浙教版2022-2023学年上学期八年级科学分类题型训练：第二章《天气与气候》计算题【word，含答案】

1.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像，气压每一格为105Pa。
(1)若高压锅出气孔的横截面积约为12毫米2，压在出气孔上的限压阀的质量为84克。通过计算并对照图像说明，利用这种高压锅烧水时，最高温度大约是多少？
(2)若要把这种高压锅销售到两藏地区，在保证高压锅安全使用的前提下，用这种高压锅烧水时，要达到同样的最高温度。你认为需要怎样改进？
2.某机场航空货站南方海面附近出现罕见的“水龙卷”，这次龙卷风发生时，航空站附近屋外气压急剧降到90千帕，当时门窗紧闭，可以认为室内气压是l标准大气压，若屋顶面积为100米2，屋顶的质量为90吨。通过计算说明：这时，屋顶能否被大气掀掉？(g取10牛/千克)
3.如图是高压锅的示意图，锅盖上有一个空心柱为放气孔，空心柱上戴着的一个帽子为限压阀，当高压锅内的气体压强超出了安全值时，锅内的气体就会冲开限压阀，气体跑出一部分，使锅内气体的压强减小，现有一个直径为24cm，空心柱放气孔的横截面积为10mm2，限压阀的质量为100g的高压锅，要用它来煮饭，若当时的大气压为105Pa。（g=10N/kg）请问：
（1）此高压锅内的气体能达到的最大压强为多少？
（2）经商品质量检测部门检测，此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa，要使此高压锅能继续安全使用，原来的限压阀还能使用吗？若不能，应该再配备一个质量为多大的限压阀？
4.高压锅是应用液体沸点会随着气压增大而升高的原理设计的，如图为水的沸点跟气压的关系图象。已知高压锅盖出气孔的横截面积为12mm2，限压阀的质量为72g。请你通过计算并对照图来判断；用该高压锅烧水，水温最高可以达到多少？（大气压值取1.0×105Pa）
5.10.大气压与人类关系密切，“负压”“高压”也能被利用。
(1)新型冠状病毒肺炎是由新冠病毒引发的传染病。新型冠状病毒肺炎确诊病例要送到专业医院的“负压病房”进行医学治疗，以防止病毒扩散。对负压的解释是_________________________。
(2)利用高压锅可以将食物加热到100℃以上。小应在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞，致使高压锅爆炸的报道后，给厂家提出了增加易熔片（熔点较低的合金材料）的改进建议。现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的放气孔（如图甲所示）。试说明他的建议有什么科学道理_____________。测量得知高压锅出气孔的横截面积为16mm2，安全阀的质量为80g，结合乙图。可知该高压锅烧水时的最高温度为多少℃？（外界大气压为1.0×105Pa，写出过程）。
6.高压锅是应用液体沸点会随着气压增大而升高的原理设计的，如图为水的沸点跟气压的关系图象。已知高压锅盖出气孔的横截面积为12mm2，限压阀的质量为84g。请你通过计算并对照图来判断：用该高压锅烧水，水温最高可以达到多少？（g取10N/kg，大气压值取1.0×105Pa）
7.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，限压阀顶部面积为S1（已知大气压强为p0）。
(1)写出液体沸点与气压的关系。
(2)在答案上画出限压阀刚被锅内气体顶起时的受力分析图。
(3)求使用高压锅时锅内气体的最大压强
8.压力锅锅盖面积450cm2，限压出气孔的横截面积为0.05cm2，当锅内蒸汽达到2个标准大气压时，蒸汽对锅盖的压力是多大？当锅内蒸汽达到2.5个标准大气压时，锅内蒸汽刚好顶开限压阀自动放气，求限压阀的质量是多大？（大气压=1.0×105Pa）
9.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。小柯同学用受力面积为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)
10.图甲是一个深度较浅的皮碗，图乙是将皮碗压向水平的天花板，几乎挤完皮碗内的空气，在大气压的作用下，皮碗像吸盘一样 “平贴"在天花板上。皮碗的吸附面积为10厘米2 ， 皮碗中心引出的细线可悬挂一个物体。问所挂物体的重力不超过多少，吸盘才不会脱落？ (不计细线和皮碗的重力，大气压约为1×105帕，g取10牛/千克)
参考答案
1.(1)安全阀对出气孔产生的压力：F=G=mg=84×10-3kg×10N/kg=0.84Ns=12mm2=12×10-6m2，安全阀对出气孔产生的压强：p＝FS=0.84N12×10 6m2＝7×104Pa， 锅内气压： p′=1×105Pa+0.7×105Pa=1.7×105Pa。从沸点-气压图象上得出高压锅内温度：t=116℃答：最高温度大约是116℃。(2)可以增加限压阀的质量来增大锅内气压，提高沸点
2.屋内外气压差p＝101千帕－90千帕＝11千帕＝11000帕F=pS=11000Pa×100cm2=1.1×106NG=mg=90000kg×10N/kg=9×105N＜1.1×106N
3.（1）2×105Pa（2）不能使用，应配80g限压阀
4.115摄氏度
5.参考答案：（1）病房内大气的压强小于病房外大气的压强，病房外的空气吹向病房内 （2）高压锅一旦安全阀失效，锅内气体压强过大，温度也随之升高，当温度达到易熔片的熔点时，再继续加热，易熔片就开始熔化，锅内气体便从放气孔喷出，使锅内气压减小，从而防止爆炸事故发生。 安全阀的重力：G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N，气孔的面积：S=1.6×10-5m2；安全阀对气孔处气体产生的压强：P=FS=0.8N1.6×10 5m2=5×104Pa由题意知：锅内气压等于一标准大气压与安全阀对气体压强之和，则锅内气压是1.0× 105Pa+5×104pa=1.5×105pa， 对照图象可知，当气压为1.5×105pa时，所对应的温度是 115℃（115℃左右均可）
6.解：锅内气压等于一标准大气压与限压阀对气体压强之和，即：p内=p阀+p0 首先求出限压阀对气孔产生的压强． 限压阀对出气孔产生的压力：F=G=mg=0.084kg×10N/kg=0.84N， 限压阀对出气孔产生的压强：P阀=FS=0.84N1.2×10 5m2=0.7×105Pa， 锅内气压：p内=p阀+p0=0.7×105Pa+1×105Pa=1.7×105Pa． 从沸点-气压图象上得出高压锅内温度：t=116℃． 答：水温最高可以达到116℃。
7.(1)液体的沸点随着气压的增大而升高。(2)图略（三个力）。(3)P内＝P0+（m0g/S0）。
8.4500N 75g
9.解：(1)塑料吸盘产生的压力F＝PS＝105Pa×12×10－4m2＝120N (2)脸盆受到水和盆的重力、提力的作用而平衡，则：F＝G总＝120NG＝mg m总＝G总/g＝120N/10N/kg＝12kg m水＝m总－m盆＝12kg－1kg＝11kg
10. 要想吸盘不脱落，所挂物体的重力不得超过：F=PS=1×105Pa×10×10-4m2=100N。
《天气与气候》计算训练