内容正文:
题型04 热学实验题
【专题解读】热学小实验是江苏中考物理常考的题型,注重生活实际问题的解决,注重对实验内容的考察,注重实验探究过程的考查,一般是根据题目呈现的情境,回答实验中要注意的问题,比如器材的选择、安装及调节等,实验现象的观察,实验关键点,对实验中遇到的问题进行正确的排除和操作等;它的特点是借助实验考查,培养学生物理视角和科学思维,培养学生的实验理论思维,有助于学生对物理知识的深化理解和认识。主要考查点集中在水的沸腾实验、冰的熔化实验、比热容实验、热值实验等。主要考查学生的实验操作技能、观察实验能力及应用,考查学生对图像的分析归纳能力。
1. 要熟悉温度计的使用、热学实验器材组装顺序、如何缩短实验时间等等;
2. 熟记各物态变化的吸热、放热情况,理解沸点、熔点、凝固点的意义,会对各实验图像进行正确分析;
3. 理解比热容、热值概念,能利用比热容的意义进行分析;熟悉比热容、热值实验装置异同点及设计目的。
类型一 水的沸腾实验
探究水的沸腾实验,主要考查器材的组装、液体沸腾的条件、液体的沸腾特点、沸点等知识,考查有关温度计的使用和读数,考查学生用数学描点法描绘时间和温度的图像,并考查对图像的分析归纳能力。
1.(2021淮安)小明利用如图甲所示实验装置观察水的沸腾现象。
(1)在安装器材确定B铁圈位置时 (填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。
(2)第4min时温度计示数如图乙所示,此时水的温度是 ℃。小明发现,温度计玻璃外壳有水雾,原因是水蒸气发生 (填物态变化名称)。
(3)由表中数据可知,实验中水的沸点为 ℃,沸腾过程中温度 。
时间t/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度T/℃
90
92
94
96
98
98
98
98
(4)水沸腾时,某一气泡由A处上升至B处,请在图丙中大致画出气泡在B处的大小情况。
(5)实验中,能量从火焰传递给水,却无法从水自动传递给火焰,是因为能量的转移具有 。
【解答】(1)由于要用酒精灯的外焰加热,所以需先根据点燃的酒精灯外焰的高度固定B的高度;
(2)图可知,温度在0℃以上,分度值为1℃,示数为97℃;温度计玻璃外壳有水雾,原因是水蒸气发生液化而来的;
(3)由表中数据可知,水的温度保持在98℃不变,所以水的沸点为98℃;
(4)沸腾是在水的内部和表面同时进行的,沸腾时,气泡在上升过程中,周围的水变为水蒸气,这些水蒸气汇集在气泡中,使气泡越来越大,如图所示:
(5)实验中,能量只能自发地由酒精灯的火焰传递给水,却不会反过来传递,这是因为能量的转移具有方向性。
故答案为:(1)需要;(2)97;液化;(3)98;不变;(4)如上图所示;(5)方向性。
2. (2020·朝阳)利用如图甲所示的装置做“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验。
(1)装置图中有一处明显的错误,请指出错误之处: ;
(2)在烧杯上放置一个纸板,其目的是 ;
(3)乙图中a图像是实验小组根据记录绘制的水沸腾图像,根据图像可以得出水沸腾时的特点是 ;当地大气压 (高于/等于/低于)一标准大气压;
(4) 如果减少烧杯中水的质量,水沸腾时图像可能是图乙中的 (b/c/d)。
【解答】(1)温度计在使用时,温度计的玻璃泡不能与容器底或容器壁接触,图中温度计的玻璃泡与容器壁接触;
(2) 为了节约实验时间,可以在烧杯上放置一个纸板,其目的是减少热量散失,缩短加热时间;
(3)根据图象得出:液体沸腾时的特点:继续加热,温度保持不变;液体的沸点随气压的增大而升高。由图像可知水的沸点为98℃,低于标准大气压下的100℃,所以当地大气压低于一标准大气压;
(4)如果减少烧杯中水的质量,能缩短实验时间,而水水的沸点保持不变,因此沸腾时图像可能是图乙中的c。
故答案为:(1) 温度计的玻璃泡接触了烧杯底部;(2) 减少热量散失,缩短加热时间;(3) 继续吸热,温度保持不变;低于;(4)c。
3.图甲是探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验装置:
(1)实验器材的组装顺序为 (选填“自下而上”或“自上而下”);
(2)甲图中有一处明显的错误是 ;
(3)改正错误后,某一时刻温度计的示数如图乙所示,此时水的温度是 ℃;
(4)水沸腾时,杯口附近出现大量“白气”,“白气”是水蒸气遇冷 形成的。继续对水加热,水的温度 (选填“升高”、“降低”或“不变”);由图丙可知水的沸点是98℃,此时的大气压强 (选填