一、初二物理 物态变化实验易错压轴题（难）
1．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。
2．小明猜想，水中加入盐后，一定会对水的凝固点产生影响。
(1)为了验证这一猜想，他将一些盐水用容器盛好放入冰箱，研究盐水的凝固过程，每隔一定时间，小明就观察盐水状态、测出温度，并将记录的数据画成了图像如图甲所示，则由此可知：该盐水的凝固点为________。在10min~20min时间内，盐水________（选填“吸热”、“放热”或“不吸放热”）。
盐水浓度 凝固点（℃） 0 0 3% -2 9% -6 15% -11 21% -18 27% -2 33% -0.4 36% 0
(2)小明继续猜想：盐水的凝固点与盐水的浓度有关。接着他进行多次实验得出不同浓度盐水的凝固点，数据记录如表所示。分析表格中数据可知，当盐水浓度从0开始增大时，其凝固点_______；小明由表格数据判断：当浓度为21%时，盐水的凝固点最低，其值为?18℃，你认为他的判断准确吗？________（选填“准确”或“不准确”）。
(3)通过实验探究，小明联想到：当积雪厚度在5~15cm，气温在0℃左右时，路面上的冰雪常会呈“夜冻昼化”状态，汽车最容易发生事故此时，护路工人常在路面上撒盐，从而 _______（选填“提高”或“降低”）冰雪的熔点。综合考虑各种因素，工人的撒盐量对应的盐水浓度，接近于表乙中各浓度值的哪一个最为合适？______。 【答案】?2℃ 放热 先降低后升高 不准确 降低 21% 【解析】 【分析】
(1)凝固图像的横坐标表示时间，纵坐标表示温度，凝固过程中保持不变的温度叫凝固点；晶体凝固过程中，继续放热，温度不变。
(2)根据表中盐水浓度从0~36%，凝固点从0℃降低然后上升到0℃可得出结论；根据前面的结论，不能根据个别数据得出结论；
(3)根据冰雪的熔点和盐水的熔点对比分析；为避免“夜冻昼化”现象，应使冰雪易熔化且不容易凝固，据此分析。 【详解】
(1)[1]从图像可知：保持不变的温度是?2℃，故该盐水的凝固点是?2℃。 [2]在10min~20min时间内，盐水处于凝固过程中，继续放热，温度不变。
(2)[3]从表格中的数据可看出：盐水的浓度一直在变大，而盐水的凝固点是先降低后又升高。
[4]从表格中的数据可看出：盐水浓度为21%时凝固点最低，其值为?18℃，盐水浓度在21%前后如19%、20%、22%、23%等还有其它数据，根据前面结论的趋势看，都有可能在以上盐水浓度时盐水的凝固点比?18℃还低，故他的判断不准确。
(3)[5]从表格中的数据可看出：一定浓度盐水的熔点低于0℃，故护路工人常在路面上撒盐，从而降低冰雪的熔点。
[6]为避免“夜冻昼化”现象，应使撒盐后冰雪的熔点尽可能的低，由表中数据可知，工人的撒盐量对应的盐水浓度应接近于21%，即使夜晚温度很低时，也能保证路面不再结冰。
3．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。
4．如图甲是探究“水的沸腾”的实验装置．当水温上升到90℃时，每隔1min记录一次温
度计的示数，直到水沸腾5min后停止记录．
（1）图乙中，表示水在沸腾时的现象是其中的_____图．
（2）根据实验数据，作出了水的温度随时间变化的图象，如图丙所示．由图象可知，在当时条件下，水的沸点是_____℃．
（3）水在沸腾过程中，需要_____热量，温度_____．
（4）水沸腾时，杯口附近出现大量“白气”，是水蒸气遇冷_____形成的．
（5）实验结束后，同学们在交流时，发现各组测出的水的沸点大多数都小于100℃，说明当时的大气压_____（选填“高于”、“低于”或“等于”）1个标准大气压．
（6）有两组同学选用的实验装置相同，但水开始沸腾的时刻不同，他们绘制的沸腾图象如图丁所示：a、b两种图象不同的原因是水的_____不同． 【答案】A 98 吸收 不变 液化 低于 质量 【解析】
(1)由图乙可知，A中气泡在上升过程中逐渐变大，是沸腾时的现象；B中气泡在上升过程中体积逐渐减小，是沸腾前的现象； (2)从图丙可知，水在沸腾过程中温度保持98℃不变，所以此时水的沸点为98℃； (3)水沸腾时，不断吸收热量，温度保持不变； (4)白气是高温水蒸气遇冷形成的小水珠，是液化现象．（5）水的沸点随气压的降低而降低，故当时的大气压低于1个标准大气压．（6）由图像可知，由于水的质量不同，从开始加热到沸腾所需的时间不同．
点睛：分析图像不同的原因是本实验的难点，熟练掌握实验过程是解决问题的关键．
5．小红在学习了“比热容”的有关知识后，知道单位质晕的不同物质在升高相同温度时，所吸收的热量不同，为了描述物质的这种性质，引入了一个新的物理量–比热容，于是她又想到晶体在熔化时，温度虽然保持不变，但需要吸收热量，那么单位质量的不同晶体熔化时所吸收的热量是否相同昵？带着这个疑问，小红在实验室利用电热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示．实验时，冰的质量为
，相同时间冰和水吸收的热量相同．水的比热容为（1）根据图线，你能得到的一条信息是：________； （2）CD段水吸收的热量是多少___________？ （3）计算出冰的比热容____________；
（4）设加热器发出的热量有70%被冰或水吸收，求加热器的功率是多大____________？ （5）若规定质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热”，根据图中所给的信息，计算出冰的熔化热_____________
【答案】冰在熔化时温度保持不变（答案不唯一）
【解析】 【分析】 【详解】
（1）冰吸收热量，温度升高．达到熔化，继续吸收热量，温度保持不变，完成熔化过程．冰全部熔化之后，水吸收热量，温度升高．
所以可得信息有：冰在熔化时温度保持不变；冰是晶体等．
（2）冰的质量为0.5kg，冰熔化成水，状态变化，质量不变，水的质量是0.5kg， 由图象知，水从0℃升高到20℃， 所以，水吸收的热量为： 3
为4.2×103J．
（3）冰从-20℃吸收热量升高到0℃，需要了5min，吸收热量为：
，
冰的比热容为：
（4）水吸收热量温度升高过程中，
，即
解得：
．
，
冰的熔化热为：
．
， ，
． ．
水从0℃升高到20℃，水吸收的热量为4.2×104J，需要10min，所以，水1min吸收的热量
．
（5）0.5kg冰从5min到45min全部熔化，需要40min，吸收的热量为：
6．如图中，图甲所示，是“探究物质的熔化规律”的实验装置。甲乙两组同学选取了“萘”和“石蜡”两种物质进行实验。实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内，再放入大烧杯的水中，观察固体的熔化过程。
承德物理物态变化实验单元测试卷(解析版)
