题目内容

8．张强同学豪的高压锅盖上标有“xx铝制品厂18cm压力锅”的字样．他测得高压锅限压阀的质量为70g．排气孔的横截面积约为10mm2．问这个高压锅工作时，其内部水蒸气的最大压强为多大？根据下面水的沸点与压强关系的表格．这个高压锅内的最高温度大约是多少？若锅盖面积为260cm2，则它所能承受的压力至少多大才能保证安全？此锅要销往西藏地区．应作何改装？（设大气压p0=105pa）
 T℃ 90 95 100 105 110 112114 116 
 kPa 7084 101  121143  154 163 170
 T℃ 118120 122  124 126 128 130 
 kPa 187 199 211 226 239 258270  

分析 ①在排气孔口径上内外压强、压力均是平衡的：高压锅内部的压强乘以排气孔的横截面积就是内部的蒸汽压力对排气孔向上的压力，当这个蒸汽压力等于限压阀的重力对排气孔产生的向下的压力与外部大气压对排气孔的向下压力之和时，高压锅处于平衡状态，即p0S1+mg=pS1，据此即可求出高压锅内部水蒸气的最大压强．
②为了能保证安全，锅盖所需要承受的压力应该等于锅内表面所受的蒸汽压力减去外部大气压对外表面所受的压力（排气孔面积上的内外压力差为零，由于其面积很小，计算锅盖内外压力差时可忽略不计）．
③西藏海拔高大气压降低，为保证高压锅承受的最大压强，应该加大限压阀质量或减小排气孔内径．

解答 解：①排气孔的横截面积为：S1=10mm2=10-5m2，
限压阀的质量为：m=70g=0.07kg，
由p0S1+mg=pS1可得：
p=$\frac{{p}_{0}{S}_{1}+mg}{{S}_{1}}$=$\frac{1×1{0}^{5}{P}_{a}×1{0}^{-5}{m}^{2}+0.07kg×9.8N/kg}{1.0×1{0}^{-5}{m}^{2}}$=1.686×105Pa；
②锅盖面积为：S2=260cm2=2.6×10-2m2，
由p=$\frac{F}{S}$可得，锅盖所承受的最小压力为：
F=p•S2-p0S2=1.686×105Pa×2.6×10-2m2-1.0×105Pa×2.6×10-2m2=1.7836×103N．
③在西藏大气压降低，为保证高压锅承受的最大压强，应该加大限压阀质量或减小排气孔内径．
答：其内部水蒸气的最大压强为1.686×105Pa；
它所能承受的压力至少为1.7836×103N时才能保证安全；
此锅要销往西藏地区应该加大限压阀质量或减小排气孔内径．

点评 本题考查压力锅的工作原理以及压力、压强的计算，“当蒸汽压力等于限压阀的重量与外部大气压力和时的平衡状态就是内部水蒸气的最大压强”，这是此题的突破点，计算时要注意统一使用国际单位制单位．

练习册系列答案
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18．如图所示为探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验，实验步骤如下：
Ⅰ．让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离．
Ⅱ．让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离．
回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ是为了研究动能大小与速度的关系．
（2）步骤Ⅱ是为了研究动能大小与质量的关系，让小球从相同高度滚下为了控制小球的速度相同．
（3）该实验比较木块被撞击后移动的距离是为了比较钢球动能的大小．
19．如图所示的电路图中符合电路构成的是（　　）
A．B．C．D．
16．如图是生活中常用的茶壶，它工作时主要是利用（　　）
A．二力平衡原理B．帕斯卡原理C．阿基米德原理D．连通器原理
3．如图1所示，小明利用弹簧测力计、一个金属块、两个相同烧杯、适量的水和煤油，对浸在液体中的金属块所受浮力进行了探究．

（1）分析图B、C，说明浮力大小跟液体的密度有关．
（2）如图2是小明根据实验数据所绘制的弹簧测力计示数与金属块的下表面浸入水中深度和金属块所受浮力与金属块的下表面浸入水中深度的关系图象．能够表示金属块所受浮力与金属块的下表面到水面距离h关系的图象为a（选填“a”或“b”）．
（3）在图1B中，金属块浸没在水中所受浮力为1.0N，若此时剪断细绳，该金属块在水中将下沉（填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）．
（4）小明通过上述实验发现只用一支弹簧测力计就可测出物体的密度．请你根据图中的实验数据求出：金属块的密度为2700kg/m3，煤油的密度为800kg/m3．
2．下列估测值中，最接近实际的是（　　）
A．初中生以正常速度步行800m所用的时间为180s
B．天安门广场的国旗旗杆高度约为5m
C．一个鸡蛋的质量约为500g
D．冬天有暖气的教室内温度约为23℃
9．正常步行时，鞋底与地面之间的摩擦是静摩擦（填摩擦的种类）；是属于有益（填“有益”或“有害”）摩擦．
6．城市的道路两旁栽种了很多树木．这些树木既可以吸收空气中的有害气体和灰尘，也可以减小噪声对环境的影响．这种做法是采用了下列哪种途径来减弱嗓声的（　　）
A．在声源处减弱B．在传播过程中减弱
C．在人耳处减弱D．以上都不正确
7．下列事例中，能增大压强的是（　　）
A．把书包带做得宽些B．在坦克的轮子上安装履带
C．刀、剪要磨得很锋利D．铁轨要铺在枕木上

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