一、初二物理 物态变化实验易错压轴题(难)
1.在“探究晶体熔化和凝固规律”的实验中,绘制出了如图所示的图像.
(1)图中,海波的熔化过程是________段(用图中字母表示),此过程中海波________热(选填“吸”或“放”).
(2)图中,海波在D点是________态,在G点是________态(均选填“固”或“液”). (3)为了探究不同晶体熔化时吸收的热量是否相同,在相同的烧杯中分别装上80 g的冰和萘,用________的酒精灯加热(选填“相同”或“不同”),测出它们熔化过程所用的时间如表.由此可知,质量相同的不同晶体熔化时吸收的热量是________的(选填“相同”或“不同”).
【答案】BC 吸 液 固 相同 不同 【解析】
(1)图中BC段表示温度不变,即表示海波的熔化过程,此过程中海波处于固液共存态. (2)由图象可知,AB段表示海波还没有熔化处于固态,BC段是海波的熔化过程,CD段表示海波已经熔化完毕,故D点处于液态,EF段表示凝固过程,在F点已经凝固完毕,故G点处于固态. (3)在相同的烧杯中分别装上了80g的冰和萘,用同样的酒精灯加热,保证吸收相同的热量,根据图表示物质熔化的时间可以看出:质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是不同的.
点睛:根据控制变量的思想,相同质量的冰和萘完全熔化所需的时间不同,而加热装置相同,这就说明了两者完全熔化时,吸收的热量是不同的,可据此进行分析.
2.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。
3.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。
4.小梦和小阳在探究水沸腾时温度随时间变化的特点实验,装置如图甲所示
(1)安装实验装置时,应按照___________ (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行。 (2)小梦观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同,如图乙所示,表示沸腾前气泡上升情况的是图 ___________。
(3)小梦记录了不同时刻的温度如下表,小阳认为她记错了一个实验数据,而且错误的数据是第 6 组数据,你觉得他这样判断的理论依据是_________。 时间/min 0 1 92 2 94 3 96 4 97 6 95 7 97 8 97 温度/℃ 90 (4)两位同学使用相同的实验器材实验后绘制的温度随时间变化图像如图丙所示,由图可知两位同学实验时水达到沸腾的时间不同,你觉得原因是_______。
【答案】自下而上 A 这段时间水处于沸腾状态,水的温度应该是97℃ 水的质量不同,需要吸收的热量也不同,加热时间不一样
【解析】 【详解】
(1)[1]安装实验装置时,应按照自下而上的顺序进行,因为不知道上面的实验仪器高度如何,所以从下面开始往上安装;
(2)[2]水在沸腾前,温度不均匀,上面的水温度较低,下面的水温度较高,气泡从底部上升,到达上面位置时,遇冷放热,液化为水,气泡的体积会变小,所以表示沸腾前气泡上升情况的是图A;
(3)[3]第6min时它的温度是95℃,而上一个时刻它的温度是97℃,下一个时刻它的温度是97℃,所以这段时间水应该处于沸腾状态,不可能是95℃;
(4)[4]从图丙可以看到,两位同学实验时水达到沸腾的时间不同,这可能是因为水的质量不同,需要吸收的热量也不同,加热时间不一样。
5.如图所示是小兰探究“水的沸腾”的实验装置:
(1)安装实验器材时,她按照_______________(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行.
(2)当她观察到杯底的气泡在水中上升、体积___________(选填“变小”“不变”或“变大”)时,说明水开始沸腾.
(3)她还发现水在沸腾过程中,温度保持不变,温度计示数如如图所示,则水的沸点为_________℃.
(4)通过预习她已经知道沸腾过程要不断吸热,可是,当她移开酒精灯时,发现水还会沸腾一会儿,原因可能是_____________________.
【答案】自下而上 变大 97 石棉网上有余热,水可以断续吸热 【解析】 【分析】 【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;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,所以放好烧杯后,再调节温度计的高度; (2)沸腾时气泡不断吸收周围水沸腾产生的水蒸气,故气泡是不断变大,到了水面气泡破裂,里面的水蒸气释放到空气中.
(3)由图知,温度计的分度值为1℃,示数为97℃;
(4)熄灭酒精灯,观察到水还会继续沸腾一会儿,这是因为石棉网温度高,水会继续吸热;水要想持续沸腾,需要持续吸热.
故答案为自下而上;变大;97;石棉网温度高,水会继续吸热.
6.在“观察水的沸腾”实验中:
(1)如图所示,是小华同学用温度计测小烧杯中水的初温时的操作图。a是操作过程,b是读数过程,c是读取的温度;
①a图中操作的错误是__________________________________; ②b图中读数的错误是__________________________________;
③若操作正确无误,根据c图可知此时烧杯中水的实际温度是_____________℃。 (2)在“探究水沸腾”的实验中,观察到图(d)、(e)所示的两种情景,你认为_____图是水沸腾时的情景;
(3)当水温接近90℃时,每隔1min记录一次温度,根据表格里记录的数据,请你在下面的小方格纸上画出水的沸腾图象________。
(4)从水的沸腾图象可以看出,此时水的沸点是_______℃,说明当地气压__________(大于或者小于)一个标准大气压,水在沸腾的过程中温度__________。
【答案】 温度计的玻璃泡触及烧杯底部 温度计的玻璃泡没有与被测物体充分接触 48℃ d 见解析 97℃ 小于 不变
【解析】(1)①a图中操作的错误是,温度计的液泡碰到烧杯的底部了,这样测量结果不准确。②b图中读数的错误是,读数时,温度计的玻璃泡没有与被测物体充分接触;③温度计的分度值为1℃,液面在零刻度以上,因此该温度计的示数是40+8=48℃。(2)d图中,气泡在上升过程中越来越多,越来越大,所以是沸腾时的情景;(3)根据表中数据描点,然后用直线连接起来,如下图所示: