内容正文:
专题02 物态变化
新课标对单元考点要求
(1)描述固、液和气三种物态的基本特征。列举自然界和生活中不同状态的物质及其应用。
(2)说出生活环境中常见的温度值。了解液体温度计的工作原理,会用常见温度计测量温度。尝试对环境温度问题发表自己的见解。
(3)经历物态变化的实验探究过程,知道物质的熔点、凝固点和沸点,了解物态变化过程中的吸热和放热现象。用物态变化的知识说明自然界和生活中的有关现象。
(4)用水的三态变化说明自然界中的一些水循环现象。了解我国和当地的水资源状况,有关心环境和节约用水的意识。
单元知识思维导图
【一、温度计的读数】 3
【二、温度计的应用】 3
【三、温度计的比较】 4
【四、非标准温度计的计算】 5
【五、汽化和液化的应用】 7
【六、探究吸热放热现象】 9
【七、内外表面的水珠的辨析】 11
【八、沸腾与气压的关系】 12
【九、干湿温度计】 14
【十、探究水的沸腾实验】 17
【十一、熔化和凝固的应用】 22
【十二、熔点和凝固点】 24
【十三、熔化和凝固的实验探究】 26
【十四、科普阅读题】 32
【十五、物态变化的辨析】 35
考点1:温度及温度计
1.温度
(1)定义:表示物体冷热程度。
(2)摄氏温度(℃):在标准大气压下,冰水混合物的温度规定为________,沸水的温度规定为________。
2.温度计
(1)原理:根据液体的________性质制成的。
(2)使用方法:
①估:估计被侧物体的温度。
②选:据估测温度选择合适量程的温度计。
③看:看清温度计的量程和分度值。
④放:玻璃泡全部浸入被测液体,不要接触容器底或侧壁。
⑤读:待示数稳定后读取,读数时玻璃泡要留在液体中,视线与液柱上表面________。
⑥记:正确记录测量的温度,不要漏掉单位。
3.温度计使用中的注意事项
(1)根据被测量物选择适宜的温度计
(2)玻璃泡全部浸入被测液体中,不要碰到容器底或容器壁(液体应该足够多以浸没玻璃泡)
(3)记录时应待温度计的示数稳定后读数,读数时,玻璃泡不能离开被测液体,视线必须与液体柱的上表面相平(俯视________,仰视________)
(4)使用温度计时,手应拿在它的上部,实验中不允许用它作搅拌棒使用。
【一、温度计的读数】
【题型1】(24-25八年级上·河南商丘·期中)如图所示温度计是根据 的原理制成的,民权县某一天的气温为22℃,请在图中标出液柱的位置 。
【变式1-1】(24-25八年级上·安徽安庆·期中)温度计是根据液体的热胀冷缩性质制成的, 用来测量物体的冷热程度。小雨正确使用温度计分别测量了凉水和冰的温度,则 是凉水的温度,温度为 ℃; 是冰的温度, 温度为 ℃。
【变式1-2】(2024八年级上·全国·专题练习)如图甲是温度计的一部分,它指示的温度是 ℃。如图乙也是温度计的一部分,它指示的温度是 ℃。
【二、温度计的应用】
【题型2】(24-25八年级上·广东深圳·期中)在科学兴趣班开展温度测量探究的实验时,小顾同学用体温计分别测量了3位同学的体温,由于操作疏忽,每次测量完都没有甩就继续测量下一位同学的体温。现依次测得甲、乙、丙3位同学的体温分别为38.5℃,39℃,39℃,则( )
A.甲、乙、丙三位同学都发烧了 B.甲发烧了,乙、丙是否发烧不能确定
C.甲、乙都发烧了,丙是否发烧不能确定 D.甲、乙都发烧了,丙没有发烧
【变式2-1】(24-25九年级上·河南周口·期中)小明用同一体温计没有甩就先后给甲、乙两人测量体温(在测量前体温计均已用酒精消毒),体温计示数分别为37.9℃和38.4℃,则( )
A.甲的体温一定是37.9℃,乙的体温一定是38.4℃
B.甲的体温可能是37.9℃,乙的体温一定是38.4℃
C.甲的体温一定是37.9℃,乙的体温可能不是38.4℃
D.因为体温计有缩口设计,所以甲、乙测得的值一定都是准确的
【变式2-2】(2024·广东清远·二模)新冠疫苗须保存在低于8℃的环境中,专业冷藏车的冷藏室内是2℃~8℃的低温环境,其制冷系统通过液态制冷剂汽化将车内的“热”报运到外面,实现制冷。夏季运输过程中,为监测冷藏室内温度,应选用如图 (甲/乙)所示的温度计置于其中,在接收点,为正确读数, (能/不能)把温度计从冷藏室内取出来读数,当温度计示数如图中所示时,温度 (符合/不符合)规定。
【三、温度计的比较】
【题型3】(24-25八年级上·广西南宁·期中)两支自制温度计,使用相同的玻璃小瓶,装满同种带颜色的水,在小瓶口的橡胶塞各插入一根吸管,如图所示。用它们测量同一杯热水的温度( )
A.两温度计的液柱上升高度相同,示数不同
B.两温度计的液柱上升高度相同,示数相同
C.两温度计的液柱上升高度不同,示数不同
D.两温度计的液柱上升高度不同,示数相同
【变式3-1】(24-25八年级上·湖北武汉·阶段练习)甲、乙、丙三支酒精温度计中的玻璃管长度一样,甲和乙玻璃管的内径相同,甲玻璃泡的容积比乙大,乙和丙玻璃泡的容积相同,乙的内径比丙细,由此可判断这三支温度计的测量范围( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
【变式3-2】(2024八年级上·全国·专题练习)小明和几位同学利用国庆假期尝试自制温度计,用玻璃小药瓶、透明吸管、红墨水等器材制成了下图中A、B、C、D四支温度计并标有刻度。其中A、B、C三支温度计的小药瓶中装满红色的水,D的小药瓶是空的,液柱用的是红色的水。
(1)A、B、C三支温度计最初液面高度相同,其中 (选填“A”“B”或“C”)温度计的精确度最高;
(2)当气温升高时,D中液柱ab会向 (选填“左”或“右”)移动。
【变式3-3】(24-25八年级上·辽宁沈阳·期中)实践活动时,某小组在相同的小瓶里同时装满带颜色的水,在瓶口的橡皮塞上各插入一根粗细不同的透明管,制成了如图所示的甲、乙两支简易温度计。该温度计的工作原理是 ,对温度反应更灵敏的是温度计 。
【四、非标准温度计的计算】
【题型4】(23-24九年级上·福建漳州·阶段练习)某同学有一支温度计,读数不准但刻度是均匀的,该同学将这支温度计放入冰水混合物中时读数是10℃,将这支温度计放入沸水中时读数是90℃(气压为1个标准大气压)由上述可知,当温度计显示度数等于实际温度值时,实际温度是多少( )
A.40℃ B.45℃ C.50℃ D.无法确定
【变式4-1】(24-25八年级上·湖北咸宁·期中)实验室常用温度计是根据液体 的规律制成的;体温计可以离开被测物体读数,如图所示温度计的示数是 ℃。某支温度计刻度均匀,但读数不准确,在测量标准大气压下沸水的温度时,示数是90℃,在测一杯热水温度时,其示数与热水的真实温度60℃恰好相等,若用此温度计去测量冰水混合物的温度时,示数是 ℃。
【变式4-2】(24-25八年级上·湖南邵阳·期中)常用温度计是根据液体的 原理制成的。一支温度计刻度不准确,但刻度均匀。将这支温度计插入0℃的冰水中,温度计的示数为8℃;插入100℃的沸水中,温度计的示数为88℃。用这支温度计测量某物体的温度,当温度计的示数为20℃时,该物体的实际温度是 ℃;当示数为 ℃时,其示数与实际温度相同。
【变式4-3】(24-25八年级上·广东广州·期中)液体温度计的工作原理是液体的 。在标准大气压下,把温度计先后放入冰水混合物和沸水中,分别标出温度计中液柱达到的位置A和B,将该温度计放在刻度尺旁,如图所示,图中刻度尺的分度值是: ,此时温度计显示的温度是: ℃。
【变式4-4】(2024八年级上·全国·专题练习)根据科学研究,无论采用什么方法降温,温度也只能非常接近,不可能比它更低。为此,科学家以这个温度为零点规定了一种表示温度的方法,即热力学温度,单位为开(K)。它的每一开的大小与每一摄氏度的大小相同。如果用T表示热力学温度,用t表示摄氏温度,则它们的数量关系是 。
【变式4-5】(24-25八年级上·黑龙江齐齐哈尔·期中)有一支温度计,刻度均匀但读数不准。它在冰水混合物中的示数为6℃,在沸水中的示数为96℃。用这支温度计测得烧杯中水的温度是33℃,则这杯水的实际温度是 ℃。
考点2:汽化和液化
1.汽化。物体从液态变为气态的过程叫汽化。物体汽化需要吸热。
(1)汽化的方式:____________。
(2)蒸发和沸腾的比较:
异同点
蒸 发
沸 腾
不同点
只在液体表面进行
在液体表面和内部同时进行
任何温度下都可以进行
必须达到沸点且继续吸热
缓慢的汽化现象
剧烈的汽化现象
温度降低
温度保持不变
相同点
1.都是汽化现象。2.都使液体变为气体。3.都要吸收热量。
2.液化。 物质从气态变为液态的过程叫液化。气体液化后体积会大大地缩小,便于储存和运输。 液化的方法:降低温度、压缩体积或二者兼用。
总结:液体沸腾的温度叫沸点。通常不同的液体沸点不同。液体的沸点都随气压减小而降低,随气压增大而升高。液体沸腾时温度要达到沸点并且还要继续吸热。
【五、汽化和液化的应用】
【题型5】(24-25八年级上·河南郑州·期中)我国劳动人民常在生产生活中运用科学知识解决实际问题,将纱布盖在盛有饭菜的篮子上,使边缘浸在水中可以延长食物保存时间,如图所示,关于该现象说法正确的是( )
A.主要是利用水升华过程中吸收热量
B.这样可以使食物的温度保持在零摄氏度以下
C.为了效果更好,装置应放在阴凉通风的地方
D.从冰箱里取出的鸡蛋“冒汗”,与此成因相同
【变式5-1】(24-25八年级上·广东深圳·期中)如图是冰箱制冷剂循环路线示意图,制冷剂在冷冻室的管子里发生了物态变化,下列说法错误的是( )
A.制冷剂在冷冻室要吸热
B.在冷冻室,液态制冷剂汽化变成气态制冷剂
C.制冷剂在冷凝器要放热
D.打开工作中的冰箱门,最终能使整个房间内降温
【变式5-2】(24-25九年级上·福建泉州·期中)为了探测花盆内土壤是否含液态水,小明自制了“土壤含水显示仪”。如图所示,中午将试管倒插入土壤深处,傍晚发现试管内上端出现水珠,说明土壤含液态水。从土壤含液态水到试管内出现水珠,发生的物态变化是( )
A.先汽化后液化 B.先液化后汽化
C.先升华后液化 D.先升华后凝华
【变式5-3】(24-25八年级上·陕西延安·期中)为保证青藏铁路多年冻土区路基的稳定性,铁路两侧安装了许多封闭的中空热棒。如图所示,热棒下端插在冻土中,内部填充低沸点的液态氨,利用氨的物态变化给冻土降温,把冻土中的热量“搬运到”热棒上端,通过散热片向空中放热,从而使冻土保持稳定。下列说法正确的是( )
A.氨在热棒下端发生的物态变化是汽化 B.氨在热棒上端发生的物态变化是凝固
C.为降低成本,可以使用液态水替代液态氨 D.液态氨的沸点比较高,极易汽化
【变式5-4】(17-18八年级上·江苏扬州·阶段练习)小明在厨房中发现
(1)壶里的水烧开以后,壶嘴上方冒出一团团“白气”.这“白气”实质上是一些 .小明仔细观察又发现:“白气”从喷出到消逝要经历三个物理过程.
①靠近壶嘴的地方,我们什么也看不见.这是为 ,仍然保持气体状态.
②水蒸气离开壶嘴一段距离以后,遇冷液化,形成“白气”.
③“白气”进一步上升,分散到干燥的空气中,发生 现象,我们又什么也看不见了.
(2)小明发现暖水瓶的瓶盖打开不冒“白气”,小明想这是为什么呢?想到可能是暖水瓶不保温,倒了一碗尝尝发现“烫”. “小明倒了一碗尝尝”属于科学探究中的哪个环节
(3)冬天,在炉子上烧菜的时候,火焰熄灭前、后一瞬间会出现如图所示的两种情景,你可以确定 是火焰熄灭后的图片.
【变式5-5】(23-24八年级上·广东江门·期中)将一瓶饮料在冰箱中冷藏一段时间后,取出一会儿,表面会变湿,用毛巾擦干后过一会儿又会变湿,这是 (填物态变化名称)现象,喝了这种冰水会感到特别凉爽,这是因为冰在 (选填物态变化名称)时 (选填“吸收”或“放出”)热量。
【六、探究吸热放热现象】
【题型6】(24-25八年级上·山西吕梁·期中)烧开水时,我们会在水面上方看到“白气”;夏天,我们也会在冰激凌周围看到“白气”。关于这两种“白气”的形成下列说法正确的是( )
A.水面上方的“白气”是水汽化形成的水蒸气
B.水面上方“白气”的形成需要吸热
C.冰激凌周围“白气”的形成需要放热
D.冰激凌周围“白气”的形成是水蒸气凝华形成的
【变式6-1】(24-25八年级上·广西南宁·期中)室内温度为25℃,在温度计的玻璃泡上涂上少量与室温等温的酒精,以下温度计示数变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式6-2】(22-23八年级上·江苏南京·阶段练习)为了能说明“水蒸气液化时要放热”,如图乙所示,左边烧瓶里是正在沸腾的水,右边量筒A、B中是体积和温度都相同的水,将烧瓶上方的导管通入量筒A中,经过一段时间,能观察到量筒中的水的体积 (增加/减少),水的温度 (上升/下降),这表明量筒中的水 (吸收/放出)热量;下一步操作是将烧瓶中的热水部分倒入B量筒中,使B量筒中水的体积和A量筒中水的体积相同,如果发现 量筒中的水温高,就说明液化时是要放热。
【变式6-3】(23-24八年级上·陕西西安·阶段练习)在做“观察水沸腾”的实验时,同学们用图1所示器材来完成实验。
(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)甲、乙、两组同学虽然选用的实验装置相同,但水开始沸腾的时刻不同,他们绘制的沸腾图像如图2,得到a、b两种不同图像的原因是水的 不同;图3中沸腾时的气泡图像是 。
(3)小明将刚停止沸腾的水装入烧瓶,迅速塞上瓶塞并倒置,然后向瓶底浇冷水,发现水重新沸腾起来如图4,原因是瓶内气体温度降低,气压减小,水的沸点 (选填“升高”“降低”“不变”).研究完水沸腾实验后将水倒入烧瓶中如图5(a),用酒精灯再次将烧瓶内的水加热至沸腾后,在离管口稍远处,看到雾状的“白气”,为了弄明白这些“白气”是什么,他在管口处放置一玻璃片,发现正对管口的玻璃片表面有水,一会儿,玻璃片的温度升高,小明由此分析,这些“白气”是水沸腾后从管口喷出的水蒸气在空气中遇冷发生 (填物态变化名称)而形成的,这个过程需要 (填“吸热”或“放热”);
(4)为了更准确说明玻璃片温度升高的原因,小明对实验装置做了调整,如图5(b)所示,他在两个相同的试管甲和乙中分别装入质量和初温相同的水,然后将水沸腾时产生的水蒸气通入试管甲的水中,水蒸气在甲中几乎全部液化,待甲中的水面上升一定高度后,停止通入水蒸气,测出此时甲中水的温度为t,以下能给小明提供正确答案的操作是
A.测出乙中的水温并与t比较
B.测出烧瓶中的水温并与t比较
C.将烧瓶内开水倒入乙中直至与甲中水面相平,摇匀后测出乙中水温并与t比较
D.将另一杯开水倒入乙中直至与甲中水面相平,摇匀后测出乙中水温并与t比较
【变式6-4】(24-25八年级上·广西南宁·期中)用抽屉蒸笼蒸馒头,是哪一层的馒头先熟呢?小明仔细观察后发现:高温的水蒸气经过多层蒸格向上升,遇到冷的蒸笼盖时,会有大量“白雾”出现。则( )
A.上层先熟 B.中间层先熟
C.下层先熟 D.同时熟
【七、内外表面的水珠的辨析】
【题型7】(24-25八年级上·山东潍坊·期中)将热水、冰水和室温水(水温与室温相同)分别装入纸杯中,如图所示。一段时间后,发现其中两只纸杯壁上有小水珠出现。下列分析正确的是( )
A.水珠出现在热水杯内壁,是汽化形成的
B.水珠出现在热杯水外壁,是液化形成的
C.水珠出现在冰水杯内壁,是汽化形成的
D.水珠出现在冰水杯外壁,是液化形成的
【变式7-1】(24-25八年级上·湖北武汉·期中)某同学将热水、冰水和室温水(水温与室温相同)分别装入如图所示的纸杯中,一段时间后,发现其中两只纸杯的杯壁上有小水珠出现。下图中小水珠的大致位置标注正确的是( )
A.室温水 B.冰水
C.冰水 D.热水
【变式7-2】(24-25八年级上·北京·期中)某同学将热水、冰水和室温水(水温与室温相同)分别装入纸杯中,如图所示。一段时间后,发现其中两只纸杯的杯壁上有小水珠出现。
(1)杯壁上有小水珠出现是 现象(填物态变化名称);
(2)请你在两只纸杯上的合适位置画上小水珠(用o表示)。
【八、沸腾与气压的关系】
【题型8】(24-25八年级上·河南漯河·期中)如图所示,大烧杯中盛有水,在小试管中装水后放入大烧杯中,在对大烧杯加热的过程中小试管中的水( )
A.不能达到沸点 B.能够达到沸点,但不能沸腾
C.能够沸腾 D.能否沸腾取决于当时的气压
【变式8-1】(19-20八年级上·全国·课后作业)将盛水的烧瓶加热,水沸腾后将烧瓶从火焰上拿开,迅速塞上瓶塞;再把烧瓶倒置后向瓶底浇上冷水,如图所示,下列分析正确的是( )
A.一直沸腾,浇上冷水时,停止沸腾
B.先停止沸腾,浇上冷水时,水面气压增大,水会再次沸腾
C.因没有继续加热,浇上冷水时,水的温度减小,不会沸腾
D.先停止沸腾,浇上冷水时,水面气压减小,水会再次沸腾
【变式8-2】(24-25九年级上·福建漳州·期中)如图所示,大试管和小试管里都装有水,将四支大试管中的水加热,使之保持沸腾,则在大试管中的水不断沸腾的过程中,小试管中的水会沸腾的是( )
A. B. C. D.
【变式8-3】(24-25九年级上·重庆江津·期中)活塞密封住的瓶子底部有少量的水,不断用气筒打气,当塞子跳起来时,瓶口有雾状的白雾(如图所示)。这是因为瓶内气体膨胀,把塞子冲开的过程中,气体对塞子 ,把瓶内气体的 转化成塞子的 能,气体内能减少 降低,水蒸气 成雾状小水滴。
【变式8-4】(23-24八年级上·贵州铜仁·期末)在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中,小兰和小伟用相同的实验装置(如图甲所示)进行了实验。
(1)图甲装置中给烧杯加盖的目的是 (答案合理即可);
(2)观察气泡可判断图甲中水处于 (选填“沸腾前”或“沸腾时”)的状态;
(3)小兰和小伟根据各自的实验数据绘制出水温随时间变化的图像分别如图乙中A、B 所示。 由图像可知,小兰和小伟所用水的质量大小关系是mA mB(选择“>”、“<”或“=”);
(4)通过实验可以得出水在沸腾前和沸腾时温度变化的特点是什么?
(5)另一同学对实验装置进行了适当改变,两个完全相同的玻璃杯A和B、A倒扣着放入盛水的容器中,B中装有一些水,如丙图所示放置。用酒精灯给容器中的水加热,使容器中水沸腾后继续加热的过程中, ( 选填“A杯”、“B 杯”或“A、B两杯”)中的水不能沸腾。
【九、干湿温度计】
【题型9】(24-25八年级上·广东广州·期中)如图是一个干湿球温度计,由两支规格完全相同的温度计组成。一支称为干球温度计,其玻璃泡暴露在空气中,用以测量环境温度;另一支称为湿球温度计,其玻璃泡由浸透水的纱布包裹起来,纱布中的水分不断向周围空气中蒸发,使湿球温度下降。水分蒸发速率与周围空气含水量有关,空气湿度越低,水分蒸发速率越快,导致湿球温度越低。下列说法不正确的是( )
A.广州的“回南天”湿衣服难干,是因为“回南天”季节的空气湿度(含水量)大
B.两支温度计的示数差越大,说明空气湿度越大
C.如只给干球温度计玻璃泡扇风,风吹不到湿球温度计玻璃泡,两温度计的示数差不变
D.湿球温度比干球温度低,是因为水蒸发吸热有降温作用
【变式9-1】(24-25八年级上·湖南·期中)如图干湿温度计由两支相同的普通温度计组成,一支用于测定气温,称干球温度计,另一支在球部用蒸馏水浸湿的纱布包住,纱布下端浸入蒸馏水中,称湿球温度计。下列说法不正确的是( )
A.由于包住湿球温度计的纱布吸水后蒸发吸热,所以示数比干球温度计的示数小
B.两支温度计的示数差越大,说明空气湿度(含水量)越大
C.两支温度计的示数差越小,说明空气湿度越大
D.夏天有时特别闷热就是因为空气湿度大,人身上汗水不容易蒸发
【变式9-2】(24-25八年级上·四川成都·期中)如图1是小科设计的一个气体温度计的示意图。瓶中装的是气体,瓶塞不漏气,弯管中间有一段液柱。
(1)这个温度计是根据气体的热胀冷缩性质来测量温度的;
(2)A、B两处刻度对应的温度的关系是:A处的温度 B处的温度(填“<”、“=”或“>”);
(3)使用中发现玻璃管中液柱移动不明显,导致示数不够精确。如果请你提出一条提高测量准确程度的建议( )
A.从弯管方面考虑,应该弯管变短
B.从弯管方面考虑,应该弯管变长
C.从瓶子角度思考,应该烧瓶变小
D.从瓶子角度思考,应该烧瓶变大
(4)还有一种温度计叫干湿泡温度计,干湿泡温度计它由两个相同的温度计并列组成,如图2其中一个温度计用湿布包起来,浸入蒸馏水中,称为湿泡温度计。如果干泡温度计的示数为23℃,一般情况下,湿泡温度计的示数低于23℃,原因是 。干湿泡温度计的示数差越大,说明空气中水蒸气含量越 。
【变式9-3】(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)阅读短文,回答问题。
超声波加湿器
超声波加湿器以体积小、静音、加湿均匀而深受用户喜爱。超声波加湿器原理是什么呢?如图甲是某款超声波加湿器,它是利用超声波振子每分钟向水箱中发射900万次高频振荡波,将水打散成直径为3~5微米的细小水雾颗粒。加湿器加湿效果如何呢?物理学中将某一温度下,以百分数表示。研究发现:相对湿度越大,水蒸发得越慢。为此人们设计了图乙所示的“干湿球湿度计”测定空气中的相对湿度。干湿球湿度计是用两支相同的温度计并列制成的,用湿棉布包裹住的称为湿球温度计。已知部分室温下的相对湿度表如下表所示。
室温/℃
相对湿度
干湿球温度计示数差
1℃
2℃
3℃
4℃
15
90%
80%
71%
62%
18
91%
82%
74%
66%
21
92%
83%
76%
68%
24
93%
85%
79%
74%
(1)超声波加湿器是利用超声波 (方向性好/声能集中)的特点制作而成的,该款加湿器产生的超声波频率为 Hz。
(2)加湿器工作时,喷出的水雾最终使空气湿度增大的原因是:水雾发生了 ,这个过程中要 (吸/放)热。
(3)关于加湿器和干湿球湿度计,下列判断正确的是 。
A.正常工作时,加湿器的响度约为90dB
B.加湿器喷口外的白雾是液化形成的
C.干湿球温度计示数差越大,表示当时空气越干燥
D.干湿球温度计不是利用热胀冷缩原理工作的
(4)图乙所示的干湿球湿度计玻璃泡部分已被遮挡,由图可推测湿球温度计是 (A/B)。根据两温度计的示数,对照湿度表可知:此时空气中的相对湿度为 。
(5)某天中午,小明看到干温度计的示数为26℃,湿温度计示数为21℃。到了晚上,干球温度计的示数为15℃,湿温度计示数为10℃。由此可判断:晚上空气的相对湿度 (大于/等于/小于)中午空气的相对湿度。
(6)超声波在生活中的应用十分广泛,图丙为一种超声波身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,被感应器接收。某同学站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为5×10﹣3s。已知感应器距测高台的高度为2.5m,则该同学的身高为 m。(空气中的声速取340m/s)
【十、探究水的沸腾实验】
【题型10】(24-25八年级上·四川眉山·期中)小明利用如图甲所示的实验装置观察水的沸腾。
(1)组装器材时,应先固定图甲中的 (选填“A”或“B”);
(2)安装好实验器材后,为缩短实验时间,小明在烧杯中倒入热水,温度计示数如图乙所示,此时温度计的示数为 ℃;点燃酒精灯时,打开灯帽,可闻到淡淡的酒精味,说明液态酒精发生了 (填物态变化名称);
(3)在水温升高到90℃后,小明每隔1min观察1次温度计的示数,记录在表中,直至水沸腾,如此持续3min后停止读数;
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
90
92
94
96
98
99
99
99
99
①小明观察到:沸腾时水中气泡的情形为图丙中 图(选填“C”或“D”);
②请你根据表格中的数据,在图丁所示的坐标系中画出水沸腾前后温度随时间变化的图像;
(4)小李同学为进一步探究液体沸腾规律,设计了如图所示的实验装置。烧杯与试管内分别装入适量的水,甲、乙温度计分别测量烧杯和试管中水的温度
①当甲温度计的示数达到99℃时,烧杯中的水开始沸腾,说明当时大气压可能 (选填高于、低于或等于)标准大气压;
②当乙温度计示数达到99℃后,示数保持不变,但试管中的水始终没有沸腾,其原因是 ;
③当小李同学在烧杯的水中加入少量的食盐后,发现试管中的水能够沸腾,说明加入食盐后水的沸点 (选填升高、降低或不变);
④如果减少烧杯中水的质量,水沸腾时图像可能是图Ⅱ中的 (选填b、c或d)。
【变式10-1】(24-25八年级上·湖南长沙·期中)某中学八年级同学在老师的指导下在实验室进行“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验。
(1)图甲是小琴同学的实验装置,图中有一处错误是 。
(2)小琴改正错误后继续实验,观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况,如图乙a、b所示,则图 (选填a或b)是沸腾时的状况。
(3)老师采集了三组同学的实验数据,其水的质量分别为100克、150克、200克,并绘制了如图丙所示的图像,由图像可知,同种液体的沸点与质量的大小 (选填“有关”或“无关”)。
(4)小琴同学为进一步探究液体沸腾规律,设计了如图丁所示的实验装置。烧杯与试管内分别装入适量的水,A、B温度计分别测量烧杯和试管中水的温度。当A温度计的示数达到99℃时,烧杯中的水开始沸腾,当B温度计示数达到99℃后,示数保持不变,但试管中的水始终没有沸腾,其原因是缺少液体沸腾条件中的 的条件。
【变式10-2】(24-25八年级上·湖南·期中)如图所示是观察水沸腾的实验装置,用酒精灯给水加热至沸腾,请根据你实验时的情况完成下列问题:
(1)实验中的情景是:水中气泡在上升过程中,沸腾前 ,沸腾时 ;
(2)实验时从水温90℃开始,每隔2min记录一次水温,所得数据如下表:
时间/min
0
2
4
6
8
10
12
温度/℃
90
92
94
96
98
100
100
根据记录的数据,在下列坐标系上画出水的温度变化图像;
(3)由图像可以看出:沸腾时,水的温度 (选填“不断上升”、“不断下降”或“保持不变”);
(4)实验中,水沸腾时的温度为 ℃,停止对水加热,水 (选填“能”或“不能”)沸腾,可见,沸腾 (选填“需要”或“不需要”)吸热。
【变式10-3】(23-24八年级上·江苏南京·阶段练习)小小在做“观察水的沸腾”实验时,用到的器材如下:铁架台、烧杯、温度计、硬纸板、石棉网等。
(1)如图所示,是小小同学用温度计测小烧杯中水的初温时的操作图,A 是操作过程,B 是读数过程;A图中操作的错误是 ;B 图中读数的错误是 ;
(2)除图C中器材外,还需要的测量仪器是 ,组装实验器材时 (选填“需要”或“不需要”)先点燃酒精灯;
(3)实验时用温度计测出不同时刻水的温度,并记录在表中,其中第3min时温度计的示数如图D 所示,示数为 ℃;
(4)如图E所示,表明水此时处于 (选填“沸腾前”或“沸腾时”)状态。根据下表数据请在图F方格纸上画出水的温度随时间变化的图像 ;
时间/ min
0
2
4
6
8
10
12
14
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
98
液体种类
酒精
水银
熔点//℃
-117
-39
沸点沸点/℃
78
357
(5)根据以上信息,你认为完成本实验应选用 (选填“酒精”或“水银”)温度计;
(6)水沸腾后,还要继续加热一段时间的主要目的是( );
A.观察水沸腾后的温度变化 B.验证水的沸点和液面上方气压大小有关
C.观察水沸腾后的体积变化 D.验证水沸腾不仅要达到沸点,还要持续吸热
(7)根据实验数据可知,水的沸点是 ℃;水沸腾后停止加热,但烧杯中的水没有立即停止沸腾,其原因是 ;
(8)在设计实验方案时,为了节省时间,可采取的措施是 (写出一种即可);
(9)甲、乙两组同学选用的实验装置相同,但将水加热到沸腾用的时间不同,他们绘制的温度随时间变化的图像分别如图G 中b、c所示,造成图像不同的原因可能是乙组 ;
(10)如图H所示的四个图,表示在观察水在沸腾前后连续加热过程中出现的四个现象,请将它们按照出现的前后顺序排列起来 ;
(11)小组想探究“液体沸点与液面气压的关系”,设计如图I:当沸水温度降低一些后,用注射器向外抽气,发现水再次沸腾,得出结论是: ;如图J:当瓶内水正在沸腾时,迅速向瓶内打气,能够观察到的现象是 。
考点3:熔化和凝固
1.熔化:物体从固态变成液态叫)________。物体熔化时需要________
2.凝固:物体从液态变成固态叫________。物体凝固时需要________
3.晶体和非晶体的区别:
晶 体
非 晶 体
熔点和凝固点
有
没有
熔化过程
吸收热量,温度不变,物质
处于固、液共存状态。
吸收热量,温度升高,物质先变稀,
最后成为液体。
熔化条件
温度达到熔点,继续吸热。
吸收热量
凝固条件
温度达到凝固点,继续放热。
放出热量
熔化图像
凝固图像
举 例
海波、水晶、食盐、各种金属
沥青、玻璃、松香、石蜡
【十一、熔化和凝固的应用】
【题型11】(24-25八年级上·湖北武汉·期中)如图所示,3D打印过程一般是将固态材料在高温下变成液态材料,喷头按照3D图纸轨迹运动将液态材料挤出,材料冷却后形成立体实物的过程。在打印过程中( )
A.材料先液化再凝固 B.材料先熔化再凝固
C.材料先汽化再凝华 D.材料先升华再凝华
【变式11-1】(24-25八年级上·甘肃平凉·期中)如图所示是锡的熔化和凝固图像,下列说法正确的是( )
A.锡在EF段放热,是固液共存状态
B.锡的熔点和凝固点都是240℃
C.锡熔化过程用了7min,不断吸热
D.锡是不透明的金属,属于非晶体
【变式11-2】(24-25八年级上·河南·期中)在物理跨学科实践活动中,如图中甲组将装有西瓜汁的小塑料杯放在正在熔化的纯冰块中,乙组将同样的西瓜汁放在正在熔化的盐冰块中制作西瓜冰棒,这是利用冰块 (填物态变化名称)吸收热量后西瓜汁凝固成冰棒,你认为 (选填“甲”或“乙”)组可以成功制作出西瓜冰棒,你的判断理由是 。(已知盐冰块的熔点为-5℃,西瓜汁的凝固点为)
【变式11-3】(24-25八年级上·云南·期中)2018年4月,中国蚌埠制造出目前世界上使用浮法工艺批量生产的最薄玻璃,厚度只有0.12mm。用浮法工艺生产超薄玻璃最为重要的三个环节是窑炉、锡槽和退火,每个环节需要调整的参数都非常多。窑炉将制备玻璃的多种原料在炉内加热到1600℃,使原料熔化为一体,要增加玻璃的强度,原料中还必须有熔点高于其他原料的金属元素。锡槽是生产超薄玻璃的关键步骤,窑炉熔化的玻璃液流入锡槽装备中,锡槽中的锡熔化,玻璃液浮在锡液表面,再用拉边机将玻璃拉薄,最后进入退火窑,玻璃温度逐渐降低、变硬成型。经过测试,这种超薄玻璃的强度很大,在受到相当于一辆家用轿车以150km/h的速度撞停到墙上的冲击力时仍完好无损。
(1)制造超薄玻璃 (选填“能”或“不能”)使用铁制成的窑炉;(已知铁的熔点为1538℃)
(2)浮法工艺的退火环节中,玻璃液主要发生的物态变化是 ;
(3)制成的超薄玻璃 (选填“是”或“不是”)晶体,这种玻璃与常规的玻璃相比,具有的优点是 (写一个即可)。
【十二、熔点和凝固点】
【题型12】(24-25八年级上·广东珠海·阶段练习)如图所示,一种用合金制成的魔术道具,久握在36℃的手中不熔化,放在60℃的水中会熔化,则该合金的熔点可能是( )
A.16℃ B.30℃ C.47℃ D.
【变式12-1】(24-25八年级上·贵州黔东南·期中)冷冻液在冷却系统中循环,吸收汽车发动机的热量,然后将其释放到周围环境中,从而有效地降低发动机的温度。这不仅防止了发动机过热导致的损坏,还确保了发动机在最佳工作温度下运行,提高了其效率和寿命。冬天,在江北地区,汽车司机常用水和酒精的混合液体作为发动机的冷冻液,这是因为这种混合液具有( )
A.较低的沸点 B.较低的凝固点
C.较易流动 D.蒸发性能强
【变式12-2】(23-24九年级上·云南西双版纳·阶段练习)根据下表给出的信息,所得结论正确的是( )
液态氧沸点
液态氮沸点
液态氢沸点
固态氮熔点
固态氧熔点
固态氢熔点
-183℃
-196℃
-253℃
-210℃
-218℃
-259℃
A.-215℃时,氧是液态,氢是气态
B.沸点低的物质熔点也一定低
C.-210℃的氮一定为固液共存态
D.因为这三种物质的沸点、熔点都极低,因此它们极易沸腾、凝固
【变式12-3】(24-25九年级上·福建福州·阶段练习)我国首次赴南极考察队,在南极洲南部的设得兰群岛乔治岛,建立了我国第一个南极科学考察基地——中国南极长城站,南极平均气温为-25℃,最低气温可达-88.3℃所以在那里测气温应用( )
熔点
沸点
酒精
-107℃
78℃
水银
-39℃
357℃
A.酒精温度计 B.水银温度计
C.寒暑表 D.以上三种都可以
【变式12-4】(2024·江苏连云港·三模)制取合金常用的方法是将两种或多种金属(或非金属)一起加热到某一定温度,使其全部熔化,再冷却成为合金。根据表中的数据判断(其它条件均满足),下列合金不宜采用上述方法制取的是( )
金属
钠
镁
铝
铜
铁
熔点/℃
97.5
649
660
1083
1535
沸点/℃
1883
1090
2467
2657
2750
A.铁铜合金 B.铁铝合金 C.钠铝合金 D.镁铁合金
【变式12-5】(23-24八年级上·陕西咸阳·阶段练习)下表列出了部分物质在标准大气压下的熔点和沸点,请根据表格回答下列问题。
物质
黄金
纯铁
铜
钨
水
水银
酒精
熔点/℃
1064
1535
1083
3410
0
-38.8
-117
沸点/℃
2808
2750
2667
5927
100
357
78.5
(1)根据上表数据可知酒精的熔点为-117℃,读作 ;
(2)一块黄金掉入铁水中 (选填“会”或“不会”)熔化。
(3)灯泡的灯丝通常选用钨制成,因为钨的 高;
(4)-36℃时,水银是 态,-40℃时,水银是 态;
(5)我们 (选填“能”或“不能”)用水银温度计测量铜的沸点;
(6)根据上表数据可以判断出,在我国各个地区都能测量气温的温度计,其工作物质适宜选用 (选填“水银”或“酒精”)。
考点4:水的沸腾实验的办法
1.要理解固体熔化特点
(1)区分熔化图像和凝固图像的方法:温度上升的是熔化,温度下降的是凝固;
(2)区分晶体图像和非晶体图像的方法:有固定熔点和凝固点(有横线)的是晶体图像,没有固定熔点和凝固点(没有横线)的是非晶体图像。
注意:同种物质的熔点=凝固点
(3)熔化的条件:达到________;继续________。两个条件,缺一不可。
(4)凝固的条件:达到________;继续________。两个条件,缺一不可。
2.探究晶体熔化实验需要掌握的基础知识
(1)安装装置时,应按照________的顺序。
(2)石棉网的作用:时烧杯受热________。
(3)加热过程中不断搅拌的目的:使物体________
(4)实验选取小颗粒目的是:使温度计的玻璃泡与固体充分接触;容易受热均匀。
(5)采用水浴法的优点:使物体受热均匀;是物体受热缓慢,便于观察温度变化规律。
(6)试管放置要求:试管中所装物体完全浸没水中;试管不接触烧杯底或烧杯壁。
(7)烧杯口处出现白气的成因:水蒸气预冷形成的小水珠。
(8)熔化前后曲线的倾斜程度不一样的原因:同种物质在不同状态下的比热容不同。
(9)收集多组数据的目的是:得出普遍规律。
3.要掌握水沸腾的特点
(1)沸腾的条件:达到________,不断________。
(2)水沸腾的特点:温度________,需要________。
【十三、熔化和凝固的实验探究】
【题型13】(24-25八年级上·山西·期中)小华和小红在综合实践活动中想制作一个医用冷藏盒,不知道给药品降温用冰好,还是用盐水结成的冰好。于是他们动手测量了盐水的凝固点。
(1)小华和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图像,如图甲所示,小红烧杯内物质在第5分钟时处于 (选填“固态”“液态”或“固液共存”);
(2)在测量过程中,他们同时发现所测盐水的凝固点并不相同,于是对比了双方实验过程,发现在烧杯中装入等量的水后,小红加了3汤匙的盐,而小华加了1汤匙的盐,由此作出猜想:盐水的凝固点可能与盐水的浓度有关,接着他们进行了多次实验得出了不同浓度盐水的凝固点,数据记录如下表所示。
盐水浓度
0%
3%
6%
9%
12%
15%
18%
21%
24%
27%
30%
凝固点/℃
0
分析表格中数据可知,当盐水浓度增大时,其凝固点 ;
(3)你认为给冷藏盒中药品降温最好选用 (选填“冰”或“适当浓度盐水结成的冰”);
(4)实验后,他们联想到冬天在冰雪覆盖的路面上撒盐便于除去冰雪,原因是撒盐后冰雪的熔点变 (选填“高”或“低”)了;
(5)标准大气压下,如果将一个装有冰水混合物的试管放在正在熔化的盐水浓度为18%的盐冰水混合物中,如图所示,试管中冰水混合物中的冰会 (选填“变多”“变少”或“不变”)。
【变式13-1】(24-25八年级上·河北张家口·期中)小明和小丽想要探究海波熔化时温度的变化情况,于是进行了如下实验。
(1)如图甲所示是小明组装好的实验装置,小丽指出实验装置有一处不恰当的地方是 ;
(2)重新安装好实验装置后,将试管放在盛水的烧杯内加热,这样加热的好处是使海波 ;
(3)小明根据实验数据绘制的海波的温度随时间变化的图线如图乙中的a,根据实验画出的温度随时间变化的图线得出结论:海波是晶体,其熔化时的特点是吸收热量,但 ;
(4)小丽增加海波的质量后再用相同实验装置重做实验,得到的图线可能是图乙中的 (选填“b”“c”或“d”),你判断的理由是 ;
(5)小丽联想到夏天喝冰凉的饮料,会在饮料中加入适量冰块,而不是直接加入与冰块质量相等的冷水,一方面是因为冰块的 更低,另一方面是因为冰块熔化成水的过程中 热量,使饮料的温度下降更多;
(6)他们通过查阅资料得知一个大气压下海波的沸点为100°C,,小明推测:如果一直加热下去,试管中的海波会沸腾,小丽认为他的推测是 的,原因是 。
【变式13-2】(24-25八年级上·四川南充·期中)小明和小组同学用图甲的实验装置来探究某物质的熔化特点。
(1)实验中采用“水浴法”加热的好处有:能减缓物体升温速度,便于实验现象观测和数据记录;能使物质 ;
(2)实验中,他所测得的温度值比真实值要高,则他可能是按图乙中的 (选填“A”、“B”或“C”)方法进行读数的;
(3)他改正了错误的读数方法后,又正确地进行了实验,并根据所记录的实验数据描绘出该物质的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。第6min时,该物质处于固液共存态,此时该物质 (选填“不再”或“继续”)吸热;
(4)接着老师让小明和同学用图丁所示装置“探究冰熔化时温度变化的规律”实验,分别在烧杯和试管中放入适量的碎冰,并各放了一支温度计。
①实验过程中A、B两支温度计的示数随时间变化的图像如图戊所示,通过分析图像可知, (选填“虚”或“实”)线是试管内碎冰温度随时间变化的图像;
②如图戊所示,第8min时烧杯内的碎冰处于 态,此时试管内的碎冰处于 态(选填“固”、“液”或“固液共存”)。
【变式13-3】(24-25九年级上·福建福州·期中)在综合实践活动中,小明和小华想设计并制作一个简易冷藏箱用于放置需要冷藏的食物。查阅发现冷藏箱主要是由:①箱盖上的冰盒(如图甲所示);②用三层材质组成的箱体(如图乙所示)组合而成的箱体共同起到冷藏保温作用。使用时,将冷冻过的冰盒放入箱体,并把要保存的物品放入箱中,关闭箱盖,就能有较好的冷藏功能,且便于携带。他们进行了以下两项实验研究。
(1)探究一:用冰和盐冰(用盐水制成的冰)制成冰盒,哪个制冷效果好?他们利用电冰箱测量了水和盐水的凝固点;并通过实验数据绘制了水和盐水的凝固图像,如图丙所示。根据图像可知, (选填“冰”或“盐冰”)的制冷效果更好;
(2)探究二:箱体选用哪种材料冷藏保温性能更好?他们选取三个等大的鞋盒,盒内侧分别放入不同厚度的泡沫塑料、毛巾,做好固定,制成简易冷藏箱A、B、C。在箱内分别放入等量的刚从同一冷冻室取出的冰块,每2min打开盒盖,用温度计测量水温,记录现象及数据如表所示。根据实验可知, (选填“泡沫塑料”或“毛巾”)的冷藏保温性能更好,这是根据 两个冷藏箱的数据得出的结论;
冷藏箱
A
B
C
保温层材料
泡沫塑料
毛巾
泡沫塑料
保温层厚度
2cm
2cm
4cm
水温下降速度
慢
快
最慢
(3)小华将两个冷冻好的盐冰盒放入冷藏箱C内,从冰箱冷藏室取一小瓶纯净水放入冷藏箱,每隔1h测量纯净水的温度,3h后发现纯净水中出现碎冰块(1个标准大气压下),测量此时箱内温度为℃,则小瓶内纯净水的温度为 ℃。
【变式13-4】(24-25八年级上·辽宁铁岭·期中)小艺用图甲所示的装置对冰加热,探究冰熔化时温度的变化规律。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度/℃
0
0
0
0
1
2
3
4
(1)实验应选用颗粒 (选填“大”“小”)的碎冰块,实验中将温度计的玻璃泡 碎冰中;
(2)实验中,应始终注意观察试管中冰的状态变化,由图乙可读出某时刻温度计的示数是 ℃。请根据表中数据,在图丙的坐标系上画出冰熔化过程中的温度--时间图像 ;
(3)由表格分析可知冰熔化时的特点是 ;
(4)实验时,小红对小艺说,该实验可以不用酒精灯,直接把试管(含冰)放在空气中观察即可。你认为此方法是否可行 。
【变式13-5】(24-25九年级上·福建厦门·阶段练习)如图甲是小鲁同时探究“水沸腾和晶体熔化时温度变化特点”的实验装置。烧杯中装有适量的水,试管中装有适量的晶体颗粒,水和晶体颗粒中分别放有温度计。
(1)某时刻右侧温度计的示数如图甲,为 ℃;
(2)实验中两支温度计示数随时间变化的图像如图乙,晶体的熔点为 ℃,在第7分钟时晶体处于 (选填“固”、“液”或“固液共存”)态;
(3)丙图是碘颗粒升华的实验,也是用水浴法进行加热的,用水浴法不用酒精灯直接加热的主要原因是 (标准大气压下,碘的熔点是113.5℃,碘的沸点是184.4℃)。
A.使碘更快升华 B.水的沸点低于碘的熔点,确保碘不会熔化
C.使实验中产生更多的碘蒸气 D.水的沸点低于碘的沸点,确保碘不会液化
(4)小明在家烧水煮饺子,当水烧开倒入锅中准备下饺子时,妈妈提醒他烧开的水量少了点,于是小明又往锅里迅速加了一大碗水(水量比锅里少),用同样大的火直至将水再次烧开。下面能反映小明整个烧水过程中温度随时间变化的图像是 。
A. B.
C. D.
【变式13-6】(24-25九年级上·福建福州·阶段练习)“如何才能快速解冻从冰箱拿出来的冻肉呢?”小实查阅资料后利用冰块、食用盐和白糖进行模拟实验,实验装置如图所示。
步骤一:取三份①和质量相同的冰块,其中两份分别均匀撒上质量相等的少量食用盐和白糖;
步骤二:将三份冰块同时静置于漏斗中,用电子秤测量烧杯与液体的总质量m,每隔5min记录一次;
步骤三:根据实验数据得到总质量m与时间t的关系图像如图丁所示,分析得出实验结论。
(1)步骤一中①处应填写的内容是: ;
(2)分析图丁可知:烧杯的质量为 g,甲装置的冰块质量为 g,使用 (选填“食用盐”或“白糖”)可以更快速解冻冻肉;
(3)小实完成本次实验耗时将近50min,不更换或不增加实验器材的前提下,请你为他提出一条缩短实验时间的可行建议: ;
【十四、科普阅读题】
【题型14】(2024·内蒙古赤峰·一模)阅读下面的短文,回答问题。
沸水也能结冰?
沸水也能结冰吗?在地球表面自然环境中的确不可能,但人为改变外界环境因素后一切皆有可能。科学家将盛有适量水的杯子放置在玻璃罩中密封(如图甲),用抽气机向外抽气,奇怪的现象发生了:杯子中的水沸腾了,继续抽气,杯子中上层水仍在沸腾,下层水开始结冰,最终水全部结成了冰。原来随着玻璃罩中的空气被抽出,玻璃杯中水面上方的气体压强越来越小,水的沸点降低,一直降到室温,故杯中的水沸腾了。研究表明晶体的熔点(或凝固点)也与压强有关,压强越小,晶体的熔点(或凝固点)越高,所以当玻璃罩中气体压强减小到足够低时,水的凝固点升高到室温,故沸腾的水很快结冰了。
(1)地球表面自然环境中,杯子中上层水沸腾、下层水结冰的现象 (可能/不可能)存在;
(2)如图乙、在温度较低的环境中将一根两端拴有重物的细金属丝,挂在一个粗大的冰块上、一段时间后,钢丝穿冰块而过,而冰块完整无缺。使用细金属丝和悬挂重物的目的都是 ,从而使冰的熔点 (降低/提高/保持不变),所以细金属丝下方的冰块熔化,由于环境温度较低,熔化而成的水又很快凝固,故钢丝穿冰块而过且不留缝隙。
【变式14-1】(23-24八年级上·广东珠海·阶段练习)阅读短文,回答问题。
汽车防冻液
汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高。为了确保安全,可用水循环进行冷却。实际上,水中往往还要加入不易挥发的防冻液(原液),加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾。有关资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,具体数值参见下表(表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比)。
防冻液含量/%
30
40
50
60
70
80
90
混合液的凝固点/℃
﹣17
﹣28
﹣37
﹣49
﹣48
﹣46
﹣28
混合液的沸点/℃
103
104
107
111
117
124
141
在给汽车水箱中加防冻液时,宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10~15℃。考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果,因此,混合液中防冻液的含量不宜过高;
(1)在严寒的冬天,水箱里注入防冻液。这是因为防冻液的凝固点比水的凝固点 ,沸点比水的沸点 (以上两空均选填“高”或“低”);
(2)在混合液中,如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%,则混合液凝固点的变化情况是 (填字母);
A.逐渐升高 B.逐渐降低
C.先降低后升高 D.先升高后降低
(3)若某地常年最低气温为﹣15℃,对该地区的汽车来说,在下列不同防冻液含量的混合液中,最适宜选 ;
A.30% B.40% C.60% D.90%
(4)长时间使用后,汽车水箱中的混合液会减少。与原来相比,混合液的沸点 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
【变式14-2】(23-24九年级上·山东烟台·期末)阅读短文,回答问题:
从体温计说起
看病时常常要检查体温。真正把体温测量用于临床诊断的是德国医生冯德利希,而英国医生阿尔伯特设计了医用体温计,他在温度计的水银管里造一处狭道,取出后水银柱在狭道处断开,使狭道以上的部分始终保持体温示数,图甲是我们现在日常使用的体温计。
温度计经过了四百多年的发展,早已不局限于体温测量。1821年物理学家塞贝克将两种不同的金属导线连接在一起,把其中的一个接触点B加热到很高的温度,另一个接触点A保持低温,这种电路叫热电偶,如图乙所示。实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点A和B间的温度差大小有关,温度差越大,回路电流越大。根据这个道理制造出了热电偶温度计,如图丙所示,它能直接放入高温炉里测温。
如图丁所示是家庭常用一种指针式寒暑表,是用双金属片(由铜片和铁片焊接组成)做感温元件的,感温元件下端固定,根据相同条件下受热时铜片的伸长量比铁片大,使双金属片的弯曲程度发生变化,会沿顺时针方向发生偏转,直接显示温度示数。
(1)图甲所示体温计的测温原理是什么?它的分度值为多少?
晶体
熔点/
晶体
熔点/
钨
3410
铜
1083
铁
1535
铝
660
钢
1515
铅
328
(2)一个热电偶温度计的量程是,查阅部分晶体熔点的小资料如上表,则制作这个热电偶可以选择哪两种金属?
(3)如图丁所示的指针式寒暑表,感温元件中铜片和铁片的组成位置符合要求的应该是下面哪个图?
【十五、物态变化的辨析】
【题型15】(24-25八年级上·江西上饶·期中)水的三种状态分别是冰、水和水蒸气。如图中关于三者之间的转化过程涉及到的物态变化及其吸热、放热情况的判断正确的是( )
A.甲为凝华过程,吸收热量
B.乙为升华过程,吸收热量
C.丙为液化过程,放出热量
D.丁为熔化过程,放出热量
【变式15-1】(24-25八年级上·新疆阿克苏·期中)如图所示,在甲、乙两个相同杯子中分别放入适量的冰块和干冰。放置一段时间后,发现杯内物块均变小,且甲杯内有液体出现,杯壁上有小水珠生成,冰的上方有白气生成;乙杯内仍然是干燥的,但杯壁上生成了一层薄霜,干冰上方有白气生成。下列说法正确的是( )
A.甲杯中的液体是冰熔化生成的水,此过程放热
B.乙杯中的干冰变小是升华现象,此过程吸热
C.甲杯上的小水珠出现在杯子的内壁上,乙杯上的薄霜生成在杯子的外壁上
D.生成白气是汽化现象,此过程吸热
【变式15-2】(24-25八年级上·湖北随州·期中)固态、液态和气态是物质常见的三种状态,某物质通过放热、吸热在甲、乙、丙三种物态之间转化,如图所示,下列说法正确的是( )
A.由甲到乙是凝固过程,“雾凇”形成与该过程相同
B.由乙到丙是汽化过程,衣服晾干与该过程相同
C.由丙到甲是凝华过程,霜的形成与该过程相同
D.由乙到丙是升华过程,用干冰降温与该过程相同
【变式15-3】(24-25八年级上·陕西咸阳·阶段练习)固态的冰、液态的水和气态的水蒸气是水循环过程中水常见的三种状态,某同学据此画出了如图1所示水的三态变化图,甲、乙、丙分别代表水的三种状态,则甲是 ,乙是 (前两空选填“冰”“水”或“水蒸气”)。如图2所示,“热管”利用流体发生物态变化达到散热目的,被广泛应用于各种高端科技上,热管里的液体在A端吸热,然后流动到较冷的B端放热,B端通过散热风扇转动将热散出,则在B端的物态变化形式与图1中由 (后两空选填“甲”“乙”或“丙”)到 的物态变化形式相同。
【变式15-4】(22-23八年级上·全国·课后作业)水的三种状态分别是冰、水和水蒸气。给图填字,说明它们三者之间转化过程的名称以及吸热、放热的关系。
【变式15-5】(24-25九年级上·福建厦门·阶段练习)固态、液态和气态是物质常见的三种状态,某物质通过放热、吸热在甲、乙、丙三种物态之间转化,如图, (选填“甲”、“乙”或“丙”)为气态,由丙到甲是 过程(填物态变化的名称)。
【变式15-6】(24-25八年级上·北京·期中)小明和小华网购了一箱冰激凌,箱内有一袋干冰,小明将干冰放在室温下,观察到干冰周围有“大量白气”,且干冰不断变小,如图所示,小明认为“白气”是干冰升华而形成的二氧化碳气体,小华则认为“白气”是干冰先升华而形成的二氧化碳气体又液化形成的二氧化碳小液滴。请你分别分析两人的观点是否正确,阐述你的理由。
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专题02 物态变化
新课标对单元考点要求
(1)描述固、液和气三种物态的基本特征。列举自然界和生活中不同状态的物质及其应用。
(2)说出生活环境中常见的温度值。了解液体温度计的工作原理,会用常见温度计测量温度。尝试对环境温度问题发表自己的见解。
(3)经历物态变化的实验探究过程,知道物质的熔点、凝固点和沸点,了解物态变化过程中的吸热和放热现象。用物态变化的知识说明自然界和生活中的有关现象。
(4)用水的三态变化说明自然界中的一些水循环现象。了解我国和当地的水资源状况,有关心环境和节约用水的意识。
单元知识思维导图
【一、温度计的读数】 3
【二、温度计的应用】 4
【三、温度计的比较】 5
【四、非标准温度计的计算】 8
【五、汽化和液化的应用】 11
【六、探究吸热放热现象】 14
【七、内外表面的水珠的辨析】 18
【八、沸腾与气压的关系】 20
【九、干湿温度计】 23
【十、探究水的沸腾实验】 29
【十一、熔化和凝固的应用】 38
【十二、熔点和凝固点】 40
【十三、熔化和凝固的实验探究】 44
【十四、科普阅读题】 54
【十五、物态变化的辨析】 57
考点1:温度及温度计
1.温度
(1)定义:表示物体冷热程度。
(2)摄氏温度(℃):在标准大气压下,冰水混合物的温度规定为0℃,沸水的温度规定为100℃。
2.温度计
(1)原理:根据液体的热胀冷缩性质制成的。
(2)使用方法:
①估:估计被侧物体的温度。
②选:据估测温度选择合适量程的温度计。
③看:看清温度计的量程和分度值。
④放:玻璃泡全部浸入被测液体,不要接触容器底或侧壁。
⑤读:待示数稳定后读取,读数时玻璃泡要留在液体中,视线与液柱上表面相平。
⑥记:正确记录测量的温度,不要漏掉单位。
3.温度计使用中的注意事项
(1)根据被测量物选择适宜的温度计
(2)玻璃泡全部浸入被测液体中,不要碰到容器底或容器壁(液体应该足够多以浸没玻璃泡)
(3)记录时应待温度计的示数稳定后读数,读数时,玻璃泡不能离开被测液体,视线必须与液体柱的上表面相平(俯视读大,仰视读小)
(4)使用温度计时,手应拿在它的上部,实验中不允许用它作搅拌棒使用。
【一、温度计的读数】
【题型1】(24-25八年级上·河南商丘·期中)如图所示温度计是根据 的原理制成的,民权县某一天的气温为22℃,请在图中标出液柱的位置 。
【答案】 液体的热胀冷缩
【详解】[1]温度计是根据液体的热胀冷缩的原理制成的,温度越高,测温液体越膨胀,液柱越高。
[2]由图可知,此温度计的分度值是2℃,由于温度值是22℃,则液柱上表面对应的刻度应是20刻度上面1格处,如图所示:
【变式1-1】(24-25八年级上·安徽安庆·期中)温度计是根据液体的热胀冷缩性质制成的, 用来测量物体的冷热程度。小雨正确使用温度计分别测量了凉水和冰的温度,则 是凉水的温度,温度为 ℃; 是冰的温度, 温度为 ℃。
【答案】 乙 28 甲 -22
【详解】甲温度计20在30上方,说明甲读数为-22℃,乙温度计30在20上方,说明乙读数为28℃。
[1][2]凉水的温度在零摄氏度以上,则乙为凉水温度,为28℃;
[3][4]冰的温度在零摄氏度以下,则甲为冰温度,为-22℃。
【变式1-2】(2024八年级上·全国·专题练习)如图甲是温度计的一部分,它指示的温度是 ℃。如图乙也是温度计的一部分,它指示的温度是 ℃。
【答案】 47
【解析】略
【二、温度计的应用】
【题型2】(24-25八年级上·广东深圳·期中)在科学兴趣班开展温度测量探究的实验时,小顾同学用体温计分别测量了3位同学的体温,由于操作疏忽,每次测量完都没有甩就继续测量下一位同学的体温。现依次测得甲、乙、丙3位同学的体温分别为38.5℃,39℃,39℃,则( )
A.甲、乙、丙三位同学都发烧了 B.甲发烧了,乙、丙是否发烧不能确定
C.甲、乙都发烧了,丙是否发烧不能确定 D.甲、乙都发烧了,丙没有发烧
【答案】C
【详解】体温计构造特殊,带有缩口,方便体外读数。即当体温计离开人体后,外界气温较低,水银遇冷体积收缩,就在狭窄的曲颈部分断开,使已升入管内的部分水银退不回来,仍保持水银柱在与人体接触时所达到的高度。小顾同学测得甲同学为其真实体温38.5℃,大于37.5℃,甲发烧;接下来未甩直接测量乙,为39℃,大于37.5℃,乙发烧;接下来未甩直接测量丙,为39℃,则丙温度可能低于39℃也可能等于39℃,不能确定丙是否发烧。
故选C。
【变式2-1】(24-25九年级上·河南周口·期中)小明用同一体温计没有甩就先后给甲、乙两人测量体温(在测量前体温计均已用酒精消毒),体温计示数分别为37.9℃和38.4℃,则( )
A.甲的体温一定是37.9℃,乙的体温一定是38.4℃
B.甲的体温可能是37.9℃,乙的体温一定是38.4℃
C.甲的体温一定是37.9℃,乙的体温可能不是38.4℃
D.因为体温计有缩口设计,所以甲、乙测得的值一定都是准确的
【答案】B
【详解】由于体温计玻璃泡内的汞在温度升高时能自动进入刻度直管内,但温度降低时却不能自动回到玻璃管的玻璃泡内,每次使用前需要甩几下,所以小明用同一体温计没有甩就先后给甲、乙两人测量体温,则甲的体温可能小于或等于37.9℃,乙的体温为38.4℃,综上分析知,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式2-2】(2024·广东清远·二模)新冠疫苗须保存在低于8℃的环境中,专业冷藏车的冷藏室内是2℃~8℃的低温环境,其制冷系统通过液态制冷剂汽化将车内的“热”报运到外面,实现制冷。夏季运输过程中,为监测冷藏室内温度,应选用如图 (甲/乙)所示的温度计置于其中,在接收点,为正确读数, (能/不能)把温度计从冷藏室内取出来读数,当温度计示数如图中所示时,温度 (符合/不符合)规定。
【答案】 乙 不能 符合
【详解】[1]由题可知疫苗需保存在低于8°C的环境中,即保存环境温度最高为8℃。甲温度计是普通温度计,乙温度计的构造类似于体温计;根据温度计的构造特点,温度升高后水银柱升高,不会再降下去,可以测定最高温度,故应在冷藏箱内放置温度计乙。
[2]乙温度计可以离开被测物体读数,但外界温度高,温度计示数会升高,故验收人员不能把温度计从冷藏箱中取出读数。
[3]由图乙可知:温度计的分度值为1℃,示数为5°C。根据疫苗存放要求需保存在低于8°C的环境中,表明疫苗安全。
【三、温度计的比较】
【题型3】(24-25八年级上·广西南宁·期中)两支自制温度计,使用相同的玻璃小瓶,装满同种带颜色的水,在小瓶口的橡胶塞各插入一根吸管,如图所示。用它们测量同一杯热水的温度( )
A.两温度计的液柱上升高度相同,示数不同
B.两温度计的液柱上升高度相同,示数相同
C.两温度计的液柱上升高度不同,示数不同
D.两温度计的液柱上升高度不同,示数相同
【答案】D
【详解】两支温度计所用的玻璃小瓶相同,里面装满同种带颜色的水,用它们测量同一杯热水的温度时,测量的温度相同,所以示数相同;温度升高相同,瓶内液体膨胀体积相同,管子越细,液面高度变化越明显,精确越高,所以,温度计的液柱上升高度不同,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【变式3-1】(24-25八年级上·湖北武汉·阶段练习)甲、乙、丙三支酒精温度计中的玻璃管长度一样,甲和乙玻璃管的内径相同,甲玻璃泡的容积比乙大,乙和丙玻璃泡的容积相同,乙的内径比丙细,由此可判断这三支温度计的测量范围( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
【答案】C
【详解】ABCD.乙和丙两支温度计的玻璃泡容积相同,故当它们升高或降低相同温度时,酒精膨胀或收缩的体积相同,内径粗的丙温度计液柱长度变化小,内径细的乙温度计液柱长度变化大,它们玻璃管的长度是一样的,因此乙温度计的测量范围比丙温度计的小; 甲和乙两支温度计,玻璃管内径粗细相同,甲温度计的玻璃泡容积比乙温度计的大,因此它们升高或降低相同温度时,甲温度计酒精膨胀或收缩的体积大,因此甲温度计的测量范围比乙温度计的测量范围小。 综合分析丙温度计的测量范围最大,故 C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式3-2】(2024八年级上·全国·专题练习)小明和几位同学利用国庆假期尝试自制温度计,用玻璃小药瓶、透明吸管、红墨水等器材制成了下图中A、B、C、D四支温度计并标有刻度。其中A、B、C三支温度计的小药瓶中装满红色的水,D的小药瓶是空的,液柱用的是红色的水。
(1)A、B、C三支温度计最初液面高度相同,其中 (选填“A”“B”或“C”)温度计的精确度最高;
(2)当气温升高时,D中液柱ab会向 (选填“左”或“右”)移动。
【答案】(1)C
(2)左
【详解】(1)当温度升高时,玻璃小药瓶中的液体受热膨胀,使液柱进入吸管,所以玻璃小药瓶相当于温度计的玻璃泡;使用透明吸管的目的是能够明显地观察到测温物质的体积的变化,在温度稍微变化时,液柱变化比较明显,需要液体的体积要大一些,所以可以增大玻璃瓶的容积,还可以使用更细的吸管,膨胀相同体积,液面高度变化更大,因而精确度最高的是C。
(2)由图可知,D瓶内是气体,所以D的工作原理是气体热胀冷缩;当气温升高时,瓶内气体受热膨胀,体积变大,使液柱ab向左移动。
【变式3-3】(24-25八年级上·辽宁沈阳·期中)实践活动时,某小组在相同的小瓶里同时装满带颜色的水,在瓶口的橡皮塞上各插入一根粗细不同的透明管,制成了如图所示的甲、乙两支简易温度计。该温度计的工作原理是 ,对温度反应更灵敏的是温度计 。
【答案】 液体的热胀冷缩 乙
【详解】[1]温度计是根据液体的热胀冷缩性质制成的;当温度升高时,瓶内液体膨胀,液柱上升;温度降低时,瓶内液体收缩,液柱下降。
[2]甲、乙两支温度计,竖直放置时,玻璃泡内液体的体积相同,受热或冷却时,膨胀或收缩的体积也相同,透明管内径越细,液柱上升或下降的高度变化越大,对温度反应越灵敏,因此乙温度计的灵敏度比甲高。
【四、非标准温度计的计算】
【题型4】(23-24九年级上·福建漳州·阶段练习)某同学有一支温度计,读数不准但刻度是均匀的,该同学将这支温度计放入冰水混合物中时读数是10℃,将这支温度计放入沸水中时读数是90℃(气压为1个标准大气压)由上述可知,当温度计显示度数等于实际温度值时,实际温度是多少( )
A.40℃ B.45℃ C.50℃ D.无法确定
【答案】C
【详解】温度计一个小格表示的温度为
设外界的实际温度为t,则
解得t=50℃。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式4-1】(24-25八年级上·湖北咸宁·期中)实验室常用温度计是根据液体 的规律制成的;体温计可以离开被测物体读数,如图所示温度计的示数是 ℃。某支温度计刻度均匀,但读数不准确,在测量标准大气压下沸水的温度时,示数是90℃,在测一杯热水温度时,其示数与热水的真实温度60℃恰好相等,若用此温度计去测量冰水混合物的温度时,示数是 ℃。
【答案】 热胀冷缩 34 15
【详解】[1]一般液体具有热胀冷缩的性质,实验室常用温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的。
[2]如图所示的温度计的分度值为1℃,液柱表面对应在30℃右侧第4格处,所以其示数为34℃。
[3]对于刻度均匀而示数不准确的温度计,若将其放入冰水混合物中时示数为t1,放入沸水中时示数为t2,则其分度值为
用其测量实际温度时,若温度计的示数为t3,则实际温度为
已知在测量标准大气压下沸水的温度时示数是90℃,则在温度计示数与热水的真实温度60℃恰好相等的情况中,则
由此解得
【变式4-2】(24-25八年级上·湖南邵阳·期中)常用温度计是根据液体的 原理制成的。一支温度计刻度不准确,但刻度均匀。将这支温度计插入0℃的冰水中,温度计的示数为8℃;插入100℃的沸水中,温度计的示数为88℃。用这支温度计测量某物体的温度,当温度计的示数为20℃时,该物体的实际温度是 ℃;当示数为 ℃时,其示数与实际温度相同。
【答案】 热胀冷缩 15 40
【详解】[1]常用温度计一般为液体温度计,液体温度计的原理是利用液体的热胀冷缩。
[2]根据题意,刻度不准确的温度计将100℃分成80份,则一份的温度为
则当温度计的示数为20℃时,该物体的实际温度是
[3]设其示数与实际温度相同的温度为t',则满足
解得。
【变式4-3】(24-25八年级上·广东广州·期中)液体温度计的工作原理是液体的 。在标准大气压下,把温度计先后放入冰水混合物和沸水中,分别标出温度计中液柱达到的位置A和B,将该温度计放在刻度尺旁,如图所示,图中刻度尺的分度值是: ,此时温度计显示的温度是: ℃。
【答案】 热胀冷缩 1mm 62.5
【详解】[1]一般液体具有热胀冷缩的性质,液体温度计是根据液体的热胀冷缩的原理制作的。
[2]如图所示,刻度尺的1大格表示1cm,1大格分为10份,1小份表示的长度为0.1cm,即1mm。
[3]在标准大气压下,冰水混合物的温度为0℃,沸水的温度为100℃,所以A、B两点表示0℃和100℃的位置,由图可知,AB之间分为40个小格,一个小格代表的温度为2.5℃,温度计示数的位置距离A点25个小格,故示数为
25×2.5℃=62.5℃
【变式4-4】(2024八年级上·全国·专题练习)根据科学研究,无论采用什么方法降温,温度也只能非常接近,不可能比它更低。为此,科学家以这个温度为零点规定了一种表示温度的方法,即热力学温度,单位为开(K)。它的每一开的大小与每一摄氏度的大小相同。如果用T表示热力学温度,用t表示摄氏温度,则它们的数量关系是 。
【答案】
【详解】由题意可知,热力学温标的零度,是摄氏温度的−273.15℃,所以摄氏温度的0度是热力学温度的273.15K,热力学温度T和摄氏温度t的关系是
T=t+273.15
【变式4-5】(24-25八年级上·黑龙江齐齐哈尔·期中)有一支温度计,刻度均匀但读数不准。它在冰水混合物中的示数为6℃,在沸水中的示数为96℃。用这支温度计测得烧杯中水的温度是33℃,则这杯水的实际温度是 ℃。
【答案】30
【详解】它在冰水混合物中的示数为6℃,在沸水中的示数为96℃,该温度计的温度值为
若这支温度计测得烧杯中水的温度是33℃,与冰水混合物相比,温度相差
则一共的格数为
在标准温度计中,这杯水的实际温度是30℃。
考点2:汽化和液化
1.汽化。物体从液态变为气态的过程叫汽化。物体汽化需要吸热。
(1)汽化的方式:蒸发和沸腾。
(2)蒸发和沸腾的比较:
异同点
蒸 发
沸 腾
不同点
只在液体表面进行
在液体表面和内部同时进行
任何温度下都可以进行
必须达到沸点且继续吸热
缓慢的汽化现象
剧烈的汽化现象
温度降低
温度保持不变
相同点
1.都是汽化现象。2.都使液体变为气体。3.都要吸收热量。
2.液化。 物质从气态变为液态的过程叫液化。气体液化后体积会大大地缩小,便于储存和运输。 液化的方法:降低温度、压缩体积或二者兼用。
总结:液体沸腾的温度叫沸点。通常不同的液体沸点不同。液体的沸点都随气压减小而降低,随气压增大而升高。液体沸腾时温度要达到沸点并且还要继续吸热。
【五、汽化和液化的应用】
【题型5】(24-25八年级上·河南郑州·期中)我国劳动人民常在生产生活中运用科学知识解决实际问题,将纱布盖在盛有饭菜的篮子上,使边缘浸在水中可以延长食物保存时间,如图所示,关于该现象说法正确的是( )
A.主要是利用水升华过程中吸收热量
B.这样可以使食物的温度保持在零摄氏度以下
C.为了效果更好,装置应放在阴凉通风的地方
D.从冰箱里取出的鸡蛋“冒汗”,与此成因相同
【答案】C
【详解】A.此过程主要利用水汽化过程吸收热量,故A错误;
B.水汽化吸热,这样可以使食物保持较低的温度,但达不到0℃一下,故B错误;
C.装置应放在阴凉通风的地方,加快蒸发吸热,可达到更好的效果,故C正确;
D.从冰箱里取出的鸡蛋温度较低,空气中的水蒸气遇到冷的鸡蛋,液化成小水滴,即“冒汗”,故D错误。
故选C。
【变式5-1】(24-25八年级上·广东深圳·期中)如图是冰箱制冷剂循环路线示意图,制冷剂在冷冻室的管子里发生了物态变化,下列说法错误的是( )
A.制冷剂在冷冻室要吸热
B.在冷冻室,液态制冷剂汽化变成气态制冷剂
C.制冷剂在冷凝器要放热
D.打开工作中的冰箱门,最终能使整个房间内降温
【答案】D
【详解】AB.由图可知,液态制冷剂在冷冻室汽化变为蒸气,该过程中需要从冷冻室内吸收热量,故AB正确,不符合题意;
C.制冷剂在冷凝器中由气态变为液态,发生液化,该过程中需要放热,故C正确,不符合题意;
D.工作中的冰箱是将冰箱内部的热量释放到外部,因此整个房间内不会降温,故D错误,符合题意。
故选D。
【变式5-2】(24-25九年级上·福建泉州·期中)为了探测花盆内土壤是否含液态水,小明自制了“土壤含水显示仪”。如图所示,中午将试管倒插入土壤深处,傍晚发现试管内上端出现水珠,说明土壤含液态水。从土壤含液态水到试管内出现水珠,发生的物态变化是( )
A.先汽化后液化 B.先液化后汽化
C.先升华后液化 D.先升华后凝华
【答案】A
【详解】中午将试管倒插入土壤深处,由于中午土壤温度较高,土壤中的水分蒸发进入试管;傍晚温度降低,试管中的水蒸气液化附着在试管壁上,试管内上端出现水珠,说明土壤含液态水。从土壤含液态水到试管内出现水珠,发生的物态变化是先汽化后液化,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式5-3】(24-25八年级上·陕西延安·期中)为保证青藏铁路多年冻土区路基的稳定性,铁路两侧安装了许多封闭的中空热棒。如图所示,热棒下端插在冻土中,内部填充低沸点的液态氨,利用氨的物态变化给冻土降温,把冻土中的热量“搬运到”热棒上端,通过散热片向空中放热,从而使冻土保持稳定。下列说法正确的是( )
A.氨在热棒下端发生的物态变化是汽化 B.氨在热棒上端发生的物态变化是凝固
C.为降低成本,可以使用液态水替代液态氨 D.液态氨的沸点比较高,极易汽化
【答案】A
【详解】A.氨在热棒下端由液态变为气态并吸收热量,发生的物态变化是汽化,故A正确;
B.氨在热棒上端,由气态变为液态并向外放热,发生的物态变化是液化,故B错误;
C.水的沸点较高,不能使用液态水替代液态氨,故C错误;
D.液态氨的沸点比较低,极易汽化,故D错误。
故选A。
【变式5-4】(17-18八年级上·江苏扬州·阶段练习)小明在厨房中发现
(1)壶里的水烧开以后,壶嘴上方冒出一团团“白气”.这“白气”实质上是一些 .小明仔细观察又发现:“白气”从喷出到消逝要经历三个物理过程.
①靠近壶嘴的地方,我们什么也看不见.这是为 ,仍然保持气体状态.
②水蒸气离开壶嘴一段距离以后,遇冷液化,形成“白气”.
③“白气”进一步上升,分散到干燥的空气中,发生 现象,我们又什么也看不见了.
(2)小明发现暖水瓶的瓶盖打开不冒“白气”,小明想这是为什么呢?想到可能是暖水瓶不保温,倒了一碗尝尝发现“烫”. “小明倒了一碗尝尝”属于科学探究中的哪个环节
(3)冬天,在炉子上烧菜的时候,火焰熄灭前、后一瞬间会出现如图所示的两种情景,你可以确定 是火焰熄灭后的图片.
【答案】 小水珠 壶嘴处温度高,水蒸气难以液化 汽化 进行实验与收集证据 甲
【详解】(1)壶嘴上方冒出一团团“白气”.这“白气”实质上是壶嘴喷出的水蒸气遇冷发生了液化现象,形成了小液滴;①高温的水蒸气在遇冷时才发生液化现象,而在靠近壶嘴的地方,温度高,水蒸气不会液化,仍是无色的水蒸气,故我们什么也看不见.
③“白气”进一步上升,分散到干燥的空气中,由液体又变成气态,发生了汽化现象,我们又什么也看不见了.(2)小明在家中发现暖水瓶的瓶盖打开不冒“白气”,小明问自己为什么?这是提出问题;想到可能是暖水瓶不保温,这是猜想;倒了一碗尝尝发现“烫”,这是进行实验与收集证据. (3)在炉子上烧菜的时候,火焰熄灭前,环境温度较高,水蒸气液化程度小,形成的“白气”就较少;而在熄火后,环境温度降低,水蒸气大量液化,“白气”就增多;故甲是火焰熄灭后的图片.
点睛:本题须准确把握物态变化的概念,认真观察生活现象,运用所学知识解决问题.
【变式5-5】(23-24八年级上·广东江门·期中)将一瓶饮料在冰箱中冷藏一段时间后,取出一会儿,表面会变湿,用毛巾擦干后过一会儿又会变湿,这是 (填物态变化名称)现象,喝了这种冰水会感到特别凉爽,这是因为冰在 (选填物态变化名称)时 (选填“吸收”或“放出”)热量。
【答案】 液化 熔化 吸收
【详解】[1]从冰箱取出的饮料温度较低,周围空气中的水蒸气因遇冷发生液化,附着在饮料外壁上,因此表面会变湿。
[2][3]冰熔化时吸收热量,使得人感到凉爽。
【六、探究吸热放热现象】
【题型6】(24-25八年级上·山西吕梁·期中)烧开水时,我们会在水面上方看到“白气”;夏天,我们也会在冰激凌周围看到“白气”。关于这两种“白气”的形成下列说法正确的是( )
A.水面上方的“白气”是水汽化形成的水蒸气
B.水面上方“白气”的形成需要吸热
C.冰激凌周围“白气”的形成需要放热
D.冰激凌周围“白气”的形成是水蒸气凝华形成的
【答案】C
【详解】AB.烧开水时,水面上方的白气是热的水蒸气遇冷液化成的小水珠,这个过程需要放热,故AB错误;
CD.冰激凌周围的白气是空气中的水蒸气遇冷液化成的小水珠,这个过程需要放热,故C正确,D错误。
故选C。
【变式6-1】(24-25八年级上·广西南宁·期中)室内温度为25℃,在温度计的玻璃泡上涂上少量与室温等温的酒精,以下温度计示数变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】室内温度为25℃,在温度计的玻璃泡上涂上少量与室温等温的酒精,酒精不见了是由液态变成了气态,属于汽化现象,汽化吸热,温度计示数下降,酒精全部蒸发完以后,示数要上升到室温,示数不变,故B正确,ACD错误。
故选B。
【变式6-2】(22-23八年级上·江苏南京·阶段练习)为了能说明“水蒸气液化时要放热”,如图乙所示,左边烧瓶里是正在沸腾的水,右边量筒A、B中是体积和温度都相同的水,将烧瓶上方的导管通入量筒A中,经过一段时间,能观察到量筒中的水的体积 (增加/减少),水的温度 (上升/下降),这表明量筒中的水 (吸收/放出)热量;下一步操作是将烧瓶中的热水部分倒入B量筒中,使B量筒中水的体积和A量筒中水的体积相同,如果发现 量筒中的水温高,就说明液化时是要放热。
【答案】 增加 上升 吸收 A
【详解】[1]图示中,烧瓶中的水沸腾时产生大量水蒸气,水蒸气沿导管进入量筒A中,遇到温度较低的水,液化成水,所以能观察到量筒中水的体积增加。
[2][3]由于水蒸气的温度较高,在液化时,又放出热量,所以量筒中的水吸收热量,温度升高。
[4]将A的部分水倒入B中,则两量筒中水的体积相同,温度相同,水蒸气继续液化时,A中的水温度继续升高,比B中的水温度高,说明水蒸气液化放出热量,A中水吸收热量而温度升高。
【变式6-3】(23-24八年级上·陕西西安·阶段练习)在做“观察水沸腾”的实验时,同学们用图1所示器材来完成实验。
(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)甲、乙、两组同学虽然选用的实验装置相同,但水开始沸腾的时刻不同,他们绘制的沸腾图像如图2,得到a、b两种不同图像的原因是水的 不同;图3中沸腾时的气泡图像是 。
(3)小明将刚停止沸腾的水装入烧瓶,迅速塞上瓶塞并倒置,然后向瓶底浇冷水,发现水重新沸腾起来如图4,原因是瓶内气体温度降低,气压减小,水的沸点 (选填“升高”“降低”“不变”).研究完水沸腾实验后将水倒入烧瓶中如图5(a),用酒精灯再次将烧瓶内的水加热至沸腾后,在离管口稍远处,看到雾状的“白气”,为了弄明白这些“白气”是什么,他在管口处放置一玻璃片,发现正对管口的玻璃片表面有水,一会儿,玻璃片的温度升高,小明由此分析,这些“白气”是水沸腾后从管口喷出的水蒸气在空气中遇冷发生 (填物态变化名称)而形成的,这个过程需要 (填“吸热”或“放热”);
(4)为了更准确说明玻璃片温度升高的原因,小明对实验装置做了调整,如图5(b)所示,他在两个相同的试管甲和乙中分别装入质量和初温相同的水,然后将水沸腾时产生的水蒸气通入试管甲的水中,水蒸气在甲中几乎全部液化,待甲中的水面上升一定高度后,停止通入水蒸气,测出此时甲中水的温度为t,以下能给小明提供正确答案的操作是
A.测出乙中的水温并与t比较
B.测出烧瓶中的水温并与t比较
C.将烧瓶内开水倒入乙中直至与甲中水面相平,摇匀后测出乙中水温并与t比较
D.将另一杯开水倒入乙中直至与甲中水面相平,摇匀后测出乙中水温并与t比较
【答案】 自下而上 质量 a 降低 液化 放热 C
【详解】(1)[1]组装实验器材时,为了让酒精灯的外焰加热,石棉网正确放置,温度计不会触碰到烧杯的底部,需要自下而上组装实验器材。
(2)[2]由题意可知,得到a、b两种不同图像,可看到水需要沸腾的时间不一样,根据比热容公式可知,水的比热容相同,升高的温度相同,但是加热时间不同,则水的质量不同,即得到a、b两种不同图像的原因是水的质量不同。
[3]水沸腾时,不断有水汽化为水蒸气进入气泡,上升变大,到水面破裂开来,观察图3,可知沸腾时的气泡图像是a。
(3)[4]水的沸点与气压有关,瓶内气体温度降低,气压减小,水的沸点降低。
[5][6]由题意可知,水蒸气是气态,在空气中遇冷,会放出热量,液化为小水珠。
(4)[7]玻璃片温度升高的原因,是由于水蒸气液化放热,水沸腾时产生的水蒸气在甲试管中遇冷由气态变为液态,发生了液化,水蒸气液化要放出热量,水蒸气液化时放出的热量被甲试管中的水吸收,水的温度升高,把烧瓶内开水倒入乙中,直至与甲中水面相平,摇匀后测出乙中水温并与t比较,可知t高于乙中的水温,得出水蒸气液化放热,故ABD不符合题意, C符合题意。
故选C。
【变式6-4】(24-25八年级上·广西南宁·期中)用抽屉蒸笼蒸馒头,是哪一层的馒头先熟呢?小明仔细观察后发现:高温的水蒸气经过多层蒸格向上升,遇到冷的蒸笼盖时,会有大量“白雾”出现。则( )
A.上层先熟 B.中间层先熟
C.下层先熟 D.同时熟
【答案】A
【详解】蒸馒头时,高温的水蒸气经过多层蒸笼向上升,遇到冷的蒸笼盖时,大量水蒸气液化,放出热量,有大量“白雾”出现,上层蒸笼中的温度较高,所以上层蒸笼中的馒头先熟,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【七、内外表面的水珠的辨析】
【题型7】(24-25八年级上·山东潍坊·期中)将热水、冰水和室温水(水温与室温相同)分别装入纸杯中,如图所示。一段时间后,发现其中两只纸杯壁上有小水珠出现。下列分析正确的是( )
A.水珠出现在热水杯内壁,是汽化形成的
B.水珠出现在热杯水外壁,是液化形成的
C.水珠出现在冰水杯内壁,是汽化形成的
D.水珠出现在冰水杯外壁,是液化形成的
【答案】D
【详解】室温水与室内温度相同,因此不会发生液化现象,其纸杯壁上不会有小水珠出现;热水杯和冰水杯两只纸杯的杯壁上会有小水珠出现。
AB.因为杯内热水会汽化成水蒸气,杯内热的水蒸气上升时遇冷液化成小水珠会附着在杯子的内壁上,故AB错误;
CD.因为冰水温度较低,冰水杯外部周围的水蒸气遇冷液化成小水珠会附着在纸杯的外表面,故C错误,D正确。
故选D。
【变式7-1】(24-25八年级上·湖北武汉·期中)某同学将热水、冰水和室温水(水温与室温相同)分别装入如图所示的纸杯中,一段时间后,发现其中两只纸杯的杯壁上有小水珠出现。下图中小水珠的大致位置标注正确的是( )
A.室温水 B.冰水
C.冰水 D.热水
【答案】D
【详解】A.室温水装入杯中,水温与室温相同,水蒸发产生的水蒸气与杯的温度相同,不会液化,故A错误;
BC.将冰水装入杯中,杯子温度降低,室内空气中的水蒸气遇到温度低的杯子会液化成小水珠附在杯子的外侧装有冷水部分,即杯子外侧的下部,故BC错误;
D.将热水装入杯中,热水蒸发产生的水蒸气温度较高,遇到温度低的杯子会液化成小水珠附在杯子的内侧水面上方,故D正确。
故选D。
【变式7-2】(24-25八年级上·北京·期中)某同学将热水、冰水和室温水(水温与室温相同)分别装入纸杯中,如图所示。一段时间后,发现其中两只纸杯的杯壁上有小水珠出现。
(1)杯壁上有小水珠出现是 现象(填物态变化名称);
(2)请你在两只纸杯上的合适位置画上小水珠(用o表示)。
【答案】(1)液化
(2)
【详解】(1)小水珠是由于热的水蒸气遇冷液化形成的。
(2)热水杯:水温高于室温,因此杯内的水蒸气温度也较高。当这些高温水蒸气遇到温度较低的杯壁时,会放热并液化成小水珠并附着在杯壁的内侧。冰水杯:水温低,杯壁温度也会很低。此时,室温下空气中的水蒸气遇到冷的杯壁,同样会放热并液化成小水珠附着在杯壁的外侧。室温水杯:由于水温与室温相同,杯壁温度也接近室温。因此,这里的水蒸气既不容易在杯壁内侧液化,也不容易在杯壁外侧液化。所以,室温水杯的杯壁上没有出现小水珠。如图所示:
【八、沸腾与气压的关系】
【题型8】(24-25八年级上·河南漯河·期中)如图所示,大烧杯中盛有水,在小试管中装水后放入大烧杯中,在对大烧杯加热的过程中小试管中的水( )
A.不能达到沸点 B.能够达到沸点,但不能沸腾
C.能够沸腾 D.能否沸腾取决于当时的气压
【答案】B
【详解】当大烧杯中的水沸腾后,尽管不断吸热,但烧杯中的水温度不再升高,保持水的沸点温度不变;小试管中的水从大烧杯中吸热,温度达到水的沸点后,就和烧杯中的水的温度一样,就不能从烧杯中继续吸热,这时虽然达到了沸点,但不能吸收热量,所以不会沸腾,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式8-1】(19-20八年级上·全国·课后作业)将盛水的烧瓶加热,水沸腾后将烧瓶从火焰上拿开,迅速塞上瓶塞;再把烧瓶倒置后向瓶底浇上冷水,如图所示,下列分析正确的是( )
A.一直沸腾,浇上冷水时,停止沸腾
B.先停止沸腾,浇上冷水时,水面气压增大,水会再次沸腾
C.因没有继续加热,浇上冷水时,水的温度减小,不会沸腾
D.先停止沸腾,浇上冷水时,水面气压减小,水会再次沸腾
【答案】D
【详解】将盛水的烧瓶加热,水沸腾后将烧瓶从火焰上拿开,由于水不能继续吸热,所以水会停止沸腾,迅速塞上瓶塞,再把烧瓶倒置后向瓶底浇上冷水,这时瓶内水面上方气压减小,水的沸点降低,这时烧瓶内的水恢复沸腾。
故选D。
【变式8-2】(24-25九年级上·福建漳州·期中)如图所示,大试管和小试管里都装有水,将四支大试管中的水加热,使之保持沸腾,则在大试管中的水不断沸腾的过程中,小试管中的水会沸腾的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.试管和烧杯均没有盖,气压相同,水的沸点相同,当烧杯中水沸腾时,温度不变,试管与烧杯中水温度相同,试管中水达到沸点,不能继续吸热,故不能沸腾,故A不符合题意;
B.试管没有盖,烧杯有盖,烧杯内水上方气压高,沸点高,当烧杯中水沸腾时的沸点高于试管内水的沸点,试管中水达到沸点,能继续吸热,故能沸腾,故B符合题意;
CD.试管和烧杯均有盖,气压相同,水的沸点相同,当烧杯中水沸腾时,温度不变,试管与烧杯中水温度相同,试管中水达到沸点,不能继续吸热,故不能沸腾,故CD不符合题意。
故选B。
【变式8-3】(24-25九年级上·重庆江津·期中)活塞密封住的瓶子底部有少量的水,不断用气筒打气,当塞子跳起来时,瓶口有雾状的白雾(如图所示)。这是因为瓶内气体膨胀,把塞子冲开的过程中,气体对塞子 ,把瓶内气体的 转化成塞子的 能,气体内能减少 降低,水蒸气 成雾状小水滴。
【答案】 做功 内能 机械 温度 液化
【详解】[1][2][3]瓶内的空气膨胀将瓶塞推出,对瓶塞做了功,将空气的内能转化成了瓶塞的机械能;
[4][5]瓶内空气对外做功,空气内能减少,温度降低,瓶内空气中的水蒸气遇冷液化成雾状小水滴。
【变式8-4】(23-24八年级上·贵州铜仁·期末)在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中,小兰和小伟用相同的实验装置(如图甲所示)进行了实验。
(1)图甲装置中给烧杯加盖的目的是 (答案合理即可);
(2)观察气泡可判断图甲中水处于 (选填“沸腾前”或“沸腾时”)的状态;
(3)小兰和小伟根据各自的实验数据绘制出水温随时间变化的图像分别如图乙中A、B 所示。 由图像可知,小兰和小伟所用水的质量大小关系是mA mB(选择“>”、“<”或“=”);
(4)通过实验可以得出水在沸腾前和沸腾时温度变化的特点是什么?
(5)另一同学对实验装置进行了适当改变,两个完全相同的玻璃杯A和B、A倒扣着放入盛水的容器中,B中装有一些水,如丙图所示放置。用酒精灯给容器中的水加热,使容器中水沸腾后继续加热的过程中, ( 选填“A杯”、“B 杯”或“A、B两杯”)中的水不能沸腾。
【答案】 减少热量散失,缩短水加热到沸腾的时间 )沸腾时 > 水沸腾前吸收热量,温度升高,水沸腾后吸收热量,温度保持不变 A、B两杯
【详解】(1)[1]实验中,给烧杯加盖可以减少热量的散失,缩短实验时间。
(2)[2]沸腾是液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象,沸腾时水的上下温度相同,气泡在上升的过程中不断有水汽化进入气泡,有更多的水蒸气补充,气泡越来越大,所以图甲中的水处于沸腾时。
(3)[3]因为两个同学所用实验装置相同,相同时间内水吸收的热量相同,由图像可知,A的初温比B的高,但加热相同时间后同时沸腾,即A升温比B慢,说明A的质量大于B的质量,即。
(4)[4]通过实验可以得出水沸腾前吸收热量,温度升高;水沸腾后吸收热量,温度保持不变。
(5)[5]如图丙,当容器中的水沸腾后,尽管不断吸热,但容器中的水温度不再升高;玻璃杯B中的水从容器中吸热,温度达到水的沸点后,和容器中的水的温度相同,不能从容器中继续吸热,所以B中水温能达到沸点,但不能继续吸热,所以不能沸腾;A杯子上方由于水汽化成水蒸气,气压增大,水的沸点升高,水温不能达到沸点,所以不能沸腾,所以两个杯内的水都不会沸腾。
【九、干湿温度计】
【题型9】(24-25八年级上·广东广州·期中)如图是一个干湿球温度计,由两支规格完全相同的温度计组成。一支称为干球温度计,其玻璃泡暴露在空气中,用以测量环境温度;另一支称为湿球温度计,其玻璃泡由浸透水的纱布包裹起来,纱布中的水分不断向周围空气中蒸发,使湿球温度下降。水分蒸发速率与周围空气含水量有关,空气湿度越低,水分蒸发速率越快,导致湿球温度越低。下列说法不正确的是( )
A.广州的“回南天”湿衣服难干,是因为“回南天”季节的空气湿度(含水量)大
B.两支温度计的示数差越大,说明空气湿度越大
C.如只给干球温度计玻璃泡扇风,风吹不到湿球温度计玻璃泡,两温度计的示数差不变
D.湿球温度比干球温度低,是因为水蒸发吸热有降温作用
【答案】B
【详解】A.由题可知空气湿度越低,水分蒸发速率越快,反之则空气湿度越高,水分蒸发速率越慢,广州的“回南天”湿衣服难干,是因为“回南天”季节的空气湿度(含水量)大,水分不容易蒸发,故A正确,不符合题意;
B.空气越干燥,湿度越小,水蒸发越快,湿球温度计的示数越小,干球温度计与湿球温度计示数差越大。所以空气湿度越大,两支温度计的示数差越小,故B错误,符合题意;
C.给干球温度计玻璃泡扇风,不能改变干球温度计的示数;由于风吹不到湿球温度计玻璃泡,湿球温度计的示数也不变,所以两温度计的示数差不变,故C正确,不符合题意。
D.因为水蒸发会吸热,有致冷降温的作用,所以湿球温度比干球温度低,故D正确,不符合题意。
故选B。
【变式9-1】(24-25八年级上·湖南·期中)如图干湿温度计由两支相同的普通温度计组成,一支用于测定气温,称干球温度计,另一支在球部用蒸馏水浸湿的纱布包住,纱布下端浸入蒸馏水中,称湿球温度计。下列说法不正确的是( )
A.由于包住湿球温度计的纱布吸水后蒸发吸热,所以示数比干球温度计的示数小
B.两支温度计的示数差越大,说明空气湿度(含水量)越大
C.两支温度计的示数差越小,说明空气湿度越大
D.夏天有时特别闷热就是因为空气湿度大,人身上汗水不容易蒸发
【答案】B
【详解】A.湿球温度计包裹的纱布上的水在蒸发时,要从周围物体吸热,导致湿球温度计的示数比干球温度计的示数低。故A正确,不符合题意;
BC.空气湿度越大,纱布上的水分蒸发的越慢,它从周围物体上吸收的热量就越少,这样,两支温度计的示数差别就越小。故B错误,符合题意;C正确,不符合题意;
D.夏天,空气湿度越大,人体表面的汗水不容易蒸发,人体因汗水蒸发带走的热量就越少,所以人感觉闷热。故D正确,不符合题意。
故选B。
【变式9-2】(24-25八年级上·四川成都·期中)如图1是小科设计的一个气体温度计的示意图。瓶中装的是气体,瓶塞不漏气,弯管中间有一段液柱。
(1)这个温度计是根据气体的热胀冷缩性质来测量温度的;
(2)A、B两处刻度对应的温度的关系是:A处的温度 B处的温度(填“<”、“=”或“>”);
(3)使用中发现玻璃管中液柱移动不明显,导致示数不够精确。如果请你提出一条提高测量准确程度的建议( )
A.从弯管方面考虑,应该弯管变短
B.从弯管方面考虑,应该弯管变长
C.从瓶子角度思考,应该烧瓶变小
D.从瓶子角度思考,应该烧瓶变大
(4)还有一种温度计叫干湿泡温度计,干湿泡温度计它由两个相同的温度计并列组成,如图2其中一个温度计用湿布包起来,浸入蒸馏水中,称为湿泡温度计。如果干泡温度计的示数为23℃,一般情况下,湿泡温度计的示数低于23℃,原因是 。干湿泡温度计的示数差越大,说明空气中水蒸气含量越 。
【答案】 > D 蒸发吸热 低
【详解】(2)[1]这个温度计是根据气体的热胀冷缩性质来测量温度的,当温度升高时,烧瓶内的气体体积膨胀,推动液柱向左移动,因此A处的温度大于B处的温度。
(3)[2]要想提高示数的精确度,使液柱移动明显,从弯管方面考虑,可以使弯管变细,气体增大相同体积,移动距离越大,从瓶子角度思考,应该烧瓶变大,气体体积越大,升高相同温度,增加的体积越大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(4)[3][4]干泡温度计放在空气中,显示的是空气的正常温度,湿泡温度计下端包着湿布,湿布上的水分蒸发吸热,因此湿泡温度计的示数比干泡温度计的示数低,干湿泡温度计的示数差越大,说明空气中水蒸气含量越低,空气湿度越小。
【变式9-3】(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)阅读短文,回答问题。
超声波加湿器
超声波加湿器以体积小、静音、加湿均匀而深受用户喜爱。超声波加湿器原理是什么呢?如图甲是某款超声波加湿器,它是利用超声波振子每分钟向水箱中发射900万次高频振荡波,将水打散成直径为3~5微米的细小水雾颗粒。加湿器加湿效果如何呢?物理学中将某一温度下,以百分数表示。研究发现:相对湿度越大,水蒸发得越慢。为此人们设计了图乙所示的“干湿球湿度计”测定空气中的相对湿度。干湿球湿度计是用两支相同的温度计并列制成的,用湿棉布包裹住的称为湿球温度计。已知部分室温下的相对湿度表如下表所示。
室温/℃
相对湿度
干湿球温度计示数差
1℃
2℃
3℃
4℃
15
90%
80%
71%
62%
18
91%
82%
74%
66%
21
92%
83%
76%
68%
24
93%
85%
79%
74%
(1)超声波加湿器是利用超声波 (方向性好/声能集中)的特点制作而成的,该款加湿器产生的超声波频率为 Hz。
(2)加湿器工作时,喷出的水雾最终使空气湿度增大的原因是:水雾发生了 ,这个过程中要 (吸/放)热。
(3)关于加湿器和干湿球湿度计,下列判断正确的是 。
A.正常工作时,加湿器的响度约为90dB
B.加湿器喷口外的白雾是液化形成的
C.干湿球温度计示数差越大,表示当时空气越干燥
D.干湿球温度计不是利用热胀冷缩原理工作的
(4)图乙所示的干湿球湿度计玻璃泡部分已被遮挡,由图可推测湿球温度计是 (A/B)。根据两温度计的示数,对照湿度表可知:此时空气中的相对湿度为 。
(5)某天中午,小明看到干温度计的示数为26℃,湿温度计示数为21℃。到了晚上,干球温度计的示数为15℃,湿温度计示数为10℃。由此可判断:晚上空气的相对湿度 (大于/等于/小于)中午空气的相对湿度。
(6)超声波在生活中的应用十分广泛,图丙为一种超声波身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,被感应器接收。某同学站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为5×10﹣3s。已知感应器距测高台的高度为2.5m,则该同学的身高为 m。(空气中的声速取340m/s)
【答案】 声能集中 150000 汽化 吸 C B 76% 小于 1.65
【详解】(1)[1] [2] 根据短文知道,超声波加湿器是通过超声波振动时具有能量且声能集中的特点,将水滴击打成为非常小的雾滴喷洒到空气中,增加湿度的。超声波加湿器是利用超声波振子每分钟向水箱中发射900万次高频振荡波,即每秒向水箱中发射15万次高频振荡波,所以该款加湿器产生的超声波频率为
(2)[3] [4] 物质从液态变为气态的过程是汽化,喷出的水雾就是发生了汽化现象,变成了水蒸气,使得湿度变大,汽化需要吸收热量。
(3)[5]A.根据题意知道,超声波加湿器以体积小、静音、加湿均匀而深受用户喜爱,所以正常工作时,加湿器的响度较小,故A错误;
B.加湿器喷口外的白雾是由超声波振子每分钟向水箱中发射900万次高频振荡波,将水打散成直径为3~5微米的细小水雾颗粒形成的,物态没有发生变化,故B错误;
C.当空气中水蒸气很少时,湿球温度计的纱布蒸发快,吸热多,两温度计的示数差就大,所以干湿球温度计示数差越大,表示当时空气越干燥,故C正确;
D.干湿球温度计是利用温度计中的液体热胀冷缩原理工作的,故D错误。
故选C。
(4)[6] 干球温度计放置在空气中,显示的是空气的正常温度。湿球温度计下端包着湿布,湿布上的水分蒸发吸热,所以湿球温度计的示数比干球温度计的示数低,由图乙知道,B是湿球温度计。
[7] 由图乙知道,干湿球温度计的分度值为1℃,干球温度计的示数为21℃,湿球温度计的示数为18℃,所以干湿球温度计的示数差为
t=21℃-18℃=3℃
由表格中的数据知道,此时空气中的相对湿度为76%。
(5)[8] 由表格中的数据知道,当干湿球温度计的示数差相同时,室温越高,即干球温度计示数越高,空气的相对湿度越大;由题意知道,中午时,干球温度计的示数为26℃,湿球温度计示数为21℃,干湿球温度计示数差为5℃;晚上时,干球温度计的示数为15℃,湿球温度计示数为10℃,干湿球温度计的示数差还是5℃,所以晚上空气的相对湿度小于中午空气的相对湿度。
(6)[9] 超声波从发射到该同学的头顶所用的时间
感应器到该同学的头顶的距离
s=v声t=340m/s×2.5×10-3s=0.85m
该同学的身高为
【十、探究水的沸腾实验】
【题型10】(24-25八年级上·四川眉山·期中)小明利用如图甲所示的实验装置观察水的沸腾。
(1)组装器材时,应先固定图甲中的 (选填“A”或“B”);
(2)安装好实验器材后,为缩短实验时间,小明在烧杯中倒入热水,温度计示数如图乙所示,此时温度计的示数为 ℃;点燃酒精灯时,打开灯帽,可闻到淡淡的酒精味,说明液态酒精发生了 (填物态变化名称);
(3)在水温升高到90℃后,小明每隔1min观察1次温度计的示数,记录在表中,直至水沸腾,如此持续3min后停止读数;
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
90
92
94
96
98
99
99
99
99
①小明观察到:沸腾时水中气泡的情形为图丙中 图(选填“C”或“D”);
②请你根据表格中的数据,在图丁所示的坐标系中画出水沸腾前后温度随时间变化的图像;
(4)小李同学为进一步探究液体沸腾规律,设计了如图所示的实验装置。烧杯与试管内分别装入适量的水,甲、乙温度计分别测量烧杯和试管中水的温度
①当甲温度计的示数达到99℃时,烧杯中的水开始沸腾,说明当时大气压可能 (选填高于、低于或等于)标准大气压;
②当乙温度计示数达到99℃后,示数保持不变,但试管中的水始终没有沸腾,其原因是 ;
③当小李同学在烧杯的水中加入少量的食盐后,发现试管中的水能够沸腾,说明加入食盐后水的沸点 (选填升高、降低或不变);
④如果减少烧杯中水的质量,水沸腾时图像可能是图Ⅱ中的 (选填b、c或d)。
【答案】(1)B
(2) 68 汽化
(3) C
(4) 低于 不能持续吸热 升高 c
【详解】(1)由于要用酒精灯的外焰加热,所以需先根据酒精灯固定B的高度。
(2)[1]乙图中温度计的分度值为1摄氏度,则示数为68℃。
[2]液态酒精汽化变为气体,因而可闻到淡淡的酒精味。
(3)[1]根据液体的沸腾现象可知,气泡由小到大,上升到液体表面破裂开来,说明液体沸腾,即沸腾时水中气泡的情形为图丙中C。
[2]根据描点画线,作出水沸腾前后温度随时间变化的图像,如下图所示:
(4)①[1]标准气压下水的沸点是100℃,此时水沸点为99℃,说明当时大气压可能低于标准气压。
②[2]沸腾的条件有两个,一个是达到沸点,另一个是吸收热量,当烧杯内的水沸腾后,温度保持不变,试管内的水温度能够达到沸点,但不满足持续吸热,因此试管内的水不会沸腾。
③[3]在烧杯的水中加入少量的食盐后,发现试管中的水能够沸腾,说明试管内的水能够吸收热量,则加入食盐后水的沸点升高。
④[4]如果减少烧杯中水的质量,水的沸点不变,但沸腾前加热的时间缩短,即为图Ⅱ中的c。
【变式10-1】(24-25八年级上·湖南长沙·期中)某中学八年级同学在老师的指导下在实验室进行“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验。
(1)图甲是小琴同学的实验装置,图中有一处错误是 。
(2)小琴改正错误后继续实验,观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况,如图乙a、b所示,则图 (选填a或b)是沸腾时的状况。
(3)老师采集了三组同学的实验数据,其水的质量分别为100克、150克、200克,并绘制了如图丙所示的图像,由图像可知,同种液体的沸点与质量的大小 (选填“有关”或“无关”)。
(4)小琴同学为进一步探究液体沸腾规律,设计了如图丁所示的实验装置。烧杯与试管内分别装入适量的水,A、B温度计分别测量烧杯和试管中水的温度。当A温度计的示数达到99℃时,烧杯中的水开始沸腾,当B温度计示数达到99℃后,示数保持不变,但试管中的水始终没有沸腾,其原因是缺少液体沸腾条件中的 的条件。
【答案】(1)温度计的玻璃泡碰到了容器底
(2)b
(3)无关
(4)继续吸热
【详解】(1)实验中,温度计的玻璃泡不能碰到容器底或容器壁,图甲中的错误为温度计的玻璃泡碰到了容器底。
(2)水沸腾时,容器内各部分的水温相同,底部水汽化形成的气泡在上升过程中,水的压强减小,气泡变大,故图b是沸腾时的状况。
(3)由图丙可知,质量不同的水沸腾时的温度相同,即质量不同的水的沸点相同。故能得出:同种液体的沸点与质量的大小无关。
(4)烧杯中的水沸腾时,烧杯内水的温度为99℃,当试管内水的温度达到99℃时,试管内水的温度也达到了沸点,但试管内的水不能继续吸收热量,故试管内的水始终没有沸腾。故试管内的水始终没有沸腾的原因是缺少液体沸腾条件中的继续吸热的条件。
【变式10-2】(24-25八年级上·湖南·期中)如图所示是观察水沸腾的实验装置,用酒精灯给水加热至沸腾,请根据你实验时的情况完成下列问题:
(1)实验中的情景是:水中气泡在上升过程中,沸腾前 ,沸腾时 ;
(2)实验时从水温90℃开始,每隔2min记录一次水温,所得数据如下表:
时间/min
0
2
4
6
8
10
12
温度/℃
90
92
94
96
98
100
100
根据记录的数据,在下列坐标系上画出水的温度变化图像;
(3)由图像可以看出:沸腾时,水的温度 (选填“不断上升”、“不断下降”或“保持不变”);
(4)实验中,水沸腾时的温度为 ℃,停止对水加热,水 (选填“能”或“不能”)沸腾,可见,沸腾 (选填“需要”或“不需要”)吸热。
【答案】(1) 气泡由大变小 气泡由小变大
(2)
(3)保持不变
(4) 100 不能 需要
【详解】(1)[1][2]水沸腾前烧杯下方水的温度高于上方,气泡在上升过程中水蒸气遇冷会发生液化,体积逐渐减小,水沸腾时烧杯内的水温度相同,且有大量的水蒸气产生,气泡在上升过程中体积逐渐变大。
(2)根据表格中的数据描点,并用平滑的曲线连接起来,如图所示:
(3)从图像可知,水沸腾前温度不断上升,水在沸腾过程中吸热但温度不变。
(4)[1][2][3]由表格数据可知,实验中水沸腾时的温度为100℃,即水的沸点是100℃,水沸腾时要吸收大量的热,因此停止对水加热,水就不能继续沸腾了。
【变式10-3】(23-24八年级上·江苏南京·阶段练习)小小在做“观察水的沸腾”实验时,用到的器材如下:铁架台、烧杯、温度计、硬纸板、石棉网等。
(1)如图所示,是小小同学用温度计测小烧杯中水的初温时的操作图,A 是操作过程,B 是读数过程;A图中操作的错误是 ;B 图中读数的错误是 ;
(2)除图C中器材外,还需要的测量仪器是 ,组装实验器材时 (选填“需要”或“不需要”)先点燃酒精灯;
(3)实验时用温度计测出不同时刻水的温度,并记录在表中,其中第3min时温度计的示数如图D 所示,示数为 ℃;
(4)如图E所示,表明水此时处于 (选填“沸腾前”或“沸腾时”)状态。根据下表数据请在图F方格纸上画出水的温度随时间变化的图像 ;
时间/ min
0
2
4
6
8
10
12
14
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
98
液体种类
酒精
水银
熔点//℃
-117
-39
沸点沸点/℃
78
357
(5)根据以上信息,你认为完成本实验应选用 (选填“酒精”或“水银”)温度计;
(6)水沸腾后,还要继续加热一段时间的主要目的是( );
A.观察水沸腾后的温度变化 B.验证水的沸点和液面上方气压大小有关
C.观察水沸腾后的体积变化 D.验证水沸腾不仅要达到沸点,还要持续吸热
(7)根据实验数据可知,水的沸点是 ℃;水沸腾后停止加热,但烧杯中的水没有立即停止沸腾,其原因是 ;
(8)在设计实验方案时,为了节省时间,可采取的措施是 (写出一种即可);
(9)甲、乙两组同学选用的实验装置相同,但将水加热到沸腾用的时间不同,他们绘制的温度随时间变化的图像分别如图G 中b、c所示,造成图像不同的原因可能是乙组 ;
(10)如图H所示的四个图,表示在观察水在沸腾前后连续加热过程中出现的四个现象,请将它们按照出现的前后顺序排列起来 ;
(11)小组想探究“液体沸点与液面气压的关系”,设计如图I:当沸水温度降低一些后,用注射器向外抽气,发现水再次沸腾,得出结论是: ;如图J:当瓶内水正在沸腾时,迅速向瓶内打气,能够观察到的现象是 。
【答案】(1) 温度计的玻璃泡接触杯底 视线没有与温度计内液柱上表面相平
(2) 秒表 需要
(3)92
(4) 沸腾时
(5)水银
(6)A
(7) 98 烧杯的温度仍高于水的沸点,水仍能吸收热量
(8)提高水的初温
(9)水的质量大
(10)丙乙丁甲
(11) 水的沸点随大气压的减小而减小 水停止沸腾
【详解】(1)[1]温度计在使用时,温度计的玻璃泡不能接触烧杯壁和烧杯底部,由A图可知,操作的错误是温度计的玻璃泡接触杯底。
[2]温度计在读数时,视线应与温度计中液柱液面相平,由B图可知,读数的错误是视线没有与温度计内液柱上表面相平。
(2)[1]本实验中,除了需要记录温度外,还需记录时间,所以本实验还需要哪些测量仪器是秒表。
[2]组装实验器材时应按照自下而上的顺序,保证利用酒精灯的外焰进行加热,所以为了确定烧杯的高度,组装实验器材时需要先点燃酒精灯。
(3)由图可知,该温度计的分度值为1℃,所以温度计的示数为92℃。
(4)[1]水沸腾时,整个容器中水温相同,水内部不停的汽化,产生大量的水蒸气进入气泡,气泡变大,所以根据烧杯中有大量的气泡且上升时由小变大现象判断水已经沸腾,由图E可知,此时烧杯中气泡上升时由小变大,所以如图E所示表明水处于沸腾时状态。
[2]根据表中数据进行描点连线,如图所示
(5)选用液体温度计,使用时所测温度不能低于温度计内物质的熔点,并且不能高于其沸点,由表中数据可知,实验时水的温度最终保持98℃不变,即沸点为98℃,由表可知此温度下,酒精已沸腾,所以不能选用酒精温度计,水银的沸点大于水的沸点,所以在做观察水的沸腾现象的实验时,应选用水银温度计。
(6)本实验是探究水沸腾的特点及现象,所以水沸腾以后,持续加热一段时间,使水继续保持沸腾,观察水沸腾时的温度变化情况,并归纳沸腾条件,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(7)[1]水沸腾后温度保持不变,根据实验数据可知,实验时水的温度最终保持98℃不变,水的沸点是98℃。
[2]水沸腾时温度保持不变,需要继续吸热,水沸腾后停止加热,此时烧杯的温度仍高于水的沸点,烧杯与水之间存在温度差,水能继续从烧杯吸收热量,导致烧杯中的水没有立即停止沸腾,所以烧杯中的水没有立即停止沸腾的原因是烧杯的温度仍高于水的沸点,水仍能吸收热量。
(8)水的初温以及水的质量都会影响实验时间,所以在设计实验方案时,为了节省时间,可采取的措施是:提高水的初温或减小水的质量。
(9)水的初温以及水的质量都会影响实验时间,由图可知,甲、乙两组同学实验时,水的初温相同,但甲组同学把水加热至沸腾的时间小于乙组同学把水加热至沸腾的时间,所以造成图像不同的原因可能是甲组水的质量小,乙组水的质量大。
(10)由图H可知,丙图中产生少量的水蒸气,说明此时水温还较低;乙图中水蒸气增多,但内部并无气泡产生,说明水温开始升高,但距离沸腾还较远;丁图中水的内部产生较多的气泡,但气泡越来越小,说明此时上层水温还较低,已经接近沸腾;甲图中内部产生大量气泡,且气泡越来越大,说明此时水正在沸腾, 故它们出现的先后顺序是丙乙丁甲。
(11)[1]当沸水温度降低一些后,用注射器向外抽气,气压变小,发现水再次沸腾,由此得出的结论是:水的沸点随大气压的减小而减小。
[2]当瓶内水正在沸腾时,迅速向瓶内打气,瓶内气压增大,水的沸点增大,此时水的温度低于水的沸点,水将不会沸腾,所以,能够观察到的现象是水停止沸腾。
考点3:熔化和凝固
1.熔化:物体从固态变成液态叫熔化。物体熔化时需要吸热。
2.凝固:物体从液态变成固态叫凝固。物体凝固时需要放热。
3.晶体和非晶体的区别:
晶 体
非 晶 体
熔点和凝固点
有
没有
熔化过程
吸收热量,温度不变,物质
处于固、液共存状态。
吸收热量,温度升高,物质先变稀,
最后成为液体。
熔化条件
温度达到熔点,继续吸热。
吸收热量
凝固条件
温度达到凝固点,继续放热。
放出热量
熔化图像
凝固图像
举 例
海波、水晶、食盐、各种金属
沥青、玻璃、松香、石蜡
【十一、熔化和凝固的应用】
【题型11】(24-25八年级上·湖北武汉·期中)如图所示,3D打印过程一般是将固态材料在高温下变成液态材料,喷头按照3D图纸轨迹运动将液态材料挤出,材料冷却后形成立体实物的过程。在打印过程中( )
A.材料先液化再凝固 B.材料先熔化再凝固
C.材料先汽化再凝华 D.材料先升华再凝华
【答案】B
【详解】在打印过程中,材料先由固态变为液态,又由液态变为固态,所以,经历的过程为先熔化再凝固,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式11-1】(24-25八年级上·甘肃平凉·期中)如图所示是锡的熔化和凝固图像,下列说法正确的是( )
A.锡在EF段放热,是固液共存状态
B.锡的熔点和凝固点都是240℃
C.锡熔化过程用了7min,不断吸热
D.锡是不透明的金属,属于非晶体
【答案】A
【详解】AB.由图可知锡在BC段为熔化过程,在EF段为凝固过程,因此在EF段放热,是固液共存状态;在熔化和凝固过程中温度保持232℃不变,即锡的熔点和凝固点都是232℃,故A正确,B错误;
C.锡在BC段为熔化过程,在第3分钟开始熔化,第7分钟熔化结束,因此熔化过程用时4min,熔化过程需要吸热,故C错误;
D.锡是不透明的金属,但由于锡有固定的熔点,因此锡为晶体,故D错误。
故选A。
【变式11-2】(24-25八年级上·河南·期中)在物理跨学科实践活动中,如图中甲组将装有西瓜汁的小塑料杯放在正在熔化的纯冰块中,乙组将同样的西瓜汁放在正在熔化的盐冰块中制作西瓜冰棒,这是利用冰块 (填物态变化名称)吸收热量后西瓜汁凝固成冰棒,你认为 (选填“甲”或“乙”)组可以成功制作出西瓜冰棒,你的判断理由是 。(已知盐冰块的熔点为-5℃,西瓜汁的凝固点为)
【答案】 熔化 乙 见解析
【详解】[1]冰块是晶体,熔化时会从西瓜汁中吸收热量,使得西瓜汁凝固成冰棒。
[2][3]已知盐冰块的熔点为-5℃,纯冰块的熔点为,西瓜汁的凝固点为,冰块熔化时温度保持在熔点不变,所以甲组中西瓜汁温度能降到,但由于不能继续放热,所以不能凝固;乙组中西瓜汁温度降到后温度仍高于盐冰块的温度,可以继续放热,最终凝固成冰棒。
【变式11-3】(24-25八年级上·云南·期中)2018年4月,中国蚌埠制造出目前世界上使用浮法工艺批量生产的最薄玻璃,厚度只有0.12mm。用浮法工艺生产超薄玻璃最为重要的三个环节是窑炉、锡槽和退火,每个环节需要调整的参数都非常多。窑炉将制备玻璃的多种原料在炉内加热到1600℃,使原料熔化为一体,要增加玻璃的强度,原料中还必须有熔点高于其他原料的金属元素。锡槽是生产超薄玻璃的关键步骤,窑炉熔化的玻璃液流入锡槽装备中,锡槽中的锡熔化,玻璃液浮在锡液表面,再用拉边机将玻璃拉薄,最后进入退火窑,玻璃温度逐渐降低、变硬成型。经过测试,这种超薄玻璃的强度很大,在受到相当于一辆家用轿车以150km/h的速度撞停到墙上的冲击力时仍完好无损。
(1)制造超薄玻璃 (选填“能”或“不能”)使用铁制成的窑炉;(已知铁的熔点为1538℃)
(2)浮法工艺的退火环节中,玻璃液主要发生的物态变化是 ;
(3)制成的超薄玻璃 (选填“是”或“不是”)晶体,这种玻璃与常规的玻璃相比,具有的优点是 (写一个即可)。
【答案】(1)不能
(2)凝固
(3) 不是 硬度高
【详解】(1)由于窑炉将制备玻璃的多种原料在炉内加热到1600℃,铁的熔点为1538℃,铁的熔点低于原料需要加热的温度,所以制造超薄玻璃不能使用铁制成的窑炉。
(2)浮法工艺的退火环节中,玻璃液浮在锡液表面,玻璃温度逐渐降低、变硬成型,即玻璃由液态变成固态,是凝固现象,所以玻璃液主要发生的物态变化是凝固。
(3)[1]由于制成的超薄玻璃温度逐渐降低、变硬成型,所以超薄玻璃凝固过程中,没有固定的凝固点,所以超薄玻璃不是晶体。
[2]由于这种超薄玻璃的强度很大,在受到相当于一辆家用轿车以150km/h的速度撞停到墙上的冲击力时仍完好无损,所以这种玻璃与常规的玻璃相比,具有的优点是硬度高。
【十二、熔点和凝固点】
【题型12】(24-25八年级上·广东珠海·阶段练习)如图所示,一种用合金制成的魔术道具,久握在36℃的手中不熔化,放在60℃的水中会熔化,则该合金的熔点可能是( )
A.16℃ B.30℃ C.47℃ D.
【答案】C
【详解】该合金久握在36℃的手中不熔化,放在60℃的水中会熔化,则它的熔点在36℃与60℃之间,所以,该合金的熔点可能是47℃,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式12-1】(24-25八年级上·贵州黔东南·期中)冷冻液在冷却系统中循环,吸收汽车发动机的热量,然后将其释放到周围环境中,从而有效地降低发动机的温度。这不仅防止了发动机过热导致的损坏,还确保了发动机在最佳工作温度下运行,提高了其效率和寿命。冬天,在江北地区,汽车司机常用水和酒精的混合液体作为发动机的冷冻液,这是因为这种混合液具有( )
A.较低的沸点 B.较低的凝固点
C.较易流动 D.蒸发性能强
【答案】B
【详解】因为酒精的凝固点远低于水的凝固点,酒精和水的一定比例的混合液的凝固点也远低于水的凝固点0℃,冷却液的凝固点降低了,才能防止低温时冷却液凝固膨胀损坏发动机,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【变式12-2】(23-24九年级上·云南西双版纳·阶段练习)根据下表给出的信息,所得结论正确的是( )
液态氧沸点
液态氮沸点
液态氢沸点
固态氮熔点
固态氧熔点
固态氢熔点
-183℃
-196℃
-253℃
-210℃
-218℃
-259℃
A.-215℃时,氧是液态,氢是气态
B.沸点低的物质熔点也一定低
C.-210℃的氮一定为固液共存态
D.因为这三种物质的沸点、熔点都极低,因此它们极易沸腾、凝固
【答案】A
【详解】A.-215℃时高于固态氧的熔点,高于液态氢的沸点,则氧是液态,氢是气态,故A正确;
B.对比液态氮和液态氧的沸点和熔点,液态氮的沸点(−196℃)低于液态氧的沸点(−183℃),但固态氮的熔点(−210℃)却高于固态氧的熔点(−218 ℃)。这说明沸点低的物质熔点不一定低。故B错误;
C.固态氮的熔点是−210℃,在−210℃时,当氮正在从固态熔化为液态时,处于固液共存状态;当刚要开始熔化时为固态;当刚熔化完时是液态,故C错误;
D.在常温下,这三种物质的沸点、熔点都极低,凝固点也很低。因此三种物质在常温下易沸腾而不易凝固。故D错误。
故选A。
【变式12-3】(24-25九年级上·福建福州·阶段练习)我国首次赴南极考察队,在南极洲南部的设得兰群岛乔治岛,建立了我国第一个南极科学考察基地——中国南极长城站,南极平均气温为-25℃,最低气温可达-88.3℃所以在那里测气温应用( )
熔点
沸点
酒精
-107℃
78℃
水银
-39℃
357℃
A.酒精温度计 B.水银温度计
C.寒暑表 D.以上三种都可以
【答案】A
【详解】A.酒精的熔点为-107℃,在-88.3℃时仍然处于液态,可以作为测温物质,故A符合题意;
BD.水银的熔点为-39℃,在-88.3℃时为固态,不能作为测温物质,故BD不符合题意;
C.寒暑表的测量范围一般为-30℃~50℃,而那里的最低气温达到了-88.3℃,不在其测量范围内,故C不符合题意;
故选A。
【变式12-4】(2024·江苏连云港·三模)制取合金常用的方法是将两种或多种金属(或非金属)一起加热到某一定温度,使其全部熔化,再冷却成为合金。根据表中的数据判断(其它条件均满足),下列合金不宜采用上述方法制取的是( )
金属
钠
镁
铝
铜
铁
熔点/℃
97.5
649
660
1083
1535
沸点/℃
1883
1090
2467
2657
2750
A.铁铜合金 B.铁铝合金 C.钠铝合金 D.镁铁合金
【答案】D
【详解】制取合金常用的方法是将两种或多种金属(或非金属)加热到某一定温度,使其全部熔化,再冷却成为合金,说明两者可以同时处于熔化状态下;
A.当熔点较高的铁开始熔化时,铜也处于液体状态,所以可以加工合金,故A不符合题意;
B.当熔点较高的铁开始熔化时,铝也处于液体状态,所以可以加工合金,故B不符合题意;
C.当熔点较高的铝开始熔化时,钠也处于液体状态,所以可以加工合金,故C不符合题意;
D.当熔点较高的铁开始熔化时,镁已经处于气体状态,不宜采用上述方法制取,故D符合题意。
故选D。
【变式12-5】(23-24八年级上·陕西咸阳·阶段练习)下表列出了部分物质在标准大气压下的熔点和沸点,请根据表格回答下列问题。
物质
黄金
纯铁
铜
钨
水
水银
酒精
熔点/℃
1064
1535
1083
3410
0
-38.8
-117
沸点/℃
2808
2750
2667
5927
100
357
78.5
(1)根据上表数据可知酒精的熔点为-117℃,读作 ;
(2)一块黄金掉入铁水中 (选填“会”或“不会”)熔化。
(3)灯泡的灯丝通常选用钨制成,因为钨的 高;
(4)-36℃时,水银是 态,-40℃时,水银是 态;
(5)我们 (选填“能”或“不能”)用水银温度计测量铜的沸点;
(6)根据上表数据可以判断出,在我国各个地区都能测量气温的温度计,其工作物质适宜选用 (选填“水银”或“酒精”)。
【答案】(1)负117摄氏度(或零下117摄氏度)
(2)会
(3)熔点
(4) 液 固
(5)不能
(6)酒精
【详解】(1)酒精的熔点为-117℃,读作负117摄氏度(或零下117摄氏度)。
(2)由表中数据知铁水的温度高于金的熔点,所以金块掉入铁水中就会熔化。
(3)电灯泡里的灯丝常用钨制成,因为钨的熔点高,灯泡通电时间较长也不至于熔化。
(4)[1][2]水银的凝固点是-39℃,-36℃高于水银的凝固点,水银是液态,-40℃的水银低于凝固点,所以-40℃的水银是固态。
(5)水银的沸点是357℃,铜的沸点都高于水银的沸点,所以不能使用水银温度计来测量铜的沸点。
(6)我国各地的气温变化范围大概在-40℃~40℃,因此可以用酒精温度计测量。
考点4:水的沸腾实验的办法
1.要理解固体熔化特点
(1)区分熔化图像和凝固图像的方法:温度上升的是熔化,温度下降的是凝固;
(2)区分晶体图像和非晶体图像的方法:有固定熔点和凝固点(有横线)的是晶体图像,没有固定熔点和凝固点(没有横线)的是非晶体图像。
注意:同种物质的熔点=凝固点
(3)熔化的条件:达到熔点;继续吸热。两个条件,缺一不可。
(4)凝固的条件:达到凝固点;继续放热。两个条件,缺一不可。
2.探究晶体熔化实验需要掌握的基础知识
(1)安装装置时,应按照由下至上的顺序。
(2)石棉网的作用:时烧杯受热均匀。
(3)加热过程中不断搅拌的目的:使物体受热均匀
(4)实验选取小颗粒目的是:使温度计的玻璃泡与固体充分接触;容易受热均匀。
(5)采用水浴法的优点:使物体受热均匀;是物体受热缓慢,便于观察温度变化规律。
(6)试管放置要求:试管中所装物体完全浸没水中;试管不接触烧杯底或烧杯壁。
(7)烧杯口处出现白气的成因:水蒸气预冷形成的小水珠。
(8)熔化前后曲线的倾斜程度不一样的原因:同种物质在不同状态下的比热容不同。
(9)收集多组数据的目的是:得出普遍规律。
3.要掌握水沸腾的特点
(1)沸腾的条件:达到沸点,不断吸热。
(2)水沸腾的特点:温度不变,需要吸热。
【十三、熔化和凝固的实验探究】
【题型13】(24-25八年级上·山西·期中)小华和小红在综合实践活动中想制作一个医用冷藏盒,不知道给药品降温用冰好,还是用盐水结成的冰好。于是他们动手测量了盐水的凝固点。
(1)小华和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图像,如图甲所示,小红烧杯内物质在第5分钟时处于 (选填“固态”“液态”或“固液共存”);
(2)在测量过程中,他们同时发现所测盐水的凝固点并不相同,于是对比了双方实验过程,发现在烧杯中装入等量的水后,小红加了3汤匙的盐,而小华加了1汤匙的盐,由此作出猜想:盐水的凝固点可能与盐水的浓度有关,接着他们进行了多次实验得出了不同浓度盐水的凝固点,数据记录如下表所示。
盐水浓度
0%
3%
6%
9%
12%
15%
18%
21%
24%
27%
30%
凝固点/℃
0
分析表格中数据可知,当盐水浓度增大时,其凝固点 ;
(3)你认为给冷藏盒中药品降温最好选用 (选填“冰”或“适当浓度盐水结成的冰”);
(4)实验后,他们联想到冬天在冰雪覆盖的路面上撒盐便于除去冰雪,原因是撒盐后冰雪的熔点变 (选填“高”或“低”)了;
(5)标准大气压下,如果将一个装有冰水混合物的试管放在正在熔化的盐水浓度为18%的盐冰水混合物中,如图所示,试管中冰水混合物中的冰会 (选填“变多”“变少”或“不变”)。
【答案】(1)液态
(2)先降低后升高
(3)适当浓盐水结成的冰
(4)低
(5)变多
【详解】(1)由图甲可知,第5分钟时,小红烧杯内物质达到凝固点,刚要凝固,还没凝固,所以在第5分钟时处于液态。
(2)由表格中数据可知,当盐水浓度增大时,其凝固点先降低后升高。
(3)药品要在0℃以下存放,要求所选物质的熔点在0℃以下,冰的熔点是0℃,盐冰的熔点低于0℃,根据同一物质凝固点等于熔点,所以冷藏盒中应使用适当浓度的盐水结成的冰。
(4)在冰雪覆盖的路面上撒盐使雪的凝固点变低,雪可以在0℃以下熔化,故撒盐后冰雪的熔点变低了。
(5)由表可知,正在熔化的盐水浓度为18%的盐水混合物温度是-15℃。标准大气压下,冰水混合物的温度是0℃,将一个冰水混合物的试管放入其中,冰水混合物会继续释放热量,凝结成冰,所以冰会变多。
【变式13-1】(24-25八年级上·河北张家口·期中)小明和小丽想要探究海波熔化时温度的变化情况,于是进行了如下实验。
(1)如图甲所示是小明组装好的实验装置,小丽指出实验装置有一处不恰当的地方是 ;
(2)重新安装好实验装置后,将试管放在盛水的烧杯内加热,这样加热的好处是使海波 ;
(3)小明根据实验数据绘制的海波的温度随时间变化的图线如图乙中的a,根据实验画出的温度随时间变化的图线得出结论:海波是晶体,其熔化时的特点是吸收热量,但 ;
(4)小丽增加海波的质量后再用相同实验装置重做实验,得到的图线可能是图乙中的 (选填“b”“c”或“d”),你判断的理由是 ;
(5)小丽联想到夏天喝冰凉的饮料,会在饮料中加入适量冰块,而不是直接加入与冰块质量相等的冷水,一方面是因为冰块的 更低,另一方面是因为冰块熔化成水的过程中 热量,使饮料的温度下降更多;
(6)他们通过查阅资料得知一个大气压下海波的沸点为100°C,,小明推测:如果一直加热下去,试管中的海波会沸腾,小丽认为他的推测是 的,原因是 。
【答案】(1)试管内海波没有全部浸没在水中(意思答对即可)
(2)受热均匀
(3)温度保持不变
(4) c 物质熔点不变,质量越大,从相同初温到达熔点需要的时间越长
(5) 温度 吸收
(6) 错误 当烧杯中水达到100℃会沸腾温度不再升高,海波无法继续吸热。(意思答对即可)
【详解】(1)由图知道,实验装置中试管内海波没有全部浸没在水中。
(2)将试管放在盛水的烧杯内加热并搅拌海波,即采用了水浴法,其好处是使海波受热均匀。
(3)由图像知道,海波在熔化过程中,当温度为48℃后,有一段时间保持不变,即对应的是熔化过程,所以,说明海波是晶体且熔点为48℃。
(4)[1][2]海波质量增加,会使海波从开始加热到达到熔点的时间变长,但不会改变海波的熔点,所以,得到的图线可能是图乙中的c。
(5)[1][2]夏天喝冰凉的饮料,会在饮料中加入适量冰块,而不是直接加入与冰块质量相等的冷水,一方面是因为冰块的温度更低,另外还因为冰熔化时的特点是:吸收热量,温度不变;所以,冰在熔化成水的过程中要吸收热量,降低水的温度。
(6)[1][2]海波沸腾的条件:达到沸点,不断吸热;当烧杯内水沸腾时,试管内海波可以达到沸点,但由于温度相同,不能发生热传递,因而不能吸热,试管内海波不能沸腾,小丽的说法错误的。
【变式13-2】(24-25八年级上·四川南充·期中)小明和小组同学用图甲的实验装置来探究某物质的熔化特点。
(1)实验中采用“水浴法”加热的好处有:能减缓物体升温速度,便于实验现象观测和数据记录;能使物质 ;
(2)实验中,他所测得的温度值比真实值要高,则他可能是按图乙中的 (选填“A”、“B”或“C”)方法进行读数的;
(3)他改正了错误的读数方法后,又正确地进行了实验,并根据所记录的实验数据描绘出该物质的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。第6min时,该物质处于固液共存态,此时该物质 (选填“不再”或“继续”)吸热;
(4)接着老师让小明和同学用图丁所示装置“探究冰熔化时温度变化的规律”实验,分别在烧杯和试管中放入适量的碎冰,并各放了一支温度计。
①实验过程中A、B两支温度计的示数随时间变化的图像如图戊所示,通过分析图像可知, (选填“虚”或“实”)线是试管内碎冰温度随时间变化的图像;
②如图戊所示,第8min时烧杯内的碎冰处于 态,此时试管内的碎冰处于 态(选填“固”、“液”或“固液共存”)。
【答案】(1)均匀受热
(2)A
(3)继续
(4) 虚 固液共存 固
【详解】(1)采用水浴法,能使物质均匀受热,并且减缓物体升温速度,便于记录实验温度并便于观察熔化过程中的状态变化。
(2)温度计进行读数时,仰视会使结果偏小,俯视会使结果偏大。他所测得的温度值比真实值要高,则他可能是按图乙中的A方法进行读数的。
(3)第6min时,该物质处于熔化过程中,因此物质处于固液共存状态。晶体在熔化过程中,需要继续吸热,温度不变。
(4)[1]由晶体熔化的条件可知,烧杯中的冰先熔化,试管中的冰后熔化,所以实线是烧杯中碎冰温度随时间变化的图像,虚线是试管内碎冰温度随时间变化的图像。
[2]通过分析图像戊可知,第8min时碎冰温度保持不变,烧杯内的碎冰处于熔化状态,处于固液共存态。
[3]烧杯内的冰熔化完之前,温度保持不变,第8min时试管内碎冰的温度与烧杯内冰水混合物的温度相同,试管内的碎冰不能继续吸热,所以不能熔化,仍然处于固态。
【变式13-3】(24-25九年级上·福建福州·期中)在综合实践活动中,小明和小华想设计并制作一个简易冷藏箱用于放置需要冷藏的食物。查阅发现冷藏箱主要是由:①箱盖上的冰盒(如图甲所示);②用三层材质组成的箱体(如图乙所示)组合而成的箱体共同起到冷藏保温作用。使用时,将冷冻过的冰盒放入箱体,并把要保存的物品放入箱中,关闭箱盖,就能有较好的冷藏功能,且便于携带。他们进行了以下两项实验研究。
(1)探究一:用冰和盐冰(用盐水制成的冰)制成冰盒,哪个制冷效果好?他们利用电冰箱测量了水和盐水的凝固点;并通过实验数据绘制了水和盐水的凝固图像,如图丙所示。根据图像可知, (选填“冰”或“盐冰”)的制冷效果更好;
(2)探究二:箱体选用哪种材料冷藏保温性能更好?他们选取三个等大的鞋盒,盒内侧分别放入不同厚度的泡沫塑料、毛巾,做好固定,制成简易冷藏箱A、B、C。在箱内分别放入等量的刚从同一冷冻室取出的冰块,每2min打开盒盖,用温度计测量水温,记录现象及数据如表所示。根据实验可知, (选填“泡沫塑料”或“毛巾”)的冷藏保温性能更好,这是根据 两个冷藏箱的数据得出的结论;
冷藏箱
A
B
C
保温层材料
泡沫塑料
毛巾
泡沫塑料
保温层厚度
2cm
2cm
4cm
水温下降速度
慢
快
最慢
(3)小华将两个冷冻好的盐冰盒放入冷藏箱C内,从冰箱冷藏室取一小瓶纯净水放入冷藏箱,每隔1h测量纯净水的温度,3h后发现纯净水中出现碎冰块(1个标准大气压下),测量此时箱内温度为℃,则小瓶内纯净水的温度为 ℃。
【答案】(1)盐冰
(2) 泡沫塑料 A、B
(3)0
【详解】(1)如图丙所示,盐冰的凝固点更低,熔化时的温度更低,盐冰的制冷效果更好。
(2)[1][2]根据实验可知,比较A、B两个冷藏箱,相同的厚度,保温层材料是毛巾时温度下降比泡沫塑料更快,表明泡沫塑料的冷藏保温性能更好。
(3)标准大气压下,冰水混合物的温度为0℃,当小瓶内出现碎冰时,表明正在凝固,状态为冰水混合物,则小瓶内纯净水的温度为0℃。
【变式13-4】(24-25八年级上·辽宁铁岭·期中)小艺用图甲所示的装置对冰加热,探究冰熔化时温度的变化规律。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度/℃
0
0
0
0
1
2
3
4
(1)实验应选用颗粒 (选填“大”“小”)的碎冰块,实验中将温度计的玻璃泡 碎冰中;
(2)实验中,应始终注意观察试管中冰的状态变化,由图乙可读出某时刻温度计的示数是 ℃。请根据表中数据,在图丙的坐标系上画出冰熔化过程中的温度--时间图像 ;
(3)由表格分析可知冰熔化时的特点是 ;
(4)实验时,小红对小艺说,该实验可以不用酒精灯,直接把试管(含冰)放在空气中观察即可。你认为此方法是否可行 。
【答案】(1) 小 完全浸没
(2) 4
(3)持续吸热,但是温度不变
(4)可行
【详解】(1)[1]为了使冰受热均匀,试管中应加入小的碎冰块,更易搅拌。
[2]在使用温度计时,玻璃泡要与被测物体充分接触,因此玻璃泡应完全浸没在碎冰中。
(2)[1]如图乙所示,温度计的分度值是1℃,其温度示数为4℃。
[2]根据表格中数据进行描点,并将各点用平滑的曲线连接起来,如图所示:
(3)从表格数据和图像可知,2min~5min表示冰在熔化,熔化过程中,要持续吸热,但是温度不变。
(4)冰的熔点为0℃,所以装有碎冰的试管直接放置在空气中,不但能使试管均匀受热,而且冰的温度升高较慢,便于记录各个时刻的温度。但如果实验需要精确控制温度或观察特定温度下的现象,那么使用酒精灯是必要的。
【变式13-5】(24-25九年级上·福建厦门·阶段练习)如图甲是小鲁同时探究“水沸腾和晶体熔化时温度变化特点”的实验装置。烧杯中装有适量的水,试管中装有适量的晶体颗粒,水和晶体颗粒中分别放有温度计。
(1)某时刻右侧温度计的示数如图甲,为 ℃;
(2)实验中两支温度计示数随时间变化的图像如图乙,晶体的熔点为 ℃,在第7分钟时晶体处于 (选填“固”、“液”或“固液共存”)态;
(3)丙图是碘颗粒升华的实验,也是用水浴法进行加热的,用水浴法不用酒精灯直接加热的主要原因是 (标准大气压下,碘的熔点是113.5℃,碘的沸点是184.4℃)。
A.使碘更快升华 B.水的沸点低于碘的熔点,确保碘不会熔化
C.使实验中产生更多的碘蒸气 D.水的沸点低于碘的沸点,确保碘不会液化
(4)小明在家烧水煮饺子,当水烧开倒入锅中准备下饺子时,妈妈提醒他烧开的水量少了点,于是小明又往锅里迅速加了一大碗水(水量比锅里少),用同样大的火直至将水再次烧开。下面能反映小明整个烧水过程中温度随时间变化的图像是 。
A. B.
C. D.
【答案】(1)93
(2) 48 固液共存
(3)B
(4)C
【详解】(1)由图甲所示知道,温度计分度值是1℃,液柱在零上,所以温度计示数是93℃。
(2)[1]因水的沸点约为100℃,且晶体在熔化过程中温度不变,完全熔化后温度会逐渐升高,所以图乙中下面的图线为晶体的熔化图像,则由图像知道,其熔点为48℃。
[2]晶体从第5min开始熔化,到第8min熔化结束,在第7分钟时晶体在熔化过程中,处于固液共存态。
(3)为了探究碘的升华现象,应确保碘不会发生熔化现象。因为水的沸点是100℃,碘的熔点是113.5℃、沸点是184.4℃,可见水的沸点低于碘的熔点,确保碘不会熔化,而直接升华为气态的碘蒸气,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(4)水沸腾之后,温度保持不变,当向锅里迅速加了一大碗水后,锅内水的温度降低,然后在加热过程中,水吸热温度上升,达到沸点继续沸腾,在此过程中,水面上的气压不变,所以水的沸点与原来相同,据此分析可知;C图像符合题意,B图像的沸点与原来不同,不符合题意;AD图像中水的温度不可能直接从很低的温度达到沸点,应该有一个升温过程,故AD不符合题意。
故选C。
【变式13-6】(24-25九年级上·福建福州·阶段练习)“如何才能快速解冻从冰箱拿出来的冻肉呢?”小实查阅资料后利用冰块、食用盐和白糖进行模拟实验,实验装置如图所示。
步骤一:取三份①和质量相同的冰块,其中两份分别均匀撒上质量相等的少量食用盐和白糖;
步骤二:将三份冰块同时静置于漏斗中,用电子秤测量烧杯与液体的总质量m,每隔5min记录一次;
步骤三:根据实验数据得到总质量m与时间t的关系图像如图丁所示,分析得出实验结论。
(1)步骤一中①处应填写的内容是: ;
(2)分析图丁可知:烧杯的质量为 g,甲装置的冰块质量为 g,使用 (选填“食用盐”或“白糖”)可以更快速解冻冻肉;
(3)小实完成本次实验耗时将近50min,不更换或不增加实验器材的前提下,请你为他提出一条缩短实验时间的可行建议: ;
【答案】(1)初温
(2) 31.8 4.0 食用盐
(3)使用质量更小冰进行实验
【详解】(1)实验采用控制变量法,由题意可知,变量为撒入东西的种类,即食用盐和白糖,则需要保证其他变量相同,故取三份初温和质量相同的冰块。
(2)[1]由丁图可知,当时间为0,即还未开始熔化时,电子秤称量的是空烧杯的质量,电子秤的示数为31.8g,故烧杯的质量为31.8g。
[2]由丁图可知,甲装置的冰块完全熔化后总质量为35.8g,则冰块的质量为
m冰=m总-m杯=35.8g-31.8g=4.0g
[3]由丁图可知,乙熔化速度最快,其次是丙,最后是甲,故使用食用盐可以更快速解冻冻肉。
(3)冰熔化需要时间,冰的质量越大,熔化时间越长,故可以减少冰的质量、或者提高冰的初温、使用更碎的冰等均可以减少熔化的时间。
【十四、科普阅读题】
【题型14】(2024·内蒙古赤峰·一模)阅读下面的短文,回答问题。
沸水也能结冰?
沸水也能结冰吗?在地球表面自然环境中的确不可能,但人为改变外界环境因素后一切皆有可能。科学家将盛有适量水的杯子放置在玻璃罩中密封(如图甲),用抽气机向外抽气,奇怪的现象发生了:杯子中的水沸腾了,继续抽气,杯子中上层水仍在沸腾,下层水开始结冰,最终水全部结成了冰。原来随着玻璃罩中的空气被抽出,玻璃杯中水面上方的气体压强越来越小,水的沸点降低,一直降到室温,故杯中的水沸腾了。研究表明晶体的熔点(或凝固点)也与压强有关,压强越小,晶体的熔点(或凝固点)越高,所以当玻璃罩中气体压强减小到足够低时,水的凝固点升高到室温,故沸腾的水很快结冰了。
(1)地球表面自然环境中,杯子中上层水沸腾、下层水结冰的现象 (可能/不可能)存在;
(2)如图乙、在温度较低的环境中将一根两端拴有重物的细金属丝,挂在一个粗大的冰块上、一段时间后,钢丝穿冰块而过,而冰块完整无缺。使用细金属丝和悬挂重物的目的都是 ,从而使冰的熔点 (降低/提高/保持不变),所以细金属丝下方的冰块熔化,由于环境温度较低,熔化而成的水又很快凝固,故钢丝穿冰块而过且不留缝隙。
【答案】 不可能 增大压强 降低
【详解】(1)[1]由短文可知,在地球表面自然环境中,沸水不能结冰。所以地球表面自然环境中,杯子中上层水沸腾、下层水结冰的现象不可能存在的。
(2)[2][3]使用细金属丝,在压力一定时,可以通过减小受力面积的方法来增大压强;悬挂重物是在受力面积一定时,可以通过增大压力来增大压强,因此使用细金属丝和悬挂重物的目的都是增大压强。由短文可知,增大压强可以降低冰的熔点。
【变式14-1】(23-24八年级上·广东珠海·阶段练习)阅读短文,回答问题。
汽车防冻液
汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高。为了确保安全,可用水循环进行冷却。实际上,水中往往还要加入不易挥发的防冻液(原液),加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾。有关资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,具体数值参见下表(表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比)。
防冻液含量/%
30
40
50
60
70
80
90
混合液的凝固点/℃
﹣17
﹣28
﹣37
﹣49
﹣48
﹣46
﹣28
混合液的沸点/℃
103
104
107
111
117
124
141
在给汽车水箱中加防冻液时,宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10~15℃。考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果,因此,混合液中防冻液的含量不宜过高;
(1)在严寒的冬天,水箱里注入防冻液。这是因为防冻液的凝固点比水的凝固点 ,沸点比水的沸点 (以上两空均选填“高”或“低”);
(2)在混合液中,如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%,则混合液凝固点的变化情况是 (填字母);
A.逐渐升高 B.逐渐降低
C.先降低后升高 D.先升高后降低
(3)若某地常年最低气温为﹣15℃,对该地区的汽车来说,在下列不同防冻液含量的混合液中,最适宜选 ;
A.30% B.40% C.60% D.90%
(4)长时间使用后,汽车水箱中的混合液会减少。与原来相比,混合液的沸点 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
【答案】 低 高 C B 升高
【详解】(1)[1][2]在严寒的冬天,水箱里注入防冻剂,加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾。这是因为防冻剂的凝固点比水的凝固点低,沸点比水的沸点高。
(2)[3]观察表中数据得出,当防冻液含量由30%逐渐增大到90%时,混合液凝固点先降低后升高。
故选C。
(3)[4]某地常年最低气温为-15℃,由于混合液的凝固点比本地常年最低气温低10~15℃,则混合液的凝固点约为-30~-25℃,由表中数据可知选择40%和90%的防冻液,而混合液中防冻液的含量不宜过高,所以选择40%的防冻液较为合适,故选B。
(4)[5]与原来相比,水箱内的水由于汽化而减少,防冻液的含量增大,使混合液的沸点升高。
【变式14-2】(23-24九年级上·山东烟台·期末)阅读短文,回答问题:
从体温计说起
看病时常常要检查体温。真正把体温测量用于临床诊断的是德国医生冯德利希,而英国医生阿尔伯特设计了医用体温计,他在温度计的水银管里造一处狭道,取出后水银柱在狭道处断开,使狭道以上的部分始终保持体温示数,图甲是我们现在日常使用的体温计。
温度计经过了四百多年的发展,早已不局限于体温测量。1821年物理学家塞贝克将两种不同的金属导线连接在一起,把其中的一个接触点B加热到很高的温度,另一个接触点A保持低温,这种电路叫热电偶,如图乙所示。实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点A和B间的温度差大小有关,温度差越大,回路电流越大。根据这个道理制造出了热电偶温度计,如图丙所示,它能直接放入高温炉里测温。
如图丁所示是家庭常用一种指针式寒暑表,是用双金属片(由铜片和铁片焊接组成)做感温元件的,感温元件下端固定,根据相同条件下受热时铜片的伸长量比铁片大,使双金属片的弯曲程度发生变化,会沿顺时针方向发生偏转,直接显示温度示数。
(1)图甲所示体温计的测温原理是什么?它的分度值为多少?
晶体
熔点/
晶体
熔点/
钨
3410
铜
1083
铁
1535
铝
660
钢
1515
铅
328
(2)一个热电偶温度计的量程是,查阅部分晶体熔点的小资料如上表,则制作这个热电偶可以选择哪两种金属?
(3)如图丁所示的指针式寒暑表,感温元件中铜片和铁片的组成位置符合要求的应该是下面哪个图?
【答案】(1)液体的热胀冷缩,0.1℃;(2)钨和钢;(3)A
【详解】(1)体温计是液体温度计,是根据液体的热胀冷缩的性质制成的;体温计的分度值为0.1℃。
(2)一个热电偶温度计的量程为-200~1200℃,所以选用金属的熔点一定要大于最高温度1200℃才可以,根据表格中数据分析,铜,铝,铅不符合题意,不可选,应该选择钨、钢和铁。
(3)根据材料中信息“两种金属由于膨胀系数不同,受热时铜片的伸长量比铁片大”可知,温度升高时,双金属片会向短的一侧弯曲,使指针沿顺时针方向发生偏转;
AC.发生受热膨胀时,金属片会向铁片一侧弯曲,故A符合题意,C不符合题意;
BD.发生受热膨胀或者受冷收缩时,金属片只会变长变短,不会弯曲,故BD不符合题意。
故选A。
【十五、物态变化的辨析】
【题型15】(24-25八年级上·江西上饶·期中)水的三种状态分别是冰、水和水蒸气。如图中关于三者之间的转化过程涉及到的物态变化及其吸热、放热情况的判断正确的是( )
A.甲为凝华过程,吸收热量
B.乙为升华过程,吸收热量
C.丙为液化过程,放出热量
D.丁为熔化过程,放出热量
【答案】C
【详解】A.由图可知甲是冰变为水蒸气的过程,属于升华现象,升华过程吸收热量,故A错误;
B.由图可知乙是水蒸气变为冰的过程,属于凝华现象,凝华过程放出热量,故B错误;
C.由图可知丙是水蒸气变为水的过程,属于液化现象,液化过程放出热量,故C正确;
D.由图可知丁是冰变为水的过程,属于熔化现象,熔化过程吸收热量,故D错误;
故选C。
【变式15-1】(24-25八年级上·新疆阿克苏·期中)如图所示,在甲、乙两个相同杯子中分别放入适量的冰块和干冰。放置一段时间后,发现杯内物块均变小,且甲杯内有液体出现,杯壁上有小水珠生成,冰的上方有白气生成;乙杯内仍然是干燥的,但杯壁上生成了一层薄霜,干冰上方有白气生成。下列说法正确的是( )
A.甲杯中的液体是冰熔化生成的水,此过程放热
B.乙杯中的干冰变小是升华现象,此过程吸热
C.甲杯上的小水珠出现在杯子的内壁上,乙杯上的薄霜生成在杯子的外壁上
D.生成白气是汽化现象,此过程吸热
【答案】B
【详解】A.冰块由固态转化为液态,生成水,属于熔化过程,熔化需要从外界吸收热量,故A错误;
B.干冰由固态转化为气态,属于升华过程,升华需要从外界吸收热量,故B正确;
C.冰块熔化变成水,体积变小,熔化吸热,使得甲杯子温度变低,空气中热的水蒸气遇到冷的杯子后,在杯外壁液化成小水珠;乙杯中干冰升华成气体,体积变小,升华大量吸热,使得乙杯子温度急剧下降,空气中热的水蒸气遇到冷的杯子凝华成小冰晶形成薄霜,附着在外壁上,故C错误;
D.白气是空气中的水蒸气遇冷形成的小水珠,属于液化现象,液化放出热量,故D错误。
故选B。
【变式15-2】(24-25八年级上·湖北随州·期中)固态、液态和气态是物质常见的三种状态,某物质通过放热、吸热在甲、乙、丙三种物态之间转化,如图所示,下列说法正确的是( )
A.由甲到乙是凝固过程,“雾凇”形成与该过程相同
B.由乙到丙是汽化过程,衣服晾干与该过程相同
C.由丙到甲是凝华过程,霜的形成与该过程相同
D.由乙到丙是升华过程,用干冰降温与该过程相同
【答案】D
【详解】A.丙放热变为甲,再放热变为乙,说明丙为气态、甲为液态、乙为固态;则甲到乙是凝固过程,但“雾凇”的形成过程是凝华,故A错误;
B.乙到丙是由固态变为气态,属于升华,湿衣服晾干是汽化现象,冰冻的衣服晾干是凝华现象,故B错误;
C.丙到甲是由气态变为液态,属于液化,而霜的形成过程是凝华,故C错误;
D.乙到丙是由固态变为气态,属于升华,用干冰降温就是利用干冰升华吸热,故D正确。
故选D。
【变式15-3】(24-25八年级上·陕西咸阳·阶段练习)固态的冰、液态的水和气态的水蒸气是水循环过程中水常见的三种状态,某同学据此画出了如图1所示水的三态变化图,甲、乙、丙分别代表水的三种状态,则甲是 ,乙是 (前两空选填“冰”“水”或“水蒸气”)。如图2所示,“热管”利用流体发生物态变化达到散热目的,被广泛应用于各种高端科技上,热管里的液体在A端吸热,然后流动到较冷的B端放热,B端通过散热风扇转动将热散出,则在B端的物态变化形式与图1中由 (后两空选填“甲”“乙”或“丙”)到 的物态变化形式相同。
【答案】 水 冰 丙 甲
【详解】[1][2]由图知:丙到甲放热,甲到乙放热,所以丙为气态甲为液态,乙为固态;甲是水,乙是冰,丙是水蒸气。
[3][4]热管里的液体在A端吸热变成气态流向B端,在B端放出热量变成液态,物质从液态变为气态是汽化过程,物质从气态变为液态是液化过程。由此可知则在B端与甲图3个物态变化中由丙到甲的物态变化形式相同。
【变式15-4】(22-23八年级上·全国·课后作业)水的三种状态分别是冰、水和水蒸气。给图填字,说明它们三者之间转化过程的名称以及吸热、放热的关系。
【答案】①液化、放热
②凝固、放热
③升华、吸热
④汽化、吸热
⑤熔化、吸热
⑥凝华、放热
【详解】①水蒸气变成水,叫做液化;在这过程中,物质温度降低,内能减少,需要放热。
②水变成冰,叫做凝固;在这过程中,物质温度降低,内能减少,需要放热。
③冰变成水蒸气,叫做升华;在这过程中,物质温度急剧升高,内能瞬间增加,是快速吸热形成。
④水变成水蒸气,叫做汽化;在这过程中,物质温度升高,内能增加,是吸热形成。
⑤冰变成水,叫做熔化;在这过程中,物质温度升高,内能增加,是吸热形成。
⑥水蒸气变成冰,叫做凝华;在这过程中,物质温度急剧降低,内能瞬间减小,是快速放热形成。
【变式15-5】(24-25九年级上·福建厦门·阶段练习)固态、液态和气态是物质常见的三种状态,某物质通过放热、吸热在甲、乙、丙三种物态之间转化,如图, (选填“甲”、“乙”或“丙”)为气态,由丙到甲是 过程(填物态变化的名称)。
【答案】 丙 液化
【详解】[1][2]由图知,丙到甲放热,甲到乙放热,所以丙为气态,甲为液态,则乙为固态;丙到甲是气态变成液态的过程,所以是液化。
【变式15-6】(24-25八年级上·北京·期中)小明和小华网购了一箱冰激凌,箱内有一袋干冰,小明将干冰放在室温下,观察到干冰周围有“大量白气”,且干冰不断变小,如图所示,小明认为“白气”是干冰升华而形成的二氧化碳气体,小华则认为“白气”是干冰先升华而形成的二氧化碳气体又液化形成的二氧化碳小液滴。请你分别分析两人的观点是否正确,阐述你的理由。
【答案】二人观点都错误,理由见解析
【详解】二人观点均不正确,二氧化碳气体无色,因此“白气”不是二氧化碳气体,故小明的观点错误。干冰放在室温下,会直接变为二氧化碳气体,这是升华现象,这个过程吸收大量热量,周围温度降低,空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴,形成“白气”。二氧化碳的沸点为-78.5℃,常温常压下二氧化碳不能液化,“白气”是小水滴而不是二氧化碳小液滴,故小华的观点也错误。
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