沪科版九年级物理第十二章温度与物态变化难点解析
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、下列估计值中,最符合实际的是( )
A.人心脏正常跳动一次约4s B.人正常步行速度约为1.4m/s
C.扬州地区春季的平均气温约36℃ D.课桌的高度约70mm
2、生活中的一些实例和对应解释,正确的是( )
A.草叶上的露珠——熔化 B.冰冻的衣服变干——升华
C.玻璃上的霜——凝固 D.铁块变成铁水——液化
3、关于运动和能量以下说法中错误的是( )
A.灰尘飞舞属于微观运动 B.原子由原子核及核外电子组成
C.从远处闻到花香说明分子在运动 D.行驶中的汽车具有能量
4、把1000g0℃的水和1000g0℃的冰分别放入菜窖里,使菜窖降温,其效果是( )
A.用0℃的冰好 B.用0℃的水好 C.都一样 D.无法确定
5、一排排志愿军战士俯卧在零下40℃的积雪阵地上,仿佛“冰雕”群像,这是电影《长津湖》中的画面,也是抗美援朝战场上真实场景的重现,列叙述正确的是( )
A.雪是水蒸汽遇到粉尘而结成的小液滴
B.战士们哈气成雾是因为水蒸汽遇冷而结成的小冰粒
C.战士们用哈气的方法可加速融化雪来代替饮水
D.战士们用吹气的方法可加速融化雪来代替饮水
6、如图是海波和蜡烛的熔化实验图象,以下说法错误的是( )
A.甲在第2min时是固态 B.甲在熔化过程用了8分钟
C.甲的熔点是48 oC D.乙是蜡烛
7、下列自然现象是由凝华形成的是( )
A.山林中的薄雾 B.沃野上的白霜 C.禾苗上的露水 D.屋檐下的冰棱
8、下列是对生活中常见的一些数据的估计,其中最接近实际情况的是( )
A.课桌高约800mm B.人体平均密度约1kg/m3
C.一枚鸡蛋质量约500g D.让人感到舒适的气温约为55℃
9、在实验室常用温度计测量烧杯中热水的温度,关于温度计的使用下列说法正确的是( )
A.温度计的玻璃泡可以碰到容器壁 B.将玻璃泡浸入热水马上读出温度
C.读数时温度计可以离开被测热水 D.读数时视线要与液柱的液面相平
10、下列措施中,能使蒸发减慢的是( )
A.用吹风机将湿头发吹干
B.把新鲜的水果装入保鲜袋
C.将湿衣服晾在通风向阳处
D.将地上的积水向四周扫开
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题3分,共计15分)
1、疫情期间,很多地方利用无人机喷洒消毒液消菌杀毒。如图所示,一架无人机正沿水平方向匀速飞行喷洒消毒液。某次消毒工作飞行距离18km,耗时2h,则此次消毒工作时平均速度______m/s,喷洒的消毒液小液滴悬浮在空中,过一会消失是______(填“汽化”、“液化”或“升华”)现象。
2、在今年抗击“新冠肺炎”战役中,无接触式体温计(如图甲)被广泛使用,它是依靠感知人体发出的______(选填“红外线”或“紫外线”)来测量温度的;彩色电视机画面上的色彩是红、______、蓝三种色光混合而成。疫情期间,小明在线上学习时长期不注意用眼卫生,视力急剧下降。经医生检查,小明晶状体变厚,使来自远处的光线会聚在视网膜的前面。如上图所示的乙丙两幅示意图中,能正确矫正小明视力的是______(选填“乙”或“丙”)
3、2019年12月,我国湖北武汉出现了 “新型冠状病毒”病例之后,引起了我国政府的高度重视,现要求各学校每天对学生进行晨检、晚检,并报告检查情况.检查中我们常用体温计。它的测温原理是_______________,分度值为________℃;如图两支温度计的读数分别为:甲温度计:_________℃,乙温度计:_________℃。
4、酒精和水充分混合后总体积小于混合前的总体积,此现象说明组成物质的分子间有______。同时闻到了酒精的气味,这是______现象,说明分子在永不停息地做______。
5、因为体温计玻璃泡附近有个________,所以体温计可以离开人体来读数。图中体温计的示数是________℃。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、假如一湖面的面积是96km2, 现要在这湖面上铺上一层单个分子直径厚的薄油层,请估算下需多少体积的油?
2、有一只温度计,虽然它的玻璃管内径和刻度都是均匀的,但标度不准确,当把它放在冰水混合物中时示数为﹣6℃,把它放在一标准大气压下的沸水中读数为104℃.求:
(1)当它指示的气温为33℃时,气温的实际值是多少?
(2)此温度计在什么温度时,可作为正确的温度计使用?
3、周厚宽同学自制了一支温度计,这支温度计共有110个刻度,他用该温度计测冰水混合物时,温度计液面停在第20格,用该温度计测沸水的温度时(标准大所压下),温度计液面停在第70格,求:
(1)该温度计的分度值;
(2)该温度计的量程;
(3)若用该温度计测水壶中水温时,液面停在55格,则壶中水温是多少?
4、分子可以看作是球形的,由于它小得肉眼都看不见,因此,在通常条件下要想知道分子的直径是一件不容易的事情.历史上,有人想到用“油膜法”粗略估测分子直径.例如:将一张画有边长为1cm方格的白纸放在水平桌面上;在纸上放一只平底玻璃水槽,并向 其中注入能布满槽底的薄薄的一层水;再将一滴体积为4.0×10-6cm3的油滴到水面上,油在水面上散开形成油膜,其轮廓如图所示.请据此估算出油分子的直径.
提示:
(1)油膜可近似认为是单个分子排列起来的,即油膜的厚度可以近似认为是油分子的直径;
(2)油膜周边所占的格不完整,每两个不完整的格计为一格.
5、1cm3纯水的质量是1g,1 cm3水中有3.34×1022个水分子.试计算:
(1)1个水分子的质量约为多少千克?
(2)若水分子的直径约为40nm,将1cm3水中的水分子紧密排列成一条直线,共有多长?
四、实验探究(3小题,每小题5分,共计15分)
1、小明和小华分别利用图甲所示的相同装置探究水沸腾时温度变化的特点。当水温接近90℃时每隔0.5min记录一次温度,并绘制出如图乙所示的水温与时间关系的图象。
(1)小明对甲图的温度计测水温的实验操作过程,图中正确的是______;
(2)实验时,当看到水中有大量气泡不断上升、变______(选填“大”或“小”),到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中,就表明水沸腾了。由乙图可知水的沸点是______℃,出现这一结果的原因可能是该处大气压______标准大气压(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)分析图乙可知,小华将水加热至沸腾的时间明显较长,最有可能的原因是______;
(4)小明在第9分钟撤掉酒精灯后,发现有一段时间水温依然保持不变,如图乙所示,这段时间内烧杯底部的温度高于杯内水的温度,原因是水沸腾时温度保持不变,且需要______热量。
2、小红和同学们正在做“观察水的沸腾”实验:
(1)如图甲所示,是她们安装的实验装置,下列装置合理的安装顺序是_________(填序号);
①烧杯和水 ②酒精灯 ③铁杆A和温度计(含纸盖) ④铁圈B和石棉网
(2)用酒精灯加热,待水温升高到90℃以后,她们每隔1min记录一次温度计的示数,同时注意观察水中发生的现象,下表是她们记录的实验数据:
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7
温度/°C 90 94 96 98 99 100 100
①在第1min时,温度计的示数如图乙所示,为 ___________ ℃,此时她们观察到水中出现大量的气泡,气泡在上升的过程中体积逐渐___________(选填“变大”或“变小”);
②根据上表数据,在图丙中画出水沸腾前后温度随时间变化的图像;(__________)
③由数据及图像可知,水沸腾时,持续加热,水的温度_________;
(3)通过学习,小红终于明白妈妈用煤气灶炖汤时,在汤沸腾后总是将煤气灶 ______ (选填“保持大火”或“调为小火”)的道理。
3、小枫同学做了“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验,实验装置如图甲所示:
(1)实验时,用“水浴法加热”,试管里装有适量的碎冰,这样做的目的是______;图甲中有实验过程中某时刻温度计的示数,此时的温度为_____℃;
(2)试管中的冰完全熔化后,若持续加热得到图像中的DE段,这段时间内图甲试管中的水_______(选填“能”或“不能”)沸腾;
(3)结合两次实验图像可知:冰的熔化过程和水的沸腾过程具有的共同特点是____________。
-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
A.人的心脏正常跳动一次约一秒,故A不符合题意;
B.成年人正常步行速度约为1.4m/s,故B符合题意;
C.扬州地区春季的最高温度不到36℃,所以平均气温更不可能达到36℃,故C不符合题意。
D.课桌的实际高度约为70厘米。D不符合题意。
故选B。
2、B
【详解】
A.露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的液态小水滴,故A错误;
B.冬天,北方人冰冻的衣服变干,是冰由固态变为气态,属于升华现象,故B正确;
C.霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶,故C错误;
D.铁块变成铁水,由固态变成液态,是熔化现象,故D错误。
故选B。
3、A
【详解】
A.灰尘飞舞是机械运动,不是微观运动,故A错误,符合题意;
B.物质由分子或原子组成,原子由原子核及核外电子组成,故B正确,不符合题意;
C.从远处闻到花香说明分子在永不停息地做无规则运动,故C正确,不符合题意;
D.行驶中的汽车具有动能,故D正确,不符合题意。
故选A。
4、A
【详解】
因为0℃的冰熔化为0℃的水时要吸收大量的热,而温度保持0℃不变,当冰全部熔化后,再吸热,水才能升温;而0℃的水吸热后直接升温,所以用质量相等的0℃的冰的效果好一些。
故选A。
5、C
【详解】
A.雪是水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶,故A错误;
B.战士们哈气成雾是因为水蒸气遇冷液化形成的小液滴,故B错误;
C.战士们哈气时,口中呼出的水蒸气遇到温度低的雪液化放热,雪吸收热量,从而熔化成水,故C正确;
D.战士们吹气时,加快空气流动速度,可以加快蒸发,蒸发吸热制冷,雪不会熔化,故D错误。
故选C。
6、B
【详解】
D.如图,甲有一段时间吸热温度不变,所以甲是晶体海波;乙吸热温度一直升高,所以乙是非晶体蜡烛,故D正确,不符合题意;
A.甲在0~4min,吸收热量,温度升高,是固态,故A正确,不符合题意;
BC.甲在4~8min,吸收热量,温度不变,是熔化过程,由图知海波的熔点是48℃,此过程海波是固液共存状态,熔化时间
t=8min-4min=4min
故B错误,符合题意,C正确,不符合题意。
故选B。
7、B
【详解】
A.山林中的薄雾,是由空气中的水蒸气液化形成的,故A不符合题意;
B.沃野上的白霜,是由空气中的水蒸气凝华形成的,故B符合题意;
C.禾苗上的露水,是由空气中的水蒸气液化形成的,故C不符合题意;
D.屋檐下的冰棱,是由水凝固而形成的,故D不符合题意。
故选B。
8、A
【详解】
A.课桌高度大约为中学生身高的一半,中学生身高大约为160cm,则课桌高约为
课桌高约为800mm,故A符合题意;
B.人体的密度和水的密度差不多,水的密度为,则人体平均密度也约为,故B不符合题意;
C.一枚鸡蛋质量约为50g,故C不符合题意;
D.让人感到舒适的气温约为25℃,故D不符合题意。
故选A。
9、D
【详解】
A.在测量过程中,温度计的玻璃泡不能碰触容器底或容器壁,否则温度计的示数可能会高于水的温度,甚至可能损坏温度计,故A错误;
B.将温度计的玻璃泡浸入水中后,要等温度计的示数稳定后再读数,故B错误;
C.读数时,温度计的感温泡要浸没在被测热水中,不可以离开被测热水,否则温度计的示数会受空气的影响发生变化,故C错误;
D.读数时,视线要与液柱上表面相平,若俯视则示数偏大,若仰视则示数偏小,故D正确。
故选D。
10、B
【详解】
A.用吹风机吹头发,提高了液体的温度,加快了空气的流动,两种措施都加快了液体的蒸发,故A不合题意;
B.把新鲜的水果装入保鲜袋,控制了水果的表面积和表面上方空气流动的影响,从而减慢了液体的蒸发,故B符合题意;
C.把湿衣服晾在通风向阳处,“通风”加快了液体表面空气的流动,“向阳”提高了液体的温度,这两个措施都加快了液体的蒸发,故C不合题意;
D.将地上的积水向四周扫开,增大了液体的表面积,可加快水的蒸发,故D不合题意。
故选B。
二、填空题
1、2.5 汽化
【详解】
[1]由题意可知,无人机的飞行距离为s=18km,飞行时间为t=2h,故由可得,无人机的平均速度为
[2]消毒液小液滴悬浮在空中后过一会消失是由液态变为气态,是汽化现象。
2、红外线 绿 丙
【详解】
[1]人体会向外辐射红外线,温度越高,辐射的红外线越强,红外线体温计是依靠感知人体发出的红外线来测温度的。
[2]彩色电视机画面上的色彩是由光的三原色:红、绿、蓝三种色光混合而成。
[3]近视眼成像在视网膜前,近视眼矫正用凹透镜,故能正确矫正小明视力的是丙图。
3、液体的热胀冷缩 0.1 -4 34
【详解】
[1][2]体温计的测温原理是液体的热胀冷缩,它的分度值是0.1摄氏度。
[3]由图示知,甲温度计的分度值为1摄氏度,玻璃泡在左侧,刻度值由左往右变小,所以是零下,示数为-4摄氏度。
[4]乙温度计的分度值为0.2摄氏度,玻璃泡在右侧,刻度值由右往左变大,所以是零上,示数为34摄氏度。
4、间隙 扩散 无规则运动
【详解】
[1]酒精和水充分混合后总体积小于混合前的总体积,是因为分子间存在间隙,水分子和酒精分子进入彼此的间隙,使得混合后的总体积变小。
[2][3]不同物质在互相接触时彼此进入对方的现象,叫做扩散。闻到酒精的气味是由于酒精“原子”飘到我们的鼻子中,这是扩散现象,说明分子在永不停息地做无规则运动。
5、细小弯管 36.8
【详解】
[1]体温计玻璃泡附近有个细小弯管,叫作缩口,它的作用是当体温计离开人体后,细管内水银在缩口处断开,可以使它离开人体读数。
[2]图中体温计的分度值是0.1℃,液柱上表面在36℃后面第8个小格上,所以示数为36.8℃。
【点睛】
三、计算题
1、9.6×10﹣3m3
【解析】
【分析】
求油层的体积,除了面积还要知道油层的厚度,即分子的直径,因此用湖的面积乘以分子的直径就可以得出正确答案。
【详解】
油分子的直径约为10-10m,湖面的面积是;
根据得,需要油的体积为:
。
2、(1)35.5 (2)60
【详解】
(1)温度计上一个小格表示的实际温度为;温度计所指示的气温为33℃时,气温的实际温度为;(2)可作为正确的温度计时,设此时温度计的刻度值为t,则满足以下关系:,解得:t60℃.
【点睛】
根据温度计的刻度均匀得出其线性关系的表达式,是解决本题的关键,也是本题的难点.在代入数据时,明确数据的内容,搞清数据间的关系,是本题的易错点.
3、(1)2℃.(2)﹣40℃~180℃(3)70℃.
【详解】
(1)因为1标准大气压下沸水温度为100℃,冰水混合物温度为0℃,则该温度计每一格表示的温度,即分度值为:100℃ 0℃70 20=2℃;(2)据这支温度计共有110个刻度,他用该温度计测冰水混合物时,温度计液柱停在第20格,用该温度计测标准大气压下沸水的温度时,温度计液柱停在第70格可知,故该温度计在第70格上方还有40格,故此时该温度计能测的最高温度是t=100℃+40×2℃=180℃,同理该温度计在第20格下方还有20个格,所以此时该温度计能测的最低温度是t= 20×2℃= 40℃.故该温度计的量程是: 40℃ 180℃;(3)若该温度计测温水的水温时,液柱停在第55格,则该温水的温度是t=(55 20)×2℃=70℃.
【点睛】
(1)温度计是测量物体温度的工具,它是根据液体热胀冷缩的性质制成的;(2)摄氏温度的规定:标准气压下,冰水混合物的温度是0℃,沸水的温度是100℃;在0℃和100之间,平均分成100等份,每一份就是1℃;(3)利用温度计的实际分度值与标准分度值之间的关系,可求出对应的真实温度和刻度.
4、见解析
【解析】
在油膜覆盖范围内有64个完整的小方格,周边有41个不完整的小方格,折合为20.5个完整的小方格,总计为84.5个完整的小方格(还有另一种计算格数的方法,超过半格算一格,小于半格不计).由此可计算油膜的面积为:,因为油膜的体积为:,所以,油膜的厚度即分子直径为:
5、(1)2.99×10﹣26kg;(2)1.336×1015m
【解析】
解:(1)1个水分子的质量;
(2)将1cm3水中的水分子紧密排列成一条直线,则其长度l=40nm×3.34×1022=133.6×1022nm=1.336×1015m
点睛:(1)1cm3纯水的质量除以1cm3水中水分子的个数即为1个水分子的质量;(2)用每个水分子的直径乘水分子的个数便可求得排列后的总长度;
四、实验探究
1、C 大 98 小于 小华实验水的质量比小明的大 吸收
【详解】
(1)[1] A.图中温度计的玻璃泡碰到了容器壁,故A错误;
B.图中温度计的玻璃泡没有全部浸入被测液体中,故B错误;
C.图中温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中,读数时,视线要和玻璃管内液柱的上表面相平,故C正确;
D.图中读数时,视线没有和玻璃管中液柱的上表面相平,故D错误。
故选C。
(2)[2][3][4]水沸腾时,水中形成大量的气泡上升,变大,破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中;就表明水沸腾了;由图象乙可知:水沸腾时的特点是吸收热量,温度不变,水的沸点为98℃;水的沸点随气体压强的增大而增大,随压强的减小而减小,水在一标准大气压下沸点是100℃,出现低于100℃的原因可能是该处大气压小于标准大气压。
(3)[5]由图乙可知,水的初温、沸点相同,小华加热时间长,可能是小华用的水的质量比小明的大。
(4)[6]小明在第9分钟撤掉酒精灯后,发现有一段时间水温依然保持不变,如图乙所示,这段时间内烧杯底部的温度高于杯内水的温度,原因是水沸腾时不断从烧杯底部需要吸收热量。
2、②④①③ 92 变小 保持不变 调为小火
【详解】
(1)[1]如图甲所示,该实验为了能确保用酒精灯火焰的外焰加热,合理的安装顺序是自下而上,所以安装顺序依次是②酒精灯,④铁圈B和石棉网,①烧杯和水,③铁杆A和温度计(含纸盖)。
(2)①[2]在第1min时,如图乙所示该温度计的分度值是1摄氏度,温度计内液面与90摄氏度上第二刻度线对齐,所以示数应为92℃。
[3]此时她们观察到水中出现大量的气泡,温度还在升高,水还没有沸腾,底部水的温度高于上部水的温度,气泡在上升的过程中,气泡中水蒸气逐渐遇冷液化,体积变小,所以气泡在上升的过程中体积逐渐变小。
②[4]根据上表数据,在图丙中画出各对应加热时刻和对应的温度坐标点,然后再用平滑曲线将各点连起来即为水沸腾前后温度随时间变化的图像,如图所示:
③[5]由数据及图像可知,水沸腾时,温度为100℃,持续加热,水的温度保持100℃不变。
(3)[6]通过学习,小红明白水沸腾的条件是温度达到沸点和继续加热,水沸腾的特点继续吸热但温度不变。所以水沸腾后只要满足沸腾条件即可,水沸腾时火焰再大温度也不升高,大火浪费燃料,所以在汤沸腾后要将煤气灶调为小火。
3、使试管内的物质受热均匀 -2 不能 吸热但温度保持不变
【详解】
(1)[1]碎冰有利于与温度计的玻璃泡充分接触,水浴加热使试管内冰受热更均匀,温度计测得的温度更准确。
[2]如图所示,温度计每大格为5℃,平均分成了5小格,每小格为1℃,即分度值为1℃,此时液柱在0℃以下,故读数为-2℃。
(2)[3]在同一大气压环境中,水的沸点是相同的,当温度达到烧杯中水的沸点,酒精灯加热的过程中,烧杯内水沸腾,温度不变,而试管内水的温度也与烧杯中水的温度相同,虽然达到沸点,但不能继续吸热,故不能沸腾。
(3)[4]根据晶体熔化与液体沸腾的特点,结合图像可知,冰的熔化过程与水的沸腾过程共同的特点是吸热温度保持不变。