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2025年中考物理二轮复习重难点提分专训(二)压强的综合计算
一、计算题
1.小华同学用如图所示的水桶提着质量为15kg的水,已知桶自身质量为1kg,水桶的底面积为400cm2,桶中水深为0.35m,提水时,手的受力面积为1×10﹣3m2。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)人提水时的拉力;
(2)人手受到的压强;
(3)水对桶底的压强。
2.如图所示是某款“自动擦窗机器人”。它的质量为2kg,其“腹部”有吸盘,吸盘的接触面积为1.2×10-3m2。求:
(1)当自动擦窗机器人静止正放在水平桌面时,对桌面的压力是多大?
(2)当自动擦窗机器人静止正放在水平桌面时,“腹部”吸盘与桌面紧密接触,则擦窗机器人对桌面的压强是多大?
(3)当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上,若吸盘对玻璃的压强为1.5×105Pa,此时吸盘对玻璃的压力是多少?
3.小刚把一满瓶纯净水放在水平桌面的一块海绵上,竟把海绵压陷得那么明显(如图)。小刚想,一瓶纯净水产生的压强究竟多大?于是就开始想办法计算它。他从商标纸上查到这瓶水的“净含量”是;掂了掂同样的空瓶确实很轻,重力可忽略不计;又测出瓶底与海绵接触面积为,瓶盖与海绵接触面积为。根据小刚收集的数据,请你计算:
(1)这瓶纯净水净重多少N?
(2)瓶子正放时(图甲)对海绵的压强是多少Pa?
(3)要使瓶子倒放时(图乙)对海绵的压强与正放时相同,最简单的方法是什么?(通过计算说明)
4.如图所示,“玉兔二号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记。登月前,在水平地面上进行测试,月球车的质量为126kg,车轮与地面接触的总而积为。月球车静止在水平地面上,求:
(1)测试时,月球车的重力;
(2)测试时,月球车对水平地面的压强。
5.2010年温哥华冬奥会上,王蒙一人夺得500 m、1 000 m、3 000 m接力三块金牌,在500 m短道速滑中,以43.48秒的成绩蝉联冬奥冠军,三破冬奥会纪录,为中国队在该项目上实现三连冠!王蒙和冰刀的总质量是60 kg,每只冰刀与冰面的接触面积为15 cm2.
(1)王蒙在500 m短道速滑中的平均速度是多大?(时间取整数)
(2)王蒙在单脚滑行时,如图所示,它对冰面产生的压强是多少.
6.一辆质量为1.5t的小货车,载有质量为1t的货物,小货车在平直路面上行驶时,小货车受到的摩擦力为车重的0.1倍。求:
(1)小车对地面的压力;
(2)小车受到的牵引力。
7.一平底玻璃杯,重1.4N,底面积为,杯内盛水,水深5cm,水重0.6N,放在水平桌面上,求:
(1)水对杯底的压强、压力各多大?
(2)水杯对桌面的压力、压强各多大?
8.如图所示,重1N、底面积为1×10−2m2、高为0.1m的玻璃杯放在水平桌面上,其中装有水7N,水的高为0.06m,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)杯底部受到水的压强p1;
(2)杯装水后对水平桌面的压强p2。
9.如图所示,一装水的水桶放在水平地面上。空水桶重力是20N,水桶的底面积是0.03m2,桶内水的重力是100N,水的深度是20cm。试求:
(1)水桶底受到水的压强是多少?
(2)水桶底受到水的压力是多少?
(3)水桶对地面的压强是多少?
10.如图所示,置于水平桌面上的一个上宽下窄、底面积为0.02m2的薄壁容器内装有质量为4kg的液体,将一个密度为0.75×103kg/m3、体积为8×10-4m3的物体放入容器内、物体漂浮在液面且刚好有一半的体积浸在液体中,此时容器内液体的深度为0.1m(g取10N/kg)求:
(1)物体受到的重力;
(2)容器内液体的密度;
(3)容器底部受到液体的压强。
11.2022年,高亭宇在北京冬奥会速度滑冰男子500米项目上滑出34秒32的成绩,打破奥运纪录的同时也赢得中国历史上首枚冬奥会男子速度滑冰金牌。已知高亭宇连同其装备的总质量,静止站在起跑处时冰刀与冰面的接触总面积。若g取10N/kg,求:
(1)高亭宇静止站立时冰刀对地面的压强p;
(2)高亭宇比赛全程的平均速度v是多少m/s?(结果保留整数)
12.一长方体物块与一轻杆相连,轻杆两端与物块和底面积为100cm2容器底紧密相连,如图甲所示。现往容器缓慢倒入适量的水,杆受力大小与倒入水的体积关系如图乙所示,求:
(1)当加水体积为500cm3时,水对容器底的压强;
(2)物块A的密度;(保留一位小数)
(3)加水1100cm3时杆对容器底的作用力大小。
13.如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲置于水平地面,容器底面积为2.5×10﹣2米2。其内部中央放置一个圆柱形物体乙,容器中有体积为V0的水,水深为0.1米。
加水次数
水对容器底部的压强(帕)
第一次
1568
第二次
1764
第三次
1960
(1)求水对容器底部的压强p水;
(2)求水对容器底部的压力F水;
(3)现继续向容器内加水,每次注入水的体积均为V0,乙物体始终沉在容器底部,水对容器底部的压强大小如下表所示。
(a)问第几次加水后物体浸没?说明理由;
(b)求乙的高度h乙。
14.封冻的江河冰面能承受的最大压强是4×104帕,在冰面上行驶的雪橇质量是200千克,它与冰面的接触面积是0.4米2.求:
(1)雪橇对冰面的压力 、压强 .
(2)在保证安全的情况下,雪橇上最多能装多少千克的物?(g=10N/kg)
15.如图所示,水平地面上置有圆柱体甲和轻质薄壁圆柱形容器乙。甲的底面积为1×10﹣2米2、高为0.25米、质量为5千克。乙容器足够高,底面积为2×10﹣2米2,盛有0.1米深的水。
①求甲的密度ρ甲。
②求甲对地面的压强p甲。
③将甲竖直放入乙容器中,求此时水对乙容器底部的压强p水。
16.将一个质量为20g的空矿泉水瓶,装入一部分水后,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,瓶盖的面积是8cm2,瓶底的面积是22cm2, 瓶的厚度忽略不计(g取10N/kg).求:
(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力和压强;
(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强.
17.“五一”假期小宇全家自驾出行旅游,小汽车满载质量为,如图甲所示。若汽车做直线运动,运动过程中受到的阻力恒为车子总重的0.2倍,汽车的速度v与时间t的关系如图乙所示,g取10Nkg。求:
(1)10~15s内,小汽车受到的牵引力;
(2)若小轿车静止时车轮与地面的接触总面积为,则地面受到的压强多大?
18.如图所示是家庭厨房常见的洗菜水槽,水槽出水口下方连接排水管,水槽中水深为20cm,出水口有一质量为0.04kg,横截面积为80cm2的圆柱形橡胶塞子。塞子刚好嵌入出水口,塞子与出水口间的摩擦忽略不计。(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)问:
(1)橡胶塞子的重力有多大?
(2)水对橡胶塞子的压力是多少N?
(3)用手拉细绳一端,至少需要多大的拉力才能提起塞子?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1)160N;(2)1.6×105Pa;(3)3.5×103Pa
【详解】解:(1)人提桶时向上的拉力
(2)桶对手的压力
人手受到的压强
(3)水对桶底的压强
答:(1)人提桶时向上的拉力为160N;
(2)人手受到的压强为1.6×105Pa;
(3)水对桶底的压强3.5×103Pa;
2.(1)20N;(2)1.67×104Pa;(3)180N
【详解】解:(1)当自动擦窗机器人静止正放在水平桌面时,对桌面的压力为自重,即
F=G=mg=2kg×10N/kg=20N
(2)当自动擦窗机器人静止正放在水平桌面时,“腹部”吸盘与桌面紧密接触,则擦窗机器人对桌面的压强为
(3)吸盘牢牢地吸在竖直玻璃上,吸盘对玻璃的压强为1.5×105Pa,此时吸盘对玻璃的压力为
F′=p′S=1.5×105Pa×1.2×10-3m2=180N
答:(1)当自动擦窗机器人静止正放在水平桌面时,对桌面的压力是20N;
(2)当自动擦窗机器人静止正放在水平桌面时,擦窗机器人对桌面的压强是1.67×104Pa;
(3)当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上,此时吸盘对玻璃的压力是180N。
3.(1)5N
(2)2×103Pa
(3)见解析
【详解】(1)根据题意知道,纯净水的体积
V=500mL=500×10-6m3
由知道,这瓶纯净水的质量
m=ρV=1×103kg/m3×500×10-6m3=0.5kg
这瓶纯净水重
G=mg=0.5kg×10N/kg=5N
(2)由于物体放在水平面上,则瓶子正放时对海绵的压力
F=G=5N
瓶子正放时对海绵的压强
(3)正放和倒放压强相等时,则
正放受力面积与倒放受力面积的倍数关系
故要使压强相等,由于正放压力是倒放压力的5倍,则倒放时,需要倒出的水。
4.(1);(2)
【详解】解:(1)测试时,月球车的重力为
(2)测试时,月球车对水平地面的压力等于重力,则压强为
答:(1)测试时,月球车的重力为;
(2)测试时,月球车对水平地面的压强为。
5.①11.63m/s ②4.0×105 Pa
【详解】解:(1)王蒙在500 m短道速滑中,以43.48秒的成绩蝉联冬奥冠军,所以王蒙的平均速度是.
(2)王蒙和冰刀的总质量是60 kg,所以他对冰面的压力F=G总=m总g=60kg×10N/kg=600N,
王蒙在单脚滑行时,对冰面产生的压强
答:(1)王蒙在500 m短道速滑中的平均速度是11.63m/s.(2)他在单脚滑行时,对冰面产生的压强是.
6.(1) 24500N;(2) 2450N。
【详解】(1)载货货车总质量为
m=1.5t+1t=2.5t=2500kg
其重力为
G=mg=2500kg×9.8N/kg=24500N
对地面的压力为
F=G=24500N
(2)货车做匀速直线运动,受到平衡力的作用,即再水平方向上,牵引力F与摩擦力f是一对平衡力,其大小相等,即
F=f=0.1G=0.1×24500N=2450N
答:(1)对地面的压力为24500N;
(2)货车受到的牵引力为2450N。
7.(1),1N(2)2N,
【详解】解:(1)水对杯底的压强
水对杯底的压力
(2)水杯对桌面的压力
水杯对桌面的压强
答:(1)水对杯底的压强为,压力为1N;
(2)水杯对桌面的压力为2N,压强为。
8.(1)600Pa;(2)800Pa
【详解】(1)杯底部受到水的压强
杯底部受到水的压强是600Pa。
(2)杯装水后对水平桌面的压力
杯装水后对水平桌面的压强
杯装水后对水平桌面的压强是800Pa。
答:(1)杯底部受到水的压强为;(2)杯装水后对水平桌面的压强为。
9.(1)2000Pa;(2)60N;(3)4000Pa
【详解】解:(1)水桶底受到水的压强是
p=ρgh= 1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m= 2000Pa
(2)由得,水桶底受到水的压力是
F=pS=2000Pa×0.03m2= 60N
(3)水桶对地面的压力是
F压=G=20N+100N=120N
水桶对地面的压强是
答:(1)水桶底受到水的压强是2000Pa;
(2)水桶底受到水的压力是60N;
(3)水桶对地面的压强是4000Pa。
10.(1)6N;(2)1.5103kg/m3;(3)1500Pa
【详解】(1)物体受到的重力
(2)物体漂浮在液面且刚好有一半的体积浸在液体中,所以物体受到的浮力
物体排开液体的体积
由 得,容器内液体的密度为
(3)容器底部受到液体的压强
答:(1)物体受到的重力为6N;
(2)容器内液体的密度为1.5103kg/m3;
(3)容器底部受到液体的压强为1500Pa。
11.(1)6×105Pa;(2)15m/s
【详解】解:(1)高亭宇静止站立时冰刀对地面的压力等于其受到的重力,即
由可得,高亭宇静止站立时冰刀对地面的压强为
(2)由题意知,高亭宇比赛全程滑行的时间为
由可得,他比赛全平均速度为
答:(1)高亭宇静止站立时冰刀对地面的压强为6×105Pa;
(2)高亭宇比赛全程的平均速度是15m/s。
12.(1)500Pa;(2);(3)0.5N
【详解】(1)由乙图可知,当ΔV在0∼500cm3时,杆受力不变,则物体未接触水面,当加水500cm3时,容器中的水深
水对容器底的压强
(2)分析图乙可知,当在时,物体未接触水面,此时物体的重力为1N;当在500cm3到900cm3时,物体浸没到水中的深度为h,位于b点时,浮力等于重力,为1N;从900cm3到1100cm3时,物体浸没在水中的深度增加了,即此时c点时物体排开水的体积为b点时的倍,则c点时所受的浮力为b点时的,即1.5N。由得
此时
物体A的质量为
物体A的密度为
(3)加水1100cm3,物体A受到的浮力为1.5N,自身重力为1N,杆对物体向下的拉力为
由于力的作用是相互的,则轻杆对容器底的拉力为0.5N。
答:(1)当加水体积为500cm3时,水对容器底的压强为500Pa;
(2)物块A的密度为;(保留一位小数)
(3)加水1100cm3时杆对容器底的作用力为0.5N。
13.(1)980Pa;(2)24.5N;(3)(a)见解析;(b)0.15m
【详解】解:(1)水深为h=0.1m,则水对容器底的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa
(2)根据可得:水对容器底的压力
F=pS=980Pa×2.5×10﹣2m2=24.5N
(3)(a)由p=ρgh可知每次加水后容器中水的深度分别为:第一次
第二次
第三次
由于原来容器中有体积为V0的水,水深为0.1m时,当第一次加V0的水时,若乙物体没有浸没,测水的深度应增加0.1m,现在是当第一次加V0的水时,水的深度的增加为
0.16m﹣0.1m=0.06m<0.1m
所以,第一次加水后物体就浸没;原来容器中水的体积
V0=(S甲﹣S乙)h﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
根据第一次加水后乙物体已经浸没,则第二次加水的水的体积
V2=S甲(h2﹣h1)=V0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得
(S甲﹣S乙)h=S甲(h2﹣h1)
解得
设乙物体的高度为h乙,则第一次加水时水的体积为
V0=(S甲﹣S乙)(h乙﹣h)+S甲(h1﹣h乙)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①③可得
(S甲﹣S乙)(h乙﹣h)+S甲(h1﹣h乙)=(S甲﹣S乙)h
解得
答:(1)水对容器底部的压强p水为980Pa;
(2)水对容器底部的压力F水为24.5N;
(3)(a)第一次加水后物体浸没;由于原来容器中有体积为V0的水,水深为0.1m时,当第一次加V0的水时,若乙物体没有浸没,测水的深度应增加0.1m,现在是当第一次加V0的水时,水的深度的增加为0.16m﹣0.1m=0.06m<0.1m,所以,第一次加水后物体就浸没;
(b)乙的高度h乙为0.15m。
14. 2000N 5000 Pa 1400kg
【详解】(1)雪橇对冰面的压力等于雪橇的重力,即F=G雪橇=m雪橇g=200kg10N/kg=2000N; 雪橇对冰面的压强p==5000 Pa.(2)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以由p=可得雪橇和货物的重力之和:G总=F=pS=4×104Pa×0.4m2=1.6×104N,由G=mg可得雪橇和货物的总质量:m总==1600kg,所载货物的最大质量:m货物=m总m雪橇=1600kg200kg=1400kg.
点睛:知道冰面能承受的最大压强和雪橇与冰面的接触面积,根据F=pS求出冰面承受的最大压力即为雪橇和货物的重力之和,根据G=mg求出总质量,然后求出所载货物的最大质量.
15.①2×103kg/m3;②5000Pa;③2×103Pa
【详解】解:①圆柱体甲的体积
则甲的密度为
②圆柱体甲的重力为
则圆柱体甲对地面的压强为
③设甲放入乙容器后未浸没,则
故假设成立,此时水对乙容器平底部的压强为
答:①甲的密度为2×103kg/m3;
②甲对地面的压强为5000Pa;
③将甲竖直放入乙容器中,此时水对乙容器平底部的压强为2×103Pa。
16.(1)1.2N, 1500Pa;(2)3×103Pa
【详解】(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强:
p=ρgh倒立=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa,
由p=可得,倒立放置时瓶盖所受水的压力:
F=pS瓶盖=1500Pa×8×10−4m2=1.2N;
(2)由左图可知,矿泉水瓶内水的体积:
V=S瓶底h正立=22cm2×10cm=220cm3,
由ρ=可得,水的质量:
m水=ρV=1.0g/cm3×220cm3=220g=0.22kg,
则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力:
F′=G水G瓶=m水g m瓶g =0.22kg×10N/kg0.02kg10N/kg=2.4N,
倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强:
p′= ==3000Pa.
17.(1);(2)
【详解】解:(1)满载时车重
小汽车受到的阻力
由图像可知,10~15s内,汽车做匀速直线运动,受力平衡,所以牵引力
(2)地面受到的压强
答:(1)10~15s内,小汽车受到的牵引力;
(2)地面受到的压强。
18.(1)0.4N;(2)16N;(3)16.4N
【详解】解:(1)橡胶塞子的重力
(2)水对橡胶塞子的压强
水对橡胶塞子的压力
(3)对橡胶塞子受力分析可知,橡胶塞子受到竖直向下的重力、水对橡胶塞子竖直向下的压力和提起塞子的拉力,根据力的平衡条件可知,提起塞子拉力
答:(1)橡胶塞子的重力有0.4N;
(2)水对橡胶塞子的压力是16N;
(3)用手拉细绳一端,至少需要16.4N的拉力才能提起塞子。
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