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40

1.一台单缸四冲程汽油机，气缸横截面积为500 cm2，活塞冲程长为40 cm，做功冲程

燃气的平均压强是5×105pa，飞轮转速是480 r/min。汽油的热值为4.6×107J / kg。

求：

（1）如果该汽油机每分钟消耗汽油200 g，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R x

（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），R x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R x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）

3.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1×104Pa

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？

（2）A浸没于水中时受到的浮力为多少？

（3）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？

4.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

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ρ铜

=8.9×103kg/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×4.6×107J/kg＝9.2×106J；

（2）压强p＝5×105Pa，S＝500cm2＝0.05m2，

根据p

F＝pS＝5×105Pa×0.05m2＝2.5×104N，

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＝2.5×104N×0.4m＝1.0×104J，

飞轮转速是480r/min，飞轮每转两圈对外做功一次，所以每分钟飞轮要对外做功240次，所以燃气对活塞做的总功为：W总＝W×240＝1.0×104J×240＝2.4×106J，

汽油机的功率为：P104W；

（3）汽油机的效率：η==。

答：（1）汽油完全燃烧所放出的热量是9.2×106J；

（2）该汽油机的输出功率是4×104W；

（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

（3）根据求出汽油机的效率。

2.答案：解：（1）由I0.24A时压敏电阻的阻值：

R x，

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=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.24m=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A=G A+F拉=8N+4N=12N，

由F浮=ρgV排可得，柱体A排开水的体积：

V排10-3m3=1200cm3，

此时柱体A浸入水中的深度：

h A cm；

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，

此时整体排开水的体积：

V排总10-3m3=2800cm3，

此时柱体A排开水的体积：

V排′=V排总-V B=2800cm3-（10cm）3=1800cm3，

此时柱体A浸入水中的深度：

h A′cm，

则水面上升的高度：

△h=h A′-h A=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h A=6cm，则绳子的长度：

L绳=h-L B-h A=24cm-10cm-6cm=8cm，

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：

h下cm，

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h B=17cm-12.5cm=4.5cm，

则B减少排开水的体积△V排B=S B h B=（10cm）2×4.5cm=450cm3，

水面下降的高度h下′cm，

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，R x与h的关系为一次函数，设为R x=kh+b，

把h=12cm、R x=225Ω和h=24cm、R x=125Ω代入可得：

225Ω=k×12cm+b，125Ω=k×24cm+b，

联立可得：R xΩ/cm）×h+325Ω，

则h″=21.375cm时，R x′Ω/cm）×21.375cm+325Ω=146.875Ω，

此时电流表的示数I′A。

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=ρgh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F浮=ρgV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