八年级物理上册 物态及其变化 实验探究题
1.小明在实验室探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验:
(1)实验装置如图甲所示,该装置中有一处明显错误是: 。
(2)另外两组同学选用相同的实验装置完成该实验,他们分别绘制了温度随时间变化的图象如图乙所示,得到a、b两个不同图象的原因可能是 。
(3)如表是实验过程中不同时刻的温度记录,小明由于粗心大意记错了一个实验数据,你认为错误的数据是第 min时水的温度,你这样判断的依据是 。
时间/min … 8 9 10 11 12 13 14 …
温度/℃ … 96 97 98 98 95 98 98 …
(4)改正数据后,小明根据实验数据判断出实验室内水的沸点,那么在当时的实验室环境下,99℃的水将处于 态。
(5)温度计刚放入热水时,表面变得模糊,看不清示数,是由于水蒸气在温度较低的温度计表面 成小水珠造成的。
2.用如图所示的装置探究水沸腾时温度变化的特点。烧杯内水的质量为0.1kg,大气压为标准大气压。
(1)当水沸腾后持续加热,仔细观察发现烧杯内的水开始减少,温度计的示数 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)假设在水沸腾前烧杯内水的质量保持不变。水温从70℃上升到90℃的过程中,烧杯内的水吸收的热量为 J。
3.为了探究物质熔化的规律,小靖同学所在的学习小组选取了冰与海波两种物质,并利用图甲中的实验装置进行探究。
(1)在探究“冰的熔化规律”实验中,宜选用 (选填“碎冰块”或“体积较大的冰块“)。
(2)根据记录的实验数据,小靖他们做岀了熔化图象,如图丙:他们发现冰和海波在熔化过程中,虽然不断吸收热量,但温度 (选填“升高”、“降低”或“不变”),且在熔化时一直保持 状态,由此他们判断冰和海波都是 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(3)根据实验现象可如,海波的熔化图象是 (选填“乙”或者“丙”)。
4.学习小组的同学用如图13甲所示的装置探究某种晶体熔化时温度变化的规律。
(1)如图甲的器材组装有一不当之处是 。
验中使品体受热均匀的措施是 (写出一条即可)
(2)待温度升高到40℃开始,每隔1min记录一次温度计的示数,根据记录的数据得到如图乙的图象,则该晶体的熔点是 ℃,熔化经历了 min,该物质在固态时的比热容 液态时的比热容(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(3)另一小组的同学发现,在晶体熔化过程中撤去精灯,晶体还会继续熔化,原因是 晶体可以继续 热量(选填“吸收”或“放出”)。
5.在探究水的沸腾实验中,如图甲所示,温度计的读数方法正确的是 ;如图乙是水的温度与时间关系的图象,由图象可知水的沸点是 ℃,水在沸腾的过程中不断吸热,温度保持 。
6.如图甲所示为小明同学“探究水沸腾时温度变化特点”的实验,请回答下列问题:
①刚开始时,烧杯内温度计的示数如图乙所示,此时温度计的示数为 ℃。
②实验现象中,水沸腾时水中气泡的情形应为图中的 (填“A”或“B”)图。
③在水沸腾过程中,将酒精灯撤掉时,会观察到水继续沸腾一会儿。理由是: 。
7.在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中,某组同学用如图甲所示实验装置进行了两次实验,并根据实验数据绘制了如图乙所示的图象。
(1)安装图甲所示的器材时,温度计的玻璃泡应该 水中,不要碰到烧杯的底部或侧壁。
(2)从实验中可以看到,水沸腾时形成的大量气泡不断上升、 ,到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中。水蒸气引起的烫伤往往比开水烫伤更严重,这是因为水蒸气和开水的温度虽然差不多,但是水蒸气 ,所以实验时要注意安全。
(3)分析图乙中的图线可知,第一次实验和第二次实验所用水的质量之比是 。
8.某同学探究影响蒸发散热情况的实验,如图所示,请回答下列问题。
(1)该同学记录了三个示数,其中a温度计示数 ℃。
(2)酒精蒸发时会向温度计 (选填“吸收”或“放出”)热量。
(3)比较b和c温度计的示数,可以得出:蒸发快慢与 有关,从分子热运动的角度来看,空气流动促进了酒精分子向空气扩散。
(4)该同学用水代替酒精多次实验,发现在相同温度但天气不同的情况下,三根温度计示数有时差别不大,有时差别却很大。他猜想水的蒸发情况可能与天气有关,若示数差别不大,可能的天气是 。
9.科学探究是初中物理课程内容的重要组成部分,探究的形式可以是多种多样的。
探究水沸腾时温度变化的特点:
(1)如图1所示,是瑞瑞同学在实验中,用数码相机拍摄的水沸腾前和沸腾时的两张照片,其中 是水沸腾时的情况。
(2)如图2所示,是水沸腾时温度计的示数,则此时水的沸点是 ℃。
(3)水沸腾后继续加热,每隔一段时间记录水的 ,根据记录的数据,可得出水沸腾时温度变化的特点:不断吸热,温度 。
10.用图甲所示的实验装置做“观察水的沸腾”实验。
(1)按规范要求,调节铁圈2的高度时, (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。
(2)当水温升到92℃时,每隔0.5min记录一次温度计的示数,部分数据记录如下表。分析数据可知:水的沸点是 ℃。
时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 …
水的温度/℃ 92 93 94 95 96 97 98 98 98 98 …
(3)在其他条件不变的情况下,仅将水的质量减少,重复(2)的实验步骤,在图乙中大致画出“温度一时间”的关系图象。
11.在探究水的沸腾特点时,所用实验装置如图甲所示。
(1)组装实验装置时,支撑烧杯的铁圈和悬挂温度计的铁杆,应先固定 (选填“铁圈”或“铁杆”)。
(2)实验过程中,烧杯上方的“白气”是水蒸气 (填物态变化名称)的结果。
(3)水沸腾时温度计的示数如图乙所示,水的沸点为 ℃;继续加热,温度计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)图丙是根据实验数据作出的图象。由图象可知,将水加热至沸腾的时间较长,其原因可能是 (选填“水的质量偏大”或“当地气压偏低”)。
12.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”实验中用“水浴法”加热,其目的是使冰 ;根据图甲可知,冰属于 (选填“晶体”“非晶体”)。
(2)完成上述实验后,小强换用其它装置继续探究“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,是通过 方式增加水的内能。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。
(3)结合两次实验图象可知:冰的熔化过程和水的沸腾过程具有的共同特点是 。
13.图甲是探究海波熔化时温度变化规律的实验装置,图乙是根据实验数据绘制的图象。
(1)由图乙可知,海波的熔化过程经历了 min,图中B点的内能 (填“大于”“小于”或“等于”)C点的内能,”),第9min海波处于 (填“固态”“液态”或“固液共存态”),海波是 (填“晶体”或“非晶体。
(2)海波全部熔化后撤掉酒精灯探究海波凝固时温度的变化规律。待温度计示数达到48℃后,经过较长时间凝固过程也没有结束,这是由于水的 较大,放热本领强,水温下降较慢造成的。撤掉水杯后,很快完成了实验,并根据实验数据绘制了图丙的图象,由此得出海波液体凝固过程中温度 (填“上升”“下降”或“不变”)。
14.在探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验中。
(1)将适量碎冰放入试管中,利用水给冰加热,目的是 。
(2)某时刻观察到温度计的示数如图甲所示,为 ℃。
(3)图乙是根据所测数据绘制成的图象。由图象可知,冰的熔化特点是:持续吸热、 ;AB和CD两段图象的倾斜程度不同,原因是 。
(4)若不计热量损失,物质在AB和BC两段吸收的热量分别为Q1和Q2,则Q1:Q2= 。
15.小明和小红用两套完全相同的装置来探究水沸腾的规律(图甲),并利用实验中的数据分别绘制了温度与时间关系的图象a和b(图乙)
(1)在实验中可以观察到,水沸腾时、不断吸热,温度 ;
(2)通过图乙我们可以知道,实验时环境的大气压 (填“高于”或“低于”)标准大气压造成。造成a、b两次实验中加热至水沸腾所用时间不同的原因是 。两图象中t0时刻, 图象中的水分子无规则运动剧烈程度较大。
(3)在实验中所覆盖纸板的作用是: 。
16.在“探究水沸腾时温度变化特点”的实验中:
(1)通过图甲现象可以判定水 (填“正在”或“没有”)沸腾。
(2)实验中,如果从开始加热到水沸腾时间过长,为了节省实验时间,请写出一个可行的办法 。
(3)水沸腾后温度计的示数如图乙所示:杯中水的沸点是 ℃,此时气压 (填“高于”或“低于”)标准大气压强。
(4)水沸腾过程中要不断 热量,温度 。
17.如图甲是探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)冰熔化前某时刻温度计的示数如图甲所示,其温度是 ℃
(2)由图乙中温度随时间变化的图象可知,冰熔化时的特点是:吸热第8min时,试管内的物质为 (填“固液共存”或“液”)态;AB段与CD段倾斜程度不同的原因是
(3)待冰完全熔化后,对烧杯中的水继续加热,试管中的水最终 (填“会”或“不会”)沸腾。
18.小华同学利用图甲所示装置对100g冰加热。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,图乙是他根据记录的数据绘制的温度与时间关系的图象,根据图象可知:
(1)在实验中,将试管放入烧杯的水中加热的好处是 。由图乙可知冰属于 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(2)图乙中物质在B点时具有的内能 (选填“大于”“小于”或“等于”)在C点时具有的内能。
(3)图丙是另一位同学在完成同一实验时绘制的温度与时间关系的图象。老师认为他的CD段数据有问题,老师做出这样的判断的依据是 。
19.在“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验中,李同学将质量相同的海波和石蜡分别装在两个相同的试管中,同时放在一个装有水的烧杯中加热,实验装置如图所示。实验过程中,他每隔1min记录一次海波和石蜡的温度和状态,实验数据如表所示。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
海波的温度℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 48 48 50 53 56
石蜡的温度℃ 40 41 42 44 46 47 48 49 51 52 54 56 59
(1)为完成该实验,除图中器材外,还要用到的测量工具是 。
(2)实验时,用隔水加热而不用酒精灯直接给试管加热,这样做的好处是 。
(3)实验结论: (选填“海波”或“石蜡”)是晶体,熔点为 。
(4)比较0~3min固态海波和石蜡的温度变化,发现它们 ,这是由于 。
20.如图甲所示是“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)如图乙所示是冰在加热过程中温度随时间变化的图象。根据图象特征可判断冰是 (选填“晶体”或“非晶体”);当冰熔化一段时间后,试管中冰的质量 (选填“增加”、“减少”或“不变”)。
(2)冰在熔化过程中 (选填“吸收”或“放出”)热量,温度保持不变,大约持续了 min。
(3)加热到第3min时,物质的状态为 (选填“液态”、“固态”或“固液共存”)。
(4)再加热过程中,杯口上方出现“白气”,“白气”是水蒸气 (填一物态变化)而成的。
(5)在实验过程中,不是用酒精灯直接对试管加热,而是把装有冰的试管放在水中加热,这样做不但使试管受热均匀,而且冰的温度上升速度较 (选填“快”或“慢”),便于记录各个时刻的温度。
参考答案与试题解析
1.【分析】(1)用温度计测液体温度时,温度计的玻璃泡不能碰到容器底和容器壁;
(2)液体的沸点与大气压强有关,在标准大气压下,水的沸点是100℃;气压越小沸点越低;根据水的加热时间不同,可以得出加热时间长的原因是水是质量较大。
(3)水沸腾的条件是温度达到沸点并且继续吸热,吸收的热量全部都用来由液体变成气体的变化,所以温度是不变的。
(4)当温度高于沸点时,物质处于气态;
(5)物质由气态变为液态的过程叫液化。
【解答】解:(1)图甲所示装置中温度计的玻璃泡碰到了烧杯壁,这会使温度的测量结果偏高;
(2)由图象还可以看出,b、c两种图象的沸点相同,c加热时间长,所以原因可能是图象中水的质量不同。
(3)水沸腾时温度的特点是:虽然继续吸热,但温度保持不变。因此可以判断第12min的数据是不正确的;
(4)水沸腾时需要吸热,在当时的实验环境下,水的沸点为98℃,而99℃高于水的沸点,水将处于气态;
(5)开始实验时,温度计自身的温度较低,热的水蒸气遇冷的温度计壁液化成小水珠,沾在温度计壁上,造成很难看清示数。
故答案为:(1)温度计的玻璃泡接触到烧杯的杯壁;(2)水的质量不同;(3)12;水沸腾时温度的特点是:虽然继续吸热,但温度保持不变;(4)气;(5)液化。
【点评】此题考查的是探究水的沸腾实验,包括温度计的使用、沸点与气压的关系及利用图象反映沸腾的特点等,都属于基本技能的应用,难度不大。
2.【分析】(1)掌握水在沸腾过程中的特点:吸热,但温度保持不变;
(2)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量。
【解答】解:
(1)水在沸腾过程中生成大量的气泡,气泡在上升过程中体积逐渐增大,达到水面处破裂,水由液态变成气态,发生汽化现象,杯内的水开始减少;
水在沸腾过程中,需要吸热,但温度保持不变;
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×0.1kg×(90℃﹣70℃)=8.4×103J;
故答案为:不变;8.4×103。
【点评】水的沸腾实验是初中热学部分最重要的实验,本题考查的比较全面,水沸腾的特点、水吸收热量的计算公式等。
3.【分析】(1)体积较大的冰块温度计的玻璃泡不能很好的与冰块接触,而碎冰块能很好的包裹住温度计玻璃泡;
(2)从丙图象来看,熔化过程中温度保持在熔点(48℃)不变,熔化过程物体处于共存状态;
区别晶体与非晶体的方法:有无固定的熔点;
(3)在标准大气压下,冰的熔点是0℃,海波的熔点是48℃。
【解答】解:(1)体积较大的冰块温度计的玻璃泡不能很好的与冰块接触,而碎冰块能很好的包裹住温度计玻璃泡;故选择碎冰块。
(2)从丙图象来看,熔化过程中温度保持在熔点(48℃)不变,熔化过程物体处于共存状态;
区别晶体与非晶体的方法:有无固定的熔点;从图中来看,该冰跟海波熔化时都有固定的熔点,所以冰跟海波都是晶体。
(3)在标准大气压下,冰的熔点是0℃,海波的熔点是48℃;故海波的熔化图象是丙。
故答案是:(1)碎冰块;(2)不变、固液共存、晶体;(3)丙。
【点评】该题考查了晶体熔化的知识,要求学生掌握晶体与非晶体熔化的过程与晶体熔化图象。
4.【分析】(1)水浴法加热物质应全部在水中,这样可以使物体受热均匀;
(2)晶体在熔化时不变的温度即为该晶体的熔点;晶体在熔化过程中吸热但温度不变;比热容是表示物质吸热能力的物理量;
(3)晶体在熔化过程中吸热但温度不变;热传递需要接触的物体间有温度差;
【解答】解:(1)如图所示,实验采用了水浴法给试管内物质加热,并且用搅拌器不断搅拌,这样做的好处是可以使晶体受热均匀,但是实验装置试管内的物质没有全部在水面以下,会影响实验效果;
(2)晶体在熔化时不变的温度即为该晶体的熔点,如图乙可知该晶体的熔点是48℃,熔化从第5min开始到第10min结束,总共持续了5min;
通过图象可以看出,固态时的图象的倾斜程度要小于于液体时图象的倾斜程度,即在相同的时间内(吸收相同的热量)固态时的温度变化小,吸热能力强,所以该物质在固态时的比热容大于液态时的比热容;
(3)在晶体熔化过程中撤去精灯,晶体还会继续熔化,原因是烧杯内水的温度高于试管内晶体的熔点,两者存在温度差,晶体可以继续吸收热量;
故答案为:(1)试管内晶体露出水面受热不均匀;采用水浴法;(2)48;5;大于;(3)水的温度高于晶体的熔点;吸收。
【点评】本题考查熔化和凝固实验,关键是将课本知识记忆清楚,仔细分析即可。
5.【分析】(1)温度计读数时,视线要与液柱凹液面上表面保持相平,不能俯视或仰视。
(2)要掌握沸点的概念,知道液体沸腾时温度叫做沸点;掌握沸腾的特点:吸收热量但温度保持不变。
【解答】解:(1)图中读数的时候,视线要与液柱凹液面上表面保持相平,故a、c错误,b正确。
(2)由图知,当水的温度达到97℃时,温度不再变化,说明此时是水的沸腾过程,其特点是吸热温度保持不变,水的沸点是97℃。
故答案为:b;97;吸热温度保持不变。
【点评】本题是探究水的沸腾实验,主要考查了沸点的概念及温度计的读数。这些都是该实验中应该重点掌握的内容。
6.【分析】(1)要正确的读数一定要先认清温度计的分度值。
(2)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;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。
(3)液体沸腾的条件:到达沸点继续吸热。
【解答】解:①温度计的分度值是1℃,所以其温度68℃;
②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,图B符合水沸腾前的现象;
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,图A符合水沸腾时的现象。
③在水沸腾过程中,将酒精灯撤掉时,会观察到水继续沸腾一会儿。理由是:石棉网余温高于水的沸点,水继续吸热;
故答案为:①68;②A;③石棉网余温高于水的沸点,水继续吸热。
【点评】此题是研究水的沸腾实验,在实验中需要测量水的温度,所以有关温度计的读数也是非常重要的,一定要认清温度计的分度值。还要学会处理数据、实验误差的分析和正确使用实验仪器。
7.【分析】(1)温度计使用时,玻璃泡要全部浸没在被测液体中,不能碰到容器底和容器壁。
(2)当水沸腾时,水中形成大量的气泡上升到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中;水蒸气也可以液化,也会放热,所以烫伤会更严重。
(3)在装置相同的情况下,相同时间吸收热量相同,根据Q吸=cm△t可得第一次实验和第二次实验所用水的质量之比。
【解答】解:(1)温度计使用时,玻璃泡要全部浸没在水中,不要碰到烧杯的底部或侧壁。
(2)当水沸腾时,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,且此时温度为沸点。
水蒸气引起的烫伤往往比开水烫伤更严重,这是因为水蒸气和开水的温度虽然差不多,水蒸气遇到相对温度比较低的人体,就会液化,液化要放出大量的热,所以水蒸气烫伤更厉害。
(3)在装置相同的情况下,相同时间吸收热量相同,根据Q吸=cm△t可得第一次实验和第二次实验所用水的质量之比:
cm1△t1=cm2△t2,====5:3。
故答案为:(1)全部浸没;(2)变大;液化要放出大量的热;(3)5:3。
【点评】本题主要考查温度计的使用、水的沸腾现象及液化现象和吸热公式的考查,是一道综合题。
8.【分析】(1)在进行温度计的读数时注意分度值;
(2)物质由液态变成气态发生的是汽化现象,汽化时需要吸收热量;
(3)液体温度的高低、液体表面积的大小、液体上方空气流动的速度都是影响蒸发快慢的因素,利用控制变量法分析。
(4)液体蒸发的快慢还与周围空气的湿度、液体的种类有关系。
【解答】解:(1)由图知,温度计的分度值为0.1℃,则a温度计示数为25.5℃。
(2)液体蒸发时需要吸收热量,所以酒精蒸发时会向温度计吸收热量,导致温度计的示数降低。
(3)通过b、c温度计的示数可以看出,c的示数低,b、c温度计的主要区别在于液体表面的空气流速不同,因此可得出液体蒸发的快慢与液体表面的空气流速有关;
(4)该同学用水代替酒精多次实验,若三根温度计示数差别不大,即水的蒸发快慢差别不大,说明空气湿度较大,此时水不易蒸发,雨天或潮湿天气时空气湿度较大;
若温度计的示数差别很大,则说明空气湿度较小,晴天时空气湿度较小,
由此可以猜想可能的天气是雨天或潮湿天气;
故答案为:(1)25.5;(2)吸收;(3)液体表面的空气流速;(4)雨天(或潮湿天气)。
【点评】明确研究液体蒸发快慢与哪些因素有关要用到控制变量法的基础上,认真把握图中的相同点与不同点是解此题的关键。
9.【分析】(1)水沸腾前,上层水温比较低,气泡在上升过程中,遇冷的水液化成水,气泡变小;水沸腾时,整个容器的水温度相同,气泡在上升过程中,水不断汽化成水蒸气,气泡越来越大;
(2)要会进行温度计的读数,在读数时,首先认清温度计的分度值。
(3)水沸腾后继续加热,每隔一段时间记录水的温度;沸腾时的特点:不断吸热但温度保持不变;
【解答】解:(1)图1甲图中气泡在上升过程中,体积逐渐增大,所以是沸腾时的现象。图乙中气泡在上升过程中体积逐渐减小,所以是沸腾前的现象。
(2)由图2知,此温度计的分度值是1℃,所以此时温度计的示数是97℃,即水的沸点是97℃。
(3)水沸腾后继续加热,每隔一段时间记录水的温度;根据记录的数据,可得出水沸腾时温度变化的特点:不断吸热,温度保持不变;
故答案为:(1)甲;(2)97;(3)温度;保持不变。
【点评】此题是观察水的沸腾实验,考查了温度计的使用、沸腾时和沸腾前现象的区别及沸腾时的特点,有关沸腾的知识难度不大,应注意掌握。
10.【分析】(1)点燃酒精灯加热物体时,要使酒精灯的外焰加热,安装装置时,先从下到上,方便调节。
(2)液体沸腾时不断吸收热量,温度保持不变,这个不变的温度是液体的沸点。
(3)在时间和温度图象上,描出温度和时间的对应点,并把各点用光滑的曲线连接起来。
【解答】解:(1)按规范要求,要使酒精灯的外焰加热,调节铁圈2的高度时,需要点燃酒精灯。
(2)由表格数据知,水在第3min开始,水不断吸收热量,温度保持98℃不变,所以此时水的沸点是98℃。
(3)根据表格中数据,在时间和温度图象上描点,用光滑的曲线连接各点,在其他条件不变的情况下,仅将水的质量减少,重复(2)的实验步骤,相同时间水的温度变化更快,如下图:
故答案为:(1)需要;(2)98;(3)如上图。
【点评】本题通过水的沸腾实验考查了器材的组装、沸点等知识,用数学描点法描绘时间和温度的图象,体现了学科间的整合。
11.【分析】(1)因为在实验中需要用酒精灯的外焰加热,所以应从下向上固定实验器材的位置;
(2)烧杯冒出的大量“白气”是水蒸气遇冷液化成的小水滴;
(3)要会进行温度计的读数,在读数时,首先认清温度计的分度值;液体沸腾时,不断吸收热量,温度保持不变;
(4)根据图象,通过水质量的大小及初温的高低判断加热时间较长的原因。
【解答】解:(1)在实验中需要用酒精灯的外焰加热,所以应先确定铁圈的高度;
(2)实验过程中,烧杯上方的“白气”是水蒸气遇冷后液化成的小水滴;
(3)由图知,此温度计的分度值是1℃,所以此时温度计的示数是98℃,即水的沸点是98℃;水在沸腾过程中吸热但温度保持不变,继续加热,温度计的示数将不变;
(4)图丙是根据实验数据作出的图象。由图象可知,将水加热至沸腾的时间较长,单位时间内温度的变化较小,其原因可能是水的质量偏大。
故答案为:(1)铁圈;(2)液化;(3)98;不变;(4)水的质量偏大。
【点评】此题是探究水的沸腾实验,考查了温度计的读数,水沸腾的特点,将其与图象结合,增大了题的难度。
12.【分析】(1)为了使固态物质均匀受热,用水浴法;晶体和非晶体的区别是:晶体有一定的熔化温度而非晶体没有。
(2)改变物体内能的方法,一是做功,二是热传递;液体的沸点与气压有关,液体表面的气压越大、沸点越高;
(3)晶体在熔化和沸腾的过程中温度不变。
【解答】解:(1)实验装置用水浴法加热,可以使冰均匀受热;
由表格数据知,冰在熔化过程中,继续吸热、温度保持不变,有一定的熔化温度,因此冰属于晶体。
(2)实验中,水从火吸收热量、内能增加、温度升高,是通过热传递的方式增加水的内能。
由图知,由所绘制的乙图象可知,水的沸点低于100℃,此时周围环境的大气压低于一标准大气压;
(3)冰是晶体,晶体在熔化的过程中需要吸热,但温度不变;水在沸腾时,吸收热量,但温度不变。
故答案为:(1)均匀受热; 晶体;(2)热传递; 低于;(3)继续吸热,温度不变。
【点评】主要考查了晶体熔化、水的沸腾的特点及对晶体熔化、水沸腾图象的分析。要注意从图象中得到信息。此题考查比较全面,是一道很好的题目。
13.【分析】(1)晶体和非晶体的重要区别:晶体熔化时不断吸收热量,温度保持不变;物体的质量不随温度的变化而改变。物质在熔化过程中,处于固液共存状态,熔化完毕,处于液态;晶体熔化的时候吸收热量,温度不变,但内能增加。
(2)比热容是反映不同物质吸放热能力的一个物理量,比热容大,在降低相同的温度时就会放出更多的热量。
海波是晶体,晶体凝固过程中温度不变。
【解答】解:(1)晶体熔化时温度不变,由图象可知,海波在第3分钟至第7分钟过程中吸热但温度不变,因此,海波是晶体,且熔点是48℃,
熔化过程经历了7分钟﹣3分钟=4分钟,晶体在熔化的过程中吸热但温度不变;
晶体熔化的时候吸收热量,温度不变,但内能增加,因此图中B点的内能小于C点的内能,
第7分钟后熔化结束全部呈液态且继续吸热温度上升,因此在第9分钟时是液态;
(2)因为水的比热容大,吸收或放出相同热量时,温度变化都较小,因此经过较长时间凝固过程也没有结束,
由图丙可以看出,海波液体凝固过程中温度不变。
故答案为:(1)4;小于;液态;晶体;(2)比热容;不变。
【点评】此题考查了对冰的熔化图象的分析,要掌握晶体熔化过程中的特点;晶体与非晶体最大的区别就是看是否有一定的熔点,从图象上分辨,最大的不同就是晶体有一段时间只吸热而温度不变,我们应该学会区分。
14.【分析】(1)探究晶体和非晶体的熔化和凝固实验时,一般都采用水浴法,物体的温度变化比较均匀,并且变化比较慢,便于记录实验温度;
(2)根据图甲确定温度计的分度值,读出示数;
(3)由图象知冰熔化过程的特点,冰和水的比热容不同,同种情况下,温度变化不同;
(4)同一加热装置,在相同的时间内吸收的热量相同。
【解答】解:(1)将装有冰的试管放入水中加热,这是水浴法,这样冰的温度变化比较均匀,并且变化比较慢,便于记录实验温度;
(2)由图甲知,温度计的分度值是1℃,此时是零下,液柱上表面对准了0℃下面第4个小格处,读作﹣4℃;,
(3)由图象知冰在熔化过程中持续吸热、温度不变;冰化成水质量不变,但比热容发生了变化,所以同样受热情况下,温度变化快慢不同;
(4)因为同一加热装置,在相同的时间内吸收的热量相同,已知在AB段时间为2min,BC段为3min,则Q1:Q2=2:3;
故答案为:(1)使冰受热均匀;(2)﹣4;(3)温度不变;该物质状态不同时比热容不同;(4)2:3。
【点评】会分析物质熔化的图象,是本实验中应该掌握的基本技能之一,从图象中获取有效的信息,也是物理实验中经常运用的。
15.【分析】(1)水在沸腾过程中虽然不断吸热,但温度保持不变。
(2)掌握水沸腾时吸热但温度保持不变的特点,水的沸点指水沸腾时的温度;根据液体沸点随气压的增大而升高的特点分析;
水沸腾的特点是吸收热量但温度不,影响沸腾加热时间的因素有:水的多少、水的初温等。温度是内能大小的量度;
(3)纸板的作用是减少热量散失,缩短加热时间。
【解答】解:(1)水在沸腾过程中,虽然不断吸热,但温度保持不变。
(2)由图象可知,水的沸点为98℃,低于100℃,所以当时气压低于1个标准大气压;
通过图象可知,初温相同的水,从开始加热到沸腾所用的时间不同,这是因为水的质量不同;
两图象中t0时刻,a图象中水的温度更高,所以a图象中的水分子无规则运动剧烈程度较大。
(3)在实验中所覆盖纸板的作用是减少热量的损失,缩短加热时间。
故答案为:(1)保持不变;(2)低于;水的质量不同;a;(3)减少热量的损失,缩短加热时间。
【点评】此题是探究水的沸腾实验,主要考查了沸腾的温度、内能改变的方法、沸点与气压的关系。这些都是该实验的重点,应熟练掌握。
16.【分析】(1)沸腾前,上层的水温度较低,上升的气泡遇低温液化,气泡减小,沸腾时,气泡逐渐变大;
(2)减小加热时间的方法有:减少水量,提高水的初温等;
(3)液体沸点受气压影响,气压越低沸点越低,1标准大气压下水的沸点是100℃;
(4)水沸腾的特点:不断吸热温度不变;
【解答】解:
(1)水在沸腾前,上层的水温度较低,上升的气泡遇冷液化,气泡减小;由图甲可知,气泡在上升过程中逐渐减小,所以水没有沸腾;
(2)为了缩短从开始加热到沸腾所用的时间,可以通过减少水量或者提高水的初温来实现;
(3)水沸腾后温度计的示数如图乙所示,温度计的分度值为1℃,其示数为97℃,即杯中水的沸点为97℃;
液体沸点受气压影响,气压越低、沸点越低,1标准大气压下水的沸点是100℃,所以此时气压低于标准大气压;
(4)水沸腾时的特点是:吸热但温度不变;
故答案为:(1)没有;(2)减少水量;(3)97;低于;(4)吸收;不变。
【点评】本题考查水沸腾实验,关键是将课本知识内容记忆清楚,仔细分析即可。
17.【分析】(1)温度计的使用方法是:①估计被测温度,选用量程合适的温度计;②观察温度计的量程和分度值,以便测量时正确读数;③将温度计的玻璃泡与被测物体充分接触,不要碰到容器底或容器壁;④读数时,温度计玻璃泡仍留在被测物体中。
(2)根据晶体在熔化过程中,不断吸收热量,温度保持不变,内能增大,处于固液共存态;冰和水的比热容不同,同种情况下,温度变化不同;
(3)水沸腾后,温度不再上升,试管内的水到达沸点后,不能继续吸热,不能沸腾。
【解答】解:(1)观察图中温度计内液柱在0℃下方,分度值为1℃,所以温度计示数为﹣8℃;
(2)冰吸收热量温度升高,达到熔点,继续吸收热量,温度保持不变,处于固液共存状态,第8min在熔化过程中所以物质处于固液共存态,冰化成水质量不变,但比热容发生了变化,所以同样受热情况下,温度变化快慢不同;
(3)由于等烧杯内的水沸腾时温度保持不变,试管内的水虽达到沸点,但不能继续吸热,所以不能沸腾。
故答案为:(1)﹣8;(2)固液共存;水的比热容大于冰的比热容;(3)不会。
【点评】像这类实验题主要考查这样几个方面:①实验数据的分析,判断晶体还是非晶体,绘制温度﹣﹣时间图象,找出熔点或凝固点;
②判断某个时间段物质所处的状态,熔化前固态,熔化过程中固液共存,熔化后液态;
③实验中需改进的地方,一般常考缩短加热时间的方法,也是从烧杯加盖、火焰、水量方面考虑。
18.【分析】(1)探究晶体和非晶体的熔化和凝固实验时,一般都采用水浴法,物体的温度变化比较均匀,并且变化比较慢,便于记录实验温度。根据图象分析物质的种类;
(2)晶体熔化过程中,继续吸热,但温度不变,内能增加。
(3)首先根据该物质的熔点判断出该物质为冰。知道水的比热容最大。
【解答】解:(1)将试管放入水中加热,这是水浴法,采用水浴法,使物质受热均匀,物质的温度变化比较均匀,并且变化比较慢,便于记录实验温度。由图可知,该物质在熔化过程中,温度不变,故为晶体;
(2)晶体熔化过程中,继续吸热,但温度不变,内能增加,所以物质在B点时具有的内能小于在C点时的内能。
(3)因为水的比热容较大,所以质量相同的冰和水吸收相同的热量,水升温应较慢,而图丙中水升温应较快。
故答案为:(1)使物质受热均匀;晶体;(2)小于;(3)因水的比热容较大,质量相等的冰和水吸收相同热量,水升温应该比冰慢,而图丙中水升温快。
【点评】根据图象是否有不变的温度判断是晶体还是非晶体,要学会从图象中找出与晶体有关的信息,解题的关键是理解图象中每一阶段表示的含义及物质的状态。
19.【分析】(1)测量温度的仪器是温度计,测量时间的仪器是秒表;
(2)“水浴法”加热可以受热均匀;
(3)晶体和非晶体最大的区别就在于,晶体有一定的熔点,而非晶体没有一定的熔点;
(4)物质的比热容不同,吸收升温情况不同。
【解答】解:(1)测量温度的仪器是温度计,测量时间的仪器是秒表,所以该实验的仪器需要秒表;
(2)酒精灯直接给试管加热不仅使试管受热不均,而且试管还容易破裂,而“水浴法”加热可以使试管受热均匀;
(3)由表格中的数据可知,海波在熔化过程中,温度保持48℃不变,为晶体;石蜡的温度一直上升,为非晶体;
(4)比较0~3min固态海波和石蜡的温度变化可知,它们升温的变化是不同的,其原因是比热容不同。
故答案为:(1)秒表;(2)使物质均匀受热;(3)海波;48℃;(4)升温快慢不同;比热容不同。
【点评】此题考查熔化实验中的一些注意事项,如“水浴法”的好处、加热固体的状态以及在这一过程中温度保持不变,并借助图象形象直观的展示了晶体的熔点此题是探究水的沸腾实验,主要考查了有关温度计的读数,水的沸腾图象的画法、水的沸腾特点及沸腾前和沸腾时的区别,要注意区分。
20.【分析】(1)固体分为晶体和非晶体,晶体和非晶体的区别是:晶体有一定的熔点,非晶体没有。
当冰熔化一段时间后,试管中的冰熔化一部分,冰的质量减少;
(2)晶体熔化的特点:吸热温度不变;
从开始熔化到完全熔化为熔化过程。
(3)在熔化之前为固态;熔化过程中为固液混合态;完全熔化后为液态;
(4)空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠;
(5)利用试管加热固态物质时,将试管放入水中加热,可以使物体能够均匀受热,还能减慢冰温度上升的速度。
【解答】解:(1)晶体和非晶体的最大区别在于:晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,根据冰的图象特征可知冰有固定的熔点,冰是晶体;
当冰熔化一段时间后,试管中的冰熔化一部分,冰的质量减少;
(2)冰在加热后2min到第5min这段时间虽然不断的吸热,温度却保持不变,这是冰的熔化过程,持续了3min,冰在熔化过程中吸收热量,但温度不变。
(3)冰在熔化之前为固态;熔化过程中为固液混合态;完全熔化后为液态;由图象知加热到第3min时,是冰的熔化过程,熔化过程冰处于固液共存状态;
(4)杯口上方出现“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水珠;
(5)实验中将装有冰的试管放入水中加热,这样做目的是能使试管受热均匀,由于水的温度上升缓慢,所以冰的温度上升速度较慢,便于记录各个时刻的温度。
故答案为:(1)晶体;减少;(2)吸热;3;(3)固液共存;(4)液化;(5)慢。
【点评】此题是考查晶体熔化图象的知识。这就要求我们平时多注意培养自己对图象的分析能力。