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人教八下物理 第九章 压强(计算专题)
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这是一份人教八下物理 第九章 压强(计算专题),共22页。
人教版八年级物理下册第九章《压强》学科核心素养计算题训练(含答案详解)
固体、液体压强大气压强相关计算专训
1.在一些建筑工程中,一些司机为了降低营运成本,任意超载,给路面及交通安全带来极大的危害。按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强应控制在7×105Pa以内。有一辆自重为3t的前后共10个轮子的货车,已知该车在某次实际营运中装砂石30t,每个车轮与地面的接触面积为300cm2。求:
(1)这辆货车对路面的压力是多少?
(2)这辆货车对路面的压强是多少?
(3)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准,这辆货车最多装多少吨砂石?(设车轮与地面的接触面积不变,计算中g取10N/kg)
2.一块写有校训,质量为32t的花岗岩石料立在用砖砌成的长4m、宽2m、高0.5m的水平基座上(如图所示),石料与基座的接触面积为2m2.已知砖的密度为2×103kg/m3,基座砖缝中水泥砂浆的密度与砖的密度相同。(g取10N/kg)求:
(1)花岗岩石料的所受的重力;
(2)石料对基座的压强;
(3)基座对地面的压强。
3.如图所示,一块写有校训的花岗岩石料立在用青石砌成的长2m、宽1.2m、高0.3m的水平基座上。已知该花岗岩石料质量为7.2t,花岗岩石料与基座的接触面积为1.12m2,青石的密度为2.5×103kg/m3.(g取10N/kg)求:
(1)花岗岩石料对基座的压力;
(2)青石基座的重力;
(3)青石基座对水平地面的压强。
4.将一未装满水的密闭矿泉水瓶,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28cm2,瓶重和厚度忽略不计。求:(g取10N/kg)
(1)瓶内水的质量为多少;
(2)倒立放置时瓶盖所受水的压力;
(3)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强。
5.一只重2N,底面积为0.02m2的平底薄壁茶壶放在面积为0.8m2的水平桌面中央,茶壶内所盛的水重12N,茶壶高为15cm,茶壶中水深为12cm。求:
(1)茶壶底受到水的压强;
(2)茶壶底受到水的压力;
(3)盛水茶壶对桌面的压强。
6.如图所示,今年植树节小倩同学提了11kg的水给树苗浇水,已知桶自身质量为1kg,桶的底面积是500cm2,桶中水深h为20cm,提水时手的受力面积为8cm2。(桶的厚度不计,g取10N/kg)求:
(1)水对桶底的压力和压强;
(2)提水时手受到的压强。
7.如图所示,水平桌面上竖直放置一个密度为5103kg/m3,底面积为40cm2,高为14cm的质量均匀的圆柱体A。另一个底面积为100cm2,高为20cm的薄壁轻质柱形容器B(容器质量不计),内装3cm深的水。现将圆柱体A沿水平方向切下h高度并竖直放入容器B的水中,此时A剩余部分对桌面的压强等于容器B对桌面增加的压强。求:
(1)未切前圆柱体A对桌面的压强是多少Pa?
(2)h为多少cm?
(3)再向容器B内加水1.5kg,最终稳定后容器B对桌面的压强为多少Pa?
8.如图所示,在一个封闭薄容器中装满体积为1dm3的水后放在水平桌面上,已知容器的质量为200g,容器的下底面积为150cm2高为14cm。 取10N/kg)求:
(1)水对容器底部的压力和压强。
(2)容器对桌面的压力和压强。
9.现有一个用超薄材料制成的圆柱形容器,它的下端封闭,上端开口,底面积S=200cm2,高度h=20cm,如图甲所示;另有一个实心匀质圆柱体,密度ρ=0.8×103kg/m3,底面积S1=120cm2,高度与容器高相同,如图乙所示(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。
(1)将圆柱体竖直放在圆柱形容器内,求圆柱体对容器底部的压强是多少?
(2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,求此时水对容器底部的压强和所注的水重各是多少?
10.如图水平地面上放有一个边长为30cm的正方体箱子,箱子重50N,其顶部有一根长20cm、横截面积为4cm2竖直的管子与箱子相通,管子重10N,管子和箱子都灌满水。(g=10N/kg)求:
(1)箱内顶部受到水的压强?
(2)箱内底部受到水的压力?
11.如图,学生课桌质量为9kg,桌子与地面有四个接触面,每个接触面的面积为4×10﹣4m2;某同学将底面积为2.5×10﹣3m2、容量为1L、装满水后水深为18cm的塑料水杯放在课桌的桌面上。(不计水杯的质量,取g=10N/kg)求:
(1)课桌对地面的压力;
(2)课桌对地面的压强;
(3)塑料水杯对桌面的压强;
(4)水对塑料水杯底部的压强。
12.如图所示,在质量为1kg的容器内装有5kg的水,容器底面积为100,容器放在水平桌面上,桌面面积为0.9,求:
(1)容器对桌面的压力和压强;
(2)水对A点的压强;
(3)水对容器底的压力。
13.圆柱形容器的底面积为500cm2,盛有深度为8cm的水现将一质量为1.8kg,高为20cm、底面积为100cm2的长方体物块放入容器中,液面上升了2cm,如图所示。(圆柱形容器无限高)求:
(1)容器底受到水的压强.
(2)长方体物块的密度。
(3)圆柱形容器对地面的压强。
(4)把容器中的水倒出,缓缓向容器中注人密度为ρ的某种液体,若使物块对容器底的压力最小,注入液体的总质量最小是多少?(液体密度ρ为已知,g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
14.高压锅有很好的密封性,基本上不会漏气。锅盖中间有一个排气孔,上面套有类似阀门的限压阀,将排气孔堵住。当加热高压锅,锅内气体压强增加到一定程度时,气体就能把限压阀顶起来,部分蒸汽即从排气孔排除锅外。已知某高压锅的限压阀的质量是0.1kg,排气孔横截面积约为1.0×10﹣5m2,大气压强为1.0×105Pa.试求:
(1)锅内气体的压强最大可达多少?( )
(2)若压强每增加4×103Pa,水的沸点相应增加1℃,则这只高压锅内能达到的最高温度是多少?( )
(3)若锅盖上再增加一个相同大小的排气孔,在该排气孔上同样也配置一个质量相等的限压阀,则这只高压锅内能达到的最高温度将_____(选填“升高”、“不变”或“降低”)。
15.高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧,锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈,不会漏气。锅盖中间有一排气孔,上面套着类似砝码的限压阀将排气孔堵住,当加热高压锅(锅内有水、食物),锅内气体压强增加到一定程度时,气体就会把限压阀顶起来,蒸气即可从排气孔排出锅外,这样就不会因为锅内压强过大而造成爆炸,以确保安全,如图所示。已知高压锅的限压阀的质量为43.2g,排气孔的面积为6mm2.。求:
(1)锅内气体的压强增大多少,最大气压可达多少?
(2)设锅内压强每增加3.6×103Pa,水的沸点就相应的增加1℃,则锅内的最高温度可达多高?(g取10N/kg;外界大气压强为1标准大气压,计算时取1×105Pa)
16.如图甲是家用高压锅结构图,它的原理是:液体的沸点随液面气压增大而升高。已知水的沸点跟气压的关系如图乙所示。测得高压锅锅盖面积0.12m2,排气孔的面积为12mm2;要求锅内外气压差不超过0.6×105Pa。请你通过计算并对照图像判断,在一标准大气压下,用该高压锅烧水时:
(1)水温最高可以达到多少?
(2)锅盖受到的内外最大压力差多大?
(3)为了保证安全,压在排气孔上的限压阀质量不得超过多少千克?(g=10N/kg,1个标准大气压p0=105Pa)
17.高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可以将食物加热到以上,它省时高效,深受消费者欢迎。小华测得家中的高压锅的出气孔的面积为,压在出气孔上的上的安全阀的质量为,通过计算并对照图像(如图所示)。(取)
(1)说明利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是多少?( )
(2)假若要把这种高压锅向西藏地区销售,要达到同样的最高温度,你认为安全阀应该______(选填“适当增加质量”、“质量不变”、“适当减小质量”或“不投入使用”)
18.如图,高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可将食物加热到100℃以上,它省时高效,深受消费者欢迎。
(1)小明测得家中高压锅出气孔的横截面积S为12mm2,压在出气孔上的安全阀的质量为72g,g取10N/kg,计算安全阀自重对出气孔处气体所产生的压强;
(2)当高压锅内气压增大到某一值时,锅内气体就能自动顶开安全阀放气。在外界为标准大气压的环境下,该高压锅内的气体能达到的最大压强是多少?对照图所示水的沸点与气压的关系图线,利用这种高压锅烧煮食物时可以到达的最高温度大约是多少?(大气压值取1.0×105Pa)
19.在日常生活中,为了提高烹煮食物的温度,缩短烹煮时间,人们利用水的沸点随气压的升高而升高的性质制造出了高压锅,某种规格的高压锅出气口的直径为3.2mm,计算出它的面积约为8 mm2.要使锅内的气压达到2个标准大气压,请你帮助计算该高压锅应配的限压阀的质量为多少g?(设外界气压为标准大气压,标准大气压取105Pa,g取10N/kg)
20.高压锅的锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个帽子为限压阀,当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内的气体就会冲出限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体的压强减小。现有一个直径为24厘米,空心柱小孔的横截面积为8毫米2,限压阀的质量为100克的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105帕,问:
(1)高压锅内气体能达到的最大压强为多大?
(2)经商品质量检测部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105帕,要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀还能使用吗?若不能,应再配备一个质量为多大的限压阀?(g=10牛/千克)
21.底面积为2×10-2米2的薄壁轻质柱形容器,里面盛有0.3米深的水.现有长为0.2米的吸管(底部用蜡封住),将适量细沙装入吸管中,用电子天平测出其总质量为0.01千克.然后将该吸管放入水中,如图所示,用刻度尺测出其静止时浸入水中的深度h为0.1米.求:
①容器中水的质量m水.
②吸管底部所受水的压强p水.
③若在该吸管中继续装入细沙使其总质量变为0.012千克,并把该吸管如图所示放入某未知液体中,测得其静止时浸入液体中的深度为0.15米.求该未知液体的密度ρ.
参考答案:
1.(1)3.3×105N;(2)1.1×106Pa;(3)18t
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)砂石质量
m石=30t=30000kg
汽车自身质量
m车=3t=3000kg
货车对地面的压力
F车=G=(m石+m车)g=(30000kg+3000kg)×10N/kg=3.3×105N
(2)地面受力面积
S=300×10-4m2×10=0.3m2
货车对地面的压强
p==1.1×106Pa
(3)按行业标准对地压力
F标=p标S=7×105Pa×0.3m2=2.1×105N
因为
F标=G标=m标g
所以,按行业标准该车最大总质量
m标==2.1×104kg
所以可载货物质量
m货=m标﹣m车=2.1×104kg﹣3000kg=18000kg=18t
答:(1)这辆货车对路面的压力是3.3×105N;
(2)这辆货车对路面的压强是1.1×106Pa;
(3)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准,这辆货车最多装18t吨砂石。
2.(1)3.2×105N;(2)1.6×105Pa;(3)5×104Pa
【解析】
【详解】
解:(1)石料受到的重力为
(2)由数据知,石料与基座的接触面积是2m2,由于石料放在水平基座上,石料对基座的压力大小等于石料受到的重力大小,即
则石料对基座的压强
(3)根据和可得,基座受到的重力大小
基座与地面的接触面积是
基座对地面的压强
答:(1)花岗岩石料的重量为3.2×105N;
(2)石料对基座的压强为1.6×105Pa;
(3)基座对地面的压强为5×104Pa。
3.(1)7.2×104N;(2)1.8×104N;(3)3.75×104Pa
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)花岗岩石料对基座的压力
F=G石料=m石g=7.2×103kg×10N/kg=7.2×104N
(2)青石基座的重力
G青石=m青石g=ρ青石V青石g=2.5×103kg/m3×2m×1.2m×0.3m×10N/kg=1.8×104N
(3)青石基座对地面的压力
F′=G石料+G青石=7.2×104N+1.8×104N=9×104N
S基=2m×1.2m=2.4m2
青石基座对地面的压强
答:(1)花岗岩石料对基座的压力是7.2×104N;
(2)青石基座的重力是1.8×104N;
(3)青石基座对地面的压强是3.75×104Pa。
4.(1)0.28kg;(2)1.04N;(3)3.5×103Pa
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)根据图示可知,正立放置时
h1=10cm=0.1m
瓶子内的水的体积
V=S1h1=28×10-4m2×0.1m=2.8×10-4m3
瓶内水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×2.8×10-4m3=0.28kg
(2)倒立放置时瓶盖所受水的压强
p=ρgh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.13m=1.3×103Pa
矿泉瓶盖所受水的压力
F=pS2=1.3×103Pa×8×10-4m2=1.04N
(3)水的重力
G水=m水g=0.28kg×10N/kg=2.8N
瓶重和厚度忽略不计,倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力等于其重力,矿泉水瓶对桌的压力
F′=G水=2.8N
此时的受力面积为S2=8×10-4m2,矿泉水瓶对桌面的压强
p′===3.5×103Pa
答:(1)瓶内水的质量为0.28kg;
(2)倒立放置时瓶盖所受水的压力是1.04N;
(3)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强是3.5×103Pa。
5.(1)1200Pa;(2)24N;(3)700Pa
【解析】
【详解】
解:(1)茶壶底受到水的压强
(2)茶壶底受到水的压力
(3)盛水茶壶放在水平桌面上,对桌面的压力等于茶壶和水的总重力,即
盛水茶壶对桌面的压强
答:(1)茶壶底受到水的压强为1200Pa;
(2)茶壶底受到水的压力为24N;
(3)盛水茶壶对桌面的压强为700Pa。
6.(1)100N,2×103Pa;(2)1.5×105Pa
【解析】
【详解】
解:(1)水对桶底的压强是
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa
水桶对桶底的压力为
F=pS=2×103Pa×500×10-4m2=100N
(2)提水时手受到的压力为
F手=G总=m总g=(11kg+1kg)×10N/kg=120N
提水时手受到的压强是
答:(1)水对桶底的压力是100N,压强是2×103Pa;
(2)提水时手受到的压强是1.5×105Pa。
7.(1)7000Pa;(2)10cm;(3)3600Pa
【解析】
【详解】
解:(1)静止在水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力,由于
所以,圆柱体A对桌面的压强是
(2)将圆柱体A沿水平方向切割下h高度后,则剩余部分对桌面的压强
pA′=ρAg(hA-h)
由于
G=mg=ρVg=ρShg
故圆柱体切割下部分的重力
且容器B的质量不计,将切下部分竖直放入容器B的中央后,容器B对桌面增加的压强
因A剩余部分对桌面的压强等于容器B对桌面增加的压强,所以
即
解得
(3)由于圆柱体A的密度大于水的密度,所以物体A始终处于沉底状态,容器中原有水的体积为
V0=SBh0=100×10-4m2×3×10-2m=3×10-4m3=300cm3
圆柱体A沿水平方向切割下的体积为
V1=SAh=40×10-4m2×10×10-2m=4×10-4m3=400cm3
1.5kg水的体积为
容器B的总体积为
V=SBhB=100cm2×20cm=2000cm3
由于
2000cm3<300cm3+400cm3+1500cm3
所以再向容器B内加水1.5kg,最终稳定后水会溢出的体积为
V3=300cm3+400cm3+1500cm3-2000cm3=200cm3
容器中水的质量为
m1=ρ水(V0+V2-V3)=1×103kg/m3×(3×10-4m3+15×10-4m3-200×10-6m3)=1.6kg
圆柱体A沿水平方向切割下的质量为
m2=ρAV1=5×103kg/m3×4×10-4m3=2kg
容器B中物体的总质量为
m0=m1+m2=1.6kg+2kg=3.6kg
容器B中物体的总重力为
G0=m0g=3.6kg×10N/kg=36N
器B对水平桌面的压力等于其总重力,容器B对桌面的压强为
答:(1)圆柱体A对桌面的压强是7000Pa;
(2)h应为10cm;
(3)最终稳定后容器B对桌面的压强为3600Pa。
8.(1)21N,1.4×103Pa;(2)12N,800Pa
【解析】
【详解】
(1)水对容器底部的压强
水对容器底的压力
(2)容器重
容器中水的重
则容器对水平桌面的压力
容器对水平桌面的压强
答:(1)水对容器底部的压力和压强分别为21N和1.4×103Pa;
(2)容器对桌面的压力和压强分别为12N和800Pa。
9.(1)1600Pa;(2)1600Pa,12.8N
【解析】
【详解】
解:(1)圆柱体对容器底部的压力
圆柱体对容器底部的压强
(2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,圆柱体刚好处于漂浮状态,则
水的深度
此时水对容器底部产生的压强
所注水的体积
所注水的重力
答:(1)圆柱体对容器底部的压强是1600Pa;
(2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,此时水对容器底部的压强为1600Pa,所注的水重是12.8N。
10.(1)2103Pa;(2)450N
【解析】
【详解】
解:(1)由题意可知,箱内顶部到水面的深度为
故箱内顶部受到水的压强为
(2)由题意可知,箱子底部到水面的深度为
故箱子底部受到的水的压强为
箱子底部的面积为
故由可得,箱子底部受到的水的压力为
答:(1)箱内顶部受到水的压强为2×103Pa;
(2)箱内底部受到水的压力为450N。
11.(1)100N;(2)6.25×104Pa;(3)4×103Pa;(4)1.8×103Pa
【解析】
【详解】
解:(1)水的体积
水的质量
课桌对地面的压力
(2)桌脚的总面积
课桌对地面的压强
(3)塑料水杯对桌面的压力
塑料水杯对桌面的压强
(4)水对塑料水杯底部的压强
答:(1)课桌对地面的压力为100N;
(2)课桌对地面的压强为6.25×104Pa;
(3)塑料水杯对桌面的压强为4×103Pa;
(4)水对塑料水杯底部的压强1.8×103Pa。
12.(1)60N;;(2)6.5×103Pa;(3)100N
【解析】
【分析】
【详解】
(1)容器对桌面的压力为
容器对桌面的压强为
(2)水对A点的压强
(3)水对容器底的压强
水对容器底的压力
答:(1)容器对桌面的压力为60N,压强为;
(2)水对A点的压强为6.5×103Pa;
(3)水对容器底的压力为100N。
13.(1)1000Pa;(2);(3);(4)7.2kg
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)由压强公式可得,容器底受到水的压强为
(2)由长方体的体积公式可得,长方体物体的体积为
有密度公式可得,物体的密度为
(3)由圆柱体体积公式可得,圆柱形里水的体积为
由
可得水的质量为
圆柱形容器对地面的压力为
由压强公式可得,圆柱形容器对地面的压强为
(4)若
则当物块刚好完全浸没时,对容器底的压力最小,由密度公式可得,加入液体的质量为
若
当物块刚好完全浸没时,即重力等于浮力时,对容器底的压力最小为零,由重力公式可得,物体的重为
所以,物体的浮力为
解得,加入液体的深度为
由体积公式可得,加入液体的体积为
故由密度公式可得,加入液体的质量为
答:(1)容器底受到水的压强为1000Pa;
(2)长方体物块的密度为;
(3)圆柱形容器对地面的压强为;
(4)把容器中的水倒出,缓缓向容器中注人密度为ρ的某种液体,若使物块对容器底的压力最小,注入液体的总质量最小是7.2kg。
14. 2.0×105Pa 125℃ 不变
【解析】
【详解】
解:(1)由题意可得,限压阀在排气孔上能承受的最大压强
锅内气体的最大压强
(2)由题意可得,锅内气体压强的增加量为
水的沸点升高了
标准大气压下水的沸点为100℃,故锅内温度最高可达
(3)当锅内气体压强达到最大时,限压阀在单位面积受到的最大压力相同,增加一个相同限压阀,限压阀受到的最大压强并不会发生改变,对原来的限压阀无影响,故锅内气压不变,锅内能达到的最高温度不变。
答:(1)锅内气体的压强最大可达2.0×105Pa;
(2)这只高压锅内能达到的最高温度是125℃;
(3)再增加一个相同的限压阀,这只高压锅内能达到的最高温度将不变。
15.(1)7.2×104Pa, 1.72×105Pa;(2)120℃
【解析】
【详解】
解:(1)锅内压强增加了
p0===7.2×104Pa
锅内最大压强为
p=p气+ p0=1×105Pa+7.2×104Pa=1.72×105Pa
(2)水的沸点增高
Δt=×1℃=20℃
所以,锅内温度最高可达
t=100℃+20℃=120℃
答:(1)锅内压强增加了7.2×104Pa,锅内气体的压强最大可达1.72×105Pa。
(2)锅内的最高温度可达120℃。
16.(1)115℃;(2)7200N;(3)0.072kg
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)在1标准大气压下,高压锅内气压
p气=Δp+p0=0.6×105Pa+105Pa=1.6×105Pa
由图像可知,水温最高可达115℃。
(2)高压锅内外压力差
ΔF=ΔpS=0.6×105Pa×0.12m2=7200N
(3)水温到115℃时,排气孔内外压力差
ΔF′=ΔpS′=0.6×105Pa×12×10-6m2=0.72N
限压阀重力
G=ΔF′=0.72N
所以
答:(1)水温最高可以达到115℃;
(2)锅盖受到的内外最大压力差为7200Pa;
(3)压在排气孔上的限压阀质量不得超过0.072kg。
17. 115℃ 适当增加质量
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)安全阀的质量为96g=0.096kg,其重力为
安全阀对孔的压力与重力相等,高压锅的出气孔的面积为16mm2=1.6×10-5m2,安全阀在出气孔产生的压强为
锅内气压为安全阀产生的压强与外界大气压之和
在图像中查找压强为时的温度为115℃。即可达到的最高温为115℃。
(2)假若要把这种高压锅向西藏地区销售,要达到同样的最高温度,即要使锅内产生相同的压强,即
西藏地区海拔高,气压低
则
可求得
即适当增大安全阀质量。
答:(1)利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是115℃;
(2)假若要把这种高压锅向西藏地区销售,要达到同样的最高温度,应该适当增大安全阀质量。
18.(1)6×104Pa;(2)1.6×105Pa 115℃
【解析】
【详解】
(1)限压阀的重力
G=mg=0.072kg×10N/kg=0.72N
气孔的面积
S=12mm2=1.2×10-5m2
限压阀对气孔处气体产生的压强
(2)由题意知锅内气压等于一标准大气压与限压阀对气体压强之和,则锅内气压是
1.0×105Pa+6×104Pa=1.6×105Pa
对照图象可知,当气压为1.6×105Pa时,所对应的温度大约是115℃。
答:(1)限压阀自重对出气孔处气体所产生的压强为6×104Pa;
(2)在外界为标准大气压的环境下,该高压锅内的气体能达到的最大压强是1.6×105Pa;利用这种高压锅烧煮食物时,可以达到的最高温度大约是115℃。
19.80g
【解析】
【详解】
出气口的面积为S,外界大气压为p0,锅内气压为p,限压阀质量为m,由pS=p0S+mg,得m===0.08kg=80g.
答:该高压锅应配的限压阀的质量为80g.
20.(1)2.25×105Pa;(2)不能;64g
【解析】
【详解】
解:(1)100g=0.1kg,限压阀所受的重力为:
高压锅内气体能达到的最大压强为
(2)因为2.25×105Pa>1.8×105Pa,所以原来的限压阀不能再继续使用。
由题意可得
更换的限压阀的质量是
答:(1)高压锅内气体能达到的最大压强为;
(2)原来的限压阀不能再继续使用;新更换的限压阀的质量是64g。
21.① 6千克;② 980帕;③800千克/米3
【解析】
【详解】
(1)容器中水的体积:
V=Sh水=2×10﹣2m2×0.3m=6×10﹣3m3,
由得容器中水的质量:
m水=ρ水V水=1×103kg/m3×6×10﹣3m3=6kg;
(2)吸管底部所受水的压强:
p水=ρ水gh=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa;
(3)设吸管的横截面积为S吸管,将该吸管放入水中,静止时浸入水中的深度h=0.1m,排开水的体积:
V排水=S吸管h,
吸管受到的浮力:
F浮1=ρ水V排水g=ρ水S吸管hg=m1g,……………..①
在该吸管中继续装入细沙使其总质量变为0.012千克,将该吸管放入另一种液体中,静止时浸入液体中的深度h′=0.15m,排开液体的体积:
V排液=S吸管h′,
此时吸管受到的浮力:
F浮2=ρ液V排液g=ρ液S吸管h′g=m2g,………………………..②
得:,
即,
解得液体的密度:ρ液=0.8×103kg/m3.
答:①容器中水的质量为6kg;②吸管底部所受水的压强为980Pa;③该未知液体的密度为0.8×103kg/m3.
人教版八年级物理下册第九章《压强》学科核心素养计算题训练(含答案详解)
固体、液体压强大气压强相关计算专训
1.在一些建筑工程中,一些司机为了降低营运成本,任意超载,给路面及交通安全带来极大的危害。按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强应控制在7×105Pa以内。有一辆自重为3t的前后共10个轮子的货车,已知该车在某次实际营运中装砂石30t,每个车轮与地面的接触面积为300cm2。求:
(1)这辆货车对路面的压力是多少?
(2)这辆货车对路面的压强是多少?
(3)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准,这辆货车最多装多少吨砂石?(设车轮与地面的接触面积不变,计算中g取10N/kg)
2.一块写有校训,质量为32t的花岗岩石料立在用砖砌成的长4m、宽2m、高0.5m的水平基座上(如图所示),石料与基座的接触面积为2m2.已知砖的密度为2×103kg/m3,基座砖缝中水泥砂浆的密度与砖的密度相同。(g取10N/kg)求:
(1)花岗岩石料的所受的重力;
(2)石料对基座的压强;
(3)基座对地面的压强。
3.如图所示,一块写有校训的花岗岩石料立在用青石砌成的长2m、宽1.2m、高0.3m的水平基座上。已知该花岗岩石料质量为7.2t,花岗岩石料与基座的接触面积为1.12m2,青石的密度为2.5×103kg/m3.(g取10N/kg)求:
(1)花岗岩石料对基座的压力;
(2)青石基座的重力;
(3)青石基座对水平地面的压强。
4.将一未装满水的密闭矿泉水瓶,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28cm2,瓶重和厚度忽略不计。求:(g取10N/kg)
(1)瓶内水的质量为多少;
(2)倒立放置时瓶盖所受水的压力;
(3)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强。
5.一只重2N,底面积为0.02m2的平底薄壁茶壶放在面积为0.8m2的水平桌面中央,茶壶内所盛的水重12N,茶壶高为15cm,茶壶中水深为12cm。求:
(1)茶壶底受到水的压强;
(2)茶壶底受到水的压力;
(3)盛水茶壶对桌面的压强。
6.如图所示,今年植树节小倩同学提了11kg的水给树苗浇水,已知桶自身质量为1kg,桶的底面积是500cm2,桶中水深h为20cm,提水时手的受力面积为8cm2。(桶的厚度不计,g取10N/kg)求:
(1)水对桶底的压力和压强;
(2)提水时手受到的压强。
7.如图所示,水平桌面上竖直放置一个密度为5103kg/m3,底面积为40cm2,高为14cm的质量均匀的圆柱体A。另一个底面积为100cm2,高为20cm的薄壁轻质柱形容器B(容器质量不计),内装3cm深的水。现将圆柱体A沿水平方向切下h高度并竖直放入容器B的水中,此时A剩余部分对桌面的压强等于容器B对桌面增加的压强。求:
(1)未切前圆柱体A对桌面的压强是多少Pa?
(2)h为多少cm?
(3)再向容器B内加水1.5kg,最终稳定后容器B对桌面的压强为多少Pa?
8.如图所示,在一个封闭薄容器中装满体积为1dm3的水后放在水平桌面上,已知容器的质量为200g,容器的下底面积为150cm2高为14cm。 取10N/kg)求:
(1)水对容器底部的压力和压强。
(2)容器对桌面的压力和压强。
9.现有一个用超薄材料制成的圆柱形容器,它的下端封闭,上端开口,底面积S=200cm2,高度h=20cm,如图甲所示;另有一个实心匀质圆柱体,密度ρ=0.8×103kg/m3,底面积S1=120cm2,高度与容器高相同,如图乙所示(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。
(1)将圆柱体竖直放在圆柱形容器内,求圆柱体对容器底部的压强是多少?
(2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,求此时水对容器底部的压强和所注的水重各是多少?
10.如图水平地面上放有一个边长为30cm的正方体箱子,箱子重50N,其顶部有一根长20cm、横截面积为4cm2竖直的管子与箱子相通,管子重10N,管子和箱子都灌满水。(g=10N/kg)求:
(1)箱内顶部受到水的压强?
(2)箱内底部受到水的压力?
11.如图,学生课桌质量为9kg,桌子与地面有四个接触面,每个接触面的面积为4×10﹣4m2;某同学将底面积为2.5×10﹣3m2、容量为1L、装满水后水深为18cm的塑料水杯放在课桌的桌面上。(不计水杯的质量,取g=10N/kg)求:
(1)课桌对地面的压力;
(2)课桌对地面的压强;
(3)塑料水杯对桌面的压强;
(4)水对塑料水杯底部的压强。
12.如图所示,在质量为1kg的容器内装有5kg的水,容器底面积为100,容器放在水平桌面上,桌面面积为0.9,求:
(1)容器对桌面的压力和压强;
(2)水对A点的压强;
(3)水对容器底的压力。
13.圆柱形容器的底面积为500cm2,盛有深度为8cm的水现将一质量为1.8kg,高为20cm、底面积为100cm2的长方体物块放入容器中,液面上升了2cm,如图所示。(圆柱形容器无限高)求:
(1)容器底受到水的压强.
(2)长方体物块的密度。
(3)圆柱形容器对地面的压强。
(4)把容器中的水倒出,缓缓向容器中注人密度为ρ的某种液体,若使物块对容器底的压力最小,注入液体的总质量最小是多少?(液体密度ρ为已知,g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
14.高压锅有很好的密封性,基本上不会漏气。锅盖中间有一个排气孔,上面套有类似阀门的限压阀,将排气孔堵住。当加热高压锅,锅内气体压强增加到一定程度时,气体就能把限压阀顶起来,部分蒸汽即从排气孔排除锅外。已知某高压锅的限压阀的质量是0.1kg,排气孔横截面积约为1.0×10﹣5m2,大气压强为1.0×105Pa.试求:
(1)锅内气体的压强最大可达多少?( )
(2)若压强每增加4×103Pa,水的沸点相应增加1℃,则这只高压锅内能达到的最高温度是多少?( )
(3)若锅盖上再增加一个相同大小的排气孔,在该排气孔上同样也配置一个质量相等的限压阀,则这只高压锅内能达到的最高温度将_____(选填“升高”、“不变”或“降低”)。
15.高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧,锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈,不会漏气。锅盖中间有一排气孔,上面套着类似砝码的限压阀将排气孔堵住,当加热高压锅(锅内有水、食物),锅内气体压强增加到一定程度时,气体就会把限压阀顶起来,蒸气即可从排气孔排出锅外,这样就不会因为锅内压强过大而造成爆炸,以确保安全,如图所示。已知高压锅的限压阀的质量为43.2g,排气孔的面积为6mm2.。求:
(1)锅内气体的压强增大多少,最大气压可达多少?
(2)设锅内压强每增加3.6×103Pa,水的沸点就相应的增加1℃,则锅内的最高温度可达多高?(g取10N/kg;外界大气压强为1标准大气压,计算时取1×105Pa)
16.如图甲是家用高压锅结构图,它的原理是:液体的沸点随液面气压增大而升高。已知水的沸点跟气压的关系如图乙所示。测得高压锅锅盖面积0.12m2,排气孔的面积为12mm2;要求锅内外气压差不超过0.6×105Pa。请你通过计算并对照图像判断,在一标准大气压下,用该高压锅烧水时:
(1)水温最高可以达到多少?
(2)锅盖受到的内外最大压力差多大?
(3)为了保证安全,压在排气孔上的限压阀质量不得超过多少千克?(g=10N/kg,1个标准大气压p0=105Pa)
17.高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可以将食物加热到以上,它省时高效,深受消费者欢迎。小华测得家中的高压锅的出气孔的面积为,压在出气孔上的上的安全阀的质量为,通过计算并对照图像(如图所示)。(取)
(1)说明利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是多少?( )
(2)假若要把这种高压锅向西藏地区销售,要达到同样的最高温度,你认为安全阀应该______(选填“适当增加质量”、“质量不变”、“适当减小质量”或“不投入使用”)
18.如图,高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可将食物加热到100℃以上,它省时高效,深受消费者欢迎。
(1)小明测得家中高压锅出气孔的横截面积S为12mm2,压在出气孔上的安全阀的质量为72g,g取10N/kg,计算安全阀自重对出气孔处气体所产生的压强;
(2)当高压锅内气压增大到某一值时,锅内气体就能自动顶开安全阀放气。在外界为标准大气压的环境下,该高压锅内的气体能达到的最大压强是多少?对照图所示水的沸点与气压的关系图线,利用这种高压锅烧煮食物时可以到达的最高温度大约是多少?(大气压值取1.0×105Pa)
19.在日常生活中,为了提高烹煮食物的温度,缩短烹煮时间,人们利用水的沸点随气压的升高而升高的性质制造出了高压锅,某种规格的高压锅出气口的直径为3.2mm,计算出它的面积约为8 mm2.要使锅内的气压达到2个标准大气压,请你帮助计算该高压锅应配的限压阀的质量为多少g?(设外界气压为标准大气压,标准大气压取105Pa,g取10N/kg)
20.高压锅的锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个帽子为限压阀,当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内的气体就会冲出限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体的压强减小。现有一个直径为24厘米,空心柱小孔的横截面积为8毫米2,限压阀的质量为100克的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105帕,问:
(1)高压锅内气体能达到的最大压强为多大?
(2)经商品质量检测部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105帕,要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀还能使用吗?若不能,应再配备一个质量为多大的限压阀?(g=10牛/千克)
21.底面积为2×10-2米2的薄壁轻质柱形容器,里面盛有0.3米深的水.现有长为0.2米的吸管(底部用蜡封住),将适量细沙装入吸管中,用电子天平测出其总质量为0.01千克.然后将该吸管放入水中,如图所示,用刻度尺测出其静止时浸入水中的深度h为0.1米.求:
①容器中水的质量m水.
②吸管底部所受水的压强p水.
③若在该吸管中继续装入细沙使其总质量变为0.012千克,并把该吸管如图所示放入某未知液体中,测得其静止时浸入液体中的深度为0.15米.求该未知液体的密度ρ.
参考答案:
1.(1)3.3×105N;(2)1.1×106Pa;(3)18t
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)砂石质量
m石=30t=30000kg
汽车自身质量
m车=3t=3000kg
货车对地面的压力
F车=G=(m石+m车)g=(30000kg+3000kg)×10N/kg=3.3×105N
(2)地面受力面积
S=300×10-4m2×10=0.3m2
货车对地面的压强
p==1.1×106Pa
(3)按行业标准对地压力
F标=p标S=7×105Pa×0.3m2=2.1×105N
因为
F标=G标=m标g
所以,按行业标准该车最大总质量
m标==2.1×104kg
所以可载货物质量
m货=m标﹣m车=2.1×104kg﹣3000kg=18000kg=18t
答:(1)这辆货车对路面的压力是3.3×105N;
(2)这辆货车对路面的压强是1.1×106Pa;
(3)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准,这辆货车最多装18t吨砂石。
2.(1)3.2×105N;(2)1.6×105Pa;(3)5×104Pa
【解析】
【详解】
解:(1)石料受到的重力为
(2)由数据知,石料与基座的接触面积是2m2,由于石料放在水平基座上,石料对基座的压力大小等于石料受到的重力大小,即
则石料对基座的压强
(3)根据和可得,基座受到的重力大小
基座与地面的接触面积是
基座对地面的压强
答:(1)花岗岩石料的重量为3.2×105N;
(2)石料对基座的压强为1.6×105Pa;
(3)基座对地面的压强为5×104Pa。
3.(1)7.2×104N;(2)1.8×104N;(3)3.75×104Pa
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)花岗岩石料对基座的压力
F=G石料=m石g=7.2×103kg×10N/kg=7.2×104N
(2)青石基座的重力
G青石=m青石g=ρ青石V青石g=2.5×103kg/m3×2m×1.2m×0.3m×10N/kg=1.8×104N
(3)青石基座对地面的压力
F′=G石料+G青石=7.2×104N+1.8×104N=9×104N
S基=2m×1.2m=2.4m2
青石基座对地面的压强
答:(1)花岗岩石料对基座的压力是7.2×104N;
(2)青石基座的重力是1.8×104N;
(3)青石基座对地面的压强是3.75×104Pa。
4.(1)0.28kg;(2)1.04N;(3)3.5×103Pa
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)根据图示可知,正立放置时
h1=10cm=0.1m
瓶子内的水的体积
V=S1h1=28×10-4m2×0.1m=2.8×10-4m3
瓶内水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×2.8×10-4m3=0.28kg
(2)倒立放置时瓶盖所受水的压强
p=ρgh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.13m=1.3×103Pa
矿泉瓶盖所受水的压力
F=pS2=1.3×103Pa×8×10-4m2=1.04N
(3)水的重力
G水=m水g=0.28kg×10N/kg=2.8N
瓶重和厚度忽略不计,倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力等于其重力,矿泉水瓶对桌的压力
F′=G水=2.8N
此时的受力面积为S2=8×10-4m2,矿泉水瓶对桌面的压强
p′===3.5×103Pa
答:(1)瓶内水的质量为0.28kg;
(2)倒立放置时瓶盖所受水的压力是1.04N;
(3)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强是3.5×103Pa。
5.(1)1200Pa;(2)24N;(3)700Pa
【解析】
【详解】
解:(1)茶壶底受到水的压强
(2)茶壶底受到水的压力
(3)盛水茶壶放在水平桌面上,对桌面的压力等于茶壶和水的总重力,即
盛水茶壶对桌面的压强
答:(1)茶壶底受到水的压强为1200Pa;
(2)茶壶底受到水的压力为24N;
(3)盛水茶壶对桌面的压强为700Pa。
6.(1)100N,2×103Pa;(2)1.5×105Pa
【解析】
【详解】
解:(1)水对桶底的压强是
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa
水桶对桶底的压力为
F=pS=2×103Pa×500×10-4m2=100N
(2)提水时手受到的压力为
F手=G总=m总g=(11kg+1kg)×10N/kg=120N
提水时手受到的压强是
答:(1)水对桶底的压力是100N,压强是2×103Pa;
(2)提水时手受到的压强是1.5×105Pa。
7.(1)7000Pa;(2)10cm;(3)3600Pa
【解析】
【详解】
解:(1)静止在水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力,由于
所以,圆柱体A对桌面的压强是
(2)将圆柱体A沿水平方向切割下h高度后,则剩余部分对桌面的压强
pA′=ρAg(hA-h)
由于
G=mg=ρVg=ρShg
故圆柱体切割下部分的重力
且容器B的质量不计,将切下部分竖直放入容器B的中央后,容器B对桌面增加的压强
因A剩余部分对桌面的压强等于容器B对桌面增加的压强,所以
即
解得
(3)由于圆柱体A的密度大于水的密度,所以物体A始终处于沉底状态,容器中原有水的体积为
V0=SBh0=100×10-4m2×3×10-2m=3×10-4m3=300cm3
圆柱体A沿水平方向切割下的体积为
V1=SAh=40×10-4m2×10×10-2m=4×10-4m3=400cm3
1.5kg水的体积为
容器B的总体积为
V=SBhB=100cm2×20cm=2000cm3
由于
2000cm3<300cm3+400cm3+1500cm3
所以再向容器B内加水1.5kg,最终稳定后水会溢出的体积为
V3=300cm3+400cm3+1500cm3-2000cm3=200cm3
容器中水的质量为
m1=ρ水(V0+V2-V3)=1×103kg/m3×(3×10-4m3+15×10-4m3-200×10-6m3)=1.6kg
圆柱体A沿水平方向切割下的质量为
m2=ρAV1=5×103kg/m3×4×10-4m3=2kg
容器B中物体的总质量为
m0=m1+m2=1.6kg+2kg=3.6kg
容器B中物体的总重力为
G0=m0g=3.6kg×10N/kg=36N
器B对水平桌面的压力等于其总重力,容器B对桌面的压强为
答:(1)圆柱体A对桌面的压强是7000Pa;
(2)h应为10cm;
(3)最终稳定后容器B对桌面的压强为3600Pa。
8.(1)21N,1.4×103Pa;(2)12N,800Pa
【解析】
【详解】
(1)水对容器底部的压强
水对容器底的压力
(2)容器重
容器中水的重
则容器对水平桌面的压力
容器对水平桌面的压强
答:(1)水对容器底部的压力和压强分别为21N和1.4×103Pa;
(2)容器对桌面的压力和压强分别为12N和800Pa。
9.(1)1600Pa;(2)1600Pa,12.8N
【解析】
【详解】
解:(1)圆柱体对容器底部的压力
圆柱体对容器底部的压强
(2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,圆柱体刚好处于漂浮状态,则
水的深度
此时水对容器底部产生的压强
所注水的体积
所注水的重力
答:(1)圆柱体对容器底部的压强是1600Pa;
(2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,此时水对容器底部的压强为1600Pa,所注的水重是12.8N。
10.(1)2103Pa;(2)450N
【解析】
【详解】
解:(1)由题意可知,箱内顶部到水面的深度为
故箱内顶部受到水的压强为
(2)由题意可知,箱子底部到水面的深度为
故箱子底部受到的水的压强为
箱子底部的面积为
故由可得,箱子底部受到的水的压力为
答:(1)箱内顶部受到水的压强为2×103Pa;
(2)箱内底部受到水的压力为450N。
11.(1)100N;(2)6.25×104Pa;(3)4×103Pa;(4)1.8×103Pa
【解析】
【详解】
解:(1)水的体积
水的质量
课桌对地面的压力
(2)桌脚的总面积
课桌对地面的压强
(3)塑料水杯对桌面的压力
塑料水杯对桌面的压强
(4)水对塑料水杯底部的压强
答:(1)课桌对地面的压力为100N;
(2)课桌对地面的压强为6.25×104Pa;
(3)塑料水杯对桌面的压强为4×103Pa;
(4)水对塑料水杯底部的压强1.8×103Pa。
12.(1)60N;;(2)6.5×103Pa;(3)100N
【解析】
【分析】
【详解】
(1)容器对桌面的压力为
容器对桌面的压强为
(2)水对A点的压强
(3)水对容器底的压强
水对容器底的压力
答:(1)容器对桌面的压力为60N,压强为;
(2)水对A点的压强为6.5×103Pa;
(3)水对容器底的压力为100N。
13.(1)1000Pa;(2);(3);(4)7.2kg
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)由压强公式可得,容器底受到水的压强为
(2)由长方体的体积公式可得,长方体物体的体积为
有密度公式可得,物体的密度为
(3)由圆柱体体积公式可得,圆柱形里水的体积为
由
可得水的质量为
圆柱形容器对地面的压力为
由压强公式可得,圆柱形容器对地面的压强为
(4)若
则当物块刚好完全浸没时,对容器底的压力最小,由密度公式可得,加入液体的质量为
若
当物块刚好完全浸没时,即重力等于浮力时,对容器底的压力最小为零,由重力公式可得,物体的重为
所以,物体的浮力为
解得,加入液体的深度为
由体积公式可得,加入液体的体积为
故由密度公式可得,加入液体的质量为
答:(1)容器底受到水的压强为1000Pa;
(2)长方体物块的密度为;
(3)圆柱形容器对地面的压强为;
(4)把容器中的水倒出,缓缓向容器中注人密度为ρ的某种液体,若使物块对容器底的压力最小,注入液体的总质量最小是7.2kg。
14. 2.0×105Pa 125℃ 不变
【解析】
【详解】
解:(1)由题意可得,限压阀在排气孔上能承受的最大压强
锅内气体的最大压强
(2)由题意可得,锅内气体压强的增加量为
水的沸点升高了
标准大气压下水的沸点为100℃,故锅内温度最高可达
(3)当锅内气体压强达到最大时,限压阀在单位面积受到的最大压力相同,增加一个相同限压阀,限压阀受到的最大压强并不会发生改变,对原来的限压阀无影响,故锅内气压不变,锅内能达到的最高温度不变。
答:(1)锅内气体的压强最大可达2.0×105Pa;
(2)这只高压锅内能达到的最高温度是125℃;
(3)再增加一个相同的限压阀,这只高压锅内能达到的最高温度将不变。
15.(1)7.2×104Pa, 1.72×105Pa;(2)120℃
【解析】
【详解】
解:(1)锅内压强增加了
p0===7.2×104Pa
锅内最大压强为
p=p气+ p0=1×105Pa+7.2×104Pa=1.72×105Pa
(2)水的沸点增高
Δt=×1℃=20℃
所以,锅内温度最高可达
t=100℃+20℃=120℃
答:(1)锅内压强增加了7.2×104Pa,锅内气体的压强最大可达1.72×105Pa。
(2)锅内的最高温度可达120℃。
16.(1)115℃;(2)7200N;(3)0.072kg
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)在1标准大气压下,高压锅内气压
p气=Δp+p0=0.6×105Pa+105Pa=1.6×105Pa
由图像可知,水温最高可达115℃。
(2)高压锅内外压力差
ΔF=ΔpS=0.6×105Pa×0.12m2=7200N
(3)水温到115℃时,排气孔内外压力差
ΔF′=ΔpS′=0.6×105Pa×12×10-6m2=0.72N
限压阀重力
G=ΔF′=0.72N
所以
答:(1)水温最高可以达到115℃;
(2)锅盖受到的内外最大压力差为7200Pa;
(3)压在排气孔上的限压阀质量不得超过0.072kg。
17. 115℃ 适当增加质量
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)安全阀的质量为96g=0.096kg,其重力为
安全阀对孔的压力与重力相等,高压锅的出气孔的面积为16mm2=1.6×10-5m2,安全阀在出气孔产生的压强为
锅内气压为安全阀产生的压强与外界大气压之和
在图像中查找压强为时的温度为115℃。即可达到的最高温为115℃。
(2)假若要把这种高压锅向西藏地区销售,要达到同样的最高温度,即要使锅内产生相同的压强,即
西藏地区海拔高,气压低
则
可求得
即适当增大安全阀质量。
答:(1)利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是115℃;
(2)假若要把这种高压锅向西藏地区销售,要达到同样的最高温度,应该适当增大安全阀质量。
18.(1)6×104Pa;(2)1.6×105Pa 115℃
【解析】
【详解】
(1)限压阀的重力
G=mg=0.072kg×10N/kg=0.72N
气孔的面积
S=12mm2=1.2×10-5m2
限压阀对气孔处气体产生的压强
(2)由题意知锅内气压等于一标准大气压与限压阀对气体压强之和,则锅内气压是
1.0×105Pa+6×104Pa=1.6×105Pa
对照图象可知,当气压为1.6×105Pa时,所对应的温度大约是115℃。
答:(1)限压阀自重对出气孔处气体所产生的压强为6×104Pa;
(2)在外界为标准大气压的环境下,该高压锅内的气体能达到的最大压强是1.6×105Pa;利用这种高压锅烧煮食物时,可以达到的最高温度大约是115℃。
19.80g
【解析】
【详解】
出气口的面积为S,外界大气压为p0,锅内气压为p,限压阀质量为m,由pS=p0S+mg,得m===0.08kg=80g.
答:该高压锅应配的限压阀的质量为80g.
20.(1)2.25×105Pa;(2)不能;64g
【解析】
【详解】
解:(1)100g=0.1kg,限压阀所受的重力为:
高压锅内气体能达到的最大压强为
(2)因为2.25×105Pa>1.8×105Pa,所以原来的限压阀不能再继续使用。
由题意可得
更换的限压阀的质量是
答:(1)高压锅内气体能达到的最大压强为;
(2)原来的限压阀不能再继续使用;新更换的限压阀的质量是64g。
21.① 6千克;② 980帕;③800千克/米3
【解析】
【详解】
(1)容器中水的体积:
V=Sh水=2×10﹣2m2×0.3m=6×10﹣3m3,
由得容器中水的质量:
m水=ρ水V水=1×103kg/m3×6×10﹣3m3=6kg;
(2)吸管底部所受水的压强:
p水=ρ水gh=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa;
(3)设吸管的横截面积为S吸管,将该吸管放入水中,静止时浸入水中的深度h=0.1m,排开水的体积:
V排水=S吸管h,
吸管受到的浮力:
F浮1=ρ水V排水g=ρ水S吸管hg=m1g,……………..①
在该吸管中继续装入细沙使其总质量变为0.012千克,将该吸管放入另一种液体中,静止时浸入液体中的深度h′=0.15m,排开液体的体积:
V排液=S吸管h′,
此时吸管受到的浮力:
F浮2=ρ液V排液g=ρ液S吸管h′g=m2g,………………………..②
得:,
即,
解得液体的密度:ρ液=0.8×103kg/m3.
答:①容器中水的质量为6kg;②吸管底部所受水的压强为980Pa;③该未知液体的密度为0.8×103kg/m3.
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