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2025年中考物理专题训练——压强的综合计算
一、计算题
1.有一质量为1kg的平底空水桶,底面积为。水桶内装有20cm深的水,放在水平地面上,如图甲所示,桶内水的质量为12kg(g取10N/kg),求:
(1)桶内水对桶底的压强;
(2)桶内水对桶底的压力;
(3)水桶对地面的压力;
(4)水桶对地面的压强;
(5)小明用竖直向上的力F提水桶,但没有提起来,如图乙所示,水桶对地面的压强减小了1000Pa,则力F的大小为多少N?
2.如图所示,一个棱长为10cm、重4N的正方体木块,放置于的水平桌面上。将重2N的水倒入一个锥形瓶中,瓶重1N,底面积为,水的深度为5cm,将锥形瓶放在木块上。g取,求:
(1)水对瓶底的压力和压强;
(2)木块对桌面的压力和压强。
3.如图所示,放在水平桌面上的容器,侧壁上有一开口弯管,弯管内的液面深度,其顶部和底部的面积均为,顶部到底部的高度,容器中的液体密度为。求:
(1)液体对容器底部的压强;
(2)液体对容器顶部的压力。
4.小兴的电动自行车的部分参数如下表所示,已知小兴的质量为55kg,g取10N/kg。求小兴在水平地面骑行时:
项目
参数
最高车速
25km/h
整车质量
40kg
车轮与地面的总接触面积
5×10-3m2
(1)小兴和电动车的总重力是多少?
(2)电动自行车对地面的压强是多少?
5.一头质量为5×103kg的大象站在水平地面上时,留下的一个脚印如图所示,假设大象每个脚印的面积相等,图中每个小方格的面积为2.5×10-3m2(数方格数时,不足格的按半格计,g取),求:
(1)大象对水平地面的压力有多大?
(2)大象一个脚印的面积是多少?
(3)当四脚站立时,它对水平地面的压强是多少?
6.如图所示,轻质薄壁圆柱形容器置于水平地面,容器中盛有体积为3×10-3米3的水。
(1)求水的质量m水;
(2)求0.1米深处水的压强p水;
(3)现有质量为3千克的柱状物体,其底面积是容器的三分之二。若通过两种方法增大地面受到的压强,并测出压强的变化量,如下表所示。请根据表中的信息,通过计算判断将物体放入容器时是否有水溢出,若有水溢出请求出溢出水的重力ΔG水;若无水溢出请说明理由。
方法
地面受到压强的变化量Δp(帕)
将物体垫在容器下方
2940
将物体放入容器中
1225
7.如图所示,实心均匀圆柱体A、薄壁圆柱形容器B和上下部分均为圆柱形的薄壁容器C,实心均匀圆柱体A和薄壁圆柱形容器B高度均为H=15cm,都放置在水平桌面上。容器B内装有水,容器C内装有油,其中容器C的上半部分容器高为4cm,底面积为70cm2;下半部分容器高为10cm,底面积为100cm2,其余相关数据如下表所示。忽略圆柱体A吸附液体等次要因素。(g取10N/kg)求:
圆柱A
水
油
质量/kg
1.5
1.2
0.48
密度/(g/cm3)
2
1
0.8
深度/cm
12
6
(1)求实心均匀圆柱体A的底面积;
(2)用细绳拉着圆柱体A竖直浸入B容器的水中使其下表面距容器底部为7cm,求此时水对容器B底部的压力为多少N?(不考虑细绳自身的质量及体积)
(3)将A从B中取出,擦干水分,再放入容器C的油中,A在油中沉底,此时油对容器底部压强的增加量为Δp1,容器对桌面压强的增加量为Δp2,求Δp1∶Δp2=?
8.按照规定,货车车辆的轮胎对地面的压强应控制在7×105Pa以内。李师傅在执行一次运输任务时,开着装满沙子的货车(货车部分参数如右下表所示)在一段平直的公路上匀速行驶。已知货车在这段公路上匀速行驶时所受阻力为车总重的0.02倍。请解答在本次运输过程中:
货车自重
6×104N
轮胎个数
10
每个轮胎触地面积
3×10﹣2m2
沙子重力
2.4×105N
(1)该货车是否超载?
(2)该货车牵引力是多少?
9.如图所示为一个电热水壶,放置在水平桌面上.壶身和底座的总质量是0.5kg,水壶的底面积为2×10-2m2,在水壶内装入重15N的水后,水的深度为0.12m.g取10N/kg,求:
(1)水对壶底的压强
(2)水对壶底的压力
10.如图所示,足够高薄壁圆柱形容器甲、乙放置在水平地面上,甲、乙之间有一带有阀门K的细管相连通(细管横截面积忽略不计)。此时阀门K关闭,甲中盛有水。
(1)若甲中水的体积为3×10-3m3,求水的质量m水;
(2)若甲中水的深度为0.2m,求甲容器底部受到水的压强p水;
(3)若甲中水的深度为H,向乙容器中倒入水,使甲、乙内水的体积相同,此时将体积为V物体丙放入甲中浸没。再打开阀门K,发现水会通过细管流入甲容器。已知甲、乙的底面积分别为3S、2S,水的密度为ρ水,细管与地面距离为h,求物体丙的体积V范围。
11.水运仪象台是我国北宋时期发明制造的大型自动化天文仪器,被誉为世界上最早的天文钟。如图所示,为展馆内的水运仪象台模型,该模型与水平地面的接触面积约25m2,其质量为2.5×104kg,取g=10N/kg。通过计算回答:
(1)模型受到的重力是多少?
(2)模型对地面的压强是多少?
12.如图为运载“渣土”的某型号载重车的示意图。
(1)图中的6轮“渣土车”装载渣土后的总质量为12.5t ,求该车对水平路面的压力;
(2)规定车辆对地面的压强不得超过7.5×105Pa ,假设每只轮胎与地面的接触面积恒为0.02m2,则该车装载渣土后对地面的压力不得超过多少?(g取10N/kg)
13.光明牛奶是我市中小学生的制定牛奶饮品,一辆质量为2吨的鲜奶运输车装满牛奶后在平直的公路上匀速行驶,已知车的容积是6m3,牛奶的密度为850kg/m3,运输车所受到的摩擦力是重力的0.2倍。求:(g取10N/kg)
(1)运输车的自重;
(2)运输车装满牛奶后它对地面的压力;
(3)此时运输车牵引力的大小
14.如图所示,将底面积为0.01m2、重为10N的容器放在水平桌面上,往容器内装入重为50N、深为40cm的水,求:(g取10N/kg)
(1)A点处水的压强;
(2)水对容器底部的压力;
(3)容器对水平桌面的压强。
15.如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲、乙底部所受到的液体压强相等。容器甲中盛有水,水的深度为0.08m,容器乙中盛有另一种液体。(g取10N/kg,ρ水=1×l03kg/m3)
(1)求容器甲中水对容器底部的压强p水;
(2)现往容器甲中加水,直至与乙容器中的液面等高,此时甲容器中水对容器底部的压强增大至1000Pa,求液体乙的密度ρ液。
16.如图所示,盛有水的容器静止在水平桌面上。容器重1N,容器中的水重7N,顶部和底部的面积均为100cm2,顶部到底部的高度h2=6cm,侧壁上有一开口弯管,弯管内的水面高度h1=8cm;(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)水对容器顶部的压力和压强;
(2)容器对桌面的压力和压强。
17.如图所示是一辆无人驾驶清扫车。空车质量为500kg。它集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一体,可自主作业。工作一段时间后,清扫垃圾300 kg,若此时停在水平地面上,与地面总接触面积为400 cm²,g取10 N/kg。请计算
(1)清扫完垃圾后整个车受到的重力;
(2)清扫完垃圾后车对地面的压强。
18.现代家具越来越重视“人体工学”的设计,如图(a)所示的电脑椅,当人向后靠时就比端坐在椅子上要舒服,如图(b)、(c)所示。下表中数据为重500牛的人使用电脑椅时的一些参数。求:
椅子的质量
10千克
人端坐在椅子上时的受力面积
8×10-2米2
人端坐在椅子上时对座垫的压力
320牛
人向后靠时对座垫的压强
2000帕
每个轮子的受力面积
4×10-4米2
(1)计算人端坐在椅子上时对座垫的压强,说明人“后靠”时比“端坐”时舒服的原因;(根据计算回答)
(2)人端坐在椅子上时椅子对水平地面的压强。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1)2×103Pa;(2)100N;(3)130N;(4)2.6×103Pa;(5)50N
【详解】解:(1)桶内水对桶底的压强为
(2)桶内水对桶底的压力为
(3)水桶对地面的压力等于水桶的总重力为
(4)水桶对地面的压强
(5)根据水桶对地面的压强减小了1000Pa,可计算出水桶对地面的压力减小为
因为水桶静止在地面上,此时对地面压力变小是因为受到向上的提升力,即提升力等于水桶对地面压力的减小量,则向上的提升力为
答:(1)桶内水对桶底的压强为;
(2)桶内水对桶底的压力为;
(3)水桶对地面的压力为;
(4)水桶对地面的压强为;
(5)水桶对地面的压强减小了1000Pa,则力F的大小为。
2.(1)3N,500Pa;(2)7N,700Pa
【详解】解:(1)水对瓶底的压强为
则水对瓶底的压力为
(2)木块对桌面的压力为
则木块对桌面的压强为
答:(1)水对瓶底的压力为3N,压强为500Pa;
(2)木块对桌面的压力为7N,压强为700Pa。
3.(1)
(2)20N
【详解】(1)最高液面到容器底的距离是h1=1m,液体对容器底部的压强
p压=ρgh1=1×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa
(2)顶部距离液面的深度
h′=h1﹣h2=1m﹣0.8 m=0.2m
液体对容器顶部的压强
p′=ρgh′=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa
由可知,液体对容器顶部的压力
F顶=p′S=2×103Pa×0.01m2=20N
4.(1)950N
(2)1.9×105Pa
【详解】(1)小兴和电动车的总重力为
(2)水平行驶的电动自行车,车对地面的压力等于人和车的总重力,即
电动自行车对地面的压强
5.(1);(2);(3)
【详解】(1)大象对地面的压力等于自身的重力
(2)按题意所给的计数方法,脚印所占的方格数为20个,所以大象一个脚印的面积
(3)大象四脚站立时,和地面的接触面积
大象对地面的压强
答:(1)大象对水平地面的压力为;
(2)大象一个脚印的面积是;
(3)当四脚站立时,它对水平地面的压强是。
6.(1)3千克
(2)1000帕
(3)见解析
【详解】(1)由知道,水的质量
(2)0.1米深处水的压强
(3)若不溢出,将物体放入容器中时,地面受到压强的变化量
将物体垫在容器下方,地面受到压强的变化量
其中
则
所以有水溢出,则
解得
G溢=5N
7.(1)100cm2;(2)4.5N;(3)12∶25
【详解】解:(1)根据得,实心均匀圆柱体A的体积为
A的底面积为
(2)圆柱体A的体积为
VA=7.5×10-4m3=750cm3
圆柱体A的底面积为SA=50cm2;设A浸入水中的深度为h浸,则有
SB(h浸+h0)=V水+SAh浸
则
100cm2×(h浸+6cm)=1200cm3+50cm2×h浸
解得:h浸=12cm。则
h浸+h0=12cm+6cm=18cm>H=15cm
所以此时水会溢出,此时水对圆柱体A底部的压强为
p1=ρ水gh1=ρ水g(H﹣h0)=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.15m﹣0.06m)=900Pa
则水对圆柱体A底部的压力为
F1=p1SA=900Pa×50×10-4m2=4.5N
(3)容器C内装有油的体积为
V油=0.6×10-3m3=600cm3
将A放入容器C的油中,设油面上升的高度为Δh,则有
SC下hC下+SC上[Δh﹣(hC下﹣h油)]=V油+SA(h油+Δh)
则
100cm2×10cm+70cm2×[Δh﹣(10cm﹣6cm)]=600cm3+50cm2×(6cm+Δh)
解得:Δh=9cm。则
9cm+6cm=15cm=H
所以此时油刚好到容器口且不会溢出,油对容器底部压强的增加量为
Δp1=ρ油gΔh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.09m=720Pa
容器C放置在水平桌面上,容器C对桌面的压力等于总重力,则容器对桌面的压力的增加量为
ΔF=GA=mAg=1.5kg×10N/kg=15N
容器对桌面压强的增加量为:Δp2=1500Pa,所以
Δp1∶Δp2=720Pa∶1500Pa=12∶25
答:(1)容器B的底面积为100cm2;
(2)用细绳拉着圆柱体A竖直浸入B容器的水中使其下表面距容器底部为6cm,水对圆柱体A底部的压力为4.5N;
(3)将A从B中取出,擦干水分,再放入容器C的油中,A在油中沉底,油对容器底部压强的增加量Δp1与容器对桌面压强的增加量Δp2之比为12∶25。
8.(1)已经超载;(2)6×103N
【详解】解:(1)该货车对路面的压力为
F=G自重+G沙=6×104N+2.4×105N=3×105N
受力面积为
S=10×3×10⁻2m2=0.3m2
该货车对路面的压强为
因为1×106Pa>7×105Pa,所以该货车已经超载;
(2)货车受到的阻力为
f=0.02(G自重+G沙)=0.02×(6×104N+2.4×105N)=6×103N
因为货车匀速行驶,处于平衡状态,牵引力和阻力是一对平衡力,所以货车的牵引力为
F=f=6×103N
答:(1)该货车已经超载;
(2)该货车牵引力是6×103N。
9.(1)1200Pa;(2)24N
【详解】(1)由p =ρgh知道,水对壶底的压强是:p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×0.12m=1200Pa;
(2)由于水壶的底面积为2×10-2m2,所以,由p=知道,
水对壶底的压力是:F=pS=1200Pa×2×10-2m2=24N.
10.(1)3kg;(2)2000Pa;(3)0<V<1.5SH
【详解】解:(1)水的体积为
密度为
根据密度公式可得
(2)若甲中水的深度为0.2m,容器底部受到的压强为
(3)将体积为V物体丙放入甲中浸没,再打开阀门K,发现水会通过细管流入甲容器,说明此时左边甲中的液体在K处产生的向右的压强小于右端液体在K处产生的向左的压强,甲中水的深度为H,向乙容器中倒入水,使甲、乙内水的体积相同,乙中液体的深度为H',故甲乙中的液体的体积为
所以乙中的液体的深度为
打开阀门K,发现水会通过细管流入甲容器,说明左端的液面低于右边液面,故左端加入体积为V物体丙放入甲中浸没的体积最大为
故物体丙的体积范围为
答:(1)水的质量为3kg;
(2)容器底部受到的压强为2000Pa;
(3)物体丙的体积范围为0<V<1.5SH。
11.(1)2.5×105N;(2)10000Pa
【详解】解:(1)该模型质量为2.5×104kg,其重力
G=mg=2.5×104kg×10N/kg=2.5×105N
(2)模型对地面的压力等于自身重力,与水平地面的接触面积约25m2,则模型对地面的压强
答:(1)模型受到的重力是2.5×105N;
(2)模型对地面的压强是10000Pa。
12.(1)1.25×105N;(2)9×104N
【详解】解:(1)车对水平地面的压力等于车的总重力,即车对水平地面的压力
(2)根据可得,车对地面的最大压力
答:(1)车对水平路面的压力为1.25×105N;
(2)该车装载渣土后对地面的压力不得超过9×104N。
13.(1);(2);(3)
【详解】解:(1)运输车的自重
(2)装满牛奶后牛奶的质量
牛奶的重力
运输车装满牛奶后它对地面的压力等于运输车的总重力,即
(3)运输车所受到的摩擦力为
由于汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,运输车牵引力的大小与摩擦力大小相等,即
答:(1)运输车的自重为;
(2)运输车装满牛奶后它对地面的压力为;
(3)此时运输车牵引力的大小为。
14.(1)3×103Pa;(2)40N;(3)6×103 Pa
【详解】(1)A点离液面的深度
h=40cm−10cm=30cm=0.3m
A点处水的压强
(2)水对容器底部的压强
水对容器底部的压力
(3)容器对水平桌面的压力
容器对水平桌面的压强
答:(1)A点处水的压强为3×103Pa;
(2)水对容器底部的压力为40N;
(3)容器对水平桌面的压强为6×103Pa。
15.(1)800Pa;(2)
【详解】解:(1)水对容器底部的压强
(2)加水后,甲容器水高度
乙容器中液体的深度为0.1m,未往甲中加水,甲、乙中液体的压强相等,则有
所以液体乙的密度
答:(1)容器甲中水对容器底部的压强p水为800Pa;
(2)液体乙的密度ρ液为0.8×103kg/m3。
16.(1),
(2) ,
【详解】(1)水对容器顶部的压强为
水对容器顶部的压力为
(2)容器对桌面的压力为
容器对桌面的压强为
17.(1)8000N;(2)
【详解】解:(1) 整个车受到的重力
(2)车对地面的压力
F=G=8000N
车对地面的压强
答:(1)清扫完垃圾后整个车受到的重力8000N;
(2)清扫完垃圾后车对地面的压强。
18.(1),,减小了压强,所以人“后靠”时比“端坐”时舒服;(2)2.1×105Pa
【详解】解:(1)人端坐在椅子上时对座垫的压强为
人后靠在椅子上时对座垫的压强为
所以减小了压强,所以人“后靠”时比“端坐”时舒服。
(2)椅子的重力为
G椅子=mg=10kg×10N/kg=100N
人端坐在椅子上时椅子对水平地面的压力为
F椅子对地面=320N+100N=420N
S总=4×10-4m2×5=2×10-3m2
人端坐在椅子上时椅子对水平地面的压强为
答:(1)计算人端坐在椅子上时对座垫的压强为,,人“后靠”时比“端坐”时舒服;
(2)人端坐在椅子上时椅子对水平地面的压强为。
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