6. 如图Q9-6所示,建筑工人在盖平房时,为了确定露出地面的地基的四个墙角是否在同一水平面上,常用一种简单的方法:将一根较长的软塑料管装上水,一人拿住管的一端靠在一个墙角A处,在墙上记下塑料管中水面的位置,另一人拿住管的另一端先后靠在另外三个墙角B、C、D处,并分别在墙上记下塑料管中水面的位置,则四个墙角记下的标记一定在同一水平面上,请你解释其中的道理。

塑料管
图Q9-6
塑料管
图Q9-6
答案
此时的塑料管是一个连通器,连通器的特点是装同种液体静止时液面相平,所以可知A点分别与B点、C点、D点在同一水平面上,所以A、B、C、D点一定在同一水平面上。
解析
【分析】
要解释四个墙角的标记在同一水平面,需利用连通器的原理。装水的软塑料管可构成连通器,根据连通器的特性,当管内同种液体静止时,液面会保持相平,因此管两端的水面位置处于同一水平面,对应各墙角的标记位置也在同一水平面。
【解析】
将装水的软塑料管视为连通器,根据连通器的原理:连通器内装入同种液体,当液体静止时,各容器中的液面总保持相平。因此,当塑料管的两端分别靠在A、B、C、D各墙角时,管内的水面会处于同一高度,所以在各墙角墙上记下的水面位置,一定在同一水平面上。
【答案】
此时的塑料管是一个连通器,连通器的特点是装同种液体静止时液面相平,所以可知A点分别与B点、C点、D点在同一水平面上,所以A、B、C、D点一定在同一水平面上。
【知识点】
连通器原理
【点评】
本题考查连通器原理的实际应用,将物理知识与生活中的建筑场景结合,体现了物理知识的实用性,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
要解释四个墙角的标记在同一水平面,需利用连通器的原理。装水的软塑料管可构成连通器,根据连通器的特性,当管内同种液体静止时,液面会保持相平,因此管两端的水面位置处于同一水平面,对应各墙角的标记位置也在同一水平面。
【解析】
将装水的软塑料管视为连通器,根据连通器的原理:连通器内装入同种液体,当液体静止时,各容器中的液面总保持相平。因此,当塑料管的两端分别靠在A、B、C、D各墙角时,管内的水面会处于同一高度,所以在各墙角墙上记下的水面位置,一定在同一水平面上。
【答案】
此时的塑料管是一个连通器,连通器的特点是装同种液体静止时液面相平,所以可知A点分别与B点、C点、D点在同一水平面上,所以A、B、C、D点一定在同一水平面上。
【知识点】
连通器原理
【点评】
本题考查连通器原理的实际应用,将物理知识与生活中的建筑场景结合,体现了物理知识的实用性,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
7. 图Q9-7甲为河北博物院收藏的西汉时期的四兽纽熊足铜鼎,该鼎被誉为“古代高压锅”。在外界为标准大气压的环境下,鼎内的水可在120 ℃沸腾。

(1)高压锅的原理是:气压越高,沸点越
(2)在参观完四兽纽熊足铜鼎之后,小明对高压锅结构产生了极大的兴趣。于是回家后,他测得家中水平放置的高压锅出气孔的横截面积$S$为$10^{-5}\ \mathrm{m}^2$,压在出气孔上的限压阀的质量为60 g,如图Q9-7乙所示。请计算限压阀自重对出气孔处气体所产生的压强。
(3)当高压锅内气压增大到某一值时,锅内气体就能自动顶开限压阀放气。在外界为标准大气压的环境下,小明家的高压锅内的气体能达到的最大压强是多少?对照如图Q9-7丙所示的水的沸点与气压的关系图线,利用这种高压锅烧煮食物时可以达到的最高温度大约是多少?(标准大气压值取$1.0× 10^5\ \mathrm{Pa}$,$g$取10 N/kg)
(1)高压锅的原理是:气压越高,沸点越
高
(选填“高”或“低”)。(2)在参观完四兽纽熊足铜鼎之后,小明对高压锅结构产生了极大的兴趣。于是回家后,他测得家中水平放置的高压锅出气孔的横截面积$S$为$10^{-5}\ \mathrm{m}^2$,压在出气孔上的限压阀的质量为60 g,如图Q9-7乙所示。请计算限压阀自重对出气孔处气体所产生的压强。
(3)当高压锅内气压增大到某一值时,锅内气体就能自动顶开限压阀放气。在外界为标准大气压的环境下,小明家的高压锅内的气体能达到的最大压强是多少?对照如图Q9-7丙所示的水的沸点与气压的关系图线,利用这种高压锅烧煮食物时可以达到的最高温度大约是多少?(标准大气压值取$1.0× 10^5\ \mathrm{Pa}$,$g$取10 N/kg)
答案
7.(1)高
(2)$6×10^4\ \mathrm{Pa}$
(3)$1.6×10^5\ \mathrm{Pa}$ $115\ °\mathrm{C}$
(2)$6×10^4\ \mathrm{Pa}$
(3)$1.6×10^5\ \mathrm{Pa}$ $115\ °\mathrm{C}$
解析
【分析】
本题结合古代铜鼎与高压锅,考查沸点与气压的关系及压强计算。解题思路:(1)根据液体沸点与气压的物理常识直接判断;(2)利用压强公式$p=\frac{F}{S}$,先计算限压阀重力,再结合出气孔横截面积求自重产生的压强;(3)锅内最大压强为外界大气压与限压阀产生的压强之和,再对照沸点-气压图线找到对应温度。
【解析】
(1) 液体的沸点与气压有关,气压越高,沸点越高,因此高压锅的原理是气压越高,沸点越高,故填“高”。
(2) 限压阀质量$m=60\ \mathrm{g}=0.06\ \mathrm{kg}$,其重力$G=mg=0.06\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=0.6\ \mathrm{N}$,限压阀自重对出气孔处气体产生的压强:$p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{0.6\ \mathrm{N}}{10^{-5}\ \mathrm{m}^2}=6×10^4\ \mathrm{Pa}$。
(3) 高压锅内的最大压强:$p_{\mathrm{内}}=p_0 + p=1.0×10^5\ \mathrm{Pa} + 6×10^4\ \mathrm{Pa}=1.6×10^5\ \mathrm{Pa}$;对照图丙,气压为$1.6×10^5\ \mathrm{Pa}$时,对应的水的沸点约为$115\ \mathrm{℃}$,即高压锅烧煮食物可达到的最高温度约为$115\ \mathrm{℃}$。
【答案】
(1) 高;(2) $6×10^4\ \mathrm{Pa}$;(3) $1.6×10^5\ \mathrm{Pa}$,$115\ \mathrm{℃}$
【知识点】
沸点与气压的关系,压强的计算
【点评】
本题将物理知识与生活实际、古代文物结合,考查基础知识点的应用,难度适中,注重对学生知识迁移能力的考查。
【难度系数】
0.6
本题结合古代铜鼎与高压锅,考查沸点与气压的关系及压强计算。解题思路:(1)根据液体沸点与气压的物理常识直接判断;(2)利用压强公式$p=\frac{F}{S}$,先计算限压阀重力,再结合出气孔横截面积求自重产生的压强;(3)锅内最大压强为外界大气压与限压阀产生的压强之和,再对照沸点-气压图线找到对应温度。
【解析】
(1) 液体的沸点与气压有关,气压越高,沸点越高,因此高压锅的原理是气压越高,沸点越高,故填“高”。
(2) 限压阀质量$m=60\ \mathrm{g}=0.06\ \mathrm{kg}$,其重力$G=mg=0.06\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=0.6\ \mathrm{N}$,限压阀自重对出气孔处气体产生的压强:$p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{0.6\ \mathrm{N}}{10^{-5}\ \mathrm{m}^2}=6×10^4\ \mathrm{Pa}$。
(3) 高压锅内的最大压强:$p_{\mathrm{内}}=p_0 + p=1.0×10^5\ \mathrm{Pa} + 6×10^4\ \mathrm{Pa}=1.6×10^5\ \mathrm{Pa}$;对照图丙,气压为$1.6×10^5\ \mathrm{Pa}$时,对应的水的沸点约为$115\ \mathrm{℃}$,即高压锅烧煮食物可达到的最高温度约为$115\ \mathrm{℃}$。
【答案】
(1) 高;(2) $6×10^4\ \mathrm{Pa}$;(3) $1.6×10^5\ \mathrm{Pa}$,$115\ \mathrm{℃}$
【知识点】
沸点与气压的关系,压强的计算
【点评】
本题将物理知识与生活实际、古代文物结合,考查基础知识点的应用,难度适中,注重对学生知识迁移能力的考查。
【难度系数】
0.6
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