内容正文:
跨学科实践作业3
第九章 压强
1.(物理学与日常生活)如图所示为高压锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个帽子为限压阀.当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内气体就会冲开限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体减少.现要用一个直径为24 cm,空心柱小孔横截面积为10 mm2,限压阀的质量为100 g的高压锅来煮饭.(当时的大气压为1.0×105 Pa,g取10 N/kg)
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(1)用高压锅煮饭,可以增大锅内气体的压强,使水的沸点______(选填“升高”或“降低”),从而使饭菜熟得更快.
(2)高压锅是一种实用的厨具,登山队很喜欢使用它,因为在高原上,气压______(选填“高于”或“低于”)标准大气压,水在未达到100 ℃时就开始沸腾.若某型号的高压锅的锅盖面积为450 cm2,当锅内水蒸气的压强达到1.6个当时大气压时,锅内气体对锅盖的作用力(压力)大小为________N.
(3)此高压锅内气体能达到的最大压强为________Pa.
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升高
低于
7.2×103
2×105
(4)下表为不同气压下水的沸点.根据(3)的计算,锅内水的最高温度为_____℃.经商品质量检验部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105 Pa.如果要使此高压锅能继续安全使用,不能使用原来的限压阀,应重新配一个质量为____g的新限压阀.
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p/(×105 Pa) 0.98 1.01 1.13 1.29 1.48 1.69 1.80 2.00
t/℃ 99 100 103 107 111 115 117 120
120
80
2.(物理学与社会发展)阅读短文,回答问题.
小明参观科技馆时,看到下面的资料:“蛟龙号”载人深潜器(如图所示)是我国首台自主设计自主集成研制的作业型深海载人潜水器,也是目前世界上下潜能力最深的作业型载人潜水器.“蛟龙号”可在占世界海洋面积99.8%的广阔海域中使用,对于我国开发利用深海的资源有着重要的意义.
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“蛟龙号”的最大工作设计深度为7 000 m.“蛟龙号”深海通讯靠“声”不靠“电磁”.陆地通信主要靠电磁波,速度可以达到光速,但这一利器到了水中却没了用武之地,电磁波在海水中只能深入几米.“蛟龙号”潜入深海数千米,如何与海面母船保持联系呢? 科学家们研发了具有世界先进水平的高速水声通讯技术,采用声呐通讯.
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(1)潜水器在下潜过程中受到海水的压力逐渐______.
(2)“蛟龙号”下潜到海面下7 000 m 深处时,受到海水的压强是_________
Pa.(海水密度按1.03×103 kg/m3计算,g取10 N/kg)
(3)“蛟龙号”潜入深水时,其工作室内的科学家是靠______与海面上的母船进行信号联系的.
(4)声在水中的传播速度是 1 500 m/s,如果母船上的人向7 000 m深度的“蛟龙号”发出信号,大约经___s收到返回的信号.(结果保留一位小数)
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增大
7.21×107
声呐
9.3
3.(物理学与工程实践)小阳在五一国际劳动节外出旅游乘飞机时,观察到:①飞机在起飞和航行时机翼的仰角不同;②飞机越大其机翼越大.他想探究“机翼获得升力的大小与机翼仰角、机翼面积有什么关系?”(机翼仰角为机翼下表面与水平面的夹角,机翼面积指机翼在水平面上投影的面积)于是,他和兴趣小组的同学们一起利用塑料泡沫等材料自制了三个质量相同、形状相同、面积不同的机翼模型,将它们分别固定在托盘测力计上,在机翼模型的正前方用电扇迎面吹风,来模拟飞机起飞时的气流,实验装置如图所示.(每次吹风前托盘测力计的示数均为3.5 N)
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机翼面积/cm2
测力计的示数/N
机翼仰角 275 395 566
0°(水平) 3.2 2.6
大 3.0 2.9 2.4
较大 2.9 2.8 2.3
最大 3.1 2.9 2.7
(1)电风扇转动后,托盘测力计的示数______(选填“变大”“变小”或“不变”).比较“机翼”上、下方空气的流速,可以得出:“机翼”下方空气流速小,压强____.
(2)当电风扇向左吹风时,以气流为参照物,“机翼”向____(选填“左”或“右”)运动.
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变小
大
右
(3)为了探究“机翼”获得的升力大小与仰角的关系,他们对同一个“机翼”吹风,并保持风速不变,只改变“机翼”的_____大小,观察并记录托盘测力计的示数;在其他条件相同时,更换面积不同的“机翼”重复上述实验.实验数据记录如表所示.
①在实验过程中,当“机翼”仰角为0°、“机翼”面积为395 cm2时,若此时“机翼”获得的升力大小为0.5 N,则托盘测力计的示数为_____N.
②通过实验分析数据可以得出结论:当质量、形状、“机翼”面积和风速相同时,仰角增大,“机翼”获得的升力_