6. 如图所示为西汉时期的熊足青铜鼎,该鼎被誉为“古代高压锅”。当鼎内装部分水、盖上鼎盖、闭合锁扣,鼎下堆放干柴燃烧,在标准大气压下,鼎内的水可在120℃沸腾。已知鼎盖面积$S = 200\ \mathrm{cm}^2$。观察下表中水的沸点($T$)与气压($p$)的关系,请回答下列问题:


(1) 根据表格信息可知,水的沸点跟气压大小有关,气压增大时,沸点
(2) 在标准大气压下,鼎内水在120℃时沸腾,此时该鼎内外气体对鼎盖形成的压力差是
(3) 若鼎内的水沸腾时的温度低于120℃,你认为可能的原因是什么?
(1) 根据表格信息可知,水的沸点跟气压大小有关,气压增大时,沸点
升高
(填“升高”“降低”或“不变”)。(2) 在标准大气压下,鼎内水在120℃时沸腾,此时该鼎内外气体对鼎盖形成的压力差是
1980N
。(3) 若鼎内的水沸腾时的温度低于120℃,你认为可能的原因是什么?
鼎盖密封不严密,鼎内压强不够大
。答案
6.(1)升高 (2)1980N (3)鼎盖密封不严密,鼎内压强不够大
解析
【分析】
首先,第一问需对比标准大气压下的沸点和鼎内水的沸点,推导气压与沸点的关系;第二问需将鼎盖面积换算为国际单位,利用压力差公式计算;第三问结合沸点与气压的关系,分析沸点降低的原因。
【解析】
(1) 标准大气压下,水的沸点为100℃,鼎内水在120℃沸腾,说明鼎内气压大于标准大气压,因此气压增大时,沸点升高。
(2) 鼎盖面积换算:$S=200\ \mathrm{cm}^2=200×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=0.02\ \mathrm{m}^2$;根据压力差公式$\Delta F=\Delta p · S$,代入数据计算得鼎内外压力差为1980N。
(3) 水的沸点随气压减小而降低,若沸腾温度低于120℃,说明鼎内气压偏小,原因是鼎盖密封不严密,鼎内压强不够大。
【答案】
(1)升高 (2)1980N (3)鼎盖密封不严密,鼎内压强不够大
【知识点】
气压与沸点的关系;压力差的计算
【点评】
本题结合古代器具考查物理知识,将气压与沸点的关系、压力计算与实际应用结合,注重知识的理解与运用,难度适中。
【难度系数】
0.6
首先,第一问需对比标准大气压下的沸点和鼎内水的沸点,推导气压与沸点的关系;第二问需将鼎盖面积换算为国际单位,利用压力差公式计算;第三问结合沸点与气压的关系,分析沸点降低的原因。
【解析】
(1) 标准大气压下,水的沸点为100℃,鼎内水在120℃沸腾,说明鼎内气压大于标准大气压,因此气压增大时,沸点升高。
(2) 鼎盖面积换算:$S=200\ \mathrm{cm}^2=200×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=0.02\ \mathrm{m}^2$;根据压力差公式$\Delta F=\Delta p · S$,代入数据计算得鼎内外压力差为1980N。
(3) 水的沸点随气压减小而降低,若沸腾温度低于120℃,说明鼎内气压偏小,原因是鼎盖密封不严密,鼎内压强不够大。
【答案】
(1)升高 (2)1980N (3)鼎盖密封不严密,鼎内压强不够大
【知识点】
气压与沸点的关系;压力差的计算
【点评】
本题结合古代器具考查物理知识,将气压与沸点的关系、压力计算与实际应用结合,注重知识的理解与运用,难度适中。
【难度系数】
0.6
7. 将饮料盒中的果汁倒入杯中时,经常会出现果汁流出断断续续的现象。为了避免这种情况的发生,采用图中甲、乙哪种方式倒果汁会更容易?请你动手试一试,并用科学知识解释两种方式效果不同的原因。

答案
采用乙方式倒果汁更容易。原因:乙方式中,倒果汁时空气可顺利进入饮料盒,使盒内气压与外界大气压相等,果汁在重力作用下持续流出;甲方式中,果汁流出会阻碍空气进入盒内,导致盒内气压小于外界大气压,果汁流出断断续续。
解析
【分析】
要解决这个问题,需对比甲、乙两种倒果汁方式中空气能否顺利进入饮料盒,进而分析盒内外气压变化对果汁流出的影响。核心是利用大气压的知识:当盒内外气压相等时,果汁能持续流出;若盒内气压小于外界大气压,果汁流出会受阻碍。甲方式的开口易被果汁堵住,空气无法进入,盒内气压降低;乙方式开口不会被果汁堵住,空气可顺利进入,保持盒内外气压平衡,因此乙方式更易倒出果汁。
【解析】
1. 分析甲方式:采用甲方式倒果汁时,果汁流出的通道与空气进入的通道重合,果汁流出过程中会堵住空气进入的路径,导致外界空气无法顺利进入饮料盒内,盒内气体体积增大,气压减小,小于外界大气压,在外界大气压的作用下,果汁流出会断断续续。
2. 分析乙方式:采用乙方式倒果汁时,开口位置不会被流出的果汁完全堵住,外界空气可以顺利进入饮料盒内,使盒内气压始终与外界大气压相等,果汁在重力的持续作用下能够稳定流出,因此倒果汁更顺畅。
【答案】
采用乙方式倒果汁更容易。原因:乙方式中,倒果汁时空气可顺利进入饮料盒,使盒内气压与外界大气压相等,果汁在重力作用下持续流出;甲方式中,果汁流出会阻碍空气进入盒内,导致盒内气压小于外界大气压,果汁流出断断续续。
【知识点】
大气压的应用
【点评】
本题结合生活中倒果汁的常见现象,考查大气压的相关知识,要求学生将物理原理与实际生活结合,分析气压差对液体流动的影响,体现了物理知识在生活中的应用。
【难度系数】
0.5
要解决这个问题,需对比甲、乙两种倒果汁方式中空气能否顺利进入饮料盒,进而分析盒内外气压变化对果汁流出的影响。核心是利用大气压的知识:当盒内外气压相等时,果汁能持续流出;若盒内气压小于外界大气压,果汁流出会受阻碍。甲方式的开口易被果汁堵住,空气无法进入,盒内气压降低;乙方式开口不会被果汁堵住,空气可顺利进入,保持盒内外气压平衡,因此乙方式更易倒出果汁。
【解析】
1. 分析甲方式:采用甲方式倒果汁时,果汁流出的通道与空气进入的通道重合,果汁流出过程中会堵住空气进入的路径,导致外界空气无法顺利进入饮料盒内,盒内气体体积增大,气压减小,小于外界大气压,在外界大气压的作用下,果汁流出会断断续续。
2. 分析乙方式:采用乙方式倒果汁时,开口位置不会被流出的果汁完全堵住,外界空气可以顺利进入饮料盒内,使盒内气压始终与外界大气压相等,果汁在重力的持续作用下能够稳定流出,因此倒果汁更顺畅。
【答案】
采用乙方式倒果汁更容易。原因:乙方式中,倒果汁时空气可顺利进入饮料盒,使盒内气压与外界大气压相等,果汁在重力作用下持续流出;甲方式中,果汁流出会阻碍空气进入盒内,导致盒内气压小于外界大气压,果汁流出断断续续。
【知识点】
大气压的应用
【点评】
本题结合生活中倒果汁的常见现象,考查大气压的相关知识,要求学生将物理原理与实际生活结合,分析气压差对液体流动的影响,体现了物理知识在生活中的应用。
【难度系数】
0.5
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