一、初二物理 物态变化实验易错压轴题(难)
1.图甲是小强在标准大气压下用 50g 冰做“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验装置,℃)] 图乙是他根据记录的数据绘制的温度随时间变化规律的图像。[c 水=4.2×103J/(kg·
(1)实验中,冰熔化的时间为___________min。
(2)由图乙可知,冰在熔化过程中吸收热量,温度不变,内能____(选填“增大”、“减小”或“不变”),冰在熔化过程吸收的热量为_________J。
(3)试管中的冰完全熔化后,若持续加热,当烧杯中的水沸腾时,试管中的液体_________选填“会”或“不会”)沸腾。
【答案】4 增大 3.15×10 3 不会 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]由图象可知,实验中冰从2min开始熔化,6min熔化完毕,故冰熔化的时间是4min。 (2)[2]由图象可知,冰在熔化过程中吸收热量,温度不变,因继续吸热,所以内能增大。 [3]50g冰熔化成水,因为质量是不变的,所以水的质量也是50g,在6~10min内,水的温度升高了15℃,则在6~10min内水吸收的热量为
Q水吸=cmt=4.2?103J/(kg℃)?0.05kg?15℃=3.15?103J
由题知物质在相同的时间内吸收的热量是相同的,而冰的熔化过程用时也是4min,所以冰熔化过程中吸收的热量为
Q冰吸=Q水吸=3.15?103J
(3)[4]当烧杯中的水沸腾后,尽管不断吸热,但烧杯中的水温度不再升高,保持水的沸点温
度不变;试管中的水从大烧杯中吸热,温度达到水的沸点后,就和烧杯中的水的温度一样,就不能从烧杯中继续吸热,这时虽然达到了沸点,但不能继续吸收热量,所以试管中的水不会沸腾。
2.探究蒸发快慢影响因素的实验中,在四块相同的玻璃板上各滴上等量的水,如图所示.
(1)选择A、B两图进行实验探究,可以探究蒸发快慢与液体的_____是否有关. (2)选择_____两图进行实验探究,可以探究蒸发快慢与液体的温度是否有关. (3)通过A、D两图的对比,可以探究水蒸发快慢与水表面的空气流速是否有关,实验中如果利用电吹风来改变空气流速,_____(应该/不应该)使用热风. (4)以上实验体现了_____法.(填物理实验方法)
(5)某同学猜想水蒸发快慢还可能与水的多少有关,于是继续进行了如下探究:在相同环境下的两块相同的玻璃板上分别滴上一滴和两滴水,结果发现甲图中水先蒸发完,他依据“谁先蒸发完,谁蒸发的快”,得出结论:“水蒸发快慢与水的量有关,水越少蒸发越快”.他的依据和结论_____.(选填“正确”或“不正确”). 【答案】表面积 AC 不应该 控制变量 不正确 【解析】 【分析】 【详解】
(1)比较A、B两图看出是水的温度和水上方空气流动速度相同,不同的是水的表面积,所以可以得出水蒸发快慢与水的表面积有关.
(2)要研究水蒸发的快慢与水的温度的关系,应控制水的表面积和水上方空气流动速度,所以选择AC两图是正确的.
(3) 通过A、D两图的对比要想研究水蒸发的快慢与液体上方的空气流动情况有关,即需控制相同的表面积、相同的温度,不同的空气流动情况,不应该使用热风. (4)以上实验体现了控制变量法.
(4)该同学的验证过程是错误的,因为从设计的环节看他没控制水的表面积相同,因为只有在水的表面积相同时,先蒸发完的蒸发的才快. 因此他的依据和结论不正确. 【点睛】
(1)影响蒸发快慢的因素有: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;(2)在探究一个物理量与多个因素的关系时,采用控制变量法的思想.
3.在“探究水的沸腾”实验中,小华使用的装置如图甲所示,根据实验数据做出的“温度-时间”图像如图乙所示。
(1)从图乙中可知实验测得的水的沸点是___ ℃,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。
(2)水在沸腾过程中,要持续_______(“吸热”或“放热”)温度保持不变。 (3)学习了“探究水的沸腾”实验后,在实验条件相同的情况下,小华又利用图甲装置进行了“探究酒精的沸腾”实验,并根据实验数据做出“温度-时间”图像如图丙所示。水和酒精的比热容(c水>c 酒精),分析乙、丙两图可知,实验过程中水的质量_______酒精的质量(选填“大于”“等于”或“小于”)。 【答案】98 小于 吸热 小于 【解析】 【详解】
(1)由图象分析可知:水在第4分钟开始沸腾,温度保持不变,此时温度为98℃,水沸点为98℃;1标准大气压下水的沸点为100℃,由此可知当时气压小于1标准大气压; (2)水沸腾时,持续吸收热量但温度保持不变;
(3)由图乙、丙可以看出,水和酒精加热相同的时间,升高相同的温度,则有
c水m水t?c酒精m酒精t ,因为c水?c酒精,可得m水?m酒精 。
4.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.
5.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.
6.阅读短文,回答问题.
汽车防冻液
汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高.为了确保安全,可用水循环进行冷却.实际上,水中往往还要加入不易挥发的防冻液(原液),加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾.有关资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,具体数值参见下表(表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比).
在给汽车水箱中加防冻液时,宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10~15℃.考虑到混合液中防冻液的含量过高会影响散热效果,因此,混合液中防冻液的含量不宜过高. (1)在混合液中,如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%,则混合液凝固点的变化情况 是(_________)
A.逐渐升高 B.逐渐降低 C.先升高后降低 D.先降低后升高
(2)若某地常年最低气温为-15℃,对该地区汽车来说,在下列不同防冻液含量的混合液中,宜选(_________)
A.30% B.40% C.60% D.90%
(3)请在图中作出混合液沸点与防冻液含量的关系图像____________;
(4)由图像可以推知,防冻液的含量达到75%时,混合液的沸点大约是__________℃. (5)长时间使用后,汽车水箱中的混合液会减少.与原来相比,混合液的沸点________(选填“升高”、“降低”或“不变”),其原因是________________________________