深圳南山实验学校初中部物理物态变化实验专题练习解析版.docx
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深圳南山实验学校初中部物理物态变化实验专题练习解析版
一、初二物理物态变化实验易错压轴题(难)
1.在“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验中,小明将质量相同的A、B两种不同的粉末分别装在两个相同的试管中,同时放在一个装有水的烧杯中加热,实验装置如图甲所示。
实验过程中,当温度升至40℃时,她每隔1min记录一次A、B的温度和状态,并根据实验数据绘制了如图乙所示的图像:
(1)根据图乙的温度曲线判断,____(选填“A或B”)是一种晶体;
(2)B液体的沸点是100℃,如果持续加热,B____(选填“会”或“不会”)沸腾;
(3)当它们都成液态后,从第10min加热到第12min,吸收的热量_____(选填“A”“B”或“一样”)多。
他发现B升温更慢,这是由于_________。
【答案】A不会一样B的比热容大(或吸热能力强)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图乙知,A在熔化过程温度保持不变,而B的温度一直在上升,所以A是一种晶体。
(2)[2]装有AB的两个试管都放在水中,B的沸点是100℃,给烧杯中的水加热,其温度上升,然后通过热传递,把热量传给试管中的B,当烧杯中的水温度升高到沸点100℃时,开始沸腾,温度保持不变,而B在温度未达到100℃前,可以继续吸热,但温度达到100℃时,便不能继续吸热了,所以不会沸腾。
(3)[3][4]装有AB的试管都放在水中,所以在相同的时间内吸收的热量相同,而B升温慢,这是由于B的比热容大。
2.某一小组用图甲所示装置“比较不同液体吸热升温特点”.在两个相同烧杯中分别加入质量、初温相同的水和食盐水,用相同酒精灯加热直到沸腾.
(1)分别测量出水和食盐水的沸点,发现食盐水的沸点比水高.其中水沸腾时温度计的局部放大图如乙图所示,水的沸点为_______℃.
(2)实验中加热食盐水到沸腾需要的时间长,说明食盐水吸收的热量比水_______(选填“多”或“少”).
(3)能否仅由“加热食盐水到沸腾需要的时间长”得出食盐水比热容大的结论?
答:
_________;
其原因是:
_____________________.
【答案】98多不能实验中没有保持二者质量和升高的温度相同
【解析】
【分析】
(1)根据图中所示温度计示数为98℃;
(2)在相同的酒精灯下,向相同的烧杯加热,要比较吸收热量的多少,就得比较加热时间的多少,而实验中加热食盐水所用时间多,则其吸收的热量也多;
(3)要比较比热容的大小,必须得控制其他物理量不变,保证质量不变,还有一个因素,得使两者的温度差相同,才可以比较比热容的大小。
【详解】
(1)根据图中所示,温度计示数为98℃,所以水的沸点为98℃;
(2)我们知道要比较物质吸收热量的多少,就得比较加热时间的多少;
(3)要比较其中一个物理量的大小,就得控制其他物理量不变,所以在其他物理量不变的情况下才能比较,而实验中没有保持二者质量和升高的温度相同。
故答案为:
(1)98;
(2)多;(3)不能;实验中没有保持二者质量和升高的温度相同。
3.在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中:
(1)如图甲所示是某小组安装的实验装置,以下器材的合理安装顺序是_____(填序号)
①装水的烧杯
②酒精灯
③铁杆A和温度计(含厚纸盖)
④铁圈B和石棉网
(2)下表是小强记录的实验数据.
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
温度/℃
88
90
92
94
96
98
98
98
请根据上表数据绘出水温与时间的关系图象____________
(3)小明撤掉酒精灯水停止沸腾后,发现有段时间烧杯底部的温度仍高于杯内水的温度,水不会继续沸腾的原因是_____.
【答案】②④①③
杯内的水沸腾需要吸收热量,烧杯底部吸收的热量不能够提供水沸腾所需的热量
【解析】
【详解】
(1)酒精灯要使用外焰加热,所以合理顺序应先放好酒精灯,由其外焰高度确定铁圈及石棉网的高度,温度计测量液体温度时,玻璃泡要浸没在液体中,不能接触容器底和壁,所以接着应放置烧杯,最后安装温度计,即合理安装顺序为:
②④①③;
(2)由表格中的数据描点连线得:
(3)小明撤掉酒精灯水停止沸腾后,发现有段时间烧杯底部的温度仍高于杯内水的温度,水不会继续沸腾的原因是杯内的水沸腾需要吸收热量,烧杯底部吸收的热量不能够提供水沸腾所需的热量.
4.在“观察水的沸腾”的实验中:
(1)请你指出图1中实验操作错误之处是______;
(2)图2______(选填“甲”或“乙”)是水在沸腾时的情况。
水沸腾后继续给水加热,水的温度______;
(3)水沸腾时,可以看到水面上不停的冒“白气”,产生此现象的原因是______(填物态变化名称);
(4)实验结束后,同学们相互交流时,有的小组觉得把水加热到沸腾的时间过长,请你说出一条缩短加热时间的方法______。
【答案】温度计的玻璃泡碰到了容器底甲不变液化用温度较高的水实验
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]图中温度计的玻璃泡碰到了容器底,这样测量的温度不是液体的温度了,同时还容易损坏温度计。
(2)[2][3]水在沸腾过程中有大量气泡产生,并且气泡在上升过程中体积逐渐增大,到最后破裂,故甲图表示水在沸腾时的情况,水在沸腾过程中吸热但温度保持不变。
(3)[4]水在沸腾过程中,产生大量高温的水蒸气,遇冷会液化成大量的小水滴,这就是我们看到的“白气”。
(4)[5]水加热时间过长的原因有很多:
可能是水的初温太低,用温度较高的水实验;也可能是水量太多,适当减少水的质量;也可能是酒精灯火焰太小,可以增大火焰,也可能是周围的环境温度过低。
5.如图中,图甲所示,是“探究物质的熔化规律”的实验装置。
甲乙两组同学选取了“萘”和“石蜡”两种物质进行实验。
实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内,再放入大烧杯的水中,观察固体的熔化过程。
(1)试管内物质在熔化过程中,某同学根据实验记录的数据描绘出萘的温度随时间变化的图像,由图可知萘是______(选填“晶体”或“非晶体”)。
(2)在该物质熔化过程中,如果将试管从烧杯中拿出来,该物质将停止熔化。
将试管放回烧杯后,该物质又继续熔化。
说明固体熔化时需要______(选填“吸收”或“放出”)热量
(3)根据图像,该物质在第5min时处于______态,(选填“固”“液”“固液共存”),该物质的熔点为______℃,仔细观察图像发现,该物质熔化前(AB段)升温比熔化后(CD段)升温______(选填“快”或“慢”)。
(4)把试管中的固体换成水,使用以上装置做水沸腾实验,当烧杯的水沸腾时,试管中的水______沸腾(选填“会”或“不会”)。
【答案】晶体吸收固液共存80快不会
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图像知,萘在熔化过程中温度保持80℃不变,所以萘是晶体,且熔点为80℃。
(2)[2]物质熔化时,把试管取出,物质停止熔化,放回烧杯物质继续熔化,可见物质熔化时需要吸收热量。
(3)[3]物质在第5min时处于熔化过程,物质处于固液共存状态。
[4]物质不断吸收热量,温度保持80℃不变,所以该物质的熔点是80℃。
[5]物质是固态时,吸热3min,物质温度升高了20℃。
物质是液态时,吸热2min,物质温度升高了不到10℃。
所以该物质熔化前(AB段)升温比熔化后(CD段)升温慢。
(4)[6]试管中的水能达到沸点,但是试管中的水和烧杯中的水温度相同,试管中的水不能继续吸收热量,所以试管中的水不能进行沸腾。
6.物理兴趣小组进行“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验。
(1)需要安装的实验器材有:
A.烧杯和水;B.酒精灯;C.带孔硬纸板和温度计;D.铁圈和石棉网。
装置如图甲所示,安装顺序是___________(填字母);
(2)在烧杯上加带孔硬纸板的目的是:
_________________________________;
(3)甲、乙两同学用同样的实验装置,在相同的实验环境下分别用质量为m甲和m乙的水进行实验,根据实验数据描绘的温度随时间变化的图象如图乙所示,分析图象可知:
m甲___m乙(选填“<”“=”或“>”),两同学测得水的沸点为________℃
【答案】B、D、A、C减少热量散失<98
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]实验器材的安装按照先下后上的原则,先把酒精灯点燃放在铁架台上,然后把铁圈固定在酒精灯的外焰处,依次放烧杯纸板温度计,故安装的顺序是B、D、A、C。
(2)[2]为了缩短加热时间,可以在烧杯上加带孔的纸板,这样可以减少热量散失。
(3)[3][4]由公式Q吸=cmΔt和图乙可知,甲3min沸腾,乙6min沸腾,乙的加热时间长,故乙吸热多,比热容、温度变化量相同,吸热多的,质量大,所以乙的质量大;由图可知,两同学测得水的沸点为98℃。
7.如图甲是小明、小红两名同学分别探究“水的沸腾”的实验装置,他们所用的器材规格完全相同.
(1)安装实验器材时,应按照_____________的顺序进行(选填“自下而上”或“自上而下”).
(2)安装好器材开始实验后,小红如图甲所示进行读数,其错误之处是:
读数时,视线没有与温度计中液柱的上表面___________.
(3)读数时小明发现A点有小水滴影响读数,小水滴的成因是______________(填物态变化名称),而按乙图改进后可以顺利读数.
(4)图丙是两名同学根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像.
①由图像可知,实验室当时的大气压_______(选填“高于”、“低于”或“等于”)1标准大气压.
②若小明和小红所选水的质量分别为m1、m2,根据图像丙分析可知m1_______m2(选填“>”、“<”或“=”).
【答案】自下而上相平液化低于<
【解析】
(1)为便于更好地确定位置,实验装置要按照从下到上的顺序进行安装;
(2)温度计读数时要注意实现与刻度相平;(3)温度计上的小水滴是沸腾时产生的水蒸气遇冷液化而成;(4)由图像知,实验时水的沸点是98℃,不到100℃,所以这时的大气压低于1标准大气压,小明的实验中,水用更短的时间达到沸点,而加热的装置相同,所以小明用的水的质量更小,即m1 <m2.
点睛:
(1)实验时,需用酒精灯的外焰加热,所以要调整好铁圈的高度,然后根据温度计的使用规则固定好其位置;
(2)温度计的使用方法:
温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体,不能碰到容器底和容器壁;温度计要浸入被测液体中稍候一会儿,待示数稳定后再读数;读数时,温度计要继续留在被测液体中,视线要和液柱的上表面相平;(3)液化是物质从气态变为液态的过程,它需要放热;(4)1标准大气压下水的沸点是100℃.沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高.
8.小云在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中用如图所示的装置给水加热直至水沸腾,所作“温度—时间”图象如图丙,请回答:
(1)组装实验器材时,应按照______的顺序(选填“自上而下”或“自下而上”);
(2)实验中,小云观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同,如图甲、乙所示。
表示沸腾前气泡上升情况的是图______;
(3)小云实验时若去掉烧杯上方的盖子,在水的质量、加热条件不变时,他所作的实验图象应该是图丙中的______;(选填“a”、“b”或“c”)
(4)实验完毕,小云撤去酒精灯后发现水继续沸腾了一段时间,原因是______。
【答案】自下而上甲b见解析
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,所以先放好烧杯后,再调节温度计的高度,所以组装实验器材时应按照自下而上的顺序。
(2)[2]沸腾前在气泡上升过程中,下面部分的水先受热温度升高,于是有一部分水汽化成水蒸气形成气泡,气泡所受到的浮力大于自身的重力导致气泡上升,而由于水是热的不良导体,下部分的水温升高,上部分的水温度仍然较低,在气泡上升过程中,气泡遇到温度比它低的冷水,就会有一部分水蒸气放热液化成小水珠,气泡的质量变小了,因此气泡的体积也相应地变小了;如图甲、乙所示,表示沸腾前气泡上升情况的是图甲。
(3)[3]小云实验时若去掉烧杯上方的盖子热量散失,在水的质量、加热条件不变时,水升温的速率降低,需要加热时间变长,但沸腾时的温度不变,故他所作的实验图象应该是图丙中的b。
(4)[4]实验完毕,小云撤去酒精灯后发现水继续沸腾了一段时间,这是因为酒精灯撤走后,烧杯底部的温度还是接近火焰温度,远大于水的沸点,相对水而言烧杯继续在给水加热,所以水会继续沸腾一段时间,属于热量传递现象。
9.如图所示是某校同学做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验装置:
(1)组装实验装置时,放置石棉网的铁圈位置和悬挂温度计的铁夹位置非常重要,其操作顺序是._____(选填序号)
①先调整固定铁圈的位置,再确定铁夹的位置;
②先调整固定铁夹的位置,再确定铁圈的位置.
(2)实验时,向烧杯中倒入热水而不用冷水,这种做法的优点是_____.
(3)在水温升高到88℃时开始计时,每隔1min记录1次温度,直到水沸腾后几分钟为止,记录的数据如表:
分析表记录的实验数据,可知水沸腾时的温度为_____℃,说明此时当地气压_____(填大于、小于或等于)一个标准大气压.
(4)从计时开始到水温刚好达到沸点的过程中,水要持续_____,温度_____(选填“升高”、“降低”或“不变”).
(5)如图中,表明水正处于沸腾的是如图中的_____图(填“a”、“b”).
(6)小明撤掉酒精灯后,发现水未立即停止沸腾,试分析其原因:
_____.
(7)实验中,另一组同学用一根正常温度计测量水温,发现温度计的液柱异常快速上升,可能的原因是_____.
【答案】①缩短实验时间98小于吸热升高a石棉网的温度较高,可以给烧杯中的水继续加热温度计玻璃泡碰触到烧杯底部
【解析】
【分析】
【详解】
(1)在实验中需要用酒精灯的外焰加热,所以应先确定铁圈的高度,故选①;
(2)在实验中,向烧杯内倒入热水,这样可以缩短将水加热至沸腾所需的时间;
(3)由表格中数据可以看出,在加热到第5min、6min、7min、8min时,水的温度为98℃保持不变,所以水的沸点应为98℃;说明此时当地气压小于一个标准大气压;
(4)观察表格中的数据可知,从计时开始到水温刚好达到沸点的过程中,水要持续吸热,温度不断升高;
(5)a图中气泡在上升过程中体积不断增大,所以是沸腾时的现象.随着气泡的上升,受到水的压力逐渐减小,所以气泡逐渐变大;b图气泡在上升过程中体积减小,所以是沸腾前的现象;
(6)小明撤掉酒精灯后,但石棉网的温度较高,可以给烧杯中的水继续加热,所以烧杯中的水不会立即停止沸腾.
(7)烧杯的底部与石棉网接触,受酒精灯直接加热,温度升高的快,所以另一组同学用一根正常温度计测量水温,发现温度计的液柱异常快速上升,可能的原因是温度计玻璃泡碰触到烧杯底部.
10._______和沸腾是汽化的两种方式。
如图所示a、b是某同学做观察水沸腾实验时看到的气泡上升情况示意图,其中图________一定是水在沸腾前的情况,图_____则是水沸腾时的情况;当水温升至90℃时,每隔1min记录一次水温,4min后水开始沸腾,接着又观察记录了6min,然后停止加热,沸腾停止。
记录数据如下表:
时间t/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度T/℃
90
92
94
96
98
98
98
95
98
98
该同学根据观察到的现象、分析数据、归纳总结,有如下发现:
(1)水沸腾的时候,是在液体_______和________同时发生的剧烈的汽化现象;
(2)从记录数据看出,在某一次观察记录中有明显错误的是第______min时的数据;
(3)停止加热,沸腾停止,说明沸腾过程需要_______。
你一定还有其他的发现,请写出其中任意一条_______。
【答案】蒸发ba内部表面7吸热水的沸点是98℃
【解析】
【分析】
【详解】
[1]蒸发和沸腾是汽化的两种方式。
[2][3]图a是沸腾时的情况,因其气泡在上升过程中变大,到水面破裂开来;图b是水沸腾前的情况,因其气泡在上升过程中变小,然后消失。
(1)[4][5]水沸腾的时候,是在液体的表面和内部同时发生的剧烈汽化现象。
(2)[6]从记录数据看出,第7min的数据是错误的,因第4min水便开始沸腾,而在沸腾过程,温度是保持不变的。
(3)[7]停止加热,沸腾停止,说明沸腾过程需要吸热。
[8]由表格数据可知,水在98℃时开始沸腾,那么水的沸点是98℃。
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