【备考2020】中考复习专项训练 与高压锅有关的大气压知识

第3节 大气的压强
——与高压锅有关的大气压知识 中考（单元）复习专项训练
1．用高压锅煮食物，食物熟得快，这是因为( )
A．高压锅压力大，食物容易压熟
B．高压锅内沸点高，食物容易煮熟
C．高压锅内沸点低，食物容易煮熟
D．高压锅内热量多，食物容易煮熟
2．用压力锅煮粥，灭火后用冷水将锅冷却，拿去限压阀后打开锅盖，可以看到锅内的粥仍在沸腾，而普通铝锅却看不到这种现象。对此，下列解释正确的是（ ）2·1·c·n·j·y
A．灭火时，锅内温度迅速降到100℃以下，但由于打开锅盖后气压降低，所以重新沸腾
B．灭火时，锅内温度仍高于100℃，即使不冷却，不拿去限压阀粥也还在沸腾
C．灭火时，锅内温度仍高于100℃，打开锅盖后锅内气压比原来低，所以重新沸腾
D．粥的流动性差，不易降温，灭火后即使不浇冷水、不拿去限压阀，粥也要沸腾较长时间
3．使用高压锅可以使饭菜熟得更快。在北京地区，如果高压锅内水的沸点可以达到110℃，那么在我国的青藏高原地区，高压锅内水的沸点就会_________110℃。（填“高于”或“低于”）www-2-1-cnjy-com
4．如图所示，是小明家使用的高压锅示意图。锅盖的直径为24cm，锅盖上的空心柱为横截面积是0.1cm2的排气孔，空心柱上带有限压阀。当高压锅内气压超过安全值时，锅内的气体会顶起限压阀跑出一部分，使锅内气压减小，以保证安全使用。若此工作时锅内气体压强为1.5个标准大气压．则为保证安全使用，应配备一个质量为_________g的限压阀。（g取10N/kg，1标准大气压取l.0×105Pa）
2-
5．如图是一款型号为20的家用高压锅，这里的“20”是指锅身的直径是20_________（填单位）；密封性良好，用它煮食物时，水蒸气不易外泄，从而增大了锅内气压，提高了水的_________，若锅内气压最大为两个标准大气压，设计产品时，锅盖与锅之间能承受的拉力应不小于_________N（1个标准大气压为105Pa，不计锅盖重力）。当食物煮熟后从限压阀处喷出的“白气”是_________形成的。
6．用高压锅煮饭时，密封的锅内气压较高，为了使锅内气压不超过安全值，设有自动排气的减压阀，其结构如图所示。已知锅外大气压强为p0，请设计一个简单的实验，测出通过排气阀向外放气时，锅内气体的压强。
21*
（1）选择的实验器材主要有： 。
（2）主要实验步骤是（用恰当的字母表示被测的物理量） 。
（3）锅内气体压强的表示式：p= 。
7．如图所示，家用内径为22cm的高压锅，锅盖上排气孔的直径为0.4cm，限压阀的质量为0.16kg．如果上海地区用它煮水消毒，根据下面水的沸点与压强的关系的表格可知，这个高压锅内最高水温大约为 ℃。若在锅盖上再安装一套相同的排气孔和限压阀，则锅内最高水温将 （填“升高”、“降低”或“不变”）（上海地区的大气压强约为1.00×105pa，g取10N/Kg）
T（℃）
100
110
112
114
116
118
120
122
124
126
128
P（×105Pa）
1.01
1.43
1.54
1.63
1.75
1.87
1.99
2.11
2.26
2.41
2.58
8．某厂家设计了一批高压锅送往1标准大气压的平原地区使用，要求锅内气体压强为1.5个标准气压，排气孔的面积为7mm2，求限压阀的质量应为多少？如果某高山地区需要这种沸点下的，当地大气压只有0.8个标准气压，则的限压阀的质量应如何改进？（1标准大气压取105Pa）【版权所有：21教育】
9．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）。
【来源：21cnj*y.co*m】
甲 乙
（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？21教育名师原创作品
（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？
如图所示是高压锅的示意图，锅盖上有一个竖直空心柱为排气孔，空心柱上配有一个限压阀，当锅内的气体压强超过安全值时，锅内气体就会冲开限压阀，放出一部分水蒸气，使锅内气体压强减小。现有一个直径为22cm，空心柱小孔的横截面积为10㎜2，限压阀的质量为100g的，用它来煮饭，若当时的大气压为1.0×105Pa。问：
（1）此内气体的最大压强是多少？
（2）经商品质量检测部门检测，此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，应再配一个质量为多大的限压阀。（g取10N/kg）21·世纪*教育网
高压锅的锅盖密封性能良好，盖上有一个排气孔，上面倒压一个限压阀（如图所示），利用其重力将排气孔压住，加热时，当锅内气体超过一定压强时会把限压阀顶起，排掉部分气体后限压阀又落回，这样锅内就能保持一个相对稳定的高气压。
p（×105Pa）
1.0
1.4
1.8
2.2
2.6
3.0
t（℃）
100
110
120
130
140
150
水的沸点与压强有关，某学校科技小组对水的沸点与压强的关系作了研究得到如下数据，请你根据实验数据得出水沸点t与压强p的函数关系：t= 。21cnjy.com
有一个高压锅，它的排气孔直径为D=0.3cm，大气压强为1.0×105Pa，高压锅内最高水温为139℃，则限压阀的质量为 kg。【来源：21·世纪·教育·网】
12．在标准大气压下水的沸点是100℃，如果气压增大，沸点就会升高，家用高压锅就是应用这个原理设计的。已知水的沸点跟气压的关系如图所示，测得高压锅盖出气孔的直径为4mm，压在出气孔上的安全阀质量为80g，请你通过计算对照图像判断：用该高压锅烧水，水温最高可以达到多少？（g取10N/kg）
13．在日常生活中，为了提高烹煮食物的温度，缩短烹煮时间，人们利用水的沸点随气压的升高而升高的性质制造出了高压锅，某种规格的高压锅出气口的直径为3.2mm，计算出它的面积约为8mm2。要使锅内的气压达到2个标准大气压，请你帮助计算该高压锅应配的限压阀的质量为多少克？（设外界气压为标准大气压，标准大气压取105Pa，g取10N/kg）21-cn-jy.com
14．开发和生产某种产品，应进行相应的科学研究。如研制压力锅，就应研究饱和蒸汽压跟温度的关系。其研究结果分别用表格和图像表示。com
t/℃
90
95
100
105
110
112
114
116
118
120
122
124
125
128
130
p/kPa
70
84
101
121
142
154
163
175
187
199
211
225
239
258
270
某种型号的压力锅，其限压阀由内阀和外套组成，测得限压阀的整体质量为0.07kg，压力锅气孔的内径为3mm。参照图表填空和计算。
（1）烹调较嫩或易熟的菜时，宜采用 的方式。烹调肉类食品，宜采用 的方式。（2）当压力锅烧煮食物时限压阀排气，锅内最高温度大约能达到多少？（当时的大气压为100kPa，g值取10N/kg）21世纪教育网版权所有
第3节 大气的压强
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参考答案
1．B
2．C
3．低于
解析：青藏高原与北京地区相比，海拔高度大得多，所以青藏高原地区气压较北京要小，也就是高压锅锅盖外侧和减压阀上表面受到的大气压力要小得多，锅内的水蒸气容易冲开减压阀，使锅内气压减小，达不到在平原地区所能达到的压强，所以在青藏高原地区，高压锅内水的沸点就会低于110℃。
4．50
解：G阀+p0S阀=p内S阀则：G阀=p内S阀-p0S阀=l.5×105Pa×0.1×10-4m2-1.0×105Pa×0.1×10-4m2=0.5N
m=G阀/g=0.5N/10N/kg=50克
5．cm 沸点 3140 水蒸气液化形成小水滴
解：锅内的气压为两个标准大气压，锅外的气压为1个标准大气压，故锅内外的气压差为1个标准大气压，即105Pa；锅盖的面积为S=π（d/2)2=3.14×（0.2/2)2=0.0314m2；压力差为F=PS=105Pa×0.0314m2=3140N；故锅盖与锅之间能承受的拉力应不小于压力差即3140N；
6．（1）天平、砝码、刻度尺 ；（2）①用天平测出减压阀质量m；②用尺测排气孔直径D；
（3）p=p0+mg/[π（D/2)2]=p0+4mg/πD2
7．124℃ 不变
8．（1）设出气口的面积为S，外界大气压为p0，锅内气压为p，限压阀质量为m，当锅内气体压强为1.5个标准气压时，对限压阀受力分析可知：受到竖直向上锅内气体的压强，竖直向下的重力和大气压力，∵限压阀被顶起处于平衡状态，∴pS=p0S+mg，则m= (p-p0)S/g = (1.5×105Pa-1.0×105Pa)×7×10-6m2/10N/kg =0.035kg=35g；
可以增加限压阀的质量来增大锅内气压，提高沸点。
9．（1）高压锅是密封的，锅内水汽化形成的水蒸气不能跑出去，使锅内水面上的气压增大，水的沸点升高；（2）最高温度大约是116℃；（3）增加限压阀的质量。
10．（1）F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N，s=10mm2=0.00001m2，P0=1×105Pa，P1=Fs=1N/0.00001m2=1×105Pa。P内=P0+P1=1×105Pa+1×105Pa=2×105Pa；
（2）P限=P最大-P0=1.8×105Pa-1×105Pa=0.8×105Pa，
F限=P限s=0.8×105Pa×0.00001m2=0.8N，G=F限=0.8N，m=G/g=0.8N/10N/kg=0.08kg=80g。
11．根据表格数据可以看出，气压变化与温度变化的比值恒定，故t=kP+b；其中：k=?t/?p=(110-100)/(1.4-1.0)×105＝2.5×10?4；当t=100℃时，P=105Pa，代入表达式，有：100=2.5×10-4×105+b；解得b=75；故表达式为：t=2.5×10-4P+75当水的沸点为139摄氏度时，气压：P=2.56×105Pa；限压阀的重力：G=（P-P0）×S=（P-P0）×1/4πD2=1.13N；故限压阀的质量为：m=G/g=0.113kg；
12．安全阀产生的压强为p＝＝＝6.37×104Pa，p总＝p0＋p＝1.637×105Pa。依据水的沸点与气压的关系图可知，该压强下水的沸点约为115℃。
答：水温最高可达115℃。
13．80g
14．（1）低压烹调 高压烹调 ；（2）120℃