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.在探究固体熔化时温度的变化规律中,小亮将质量相同的冰和固态食用油(用肉炼制的)分别装在两个相同的试管中,放在一个装有适量水的大烧杯中进行加热,如图甲所示,图乙中的A和B分别是根据实验数据绘制的冰和食用油温度随时间变化的图像。
(1)由图像可知,物质______(填“冰”或“食用油”)是晶体;
(2)大烧杯中装有适量的水,其中的“适量”指的是______;
(3)两种物质全部熔化后,继续对烧杯中的水加热至沸腾并持续一段时间,发现两个试管中的液体都不会沸腾,试管中的水不能沸腾的原因是______,食用油不能沸腾的原因是温度无法达到______。
【答案】A 既可以浸没试管中的晶体,又能放入试管后水不溢出 不能持续吸热 沸点 【解析】 【分析】
本题考查晶体熔化的特点及液体沸腾的条件。 【详解】
(1)[1]由图象可知,冰是晶体,因为冰熔化过程中温度保持不变。
(2)[2]适量指可以浸没试管中的晶体,这样才能让试管中的晶体受热均匀,但水不能太多,否则试管放入后水会溢出,会影响实验的探究效果。
(3)[3][4]试管中水不能沸腾的原因是,当试管内外的水的温度达到100℃时,试管中的水不能继续吸热,所以不能沸腾;试管中的食用油温度达到100℃后,也不能继续吸热,温度不能再升高,而食用油沸点的温度比100℃要高,故食用油也不能沸腾。 【点睛】
液体沸腾的条件有:温度达到沸点和继续吸热。
3.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________________________________ 【答案】D B 图略 120 升高 水由于汽化而减少,防冻液的含量增大 【解析】
(1)观察表中数据得出,当防冻液含量由逐渐增大到时,混合液凝固点先降低后升高,所以D选项是正确的;
(2)某地常年最低气温为-15℃,因为混合液的凝固点比本地常年最低气温低10--15℃,则混合液的凝固点约为-25--30℃,由表中数据可以知道选择和的防冻液,而混合液中防冻液的含量不宜过高,所以选择的防冻液较为合适,所以B选项是正确的; (3)根据表格,描出点,并用平滑的曲线连接这些点,图略,
(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120℃;
(5)与原来相比,水箱内的水因为汽化而减少,防冻液的含量增大,使混合液的沸点升高. 因此,本题正确答案是:(1). D (2). B (3). 图略 (4). 120 (5). 升高 (6). 水由于汽化而减少,防冻液的含量增大
4.在做“观察水沸腾的实验”时,甲乙两同学所选用的器材和规格完全相同。 (1)安装好器材后,甲按如图所示进行读数,这样读数的结果会比真实值__(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(2)若甲乙两同学所选水的质量分别是m1和m2,将水加热至沸腾所用的时间分别为t1和t2,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__,当时的大气压__(选填“高于”“低于”或“等于”)标准大气压,m1__m2(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)实验结束后,需要整理实验用器材,在拆除铁架台的过程中,松开固定铁圈螺丝时,应按照__(选填“顺时针”或“逆时针”)方向旋转螺丝。
【答案】偏大 98℃ 低于 小于 逆时针 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]安装好器材后,甲按如图所示,即俯视读数,这样读数的结果会比真实值偏大。 (2)[2]如图丙所示温度随时间变化的图像,水沸腾时吸热温度不变,不变的温度即为沸点,所以此时水的沸点是98℃。
[3]1标准大气压下水的沸点是100℃,液体沸点随气压的升高而升高,故当时的大气压低于标准大气压。
[4]其他条件相同,水量大的沸腾所用时间要大于水量少的沸腾所用时间,由图像可知t2>t1,所用m1<m2;。
(3)[5]实验结束后,需要整理实验用器材,在拆除铁架台的过程中,松开固定铁圈螺丝时,应按照逆时针方向旋转螺丝。
5.在“探究甲乙两种物质熔化规律”的实验中,某小组同学记录的实验数据如表所示,请根据表中的实验数据解答下列问题:
时间min 0 2 72 71 4 74 73 6 76 74 8 78 76 10 67 77 12 78 79 14 78 82 16 81 84 18 84 86 20 87 89 甲的温度℃ 70 乙的温度℃ 70
(1)该组同学在记录物质甲的数据时,记录中有一明显错误的数据是______ ; (2)在甲、乙两种物质中,属于晶体的是______ (填“甲”或“乙”); (3)该晶体的熔点是______ ℃;
(4)该晶体在76℃时,处于______ (填“固体”、“液体”或“固液共存”)状态; (5)从实验的数据可分析得出,固态物质在熔化时需要______(填“吸收”或“放出”)热量。
【答案】67; 甲; 78; 固体; 吸收。 【解析】
【详解】
(1)[1]由表格中数据知,甲从第8min温度保持不变,但第10min温度为67℃,明显降低,所以是错误数据;
(2)[2]由数据知,甲熔化过程中吸热温度保持不变,甲是晶体;乙熔化过程中吸热温度不断升高,为非晶体;
(3)[3]晶体在熔化过程中温度保持78℃不变,所以熔点为78℃; (4)[4]晶体在76℃时,未达到熔点,还没开始熔化,为固态; (5)[5]固体在熔化过程中需要吸收热量。
6.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.
7.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.