Question

7．（1）如圖1所示，為了行車安全，公安部門都要求小型客車的駕駛員和前排乘客必須使用安全帶，安全帶是為了防止緊急剎車時(shí)，乘客由于慣性保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而繼續(xù)向前，造成傷害．緊急剎車時(shí)，人向前運(yùn)動(dòng)拉長安全帶，人的動(dòng)能減少，安全帶的彈性勢(shì)能增加．

（2）如圖2甲所示，高壓鍋是生活中一種密閉的加熱容器．鍋蓋中央有一出氣孔，孔上蓋有限壓閥，當(dāng)鍋內(nèi)氣壓達(dá)到限定值時(shí)，限壓閥被鍋內(nèi)氣體頂起放出部分氣體，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)的控制．如圖乙是水的沸點(diǎn)隨鍋內(nèi)氣壓變化的圖象，利用它可以將食物加熱到100℃以上．
①高壓鍋的運(yùn)用了鍋內(nèi)氣壓升高，水的沸點(diǎn)升高的道理．
②由于出氣孔堵塞，可能致使高壓鍋爆炸，現(xiàn)在生產(chǎn)的高壓鍋已普遍增加了放氣孔（甲圖）．放氣孔應(yīng)選用下列哪種材料？D
A．導(dǎo)體     B．絕緣體     C．半導(dǎo)體    D．熔點(diǎn)低的合金
③某高壓鍋內(nèi)氣壓最大為1.3×10⁵Pa，若用此高壓鍋將5kg，初溫為20℃水加熱至沸騰，水吸收的熱量是1.89×10⁶J．（設(shè)的比熱容為4.2×10³ J/（kg•℃） ）
④小明測(cè)得家中高壓鍋出氣孔的面積為15mm²，壓在出氣孔上的安全閥的質(zhì)量為90g．通過計(jì)算并對(duì)照?qǐng)D象（乙圖）說明利用這種高壓鍋燒水時(shí)，最高溫度大約是115℃．（外界大氣壓p₀=1.0×10⁵Pa）

Answer 1

分析 （1）①物體保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性；
②影響動(dòng)能的因素是物體的質(zhì)量和速度，影響彈性勢(shì)能的因素是物體的彈性形變；
（2）①液體的沸點(diǎn)隨液面上氣壓的增大而升高；
②高壓鍋的原理是增加鍋內(nèi)氣壓，提高沸點(diǎn)的原理制造的．
③根據(jù)高壓鍋內(nèi)最大氣壓，從圖象中讀出沸點(diǎn)，然后根據(jù)Q=cm△t計(jì)算水吸收的熱量；
④知道安全閥的質(zhì)量，可以求安全閥對(duì)出氣孔產(chǎn)生的壓力，再利用壓強(qiáng)公式求安全閥對(duì)出氣孔產(chǎn)生的壓強(qiáng)，加上外界大氣壓，得出鍋內(nèi)氣壓，從沸點(diǎn)-氣壓圖象上得出高壓鍋內(nèi)最高溫度．

解答 解：（1）①前排司機(jī)和乘客原來和車一起向前運(yùn)動(dòng)，緊急剎車時(shí)，車由運(yùn)動(dòng)突然變成靜止，而司機(jī)和前排乘客由于具有慣性，繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，容易撞到擋風(fēng)玻璃發(fā)生傷害，所以，公安部門都要求小型客車的駕駛員和前排乘客必須使用安全帶．
②緊急剎車時(shí)，人向前運(yùn)動(dòng)拉長安全帶，速度減小，動(dòng)能減小，安全帶彈性形變變大，彈性勢(shì)能增加；
（2）①高壓鍋的運(yùn)用了鍋內(nèi)氣壓升高，水的沸點(diǎn)升高的道理．
②高壓鍋一旦安全閥失效，鍋內(nèi)氣壓過大，鍋內(nèi)溫度也隨之升高，當(dāng)溫度達(dá)到易熔片的熔點(diǎn)時(shí)，再繼續(xù)加熱易熔片就會(huì)熔化，鍋內(nèi)氣體便從放氣孔噴出，使鍋內(nèi)氣壓減小，從而防止爆炸事故發(fā)生．所以放氣孔應(yīng)選用熔點(diǎn)低的合金．
③根據(jù)高壓鍋內(nèi)氣壓最大為1.3×10⁵Pa，可知沸點(diǎn)為110℃，
水吸收的熱量Q=cm△t=4.2×10³ J/（kg•℃）×5kg×（110℃-20℃）=1.89×10⁶J；
④安全閥對(duì)出氣孔產(chǎn)生的壓力：F=G=mg=90×10^-3kg×10N/kg=0.9N．
s=15mm²=15×10^-6m²，
安全閥對(duì)出氣孔產(chǎn)生的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{0.9N}{15×1{0}^{-6}{m}^{2}}$=6×10⁴Pa，
鍋內(nèi)氣壓：p′=1×10⁵Pa+0.6×10⁵Pa=1.6×10⁵Pa．
從沸點(diǎn)-氣壓圖象上得出高壓鍋內(nèi)溫度：t=115℃．
故答案為：（1）慣性；彈性勢(shì)；（2）①升高；②D；③1.89×10⁶；④115．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)慣性、沸點(diǎn)及沸點(diǎn)與氣壓的關(guān)系、動(dòng)能和勢(shì)能的大小變化、熱量的計(jì)算，壓強(qiáng)公式的理解和運(yùn)用，同時(shí)涉及到大氣壓、從沸點(diǎn)-氣壓圖象搜集信息、單位換算，知識(shí)點(diǎn)多，綜合性強(qiáng)，屬于難題．