北京市人大附中物理物态变化实验单元综合测试Word版 含答案.docx
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北京市人大附中物理物态变化实验单元综合测试Word版含答案
一、初二物理物态变化实验易错压轴题(难)
1.在观察水的沸腾实验中:
(1)实验装置如图所示,装置中存在的明显错误是_______;
(2)纠正错误后,继续实验,当观察到烧杯内产生大量气泡,气泡上升变大且杯口有大量的“白气”形成,表明水在沸腾。
杯内气泡中的气体主要是_______(选填“空气”或“水蒸气”),杯口的“白气”是_______(选填“液态”或“气态”);
(3)如图所示,是小明实验时,根据记录的数据绘出的水温度随加热时间变化的图像。
根据图像可知:
水的沸点是_______℃,水面上的气压_______(选填“大于”或“小于”)1标准大气压。
仔细观察图像还发现:
加热5min后到水沸腾前,水的温度升高得慢一些,水温升得慢的主要原因是_______。
【答案】温度计玻璃泡碰到了容器底水蒸气液态99小于水与空气的温差大,散热快
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由实验装置图知,温度计的玻璃泡碰到了容器底。
(2)[2]杯内气泡中的气体主要是水蒸气,虽然水中溶解了一些其它气体,但在水沸腾时,这些气体基本上都逸出了。
[3]杯口的白气是水蒸气遇到冷的空气液化成小水珠形成的,所以是液态。
(3)[4][5]由实验图象知,水的沸点是99℃,则此时水面上的气压低于1标准大气压。
[6]开始加热时,水与空气温度相近,水吸热的热量向外散失少,而随着水的温度升高,与空气温度相差越大,则向外散失的热量就越多,那么水升温会变慢,即是水与空气的温差越大,散热越快。
2.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
,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
3.小明探究水沸腾时温度变化的特点,实验装置如图甲所示。
(1)加热一定时间后,温度计的示数如图所示,此时水的温度是_____℃。
(2)水在沸腾过程中虽然温度不再升高,但酒精灯要持续加热,这说明液体在沸腾过程中要_____;
(3)图乙中能正确表示实验过程中水温度变化的图象是_____(填“A”“B”“C”或“D”)。
(4)如图丙所示,温度计的正确读法是_____。
(5)当水沸腾时,若水中有一个气泡从A位置(体积为VA)上升至B位置(体积为VB),则VA_____VB,(选填“>”“<”或“=”下同)。
气泡在A、B两位置受到水的压强分别为pA和pB,则pA_____pB。
(6)以下表格中的内容是小明记录的实验数据,则水的沸点是___℃.
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
98
98
(7)完成实验后,烧杯内水的质量与实验前相比_____(选填“变大”“不变”或“变小”).
【答案】89吸热A乙<>98变小
【解析】
【详解】
(1)温度计的每一个大格表示10℃,每一个小格表示1℃,所以温度计的示数为89℃;
(2)水在沸腾过程中虽然温度不再升高,但水在各个部位都要汽化,需要不断的吸热,所以酒精灯要持续加热;
(3)水在沸腾前,温度不断升高,沸腾后继续吸热但温度不变,所以A图能正确表示实验过程中水温度的变化;
(4)温度计的正确读法是视线垂直刻度线读数,所以乙的读数方法正确;
(5)当水沸腾时,水在各个部位汽化,因此大量气泡会在上升过程中逐渐得到补充,并且越往水面水的压强越小,因此气泡会越变越大,所以
,
;
(6)观察表中数据,可以看出,水的沸点是98℃;
(7)烧杯瓶口敞开,在烧水的过程中,水不断蒸发,所以完成实验后,烧杯内水的质量与实验前相比变小。
答案:
89;吸热;A;乙;<;>;98;变小。
4.在做“探究水的沸腾”实验中:
(1)实验装置如图甲所示,在组装过程中需要先调整的是_________(A/B)部分.
(2)当水的温度加热到90℃时,每隔1min记录一次温度,直到水沸腾后几分钟为止.记录数据如下表:
第1min温度计的示数如图乙所示,水的温度是_______℃,分析表格中的数据可知水的沸点是___________℃.
(3)撤掉酒精灯后,水不会立刻停止沸腾,小明由此得出结论:
水的沸腾不需要吸热,你认为他的结论是__________(错误、正确)的,水还继续沸腾的原因是__________________________________.
(4)某实验小组观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况,如图丙中的(a)、(b)所示,则图________是水在沸腾前的情况.
(5)为了减少从开始加热到沸腾时的时间,可以采取的措施是_____________________________.
【答案】B9298错误石棉网的温度较高,把热量传递给水b减小水的质量、用初温较高的水实验、用火力更大的酒精灯加热等
【解析】
(1)由于要用酒精灯的外焰加热,所以需先根据酒精灯固定B的高度;
(2)温度计的分度值是1℃,示数为92℃;由表格中数据知,水在沸腾过程中保持98℃不变,所以水的沸点是98℃.(3)结论错误,撤掉酒精灯后,石棉网有余热温度高于水的沸点,对水继续加热.
(4)b图气泡在上升过程中体积逐渐减小,所以是沸腾前得现象.(5)实验中为了减少从开始加热到沸腾所用的时间,可以采取的措施是减少水的质量、用初温较高的水实验、用火力更大的酒精灯加热等.
点睛:
掌握水沸腾前和沸腾时的现象区别:
沸腾前气泡在上升过程中体积逐渐减小;沸腾时气泡在上升过程中体积逐渐增大;减少从开始加热到沸腾所用的时间,可以减少水的质量或提高水的初温;水沸腾的特点:
吸热但温度保持不变.
5.雪灾给人民的生活、生产带来很多困难.小陆看到抢险队员在冰雪覆盖的道路上洒大量的盐,他产生了这样的疑问:
含盐的冰熔化时跟纯净的冰熔化特点有何不同?
为此,他进行了下列探究过程:
他用同样多的纯水、淡盐水、浓盐水制得纯冰、淡盐冰、浓盐冰,然后将这些冰弄碎放入试管中,在冰块中插入温度计,记下此时温度计的示数.每隔0.5分钟记录一次温度计的示数,同时观察试管中冰块状态的变化.在选择冰块吸热方式时有如图所示的二种方法,请你为他选择一种最佳的方法.你选择的方法是______(选填“甲”或“乙”).选择这种方法的好处是__________.(当时的室温大约是10℃)在相同条件下测量三者的温度变化(图丙),得到三条温度变化曲线(纯冰对应曲线①、淡盐冰对应曲线②、浓盐冰对应曲线③).
【分析】根据曲线图可知:
(1)利用盐水制成的冰__________(选填“是”、“不是”)晶体.实验中浓盐冰的熔点是_________℃.
【归纳】根据分析可以推想得到:
(2)在水中加适量的盐,可以_______(选填“提高”/“降低”)水的凝固点,并且含盐浓度越高的水,凝固点越______(选填“高”、“低”).
(3)在选择器材时,小陆提出不要使用量程为-2℃~102℃的温度计,要使用量程为-20℃~102℃的温度计,这样考虑主要是基于什么假设?
____________________________.
【答案】乙受热均匀,延长熔化时间便于观察是-7降低低盐水的凝固点低于-2℃
【解析】甲图中用酒精灯加热,由于火焰温度较高,会使冰熔化过程加快,来不及观察,所以应选择乙图的实验装置,选择这种方法的好处是:
将试管放入空气中,当时室温保持10℃不变,冰的受热均匀,延长熔化时间便于观察.
(1)有图像可知,利用盐水制成的冰在融化时由固定不变的温度,即有熔点,所以是晶体.
实验中浓盐冰的熔点为-7℃.
(2)由图像可知,冰的熔点为0℃,淡盐水的熔点为-3℃,浓盐冰的熔点为-7℃,由此可知,在水中加适量的盐,可以降低水的凝固点,并且含盐浓度越高的水,凝固点越低.
(3)因为盐水的凝固点低于-2℃,所以选用温度计的最小值应低于-2℃.
点睛:
此题通过给出的实验信息,考查了学生根据数据得出结论的能力,同时将所得的结论应用于生活实际,这样更有利于学生练习用所学的知识来解决有关问题.
6.
(1)甲组同学发现所测水的沸点略高于100℃,他们选择的是 (A或B)套装置。
(2)乙、丙两组同学虽然选用的实验装置相同,但水开始沸腾的时刻不同,他们观察到水沸腾时将有大量的气泡产生,如右图(填“a”或“b”)所示。
同时他们绘制的沸腾图像如图C所示,得到a、b两种不同图像的原因是水的不同。
(3).若要适当缩短将水加热至沸腾的时间,可以采取的措施有(写两条):
①;②。
(4).通过分析图像C,归纳出水沸腾时的特点是:
① ;②。
【答案】⑴B⑵a质量
(3)①适当提高水的初温;②适当减少水的质量(合理都对)。
(4)①继续吸热;②温度不变
【解析】:
(1)观察图A和B可以看出,B中烧杯上加了盖子,这样在加热时,杯内的气压会增大,水的沸点会升高,有可能超过100℃,
因此,甲组同学选择的是B套装置;
故选B.
(2)读图可以看出,水沸腾时将有大量的气泡产生,并且中小气泡越往上越大,如a图,在同样加热的情况下,b的升温较慢,其原因应该是水的质量多于a的缘故;
故答案为:
a;质量.
(3)要缩短实验时间,我们可以用热水,或适量减少水量或盖上硬纸片来减少热量的损失.
故答案为:
①适当提高水的初温;②适当减少水的质量(合理都对).
(4)读图C可以看出,水沸腾的特点有:
达到沸点、吸热、温度不变等;
故答案为:
①继续吸热;②温度不变.
7.在“观察水的沸腾”的实验中:
(1)小明观察到某同学测水温的操作如图甲所示,小明指出他在使用温度计时存在的问题:
______;
(2)实验中同学们观察到图中乙、丙两种情景,其中图______是水在沸腾时气泡变化的情景;
(3)小明在水温升高到90℃时开始每隔1min记录一次水的温度,记录的数据如下表所示:
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
温度/℃
90
92
94
96
98
99
99
99
从记录数据中可以看出水的沸点是______℃,水在沸腾时温度变化的特点是______;
(4)端午节煮粽子时,水烧开后小李认为要继续旺火加热,能够先将粽子煮熟。
小明则认为要改用小火加热,两种方法能同时将粽子煮熟。
你认为谁的想法更合理______。
【答案】温度计的玻璃泡碰到容器底部乙99吸收热量温度保持不变小明
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]温度计在使用时,玻璃泡浸没在被测液体中,不能碰容器底和壁,图中在使用温度计时存在的问题:
温度计的玻璃泡碰到容器底部。
(2)[2]水沸腾时,由于此时整个容器内的水温相同,水沸腾产生的水蒸气跑到气泡内,气泡逐渐变大,故图乙是水在沸腾时气泡变化的情景。
(3)[3][4]水沸腾时吸热温度不变,不变的温度即为沸点,从记录数据中可以看出水的沸点是99℃。
(4)[4]水沸腾时吸热温度不变,所以煮粽子时当水沸腾后改用小火加热即可,小明的想法更合理。
8.晓轩同学在“探究冰和蜡的熔化规律”时,使用的实验装置如图甲所示。
(1)要完成该实验,除了如图所示的仪器外,还需要一种量仪器是_____。
(2)在实验过程中,每隔1min记下温度计的示数,同时还要观察冰和蜡的状态。
(3)蜡在熔化过程中温度和加热时间的实验数据如下表,第一分钟的温度如图乙所示,请将正确的温度填在下表的空格中____,由此可知蜡是_____(进填“晶体”或“非晶体”)。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
蜡的温度/℃
42
46
48
49
50
51
52
(4)向试管中放入碎冰,根据加热过程中记录的数据画出如图丙所示的温度一时间图象。
由图象可知,冰熔化过程共用_____min,在熔化过程中_____(选填“吸收”或“放出”)热量,温度_____(选填“升高”、“不变”或”降低”)。
【答案】秒表44非晶体3吸收不变
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]实验中需用温度计测量温度,用秒表记录时间,所以本实验中除了温度计外,还需要的测量器材是秒表。
(3)[2]由乙图可知,温度计的分度值为1℃,则示数为44℃。
[3]由表格数据知,蜡在熔化过程中,继续吸热、温度不断升高,没有一定的熔化温度,因此蜡属于非晶体。
(4)[4]从图丙中可知,冰在2min开始熔化,到第5min熔化结束,冰熔化过程共用3min。
[5][6]冰是晶体,冰在熔化过程中吸收热量,温度不变。
9.小明探究“某种固体熔化时温度随时间变化的关系”实验,实验装置如图所示。
(1)小明将装有该固体的试管放在盛水的烧杯内加热,而不是直接用酒精灯加热,目的是为了使试管内的物质______;
(2)由图象可看出该物质的熔点是______℃,在第15min内该物质处于______;(选填“固态”、“液态”或“固液共存状态”)
(3)该物质熔化过程的特点是不断吸热,温度______
【答案】受热均匀80固液共存状态不变
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]将装有固体的试管放在盛水的烧杯内加热,目的是为了使试管内的物体受热均匀。
(2)[2]由图象知,该物质在熔化过程中温度保持80℃不变,所以该物质是晶体,熔点为80℃。
[3]由图象知,在第15min物质处于熔化过程中,所以是固液共存态。
(3)[4]晶体在熔化过程中吸受热量,温度保持不变。
10.物理实验小组用如图所示的装置探究“水的沸腾”实验:
(1)由表格可知,本次实验应选用测温物质为__________的温度计。
测温物质
凝固点/℃
沸点/℃
水银
-39
357
酒精
-117
78
(2)实验小组观察到水沸腾前和水沸腾时水中气泡的情况如图所示,图中__________(选填“甲”或“乙”)是水在沸腾时的情况。
(3)如图中a、b是两个实验小组分别绘制的沸腾图象,由图象可知实验中他们所用水的________不同。
(4)实验中为了减少从开始加热到沸腾所用的时间,可以采取的措施是_________(写出一种即可)。
【答案】水银甲质量(或体积)适当减少水的质量(或体积)、适当提高水的初温等(答案合理即可)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在标准大气压下,沸水的温度是100℃,酒精的沸点是78℃,水银的沸点是357℃,水银的沸点高于沸水的温度,所以测沸水的温度要选水银温度计。
(2)[2]甲图气泡上升时越来越大,是因为水沸腾时,整个容器中水温相同,水内部不停的汽化,产生大量的水蒸气进入气泡,气泡变大;乙图气泡上升时越来越小,是因为水沸腾之前,水下层的温度高于上层的水温,气泡上升过程中,气泡中的水蒸气遇冷液化成水,气泡变小。
(3)[3]读图3可以看出,在同样加热的情况下,b的升温较慢,其原因应该是水的质量多于a的缘故。
(4)[4]给水开始加热到水沸腾需要的时间比较长,可能是水太多,可能是水的初温太低;当水质量适量,水的初温不低时,可能是火力太小。
所以要减少从开始加热到沸腾所用的时间,可以减少水的质量,提高水的初温度或换用火力更大的酒精灯等。
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