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6. 洪涝灾害后，排涝是恢复生产生活的
重要工作。如图为离心式水泵结构
图。从下列步骤中选择正确的步骤解
释离心式水泵的工作原理。①泵壳里
的水被甩出 ②泵壳内形成低压区
③泵壳内形成高压区 ④叶轮将水抽
上来 ⑤大气压将水压上来
泵内灌满水后，启动叶轮→
→
出，如此循环，水就源源不断地从低
处抽到高处了。
重要工作。如图为离心式水泵结构
图。从下列步骤中选择正确的步骤解
释离心式水泵的工作原理。①泵壳里
的水被甩出 ②泵壳内形成低压区
③泵壳内形成高压区 ④叶轮将水抽
上来 ⑤大气压将水压上来
泵内灌满水后，启动叶轮→
①
→
②
→⑤
，水又被甩出，如此循环，水就源源不断地从低
处抽到高处了。
答案
6.①②⑤
解析
【分析】
我们可以顺着离心式水泵启动后的工作逻辑逐步推导：首先已知启动叶轮前泵内已经预先灌满了水，第一步高速旋转的叶轮会先带动泵壳内已有的水运动，在离心力作用下把泵壳里的水向外甩出，对应步骤①；水被甩出后，泵壳内部没有水填充，内部气压会远低于外界大气压，形成低压区，对应步骤②；此时外界大气压作用在低处的水面上，就会把水沿着进水管压入低压的泵壳内，对应步骤⑤，之后新进入泵壳的水又会被叶轮甩出，不断循环就实现了持续抽水。要注意叶轮无法直接抽取低处的水，也不会在水刚被甩出时就形成高压区，因此可以排除③④的错误顺序。
【解析】
当泵内预先灌满水，启动叶轮后：
1. 高速转动的叶轮带动泵壳内预先灌入的水同步转动，在离心力的作用下，泵壳里的水被甩出，对应步骤①；
2. 泵壳内的水被甩出后，内部空间的气体压强大幅降低，形成远小于外界大气压的低压区，对应步骤②；
3. 由于泵壳内压强远小于外界大气压，低处水面上的大气压就会将水压入进水管，送入泵壳内部，对应步骤⑤；
后续新进入泵壳的水又会被叶轮甩出，重复上述过程，水就源源不断地从低处抽到高处。
【答案】
①；②；⑤
【知识点】
大气压的应用，离心式水泵原理
【点评】
本题结合排涝的实际场景考察离心式水泵的工作流程，核心是理解离心式水泵本质是依靠大气压来提升低处的水，叶轮的作用是甩出泵内原有水制造低压区，不少同学容易错误认为叶轮可以直接抽取低处的水，理清先后逻辑顺序即可顺利解题。
【难度系数】
0.7
我们可以顺着离心式水泵启动后的工作逻辑逐步推导：首先已知启动叶轮前泵内已经预先灌满了水，第一步高速旋转的叶轮会先带动泵壳内已有的水运动，在离心力作用下把泵壳里的水向外甩出，对应步骤①；水被甩出后，泵壳内部没有水填充，内部气压会远低于外界大气压，形成低压区，对应步骤②；此时外界大气压作用在低处的水面上，就会把水沿着进水管压入低压的泵壳内，对应步骤⑤，之后新进入泵壳的水又会被叶轮甩出，不断循环就实现了持续抽水。要注意叶轮无法直接抽取低处的水，也不会在水刚被甩出时就形成高压区，因此可以排除③④的错误顺序。
【解析】
当泵内预先灌满水，启动叶轮后：
1. 高速转动的叶轮带动泵壳内预先灌入的水同步转动，在离心力的作用下，泵壳里的水被甩出，对应步骤①；
2. 泵壳内的水被甩出后，内部空间的气体压强大幅降低，形成远小于外界大气压的低压区，对应步骤②；
3. 由于泵壳内压强远小于外界大气压，低处水面上的大气压就会将水压入进水管，送入泵壳内部，对应步骤⑤；
后续新进入泵壳的水又会被叶轮甩出，重复上述过程，水就源源不断地从低处抽到高处。
【答案】
①；②；⑤
【知识点】
大气压的应用，离心式水泵原理
【点评】
本题结合排涝的实际场景考察离心式水泵的工作流程，核心是理解离心式水泵本质是依靠大气压来提升低处的水，叶轮的作用是甩出泵内原有水制造低压区，不少同学容易错误认为叶轮可以直接抽取低处的水，理清先后逻辑顺序即可顺利解题。
【难度系数】
0.7
7. 高压锅在厨房里是一种常见的烹饪
工具。现测得某品牌高压锅锅盖直
径20厘米，锅盖上的竖直排气孔的
横截面积10毫米²，限压阀的质量
100克，锅内的压强每增加$4×10^{3}$
帕，液体的沸点增加1 ℃。标准大气
压$(1×10^{5}Pa)$下水的沸点为100 ℃。
(1)该款高压锅设计是针对标准大气
压的地区使用，水的沸点可以达
到多少摄氏度？g取10 N/kg
(2)若将该款高压锅拿到青藏高原使
用，水的沸点将如何变化？
(3)某科学小组的同学针对普通高压
锅不能调温度的缺点，对普通高
压锅进行了技术改造。如图乙所
示，其工作原理：调节螺丝可以上
下旋转，当往下旋转时，弹簧对限
压阀的压力变大。若要增大锅内
蒸煮时的温度，可以采用的方法
是
A. 适当减小排气孔的直径
B. 调节螺丝往上旋转
C. 调节螺丝往下旋转
D. 适当加大火力蒸煮
工具。现测得某品牌高压锅锅盖直
径20厘米，锅盖上的竖直排气孔的
横截面积10毫米²，限压阀的质量
100克，锅内的压强每增加$4×10^{3}$
帕，液体的沸点增加1 ℃。标准大气
压$(1×10^{5}Pa)$下水的沸点为100 ℃。
(1)该款高压锅设计是针对标准大气
压的地区使用，水的沸点可以达
到多少摄氏度？g取10 N/kg
(2)若将该款高压锅拿到青藏高原使
用，水的沸点将如何变化？
变低
(3)某科学小组的同学针对普通高压
锅不能调温度的缺点，对普通高
压锅进行了技术改造。如图乙所
示，其工作原理：调节螺丝可以上
下旋转，当往下旋转时，弹簧对限
压阀的压力变大。若要增大锅内
蒸煮时的温度，可以采用的方法
是
AC
填字母。A. 适当减小排气孔的直径
B. 调节螺丝往上旋转
C. 调节螺丝往下旋转
D. 适当加大火力蒸煮
答案
7.(1)根据题意 $p_{里}S=p_{外}S+mg$ 则 $p_{里}$
$=\frac{p_{外}S+mg}{S}=p_{外}+\frac{mg}{S}=1.0× 10^{5}\ \mathrm{Pa}+$
$\frac{0.1\ \mathrm{kg}× 10\ \mathrm{N/kg}}{1× 10^{-5}\ \mathrm{m}^{2}}=2.0× 10^{5}\ \mathrm{Pa}$,锅内气压为 $\Delta p=p_{里}$
$-p_{外}=2.0× 10^{5}\ \mathrm{Pa}-1.0× 10^{5}\ \mathrm{Pa}=1.0× 10^{5}\ \mathrm{Pa}$,水的
沸点可以达到 $100\ °\mathrm{C}+(\frac{\Delta p}{4.0× 10^{3}\ \mathrm{Pa}})× 1\ °\mathrm{C}=125\ °\mathrm{C}$,
水的沸点可以达到125摄氏度 (2)变低 (3)AC
$=\frac{p_{外}S+mg}{S}=p_{外}+\frac{mg}{S}=1.0× 10^{5}\ \mathrm{Pa}+$
$\frac{0.1\ \mathrm{kg}× 10\ \mathrm{N/kg}}{1× 10^{-5}\ \mathrm{m}^{2}}=2.0× 10^{5}\ \mathrm{Pa}$,锅内气压为 $\Delta p=p_{里}$
$-p_{外}=2.0× 10^{5}\ \mathrm{Pa}-1.0× 10^{5}\ \mathrm{Pa}=1.0× 10^{5}\ \mathrm{Pa}$,水的
沸点可以达到 $100\ °\mathrm{C}+(\frac{\Delta p}{4.0× 10^{3}\ \mathrm{Pa}})× 1\ °\mathrm{C}=125\ °\mathrm{C}$,
水的沸点可以达到125摄氏度 (2)变低 (3)AC
解析
【分析】
这道题围绕高压锅的工作原理展开，解题思路如下：
1. 第一问首先对限压阀进行受力分析，当限压阀刚好被锅内气体顶起时处于平衡状态，锅内气体向上的压力等于外界大气压向下的压力加上限压阀自身的重力，据此推导出锅内的最大压强；再计算锅内压强和标准大气压的差值，结合题目给出的“压强每增加4×10³Pa沸点升高1℃”的条件，就能算出对应的水的沸点，计算过程中要先把所有物理量统一为国际单位，避免单位换算错误。
2. 第二问，青藏高原海拔高，外界大气压远低于标准大气压，限压阀被顶起时锅内的压强等于外界大气压加上限压阀重力产生的附加压强，外界气压变小，锅内能达到的最大压强就比标准大气压地区的小，对应的沸点就会变低。
3. 第三问，要增大锅内蒸煮的温度，本质是要增大锅内的最大压强，逐一分析选项：要让锅内最大压强变大，要么增大作用在限压阀上的向下的总压力，要么减小排气孔的横截面积，据此判断各个选项的正误即可。
【解析】
(1) 当限压阀即将被顶起时，受力平衡，可得：
$p_{内}S = p_0 S + mg$
代入已知条件：外界标准大气压$p_0=1×10^5\ \mathrm{Pa}$，限压阀质量$m=100\mathrm{g}=0.1\mathrm{kg}$，排气孔横截面积$S=10\mathrm{mm}^2=1×10^{-5}\mathrm{m}^2$，$g=10\mathrm{N/kg}$，变形得锅内最大压强：
$p_{内}=p_0 + \frac{mg}{S}=1×10^5\ \mathrm{Pa}+\frac{0.1\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}}{1×10^{-5}\mathrm{m}^2}=2×10^5\ \mathrm{Pa}$
锅内压强相比标准大气压的增量：
$\Delta p = p_{内}-p_0=2×10^5\ \mathrm{Pa}-1×10^5\ \mathrm{Pa}=1×10^5\ \mathrm{Pa}$
根据题意，沸点升高的数值为$\frac{\Delta p}{4×10^3\mathrm{Pa}}×1℃=\frac{1×10^5\mathrm{Pa}}{4×10^3\mathrm{Pa}}×1℃=25℃$
因此水的沸点为$100℃+25℃=125℃$。
(2) 青藏高原外界大气压小于标准大气压，限压阀被顶起时锅内的最大压强比标准大气压地区更小，因此水的沸点变低。
(3) 要增大锅内蒸煮温度，需要增大锅内的最大压强：
A. 适当减小排气孔的直径，排气孔横截面积S减小，向下总压力不变时，锅内能达到的最大压强变大，沸点升高，符合要求；
B. 调节螺丝往上旋转，弹簧对限压阀的压力变小，向下总压力变小，锅内最大压强变小，沸点降低，不符合要求；
C. 调节螺丝往下旋转，弹簧对限压阀的压力变大，向下总压力变大，锅内最大压强变大，沸点升高，符合要求；
D. 适当加大火力蒸煮，只能加快水的汽化速度，无法提高锅内最大压强，不能提升沸点，不符合要求；
因此选AC。
【答案】
(1) 125℃
(2) 变低
(3) AC
【知识点】
压强计算，沸点与气压关系，受力平衡分析
【点评】
本题结合生活中常见的高压锅场景命题，将力学压强和热学沸点变化的知识点结合，重点考察限压阀的受力平衡分析，易错点是单位换算，比如排气孔面积从平方毫米转换为平方米的过程，要注意单位换算的进率，避免换算错误导致结果偏差，同时要理解高压锅的工作本质是通过密封提升锅内气压从而提升沸点。
【难度系数】
0.6
这道题围绕高压锅的工作原理展开，解题思路如下：
1. 第一问首先对限压阀进行受力分析，当限压阀刚好被锅内气体顶起时处于平衡状态，锅内气体向上的压力等于外界大气压向下的压力加上限压阀自身的重力，据此推导出锅内的最大压强；再计算锅内压强和标准大气压的差值，结合题目给出的“压强每增加4×10³Pa沸点升高1℃”的条件，就能算出对应的水的沸点，计算过程中要先把所有物理量统一为国际单位，避免单位换算错误。
2. 第二问，青藏高原海拔高，外界大气压远低于标准大气压，限压阀被顶起时锅内的压强等于外界大气压加上限压阀重力产生的附加压强，外界气压变小，锅内能达到的最大压强就比标准大气压地区的小，对应的沸点就会变低。
3. 第三问，要增大锅内蒸煮的温度，本质是要增大锅内的最大压强，逐一分析选项：要让锅内最大压强变大，要么增大作用在限压阀上的向下的总压力，要么减小排气孔的横截面积，据此判断各个选项的正误即可。
【解析】
(1) 当限压阀即将被顶起时，受力平衡，可得：
$p_{内}S = p_0 S + mg$
代入已知条件：外界标准大气压$p_0=1×10^5\ \mathrm{Pa}$，限压阀质量$m=100\mathrm{g}=0.1\mathrm{kg}$，排气孔横截面积$S=10\mathrm{mm}^2=1×10^{-5}\mathrm{m}^2$，$g=10\mathrm{N/kg}$，变形得锅内最大压强：
$p_{内}=p_0 + \frac{mg}{S}=1×10^5\ \mathrm{Pa}+\frac{0.1\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}}{1×10^{-5}\mathrm{m}^2}=2×10^5\ \mathrm{Pa}$
锅内压强相比标准大气压的增量：
$\Delta p = p_{内}-p_0=2×10^5\ \mathrm{Pa}-1×10^5\ \mathrm{Pa}=1×10^5\ \mathrm{Pa}$
根据题意，沸点升高的数值为$\frac{\Delta p}{4×10^3\mathrm{Pa}}×1℃=\frac{1×10^5\mathrm{Pa}}{4×10^3\mathrm{Pa}}×1℃=25℃$
因此水的沸点为$100℃+25℃=125℃$。
(2) 青藏高原外界大气压小于标准大气压，限压阀被顶起时锅内的最大压强比标准大气压地区更小，因此水的沸点变低。
(3) 要增大锅内蒸煮温度，需要增大锅内的最大压强：
A. 适当减小排气孔的直径，排气孔横截面积S减小，向下总压力不变时，锅内能达到的最大压强变大，沸点升高，符合要求；
B. 调节螺丝往上旋转，弹簧对限压阀的压力变小，向下总压力变小，锅内最大压强变小，沸点降低，不符合要求；
C. 调节螺丝往下旋转，弹簧对限压阀的压力变大，向下总压力变大，锅内最大压强变大，沸点升高，符合要求；
D. 适当加大火力蒸煮，只能加快水的汽化速度，无法提高锅内最大压强，不能提升沸点，不符合要求；
因此选AC。
【答案】
(1) 125℃
(2) 变低
(3) AC
【知识点】
压强计算，沸点与气压关系，受力平衡分析
【点评】
本题结合生活中常见的高压锅场景命题，将力学压强和热学沸点变化的知识点结合，重点考察限压阀的受力平衡分析，易错点是单位换算，比如排气孔面积从平方毫米转换为平方米的过程，要注意单位换算的进率，避免换算错误导致结果偏差，同时要理解高压锅的工作本质是通过密封提升锅内气压从而提升沸点。
【难度系数】
0.6
