2025年中考复习实验热学二 探究水沸腾时温度变化的特点

实验二 探究水沸腾时温度变化的特点 【必备知识】 实验器材：石棉网、秒表、温度计、带有小孔的纸板、水。 甲 丁 戊 命题方向探究 1. 对实验装置安装、实验数据的读数和记录等考点的要求与上一实验中的相同。 2. 带孔的纸板，孔要开在中间，如在边沿，容易造成温度计液泡和容器壁接触。 3. 缩短加热时间的方法： （1）用初温较高的水直接加热； （2）适当减少放入烧杯中水的质量； （3）如果是敞口的烧杯，可以给烧杯加个盖子； （4）换用火焰更大的酒精灯； 4. 实验现象： （1） 水沸腾前：气泡上升，越来越小（原因是沸腾前下部水温高于上部水温，气泡里的水蒸气遇冷液化）；（如图乙） （2） 水沸腾时：大量气泡上升，越来越大（原因是水沸腾时，液体内部温度均匀，从下向上液体的压强越来越小且周围水不断向气泡内汽化），气泡在水面破裂，气泡里面的水蒸气散发到空气中；（如图甲） （3） 沸腾结束后：气泡上升，越来越小（原因是水沸腾结束后，液面因为水蒸发而温度较低）。 5. 实验结论：液体沸腾过程中不断吸热，但温度保持不变。 6. 水的沸点不是100 ℃的原因： （1）气压低于标准大气压；（2）水中有杂质；（3）温度读数有误差。 7. 实验相关拓展 （1） 为了验证水沸腾时需要继续吸热，应进行的操作是移去酒精灯，停止加热，观察水是否继续沸腾； （2） 水在沸腾过程中是通过热传递的方式改变水的内能，水沸腾时烧杯口的“白气”和温度计上小水珠等是水蒸气液化形成的。 （3） 同样的加热装置，相同的初温的水加热到沸腾的时间有长短主要是水的质量不同；（如图丁） （4） 撤掉酒精灯水还会沸腾一小会，原因是石棉网温度较高，水还会继续吸热。 （5） 把装有沸腾的水的圆底烧瓶撤离酒精灯，用橡皮塞塞住瓶口倒置，在底部浇冷水，水又继续沸腾，是因瓶内水蒸气液化和气体遇冷气压变小，水沸点降低的缘故。（如图戊） 【综合例题】 1．如图甲所示，是二中物理实验小组在做“观察水沸腾”的实验装置。 （1）该装置中有①酒精灯，②温度计及纸板，③烧杯，④铁架台及石棉网。它们安装合理顺序是__________（填写序号）； （2）从点燃酒精灯加热开始计时，当液体中有气泡上升时，每隔1min记录水的温度如表所示： 时间 11min 12min 13min 14min 15min 16min 17min 18min 19min 20min 温度 95℃ 96℃ 97℃ 98℃ 98℃ 98℃ 95℃ 98℃ 98℃ 98℃ 从记录的数据看出，在某一次观察记录中明显错误的是__________min时的数据，水的沸点是________，原因是：________________________________________； （3）以时间为横轴，以温度为纵轴，更改错误数据后，根据表中的数据在图乙作出水的沸腾图像； （4）实验小组观察到水沸腾前和水沸腾时水中气泡的情况如图丙所示，图中__________（选填“A”或“B”）是水在沸腾时的情况； （5）实验完成后，好学的二中同学想到上课时老师说水浴法加热可使物体均匀受热，于是将实验组装成如图丁所示，并在A烧杯上面加了个盖子，则____________________； A．容器A、B中的水会同时沸腾 B．容器A中的水会沸腾、容器B中的水始终不会沸腾 C．容器A、B中的水均不会沸腾 D．容器B中的水会沸腾、容器A中的水不确定是否会沸腾 （6）在做完“观察水沸腾”实验后，二中同学又思考沸水自然冷却时温度如何变化呢？请利用现有器材，设计实验，探究“沸水自然冷却过程中温度随时间的变化特点”，并完成实验报告所缺少内容：（其中需要补充实验目的、实验器材、实验步骤、列出数据记录表格和实验结论）； 实验报告： （一）实验目的：①________________________________________； （二）实验器材：烧杯、沸水、机械停表、②______________________________； （三）实验步骤： ①取出正在沸腾的水倒入烧杯中； ②利用机械停表测量此时的时间t； ③利用③______________________________测量出④________________________________________； 时间t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 …… ⑤ （四）数据记录： 实验图像： （五）实验结论： 沸水在自然冷却过程中温度随时间变化的特点是⑥__________（选填“先快后慢”、“先慢后快”或“均匀降低”）。 【答案】 ①④③② 17 98℃ 水沸腾时吸收热量、温度保持不变 A D 探究“沸水自然冷却过程中温度随时间的变化特点” 温度计 温度计 温度 温度t/℃ 先快后慢 【详解】（1）[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；故安装顺序为：①④③②。 （2）[2][3][4]从记录的数据知道，从14min开始，水已经沸腾，水沸腾时温度保持98℃不变，所以，第17min的数据是错误的，水的沸点是98℃，水沸腾时吸收热量、温度保持不变。 （3）[5]根据表中的数据描点连线，作出水的沸腾图像，如下图 （4）[6]由图丙中知道，A图是水沸腾时，因为整个容器中水温相同，气泡上升时越来越大，水内部不停地汽化，产生大量的水蒸气进入气泡，气泡变大；B图气泡上升时越来越小，是因为水沸腾之前，水下层的温度高于上层的水温，气泡上升过程中，气泡中的水蒸气遇冷液化成水，气泡变小。 （5）[7]液体沸腾有两个必要条件：①达到沸点，②继续吸热，当两个条件同时具备时即可沸腾；液面上的压强越高，液体的沸点越高，反之，气压越低，液体的沸点越低。 A容器是密封的，给A容器加热，经过一段时间后，A容器水面上的气压增大，沸点升高，会高于100℃；B试管的水从A容器的水吸收热量，温度升高，当达到水的沸点时就会沸腾，而此时A容器的水还不能沸腾，所以容器B中的水会沸腾、容器A中的水不确定是否会沸腾，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （6）（一）[8]实验目的：探究“沸水自然冷却过程中温度随时间的变化特点” （二）[9]实验过程中需要测量水温的变化，所以，需要温度计。 （三）[10]用温度计测出水的温度 （四）[11]表格中需要记录，所以表格中为“温度t/℃” （五）[12]由图中曲线知道，沸水在自然冷却过程中温度随时间变化的特点是先快后慢。 2．小明和小红在做探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验。 （1）组装图（a）实验器材时，其合理的顺序是__________（选填“自下而上”或“自上而下”）； （2）小明用图（a）装置先后做了两次实验，绘制出如图（b）所示的①、②两条图线。由图可知：实验中水的沸点为__________℃；沸腾过程中水的温度保持__________；还可得出第②次实验烧杯中的水量比第①次实验的__________（选填“少”或“多”）； （3）小红同学为进一步探究液体沸腾规律，设计了如图（c）所示的实验装置，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，说明当地大气压可能__________（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当小红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”）。 【答案】 自下而上 98 不变 多 低于 试管的水达到沸点后不能继续吸热 升高 【详解】（1）[1]实验时，要保证用酒精灯的外焰来加热，所以要先确定下面铁圈和石棉网的位置，温度计玻璃泡要浸没于水中，且不碰到烧杯底，所以要后确定温度计的位置，所以，组装图（a）实验器材时，应该按照自下而上的顺序组装器材。 （2）[2][3]由图可知，两条图线，在98℃时温度保持不变，沸腾过程中水的温度保持不变，则实验中水的沸点为98℃。 [4]根据图像可知两次实验水的初温相同，沸腾时沸点相同，那么温度变化量相同，水沸腾所用的时间，①的小于②的，即①吸收的热量小于②的，根据比热容公式可知，第②次实验烧杯中的水量比第①次实验的多。 （3）[5]当甲温度计的示数达到99℃时，烧杯中的水开始沸腾，说明此时水的沸点为99℃，低于标准大气压下的100℃，液体的沸点与大气压有关，大气压越低，液体的沸点也越低，此时水的沸点低于标准大气压下的100℃，则此时的气压低于标准大气压。 [6]当试管中的水与烧杯中的水均达到沸点后，烧杯中的水可以从酒精灯继续吸热，能够沸腾，试管中的水无法从烧杯的水中继续吸热，因此试管中的水最终不会沸腾。 [7]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，则试管中的水能够从烧杯水中不断吸收热量，说明烧杯中水的温度高于试管中水的温度，即烧杯中水的沸点高于99℃，所以加入食盐后，水的沸点升高。 【拓展实验】 1．小亮在探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验中： （1）如图1是小亮根据实验数据绘制的温度—时间图象。由图象可知：水的沸点是__________；观察水沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程的两种情况如图2所示，则图2中_________是水沸腾时的情况； （2）如图3所示，在一个标准大气压下，烧杯甲和试管乙内都装有水，用酒精灯加热烧杯使甲杯中水沸腾，若不断加热，乙试管中水__________达到沸点（选填“能”或“不能”）但最终__________沸腾（选填“能”或“不能”）； （3）在标准大气压下，酒精的沸点为78.5，利用沸腾知识，要从甘蔗酒中分离出酒精，加热甘蔗酒时控制的适宜温度可为__________（只填序号）。 A．60     B．70       C．80D．100 【答案】 100℃ a 能 不能 C 【详解】（1）[1]由图象知，加热至第20min，水的温度保持不变，说明水此时开始沸腾，此时的温度即水的沸点，为100℃。 [2]水在沸腾时，有大量气泡产生，在上升过程中变大到水面破裂开来，所以图2中a是沸腾的情况，图1是沸腾前的气泡情况。 （2）[3][4]图3中，乙试管中的水能达到沸点，因为甲杯中的水沸腾时，温度达到沸点，且继续加热，乙试管中的水吸收热量，温度可达到沸点，但不能沸腾，因为甲中的水沸腾后，温度保持不变，乙试管中的水达到沸点后，不能继续吸热。 （3）[5]在标准大气压下，酒精的沸点为78.5℃，则温度达到78.5℃，酒精汽化成气态，所以给甘蔗酒加热，可让温度比酒精的沸点稍高，便可将酒精分离出来，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．小强对热现象的有关实验进行如下探究： （1）在探究“冰熔化时温度的变化规律”实验中，已知冰的质量为 100 g，则图乙熔化过程中共吸收__________J 的热量；在图乙所示中熔化后与熔化前线段的倾斜程度不同，这是因为__________。试管中的固体完熔化后，若持续加热，烧杯中的水沸腾时，试管中的液体__________（选填“会”或“不会”）沸腾。 （2）小强探究“水沸腾时温度变化的特点”。加热一段时间后，烧杯内的水温度升高。图乙水的沸点没有达到100℃，可能是当地大气压强__________（选填“高于”、“低于”或“等于”）1标准大气压。分析图乙中的图线，不考虑热损失，第一次和第二次所用的水的质量之比为__________。  　 【答案】 4200J 水和冰的比热容不同 不会 低于 5∶3 【详解】（1）[1]由图知，5～15分钟为熔化过程，15～25分钟为液态（水）升温过程，水在15～25分钟吸收的热量 =4200J 本实验中，相同时间吸热相同，则图乙熔化过程中共吸收4200J的热量。 [2] 0～5分钟为固态（冰）升温过程，在图乙所示中熔化后与熔化前线段的倾斜程度不同，可知升高相同的温度，加热时间不相同，即吸热多少不同，这是因为水和冰的比热容不同。 [3]试管中的固体完熔化后，若持续加热，烧杯中的水沸腾时，试管中的液体的温度升高到和烧杯中水温相同时，因不能发生热传递，故不能从烧杯中的水吸热，故不会沸腾。 （2）[4]一标准大气压下水的沸点100℃，气压减小，沸点降低。小强探究“水沸腾时温度变化的特点“。图乙水的沸点没有达到100℃，可能是当地大气压强低于1标准大气压。 [5]由图乙中的图线，第一次升高的温度 第二次升高的温度 因加热时间相同，不考虑热损失，故两次吸热相同，根据，在比热容和吸热相同时，升高的温度与质量成反比，故第一次和第二次所用的水的质量之比 3．温雪同学利用如图所示的装置做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验： 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 温度/℃ 88 90 92 94 96 98 98 98 98 （1）如图甲组装实验装置时，石棉网的铁圈位置和悬挂温度计的铁夹位置放置非常重要。实验时，应当先调整固定__________的位置（选填“铁圈”或“铁夹”）； （2）当水温升到88℃时，每隔1min读一次温度计的示数，直到水沸腾3min后停止读数，数据记录如表， 分析表中记录的实验数据，可知水沸腾时的温度为_______℃，气泡情况如图乙中______所示； （3）为了说明水沸腾过程中是否需要吸热，应__________，观察水是否继续沸腾； （4）某两组同学虽然选用的实验装置相同，且同时开始实验，但水开始沸腾的时刻不同，他们绘制的沸腾图像如图丁所示，得到a、b两种不同图像的原因是__________； （5）小明同学在利用如图甲所示的装置做实验时，发现从开始给水加热到水开始沸腾所用的时间过长，请你帮助他找出可能存在的原因：__________。（答出一种即可） 【答案】 铁圈 98 B 拿掉酒精灯（停止加热） 所取水的质量不同 水的质量太多了（水的初温太低了、没有用酒精灯的外焰加热、给水加热时热损失太大了） 【详解】(1)[1]实验时，应当先调整固定线圈的位置，这样才能保证用酒精灯的外焰加热物体。 (2)[2]由表格数据知，水的温度达到98℃，便保持不变，说明此时水已经沸腾。 [3]水在沸腾时，气泡上升、变大，然后破裂开来，所以是图乙中的B所示。 (3)[4]水沸腾时是否吸热，可通过熄灭酒精灯（或拿掉酒精灯），观察水是否继续沸腾来说明。酒精灯熄灭后，水继续沸腾，说明水沸腾时不用继续吸热，反之则需要继续吸热。 (4)[5]由图丁知，用相同的装置同时开始给初温相同的水加热，但水开始沸腾的时刻不同，可能的原因是水的质量不同。质量越大，所需加热的时间越长。 (5)[6]在实验中，若加热至水沸腾时间过长，则有可能是水的质量太多（或初温太低、没用酒精灯的外焰加热等）。 4．在探究“水沸腾时温度变化的特点”实验中： （1）图a是实验中某时刻温度计的示数，读数为__________℃； （2）图b是实验装置，当水中有大量的气泡产生，且在上升的过程中体积变大，到水面破裂开来，里面的______________散发到空气中，就表明沸腾了； （3）图c是小明、小红分别根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像，由图像可知，水的沸点为__________℃，小红把水加热到沸腾，所用时间较长的原因是____________________。 （4）图d是另一组同学根据实验数据绘制的温度一时间图象，结合图象提供的信息，在同样环境条件下，给一大碗滚烫的热水降温，现有两种方法供你选择： ①先让滚烫的热水冷却5min，然后加一小杯冷水； ②现在滚烫的热水中加入一小杯冷水，然后冷却5min。 你认为冷却效果较好的是__________（选填“方法①”或“方法②”）。 【答案】 93 水蒸气 99 小红所用的水初温较低 方法① 【详解】（1）[1]温度计的分度值为1°C，示数为93°C。 （2）[2]水在沸腾时，内部有越来越多的水汽化在水蒸气，水蒸气进入到气泡中，所以气泡越来越大。气泡上升到水面，释放里面的水蒸气，使水面翻滚。 （3）[3]读图像c可知，水在沸腾时温度保持在99°C不变，故水的沸点为99°C。 [4]小红同学所用水的初温低于小明手所用水的初温，在相同的加热条件下，水的温度升高得越大，需要吸收的热量越多，加热时间就越长。 （4）[5]读图像d可知，当物体降温时，在温度较高时温度下降得快；温度较低时下降得慢。因此为了让热水尽快降温，应该先让热水自然降温到一定程度，再加入冷水。故①符合题意，②不符合题意。 故选①。 5．在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验时，两组同学从图甲、乙所示的实验装置中各选一套来完成实验。     在标准大气压下 物质 凝固点/℃ 沸点/℃ 水银 357 酒精 78 （1）根据所学知识，结合表中的数据，可知本次实验应选用__________制作的温度计； （2）除温度计外，还需要的测量工具是__________； （3）图丙是实验中某一时刻温度计示数，其读数是__________℃； （4）水沸腾时，继续对水加热，水的温度__________； （5）图丁是两个小组根据各自的实验数据绘制的“温度-时间”的图像，其中图像_________是根据图乙实验装置的数据绘制的；生活中利用类似的办法煮食物，可以使食物熟得更快，其原因是_________。 【答案】 水银 秒表 84 不变 a 气压升高使水的沸点升高 【详解】（1）[1]温度计里面的液体的沸点需要超过水的沸点才可以用来测将水加热至沸腾的实验，酒精的沸点没有超过水的沸点，而水银的沸点超过了水的沸点，故选水银温度计。 （2）[2]实验过程中需要记录时间，因此还需要秒表。 （3）[3]由图丙可知温度计的分度值是，且在之间，所以温度值为。 （4）[4]从图丁可以知道，水沸腾时的特点是继续吸收热量且温度不变。 （5）[5][6]由图可知图乙装置中的烧杯加盖了，水所处环境气压高于外界，根据气压越高水的沸点越高的原理分析可知，图像a是根据图乙实验装置的数据绘制的。生活中也经常利用气压升高使水的沸点升高得原理煮食物。 6．（1）某同学在做固体的熔化实验时，测得的数据如表所示。 时间（min） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 温度（） 20 25 30 36 42 48 48 48 52 56 60 经分析得，该固体为__________（选填“晶体”或“非晶体”），根据数据可以得出什么结论？____________________________________________________________。 （2）图1甲是“探究水沸腾时温度变化特点”的实验装置。 实验中某次温度计的示数如图1乙，为__________。分析表格中数据得到结论________________________________________。 时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 温度/ 90 92 94 96 98 98 98 （3）如图2是小红做“观察碘升华”的实验装置。 她的操作是：在烧杯中放少量的碘，烧杯口放一只装有冷水的烧瓶，用酒精灯给烧杯加热。 标准大气压下部分物质的熔点凝固点、沸点 物质 水 酒精 煤油 碘 铜 铁 金 熔点凝固点 0 113.6 1083 1535 1064 沸点 100 78.5 150 184.25 2360 2750 2500 结合你的探究经历，描述小红观察到的实验现象__________。交流评估时，小明查阅了部分物质的熔点、沸点，他发现碘的熔点是，碘的沸点是，酒精灯的火焰温度约，他认为小红所做的实验中，碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程，小红的实验并不能得出碘升华的结论，请你针对小明的质疑，选用上述器材或补充必要的辅助器材设计一个实验，证明碘接从固态变为气态，写出实验方案并扼要说明__________。 【答案】 晶体 晶体熔化时继续吸热，温度不变 92 水沸腾时继续吸热，温度不变 烧杯中的固态碘变成气态，后重新在烧瓶底部凝结成固体 见解析 【详解】（1）[1][2]根据表中数据可知，该物质有固定熔点，因此是晶体；该物质在熔化时虽然在吸热，但温度不变，因此可得出结论：晶体熔化时继续吸热，温度不变。 （2）[3][4]图乙中温度计的分度值为，因此示数为；由表中数据可知，水在沸腾时虽然在吸热，但温度不变，因此可得出结论：水沸腾时继续吸热，温度不变。 （3）[5][6]图2装置做“观察碘升华”的实验，烧杯中的固态碘会升华变成气态，后重新在烧瓶底部凝华成固体；改进实验方案为：将碘粒放入烧杯，将烧杯浸在正在加热的热水中，观察碘粒的状态变化。标准气压下水的最高温度为，不会达到碘的熔点，即碘粒不会熔化，若出现碘的蒸气，只能是由固态直接变成气态，即升华所致。 7．物理课上，同学们分组做“探究水的沸腾”的实验： 实验室常用的温度计是利用液体热胀冷缩的性质进行测置的． “超越组”用的是如图甲所示装置，这样测出的温度会偏__________（选填“高”或“低”）． “先锋组”加热一定时间后，温度计的示数如图乙所示，此时水的温度为__________℃． 根据实验数据，他们描绘了水的温度随时间变化的图象如图丙所示．由图象可知：水沸腾时温度变化的特点是__________．水沸腾时看到大量的“白气”不断地从烧瓶口冒出，这些“白气”是由于水蒸气液化而形成的．该过程要 （选填“吸热”或“放热”）．实验中水的沸点为__________℃．如果操作及实验器材均无问题，可知此时大气压__________（选填“大于”“等于”或“小于”）标准大气压．根据水沸腾时的特点，家里煮鸡蛋时，当水沸腾时可以改用__________（选填“大”或“小”）火继续煮较好．实验中用加热时间的长短来表示水吸收热量的多少，运用了__________法．实验中收集多组数据是为了__________（选填“A”或“B”）． A．寻找普遍规律 B．减小实验误差 【答案】 高 94℃ 保持不变 放热 98℃ 小于 小 转化 A 【详解】（1）.由图甲可知，温度计的玻璃泡碰到了容器底部，因为容器底部的温度高于水内部的温度，所以这样测出的温度会偏高． （2）.由图乙可知，温度计的分度值为1℃，所以温度计的示数为94℃． （3）.由图丙可知：水沸腾时温度变化的特点是温度保持不变． （4）.“白气”是由于水蒸气液化而形成的，液化过程要放热． （5）.由图丙可知，从7min-10min，水的温度保持98℃不变，所以水的沸点为98℃． （6）.因为水的沸点低于标准大气压下水的沸点(100℃)，所以当时气压小于标准大气压． （7）.因为水在沸腾过程中吸热但温度保持不变，所以家里煮鸡蛋时，当水沸腾时可以改用小火继续煮，可节省燃料． （8）.实验中用加热时间的长短来表示水吸收热量的多少，运用了转化法． （9）.实验中收集多组数据是为了寻找普遍规律，因此选项A是正确的． 8. 实验小组用图甲所示实验装置探究“水沸腾时温度变化的特点”。 （1）如图甲装置中有一处明显错误，是____________________； （2）操作无误后，当水温上升到88℃时，开始计时测量并记录，绘制出温度随时间变化的图线如图乙所示，根据图象可知水的沸点为__________℃； （3）如图丙，A、B是实验中出现的两种情景，其中水沸腾时的情景为__________（填“A”或“B”）； （4）在评估交流时，有同学提出从开始加热到沸腾所用时间过长，请你说出一种节省实验时间的办法：__________________________________________________。 【答案】 温度计的玻璃泡碰到容器底 98 A 适当减少水量 【详解】（1）[1]使用温度计测量液体温度时，温度计的玻璃泡不能碰着容器的底和壁，所以如图甲装置中有一处明显错误，是温度计的玻璃泡碰到容器底。 （2）[2]温度随时间变化的图线如图乙所示，温度达到98℃，加热时温度不再升高，说明已达到沸点，则水的沸点为98℃。 （3）[3]沸腾前，气泡上升是变小的，因为沸腾前水温不一致，气泡上升时，水蒸气又液化变成了水，气泡变小；而沸腾后，上下水温一致，气泡周围的水不断汽化向气泡中补充水蒸气，且上升过程水的压强变小，所以气泡变大，故水沸腾时的情景为A。 （4）[4]在评估交流时，有同学提出从开始加热到沸腾所用时间过长，要减少实验时间，从水吸热考虑，减小用水的质量，则升高相同的温度吸热少，用时短。 9．小明通过实验探究“水沸腾需要满足什么条件”，实验装置如图甲所示；其中试管和烧杯中各装入温度相同的适量热水，分别用温度计测量试管和烧杯中的水温； （1）实验中，当烧杯中的水温达到90℃时开始记录实验数据，并根据实验数据在图乙中画出了烧杯中水温与时间的关系图象； ①如图丙所示是水沸腾前和沸腾时的两张照片，其中__________（填“A”或“B”）是第3分钟末水开始沸腾时的现象； ②根据图象可得出水沸腾时，温度的变化特点是：水沸腾时，____________________；查找资料，此时的温度叫水的沸点； （2）实验中，小明记录的试管中水温随时间的变化数据如表所示； 时间t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 温度t/℃ 88 92 95 97 98 98 98 98 98 ①请在图乙中画出试管内水温与时间的关系图象； ②小明在实验中观察到，试管中的水始终没有沸腾；通过分析实验中获取的信息，得出的实验结论是：______________________________。 【答案】 A 温度不变 水沸腾需要达到沸点且继续吸收热量 【详解】(1)[1]水沸腾时，内部大量的水不断汽化成为水蒸气进入气泡，所以，气泡在上升时是越来越大的。故A符合题意，B不符合题意。 故选A。 [2]读图象可以知道，水在沸腾时温度保持在98℃不变，故水在沸腾时温度变化特点是：温度保持不变。 (2)[3]烧杯内的水吸收热量，温度升高。之后试管内的水从烧杯中的水吸收热量，温度升高，但其温度略低于烧杯内水的温度。当烧杯内的水沸腾时温度保持不变的时候，经过热传递，试管中的水最终与烧杯中的水温度相同，也会达到98℃。但到达同一温度，试管内的水要稍晚于烧杯内的水，热传递是需要时间的。图如下： [4]试管中的水已经达到沸点，但达到沸点后，与烧杯中的水温相同，无法从外界吸热，所以无法沸腾。故沸腾的条件是：液体温度达到沸点且能继续吸热。 10. 学校“研究性学习小组”开展了“水沸腾时的现象及温度随时间的关系”的课题，实验如下图： (1)图a温度计刚插入热水时，管壁模糊，很难看清示数，原因是水蒸气遇冷__________成小水珠附在管壁上。 (2)在烧杯上方加一盖子，这是为了减少__________，每隔1 min记录一次温度计的示数，第4 min时温度计的示数如图b所示，温度值为__________℃，直到水沸腾一段时间后停止读数，由下表可知水的沸点为__________。由此可判断此时当地的气压__________（选填“大于”、“等于”或“小于”）1个标准大气压。 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 温度/℃ 88 90 92 94 98 98 98 98 (3)通过上表总结出水沸腾过程的规律：沸腾时，水不断吸热，但__________不会变化。 (4)图c是三位同学作出的水的沸腾的图像，其中正确的是__________图。 【答案】 液化 热损失 96 98℃ 小于 温度 丙 【详解】(1)[1]温度计刚插入热水时，管壁模糊，很难看清示数，原因是水蒸气遇冷液化成小水滴附着在管壁上。 (2)[2]在烧杯上方加一盖子，这是为了隔离水和外界的对流减少热损失，从而快速沸腾。 [3]由图b可知是96℃。 [4]根据表格可知水在达到98℃后继续加热温度不再上升，所以沸点为98℃。 [5]水在1标准大气压下的沸点为100℃，现在沸点为98℃，所以此时当地的大气压小于1标准大气压。 (3)[6]根据表格给出的数据总结规律为水沸腾时，水不断吸热，但温度不会变化。 (4)[7]根据表格中数据图丙是正确的水沸腾时的图象，水沸腾时温度不会超过98℃所以图甲和图乙都不正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 实验二 探究水沸腾时温度变化的特点 【必备知识】 实验器材：石棉网、秒表、温度计、带有小孔的纸板、水。 甲 丁 戊 命题方向探究 1. 对实验装置安装、实验数据的读数和记录等考点的要求与上一实验中的相同。 2. 带孔的纸板，孔要开在中间，如在边沿，容易造成温度计液泡和容器壁接触。 3. 缩短加热时间的方法： （1）用初温较高的水直接加热； （2）适当减少放入烧杯中水的质量； （3）如果是敞口的烧杯，可以给烧杯加个盖子； （4）换用火焰更大的酒精灯； 4. 实验现象： （1） 水沸腾前：气泡上升，越来越小（原因是沸腾前下部水温高于上部水温，气泡里的水蒸气遇冷液化）；（如图乙） （2） 水沸腾时：大量气泡上升，越来越大（原因是水沸腾时，液体内部温度均匀，从下向上液体的压强越来越小且周围水不断向气泡内汽化），气泡在水面破裂，气泡里面的水蒸气散发到空气中；（如图甲） （3） 沸腾结束后：气泡上升，越来越小（原因是水沸腾结束后，液面因为水蒸发而温度较低）。 5. 实验结论：液体沸腾过程中不断吸热，但温度保持不变。 6. 水的沸点不是100 ℃的原因： （1）气压低于标准大气压；（2）水中有杂质；（3）温度读数有误差。 7. 实验相关拓展 （1） 为了验证水沸腾时需要继续吸热，应进行的操作是移去酒精灯，停止加热，观察水是否继续沸腾； （2） 水在沸腾过程中是通过热传递的方式改变水的内能，水沸腾时烧杯口的“白气”和温度计上小水珠等是水蒸气液化形成的。 （3） 同样的加热装置，相同的初温的水加热到沸腾的时间有长短主要是水的质量不同；（如图丁） （4） 撤掉酒精灯水还会沸腾一小会，原因是石棉网温度较高，水还会继续吸热。 （5） 把装有沸腾的水的圆底烧瓶撤离酒精灯，用橡皮塞塞住瓶口倒置，在底部浇冷水，水又继续沸腾，是因瓶内水蒸气液化和气体遇冷气压变小，水沸点降低的缘故。（如图戊） 【综合例题】 1．如图甲所示，是二中物理实验小组在做“观察水沸腾”的实验装置。 （1）该装置中有①酒精灯，②温度计及纸板，③烧杯，④铁架台及石棉网。它们安装合理顺序是__________（填写序号）； （2）从点燃酒精灯加热开始计时，当液体中有气泡上升时，每隔1min记录水的温度如表所示： 时间 11min 12min 13min 14min 15min 16min 17min 18min 19min 20min 温度 95℃ 96℃ 97℃ 98℃ 98℃ 98℃ 95℃ 98℃ 98℃ 98℃ 从记录的数据看出，在某一次观察记录中明显错误的是__________min时的数据，水的沸点是________，原因是：________________________________________； （3）以时间为横轴，以温度为纵轴，更改错误数据后，根据表中的数据在图乙作出水的沸腾图像； （4）实验小组观察到水沸腾前和水沸腾时水中气泡的情况如图丙所示，图中__________（选填“A”或“B”）是水在沸腾时的情况； （5）实验完成后，好学的二中同学想到上课时老师说水浴法加热可使物体均匀受热，于是将实验组装成如图丁所示，并在A烧杯上面加了个盖子，则____________________； A．容器A、B中的水会同时沸腾 B．容器A中的水会沸腾、容器B中的水始终不会沸腾 C．容器A、B中的水均不会沸腾 D．容器B中的水会沸腾、容器A中的水不确定是否会沸腾 （6）在做完“观察水沸腾”实验后，二中同学又思考沸水自然冷却时温度如何变化呢？请利用现有器材，设计实验，探究“沸水自然冷却过程中温度随时间的变化特点”，并完成实验报告所缺少内容：（其中需要补充实验目的、实验器材、实验步骤、列出数据记录表格和实验结论）； 实验报告： （一）实验目的：①________________________________________； （二）实验器材：烧杯、沸水、机械停表、②______________________________； （三）实验步骤： ①取出正在沸腾的水倒入烧杯中； ②利用机械停表测量此时的时间t； ③利用③______________________________测量出④________________________________________； 时间t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 …… ⑤ （四）数据记录： 实验图像： （五）实验结论： 沸水在自然冷却过程中温度随时间变化的特点是⑥__________（选填“先快后慢”、“先慢后快”或“均匀降低”）。 2．小明和小红在做探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验。 （1）组装图（a）实验器材时，其合理的顺序是__________（选填“自下而上”或“自上而下”）； （2）小明用图（a）装置先后做了两次实验，绘制出如图（b）所示的①、②两条图线。由图可知：实验中水的沸点为__________℃；沸腾过程中水的温度保持__________；还可得出第②次实验烧杯中的水量比第①次实验的__________（选填“少”或“多”）； （3）小红同学为进一步探究液体沸腾规律，设计了如图（c）所示的实验装置，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，说明当地大气压可能__________（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当小红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”）。 【拓展实验】 1．小亮在探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验中： （1）如图1是小亮根据实验数据绘制的温度—时间图象。由图象可知：水的沸点是__________；观察水沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程的两种情况如图2所示，则图2中_________是水沸腾时的情况； （2）如图3所示，在一个标准大气压下，烧杯甲和试管乙内都装有水，用酒精灯加热烧杯使甲杯中水沸腾，若不断加热，乙试管中水__________达到沸点（选填“能”或“不能”）但最终__________沸腾（选填“能”或“不能”）； （3）在标准大气压下，酒精的沸点为78.5，利用沸腾知识，要从甘蔗酒中分离出酒精，加热甘蔗酒时控制的适宜温度可为__________（只填序号）。 A．60     B．70       C．80D．100 2．小强对热现象的有关实验进行如下探究： （1）在探究“冰熔化时温度的变化规律”实验中，已知冰的质量为 100 g，则图乙熔化过程中共吸收__________J 的热量；在图乙所示中熔化后与熔化前线段的倾斜程度不同，这是因为__________。试管中的固体完熔化后，若持续加热，烧杯中的水沸腾时，试管中的液体__________（选填“会”或“不会”）沸腾。 （2）小强探究“水沸腾时温度变化的特点”。加热一段时间后，烧杯内的水温度升高。图乙水的沸点没有达到100℃，可能是当地大气压强__________（选填“高于”、“低于”或“等于”）1标准大气压。分析图乙中的图线，不考虑热损失，第一次和第二次所用的水的质量之比为__________。  　 3．温雪同学利用如图所示的装置做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验： 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 温度/℃ 88 90 92 94 96 98 98 98 98 （1）如图甲组装实验装置时，石棉网的铁圈位置和悬挂温度计的铁夹位置放置非常重要。实验时，应当先调整固定__________的位置（选填“铁圈”或“铁夹”）； （2）当水温升到88℃时，每隔1min读一次温度计的示数，直到水沸腾3min后停止读数，数据记录如表， 分析表中记录的实验数据，可知水沸腾时的温度为_______℃，气泡情况如图乙中______所示； （3）为了说明水沸腾过程中是否需要吸热，应__________，观察水是否继续沸腾； （4）某两组同学虽然选用的实验装置相同，且同时开始实验，但水开始沸腾的时刻不同，他们绘制的沸腾图像如图丁所示，得到a、b两种不同图像的原因是__________； （5）小明同学在利用如图甲所示的装置做实验时，发现从开始给水加热到水开始沸腾所用的时间过长，请你帮助他找出可能存在的原因：__________。（答出一种即可） 4．在探究“水沸腾时温度变化的特点”实验中： （1）图a是实验中某时刻温度计的示数，读数为__________℃； （2）图b是实验装置，当水中有大量的气泡产生，且在上升的过程中体积变大，到水面破裂开来，里面的______________散发到空气中，就表明沸腾了； （3）图c是小明、小红分别根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像，由图像可知，水的沸点为__________℃，小红把水加热到沸腾，所用时间较长的原因是____________________。 （4）图d是另一组同学根据实验数据绘制的温度一时间图象，结合图象提供的信息，在同样环境条件下，给一大碗滚烫的热水降温，现有两种方法供你选择： ①先让滚烫的热水冷却5min，然后加一小杯冷水； ②现在滚烫的热水中加入一小杯冷水，然后冷却5min。 你认为冷却效果较好的是__________（选填“方法①”或“方法②”）。 5．在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验时，两组同学从图甲、乙所示的实验装置中各选一套来完成实验。     在标准大气压下 物质 凝固点/℃ 沸点/℃ 水银 357 酒精 78 （1）根据所学知识，结合表中的数据，可知本次实验应选用__________制作的温度计； （2）除温度计外，还需要的测量工具是__________； （3）图丙是实验中某一时刻温度计示数，其读数是__________℃； （4）水沸腾时，继续对水加热，水的温度__________； （5）图丁是两个小组根据各自的实验数据绘制的“温度-时间”的图像，其中图像_________是根据图乙实验装置的数据绘制的；生活中利用类似的办法煮食物，可以使食物熟得更快，其原因是_________。 6．（1）某同学在做固体的熔化实验时，测得的数据如表所示。 时间（min） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 温度（） 20 25 30 36 42 48 48 48 52 56 60 经分析得，该固体为__________（选填“晶体”或“非晶体”），根据数据可以得出什么结论？____________________________________________________________。 （2）图1甲是“探究水沸腾时温度变化特点”的实验装置。 实验中某次温度计的示数如图1乙，为__________。分析表格中数据得到结论________________________________________。 时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 温度/ 90 92 94 96 98 98 98 （3）如图2是小红做“观察碘升华”的实验装置。 她的操作是：在烧杯中放少量的碘，烧杯口放一只装有冷水的烧瓶，用酒精灯给烧杯加热。 标准大气压下部分物质的熔点凝固点、沸点 物质 水 酒精 煤油 碘 铜 铁 金 熔点凝固点 0 113.6 1083 1535 1064 沸点 100 78.5 150 184.25 2360 2750 2500 结合你的探究经历，描述小红观察到的实验现象__________。交流评估时，小明查阅了部分物质的熔点、沸点，他发现碘的熔点是，碘的沸点是，酒精灯的火焰温度约，他认为小红所做的实验中，碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程，小红的实验并不能得出碘升华的结论，请你针对小明的质疑，选用上述器材或补充必要的辅助器材设计一个实验，证明碘接从固态变为气态，写出实验方案并扼要说明__________。 7．物理课上，同学们分组做“探究水的沸腾”的实验： 实验室常用的温度计是利用液体热胀冷缩的性质进行测置的． “超越组”用的是如图甲所示装置，这样测出的温度会偏__________（选填“高”或“低”）． “先锋组”加热一定时间后，温度计的示数如图乙所示，此时水的温度为__________℃． 根据实验数据，他们描绘了水的温度随时间变化的图象如图丙所示．由图象可知：水沸腾时温度变化的特点是__________．水沸腾时看到大量的“白气”不断地从烧瓶口冒出，这些“白气”是由于水蒸气液化而形成的．该过程要__________（选填“吸热”或“放热”）．实验中水的沸点为__________℃．如果操作及实验器材均无问题，可知此时大气压__________（选填“大于”“等于”或“小于”）标准大气压．根据水沸腾时的特点，家里煮鸡蛋时，当水沸腾时可以改用__________（选填“大”或“小”）火继续煮较好．实验中用加热时间的长短来表示水吸收热量的多少，运用了__________法．实验中收集多组数据是为了__________（选填“A”或“B”）． A．寻找普遍规律 B．减小实验误差 8. 实验小组用图甲所示实验装置探究“水沸腾时温度变化的特点”。 （1）如图甲装置中有一处明显错误，是____________________； （2）操作无误后，当水温上升到88℃时，开始计时测量并记录，绘制出温度随时间变化的图线如图乙所示，根据图象可知水的沸点为__________℃； （3）如图丙，A、B是实验中出现的两种情景，其中水沸腾时的情景为__________（填“A”或“B”）； （4）在评估交流时，有同学提出从开始加热到沸腾所用时间过长，请你说出一种节省实验时间的办法：__________________________________________________。 9．小明通过实验探究“水沸腾需要满足什么条件”，实验装置如图甲所示；其中试管和烧杯中各装入温度相同的适量热水，分别用温度计测量试管和烧杯中的水温； （1）实验中，当烧杯中的水温达到90℃时开始记录实验数据，并根据实验数据在图乙中画出了烧杯中水温与时间的关系图象； ①如图丙所示是水沸腾前和沸腾时的两张照片，其中__________（填“A”或“B”）是第3分钟末水开始沸腾时的现象； ②根据图象可得出水沸腾时，温度的变化特点是：水沸腾时，____________________；查找资料，此时的温度叫水的沸点； （2）实验中，小明记录的试管中水温随时间的变化数据如表所示； 时间t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 温度t/℃ 88 92 95 97 98 98 98 98 98 ①请在图乙中画出试管内水温与时间的关系图象； ②小明在实验中观察到，试管中的水始终没有沸腾；通过分析实验中获取的信息，得出的实验结论是：______________________________。 10. 学校“研究性学习小组”开展了“水沸腾时的现象及温度随时间的关系”的课题，实验如下图： (1)图a温度计刚插入热水时，管壁模糊，很难看清示数，原因是水蒸气遇冷__________成小水珠附在管壁上。 (2)在烧杯上方加一盖子，这是为了减少__________，每隔1 min记录一次温度计的示数，第4 min时温度计的示数如图b所示，温度值为__________℃，直到水沸腾一段时间后停止读数，由下表可知水的沸点为__________。由此可判断此时当地的气压__________（选填“大于”、“等于”或“小于”）1个标准大气压。 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 温度/℃ 88 90 92 94 98 98 98 98 (3)通过上表总结出水沸腾过程的规律：沸腾时，水不断吸热，但__________不会变化。 (4)图c是三位同学作出的水的沸腾的图像，其中正确的是__________图。 学科网（北京）股份有限公司 $$