一、初二物理 物态变化实验易错压轴题(难)
1.在探究热现象的实验中,小明将质量均为100g的冰和石蜡分别装在两个相同的试管中,并放在一个装有水的大烧杯中进行加热,如图甲所示,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像,如图乙所示,请回答下列问题:
(1)将两试管放在同一个装有水的大烧杯中进行加热,目的是____;
(2)由图乙可知,____是冰,该物质在第4min时的状态为____,当冰全部熔化后,继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一段时间,发现试管中的水始终不会沸腾,其原因可能是____;
(3)加热1min,冰、石蜡均为固态,由图乙可知,此时____(冰/石蜡)的比热容较大; (4)冰熔化时吸收了____J的热量。[c冰=2.1?103J/(kg?℃)]。
【答案】使物质受热均匀 A 固液共存 达到沸点不能继续吸热 石蜡 8.4×103 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]将两试管放在同一个装有水的大烧杯中进行加热,目的是使物质受热均匀。 (2)[2][3]冰是晶体,熔化过程中会有温度不变的阶段,故由图乙可知A是冰,该物质在第4min时处于熔化阶段,其状态为固液共存状态。
[4]沸腾的条件是达到沸点,能继续从外界吸热;当冰全部熔化后,继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一段时间,发现试管中的水始终不会沸腾,其原因可能是达到沸点不能继续吸热。
(3)[5]由吸热公式Q?cm?t,可知在吸收相同热量条件下,比热容越大则温度变化量越小,则;加热1min,冰、石蜡均为固态,由图乙可知,加热相同时间时石蜡温度变化量较小,此时石蜡的比热容较大。
(4)[6]冰是晶体,晶体熔化时温度不变,因此冰熔化时间为
t=6min-2min=4min
此过程温度保持不变,但内能增加;当加热2min时冰开始熔化,由于加热过程每分钟吸收的热量相同,故冰熔化时吸收的热量为
Q?2Q冰?c冰m?t?2?2.1?103J/(kg?℃)?0.1kg?20℃?8.4?103J
2.在“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验中,小明将质量相同的A、B两种不同的粉末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,实验装置如图甲所
示。实验过程中,当温度升至40℃时,她每隔1min记录一次A、B的温度和状态,并根据实验数据绘制了如图乙所示的图像:
(1)根据图乙的温度曲线判断,____(选填“A或B”)是一种晶体;
(2)B液体的沸点是100℃,如果持续加热,B ____(选填“会”或“不会”)沸腾; (3)当它们都成液态后,从第10min加热到第12min,吸收的热量_____(选填“A”“B”或“一样”)多。他发现B升温更慢,这是由于_________。 【答案】A 不会 一样 B的比热容大(或吸热能力强) 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]由图乙知,A在熔化过程温度保持不变,而B的温度一直在上升,所以A是一种晶体。
(2)[2]装有AB的两个试管都放在水中,B的沸点是100℃,给烧杯中的水加热,其温度上升,然后通过热传递,把热量传给试管中的B,当烧杯中的水温度升高到沸点100℃时,开始沸腾,温度保持不变,而B在温度未达到100℃前,可以继续吸热,但温度达到100℃时,便不能继续吸热了,所以不会沸腾。
(3)[3][4]装有AB的试管都放在水中,所以在相同的时间内吸收的热量相同,而B升温慢,这是由于B的比热容大。
3.某一小组用图甲所示装置“比较不同液体吸热升温特点”.在两个相同烧杯中分别加入质量、初温相同的水和食盐水,用相同酒精灯加热直到沸腾.
(1)分别测量出水和食盐水的沸点,发现食盐水的沸点比水高.其中水沸腾时温度计的局部放大图如乙图所示,水的沸点为 _______℃.
(2)实验中加热食盐水到沸腾需要的时间长,说明食盐水吸收的热量比水_______(选填“多”或“少”).
(3)能否仅由“加热食盐水到沸腾需要的时间长”得出食盐水比热容大的结论?答:_________ ;
其原因是:_____________________ .
【答案】98 多 不能 实验中没有保持二者质量和升高的温度相同 【解析】 【分析】
(1)根据图中所示温度计示数为98℃;
(2)在相同的酒精灯下,向相同的烧杯加热,要比较吸收热量的多少,就得比较加热时间的多少,而实验中加热食盐水所用时间多,则其吸收的热量也多;
(3)要比较比热容的大小,必须得控制其他物理量不变,保证质量不变,还有一个因素,得使两者的温度差相同,才可以比较比热容的大小。 【详解】
(1)根据图中所示,温度计示数为98℃, 所以水的沸点为98℃; (2)我们知道要比较物质吸收热量的多少,就得比较加热时间的多少;
(3)要比较其中一个物理量的大小,就得控制其他物理量不变,所以在其他物理量不变的情况下才能比较,而实验中没有保持二者质量和升高的温度相同。
故答案为:(1)98;(2)多;(3)不能;实验中没有保持二者质量和升高的温度相同。
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℃.