2024年中考物理专题训练——压力和压强的综合计算
1．为了倡导绿色出行，城区投放了大量的公共自行车，如图所示。小明骑着公共自行车出行，在水平路面上匀速骑行900m，所用时间为3min。已知人与车总质量为65kg，每个轮胎与地面接触面积为100cm2。g取10N/kg，求：
（1）自行车行驶的平均速度；
（2）骑行时自行车对水平路面的压强。
2．下表为某款电动汽车的参数，请解答下列问题。（g≈10N/kg）
整车质量 电动机额定电压 电动机额定电流 单个轮胎与地面接触面积 轮胎个数
2000kg 320V 150A 4
（1）电动汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多大？
（2）若电动机工作时能将75%的电能转化为机械能，当电动机在额定功率下工作时，汽车匀速行驶的速度可达72km/h，此时汽车所受到的阻力是多少？
3．2022冬奥会火怕估递晶精彩的是水下机器人“悬停对接”传递环节。如图所示，质量为30kg底面积为0.8m2的水陆两栖机器人“手”持火炬在冰面上滑行，然后用8s时间下潜到水下2.7m深外与水下机器人“悬停对接”火炬（g取10N/kg，ρ水=1.0×103 kg/m3。试求水陆两栖机器人：
（1）在水平冰面上时，对冰面的压强；
（2）“悬停”在水中进行火炬传递时，受到的浮力；
（3）下潜到水底的过程中重力做功的功率。
4．按照规定，我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在7×105Pa以内，某型号货车部分参数如下表所示。司机师傅在执行一次运输任务时，开着装满沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶15km。（g取10N/kg，沙子的密度为2.4×103kg/m3，燃油的热值为4.5×107J/kg）。那么在本次运输过程中：
（1）通过计算判断该货车是否超载？
（2）货车在这段公路上行驶时所受阻力为车总重的0.02倍，这段时间内货车牵引力所做的功是多少？
（3）货车在这一过程中消耗燃油4kg，其热机效率是多少？
自重 6×104N
车轮个数 10
每个轮胎触地面积 3×10-2m2
车厢容积 10m3
5．自动驾驶是近年来比较热门的话题，自动驾驶技术也已应用到很多汽车上。如图所示，这是某款无人驾驶物流配送车，空车质量为300kg。每个车轮与地面的接触面积为50cm2。设计最高时速为15km/h，可实现到用户手中的最后五公里配送。（g取10N/kg）
（1）求无人驾驶物流配送车空车静止在水平路面上时对路面的压强。
（2）求无人驾驶物流配送车以最高时速行驶5km需要的时间。
（3）无人驾驶物流配送车是由纯电驱动，使用电取代汽油在环保上有哪些优势？请写出两条。
6．小华用如图所示的滑轮组提升物体A，已知小华的质量为，每只鞋与地面的接触面积为，在匀速竖直提升物体A的过程中，小华施加在绳子自由端竖直向下的拉力为400N，物体上升的速度为，滑轮组的机械效率为，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。取。
（1）拉力F做功的功率；
（2）物体A所受的重力；
（3）小华站立在地面上拉绳子的过程中，对地面的压强有多大？
7．“五一”长假，读初三的李毅同学可以抽时间陪弟弟一起玩，他们一起在阳台上玩起了堆积木的游戏，在李毅同学的指导下，读幼儿园的弟弟可以把10个边长为4cm，质量为20g的正方体积木逐个叠起来。求：
（1）每个积木的重力；
（2）叠起来的积木对地面产生的压强；
（3）弟弟把10个积木叠起来，最少要克服积木的重力做多少功。
8．新能源电气混合公交车已经在我省“登陆”。公交车满载时总质量为10t，输出功率为72kW。（g取，天然气的热值）
（1）公交车在内行驶了求行驶的平均速度。
（2）公交车满载静止在水平地面上，对地面的压强是，求轮胎与地面接触的总面积。
（3）公交车匀速行驶，完全燃烧天然气，求发动机的效率。
9．如图所示，薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙均放置在水平地面上。容器甲底面积为0.02m2、质量为1kg，内装有2kg的酒精。圆柱体乙的底面积为0.01m2，但高度未知。（ρ酒精＝800kg/m3）
（1）求容器内酒精的体积；
（2）求装有酒精的容器甲对水平地面的压强；
（3）若将装有酒精的容器甲放在圆柱体乙上方中央，则圆柱体乙对地面的压强变化量为Δp1；若将圆柱体乙浸没在酒精中（无酒精溢出），则酒精对容器底部压强变化量为Δp2，已知Δp1＝5Δp2，试通过计算确定圆柱体乙的高度h。
10．冰壶（Curling）又称掷冰壶，冰上溜石，是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，被大家喻为冰上的“国际象棋”，属于冬奥会比赛项目。冰壶由密度为，体积为的花岗岩制成（不考虑冰壶手柄的质量和体积），冰壶停在水平冰面上时，与冰面的接触面积为。冰壶比赛的场地如图所示，某次比赛中，从出发点A冰壶被运动员用的推力运动后，在B点被推出，沿冰道运动到O点恰好停下来。g取，求：
（1）冰壶的质量；
（2）运动员对冰壶做的功；
（3）冰壶停在冰面上时对冰面的压强。
11．为了增强中学生体质，进一步加强防溺水教育，学校组织学生进行游泳训练；（ρ水=1.0×103 kg/m3，g取10N/kg）求
（1）小雨在一次游泳训练中，游30m所用的时间为1min，则他游泳的平均速度是多少？
（2）如图所示，小雨手上佩戴的防溺水安全手环是水上救生设备，携带非常方便，手环里的安全气囊充气后的体积是1.8×10-2 m3，当它完全浸没在水中时受到的浮力为多少？
（3）小雨的质量为60kg，他站立在泳池岸上，双脚与水平地面的总接触面积是500cm2，他对水平地面的压强是多少？
12．如图所示的小型汽油耕地机的质量为80kg，静止时与水平地面的总接触面积为20cm2。在水平土地上匀速直线行驶时速度为2m/s，此时汽油机的功率为4kW。g=10N/kg。求：
（1）耕地机的重力；
（2）耕地机静止时对水平地面的压强；
（3）耕地机以2m/s匀速直线行驶时受到的阻力。
13．电动清扫车以其环保高效等优点，在卫生城市创建中大显身手。（g取）
（1）清扫车完成任务后，到路程为的垃圾处理站倾倒垃圾，去的路上用时3min，在垃圾处理站倒垃圾用时1min，然后沿原路返回用时2min，求清扫车全程的平均速度；
（2）清扫车停在水平路面上，总质量为800kg，清扫刷与路面不接触，它对路面的压强为，求轮胎与路面总接触面积是多少？
（3）当清扫车以5m/s的速度匀速直线行驶1km时，所受阻力为车重的倍，则在此过程中，牵引力做功的功率为多少。
14．为了贯彻落实“节能环保”理念，国家鼓励购买新能源汽车，某品牌电动车整车质量是1800kg，轮胎总着地面积0.12m2，求：（g取10N/kg）
（1）该车行驶54km用时30min，平均速度是多少m/s？
（2）当电动车停放在水平地面时，车胎对地面的压强是多少？
（3）若该车内乘客的总质量为320kg，它匀速直线行驶时受到的阻力是总重的倍，则该车受到的牵引力是多少？
15．郑州高新区引入4台宇通L4级自动驾驶巴士，该巴士可以通过5G网络实现自动运行，目前在高新区天健湖环线已能见到它们的身影，未来市民可以通过微信小程序进行预约乘坐。该巴士质量为4t，单个轮胎与地面接触面积为100cm2，发动机输出功率恒为60kW。在一次测试过程中，该巴士在平直路面空车匀速行驶了50km，受到的阻力为3000N，求此过程中：（g=10N/kg，q油=4.0×107 J/kg）
（1）巴士对地面的压强；
（2）牵引力做的功；
（3）测试时的车速大小。
16．骑自行车是生活中一种环保的出行方式。如图所示，小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长100m的平直路面，用时20s，该过程中前后轮与地面的总接触面积为20cm2。若小明的质量为55kg，自行车重150N，骑行时自行车受到的阻力为总重的0.03倍。（g取10N/kg）
（1）求小明骑行时自行车对水平地面的压强；
（2）求小明骑行过程中动力做功的功率；
（3）头盔的内部用的是比较柔软的材料，请用所学物理知识解释其中的道理。
17．氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源，如图所示为沂南县某企业生产的氢燃料新能源公交车，该车满载时总质量为3.2t，其轮胎与地面的总接触面积是0.08m2。（q氢=1.4×108J/kg；g=10N/kg）求：
（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）满载的公交车在水平路面上匀速行驶时对地面的压强；
（3）如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量全部用来推动公交车做功。则这些热量能让该公交车以140kW的恒定功率匀速行驶多长时间。
18．在探究扩散快慢与温度的关系的实验中要用到热水，小宇为了能够较好的保持热水的温度，使用了一个容量为500mL的保温杯带了一满杯温度为90℃的热水到学校，保温杯杯内底面积为，杯中水深30cm，小字家到学校距离为1800m，他从家骑车到学校用时6分钟，到校后测量热水温度为80℃。问：
（1）小宇从家骑车到学校的平均速度是多少？
（2）在小宇上学的路上水散失的热量有多少？
（3）保温杯正放在水平桌面上时，水对杯底的压力有多大？
参考答案：
1．（1）5m/s；（2）3.25×104Pa
【详解】解：（1）在水平路面上匀速骑行900m，所用时间为
t=3min=180s
自行车行驶的速度为
（2）已知人与车总质量为65kg，人和自行车受到的总重力
G=mg=65kg×10N/kg=650N
骑行时，自行车对路面的压力
F=G=650N
受力面积
S=2×100cm2=200cm2=200×10-4m2=2×10-2 m2
骑行时，自行车对路面的压强
答：（1）自行车行驶的平均速度为5m/s；
（2）骑行时，自行车对路面的压强为3.25×104Pa。
2．（1）；（2）1800N
【详解】解：电动汽车的重力
电动汽车对水平地面的压力
电动汽车对地面的压强
（2）电动机消耗的电功率
由
可知，机械功率
汽车匀速行驶的速度
由
可知，此时汽车的牵引力
因为电动汽车做匀速直线运动，所以汽车所受到的阻力
答：（1）电动汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是；
（2）此时汽车所受到的阻力是1800N。
3．（1）375Pa；（2）300N；（3）101.25W
【详解】（1）水陆两栖机器人静止在水平冰面上时对冰面的压力等于其重力，即
对冰面的压强
“悬停”在水中进行火炬传递时，受到的浮力
下潜到水底的过程中重力做功
重力做功的功率
答：在水平冰面上时，对冰面的压强为375Pa；
“悬停”在水中进行火炬传递时，受到的浮力为300N；
下潜到水底的过程中重力做功的功率为。
4．（1）该货车超载；（2）9×107J；（3）50%
【详解】解：（1）车厢内所装沙子的质量为
m=ρV=2.4×103kg/m3×10m3=2.4×104kg
沙子的重力为
G沙=mg=2.4×104kg×10N/kg=2.4×105N
货车对路面的压力为
F压=G总=G车+G沙=6×104N+2.4×105N=3×105N
货车对路面的压强为
因为1.0×106Pa>7×105Pa，所以该货车超载。
（2）因为货车匀速行驶，所以货车的牵引力为
F牵=f=0.02G总=0.02×3×105N=6×103N
牵引力做功为
W=F牵s=6×103N×15×103m=9×107J
（3）燃油完全燃烧放出的热量为
Q放=qm油=4.5×107J/kg×4kg=1.8×108J
货车的热机效率为
答：（1）该货车超载；
（2）货车牵引力所做的功是9×107J；
（3）货车在这一过程中消耗燃油4kg，其热机效率是50%。
5．（1）1.5×105Pa；（2）20min；（3）见解析
【详解】解：（1）物流配送车受到的重力为
G=mg=300kg×10N/kg=3000N
物流配送车受到的压力等于自身的重力
F=G=3000N
物流配送车对水平路面的压强
（2）物流配送车以最高时速行驶5km需要的时间
（3）使用电取代汽油可以减少汽车尾气的排放；电动车的声音比汽油发动机的声音小。
答：（1）无人驾驶物流配送车空车静止在水平路面上时对路面的压强为1.5×105Pa；
（2）无人驾驶物流配送车以最高时速行驶5km需要的时间为20min；
（3）使用电取代汽油在环保上的优势：可以减少汽车尾气的排放，电动车的声音比汽油发动机的声音小。
6．（1）120W；（2）1080N；（3）1.2×104Pa
【详解】解：（1）由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，绳端移动的速度
v绳=nvA=3×0.1m/s=0.3m/s
拉力F做功的功率
（2）由
可得，物体A所受的重力
GA=ηnF=90%×3×400N=1080N
（3）小华的重力
G小华=m小华g=64kg×10N/kg=640N
小华站立在地面上拉绳子的过程中，因力的作用是相互的，绳子对小华有竖直向上的拉力
F拉=F=400N
地面对小华的支持力
F支=G小华-F拉=640N-400N=240N
小华对地面的压力和地面对小华的支持力是相互作用力，小华对地面的压力
F压=F支=240N
受力面积（小华与地面的接触面积）
S=2×100cm2=200cm2=0.02m2
小华对地面的压强
答：（1）拉力F做功的功率是120W；
（2）物体A所受的重力是1080N；
（3）小华站立在地面上拉绳子的过程中，对地面的压强有1.2×104Pa。
7．（1）0.2N；（2）1250Pa；（3）0.36J
【详解】解：（1）每个积木的重力为
（2）叠起来的积木对地面产生的压力
叠起来的积木对地面产生的压强为
（3）把10个积木叠起来，相当于把重为2N的物体最少提起的高度为
克服积木的重力做的功为
答：（1）每个积木的重力为0.2N；
（2）叠起来的积木对地面产生的压强为1250Pa；
（3）弟弟把10个积木叠起来，最少要克服积木的重力做的功为0.36J。
8．（1）20m/s；（2）；（3）45%
【详解】解：（1）公交车行驶的平均速度为
公交车满载时静止在水平地面上，对地面的压力为
轮胎与地面接触的总面积为
（3）发动机所做的功为
天然气完全燃烧放出的热量为
发动机的效率为：
答：（1）公交车行驶的平均速度为；
（2）轮胎与地面接触的总面积为；
（3）发动机的效率为。
9．（1）2.5×10﹣3m3；（2）1470Pa；（3）0.15m
【详解】解：（1）由可得，容器内酒精的体积
（2）容器甲对地面的压力
F＝G总＝（m器+m酒）g＝（1kg+2kg）×9.8N/kg＝29.4N
装有酒精的容器甲对水平地面的压强
（3）若将装有酒精的容器甲放在圆柱体乙上方中央，则圆柱体乙对地面的压力增大量为容器和酒精的总重力
ΔF＝G总＝29.4N
圆柱体乙对地面的压强变化量
若将圆柱体乙浸没在酒精中（无酒精溢出），圆柱体排开酒精的体积等于圆柱体的体积，即
V排＝V柱＝S柱h
液面升高的高度
酒精对容器底部的压强变化量
由题知
Δp1＝5Δp2＝2940Pa
所以
即
则圆柱体乙的高度
答：（1）容器内酒精的体积2.5×10﹣3m3；
（2）装有酒精的容器甲对水平地面的压强1470Pa；
（3）圆柱体乙的高度0.15m。
10．（1）19.44kg；（2）66J；（3）9.72×103Pa
【详解】解：（1）冰壶的质量为
（2）根据题意可知，只有在AB之间的距离上对冰壶做功，则做的功为
（3）冰壶停在冰面上时对冰面的压力为
壶停在冰面上时对冰面的压强为
答：（1）冰壶的质量为19.44kg；
（2）运动员对冰壶做的功为66J；
（3）冰壶停在冰面上时对冰面的压强为9.72×103Pa。
11．（1）0.5m/s；（2）180N；（3）1.2×104 Pa
【详解】解：（1）小雨游泳的速度
（2）因为安全气囊浸没在水中，所以
安全气囊完全浸没在水中时受到的浮力
（3）因为在水平面上，则水平地面受到的压力
受力面积
小雨对水平地面的压强
答：（1）小雨游泳的速度为；
（2）安全气囊完全浸没在水中时受到的浮力为；
（3）小雨对水平地面的压强为。
12．（1）800N；（2）4×105Pa；（3）2×103N
【详解】解：（1）耕地机的重力
（2）耕地机静止时对水平地面的压力
受力面积
耕地机静止时对水平地面的压强
（3）由
可得牵引力
因为耕地机匀速直线行驶，所以耕地机受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，所以耕地机受到的阻力
答：（1）耕地机的重力为800N；
（2）耕地机静止时对水平地面的压强为4×105Pa；
（3）耕地机以2m/s匀速直线行驶时受到的阻力为2×103N。
13．（1）24km/h；（2）0.04m2；（3）2000W
【详解】解：（1）全程的总时间
清扫车全程的平均速度
（2）车的重力
G=mg=800kg×10N/kg=8000N
对水平路面的压力
F压=G=8000N
轮胎与路面总接触面积
（3）由于清扫车做匀速直线运动，所以牵引力和阻力是一对平衡力，即牵引力
F牵=f=0.05G=0.05×8000N=400N
牵引力做功的功率
答：（1）清扫车全程的平均速度是24km/h；
（2）轮胎与路面总接触面积是0.04m2；
（3）在此过程中，牵引力做功的功率为2000W。
14．（1）30m/s；（2）150000Pa；（3）424N
【详解】解：（1）该车行驶54km用时
t=30min=0.5h
平均速度是
（2）电动车停放在水平地面时，对地面的压力电压自身的重力，即
车胎对地面的压强是
（3）车内乘客的总重力为
车和乘客总重力
匀速直线行驶时受到的阻力是总重的倍，则
匀速直线行驶时车受到的牵引力等于阻力，所以该车受到的牵引力是424N。
答：（1）该车行驶54km，平均速度是30m/s；
（2）车胎对地面的压强是150000Pa；
（3）该车受到的牵引力是424N。
15．（1）1×106 Pa；（2）1.5×108 J；（3）20m/s
【详解】解：（1）巴士对地面的压力
巴士对地面的压强
（2）该巴士在平直路面空车匀速行驶，处于平衡状态，所受的牵引力
牵引力做的功
（3）根据
可知测试时的车速
答：（1）巴士对地面的压强为1×106 Pa；
（2）牵引力做的功为1.5×108 J；
（3）测试时的车速大小为20m/s。
16．（1）；（2）105W；（3）见详解
【详解】解：（1）车与人的总重力为
小明骑行时自行车对水平地面的压强
（2）骑行时自行车受到的阻力为
骑行过程中动力做功的功率为
（3）压强大小与压力和受力面积有关，头盔的内部用的是比较柔软的材料，可以增加受力面积，减小压强，使用时更舒服一些。
答：（1）求小明骑行时自行车对水平地面的压强为；
（2）求小明骑行过程中动力做功的功率为105W；
（3）见详解。
17．（1）4.2×107J；（2）4×105Pa；（3）300s
【详解】解：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为
（2）满载的公交车在水平路面上匀速行驶时对地面的的压力为
所以对地面的压强为
（3）根据题意可知公交车做功为
根据可知，公交车以的恒定功率匀速行驶的时间为
答：（1）质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量为；
（2）满载的公交车在水平路面上匀速行驶时对地面的压强为；
（3）公交车以的恒定功率匀速行驶的时间为。
18．（1）5m/s；（2）2.1×104J；（3）6N
【详解】解：（1）小宇从家骑车到学校的时间
小宇从家骑车到学校的平均速度是
（2）水的体积为
根据知水的质量为
在小宇上学的路上水散失的热量为
（3）水对杯底的压强为
水对杯底的压力为
答：（1）小宇从家骑车到学校的平均速度是；
（2）在小宇上学的路上水散失的热量有；
（3）保温杯正放在水平桌面上时，水对杯底的压力有6N。
