一、初二物理物态变化实验易错压轴题(难)1.在实验探究“汽化、液化中的吸放热”时,同学们设计了如图所示的实验装置进行实验,给左边试管中的水加热,把水沸腾产生的水蒸气,引导到右边试管内的冷水中:物质水银酒精甲苯荼熔点/℃﹣39﹣117﹣95﹣80.5沸点/℃35778111218(1)上表中列出了几种物质在一个标准大气压下的熔点和沸点,在该实验中温度计的感温泡里不能选____做测温物质。读取温度计示数时,视线应与温度计液柱上表面____;(2)实验中将左侧试管中的水加热至沸腾时,可以观察到左管中温度计示数____(填“升高”、“降低”或“不变”);试管中水的内能____(填“增大”、“减小”或“不变”);(3)右侧试管中能说明水蒸气液化的现象是____,能说明液化放热的现象是___。【答案】酒精相平不变增大右侧试管中水面升高右侧试管中温度计示数升高【解析】【分析】【详解】(1)[1]由表格可知,酒精的沸点78℃小于水的沸点,所以不能选酒精做测温物质。[2]读取温度计示数时,视线应与温度计液柱上表面相平。
(2)[3]水沸腾时继续吸热但温度不变,所以观察到左管中温度计示数不变。
[4]水沸腾时继续吸热,因此试管中水的内能增大。
(3)[5]水蒸气液化成水,水不断增加,所以右侧试管中水面升高。
[6]液化放热右侧试管中水温升高,因此右侧试管中温度计示数升高。
2.在做“观察水沸腾”的实验时。
(1)A 组同学用的是如图甲所示装置,他们测出的水温将偏______选填“高”或“低”)。
(2)图乙是B 组同学在实验某时刻温度计的示数,此时水的温度是_____℃。
(3)B、C 两组同学虽然选用的实验装置相同,但将水加热到沸腾用的时间不同,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_____℃;B、C 组得到b、c 两种不同图像的原因可能是水的_____不同;从图像中还可以得出水沸腾时的特点是_________。
【答案】高9298质量温度不变【解析】【详解】解:(1)由图甲知,温度计的玻璃泡碰到了容器底,受容器底部温度的影响,测量值将偏高;(2)由图乙知,温度计的分度值为1℃,所以示数为92℃.(3)由图丙知,时间不同的原因可能是水的质量不同导致的,水在沸腾过程中温度保持98℃不变,所以水的沸点是98℃,从图像中还可以得出水沸腾时的特点是温度不变。
故答案为:(1)高;(2)92;(3)98;质量;温度不变【点睛】在使用温度计时,温度计的玻璃泡要完全浸没在水中,不能碰到容器底或容器壁,否则温度计的示数会受烧杯底部的影响;认清温度计的分度值,然后读数;根据温度随时间变化的图象判断出时间不同的原因;根据水沸腾的条件进行分析:达到沸点并要继续吸热.探究水的沸腾实验中,考查温度计的使用及读数也要掌握;学会从图象上分析水的沸点,并掌握影响加热时间的因素,能够应用进行分析.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.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。
(3)[5]从表格中的数据可看出:一定浓度盐水的熔点低于0℃,故护路工人常在路面上撒盐,从而降低冰雪的熔点。
[6]为避免“夜冻昼化”现象,应使撒盐后冰雪的熔点尽可能的低,由表中数据可知,工人的撒盐量对应的盐水浓度应接近于21%,即使夜晚温度很低时,也能保证路面不再结冰。
6.“观察水的沸腾”实验.如图甲所示,两名同学分别用完全相同的装置探究“水沸腾时温度变化的特点”,绘制了a、 b两杯水温度随时间变化的图象(如图乙):(1)实验时烧杯上覆盖硬纸板的目的是____________,以便缩短加热时间.(2)通过分析图象信息可知:水的沸点是________°C,此时大气压________(选填“大于” “等于”或“小于”)标准大气压.(3)通过实验得到水沸腾必须满足的条件是①____________,②不断吸热.(4)a、b两杯水加热至沸腾所需时间不同的原因是_________________。