高压锅相关的中考物理压轴题

RevisedonNovember25,2020高压锅相关的中考物理压轴题高压锅相关的中考物理压轴题高压锅是日常生活常用物品，中考物理试卷中出现了许多以它为背景命制的压强综合计算题。试题注重对学生综合能力的考查，并且注意创设新的试题情景，转换题目考查角度，力求不断的创新。现举两例，赏析如下：例1．家庭常用的高压锅（图1甲）与普通锅主要不同之处在于它的密闭性好。图1乙是高压锅的结构示意图，它的盖子上有三个气孔，带有活塞的气孔1使锅内与外界连通，此时锅内气压与外界大气压强相等（外界大气压为×105Pa），当锅内温度升高至100℃时，锅内气体会把气孔1的活塞顶起，这时锅被密封。锅内温度继续升高，气体压强增大，当压强增至最大值时，气体就会冲开气孔2上的限压阀。气孔3正常情况下无作用，图1乙中未画出。设锅内气压每增加×103Pa，水的沸点相应增加1℃。锅内水的初始温度为20℃。限压阀被冲开前，锅内水在升温阶段单位时间内升高的温度相同。（1）锅内温度升高到110℃时，锅内的气压是多大（2）此高压锅限压阀的质量为70g，气孔2的面积为7mm2，则锅内的最高温度可达到多少(g取10N/kg，结果保留整数)（3）若“压强每增加×103Pa，水的沸点相应增加1℃”这一条件以及限压阀的质量和气孔2的面积均未知，请用一只手及题中的其他条件，估测出锅内的最高温度。（说明：写出锅内最高温度的表达式，并指出表达式中各测量量的含义。）赏析：本题考查学生运用所学物理知识解决实际问题的能力和提取信息、处理信息的能力，综合性非常强。首先，学生应明确压力锅内气压与外界大气压和压力阀产生压强的关系，这在高压锅考题中是一个必考的。其次，定量计算温度随压强变化关系，对数学能力较高。第三学生实验方案估测锅内温度，这是一个难点，学生应仔细读题，理顺关系才能顺利求解。（1）外界大气压为×105Pa，水的沸点是100℃．又因为锅内气压每增加×103Pa，水的沸点相应增加1℃，所以锅内温度为110℃时，气压为。（2）锅内最高气压为，所以锅内的最高温度为。（3）锅内水的初始温度为20℃。限压阀被冲开前，锅内水在升温阶段单位时间内升高的温度相同。从开始加热至气孔1中活塞被顶起水温升高到100，水温升高了，记下所用的时间为t1，则单位时间内水温升高。记下从活塞被顶起至限压阀被顶起的时间t2，则水温在100的基础上又升高了。所以表达式为：。例2．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2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St（已知大气压强为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赏析：此题涉及到大气压的综合应用，重力的计算，压强大小及其计算的等知识点，是一道数学与物理的综合性题目。要求学生要具备一定的学科综合能力，要学会用字母表达式去表达物理量。（1）液体的沸点与大气压的关系：液体的沸点随着表面气压的增大而升高，随气压减小而降低。（2）已知大气压强，内底面积为，出气孔横截面积为，限压阀质量为，限压锅顶部面积为，则大气压力，限压阀重力。当限压阀刚要被顶起时，受力平衡，此时压力。根据公式可知锅内气体最大压强为。（3）锅内气体对锅盖最大压力的增加量为，锅体对锅盖的最大作用力增加量为,因为远大于，所以。