初中物理压强的大小及其计算实验题

（2014中考真题）图1是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体F下表现离水面的距离h的关系实验装置，其中A是底面积为25cm²的实心均匀圆柱形物体，用弹簧测力计提着物体A，使其缓慢浸入水中（水未溢出），得到F与h的关系图象如图2中实线所示．（g=10N/kg）．

（1）物体A重为   N，将它放在水平桌面上时对桌面的压强为    Pa；
（2）浸没前，物体A逐渐浸入水的过程中，水对容器底部的压强将   ；
（3）完全浸没时，A受到水的浮力为   N，密度为  kg/m³；
（4）小勇换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图2中虚线所示图象，则该液体密度为   kg/m³．

暑假假期，小东全家驾车从乌鲁木齐到喀纳斯游玩，出发前，爱学习的小东收集了相关数据，整理成下表，请你根据表中数据完成相关计算。

轿车质量 $\left(\mathit{kg}\right)$	1500
车轮与地面接触总面积 $\left(m^2\right)$	0.15
乌鲁木齐到喀纳斯距离 $\left(\mathit{km}\right)$	720
预设行车速度 $(\mathit{km}/h)$	90
匀速行驶时受到的阻力 $\left(N\right)$	2000

（1）轿车静止时对水平地面的压强 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$；

（2）若轿车匀速行驶，求驶完全程牵引力所做的功；

如图甲是利用压敏电阻的特性来测算压力大小的电路装置，其构造有托盘、压力传感器R，电流计G（量程600mA），托盘质量忽略不计.

(1)该压敏电阻随压力的变化关系式为:R=100－20F(F和R的单位分别是N和Ω)，当不称重时，电路的电阻是   Ω，此时电流计示数是60mA，则电源电压为   V；
(2)某次测量一物体，电流计示数为500mA，可知该物体对托盘的压力是    N， 已知该物体与托盘的接触面积为4cm²，它对托盘的压强是   Pa；
(3)在电路中串联定值电阻可以起到保护电路的作用，如图乙.当电阻Rˊ接入后，该装置所测的压力范围将   （填"变大"、"变小"或"不变"：).

现代人的生活节奏越来越快，常用电压力锅煮食物，又快又省电，如图是电压力锅和它的工作电路图。其正常工作时电压为U＝220V，加热时只有R₁工作，保温时只有R₂工作。保温时的额定功率为40W，R₁＝48.4Ω，S₁为压力开关，当压强达到设定值时S₁会自动断开S₂为限时开关，可以设定保温时间。（当S₁闭合时，S₂断开。当S₁断开后，S₂可限时闭合或断开）求：

（1）当锅内气压为150kPa时，锅内气体对锅盖（假设受力面积为400cm²）的压力。

（2）保温电阻R₂的阻值。

（3）现用电压力锅煮食物，锅内的水和食物总质量是1.5kg，初温是30℃，加热到110℃时食物煮好，所用时间是5min，已知水和食物混合物的比热容c＝2.0×10³J/（kg•℃），则此次电压力锅煮食物的效率是多少？

小科发现校门口有一块稍有破损的圆形窖井盖，他捡起一小块碎片加以研究．
（1）小科想知道这块窖井盖是由什么材料制成的，通过网上查找资料，他首先了解到某厂生产的不同窖井盖材料的密度（见表一）；
表一

窖井盖材料	复合树脂	球墨铸铁	玻璃钢
密度（Kg/m^3）	1.7×10^3	7.3×10^3	2.1×10^3

然后用天平测量碎片的质量，天平平衡时，右盘中的砝码质量、游码在标尺上的位置如图所示；用量筒测量碎片的体积，读数时视线应与　　相平．通过计算小科得出窖井盖的密度为　　千克/米³，由此他知道了该窖井盖的制作材料．
（2）窖井盖为什么会破损？小科猜想可能是由学校的校车压损的．
小科测得窖井盖的直径为70厘米，再次通过查找资料发现这种窖井盖由于厚度不同，承载能力也不同（见表二）；
表二

厚度（mm）	30	50	70
承载能力（KN）	20	100	400

小科测出窖井盖的厚度为50毫米，并了解到校车的质量为12吨．若只从窖井盖的承载能力判断．小科猜想是否正确　　．
小科对于窖井盖的研究还在继续…

图中是一辆满载防疫物资的货车，货车满载时，车轮与水平地面接触的总面积为 $1m^2$，对地面的压强为 $5\times {10}^5\mathit{Pa}$．货车到送货地点要经过一座路面平直的桥梁，这座桥限重 $55t$。 $(g$取 $10N/\mathit{kg}$，柴油的热值 $q=4.3\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

（1）请通过计算货车满载时车和货物的总质量，判断货车是否允许通过这座桥。

（2）货车以 $20m/s$的速度在平直公路行驶，发动机的输出功率为 $200\mathit{kW}$，求货车受到的阻力。

（3）若货车发动机的效率为 $40\%$，以 $20m/s$的速度在该平直公路上行驶 $17.2\mathit{km}$，消耗柴油的质量是多少？

利用容积为 $10c{m}^3$的注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测出大气压的值。

（1）实验的原理是　　；

（2）把注射器的活塞推到注射器筒的底端，这样做的目的是　　，然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔；

（3）如图所示，水平向左缓慢匀速拉动注射器筒，当注射器的活塞　　时，记下弹簧测力计的示数为 $19N$；

（4）用刻度尺测出注射器　　长度为 $5\mathit{cm}$，这样就不用测活塞的直径也能算出活塞横截面积；

（5）则大气压的值为　　 $\mathit{Pa}$；

（6）提出提高该种测量大气压值精确度的一条建议：　　。

如图为某款擦窗机器人，它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压，牢牢地吸附在竖直玻璃上。请回答：

（1）当它静止在竖直玻璃上时，受到的摩擦力方向是　　。

（2）擦窗机器人的擦拭速度是4分钟 $/$米 ${}^2$，要擦完总面积为3米 ${}^2$的窗玻璃需要　　分钟。

（3）工作时擦窗机器人对玻璃的压力为28牛，内外气压差达到800帕，求擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少平方米？

（4）擦窗机器人的总质量为1.2千克，工作时的实际功率为80瓦，它在竖直向上擦窗过程中有 $0.25\%$的电能用于克服重力做功。若窗户足够高，持续竖直向上擦窗20分钟，擦窗机器人可上升的最大高度为多少米？（取 $g=10$牛 $/$千克）

如图所示，有一柱状的薄透明玻璃容器（在它的外面有表示高度的刻度纸）和一底面积是 $20c{m}^2$，高 $8\mathit{cm}$并刻有高度的圆柱体（密度大于水的密度，用细线系着）。某实验小组利用这两个器材探究：当物体浸入柱状容器的水中时，水对容器底增大的压强与水对物体的浮力之间有什么关系。

他们先往容器中加水至 $10.00\mathit{cm}$刻度处（图中己标出），再用细线吊圆柱体，让圆柱体浸入列水中的深度 $h$先后是： $2.00\mathit{cm}$， $4.00\mathit{cm}$， $6.00\mathit{cm}$、 $8.00\mathit{cm}$，读出容器底到水面对应增加深度△ $h$，利用阿基米德原理公式和液体压强公式分别计算出对应的浮力 $F_{浮}$和水对容器底增加的压强△ $p$，结果如下表：

$F_{浮}/N$	0.4	0.8	1.2	1.6
△ $p/\mathit{Pa}$	100	200	300	400

（1）分析表中数据可知，当圆柱体浸入柱状容器的水中时，水对容器底增大的压强与水对物体的浮力成　　，如果物体浸没后继续增大它在水中的深度， $F_{浮}$和△ $p$都　　（选填“增大”或“不变”或“减小” $)$；

（2）同学们又从另一个角度讨论了这种关系的成因：当物体浸入水中时，水对物体施加了竖直向上的浮力，由于　　物体对水也会施加大小相等的竖直向下的压力，使容器底部增大的压力大小为 $F_{浮}$（柱状容器底面积为 $S)$，那么△ $p=$　　（用所给物理量字母表示）；

（3）根据本次实验数据，计算出容器底面积 $S=$　　 $c{m}^2$，圆柱体浸没在水中时，水面所对的刻度是　　 $\mathit{cm}$。

白色感压纸受到的压强达到可测最小值时才变色，且颜色随压强变大而变深，大于可测最大值时颜色不再变深。感压纸A的规格如图所示。

实验1：用250N的压力垂直作用在A上，受力面积为0.25cm ²，此压力对A的压强为 　  　N/cm ²。

实验2：仍用250N的压力垂直作用在与A规格相同的感压纸上，要使它变色且颜色深度与实验1不同，下列哪些受力面积符合要求？ 　 　。

①2cm ² ②0.8cm ² ③0.3cm ² ④0.1cm ² ⑤0.01cm ²

阅读短文，回答问题：
如图甲是一种可调温蒸汽电熨斗，其说明书的部分内容如下：

产品特点：
具有干湿两用功能．干用功能是指在无水状态下，通过电加热管加热底板，底板温度上升，直接压烫衣物；湿用功能是指在蒸汽状态下熨烫．自动恒温设置．针对不同面料可调节底板温度．
技术参数：
自身质量：1.3kg  额定功率：1000W 额定电压：220V  
在额定电压下工作时能达到的最大喷气量：15g/min 
（1）某师傅在用熨斗干烫衣服时，用了19N向下的力压熨斗，如果熨斗底板与衣服接触的面积为160 cm²，在此过程中，衣服受到的压强为             Pa．（g取10 N/kg）
（2）用熨斗汽烫前先预热，使金属底板的温度从20℃升高到220℃，温控开关自动断开．已知金属底板的质量为1kg，金属底板的比热容为0.46×10³J/（kg•℃）．则蒸汽电熨斗预热过程中金属底板吸收的热量为           J．
（3）设计生产电熨斗时，技术人员会根据不同部分的作用选用具有不同物理属性的材料．“水位观察窗”选用的材料应具有很好的         （选填“硬度”、“延展性”或“透明度”）；用熨斗汽烫时，可以看到熨斗底板蒸汽口的周围有大量“白雾”，这是因为水先    后    （上两格均填物态变化名称）形成的小水珠；某次使用时发现从蒸汽口喷出的是水柱而不是“白雾”，请你猜想可能的原因是          ．
（4）若某次使用中，该电熨斗（额定电压下）在最大喷气量状态下工作时消耗的电能中只有70%被水吸收，则该状态下每克水喷出前吸收的热量是        J．

（5）如图乙所示为自动调温电熨斗的电路图．右下方为温控部分，A为双金属片，由两层不同金属粘合而成，受热时二者膨胀的快慢不同．在未通电和低于预定温度时，双金属片A和静片B上的触点接通，指示灯L亮，电热丝R发热，当温度达到预定温度时，由于双金属片的金属层       （填“a”或“b”）膨胀较快，向左弯曲，电路断开，如图丙所示．调节调温旋钮C，使静片向左时，调温电熨斗的预定温度值将变______（选填“高”、“低”）．

电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具，如图所示。其主要结构就是在原来的普通自行车的基础上，增加了电动机及供电、传动设备，它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。电动骑行时，蓄电池为车上的电动机供电，电动机为车提供动力；脚踏骑行时，与普通白行车相同。

下表是某型号电动白行车主要技术参数。

整车	整车质量	40kg
最高车速	≤30km/h
最大噪声	≤62dB
蓄电池	电压	48V
容量	12A·h
电动机	额定电压	48V
额定功率	240W

(1) 当一个质量为50kg的初三学生骑着电动自行车在平直的公路上匀速行驶时，轮胎与地面的总接触面积为40cm²，此时路面受到的压强为多大?（g=10N/kg）
(2 )电动自行车以额定功率行驶时通过电动机线圈的电流是多大?
(3) 在蓄电池充足电后为电动机供电的过程中，当把储存能量的80％提供给电动机后就应进行充电。若电动机工作时将电能转化为对自行车输出机械能的效率为75％，电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的阻力为30N，则蓄电池充一次电最多能完全依靠储存的电能连续行驶多远? 

洋洋同学家的卫生间下水道堵塞了，他爸爸利用吸盘很快就将下水道疏通了，如图所示，为此他突然联想到所学过的大气压知识，于是，洋洋和瑞瑞同学合作利用吸盘设计了一个估测大气压强的实验方案
【方案设计】
（1）用刻度尺测出吸盘的直径D；
（2）将吸盘四周沾上水，挤出里面的空气压在光滑的水平地面上；
（3）用力竖直往上拉吸盘柄，直到吸盘脱离地面，根据经验估测拉托吸盘所需拉力的大小
（4）计算出当地大气压强
【评估交流】
洋洋同学说：我们的实验原理是      ，操作过程规范，较方便地估测出了大气压强
瑞瑞同学说：在操作过程中，我发现存在       、        等问题，尽管我的操作规范，但估测的结果误差较大，洋洋认真思考后，同意了瑞瑞的意见，然后，他们继续一起探讨如何改进方案，尽量减少测量误差。
根据洋洋和瑞瑞同学的实验记录及自我评估情况，请你回答，洋洋和瑞瑞测出的大气压强P=       （用字母表示）；实验时洋洋同学将吸盘四周沾上水，这样做的目的是                    。要准确测量，应该利用课本中介绍的            进行测量。

图为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。

（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将        能转化为         能。
（2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如右表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（既冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。
①该发动机在1 s内做功       J，单缸排量V=        L。
②在每个做功冲程里，发动机做功W=         J。
（3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W = p V，式中 p表示燃气对活塞的压强，则 p=         Pa。（1 L=10^-3 m³）

在测量大气压的实验中，某同学将玻璃板放在桌子上，用吸盘贴在玻璃板上面，用弹簧测力计将吸盘缓慢向上拉，直到吸盘脱离板面．问：
（1）实验原理是什么？
（2）某同学做实验时发现弹簧测力计的量程都太小，不能测出吸盘脱离板面时的拉力．请你选择其他器材与这只弹簧测力计组合，测出吸盘脱离板面时的拉力．要求写出用到的器材和方法．．