专题04 第三章 物态变化 基础实验题2026-2027学年八年级物理人教版
2026-08-23
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摘要:
**基本信息**
聚焦物态变化基础实验,以温度测量、熔化凝固、汽液升华凝华三大题型为框架,通过递进式实验设计构建从工具使用到综合探究的知识逻辑链,培养科学探究与科学思维能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|温度的读数与注意事项|5题|基础测量与操作规范,含自制温度计原理、读数方法及步骤排序|从温度计工作原理(液体/气体热胀冷缩)到使用规范,形成工具认知→操作应用的逻辑|
|探究熔化和凝固特点的实验|7题|晶体/非晶体熔化规律探究,含装置选择(水浴法)、状态判断及图像分析|以冰、海波等为对象,通过实验装置优化→数据记录→图像解读,构建物态变化过程认知|
|探究汽化液化升华凝华特点综合的实验|13题|沸腾现象、碘升华等综合实验,含装置错误分析、现象解释及沸点影响因素|从单一汽化(沸腾)到升华凝华综合,结合生活实例(如融雪盐、炖盅),实现现象观察→原理应用的迁移|
内容正文:
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专题04 物态变化 基础实验题
3大必考题型概览
题型01 温度的读数与注意事项(★重点)
题型02 探究熔化和凝固特点的实验(★重点)
题型03 探究汽化,液化,升华,凝华特点综合的实验(★难点)
地
题型01
温度的读数与注意事项
1.小明同学设计的一个温度计,如图甲所示,导热良好的烧瓶中装的是气体,瓶塞不漏气,弯管水平部分有一小段液柱。
(1)这个温度计是根据________(选填“液体热胀冷缩”或“气体热胀冷缩”)的规律制成的;
(2)将此装置放在室内(大气压强稳定不变),当周围的温度降低时,液柱将向________(选填“左”或“右”)移动;
(3)图乙是某患者测量体温时,体温计的示数图,此时患者的体温为________℃。若未经下甩过就直接拿这个体温计给另一位体温为37.5℃的患者测量体温,那么测得的读数为________℃;
以下是用温度计测某液体温度的实验步骤,合理的序号为_________。
A.选取温度计,观察温度计的量程和最小刻度值;
B.估计被测液体的温度;
C.取出温度计;
D.让温度计与被测液体充分接触;
E.观察温度计的示数。
2.肖潇同学学习了温度计这一节课,在家练习制作温度计。
(1)如图甲是一个自制温度计,给瓶子配一个橡皮塞。为了让读数更准确,橡皮塞上应该插进一根较___________(选填“粗”或“细”)的玻璃管,使橡皮塞塞住瓶口,把它从冷水中取出,再放入热水中,可观察到玻璃管中液面的位置___________(选填“上升”“下降”或“不变”)。温度计的工作原理是利用了液体的___________的性质。
(2)肖潇同学在读数时,乙图中的___________(选填“A”“B”或“C”)方法是正确的;他又用温度计测量了另一个物体的温度,如图丙所示,请读出温度计的示数为___________℃。
3.在科技创新节期间,同学们展示自制简易温度计。
(1)如图甲是甲组同学自制的简易温度计,其原理是液体的________,在玻璃瓶内装满煤油,煤油里滴几滴红墨水这是为了_______,用打孔的橡皮塞封住瓶口后插入透明细吸管并密封完好。按摄氏温标的方法标注刻度,就制成了一个简易温度计。
(2)图乙、丙是小组同学标刻度的过程:在充分接触足够长时间后,液面a处应标注_______℃,液面b处应标注_______℃;
(3)对于这样的温度计,为了让其测温更加准确,你的改进措施是________。
(4)图丁是乙组同学设计的温度计:A为玻璃瓶,B为吸管,且穿过软木塞与A相连,装置不漏气,管下端插入水槽C中,使管内外水面有一高度差h。此温度计的测温物质是_______;当外界环境温度升高时,此温度计的h将_______。
4.在“用温度计测量水的温度”实验中:
(1)液体温度计是利用液体___________的性质来测量温度的。
(2)如图(a)所示的操作错误是:温度计的玻璃泡碰到了__________,且视线未与液柱上表面相平。
(3)如图(b)所示是温度计的一部分。将此温度计放入碎冰中一段时间,测得温度为-5℃,请画出温度计此时的液柱液面所在的位置,并把液柱部分涂黑。
5.某同学用温度计测量液体温度:
(1)他在测量过程中的操作如图甲所示,指出他操作时的错误之处:___________;此错误造成的后果是使加热过程中测出的温度值偏___________(选填“高”或“低”);
(2)观察温度计示数的方法如图丙所示,其中正确的是___________;
(3)纠正错误后,温度计的示数如图乙所示,该液体的温度是___________°C。
地
题型02
探究熔化和凝固特点的实验
6.小明和小华用如图所示的装置做“探究冰的熔化特点”的实验。
(1)小华应选用___________(选填“甲”或“乙”)装置来进行实验,优点是___________;本实验所需的测量仪器除了温度计,还需要___________,该实验应选用___________(选填“大冰块”或“碎冰块”)来进行实验,效果更好些;
(2)如图丙所示,第5min时,该试管内的物质处于___________(选填“固态”“液态”或“固液共存”),此时该物质___________(选填“不再”或“继续”)吸热。由此推测,该物质___________(选填“是”或“不是”)晶体,理由是___________该物质的凝固点是___________。
(3)小明发现严冬季节水缸里的水结冰了,但腌菜缸里的盐水却没有,小明由此推测,盐水的凝固点和水相比,温度___________(选填“较高”“较低”或“相同”)。如果将一支装有冰水混合物的试管放入盐冰水混合物中,如图所示,试管中的冰水混合物中的冰会___________(选填“变多”“变少”或“不变”)。
7.为了研究冰熔化时温度的变化特点,小雨和小云设计了如图甲、乙两种装置。
(1)他们应该选择________(选填“甲”或“乙”)装置来进行实验;
(2)在实验安装过程中,他们应该按________(选填“从上到下”或“从下到上”)的顺序进行,实验中所使用的测量工具除了温度计,还需要________;
(3)下列措施中,能使冰受热均匀的是________。
A.加热过程中不断搅拌
B.温度计的玻璃泡完全浸没在冰中
C.通过水给试管加热
(4)将实验数据绘制成温度时间图像,如图丙所示,根据图像可知,冰是________(选填“晶体”或“非晶体”),熔点是________℃,其熔化过程持续了________min。
8.小明利用如图甲所示装置探究冰的熔化特点,他每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。
(1)小明选用这套实验装置没有用酒精灯直接给冰加热,目的是______________。
(2)图乙是小明记录的温度与时间关系图像,由图乙可知,该物质是______________(填“晶体”或“非晶体”)
9.如图甲是探究冰熔化时温度随时间变化规律的实验装置,将装有少量碎冰的试管放入装有适量水的烧杯中,请回答以下问题:
(1)实验时,组装器材要________(填“自下而上”或“自上而下”),将固体物质和温度计分别放入试管内,再将试管放入大烧杯的水中进行加热固体的好处是________。
(2)观察图乙,温度计的示数为________℃。
(3)某同学根据记录的数据绘制了温度随时间变化的图像,如图丙所示,由图像可知:冰的熔点是________℃,第4min时,处于________态(选填“液态”、“固态”或“固液共存”)。
(4)冰在熔化过程中吸收热量,温度________。(选填“升高”、“降低”或“保持不变”)
10.如图所示,是探究萘熔化过程中温度变化规律的实验.请回答下列问题:
(1)将装有萘的试管放入水中加热,而不是用酒精灯直接对试管加热,在加热过程中还进行搅拌,这样做是为了使试管中的萘__________,而且萘的温度上升较__________(选填“快”或“慢”),便于及时记录各个时刻的温度。
(2)除图甲所示实验器材外,还需要的实验器材有火柴和__________。
(3)实验中,将装有萘的试管放入盛有水的烧杯中加热,试管在水中的深度要适当,其“适当”的含义是__________。
(4)如图乙所示的温度计的示数为__________℃,此时的萘处于__________态,萘的温度随加热时间变化的图像如图丙所示,由图可知,给萘加热到8min末,试管中的萘所处的物态是__________状态。
11.图甲是“探究海波和石蜡熔化时温度变化规律”的实验装置,图乙是根据实验数据描绘出的海波和石蜡温度随时间变化的图像。
(1)实验前应在两试管内分别装入适量的颗粒___________(选填“较大”或“较小”)的海波和石蜡;实验中采用“水浴法”加热,除了可以减缓升温速度,还能使被加热的物质___________;
(2)图乙是根据实验数据绘制出的海波和石蜡温度随时间变化关系的图像,由图像可知:___________是非晶体;
(3)若用质量为的海波做实验,绘制海波的温度随时间变化的图线如图丙中的a,若用质量为()的海波做实验,得到的图线可能是图丙中的___________(选填“b”“c”或“d”)。
12.利用如图甲所示的实验装置探究冰熔化时温度变化的规律。
(1)由图甲可知,实验装置采用水浴加热法,这种加热方式的好处是__________。
(2)实验中使用的温度计是根据液体的__________的原理制成的;某时刻温度计的示数如图乙所示,则此时温度计的示数是________℃。
(3)由图丙可知,冰是________(填“晶体”或“非晶体”)。
(4)当加热至第8min时,试管内的物质处于____(填“固”、“液”或“固液共存”)态。
(5)根据描绘的图像可知,冰的熔点为________℃,冰的熔化过程经历了_______min。 通过分析图像还可以知道∶在冰熔化过程中,不断吸热,温度________(选填“上升”、“下降”或“不变”)。
(6)若把正在熔化的冰移至0℃的房间,冰________(选填“能”或“不能”)继续熔化。
(7)仔细观察图像还发现,该物质熔化前(AB段)升温比熔化后(CD段)升温________(选填“快”或“慢”)。
地
题型03
探究汽化,液化,升华,凝华特点综合的实验
13.隔水炖盅是现代常用的厨房电器,如图1所示,它利用水作为传热媒介加热内胆中的食物,液晶屏幕可实时显示水温。小明用它探究水沸腾时温度随时间变化规律。
(1)除了图中器材,小明还需要测量工具:___________。
(2)将适量水倒入炖盅,将内胆浸入水里,向内胆中加水。加热过程中,小明发现盅盖上的孔里不断冒出“白气”。如图2所示,___________(填“A”或“B”)处白气更浓。一定要远离盅口,因为“白气”烫伤比沸水烫伤严重,理由是______________________。
(3)一段时间后,炖盅内胆___________(填“里面”或“外面”)中的水开始沸腾,水中出现气泡,且气泡上升时体积变___________。
(4)小明根据实验数据画出如图3所示的图像。请写出一条减小水沸腾前加热时间的建议_____________________________________________________________________________。
14.小利在进行探究水沸腾前后温度变化的特点实验,请回答下列问题。
(1)安装实验器材时,应按照______________(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序进行。
(2)加热一段时间后,温度计的示数如图乙所示,温度为______________℃。
(3)这样加热几分钟后,得到如图丙所示水的温度随时间变化图像。分析图像可知:
①水在沸腾前,不断吸热,温度升高;在沸腾时,不断吸热,温度______________
②周围环境大气压______________(填“高于”或“低于”)标准大气压。
(4)生活中,常把碗放在锅里的水中蒸食物,如图丁所示。当锅里的水沸腾以后,碗中的水温度______________(选填“能”或“不能”)达到沸点,______________(选填“会”或“不会”)沸腾。
15.甲、乙两个小组分别利用下图所示的实验装置探究水沸腾时的特点,并绘制出了如图所示的水温随时间变化的关系图像。
(1)组装实验装置时,应按照________(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行。
(2)加热过程中,温度计蒙上了一层“雾”,这是_________(填物态变化名称)现象。
(3)当水沸腾时,观察到烧杯内产生大量气泡并不断上升、大小 ________(选填“变大”“变 小”或“不变”)。
(4)分析图像,乙组加热时间明显较长,最有可能的原因是 _________
(5)实验发现,要让水保持沸腾,必须持续加热才可,这说明水沸腾时虽然温度不再升高,但需要 _________(选填“吸收”或“放出”)热量。
16.小小同学在做“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)本实验还需要哪些测量仪器________,组装实验器材时应________(选填“点燃”或“不点燃”)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甲所示,示数为________;
(4)如图乙所示表明水处于________(选填“沸腾前”或“沸腾时”)状态。根据下表数据请在图丙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
(5)根据以下信息,你认为完成本实验应选用________(选填“酒精”或“水银”)温度计;
酒精
水银
熔点/
-117
-39
沸点/
78
357
(6)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________。
(7)B、C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丁中b、c所示,造成图像不同的原因可能是同学实验时B组的________;
(8)小小回家后发现妈妈正在炖汤,汤沸腾后妈妈将火调小,汤仍在沸腾。小小又把火调得更小,这时虽还在加热,汤却不沸腾了,你觉得不沸腾的原因是________。
17.小高和小原分别用如图1、2所示的两套完全相同的装置“探究水在沸腾前后温度变化的特点”。请你完成下列内容。
测温物质
凝固点/℃
沸点/℃
水银
-39
357
酒精
-117
78
(1)由如表可知,本实验应选用____________(选填“水银”或“酒精”)温度计。
(2)小原观察发现,小高组装的如图1所示的实验装置存在一处明显的错误,该错误是____________。
(3)小高纠正错误后,开始实验,当她观察到烧杯中的气泡如图3所示时,可判断这是水沸腾____________(选填“前”或“时”)的现象。
(4)如图4所示,A、B是两位同学根据各自的实验数据绘制出的沸腾图像。由图像可知水的沸点是____________℃其中图像A是____________(选填“小高”或“小原”)绘制的。
(5)实验中杯口周围出现大量“白气”,“白气”的形成属于____________现象;(填物态变化名称)
(6)关于图1中硬纸片作用的说法,错误的是____________;(选填字母)
A.有助于固定温度计
B.降低杯内气压,使水沸腾更快些
C.减少热损失,使水沸腾更快
D.减少“水雾”的干扰,方便读数
(7)星期天小高在家烧水煮饺子,当水烧开准备下饺子时,妈妈提醒她锅里的水有点少,于是小高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。如图能说明其整个烧水过程中温度随时间变化的图像是____________(填字母)
A. B.
C. D.
18.在探究物态变化的实验中:
(1)已知碘的熔点为,酒精灯火焰的温度约为,一标准大气压下,水的沸点为,电吹风能提供的热风温度最高为,小华设计了如图所示的甲、乙、丙三种方案探究“碘的升华”实验。上述方案中不合理的是__________(选填“甲”“乙”或“丙”),其余方案中能防止碘发生_____(填物态变化名称)现象。
(2)为进一步探究升华现象,小华继续进行图丁实验:盛有干冰的容器外壁出现了一层白霜,白霜是_____(选填“容器中的水”、“容器中的水蒸气”或“容器外的水蒸气”)经过________(选填物态变化名称)形成的。接着她用镊子夹取一块干冰放入装有常温水的烧杯中,令人惊讶的现象出现了,水立刻剧烈“沸腾”起来,内部有大量气泡产生,这个气泡主要是__________(选填“空气”、“水蒸气”或“二氧化碳”)。
19.用如图甲所示的装置“探究物质熔化时温度的变化规律”,图乙是根据实验数据得到的某种物质的温度随时间变化的图像。
(1)加热到第时该物质处于_______________态,加热到第时,该物质处于_______________态;
(2)该物质熔化过程的特点是:_______________,温度_______________,该物质是_______________体;
(3)水浴法加热是一种常见的加热方式。本实验和“碘的升华”实验中(如图丙所示),均采用了该种加热方式。对采用这种加热方式的目的,下列说法中正确的是_______________(填序号)。
A.均是为了受热均匀
B.均是为了控制温度
C.前者主要为了受热均匀,后者主要为了控制温度
D.前者主要为了控制温度,后者主要为了受热均匀
20.如图所示是利用水浴法加热探究冰的熔化规律和研究碘的升华现象的两个实验。
(1)甲图探究冰的熔化实验,用水浴法除了让冰受热均匀,还有个好处就是冰的温度上升速度________(选填“较快”或“较慢”),便于及时记录各个时刻的温度。
(2)图乙是冰熔化时温度随时间变化的图像,由图像可知冰的熔化过程共持续________min。
(3)通过实验可知,水的凝固点为_______℃。
(4)丙图是碘升华的实验,水浴法加热的主要原因是_______。(已知标准大气压下,碘的熔点是113.5℃,碘的沸点是184.4℃,水的沸点是100℃)
A.水的沸点低于碘的熔点,确保碘不会熔化
B.使实验中产生更多的碘蒸气
C.水的沸点低于碘的沸点,确保碘不会液化
(5)碘升华的实验过程中,当观察到烧杯里的水中形成大量的气泡,气泡上升时_______,到水面破裂,说明水已经开始沸腾,这时撤掉酒精灯,水_______(选填“继续”或“停止”)沸腾。
21.小明在探究物态变化的实验中,设计了如图甲、乙所示的两种探究“碘的升华”的实验方案。
(1)已知酒精灯火焰的温度约为400℃,标准大气压下,碘的熔点为113.5℃。上述设计中,更合理的方案是 _________(选填“甲”或“乙”),此方案可防止碘发生 _________现象;
(2)为了进一步探究此类现象,小明用干冰(固态二氧化碳)进行了下列实验:小明观察盛有干冰的容器外壁出现一层白霜的现象,白霜是 _________(填物态变化的名称)形成的,接着他用镊子夹取一块干冰放入装有常温水的烧杯中,令人惊讶的现象出现了,如图丙所示,水立刻剧烈“沸腾”起来,水中大量的气泡是由_________发生_________(填物态变化名称)形成的__________(选填“空气”、“水蒸气”或“二氧化碳气体”)。
22.小明在探究物态变化的实验中,设计了如图甲、乙所示的两种探究“碘的升华”的实验方案。
(1)已知酒精灯火焰的温度约为400℃,标准大气压下,碘的熔点为113.5℃。上述设计中,更合理的方案是____________(选填“甲”或“乙”)。
(2)为了进一步探究此类现象,小明用干冰(固态二氧化碳)进行了下列实验:小明观察盛有干冰的容器外壁出现一层白霜的现象,白霜是____________(填物态变化)形成的,接着他用镊子夹取一块干冰放入装有常温水的烧杯中,令人惊讶的现象出现了,如图丙所示,水立刻剧烈“沸腾”起来,内部有大量气泡产生,这个气泡主要是____________(选填“空气”、“水蒸气”或“二氧化碳气体”)。
23.小明同学在实验室进行了如下两个实验。
(1)小明记录的某种物质在熔化过程中温度随时间变化的图像如图1所示,由图像可以看出,这种物质的熔点是___________℃,熔化过程所经历的时间是___________min;
(2)如图2所示,小明将盛有冷水的烧瓶放在装有少量碘颗粒的烧杯口处,用酒精灯给烧杯加热。不久可观察到烧杯内固态碘减少且出现紫色的碘蒸气,这是___________过程,需要___________热量;过一会儿还可以观察到烧瓶底部附有少量细小的碘晶体,这是___________现象。由此推断日光灯管上的黑圈是钨丝先___________后___________形成的。
24.冬天给道路上的积雪撒“融雪盐”(如图甲所示),可以有效地防止交通事故发生。为了解“融雪盐”的作用,小明用如图乙所示实验装置,探究盐冰(浓融雪盐水冻成的冰块)熔化时温度随时间变化的规律;小雪将盐冰放入易拉罐中,用筷子搅拌大约半分钟,观察易拉罐外部变化(如图丁所示)。
(1)根据实验数据,画出的温度随时间变化的图像如图丙所示;由图像可知,盐冰___________(选填“是”或“不是”)晶体;
(2)通过上述实验可知,融雪盐能有效___________(选填“提高”或“降低”)道路上积雪的熔点;
(3)丁图中,发现易拉罐的上部有水珠,底部外有白霜形成,易拉罐外部的白霜是___________凝华形成的。在形成水珠和霜的过程中都要___________热量(选填“吸收”或“放出”)。
25.为了验证装在试管里的固态碘受热升华,甲同学直接将试管放在酒精灯火焰上,如图甲所示;乙同学将试管浸入沸水中,如图乙所示,两试管都会出现碘蒸气。(已知:碘的熔点是113.5℃、沸点是184℃;水的沸点是100℃,酒精灯火焰外焰温度约为800℃。)
(1)在图甲中,酒精灯火焰的温度______(选填“大于”“小于”,或“等于”)碘的熔点、沸点的温度,出现的碘蒸气可能是碘熔化后,再______形成的;
(2)在图乙中,沸水的温度______(选填“大于”“小于”或“等于”)碘的熔点、沸点温度,碘______(选填“可能”或“不可能”)熔化,试管中的气态只能是碘______(填物态变化的名称)形成的;
(3)综合比较两种方案,图______(选填“甲”或“乙”)的操作更有说服力;
(4)实验完成后,同学探究热情不减,将乙图中的碘锤从热水中拿出,再放入凉水中,玻璃管中紫色的碘蒸气逐渐消失,______(填物态变化的名称)为固态的碘,这个过程碘蒸汽需要______热量。
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专题04 物态变化 基础实验题
3大必考题型概览
题型01 温度的读数与注意事项(★重点)
题型02 探究熔化和凝固特点的实验(★重点)
题型03 探究汽化,液化,升华,凝华特点综合的实验(★难点)
地
题型01
温度的读数与注意事项
1.小明同学设计的一个温度计,如图甲所示,导热良好的烧瓶中装的是气体,瓶塞不漏气,弯管水平部分有一小段液柱。
(1)这个温度计是根据________(选填“液体热胀冷缩”或“气体热胀冷缩”)的规律制成的;
(2)将此装置放在室内(大气压强稳定不变),当周围的温度降低时,液柱将向________(选填“左”或“右”)移动;
(3)图乙是某患者测量体温时,体温计的示数图,此时患者的体温为________℃。若未经下甩过就直接拿这个体温计给另一位体温为37.5℃的患者测量体温,那么测得的读数为________℃;
以下是用温度计测某液体温度的实验步骤,合理的序号为_________。
A.选取温度计,观察温度计的量程和最小刻度值;
B.估计被测液体的温度;
C.取出温度计;
D.让温度计与被测液体充分接触;
E.观察温度计的示数。
【答案】(1)气体热胀冷缩
(2)左
(3) 39 39
(4)BADEC
【详解】(1)图甲中是气体温度计,所以是根据气体的热胀冷缩来测量温度的。
(2)温度升高时,瓶内气体膨胀,所以会把液柱向右推;当周围的温度降低时,瓶内气体就要收缩,所以液柱向左移动。
(3)图乙中体温计的测量范围是35℃~42℃,分度值是0.1℃,此时体温计示数是39℃;
若不将液体甩回液泡,直接用它测一位体温为37.5℃的病人,因体温计遇冷时水银柱不能自动收缩,所以温度计示数不会下降,仍为39℃。
(4)用温度计测液体温度,应该先估测被测温度,据此选取合适的温度计,再进行测量,测量过程中要注意将温度计的玻璃泡与被测液体充分接触,等待其示数稳定后再观察液柱的位置,读数时必须将温度计放在液体中,待测量完毕后将温度计从被测液体中取出,故合理的顺序是BADEC。
2.肖潇同学学习了温度计这一节课,在家练习制作温度计。
(1)如图甲是一个自制温度计,给瓶子配一个橡皮塞。为了让读数更准确,橡皮塞上应该插进一根较___________(选填“粗”或“细”)的玻璃管,使橡皮塞塞住瓶口,把它从冷水中取出,再放入热水中,可观察到玻璃管中液面的位置___________(选填“上升”“下降”或“不变”)。温度计的工作原理是利用了液体的___________的性质。
(2)肖潇同学在读数时,乙图中的___________(选填“A”“B”或“C”)方法是正确的;他又用温度计测量了另一个物体的温度,如图丙所示,请读出温度计的示数为___________℃。
【答案】(1) 细 上升 热胀冷缩
(2) B -8
【详解】(1)自制温度计选用更细的玻璃管时,瓶内液体体积发生微小膨胀,就能在细管中产生非常明显的液面高度变化,放大实验现象,提升读数准确度;
把装置从冷水放入热水中,瓶内液体受热体积膨胀,因此玻璃管内液面会上升;
这类液体温度计的工作原理就是利用液体热胀冷缩的性质。
(2)温度计读数时,视线应与温度计里面的液面相平,故乙图中的B方法是正确的。
丙图中温度计的分度值为1℃,液面附近的数字自上而下逐渐变大,说明温度低于0℃,故温度计的示数为-8℃。
3.在科技创新节期间,同学们展示自制简易温度计。
(1)如图甲是甲组同学自制的简易温度计,其原理是液体的________,在玻璃瓶内装满煤油,煤油里滴几滴红墨水这是为了_______,用打孔的橡皮塞封住瓶口后插入透明细吸管并密封完好。按摄氏温标的方法标注刻度,就制成了一个简易温度计。
(2)图乙、丙是小组同学标刻度的过程:在充分接触足够长时间后,液面a处应标注_______℃,液面b处应标注_______℃;
(3)对于这样的温度计,为了让其测温更加准确,你的改进措施是________。
(4)图丁是乙组同学设计的温度计:A为玻璃瓶,B为吸管,且穿过软木塞与A相连,装置不漏气,管下端插入水槽C中,使管内外水面有一高度差h。此温度计的测温物质是_______;当外界环境温度升高时,此温度计的h将_______。
【答案】(1) 热胀冷缩 使液面更清晰易辨,方便读数
(2) 0 50
(3)换用更细的吸管(合理即可)
(4) 玻璃瓶A内的空气 变小
【详解】(1)液体温度计的原理是液体的热胀冷缩;无色的煤油透明度高、不易观察,滴红墨水可以将煤油染色,让细吸管内的液面位置更清晰,方便读数。
(2)摄氏温标规定:标准大气压下,冰水混合物的温度为0℃,题图乙中液面a处于冰水混合物的热平衡位置,因此标注0℃;丙图是50℃的恒温热水,充分热平衡后液面b对应标注50℃。
(3)要提升简易液体温度计的准确度,需要让液体受热膨胀时的液面变化更明显:使用更细的吸管时,相同体积的液体膨胀,在细管中上升的高度更大,分度值可以做得更小。合理即可。
(4)图丁的装置中,玻璃瓶A内的空气是测温物质,利用空气热胀冷缩的性质工作:当外界温度升高时,瓶内空气受热膨胀,压强增大,会把吸管中的水压向水槽,管内外的水面高度差h就会变小。
4.在“用温度计测量水的温度”实验中:
(1)液体温度计是利用液体___________的性质来测量温度的。
(2)如图(a)所示的操作错误是:温度计的玻璃泡碰到了__________,且视线未与液柱上表面相平。
(3)如图(b)所示是温度计的一部分。将此温度计放入碎冰中一段时间,测得温度为-5℃,请画出温度计此时的液柱液面所在的位置,并把液柱部分涂黑。
【答案】(1)热胀冷缩
(2)容器底部
(3)
【详解】(1)液体温度计的工作原理是利用液体热胀冷缩的性质来测量温度。
(2)温度计的玻璃泡碰到了容器底部,这会导致测量温度不准确,同时视线俯视液柱也会造成读数误差。
(3)观察图 (b) 的温度计刻度:刻度从上到下为 10℃、0℃、-10℃,分度值是 1℃。-5℃的位置在 0℃刻度线往下第 5 小格处,从温度计底端到该位置的液柱区域涂黑即可。作图如答案所示。
5.某同学用温度计测量液体温度:
(1)他在测量过程中的操作如图甲所示,指出他操作时的错误之处:___________;此错误造成的后果是使加热过程中测出的温度值偏___________(选填“高”或“低”);
(2)观察温度计示数的方法如图丙所示,其中正确的是___________;
(3)纠正错误后,温度计的示数如图乙所示,该液体的温度是___________°C。
【答案】(1) 温度计的玻璃泡接触到了烧杯底部 高
(2)②
(3)69
【详解】(1)温度计的正确使用要求玻璃泡完全浸没在被测液体中,不能接触容器底或容器壁。
图甲中温度计玻璃泡碰到了烧杯底,而加热时烧杯底部直接受热、温度远高于液体温度,因此测出的温度值会偏高。
(2) 读取温度计示数时,视线要与温度计内液柱的上表面相平:俯视(①)会读数偏大,仰视(③)会读数偏小,只有视线水平的②是正确的。
(3) 图乙的温度计分度值为1℃,液柱上表面位于60℃上方第9格,因此示数为69℃。
地
题型02
探究熔化和凝固特点的实验
6.小明和小华用如图所示的装置做“探究冰的熔化特点”的实验。
(1)小华应选用___________(选填“甲”或“乙”)装置来进行实验,优点是___________;本实验所需的测量仪器除了温度计,还需要___________,该实验应选用___________(选填“大冰块”或“碎冰块”)来进行实验,效果更好些;
(2)如图丙所示,第5min时,该试管内的物质处于___________(选填“固态”“液态”或“固液共存”),此时该物质___________(选填“不再”或“继续”)吸热。由此推测,该物质___________(选填“是”或“不是”)晶体,理由是___________该物质的凝固点是___________。
(3)小明发现严冬季节水缸里的水结冰了,但腌菜缸里的盐水却没有,小明由此推测,盐水的凝固点和水相比,温度___________(选填“较高”“较低”或“相同”)。如果将一支装有冰水混合物的试管放入盐冰水混合物中,如图所示,试管中的冰水混合物中的冰会___________(选填“变多”“变少”或“不变”)。
【答案】(1) 乙 使物质受热更均匀 秒表 碎冰块
(2) 固液共存 继续 是 有固定的熔点 0℃
(3) 较低 变多
【详解】(1)利用水浴法加热不但能使试管均匀受热,而且物质的温度上升速度较慢,便于及时记录各个时刻的温度,故选乙装置。
实验中需要记录温度随时间的变化,故实验还需要秒表来测量时间;
实验应该选用碎冰块来进行实验,碎冰块与热源接触更充分,熔化更均匀,便于观察现象。
(2)由图丙可知,2~6min内是冰熔化过程,温度保持不变,此不变的温度为冰的熔点,即冰的熔点为0℃,故冰是晶体,第5min时,试管内的物质处于熔化过程,故处于固液共存状态,冰熔化过程需要持续吸热,同种物质的凝固点和熔点相同,所以该物质的凝固点是0℃。
(3)严冬季节水缸里的水结冰了,但腌菜缸里的盐水却没有,说明盐水的凝固点比水的凝固点低。
将一支装有冰水混合物的试管放入盐冰水混合物中,标准气压下,冰水混合物的温度是0℃,而盐冰水混合物的温度低于0℃,故冰水混合物会向盐冰水混合物放热,达到凝固点且能持续放热,故装置中的冰水混合物中的冰变多。
7.为了研究冰熔化时温度的变化特点,小雨和小云设计了如图甲、乙两种装置。
(1)他们应该选择________(选填“甲”或“乙”)装置来进行实验;
(2)在实验安装过程中,他们应该按________(选填“从上到下”或“从下到上”)的顺序进行,实验中所使用的测量工具除了温度计,还需要________;
(3)下列措施中,能使冰受热均匀的是________。
A.加热过程中不断搅拌
B.温度计的玻璃泡完全浸没在冰中
C.通过水给试管加热
(4)将实验数据绘制成温度时间图像,如图丙所示,根据图像可知,冰是________(选填“晶体”或“非晶体”),熔点是________℃,其熔化过程持续了________min。
【答案】(1)乙
(2) 从下到上 秒表
(3)AC
(4) 晶体 0 5
【详解】(1)乙装置采用水浴法加热,能让冰受热更均匀,且温度上升速度慢,便于记录各个时刻的温度,更适合研究冰熔化的温度特点;甲装置直接用酒精灯加热试管,冰受热不均、升温过快,不利于观察记录。
(2)实验安装时需先调整酒精灯的外焰高度(确保用外焰加热),再依次向上固定器材,因此按从下到上的顺序安装。
实验不仅要测量温度,还需要记录对应的时间,因此除温度计外还需要秒表。
(3)A.搅拌可以让冰各处温度一致,能使冰受热均匀,故A符合题意;
B.温度计玻璃泡浸没在冰中是为了准确测量冰的温度,和让冰受热均匀无关,故B不符合题意;
C.水浴加热通过水间接给冰传热,能使冰受热均匀,故C符合题意。
故选AC。
(4)从丙图可见,冰在熔化过程中温度保持0℃不变,有固定的熔点,因此冰是晶体,熔点为0℃;冰从第3min开始温度保持0℃熔化,到第8min熔化结束,熔化过程持续了
8.小明利用如图甲所示装置探究冰的熔化特点,他每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。
(1)小明选用这套实验装置没有用酒精灯直接给冰加热,目的是______________。
(2)图乙是小明记录的温度与时间关系图像,由图乙可知,该物质是______________(填“晶体”或“非晶体”)
【答案】(1)使冰受热均匀
(2)晶体
【详解】(1)如图所示,把装有冰的试管放入烧杯内的水中加热,这样可以使冰受热均匀,且温度变化较慢,便于记录数据。
(2)由图乙可知,冰在熔化过程中有固定的熔点,说明该物质是晶体。
9.如图甲是探究冰熔化时温度随时间变化规律的实验装置,将装有少量碎冰的试管放入装有适量水的烧杯中,请回答以下问题:
(1)实验时,组装器材要________(填“自下而上”或“自上而下”),将固体物质和温度计分别放入试管内,再将试管放入大烧杯的水中进行加热固体的好处是________。
(2)观察图乙,温度计的示数为________℃。
(3)某同学根据记录的数据绘制了温度随时间变化的图像,如图丙所示,由图像可知:冰的熔点是________℃,第4min时,处于________态(选填“液态”、“固态”或“固液共存”)。
(4)冰在熔化过程中吸收热量,温度________。(选填“升高”、“降低”或“保持不变”)
【答案】(1) 自下而上 受热均匀
(2)-2
(3) 0 固液共存
(4)保持不变
【详解】(1)实验组装器材时,需先根据酒精灯外焰的高度确定铁圈位置,再依次向上调整烧杯、试管、温度计的高度,使温度计的玻璃泡浸没且不触碰容器,因此要自下而上组装;
采用水浴法加热,能让试管内的碎冰各处同时受热,好处是使固体受热均匀。
(2)图乙的温度计分度值为1℃,液柱顶端在0℃刻度线以下第2格,因此示数为-2℃。
(3)冰是晶体,熔化时温度保持不变,图像中水平段对应的温度就是熔点,为0℃;
第4min时冰正处于熔化过程中,因此是固液共存状态。
(4)晶体熔化的特点是持续吸收热量,温度保持不变,所以冰在熔化过程中温度保持不变。
10.如图所示,是探究萘熔化过程中温度变化规律的实验.请回答下列问题:
(1)将装有萘的试管放入水中加热,而不是用酒精灯直接对试管加热,在加热过程中还进行搅拌,这样做是为了使试管中的萘__________,而且萘的温度上升较__________(选填“快”或“慢”),便于及时记录各个时刻的温度。
(2)除图甲所示实验器材外,还需要的实验器材有火柴和__________。
(3)实验中,将装有萘的试管放入盛有水的烧杯中加热,试管在水中的深度要适当,其“适当”的含义是__________。
(4)如图乙所示的温度计的示数为__________℃,此时的萘处于__________态,萘的温度随加热时间变化的图像如图丙所示,由图可知,给萘加热到8min末,试管中的萘所处的物态是__________状态。
【答案】(1) 受热均匀 慢
(2)秒表
(3)试管不能接触烧杯底/壁,且试管中装有萘的部分完全浸没在水中
(4) 69 固 固液共存
【详解】(1)水浴加热搭配搅拌是初中晶体熔化实验的标准操作,目的是让萘的各个部分都能均匀受热;
水的比热容大,升温速度平缓,因此萘的温度上升速度较慢,方便实验者逐次记录不同时刻的温度数据。
(2)本实验需要同时记录温度和对应的加热时间,图中已有测量温度的温度计,因此还需要用来测量时间的秒表(停表)。
(3)“深度适当”是为了保证实验严谨:只有萘完全浸没在热水中,才能让所有萘都被水浴均匀加热;同时试管不能碰烧杯的底/壁,避免试管直接被酒精灯加热的烧杯烫到,导致萘局部温度超过水的沸点,影响实验结果。
(4)观察图乙温度计,分度值为1℃,示数为69℃;
从丙图可知萘的熔点为80℃,69℃低于萘的熔点,此时萘还未开始熔化,处于固态;
从丙图能看出萘从第5min左右开始熔化,熔化过程温度保持80℃不变,到第8min时萘正处于熔化中途,因此是固液共存状态。
11.图甲是“探究海波和石蜡熔化时温度变化规律”的实验装置,图乙是根据实验数据描绘出的海波和石蜡温度随时间变化的图像。
(1)实验前应在两试管内分别装入适量的颗粒___________(选填“较大”或“较小”)的海波和石蜡;实验中采用“水浴法”加热,除了可以减缓升温速度,还能使被加热的物质___________;
(2)图乙是根据实验数据绘制出的海波和石蜡温度随时间变化关系的图像,由图像可知:___________是非晶体;
(3)若用质量为的海波做实验,绘制海波的温度随时间变化的图线如图丙中的a,若用质量为()的海波做实验,得到的图线可能是图丙中的___________(选填“b”“c”或“d”)。
【答案】(1) 较小 受热均匀
(2)石蜡
(3)c
【详解】(1)为了让物质受热更充分、更均匀,需选用较小颗粒的海波和石蜡进行实验。
水浴法加热的特点除了减缓升温速度、方便记录实验数据外,还可以让被加热物质受热均匀,温度测量更准确。
(2)如图乙所示,石蜡全程温度持续上升,没有固定的熔点,所以它是非晶体。
(3)同种晶体的熔点是固定的,和质量无关,因此质量更大的海波熔点仍为48℃;但质量更大的海波需要吸收更多热量才能升温到熔点,所以升温速度会比a图线更慢,图线c符合题意。
12.利用如图甲所示的实验装置探究冰熔化时温度变化的规律。
(1)由图甲可知,实验装置采用水浴加热法,这种加热方式的好处是__________。
(2)实验中使用的温度计是根据液体的__________的原理制成的;某时刻温度计的示数如图乙所示,则此时温度计的示数是________℃。
(3)由图丙可知,冰是________(填“晶体”或“非晶体”)。
(4)当加热至第8min时,试管内的物质处于____(填“固”、“液”或“固液共存”)态。
(5)根据描绘的图像可知,冰的熔点为________℃,冰的熔化过程经历了_______min。 通过分析图像还可以知道∶在冰熔化过程中,不断吸热,温度________(选填“上升”、“下降”或“不变”)。
(6)若把正在熔化的冰移至0℃的房间,冰________(选填“能”或“不能”)继续熔化。
(7)仔细观察图像还发现,该物质熔化前(AB段)升温比熔化后(CD段)升温________(选填“快”或“慢”)。
【答案】(1)使物质受热均匀
(2) 热胀冷缩 -4
(3)晶体
(4)固液共存
(5) 0 6 不变
(6)不能
(7)快
【详解】(1)使冰受热均匀,且温度上升速度较慢,便于记录实验温度。
(2)液体温度计利用液体热胀冷缩的原理制成;图乙温度计分度值1℃,液柱在0℃下方,示数为负数,读取示数是-4℃。
(3)丙图BC段温度不变,有固定熔化温度,故冰是晶体。
(4)熔化区间为4min至10min,加热至第8min时,处于熔化过程中,为固液共存态。
(5)BC段温度保持0℃不变,熔点为0℃;熔化时间为4min至10min,熔化过程经历了6min;晶体熔化特点是持续吸热,温度不变。
(6)熔化需要持续吸热,冰与房间温度均为0℃,无温度差,无法吸热,因此不能熔化。
(7)AB段相同时间温度变化更大,CD段相同时间升温平缓,故熔化前升温更快。
地
题型03
探究汽化,液化,升华,凝华特点综合的实验
13.隔水炖盅是现代常用的厨房电器,如图1所示,它利用水作为传热媒介加热内胆中的食物,液晶屏幕可实时显示水温。小明用它探究水沸腾时温度随时间变化规律。
(1)除了图中器材,小明还需要测量工具:___________。
(2)将适量水倒入炖盅,将内胆浸入水里,向内胆中加水。加热过程中,小明发现盅盖上的孔里不断冒出“白气”。如图2所示,___________(填“A”或“B”)处白气更浓。一定要远离盅口,因为“白气”烫伤比沸水烫伤严重,理由是______________________。
(3)一段时间后,炖盅内胆___________(填“里面”或“外面”)中的水开始沸腾,水中出现气泡,且气泡上升时体积变___________。
(4)小明根据实验数据画出如图3所示的图像。请写出一条减小水沸腾前加热时间的建议_____________________________________________________________________________。
【答案】(1)秒表
(2) B 水蒸气遇冷液化放热
(3) 外面 大
(4)减少水的质量
【详解】(1)本实验的目的是“探究水沸腾时温度随时间变化规律”。为了得出这个规律,我们需要记录两个关键物理量:温度和时间。题目中提到“液晶屏幕可实时显示水温”,说明温度已经可以测量。为了记录不同时刻的水温,我们需要一个能够测量时间的工具,即秒表。
(2)“白气”并不是水蒸气,而是高温水蒸气遇到较冷的空气液化形成的小水滴。在盅口即A处附近,温度较高,水蒸气还来不及液化;而离盅口稍远的地方即 处,空气温度相对较低,水蒸气更容易遇冷液化,因此B处的“白气”会更浓;
高温水蒸气接触到温度较低的皮肤时,会迅速液化成同温度的水。液化是一个放热过程,会释放出大量的热量。而沸水烫伤仅仅是高温水传递热量给皮肤。因此,水蒸气烫伤比同温度的沸水烫伤更严重,因为水蒸气液化时会额外放出大量的热。
(3)隔水炖盅的工作原理是加热外层的水,利用水作为传热媒介。外面的水直接受热,当达到沸点并继续吸热时,会开始沸腾。内胆里面的水是通过外面的沸水来加热的,当内外水温相同时,内胆里的水无法再从外面的水中吸收热量,所以内胆外面的水沸腾;
水沸腾时,整个容器内的水温都达到沸点。底部产生的水蒸气气泡在上升过程中,由于周围的水不断汽化补充到气泡中,且气泡上升时所处深度减小、受到的水压减小,所以气泡的体积会逐渐变大。
(4)图3显示水从初始温度加热到沸腾(温度保持不变的水平段)经历了一定的时间。要缩短沸腾前的加热时间,也就是让水更快达到沸点,可以减少水的质量或提高水的初温,也可以增大加热功率。
14.小利在进行探究水沸腾前后温度变化的特点实验,请回答下列问题。
(1)安装实验器材时,应按照______________(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序进行。
(2)加热一段时间后,温度计的示数如图乙所示,温度为______________℃。
(3)这样加热几分钟后,得到如图丙所示水的温度随时间变化图像。分析图像可知:
①水在沸腾前,不断吸热,温度升高;在沸腾时,不断吸热,温度______________
②周围环境大气压______________(填“高于”或“低于”)标准大气压。
(4)生活中,常把碗放在锅里的水中蒸食物,如图丁所示。当锅里的水沸腾以后,碗中的水温度______________(选填“能”或“不能”)达到沸点,______________(选填“会”或“不会”)沸腾。
【答案】(1)自下而上
(2)61
(3) 不变 低于
(4) 能 不会
【详解】(1)先放酒精灯,根据酒精灯外焰高度固定石棉网,再放烧杯,最后固定温度计,所以自下而上安装。
(2)温度计分度值 1℃,液柱在 60℃上方第1格,读数 61℃。
(3)水沸腾特点:持续吸热,温度不变;标准大气压下水沸点 100℃,本实验沸点 98℃,气压越低沸点越低,所以大气压低于标准大气压。
(4)锅里水沸腾温度保持沸点不变,碗内水可以热传递达到沸点;但是碗内外温度相同,碗里的水不能继续吸热,因此不会沸腾。
15.甲、乙两个小组分别利用下图所示的实验装置探究水沸腾时的特点,并绘制出了如图所示的水温随时间变化的关系图像。
(1)组装实验装置时,应按照________(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行。
(2)加热过程中,温度计蒙上了一层“雾”,这是_________(填物态变化名称)现象。
(3)当水沸腾时,观察到烧杯内产生大量气泡并不断上升、大小 ________(选填“变大”“变 小”或“不变”)。
(4)分析图像,乙组加热时间明显较长,最有可能的原因是 _________
(5)实验发现,要让水保持沸腾,必须持续加热才可,这说明水沸腾时虽然温度不再升高,但需要 _________(选填“吸收”或“放出”)热量。
【答案】(1)自下而上
(2)液化
(3)变大
(4)乙组烧杯内水的质量比甲组更大
(5)吸收
【详解】(1)组装该实验装置时,需要先调整使用酒精灯的外焰对烧杯底部加热,再依次固定铁圈、烧杯的位置,最后调整温度计的高度,确保温度计玻璃泡完全浸没在水中且不触碰烧杯底和侧壁,因此要按照自下而上的顺序组装实验器材。
(2)加热时水汽化产生的高温水蒸气遇到温度相对较低的温度计,由气态变为液态的小水珠附着在温度计上,形成“雾”,该物态变化为液化。
(3)水沸腾时,整个容器内水温相同,水内部不停汽化产生大量水蒸气进入气泡,因此气泡上升过程中体积不断变大。
(4)由图像可知甲乙两组水的初温、最终沸点都相同,乙升温更慢、加热到沸腾的时间更长。在相同加热条件下,最可能的原因是乙组所用水的质量更大。
(5)水沸腾的特点是持续吸收热量,但温度保持不变。停止加热后沸腾会立刻停止,因此水沸腾时需要吸收热量。
16.小小同学在做“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)本实验还需要哪些测量仪器________,组装实验器材时应________(选填“点燃”或“不点燃”)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甲所示,示数为________;
(4)如图乙所示表明水处于________(选填“沸腾前”或“沸腾时”)状态。根据下表数据请在图丙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
(5)根据以下信息,你认为完成本实验应选用________(选填“酒精”或“水银”)温度计;
酒精
水银
熔点/
-117
-39
沸点/
78
357
(6)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________。
(7)B、C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丁中b、c所示,造成图像不同的原因可能是同学实验时B组的________;
(8)小小回家后发现妈妈正在炖汤,汤沸腾后妈妈将火调小,汤仍在沸腾。小小又把火调得更小,这时虽还在加热,汤却不沸腾了,你觉得不沸腾的原因是________。
【答案】(1) 温度计的玻璃泡接触烧杯底部 视线没有与温度计内液柱上表面相平
(2) 秒表 点燃
(3)92
(4) 沸腾时
(5)水银
(6) 98 烧杯和石棉网的温度仍高于水的沸点,水仍能吸收热
(7)水的质量小
(8)汤吸收的热量小于或等于汤散失的热量
【详解】(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,所以A图中操作的错误是温度计的玻璃泡接触烧杯底部。
温度计在读数时,视线应与温度计中液柱液面相平,所以B图中读数的错误是视线没有与温度计内液柱上表面相平。
(2)本实验中,除了需要记录温度外,还需记录时间,所以本实验还需要测量仪器是秒表。
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,组装实验器材时应点燃酒精灯。
(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)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,由图乙可知,此时烧杯中气泡上升时由小变大,所以如图乙所示表明水处于沸腾时状态。
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)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℃。
水沸腾时温度保持不变,需要继续吸热,水沸腾后停止加热,此时烧杯和石棉网的温度仍高于水的沸点,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和石棉网的温度仍高于水的沸点,水仍能吸收热量。
(7)水的初温以及水的质量都会影响实验时间,由图可知,B、C两组同学实验时,水的初温相同,但B组同学把水加热至沸腾的时间小于C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B组水的质量小。
(8)汤沸腾后继续加热温度不变,所以当汤沸腾后,调为小火就可以一直使汤保持沸腾状态,但汤在吸收热量的同时,也会向外散失热量,只有当汤吸收的热量大于散失的热量时,汤才会继续沸腾,所以当把火调得更小,汤吸收的热量会减少,若汤不沸腾了,不沸腾的原因是汤吸收的热量小于或等于汤散失的热量。
17.小高和小原分别用如图1、2所示的两套完全相同的装置“探究水在沸腾前后温度变化的特点”。请你完成下列内容。
测温物质
凝固点/℃
沸点/℃
水银
-39
357
酒精
-117
78
(1)由如表可知,本实验应选用____________(选填“水银”或“酒精”)温度计。
(2)小原观察发现,小高组装的如图1所示的实验装置存在一处明显的错误,该错误是____________。
(3)小高纠正错误后,开始实验,当她观察到烧杯中的气泡如图3所示时,可判断这是水沸腾____________(选填“前”或“时”)的现象。
(4)如图4所示,A、B是两位同学根据各自的实验数据绘制出的沸腾图像。由图像可知水的沸点是____________℃其中图像A是____________(选填“小高”或“小原”)绘制的。
(5)实验中杯口周围出现大量“白气”,“白气”的形成属于____________现象;(填物态变化名称)
(6)关于图1中硬纸片作用的说法,错误的是____________;(选填字母)
A.有助于固定温度计
B.降低杯内气压,使水沸腾更快些
C.减少热损失,使水沸腾更快
D.减少“水雾”的干扰,方便读数
(7)星期天小高在家烧水煮饺子,当水烧开准备下饺子时,妈妈提醒她锅里的水有点少,于是小高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。如图能说明其整个烧水过程中温度随时间变化的图像是____________(填字母)
A. B.
C. D.
【答案】(1)水银
(2)玻璃泡接触了烧杯底部
(3)时
(4) 98 小原
(5)液化
(6)B
(7)D
【详解】(1)标准大气压下水的沸点为100℃,酒精的沸点仅78℃,水沸腾时酒精早已汽化无法测温;水银沸点357℃,高于100℃,可以正常使用,因此选水银温度计。
(2)图1的明显错误是温度计玻璃泡接触了烧杯底部,烧杯底部温度偏高,导致测温结果偏大。
(3)水沸腾时,整个容器内水温一致,水内部不停汽化,大量水蒸气进入气泡,气泡上升过程中不断变大;沸腾前上层水温低,气泡上升时水蒸气遇冷液化,气泡体积逐渐缩小,图3的气泡上升时体积变大,是水沸腾时的现象。
(4)水沸腾时温度保持不变,图4中水平段对应的温度98℃就是沸点;图1的水的质量更大,升温速度更慢,图4中A升温更快,说明水的质量更小,对应水更少的图2装置,也就是小原绘制的图像。
(5)杯口的“白气”是高温水蒸气遇冷,由气态变为液态的小水滴,属于液化现象。
(6)硬纸片可以固定温度计、减少热量散失加快升温、阻挡杯口的水雾方便温度计读数;硬纸片上有小孔,内部气压与外界大气压相同,故选B。
(7)水温原本已经烧开维持在沸点,加入冷水后水温会瞬间快速下降,在同样大火加热下,水温重新回升,由于气压不变,水的沸点和初始沸点一致,最终会回到原温度保持沸腾,故选D。
18.在探究物态变化的实验中:
(1)已知碘的熔点为,酒精灯火焰的温度约为,一标准大气压下,水的沸点为,电吹风能提供的热风温度最高为,小华设计了如图所示的甲、乙、丙三种方案探究“碘的升华”实验。上述方案中不合理的是__________(选填“甲”“乙”或“丙”),其余方案中能防止碘发生_____(填物态变化名称)现象。
(2)为进一步探究升华现象,小华继续进行图丁实验:盛有干冰的容器外壁出现了一层白霜,白霜是_____(选填“容器中的水”、“容器中的水蒸气”或“容器外的水蒸气”)经过________(选填物态变化名称)形成的。接着她用镊子夹取一块干冰放入装有常温水的烧杯中,令人惊讶的现象出现了,水立刻剧烈“沸腾”起来,内部有大量气泡产生,这个气泡主要是__________(选填“空气”、“水蒸气”或“二氧化碳”)。
【答案】(1) 甲 熔化
(2) 容器外的水蒸气 凝华 二氧化碳
【详解】(1)探究碘的升华,需要排除碘熔化的干扰:碘的熔点是113.5℃,甲方案用酒精灯直接加热,火焰温度约500℃,远高于碘的熔点,碘可能先熔化,由固态变成液态,再汽化,由液态变成气态的碘蒸气,不一定是碘由固态直接变成气态的升华现象,故甲实验并不能得出碘升华的结论。
乙方案水浴加热,在标准大气压下,水的沸点为100℃,丙方案用最高80℃的热风加热,两个方案的加热温度都低于碘的熔点,能防止碘发生熔化,保证碘直接从固态变为气态,观察升华现象。
(2)干冰升华会大量吸热,让容器温度急剧降低,容器外空气中的水蒸气遇冷直接变为固态的白霜,这个物态变化是凝华;把干冰放入温水后,干冰会迅速由固态直接变为气态的二氧化碳,因此水中的大量气泡主要是二氧化碳。
19.用如图甲所示的装置“探究物质熔化时温度的变化规律”,图乙是根据实验数据得到的某种物质的温度随时间变化的图像。
(1)加热到第时该物质处于_______________态,加热到第时,该物质处于_______________态;
(2)该物质熔化过程的特点是:_______________,温度_______________,该物质是_______________体;
(3)水浴法加热是一种常见的加热方式。本实验和“碘的升华”实验中(如图丙所示),均采用了该种加热方式。对采用这种加热方式的目的,下列说法中正确的是_______________(填序号)。
A.均是为了受热均匀
B.均是为了控制温度
C.前者主要为了受热均匀,后者主要为了控制温度
D.前者主要为了控制温度,后者主要为了受热均匀
【答案】(1) 固 固液共存
(2) 继续吸热 保持不变 晶
(3)C
【详解】(1)由图乙知,该物质在第3min开始熔化,第7 min熔化结束,且熔化过程中温度保持不变,因此该物质是晶体,所以加热到第2min时该物质还没有熔化,处于固态;加热到第4min时该物质处于熔化过程中,故此时该物质处于固液共存态。
(2)由图像可知,该物质熔化时温度不随加热时间而变化,有熔点,故是晶体,由实验可得到该物质熔化过程的特点是:不断吸收热量,温度保持不变。
(3)图甲,采用水浴法加热的主要目的是使被加热的物质受热均匀,放缓熔化时间;图丙采用水浴法加热,因为酒精灯的火焰温度远远高于碘的熔点和沸点,所以用酒精灯直接加热碘时不仅会升华,还可能熔化并汽化,我们只要降低加热温度,使碘在温度低于熔点时,固态碘仍可变成碘蒸气,所以水浴法加热的主要目的是控制温度。综上分析可知,C正确,ABD错误。
故选C。
20.如图所示是利用水浴法加热探究冰的熔化规律和研究碘的升华现象的两个实验。
(1)甲图探究冰的熔化实验,用水浴法除了让冰受热均匀,还有个好处就是冰的温度上升速度________(选填“较快”或“较慢”),便于及时记录各个时刻的温度。
(2)图乙是冰熔化时温度随时间变化的图像,由图像可知冰的熔化过程共持续________min。
(3)通过实验可知,水的凝固点为_______℃。
(4)丙图是碘升华的实验,水浴法加热的主要原因是_______。(已知标准大气压下,碘的熔点是113.5℃,碘的沸点是184.4℃,水的沸点是100℃)
A.水的沸点低于碘的熔点,确保碘不会熔化
B.使实验中产生更多的碘蒸气
C.水的沸点低于碘的沸点,确保碘不会液化
(5)碘升华的实验过程中,当观察到烧杯里的水中形成大量的气泡,气泡上升时_______,到水面破裂,说明水已经开始沸腾,这时撤掉酒精灯,水_______(选填“继续”或“停止”)沸腾。
【答案】(1)较慢
(2)4
(3)0
(4)A
(5) 变大(体积变大) 停止
【详解】(1)水浴法加热时,热量通过水传递给冰,水的温度上升比较缓慢,所以冰的温度上升速度也较慢,这样能便于及时记录各个时刻的温度。
(2)由图可知,冰从第2 min开始熔化,温度保持在0℃不变,到第6min时完全熔化,此时温度开始上升,所以熔化过程持续时间
(3)冰是水的固态,冰的熔点是0℃,而晶体的熔点与凝固点相同,从图像中可以看到,冰在0℃时开始熔化,说明其熔点是0℃,因此水的凝固点也是0℃。
(4)图丙的实验目的是研究碘的升华现象,即固态碘直接变为气态碘,而不经过液态,碘的熔点是113.5℃,水的沸点是100℃,使用水浴法加热,最高温度只能达到100℃,低于碘的熔点,因此,碘不会熔化,只能直接升华成碘蒸气,所以,水浴法的作用是防止碘熔化,确保其直接升华,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(5)[1]水沸腾时内部产生大量气泡,因为深度减小,压强减小,气泡膨胀,同时由于不断有水汽化,从而导致气泡上升过程中体积逐渐变大,到达水面后破裂。
[2]水沸腾需要达到沸点并且继续吸热,所以当撤掉酒精灯,水不再吸热,即使温度仍为100℃,也会停止沸腾。
21.小明在探究物态变化的实验中,设计了如图甲、乙所示的两种探究“碘的升华”的实验方案。
(1)已知酒精灯火焰的温度约为400℃,标准大气压下,碘的熔点为113.5℃。上述设计中,更合理的方案是 _________(选填“甲”或“乙”),此方案可防止碘发生 _________现象;
(2)为了进一步探究此类现象,小明用干冰(固态二氧化碳)进行了下列实验:小明观察盛有干冰的容器外壁出现一层白霜的现象,白霜是 _________(填物态变化的名称)形成的,接着他用镊子夹取一块干冰放入装有常温水的烧杯中,令人惊讶的现象出现了,如图丙所示,水立刻剧烈“沸腾”起来,水中大量的气泡是由_________发生_________(填物态变化名称)形成的__________(选填“空气”、“水蒸气”或“二氧化碳气体”)。
【答案】(1) 乙 熔化
(2) 凝华 干冰 升华 二氧化碳气体
【详解】(1)[1][2]碘的熔点是113.5℃,而酒精灯火焰温度高达400℃,远高于碘的熔点。如果用甲方案(直接加热),碘会先熔化成液态,然后再汽化,这样就无法观察到“升华”这一固态直接变为气态的过程。而乙方案(水浴加热)水的沸点在标准大气压下是 100℃,低于碘的熔点(113.5℃),因此碘不会熔化,只能从固态直接变成气态,即升华,从而能清晰观察到升华现象。所以更合理的方案是乙,此方案可防止碘发生熔化现象。
(2)[1]干冰是固态二氧化碳,温度极低(约 -78.5℃),周围空气中的水蒸气遇到极冷的容器壁时,会直接由气态变为固态,形成小冰晶,即“白霜”。这个过程叫凝华。
[2][3][4]干冰放入温水中,迅速吸收热量,由固态直接变为气态二氧化碳,这个过程叫做升华。升华产生的大量二氧化碳气体形成气泡,看起来像“沸腾”。所以,水中大量的气泡是由干冰发生升华形成的二氧化碳气体。
22.小明在探究物态变化的实验中,设计了如图甲、乙所示的两种探究“碘的升华”的实验方案。
(1)已知酒精灯火焰的温度约为400℃,标准大气压下,碘的熔点为113.5℃。上述设计中,更合理的方案是____________(选填“甲”或“乙”)。
(2)为了进一步探究此类现象,小明用干冰(固态二氧化碳)进行了下列实验:小明观察盛有干冰的容器外壁出现一层白霜的现象,白霜是____________(填物态变化)形成的,接着他用镊子夹取一块干冰放入装有常温水的烧杯中,令人惊讶的现象出现了,如图丙所示,水立刻剧烈“沸腾”起来,内部有大量气泡产生,这个气泡主要是____________(选填“空气”、“水蒸气”或“二氧化碳气体”)。
【答案】(1)乙
(2) 凝华 二氧化碳气体
【详解】(1)甲方案中,酒精灯火焰温度约为400℃,高于碘的熔点113.5℃,碘可能先熔化再汽化,无法确定是升华现象。乙方案采用水浴法加热,1个标准大气压下,水的沸点是100℃,低于碘的熔点,碘不会熔化,能更好地探究碘的升华,所以更合理的方案是乙。
(2)[1]干冰升华吸热,使容器外壁温度降低,空气中的水蒸气遇冷直接凝华成小冰晶,形成白霜,所以白霜是凝华形成的。
[2]干冰放入常温水的烧杯中,干冰升华变成二氧化碳气体,所以内部大量气泡主要是二氧化碳气体。
23.小明同学在实验室进行了如下两个实验。
(1)小明记录的某种物质在熔化过程中温度随时间变化的图像如图1所示,由图像可以看出,这种物质的熔点是___________℃,熔化过程所经历的时间是___________min;
(2)如图2所示,小明将盛有冷水的烧瓶放在装有少量碘颗粒的烧杯口处,用酒精灯给烧杯加热。不久可观察到烧杯内固态碘减少且出现紫色的碘蒸气,这是___________过程,需要___________热量;过一会儿还可以观察到烧瓶底部附有少量细小的碘晶体,这是___________现象。由此推断日光灯管上的黑圈是钨丝先___________后___________形成的。
【答案】(1) 340 10
(2) 升华 吸收 凝华 升华 凝华
【详解】(1)[1]由图1可以看出,该物质在熔化过程中,温度保持在340℃不变,所以该物质为晶体,并且熔点为340℃。
[2]该物质从4min开始熔化,14min熔化完成,则熔化过程所经历的时间是
(2)[1][2]烧杯内固态碘减少且出现紫色的碘蒸气,说明碘由固态变成气态,是碘的升华现象,此物态变化过程需要吸收热量。
[3]过一会儿还可以观察到烧瓶底部附有少量细小的碘晶体,这是碘蒸气遇冷凝华形成的。
[4][5]由前面分析可知,碘发生的物态变化过程是先升华后凝华。由此推断日光灯管上的黑圈是钨丝先发生升华变成钨蒸气,钨蒸气上升过程中遇冷凝华变为钨颗粒,附着在日光灯管上,即先升华后凝华。
24.冬天给道路上的积雪撒“融雪盐”(如图甲所示),可以有效地防止交通事故发生。为了解“融雪盐”的作用,小明用如图乙所示实验装置,探究盐冰(浓融雪盐水冻成的冰块)熔化时温度随时间变化的规律;小雪将盐冰放入易拉罐中,用筷子搅拌大约半分钟,观察易拉罐外部变化(如图丁所示)。
(1)根据实验数据,画出的温度随时间变化的图像如图丙所示;由图像可知,盐冰___________(选填“是”或“不是”)晶体;
(2)通过上述实验可知,融雪盐能有效___________(选填“提高”或“降低”)道路上积雪的熔点;
(3)丁图中,发现易拉罐的上部有水珠,底部外有白霜形成,易拉罐外部的白霜是___________凝华形成的。在形成水珠和霜的过程中都要___________热量(选填“吸收”或“放出”)。
【答案】(1)是
(2)降低
(3) 水蒸气 放出
【详解】(1)晶体熔化过程中温度不变,此温度为晶体的熔点。分析图像可知,盐冰的熔点为-2℃,因为盐冰在熔化过程中温度保持不变,所以盐冰是晶体。
(2)通常情况下冰的熔点是0℃,而这里盐冰的熔点为-2℃,这说明加入融雪盐后积雪的熔点降低了,所以融雪盐能有效降低道路上积雪的熔点。
(3)[1][2]在丁图中,易拉罐外部的白霜是因为空气中的水蒸气遇到温度很低的易拉罐底部,直接由气态变成了固态,这种物态变化是凝华。在物态变化中,液化和凝华过程都是放热过程,水珠是水蒸气液化形成的,霜是水蒸气凝华形成的,所以在形成水珠和霜的过程中都要放出热量。
25.为了验证装在试管里的固态碘受热升华,甲同学直接将试管放在酒精灯火焰上,如图甲所示;乙同学将试管浸入沸水中,如图乙所示,两试管都会出现碘蒸气。(已知:碘的熔点是113.5℃、沸点是184℃;水的沸点是100℃,酒精灯火焰外焰温度约为800℃。)
(1)在图甲中,酒精灯火焰的温度______(选填“大于”“小于”,或“等于”)碘的熔点、沸点的温度,出现的碘蒸气可能是碘熔化后,再______形成的;
(2)在图乙中,沸水的温度______(选填“大于”“小于”或“等于”)碘的熔点、沸点温度,碘______(选填“可能”或“不可能”)熔化,试管中的气态只能是碘______(填物态变化的名称)形成的;
(3)综合比较两种方案,图______(选填“甲”或“乙”)的操作更有说服力;
(4)实验完成后,同学探究热情不减,将乙图中的碘锤从热水中拿出,再放入凉水中,玻璃管中紫色的碘蒸气逐渐消失,______(填物态变化的名称)为固态的碘,这个过程碘蒸汽需要______热量。
【答案】(1) 大于 汽化
(2) 小于 不可能 升华
(3)乙
(4) 凝华 放出
【详解】(1)[1][2]固体温度达到熔点,吸收热量会发生熔化过程变成液体,液体达到沸点,吸收热量会发生沸腾过程,即汽化,变成气体,酒精灯火焰外焰温度约为800℃,碘的熔点是113.5℃、沸点是184℃;在图甲中,酒精灯火焰的温度高于碘的熔点、沸点的温度,出现的碘蒸气可能是碘熔化后,再汽化形成的。
(2)[1][2][3]沸水的温度是100℃,碘的熔点是113.5℃、沸点是184℃,沸水的温度低于碘的熔点和沸点,碘不可能熔化,试管中的气态只能是碘由固态直接升华成的气态。
(3)要探究碘受热升华,需要排除熔化后汽化的干扰,所以综合比较两种方案,图乙的操作更有说服力。
(4)[1][2]碘蒸气由气态直接变为固态,物态变化为凝华,即玻璃管中紫色的碘蒸气逐渐消失,凝华为固态的碘,该过程中会放出热量。
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