第三单元《物态变化》4.探究水沸腾时温度变化的特点（双基过关）（解析版）

八年级物理大单元设计第三单元物体变化4.探究水沸腾时温度变化的特点知识点一、探究水沸腾时温度变化的特点【实验原理和方法】1.通过酒精灯对烧杯中的水加热，每隔一段时间观察烧杯水中气泡的生成及其体积的变化，并记录温度计的示数，填入表格；2.水量太少不容易测水温,即便能测也不容易测准确,实验现象也不明显;水量太多又会造成加热时间过长，因此，烧杯中的水要适量，水的初温要适当；3.作出水的沸腾图像，找出液体沸腾时温度的变化规律。【提出问题】你认真观察过水的弹腾吗？水在沸腾时有什么特征？水沸腾后如果继续加热，温度会不会越来越高？【猜想与假设】水沸腾时，需要继续加热，这时的温度可能不断上升。【实验器材及设计】(1)实验装置的安装顺序是从下往上。(2)温度计在使用过程中不要碰到烧杯底和烧杯壁。【进行实验】（1）按上图组装实验仪器，为了缩短加热时间，烧杯中充入温水，水量约200ml；（2）点燃酒精灯，对水加热，注意观察并记录从开始加热到沸腾的过程中，水中气泡的生成及其体积变化，并且观察水沸前和沸腾时气泡体积变化有什么不同；（3）观察水沸腾前和沸腾时声音的大小有什么不同；（4）当水温升高到90℃时，每隔1min记录一次水的温度,直到水沸腾后5min左右停止加热。观察从开始加热到沸腾过程以及沸腾后水的温度变化情况；（5）移开酒精灯并将其熄灭，观察水是否继续沸腾；(6)根据记录的数据,以时间为横轴，以温度为纵轴,进行描点,然后用平滑的曲线把它们连接起来，绘制出水沸腾时温度与时间关系的图象。【收集数据】数据记录如表所示:时间/min012345678910温度/℃9092949698100100100100100100水的状态未沸腾沸腾【分析与论证】用方格纸上的纵轴表示温度,横轴表示时间，根据表格中各个时刻对应的温度在方格纸上描点,然后将这些点用平滑的曲线连接，便得到水沸腾时温度随时间变化的图象，结合实验现象进行分析。【实验结论】对水不断加热,水的温度不断升高；当达到某一温度时,水开始沸腾；继续对水加热,水的温度保持不变；停止加热,水的沸腾也会停止。【注意事项】1.组装实验器材时应自下而上，用酒精灯的外焰加热（外焰温度最高），烧杯底垫石棉网，使烧杯底能均匀受热，防止烧杯底因受热不均而炸裂；2.烧杯中的应充入温水，水适量，一般在200ml为宜，温度计玻璃泡应完全浸入水中，不接触烧杯底和烧杯壁，烧杯口应用纸板盖住，以缩短加热时间；3.实验过程每隔一段时间观察并记录一次，观察内容包含液体中气泡的多少，气泡的大小及体积变化，温度计的示数等，时间间隔不宜过长，也不宜过短，一般为1min左右。4.使用酒精灯时，先检查酒精是否大于三分之一的量并且不是满的,如果太少或太多都不好；用一酒精灯去点燃另一酒精灯,会使酒精灯内酒精流出来,引发火灾，直接用嘴吹灭,容易使火焰沿着酒精灯进入瓶内,引发火灾，所以都是错误的；熄灭酒精灯时，可用灯帽将其盖灭，如果是玻璃灯帽，盖灭后需再重盖一次，放走酒精蒸汽，让空气进入，免得冷却后盖内造成负压使盖打不开；如果是塑料灯帽，则不用盖两次，因为塑料灯帽的密封性不好。基础自测：1．（2023·湖南长沙·校联考模拟预测）做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验时，小明和小红选用规格完全相同的实验装置进行实验，如图甲所示。

（1）图乙是杯中水沸腾时，气泡内的气体主要是。（2）两位同学绘制的沸腾图像如图丙所示，由该图可知，水的沸点是℃，a、b图像倾斜度不同的原因是所用水的不同。【答案】水蒸气98质量【解析】（1）[1]气泡中的气体是液态水汽化形成的水蒸气。（2）[2]由图丙可知，当水温达到98℃之后就不再变化，所以水的沸点是98℃。[3]观察图丙中的图像可知，a升温快、b升温慢，则产生这种差异的原因是两次实验中水的质量不同。2．（2023秋·辽宁沈阳·八年级统考期末）课后活动小组同学们利用课余时间进行“观察水的沸腾”实验，每隔1min记录一次温度计的示数，实验数据记录如表格所示。时间/min012345678温度/88919497100103103103103

（1）通过实验同学们了解到，水在沸腾时需要不断的热量（选填“吸收”或“放出”），但其温度（选填“升高”、“不变”或“降低”）；（2）实验中水的沸点是，原因可能是水面气压标准大气压（选填“低于”或“高于”）；（3）实验中收集多组数据是为了；A．避免偶然性，寻找普遍规律

B．求平均值，减小实验误差（4）如图，在其他条件都相同的情况下，b杯中水的加热时间较长，这是由于b杯中水的（选填“质量大”、“初温低”或“两种情况都有可能”）。

【答案】吸收不变高于A质量大【解析】（1）[1][2]根据表格数据可知，水在沸腾时需要不断地吸收热量，但其温度不变。（2）[3][4]由表格数据可知，实验中水的沸点是103℃，而水在标准大气压下的沸点为100℃，原因可能是水面气压大于标准大气压。（3）[5]实验中收集多组数据是为了避免偶然性，寻找普遍规律，故A符合题意，B不符合题意。故选A。（4）[6]如图，在其它条件都相同的情况下，从图中可知，初温是相同的，b杯中水的加热时间较长，这是由于b杯中的水的质量大。3．（2023·内蒙古包头·二模）探究“水在沸腾前后温度变化的特点”实验装置如图甲所示，图丙是小海同学根据实验数据绘制的温度与时间关系的图像。

（1）在组装器材时，应按照（选填“由上到下”或“由下到上”）的顺序；（2）某一时刻温度计的示数如图乙所示，此时水的温度是℃；（3）水沸腾过程中酒精灯一直在燃烧，结合图丙分析可知水沸腾过程中的特点是；（4）水的沸点低于100℃的原因可能是当地大气压标准大气压。【答案】由下到上68温度不变，持续吸热低于【解析】（1）[1]用酒精灯加热物体时，安装装置时，先从下到上，方便调节，在固定石棉网时，应处于酒精灯火焰的外焰的位置。（2）[2]如图乙所示，温度计的分度值为1℃，此时温度计的示数为68℃，故水的温度是68℃。（3）[3]如图丙所示，从第4min开始水沸腾，然后温度不再升高，故水沸腾过程中的特点是：温度不变，持续吸热。（4）[4]水的沸点受气压的影响，气压越低，沸点越低。一个标准大气压下，水的沸点是100℃；当气压低于一个标准大气压时，水的沸点低于100℃。4．（2023·重庆·重庆市育才中学校考三模）另一学习小组的然然利用如图所示装置探究水沸腾时的温度变化特点：

①如图甲中有一处错误，该错误是；②改正错误后，当水沸腾时，温度计示数如图乙所示，其示数为°C；③然然利用图像法处理数据如图丙，发现水温增长到一定温度不再发生变化。小组成员对此展开了激烈讨论，其中的说法是最合理的。然然：环境温度过低导致散热过快豪豪：酒精灯使用过程中燃料越来越少导致火焰逐渐变小恒恒：水沸腾后不断吸收热量，但温度保持不变【答案】温度计的玻璃泡接触了烧杯底部96恒恒【解析】①[1]温度计测温时，温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但是不能碰到容器壁和容器底，由图甲可知，图中的错误操作是温度计的玻璃泡接触了烧杯底部。②[2]温度计的分度值是1°C，此时是零上，液柱上表面对准了90°C上面第六个小格处，故其示数为96°C。③[3]由于水沸腾后，水吸收热量后从液态汽化为气态，这个过程不断吸收热量，但温度会保持不变，故恒恒的说法合理。5．在“探究水沸腾时的温度变化的特点”的实验中，在烧杯中装入适量的水，用如图所示的装置进行实验.并将实验中的相关数据记录在下表中：时间/min012345678910温度/℃9192939495969798999999（1）本实验中除使用如图甲中所示装置外，还用到的测量工具是；（2）如图甲所示，在安装器材时的顺序是（选填：“从A到B”或“从B到A”）。在调节B的高度时（选填：“需要”或“不需要”）点燃酒精灯，安装好器材，在实验过程中的操作如图甲所示，其错误之处是；（3）如图乙中A、B所示，其图是水沸腾时的气泡的变化情况；（4）结合实验数据请在坐标纸中画出其沸腾前后温度和时间关系的图像；（5）实验中水沸腾时的温度为℃，可能当时水面上的气压（选填：“大于”、“小于”或“等于”）一个标准大气压，请你预测一下，当水沸腾2min后，如果小明继续对水加热4min，此时的水温应为℃；（6）小明发现撤掉酒精灯后，烧杯内的水没有立即停止沸腾，你认为可能的原因（答案合理即可）。【答案】秒表从B到A需要视线没有与温度计液柱上表面相平A答案见解析如图99小于99见解析【解析】（1）[1]实验时要用秒表测量水吸收热量的长度，来反映水吸收热量的多少。（2）[2][3]如图甲中的器材安装顺序是自下而上的原则，酒精灯加热应用外焰加热，故调节烧杯下铁圈的高度时，需要点燃酒精灯调节。[4]温度计读数时视线与管内液柱上表面相平，俯视偏大，仰视偏小。（3）[5]沸腾前，上层的水温度较低，上升的气泡遇低温液化，气泡减小；沸腾时有大量的气泡产生，液体汽化为水蒸气在气泡内上升到达液面破裂释放出来。（4）[6]表格中横轴为时间，纵轴为温度，在表格先描点，然后把所描的点用线连接即可，如下图（5）[7][8]由表格中数据知，从8到10分钟，水的温度保持99℃不变，所以可以看出水的沸点是99℃。[9]因水的沸点随气压的降低而降低，所以此时的气压小于一标准大气压。（6）[10]撤掉酒精灯时，铁圈、石棉网的温度还高于水的温度，所以可以继续吸热，不马上停止沸腾。6．（2022·全国·九年级专题练习）如图甲是观察“水的沸腾”的实验装置。（1）实验室现有水银温度计、酒精温度计，本实验应选用的温度计是温度计；（在标准大气压下，水银的熔点为﹣39℃，沸点为357℃；酒精的熔点为﹣117℃，沸点为78℃）（2）安装实验器材时应按照（自上而下/自下而上）的顺序进行；（3）图乙中，表示水在沸腾时的现象是其中的（A/B）图；（4）小红觉得从开始加热到沸腾的时间偏长，请你提出一个改进的措施。【答案】水银自下而上A减少水的质量【解析】（1）[1]1标准大气压下，水的沸点为100℃，高于酒精的沸点，但低于水银的沸点，为了保证温度计内的测温液体不沸腾，所以应选择水银温度计来测量。（2）[2]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，所以安装实验器材时，应按照自下而上顺序进行。（3）[3]沸腾时，由于此时整个容器内的水温相同，所以气泡不断升高，深度不断减小，水压不断减小，并且有大量水蒸气进入气泡，气泡逐渐变大，图乙中，表示水在沸腾时的现象是其中的A图。（4）[4]从开始加热到沸腾的时间偏长，为了缩短实验时间可以减少水的质量或提高水的初温。知识点二、沸腾1.沸腾：液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。2.液体沸腾时的特点：液体沸腾时需要继续加热，但温度不变。3.沸点（1）液体沸腾时的温度叫沸点；（2）不同液体的沸点不同；（3）同一液体的沸点与液体表面的气压有关，气压越大，沸点越高；（4）水在标准大气压下的沸点为100℃。4.液体沸腾的条件（1）温度达到沸点；（2）继续吸热。基础自测：7．（2022秋·北京海淀·八年级统考期末）下列有关热现象的归纳不合理的是（）A．所有气体在其温度降到足够低的条件下都可以液化B．实验室常用的液体温度计是利用液体热胀冷缩的原理制成的C．液体的沸点除了跟液体种类有关外，还跟气压有关D．在大气压下，0℃的冰比0℃的水温度低【答案】D【解析】A．液化有两种方式，降低温度和压缩体积，所有气体在温度降到足够低时都可以液化，故A不符合题意；B．一般物体有热胀冷缩的性质，实验室常用的液体温度计是利用液体热胀冷缩的原理制成的，故B不符合题意；C．不同的液体沸点一般不同，同种液体的沸点与气压有关，气压增大，沸点升高，气压减小，沸点降低，故C不符合题意；D．温度表示物体的冷热程度。在大气压下，0℃的冰和0℃的水温度相同，故D符合题意。故选D。8．（2022秋·福建厦门·九年级福建省厦门第二中学校考期中）下表是1标准大气压下各种液体的沸点。在常温下将盛有表中某种液体的试管放入有水的烧杯中，在1标准大气压下用酒精灯给烧杯加热，如图所示，水在烧杯中沸腾后，试管中的液体也沸腾了，则试管内盛的液体是（）物质液态氨酒精水亚麻油沸点/℃﹣33.578100287A．液态氮 B．酒精 C．水 D．亚麻油【答案】B【解析】A．由表格得，液态氨的沸点﹣33.5℃，所以液态氮常温下立即沸腾，故A不符合题意；BCD．因为水在1标准大气压下的沸点是100℃，且沸腾后温度保持不变，烧杯受到酒精灯持续加热后，发现试管内的液体沸腾起来了，说明乙试管中液体达到沸点，且继续吸热，则试管中液体的沸点一定低于100°C.所以由沸点表可得该物质是酒精，故B符合题意，CD不符合题意。故选B。9．如图所示是某同学制作的一个小纸锅。在纸锅里装水，放到火上加热，一段时间后水沸腾，而纸锅没有燃烧。关于“纸锅烧水”，下列说法错误的是（）A．纸锅里的水沸腾前，吸收热量，温度升高B．纸锅里的水沸腾后，吸收热量，温度保持不变C．能够用纸锅烧水的原因是水的沸点低于纸的着火点D．水的沸腾温度总是100℃【答案】D【解析】AB．用纸锅烧水时，纸锅、水开始吸热温度升高，当水达到沸点时，开始沸腾，接下来持续吸热，但温度保持不变，故AB正确，不符合题意；C．由于水的沸点远低于纸的着火点，所以用纸锅烧水，纸锅不会燃烧，故C正确，不符合题意；D．一个标准气压下，水的沸点是100℃，但液体的沸点跟气压有关，气压增大，沸点升高，气压减小，沸点降低，故D错误，符合题意。故选D。10．（2022秋·全国·八年级假期作业）水沸腾时不断，但温度，有一定的点。【答案】吸热保持不变沸【解析】[1][2][3]根据液体的沸腾时的特点可知，水沸腾时不断吸热，但温度保持不变，有一定的沸点。11．（2022秋·四川自贡·八年级四川省荣县中学校校考阶段练习）如图所示，炖盅浸在大锅的水中，当锅中水沸腾后继续加热，炖盅中汤料（“会”或“不会”）沸腾，这是因为：汤料达到沸点后，还（“能”或“不能”）吸热。【答案】不会不能【解析】[1][2]将炖盅浸在大锅的水中加热，大锅中的水会沸腾，炖盅从大锅中的水中吸热升温，当炖盅温度达到沸点后，与大锅中没有温差，不能继续吸热，因此不能沸腾。12．（2022秋·重庆渝北·九年级校联考阶段练习）某同学作出的水的沸腾图像，如图所示（1标准大气压下）。（1）图中t1表示温度为；（2）线段表示水在沸腾，从加热计时开始经分钟水沸腾；（3）水沸腾的条件是。【答案】沸点AB4温度达到沸点，继续吸热【解析】（1）[1]如图是水的沸腾图像，因为水沸腾时不断吸收热量，温度保持不变，所以可以判断t1是沸点。（2）[2][3]水沸腾时不断吸收热量，温度保持不变，所以AB段是水的沸腾过程。水从第4min开始沸腾，到第10min结束，其中经历了6min。（3）[4]由图可知，水沸腾时温度不变，要不断吸收热量，停止加热，水就停止沸腾，所以水沸腾的特点是温度达到沸点，继续吸热。知识点三、蒸发与沸腾的区别和联系1.联系（1）蒸发和沸腾都是汽化现象；（2）蒸发和沸腾在发生过程中都要吸热。2.区别（1）蒸发是只发生在液体表面的缓慢汽化现象；沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。（2）蒸发在任何温度下都能进行；沸腾必须在温度达到沸点后能继续吸热才能发生。（3）蒸发有降温致冷的作用，沸腾发生时温度不变。基础自测：13．关于蒸发和沸腾，下列说法正确的是（）A．蒸发不需要吸热，沸腾需要吸热B．蒸发可以在任何温度下进行，沸腾必须在一定温度下进行C．蒸发是发生在液体表面缓慢的汽化现象，沸腾是只发生在液体内部剧烈的汽化现象D．水沸腾的过程中温度不断升高【答案】B【解析】A、蒸发和沸腾都是汽化现象，都需要吸收热量，故A错误；B、蒸发可以在任何温度下进行，而沸腾需要达到沸点，继续吸热才能进行，故B正确；C、蒸发只发生在液体的表面，而沸腾在液体的表面和内部同时发生，故C错误；D、水沸腾的过程中温度保持不变，故D错误。故选B。14．将某种固态物质放入加热装置中，对其加热至沸腾，温度随时间变化的关系如图所示，以下关于该物质的说法正确的是（）A．该固态物质是非晶体 B．物质在ab段是熔化过程C．物质在bc段为气态 D．物质在cd段是汽化过程，且只有沸腾一种形式【答案】B【解析】A.该固体有固定的熔点，为晶体，故A错误；B.ab段吸收热量温度不变，处于熔化过程，故B正确；C.物质在bc段为液态，故C错误；D.cd段是汽化过程，但蒸发在任何温度下都会进行，故D错误。故选B。15．下列关于汽化的几种说法中，错误的是（）A．蒸发和沸腾是汽化的两种方式B．蒸发和沸腾都需要吸收热量C．沸腾时温度不变，不需要吸