天津市中考物理重點(diǎn)題型補(bǔ)充題庫(kù)壓軸題

1、壓軸題1 .如圖所示，在水平地面上分別側(cè)放和平放著完全相同的兩塊磚A和B,在B B上放有重力不計(jì)的圓柱形薄壁容器C （不考慮容器的厚度），C中裝有水，密度為p水，醇A和B的密度均為p、上表面到水平地面的距離分別為hi、h2, C與科B和科B與地面的接觸面積分別為 Sc、Sb,且& =16Sb,已知醇B和醇A對(duì)地面的 壓強(qiáng)相等，則薄壁容器 C中水的深度為多少？第1題圖2 .如圖所示為托里拆利實(shí)驗(yàn)裝置，A是一根內(nèi)徑均勻的薄壁玻璃管，重為 G橫截面積為S,豎直插在水銀槽中，管中封閉著高為h的水銀柱，操作時(shí)不慎有空氣進(jìn)入玻璃管中，被封閉在水銀柱的上方，水銀的密度為 p。.當(dāng)用力F恰好能 將玻璃

2、管向上提起，請(qǐng)推導(dǎo)出F的表達(dá)式.（不計(jì)內(nèi)管壁與水銀和外管壁與手之間的摩擦）第2題圖3 .某學(xué)校課外科技小組的同學(xué)為學(xué)校的廁所設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)沖刷水箱，這種水箱能夠把自來(lái)水管持續(xù)供給的較小流量的水儲(chǔ)備到一定量后，自動(dòng)開啟放水閥，將水集中放出，這樣就可以以較大的水流沖刷便池，如圖所示，A是一面積為S的圓形放水閥門，其質(zhì)量和厚度均忽略不計(jì)，且恰好能將排水管口蓋嚴(yán).閥門的左 端與排水管口的邊緣相連并能繞垂直紙面的軸O向上轉(zhuǎn)動(dòng)，右端通過(guò)一很小的掛鉤及連桿與浮子B相連，連桿的長(zhǎng)度為 hi,連桿質(zhì)量和閥門轉(zhuǎn)動(dòng)受到的摩擦均不計(jì).若將浮子B設(shè)計(jì)為一個(gè)質(zhì)量為 m高為h2的空心圓柱體，它能將閥門拉起的 最小橫截面積S

3、2是多少？第3題圖4 .灑水車(如圖甲所示)由汽車底盤、進(jìn)出水系統(tǒng)和罐體構(gòu)成.根據(jù)不同的使用 環(huán)境和目的有多種噴灑和運(yùn)水功能.有的灑水車還配備了大功率專用灑水泵，可 實(shí)現(xiàn)前沖后灑、側(cè)噴(花灑)、帶高位花灑等.有一輛灑水車自身重量為m噸,罐體有效容積為 V米3,流量為Vo米3/小時(shí).一次裝滿水去某地執(zhí)行任務(wù)，到達(dá) 目的地后，灑水泵以 p千帕的壓強(qiáng)將罐體中的水全部噴射出來(lái)，然后立刻原路返 回出發(fā)地(設(shè)在執(zhí)行任務(wù)中該車一直以速度v千米/小時(shí)勻速行駛，勻速行駛中所受阻力是灑水車總重的 0.03倍，水的密度為 p千克/米3).請(qǐng)完成下列有關(guān) 分析和計(jì)算：|(1)灑水車裝滿水勻速行駛時(shí)，牽引力是多大？(2

4、)灑水泵的功率是多大？(3)若已知從出發(fā)到目的地所用時(shí)間為 ti,灑水所用時(shí)間為 t2,請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫 出從出發(fā)到返回出發(fā)地的整個(gè)過(guò)程中灑水車輸出功率P隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖武第4題圖5 .如圖所示，一根細(xì)繩懸掛著一個(gè)半徑為r、質(zhì)量為 m的半球，半球的底面與容器底部緊密接觸， 此容器內(nèi)液體的密度為p ,高度為H ,大氣壓強(qiáng)為po ,已/3、，4 7r知球體的體積公式是 v = -3，球面積公式是 S球=4兀2,圓面積公式是 S圓=兀r2.則液體對(duì)半球的壓力為多少？若要把半球從水中拉起，則至少要用多大的豎直向上的拉力?8第5題圖6 .如圖所示，一個(gè)底部非常薄的圓柱形杯子，裝滿密度為p i的液體，恰好

5、浮在密度分別為p 1和p 2的兩種不相容液體的分界面間，下方液體密度為 p 2,且p 2>PL已知杯子的外徑為 2R,內(nèi)彳仝為2r,杯子浸入下方液體的深度為h,若杯底出現(xiàn)一個(gè)小洞，密度為 p2的液體將經(jīng)小洞流入杯里，求當(dāng)液體不再經(jīng)小洞流 入杯里時(shí)，圓柱形杯子浸入密度為p 2的液體的深度.第6題圖答案及解析1. 解：醇A對(duì)地面的壓強(qiáng):PA=FaSaSaigvSa=p gh1設(shè)薄壁容器中水的深度為h,磚B對(duì)地面的壓強(qiáng)口 h + P水 ghScpb = gh2-SB”,1 一.=Pghk + 丁 水 gh6因?yàn)橐?一 1 一 pa=pb,所以 ghi = gh2 7 ;6水gh2.解:6P (

6、% f)對(duì)玻璃管受力分析，如解圖1,玻璃管剛好被提起時(shí)，受力平衡，設(shè)外界大氣壓為p。，則F+F氣=aP0SD 選取管中與水銀槽相平的液面受力分析， =poSD聯(lián)立可得，F(xiàn)=G+p°ghS如解圖2,當(dāng)液面受力平衡時(shí)，F(xiàn)氣+ p 0ghS第2題解圖3 .解：當(dāng)浮子B處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，此時(shí)有 F=T+mg 剛好將閥門拉開應(yīng)滿足Td=F水，=p水Si , - （d為閥門直徑）22所以F浮pzKSi2mgF浮二p水gV排，浮子剛好全部沒(méi)入水中時(shí)，此時(shí)浮子的橫截面積就是最小面積, 則P 水 gh2s2 = mgP 水 g(hi +h2)S2S2 =p 水(hi+h2)G24 .解：(1)灑水車滿載

7、時(shí)的重力G e= (m +im) g= (mK 103+p V) g灑水車滿載時(shí)受到的阻力：f =0.03G總=0.03 x ( m< 103+p V g汽車勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到的阻力和牽引力是一對(duì)平衡力，F(xiàn) 牽=f =0.03 X ( rnx 10 3+ P V) gL,(2)設(shè)出水口的橫截面積為S,在時(shí)間t內(nèi)從出水口噴出的水柱長(zhǎng)度為F VP = W = FL = F_s = 1000P V。二 _pVq t t t 3600s3.6(3)從出發(fā)到目的地汽車的輸出功率P=F牽 v 車=0.03 x ( mK 103+pV) gxv ( m-103 + v3.6=120到達(dá)目的地灑水時(shí)，汽

8、車中水的質(zhì)量減小，受到的阻力減小，牽引力減小，輸出 功率減小，灑完水后返回的時(shí)間為 t1+t2此時(shí)車受到的牽引力 F' =f ' =0.03 x mK 103Xgv 25mvg汽車的輸出功率 P' =F' v車=0.03xmK 103xgx =3.63故圖像如答圖所示:第4題答圖5 .解：假設(shè)半球下表面處全部為液體，則半球受到的浮力 F浮方向豎直向上，由阿基米德原理可知L 、1432、3f浮=%丫排=%v半球=Pg父2M3川=3PgM半球表面各處所受液體壓力的分布如解圖所示第5題解圖半球上表面受到的液體壓力F上豎直向下F由壓強(qiáng)公式 p = 一 可知半球下表面受到

9、液體的壓力 S2F下=p下S圓=p液S圓=p gHHx兀r ,方向豎直向上半球受到的浮力 F浮等于半球下表面與上表面所受液體對(duì)它的壓力的合力 即尸浮二尸下一F上F±=F 下一F 浮=Ttr2p gH2Pg / 3半球底部與容器底部緊密接觸，即半球的下表面處并不與液體接觸則液體對(duì)半球的壓力仍為F上二兀2PgH j ：gM3半球剛要被拉起時(shí)，容器底部對(duì)半球的下表面已無(wú)向上的支持力則豎直向上的拉力F至少要等于上面的F上、半球本身的重力與大氣壓力之和一2 一 2 一2F=F±+mg=7t r p gH 3 -g M +mgnp。兀 r6 .解：設(shè)杯子的質(zhì)量為 m杯子的高度為L(zhǎng),杯內(nèi)液體的質(zhì)量為 m,浮力為F浮, 則 m什 mg= mc p 1g 兀 r2L= F ?。槐痈≡趦煞N液體的分界面上，杯子在上面液體部分的體積(含杯壁)為 V,杯 子在下面液體部分的體積(含杯壁)為 V2,則杯子受到的浮力：尸浮=p igVi+ p 2gV2 = p 1g兀R (L h) + p 2g兀Rh,根據(jù)平衡條件可得：mg p ig兀r2L= p ig兀R ( L h) + p 2g兀R2h當(dāng)杯底出現(xiàn)一個(gè)小洞，密度為P 2的液體將經(jīng)小洞流入杯里，將上面的液體排出去，這個(gè)過(guò)程一直進(jìn)行到當(dāng)杯內(nèi)兩種液體的分界面與杯外兩種液體的分界面相平，此時(shí)杯子