(shuō)所加水的重力，水平面上物體的壓力和自身的重力相等，根據(jù)p=：求出此時(shí)容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)。本題考查了密度公式和重力公式、稱重法求浮力、阿基米德原理、壓強(qiáng)定義式的綜合應(yīng)用，正確的得出液面上升的高度與物體浸入深度、彈簧測(cè)力計(jì)形變量之間的關(guān)系是關(guān)鍵。5.答案：解：(1)銅塊未放入水中時(shí)，容器底部受到水的壓強(qiáng)：p=p水ghk=1.0103k