八年级科学上册专题训练 水的异常现象（含解析）

水的异常现象
一、选择题
1．水的温度在0～4 ℃之间变化时，体积会反常膨胀，这就是所谓的“热缩冷胀”。当一杯水的温度由0 ℃升高至3 ℃时，下列说法正确的是(　　)
A．质量不变，密度不变　 B．质量不变，密度变小
C．质量变小，密度变小　 D．质量不变，密度变大
2．实验表明，在将0 ℃的水加热到4 ℃时，其体积不但不增大，反而缩小，这就是水的反常膨胀现象。对此，下列说法不正确的是(　　)
A．同体积的水，在4 ℃时比热容最大
B．同质量的水，在4 ℃时密度最大
C．同条件的水，在4 ℃时分子间距最小
D．同质量的水，在4 ℃时体积最小
3．如图1所示为一定质量的某物质体积随温度变化的图像，下列说法不正确的是(　　)
　图1
A．图像反映了该物质的反常膨胀
B．一定质量的这种物质，体积先随温度的升高而减小，再随温度的升高而增大
C．这种物质的密度先随温度的升高而增大，再随温度的升高而减小
D．这种物质的密度是它本身的一种属性，为常数
4．在较深的河底鱼能安全过冬，是因为(　　)
A．河底水的质量较大
B．鱼鳞的保暖性较好
C．鱼受到的水的压强较小
D．由于水的反常膨胀，河底水的密度最大，其温度保持在4 ℃
5．“水是生命之源。”下列描述水的各物理量之间关系的图像不正确的是(　　)
图2
二、填空题
6．水具有反常膨胀的现象，4 ℃以上的水遵循热胀冷缩的规律；0～4 ℃之间的水则遵循热缩冷胀的规律，因此，只有4 ℃时的水，密度最________。因此，在北方的冬天，无论水面结了多厚的冰，河流底部水的温度始终保持在________℃不变；冬季，我国北方地区常遭遇低温冻雪天气，停在室外的汽车的水箱常被冻裂，这是水箱里的水结冰后，质量________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，体积________的缘故。
7．某同学利用一定质量的水，探究水的体积和温度的关系，并根据实验数据作出V－T曲线，如图3所示，请根据此图像回答下列问题。
图3
(1)AB段反映的物理现象是_____________________________________，BC段反映的物理现象是___________________________________________________________。
(2)以上现象揭示了水的反常膨胀规律，由此进一步得出的结论是：水在4 ℃时，________________________________________________________________________。
8．小明在学习“物质的比热容”时，取相同质量的水和沙子，用相同的酒精加热，测得它们升高的温度如下表，并在图4中作出沙子升高的温度随时间变化的曲线。
加热时间/min
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
温度/℃
水
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
沙子
4.3
7.9
15.2
18.4
21.5
　图4
(1)实验中选用相同的酒精灯加热，可以认为相同时间内水和沙子________________________________________________________________________相同。
(2)请利用表中数据在图中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线。
(3)沙子在1.0～1.5 min内升高的温度有明显异常，其主要原因是____________________________。
典题讲评与答案详析
1．D　[解析] 水的温度由0 ℃升高至3 ℃时，体积会反常膨胀，即体积V变小，由密度的计算公式ρ＝知，水的密度将变大。
物质温度变化，导致构成物质分子间的距离发生改变，但构成物质的分子个数不变，即质量保持不变。
2．A　[解析] 水在4 ℃时的体积最小，密度最大，分子间间隔最小。
比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与吸放热的多少、质量、体积的大小都没有关系。
3．[全品导学号：75854000] D　[解析] 由图像可知：该物质在4 ℃时，体积最小，所以一定质量的该物质在4 ℃时，密度最大；且一定质量的这种物质，当温度由4 ℃以下逐渐升高时，体积先随温度的升高而减小，再随温度的升高而增大。
水在4 ℃时体积最小，密度最大，我们平时所说的水的密度是4 ℃时的密度。
4．D　[解析] 水具有反常膨胀的特点，当水从4 ℃降到0 ℃的过程中，其体积增大，但质量不变，水的密度将变小；而密度大的水下降、密度小的水上升，形成对流，所以较深河底的水温是4 ℃，这样的温度使河底的鱼能安全过冬。
液体或气体中各部分的相对运动：因浓度差或温差引起密度变化而产生的对流称为自然对流；由于外力推动(如搅拌)而产生的对流称为强制对流。
5．B
本题利用图像分析科学中一些物理量之间的关系，涉及的知识点较多，需要学生把这些物理量的概念理解透彻，能用不同的表达方法来描述它们的关系。
6．[全品导学号：75854001] 大　4　不变　增大
[解析] 温度能够改变物质的密度，事实表明，4 ℃时水的密度最大。温度高于4 ℃时，随着温度的升高，水的密度越来越小；温度低于4 ℃时，随着温度的降低，水的密度也越来越小。水凝固成冰时体积变大，密度变小。人们把水的这个特性叫作水的反常膨胀。
水在4 ℃以上跟一般的物体一样，遵循热胀冷缩的规律。但在0～4 ℃之间，水出现反常膨胀现象，即“热缩冷胀”，一定质量的水在4 ℃时体积最小，密度最大。
7．(1)在0～4 ℃时，水的体积随温度的升高而减小　4 ℃以上时，水的体积随温度的升高而增大
(2)密度最大
[解析] 从点A到点B，温度逐渐升高，而水的体积在减小；从点B到点C，温度逐渐升高，同时水的体积也在增大。
图像的横坐标表示温度的变化，纵坐标表示体积的变化，不难分析出水的体积随温度的变化规律；由图像可知，一定质量的水在4 ℃时体积最小，根据ρ＝就可以得出密度的特点。
8．[全品导学号：75854002]
(1)吸收的热量
(2)如图所示
(3)沙子受热不均匀
根据相关数据作图时，在图像中找出表格中的数据所对应的点，然后用平滑的曲线连接。