一、初二物理 物态变化实验易错压轴题(难)
1.如图甲是“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置.
(1)图甲的实验装置中还缺少的一件测量器材是________,实验时把石棉网垫在烧杯下,并将试管放在水中加热,是为了使固体粉末受热________(均匀/不均匀). (2)若某时刻温度计的示数如图乙所示,则此时温度计的读数为________℃. (3)下表是实验中记录的数据.
根据表中数据可知,该物质是________(晶体/非晶体).
(4)能反映上述固体熔化时温度变化规律的是图丙中的________(a/b). 【答案】秒表 均匀 46 晶体 a 【解析】
(1)本实验中需要的测量仪器有温度计和秒表,由图知该实验缺少的器材为秒表;实验时把石棉网垫在烧杯下,并将试管放在水中加热,是为了使固体粉末受热均匀. (2)由图知,该温度计的每一小格表示1℃,故该温度计的示数为46℃.
(3)由表格中的数据可以看出,从第4min到第8min,该物质的温度保持在48℃不变,故该物质为晶体.
(4)a图中有一段图像温度保持不变,所以a为晶体的熔化图像,b图中的图线温度不断升高,为非晶体的熔化图像,故能反映上述固体熔化时温度变化规律的是a图. 故答案为(1)秒表 ;均匀 (2)46 (3)晶体 (4)a.
2.在做“观察水沸腾”的实验时。
(1)A 组同学用的是如图 甲所示装置,他们测出的水温将偏______选填“高”或“低”)。 (2)图 乙是B 组同学在实验某时刻温度计的示数,此时水的温度是_____℃。 (3)B、C 两组同学虽然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如图 丙所示。分析图像可知:水的沸点是_____℃;B、C 组得到b、c 两种不同图像的原因可能是水的_____不同;从图像中还可以得出水沸腾时的特点是_________。
【答案】高 92 98 质量 温度不变 【解析】 【详解】
解:(1)由图甲知,温度计的玻璃泡碰到了容器底,受容器底部温度的影响,测量值将偏高;
(2)由图乙知,温度计的分度值为1℃,所以示数为92℃.
(3)由图丙知,时间不同的原因可能是水的质量不同导致的,水在沸腾过程中温度保持98℃不变,所以水的沸点是98℃,从图像中还可以得出水沸腾时的特点是温度不变。 故答案为:
(1)高;(2)92;(3)98;质量;温度不变 【点睛】
在使用温度计时,温度计的玻璃泡要完全浸没在水中,不能碰到容器底或容器壁,否则温度计的示数会受烧杯底部的影响;认清温度计的分度值,然后读数;根据温度随时间变化的图象判断出时间不同的原因;根据水沸腾的条件进行分析:达到沸点并要继续吸热.探究水的沸腾实验中,考查温度计的使用及读数也要掌握;学会从图象上分析水的沸点,并掌握影响加热时间的因素,能够应用进行分析.
3.小阳和小娟分别利用如图甲所示装置“探究水沸腾前和沸腾时温度变化的特点”。
两位同学利用完全相同的实验装置分别进行规范实验,并依据实验数据分别绘制出如图乙所示的 A、B 两条图像,由图像可知水的沸点都是_____°C,说明此时实验室中的大气压_______(选填“小于”、“大于”或“等于”)1标准大气压。 当水沸腾后水中的气泡为图丙中的______(选填“a”或“b”)。实验表明:水沸腾时需要继续吸热,温度_____。(选填“不变”、“升高”或“降低”) 【答案】98 小于 a 不变
【解析】 【分析】 【详解】
[1]由图乙可知水沸腾时的温度是98°C,所以水的沸点都是98°C。
[2]一个标准气压下水的沸点是100°C,说明实验室中的大气压小于1标准大气压。 [3]水在沸腾前,低层水温高,上层水温低,气泡在上升的过程中,因为热胀冷缩,气泡越来越小;沸腾时,杯中水温一致,上升过程中不断有水汽化生成水蒸气对气泡进行补充,所以气泡会越来越大。所以当水沸腾后水中的气泡为图丙中的a,b为沸腾前的气泡变化。 [4]实验现象表明,水在沸腾时温度不变,但是需要持续吸热。
4.“观察水的沸腾”实验.
如图甲所示,两名同学分别用完全相同的装置探究“水沸腾时温度变化的特点”,绘制了a、 b两杯水温度随时间变化的图象(如图乙):
(1)实验时烧杯上覆盖硬纸板的目的是____________,以便缩短加热时间.
(2)通过分析图象信息可知:水的沸点是________°C,此时大气压________(选填“大于” “等于”或“小于”)标准大气压.
(3)通过实验得到水沸腾必须满足的条件是①____________,②不断吸热. (4)a、b两杯水加热至沸腾所需时间不同的原因是_________________。
(5)当水沸腾时,水中有一个气泡从A位置(体积VA)上升至B位置(体积为VB),则VA_______VB(选填“ > ”、“<”或“=”)。
(6)另一名同学用如图丙所示的装置来进行实验,然后将沸腾时产生的水蒸气直接通入试管甲的10°C水中,水蒸气在甲中几乎全部_______(填一种物态变化名称)。 【答案】减少热量散失 98 小于 达到沸点 b中的水质量比a中多 < 液化 【解析】 【详解】
(1)[1]在探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验时,为了节约试验时间,我们可以给容器盖上盖子以减少热量散失来实现,或者用热水进行实验;
(2)[2]液体沸腾时的温度是液体的沸点,如图所示,水的沸点为98°C;
[3]1个标准气压下,水的沸点是100°C,而该实验中水的沸点是98°C,可知此时大气压小于1个标准大气压(气压越低,沸点越低);
(3)[4]通过实验发现水达到98°C,即水的沸点且持续加热,水才能保持沸腾;
(4)[5]a、b两杯中水的初始温度相同,到达沸腾的时间不同,原因是两杯水的质量不同,b中水比a需要加热的时间多,说明b中的水质量多;
(5)[6]水沸腾后,各个位置温度相同,但是在水中,气泡上升过程中受到水的气压会减小,所以此时产生的气泡由于气压的原因会越来越大,所以从A位置上升至B位置时,VA 5.在做“探究水的沸腾”实验中: (1)实验装置如图甲所示,在组装过程中需要先调整的是_________(A/B)部分. (2)当水的温度加热到90℃时,每隔1min记录一次温度,直到水沸腾后几分钟为止.记录数据如下表:第1min温度计的示数如图乙所示,水的温度是_______℃,分析表格中的数据可知水的沸点是___________℃. (3)撤掉酒精灯后,水不会立刻停止沸腾,小明由此得出结论:水的沸腾不需要吸热,你认为他的结论是__________(错误、正确)的,水还继续沸腾的原因是__________________________________. (4)某实验小组观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况,如图丙中的(a)、(b)所示,则图________是水在沸腾前的情况. (5)为了减少从开始加热到沸腾时的时间,可以采取的措施是_____________________________. 【答案】B 92 98 错误 石棉网的温度较高,把热量传递给水 b 减小水的质量、用初温较高的水实验、用火力更大的酒精灯加热等 【解析】 (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)温度计的分度值是1℃,示数为92℃;由表格中数据知,水在沸腾过程中保持98℃不变,所以水的沸点是98℃. (3) 结论错误,撤掉酒精灯后,石棉网有余热温度高于水的沸点,对水继续加热. (4) b图气泡在上升过程中体积逐渐减小,所以是沸腾前得现象.(5)实验中为了减少从开始加热到沸腾所用的时间,可以采取的措施是减少水的质量、用初温较高的水实验、用火力更大的酒精灯加热等. 点睛:掌握水沸腾前和沸腾时的现象区别:沸腾前气泡在上升过程中体积逐渐减小;沸腾时气泡在上升过程中体积逐渐增大;减少从开始加热到沸腾所用的时间,可以减少水的质量或提高水的初温;水沸腾的特点:吸热但温度保持不变. 6.在“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验中,试验装置如图甲,试管内装有适量的碎冰,请回答下列问题: (1)图甲时应按_____(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行。 (2)开始加热后某一时刻温度计的示数如图乙,其示数为_____℃。 (3)如图丙为加热过程中记录的温度随时间变化的图象(在标准大气压下)可知冰是_____(选填“晶体”或“非晶体”),图中BC段物质处于_____(选填“固态”、“液态”或“固液共存态”)。 (拓展)同学们继续实验,试管中的水_____(填“能”或“不能”)沸腾,原因是_____:接着,同学们又把温度计移到烧杯中,“探究水沸腾时温度变化的特点”发现在同一实验室里,不同小组测得的水的沸点不同,有同学猜想导致这种现象的原因是各组用的温度计有偏差,请你设想一个简单方法检验这种猜想是否正确。方法_____。 【答案】自下而上 ﹣4 晶体 固液共存态 不能 不能继续吸热 将三支温度计一齐放进同一杯沸腾的水中(继续加热),观察三支温度计的读数是否一致 【解析】 【详解】 (1)酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,所以先放好烧杯后,再调节温度计的高度,所以组装实验器材时,应按照自下而上的顺序; (2)该温度计的分度值是1℃,液柱在0以下,是零下,所以此时的示数是﹣4℃; (3)由图知,该物质在熔化过程中吸热,温度保持不变,所以该物质为晶体;图中BC段是晶体的熔化过程,处于固液共存状态; 【拓展】 试管中的冰完全熔化后,若持续加热,杯中水达到沸点后能沸腾且温度保持不变,试管中水从杯中水吸热升温,当温度升高到沸点时,与杯中水温度相同,不能继续吸热,所以不能沸腾。要 验证温度计是否准确,可以将三支温度计一齐放进同一杯沸腾的水中(继续加热),观察三支温度计的读数是否一致。 7.在“观察水的沸腾”实验中:
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