一、初二物理物态变化实验易错压轴题(难)1.做“观察水的沸腾”实验时:(1)实验使用的温度计是根据液体的________规律制成的.(2)如图甲为某同学实验时测沸水温度的情形.他的错误之处是________.(3)纠正错误后,他观察到从开始加热至水沸腾,所用时间过长,造成这种现象的原因可能是________.(4)他对实验进行了改进之后,每隔1min记录温度计示数(见下表),直到水沸腾一段时间后停止读数,根据表中的数据在图乙中画出水温随时间变化的图象.(_____________)时间t/min0123456789温度T/℃90929496989999999999(5)他们观察到水沸腾时的现象应该是丙图中的________图.从实验可得出,液体在沸腾过程中要________热,但温度________;实验测出水的沸点为________℃.【答案】热胀冷缩温度计的玻璃泡碰到了烧杯底水太多(或水的初温较低)a吸保持不变99【解析】【分析】【详解】(1)实验室中常用的液体温度计是根据液体的热胀冷缩规律制成的.(2)在甲图中,温度计的玻璃泡接触了烧杯的底部,会导致测量结果偏大;(3)水加热时间过长可能是水的初温太低,可以用初温较高的水开始加热;也可能是水量太多,可以减小水量;也可能是酒精灯火焰太小,可以增大火焰,也可能使烧杯未加盖等;(4) 根据表中的数据描点,并用平滑的曲线连接起来,如图所示:(5) a图中气泡在上升过程中体积不断变大,所以a图是沸腾时的情况;b图中气泡在上升过程中体积不断减小,所以b图是沸腾前的情况.从实验可得出,液体在沸腾过程中仍要加热,还在不断吸热,从表中数据来看,沸腾后温度不变,实验测出水的沸点为99℃.故答案为热胀冷缩;温度计的玻璃泡接触了容器底;水太多(或水的初温较低);图见详解;a;吸;保持不变;99.2.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.在探究“水的沸腾”的实验中,当水温升到90℃时,每隔1min记录一次温度计的示数,直到水沸腾5min后停止读数,部分数据记录如表:时间/min012345678水的温度/℃909294_______9898989898(1)某次数据没有记录,当时温度计示数如下如图1所示,请将漏填的数据填在表格内;(2)根据表中实验数据,可知水的沸点是________℃;由水的沸点,可判断出当时的大气压________(高于/等于/低于)1个标准大气压;(3)加热时,应用酒精灯的________加热;(4)在第4min到第9min的这段时间内这位同学观察到的现象是________;(5)请你归纳出水沸腾的特点:________;(6)如上如图2所示,图________是沸腾前的现象,图________是沸腾时的现象;(7)在探究结束后,四位同学分别交流展示了自己所绘制的水的温度和时间关系的曲线,如图3所示.其中能正确反映研究水沸腾过程中温度随时间变化关系的是________.【答案】(1) 96 (2) 98 低于(3)外焰(4)水沸腾,仍不断吸热,有大量气泡上升,但温度保持不变(5)不断吸热,但温度保持不变(6)a b (7)B【解析】【分析】(1)读数时,注意温度计的分度值;(2)根据水沸腾时温度不变的特点判断出水的沸点;根据液体沸点与气压的关系来判断当时气压与标准气压的关系;(3)酒精灯的外焰温度最高,应用温度计的外焰加热;(4)掌握水沸腾时的特点及现象.知道水在沸腾过程中有大量气泡产生,并且气泡在上升过程中体积逐渐增大,到达液面破裂.(5)掌握水沸腾时的特点:不断吸热,但温度保持不变.(6)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变大;(7)水沸腾前吸热温度升高,沸腾时吸热温度保持不变.【详解】(1)由图1知,温度计的分度值为1℃,示数为96℃;(2)从表格中数据可以看出,水在第5到9分钟,温度保持98℃不变,所以此时为沸腾过程,沸点为98℃;标准大气压下水的沸点应为100℃,可知当时气压低于标准大气压;(3)酒精灯的外焰温度最高,所以要用酒精灯的外焰加热.(4)4到9分钟,水处于沸腾状态,所以会有大量气泡上升,同时要不断吸热,但温度保持不变.(5)由表格中数据可知,水在沸腾过程中不断吸热,温度保持不变;(6)图a中,气泡在上升过程中体积逐渐减小,所以是沸腾前的现象;图b中气泡在上升过程中体积逐渐增大,所以是沸腾时的现象.(7)水沸腾前吸热温度升高,沸腾时吸热温度保持不变,所以图B符合题意.故答案为(1)96;(2)98;低于;(3)外焰;(4)水沸腾,仍不断吸热,有大量气泡上升,但温度保持不变;(5)不断吸热,但温度保持不变;(6)a;b;(7)B.【点睛】此题主要是探究水的沸腾实验,在实验中需要用酒精灯加热,所以要掌握酒精灯的使用,同时考查了水沸腾时的特点及沸腾时与沸腾前的现象区别,关键是搞清气泡在上升过程中的变化.4.如图所示是课本上的几个小实验,请根据要求填空.(1)在图甲所示实验中,将烧瓶内的水加热至沸腾后移去火焰,水停止沸腾.迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,此时会观察到________的现象,这是由一于在瓶底浇冷水后,液面上方________,导致液体的沸点降低所致.(2)图乙是小明制作的“浮沉子”.为观察到小瓶在水中的浮沉现象,大瓶瓶盖应该________(旋紧/拧开);为使漂浮于水面上的小瓶子下沉,小明应________ (松开/捏紧)手指.(3)如图丙所示,将一根针插在绝缘底座上,把折成V字形的铝箔条水平架在针的顶端,制成一个简单的验电器.当用带电的橡胶棒先靠近静止的铝箔条左端,再靠近其右端时会观察到铝箔条________(均被吸引/均被排斥/一次被吸引,另一次被排斥).此实验中,通过铝箔条的转动可推断橡胶棒的带电情况,这种实验方法是________(控制变量法/转换法/理想实验法).【答案】水又开始沸腾气压减小旋紧捏紧均被吸引转换法【解析】【分析】【详解】(1)在图甲所示实验中,将烧瓶内的水加热至沸腾后移去火焰,水停止沸腾.迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水时,液面上方的气体温度降低、体积减小,气压减小;由于气压降低,水的沸点降低,所以此时会观察到水又开始沸腾的现象.(2)图乙是小明制作的“浮沉子”,实验中要通过改变瓶内气体压力的方法,改变小瓶的浮沉,所以为观察到小瓶在水中的浮沉现象,大瓶瓶盖应该旋紧;为使漂浮于水面上的小瓶子下沉,小明应挰紧手指,则瓶内气压增大,气体对小瓶的压力增大,同时压力增大时,进入小瓶中的水增加,小瓶自重增加,所以小瓶下沉.(3)如图丙所示,将一根针插在绝缘底座上,把折成V字形的铝箔条水平架在针的顶端,制成一个简单的验电器.当用带电的橡胶棒先靠近静止的铝箔条左端时,由于带电体能够吸引轻小物体,所以橡胶棒与铝箔条吸引;再靠近其右端时,同样由于带电体能够吸引轻小物体,也会观察到铝箔条被吸引,即两次都被吸引(但要注意橡胶棒与铝箔条不能接触,接触后,带同种电荷,第二次会排斥);此实验中,通过铝箔条的转动可推断橡胶棒的带电情况,这种实验方法是转换法.5.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03%9%15%21%27%33%36%凝固点(℃)0-2-6-11-18-2-0.40(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。