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1.0×105Pa），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3.6×103Pa，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3.6×103Pa，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，请用一只手表及题中的其他条件，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内容。其次，定量计算温度随压强变化关系，对数学能力要求较高。第三学生设计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1.0×105Pa，水的沸点是100℃．又因为锅内气压每增加3.6×103Pa，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。