初中物理压强的大小及其计算实验题

考感市某采石场出产一种质地均匀，硬度高，抗风化的优质石料，小华同学将石料加工成边长为4cm的正方体，用天平测得该正方体石料的质量为179.2g（g＝10N/kg）

（1）这种石料的密度是 　  　kg/m ³

（2）如果将这个正方体小石块放入水深0.2m的水池中，小石块将 　 　（填"漂浮"、"悬浮"、"下沉"），小石块静止时受到水的浮力是 　 　N

（3）某地用这种石料做英雄纪念碑的碑体，碑体为高10m，横截面积为3m ²柱体，矗立在2m高的基座上，如图所示，求碑体对基座的压强。

现有一辆电动自行车，可以电动骑行，也可以脚踏骑行，骑行时总重为1600N．电动自行车在水平的道路上以18km/h的速度匀速行驶。

（1）电动自行车0.5h行驶的路程是多少？

（2）轮胎与地面的接触面积共为80cm²，电动自行车静止时对地面的压强是多大？

【新疆乌鲁木齐市2015年中考物理试卷】1654年，马德堡市长和他的助手做了著名的“马德堡半球实验”，证明了大气压的存在．

（1）实验中，他们把两个铜半球壳灌满水后合在一起，再把水全部抽出，此时球内接近  ，周围的  把两个铜半球紧紧地压在一起．
（2）如图，某校同学用底面积为500cm²的平底压力锅代替铜半球模拟上述实验，在山底比在山顶拉开锅的最小拉力要  （山底与山顶气温相同），在山底，当锅两边受到的拉力均为4000N时，锅恰好被拉开，此时锅内空气的压强约为  Pa（大气压取10⁵Pa）．

【宁夏回族自治区2015年中考物理试卷】在青铜峡市“中华黄河坛”文化长廊中，有一尊高大的人物雕像栩栩如生，这引起了小华的兴趣，他想测算的雕像的质量以及它对莲花底座的压强有多大，为此，小华从黄河坛文化馆中获取了以下资料：①一枚用同样材质做成的按比例缩小的雕像样品；②雕像的实际高度H；③从数学知识的角度获知，雕像与样品的体积比等于它们高度比的立方；在此基础上，小华又找到了天平、刻度尺、一个能够放入雕像样品的大号量筒、细线、清水等器材进行测算．

（1）要测算雕像的质量M，你认为小华至少需要进行哪些操作测量，并用字母表示这些测量的物理量；
（2）请你用已知量、测得量，推导出测算雕像质量M的表达式；
（3）若莲花底座的受力面积为S，请你写出雕像对莲花底座压强的表达式p=      （用已知量、测得量表示）．

（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．

太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染，其产业的发展日益蓬勃．某太阳能汽车，质量为350kg，顶部安装了太阳能电池板．
（1）当车上载有1500N的人和物品时，车轮与地面的总接触面积为2.0×10^-2m²，则汽车对地面的压强为   Pa．（g=10N／kg）
（2）太阳能电池板将太阳能转化为   能．一般情况下，汽车在运动时，被转换的太阳能被直接送到发动机控制系统．当汽车不运动时，太阳能将通过太阳能电池板储存在蓄电池内；当太阳能电池板不能提供足够的能量来驱动发动机时，蓄电池   （选填“储存”或“释放”）能量．
（3）若汽车上的太阳能电池板的有效面积为6m²，它正对太阳时电池能够产生100V的电压，并对车上电动机提供8.4A的电流，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.0×10³W/m²，则电池的输出功率为   W，将太阳能转化为电能的效率为   ．如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为90N，则汽车的行驶速度为   m/s．
（4）太阳能汽车采用四轮鼓式制动，有效地减少了制动距离．通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5
速度/ （m∙s^-1）	2	3	4	5	6
制动距离/m	0.53	1.20	2.13	3.33	4.80

请在图中描点作出s- v²图象．根据图象反映的规律可知，当轿车速度为4.5m/s时对应的制动距离是   m．

探究“硬币起飞”的条件．
（一）查寻规律：在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下，空气流速v与压强p的关系可表示为v²+p=C；式中C是常量，ρ表示空气密度．根据上述关系式可知：
（1）空气流速越大，压强　 　；空气流速越小，压强　 　．
（2）常量C表示空气流速为0时的　   　．
（二）设计实验：本研究需要知道硬币的质量m（或重力G）和硬币上（或下）表面面积S．
（3）某同学采用如图所示的方法测定硬币上（或下）表面面积．

①测得硬币的直径D=　 　cm．
②根据数学公式S=πD²/4即可算出硬币上（或下）表面面积．
（4）请你设计一个测定硬币质量（或重力）的实验方案．
（三）探究条件：如图所示，在水平桌面上放置一个硬币并沿箭头所示方向吹气，气流通过硬币上部，由于硬币下面没有气流通过，从而产生压力差，给硬币一个向上的动力．

（5）根据上述流速与压强的关系式可知，硬币下方空气压强p_下=　 　．
（6）刚好将硬币吹起时，硬币上、下表面的压力差△F=　 　．
（四）得出结论：
（7）请导出刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式（用ρ、S、m或G表示）．

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? 

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"：).

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…

电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具。动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。下表是某型号电动自行车主要技术参数。

（1）行驶过程中轮胎与地面的总接触面积为0．01m²，当你骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，地面受到的压强是多大？（人的质量取50 kg，g=10N/kg）
（2）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶多远？
（3）从环保的角度，与摩托车相比，电动自行车有什么优缺点？（各举一条）

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．．