初中物理大气压的综合应用计算题

高压锅是生活中一种密闭的加热容器。锅盖中央有一出气孔，孔上盖有限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被锅内气体顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制。如下图所示，某高压锅锅体的内底面积为S＝500 cm²，侧壁竖直，出气孔横截面积为S₀＝7 mm²，限压阀质量为m＝98g，限压阀顶部面积为S₁＝20 mm²。（已知锅外大气压强为P₀＝10⁵ Pa，g＝10 N／kg）

（1）写出液体沸点与气压的关系：液体沸点随气压的增大而_________（填“升高”或“降低”）；
（2）求使用高压锅时锅内气体的最大压强？
（3）为保证使用安全，不可随意增加限压阀的质量，如果限压阀的质量增加14g时，会导致锅里压强增加多少帕才会把限压阀顶起排气？请计算此时锅体与锅盖咬合处锅体对锅盖的最大作用力增大多少？

某团队在海拔3000多米高山上野营时，使用铁锅烧水，他们发现把体积为2L的水从10℃加热到85℃时，共消耗了5kg的干木柴，已知水的比热容为4．2×10³J/（kg．℃），干木柴的热值为1．2×10⁷J/kg）。求：
（1）干木柴完全燃烧放出的热量。？
（2）水吸收的热量。
（3）铁锅烧水的的效率。
（4）他们也发现在高山上用铁锅煮马铃薯时，尽管锅里的水哗哗地沸腾了很长时间。马铃薯还是煮不软，为什么？

小明家的高压锅锅体直径为24cm，排气孔内径为4mm。小明不慎丢失了锅的限压阀，当他到商店购买时售货员告诉他，生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种，孔径相同，质量分别为100g和60g。

（1）请你根据说明书给出的数据，通过计算说明，小明应该买哪一种限压阀。（说明书标有：当大气压为10⁵Pa时，该锅最高温度为120℃。已知：水的沸点与压强的关系如图1所示，取g =10N/kg）
（2）请你说明如果买另一种限压阀，使用时会出现什么问题。

医院、宾馆等公共场所普遍使用高温高压蒸气消毒锅对物品消毒．图甲为自动测定锅内温度的电路原理图，其中R₀为定值电阻，A为温度指示表(实质是一只电流表)，R_x为热敏电阻(其电阻值随锅内温度的变化而变化)．热敏电阻的阻值与温度的对应关系如下表所示，电源两端的电压保持6V不变．

锅内温度值／℃	25	37	50	62	75	87	100	112	125
Rx对应的电阻值/Ω	150	80	50	30	20	15	10	7

（1）若锅内温度为112℃时电流表指针指向0.50A；求R₀的阻值
（2）若锅内温度为125℃时电流表指针指向0.6A；求锅内温度为125℃时热敏电阻R_x的阻值和R_x发热功率．
（3）高温高压蒸气消毒锅内温度与锅内气压的关系如下表所示：

锅内温度t／℃	87	100	112	125
锅内气压值p／Pa	1.8×10^5	2.0×10^5	2.5×10^5	3.3×10^5

为了使高温高压蒸气消毒锅内温度不超过112℃，高压锅盖上有一限压阀，图乙为限压阀的原理图，限压阀由一直立圆柱形金属体和滤网型外套组成．当锅内温度达到112℃时，锅内高压气体将圆柱形金属体顶起，并对外排气减压，从而起到限压的作用．已知圆柱形金属体的底面积为0.2cm²，求该金属体的质量m ．
(外界大气压p_外=1.0×10⁵Pa，g取10N/kg)

高压锅是生活中一种密闭的加热容器。锅盖中央有一出气孔，孔上盖有限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被锅内气体顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制。如下图所示，某高压锅锅体的内底面积为S＝500 cm²，侧壁竖直，出气孔横截面积为S₀＝7 mm²，限压阀质量为m＝98g，限压阀顶部面积为S₁＝20 mm²。（已知锅外大气压强为P₀＝10⁵ Pa，g＝10 N／kg）

（1）写出液体沸点与气压的关系：液体沸点随气压的增大而_________（填“升高”或
“降低”）；
（2）求使用高压锅时锅内气体的最大压强？
（3）为保证使用安全，不可随意增加限压阀的质量，如果限压阀的质量增加14g时，会导致锅里压强增加多少帕才会把限压阀顶起排气？请计算此时锅体与锅盖咬合处锅体对锅盖的最大作用力增大多少？

伪气功师常利用所谓“空手吸盆”的“特异”功能行骗，其做法是先偷偷把塑料挂衣钩的吸盘紧密地压在平滑的脸盆底部如图所示．在大气压的作用下，塑料挂衣钩的吸盘和脸盆被紧紧地压在一起，伪气功师只要用手抓住隐藏着的挂衣钩，就能把盛有一定质量水的脸盆提起来．王伟同学用受力面积为12cm²的吸盘，成功地做了“空手吸盆”的表演．若当时的大气压值为10⁵Pa，请根据以上数据求：
（1）大气压对塑料吸盘产生的压力是多大？
（2）若脸盆的质量为1kg，则王伟同学的“空手吸盆”实验最多能提起质量是多少千克的水？（塑料吸盘的重及盆中水对吸盘压力都不计，g取10N／kg）

高压锅是生活中一种密闭的加热容器，锅盖中央有一出气孔，孔上盖有限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制。已知高压锅盖出气孔的横截面积为12mm²，限压阀的质量为84g．

（1）高压锅是根据   的原理设计工作的。
（2）求使用高压锅时锅内气体最大压强。（写出计算过程）
（3）对照下图来判断：用该高压锅烧水，水温最高可以达到   ℃。（大气压值取1.0×10⁵Pa）

29、电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，是现代人喜欢的厨房用具。图甲是某品牌电压力锅的简化电路图，R₁为加热电阻，R₂为保温电阻，S₁为电源开关，S₂为压力开关。加热时S₂与触点a接通，R₁工作；保温时S₂与触点b接通，R₂工作。电压力锅的其他参数见铭牌。
（1）当电压力锅内的气压达到设定值时水沸腾。此时，水的温度______100℃（选填“＞”、“＝”或 “＜”）。
（2）计算保温电阻R₂正常工作时的阻值。
（3）图乙表示电压力锅工作时电功率与时间的关系。阴影部分面积表示_________（哪个物理量），并列式计算整个工作过程中它的大小。

如图所示是一种电压力锅简易原理图,A为密闭锅体,锅盖面积为400cm²。R₁为工作时的加热电阻,L为指示灯,其电阻为20Ω,R₂为保温电阻,S₁为电源开关,S₂为压力开关，闭合S₁后，电路通过R₁对电力压力锅加热，当锅内气体压强达到设定值时，水开始沸腾，锅底向下移动，压力开关与触点a断开，并与 b点接通，起到控压控温的目的，此时保温电路的总功率为20W。

表一 水的沸点T与气体压强p 的关系
T/℃	100	105	110	112	114	116	118	120
p/kpa	101	121	143	154	163	175	187	199

 

表二 电压力锅的铭牌
额定电压	加热功率	压强设定值
220 V	1000W	175kpa

 
（1）当锅内121kpa时，锅内气体对锅盖的压力是多少？
（2）保温电阻R₂的阻值多大？
（3）已知锅内水的质量为m，初温为T₀、比热容为c，为了求出电压锅从开始加热到锅气压到设定值时的效率，只要测出闭合开关S₁到电路中        的时间为t，就可推导出效率的表达式η=           （用已知量表示）

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100℃以上．它省时高效，深受消费者欢迎．图（甲）为高压锅的构造，图（乙）为水的沸点与气压的关系图象．（g取10N/Kg，大气压为1标准大气压即10⁵Pa）．

（1）说出高压锅为什么能将食物加热到100℃以上？
（2）若高压锅出气孔的截面积约12mm²，压在出气孔上的安全阀的质量为84g．通过计算并对照图象说明利用这种高压锅烧水时，最高温度大约是多少？
（3）假若要把这种高压锅向西藏地区销售，用这种高压锅烧水时，要达到同样的最高温度，你认为需要做哪方面的改进，如何改进？

高压锅是生活中一种密闭的加热容器．锅盖中央有一出气孔，孔上盖有限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被锅内顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制．如图所示，某高压锅锅体的内底面积为S，侧壁竖直，出气孔横截面积为S₀，限压阀质量为m₀，限压锅顶部面积为S_t（已知大气压强p₀）
（1）写出液体沸点与气压的关系；
（2）求使用高压锅时锅内气体的最大压强；
（3）为保证使用安全，不可随意增加限压锅质量．如果限压阀的质量增加m，请计算锅体与锅盖咬合处锅体对锅盖的最大作用力增大多少．

汽车是我们熟悉的交通工具，而车辆超载会严重损坏公路。
（1）国家规定，车辆对地面的压强应控制在7×10⁵Pa以内。有一辆重2×10⁴N的6轮汽车，如果每个车轮与路面的接触面积为200cm²，请你计算该汽车允许装载的货物的最大质量是多少？(g取10N／kg)
（2）一天，李明和爸爸到三亚游玩，汽车在一段平直的路段上行驶了5km，汽车速度计的指针一直停在如图所示的位置，爸爸告诉他：汽车在这段时间的功率大约是50kW。请计算汽车在这段时间内做的功和汽车的牵引力的大小。

如图甲中的A、B两只桶是用同种材料制成的，两只桶容积都是1.5×10^-2m³、质量都是1kg。
（1）在搞卫生时，你会选用哪只桶来提水?请说明理由。   
（2）如图乙将一桶水匀速提高离地面0.2m，人对水做了多少功？
（3）如图乙提水时，如果提手与手的接触面积为1×10^-3m²，则手受到的压强是多大？
（g取10N/kg）