4.2.1 探究水在沸腾前后温度变化的特点-2025年中考物理新课标必做21实验及近年热考实验

PAGE14.2.1探究水在沸腾前后温度变化的特点知识导航与技巧点拨知识导航与技巧点拨【实验器材】铁架台、温度计、烧杯、石棉网、带孔的硬纸板、酒精灯、等。1.纸板上孔的作用：使烧杯内外气压，从而使水的沸点不受气压的影响。2.纸板的作用：减少，从而缩短⁠。【实验装置】如图4-13所示。【设计实验与进行实验】3.器材的组装顺序：（选填“自上而下”或“自下而上”）。4.缩短加热时间的方法：①提高水的；②减小水的；③给烧杯加盖（带小孔的硬纸板）。5.记录现象及数据。（1）沸腾前后气泡的特点：沸腾前气泡的如图甲中所示；沸腾时形成的大量气泡不断上升、变大，到水面破裂开来，里面的散发到空气中，如图甲中所示。（均选填“A”或“B”）时间/min012345678温度/℃858993979999999999（2）根据实验数据（如表所示），在图乙中绘制温度-时间图像。（先描点，再用平滑的线连接）【分析与论证】6.由表中数据可发现：水沸腾时需要不断吸热，温度（选填“升高”“降低”或“不变”），测得水的沸点是℃，此时水面上方的大气压（选填“高于”“低于”或“等于”）标准大气压。【交流、评估、反思】7.水沸腾时，烧杯口冒出大量“白气”的原因：水蒸气遇冷⁠形成小水珠。8.撤掉酒精灯时，烧杯内的水没有立即停止沸腾，其原因可能是。9.利用相同的实验装置，换水后重新做两次该实验，测得两次实验时将水加热到沸腾所用的时间不同，根据两次实验得到的数据绘制的温度-时间图像如图丙所示。得到a、b两条不同图线的原因可能是⁠不同。10.如图丁所示，将刚停止沸腾的水装入烧瓶，迅速塞上瓶塞并倒置，然后向瓶底浇冷水，发现水重新沸腾起来。原因是瓶内气体温度降低，气压减小，水的沸点（选填“升高”或“降低”）。11.根据实验探究的结论，小文认为端午节煮粽子，水开后改为小火照样可以将粽子煮熟，这是因为。12.图甲烧杯中装有质量为0.5kg的水，若这些水温度升高20℃，则需要吸收的热量是J；若这些热量是由酒精完全燃烧释放的，则需要g酒精。[水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），酒精热值为3.0×107J/kg]【停表相等热量损失实验时间自下而上初温质量（体积）B水蒸气A升高99低于液化烧杯底部的温度高于水的沸点水的质量（体积）降低不论大火还是小火，只要能保持水沸腾，水的温度都相同且不变，而且用小火还能节约燃料4.2×1041.4】提分专训提分专训电流表的使用规则1．在探究水沸腾时温度变化特点实验时，两组同学从甲、乙两套实验装置中各选一套来完成实验。(1)实验时按自下而上顺序组装器材，目的是（一条即可）；(2)图丙是实验中某一时刻温度计的示数，其读数是；图丁是两个小组根据各自的实验数据绘制的“温度-时间”图像，其中图像（选填“a”或“b”）是根据乙实验装置的数据绘制的；(3)请归纳出水沸腾时的特点：；(4)在探究结束后，同学们对不同液体的沸点进行了交流探究，在戊图烧杯中盛有水。水中的试管内盛有下列中的一种液体，若在一标准大气压下，对烧杯的底部持续加热，发现试管内的液体也发生沸腾，则试管内盛的液体是__________（填序号）。（一标准大气压下几种物质的沸点：酒精：78℃；水：100℃；煤油：150℃）A．酒精 B．水 C．煤油2．彤彤同学做“观察水的沸腾”实验：（1）由下表可知，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-39357酒精-11778（2）安装实验器材时，彤彤同学应按照（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序进行。实验时，老师要求向烧杯中倒入热水而不用冷水，这样做的优点是：；（3）开始时，彤彤同学用的是如图甲所示装置，她测出的水温将偏（选填“高”或“低”）；（4）如图乙所示，调整好实验装置后，实验中彤彤同学发现温度计示数上升较慢，为了使温度计示数上升得快些，她应该；（5）为了方便读出温度计的示数，彤彤同学将温度计从水中拿出来进行观察读数，则会导致所测温度偏（选填“高”或“低”）；（6）从85℃开始，每隔1min记录一次温度计的示数，直到水沸腾一段时间为止。如图丙所示的是1min时的温度计示数，则此时烧杯中水的温度为；（7）彤彤同学的实验记录数据如下表：时间/min012345678温度/℃8893979999959999彤彤由于粗心大意记错了一个实验数据，你认为错误的数据是；（8）彤彤同学观察到水沸腾前和沸腾后水中气泡的上升情况不同，如图丁所示，则图[选填“a”或“b”]是水在沸腾前的情况；（9）彤彤同学发现水沸腾时，杯口不断地冒出大量“白气”，这是由于水蒸气遇冷后形成的小水珠；（填物态变化名称）3．如图甲是某兴趣小组同学“探究水沸腾前后温度变化特点”的实验装置，记录的温度随时间变化的关系图像如图乙所示。(1)实验中除了图甲的器材，还需要的测量工具是；(2)图甲中温度计是根据液体的性质制成的；(3)小组同学分析图像乙，发现水沸腾时温度变化的特点是；(4)实验中观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同，图丙中（选填“a”或“b”）能表示沸腾时气泡上升情况；(5)如图丁所示，在烧杯和试管中都装有水，给烧杯加热使杯中水沸腾，继续加热，试管中的水（选填“能”或“不能”）沸腾，判断理由是：。4．在标准大气压下，做“观察水的沸腾”的实验时，甲、乙、丙三个实验小组的同学分别从图甲中A、B两套实验装置中任选一套来完成实验。时间/min01234567891011温度/℃9092949698100101102102102102102(1)图甲组装器材时，应按（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序安装。(2)甲组从水温升高到90℃时开始记录数据，以后每隔1min记录一次水的温度，直到水沸腾5min为止，分析表中数据可知，选择的是图甲中的（选填“A”或“B”）套装置；(3)撤去酒精灯后，水仍能继续沸腾一小段时间，其原因是；(4)如图乙所示，图（选填“A”或“B”）是水沸腾前气泡上升过程的情况；(5)实验过程中小刚不小心碰到了水沸腾时产生的水蒸气，感觉很烫。他进行了以下实验操作，如图丙所示，将烧瓶内水沸腾时所产生的水蒸气通入试管A中，试管A放在装水的容器B内，过一段时间，你看到的现象是：试管A中有小水珠出现，温度计示数（选填“升高”、“降低”或“不变”），这个实验说明；5．小明利用如图甲所示的实验装置探究水沸腾前后的温度变化。(1)组装器材时，应先固定图甲中的B，此时（选填“需要”或“不需要”）点燃酒精灯。(2)某时刻温度计示数如图乙所示，此时温度计的示数为℃。(3)在水温升高到91℃后，小明每隔1min观察1次温度计的示数，记录在下表中，直至水沸腾，如此持续8min后停止读数。时间/min012345678温度/℃919395979898989898①根据表格中的数据可知水的沸点是℃，你判断的依据是。②丙图中C和D是实验过程中不同时刻气泡的情形，其中（选填“C”或“D”）图是水沸腾时的气泡情形。(4)水沸腾后，将水倒入烧瓶，发现水停止沸腾。如图丁所示，用橡皮塞塞住烧瓶口并将其倒置，向烧瓶底部浇冷水，发现水重新沸腾了。这是因为浇冷水后瓶内水蒸气（填物态变化的名称），瓶内气压减小，水的沸点（选填“升高”“降低”或“不变”）。6．如图甲所示是探究“水沸腾时温度变化特点”的实验装置。请完成下列问题：(1)在组装实验器材时，合理的顺序是（填序号）；①温度计

②陶土网

③装水的烧杯

④酒精灯(2)安装好实验器材后，为缩短实验时间，a组同学在烧杯中倒入热水，热水中温度计的示数如图乙所示，此时温度计的示数为℃；(3)a、b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℃；a、b两组得到两种不同图像的原因可能是水的不同；(4)小强观察到：沸腾时水中气泡的情形为如图丁中（选填“A”或“B”）图；(5)实验结束停止加热后，发现水在高温时散热快，低温时散热慢。如图戊。根据图像，如果有一天你要喝一杯奶茶，有两种冷却方法：①先将滚烫的热茶冷却5min，然后加一匙冷牛奶；②先将一匙冷牛奶加进滚烫的热茶中，然后冷却5min。方法（选填“①”或“②”）的冷却效果较好；(6)【创新设问】同学们做完此实验后，查阅资料，同一燃气灶不同火力加热的耗气量还有如下信息：火力大小水的质量m/kg水的初温/℃水的末温t/℃消耗的燃气V/大火4.026.050.00.0453中火4.026.050.00.0278综合分析可知：从节能的角度，用燃气灶烧开水的策略为______（填字母）A．先中火后大火 B．先大火后中火 C．一直用大火 D．一直用中火7．如图甲所示为小渝和小庆探究水沸腾时的特点的实验装置。(1)实验器材安装过程中，应先调整固定（选填“A”或“B”）的位置；(2)小渝认真观察并记录了水沸腾前和沸腾时的气泡变化情况，如图乙所示，其中是水沸腾前的气泡变化的情况；烧杯中的水沸腾时不停地冒出“白气”，这些“白气”实际上是；(3)当水温升到时，小庆每隔1min记录一次水的温度，并将实验数据绘制成了如图丙所示的图像，由图像可知，当地的气压可能标准大气压；(4)在加热过程中，为了缩短加热时间，将烧杯中的水倒掉一部分后继续加热，直至水沸腾。如图戊所示，能正确反应加热过程中水的温度随时间变化的图像的是；(5)验完成后，小庆又利用实验装置进行了如图丁所示的实验，用D容器中的水对试管C中的液体进行加热，发现D容器中的水沸腾时，试管C中的液体也沸腾了，如果C、D容器中液体的沸点分别为、，则和可能的关系是________。A．B．C． D．或8．如图所示，这是小红探究水沸腾时温度变化特点的实验装置(1)在安装如图甲所示的实验装置时，应按照（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序进行组装；(2)图甲中采用的加热方式是，目的是；(3)实验前，小红向烧杯中倒入热水而不是冷水，这样做是为了；(4)小红观察到谁在加热过程中水中气泡的情况如图乙所示，图（选填“①”或“②”）表示水沸腾时的情况；(5)小红记录的实验数据如表所示，由表中数据可知，水的沸点为℃，当时条件下的大气压（选填“高于”“低于”或“等于”）标准大气压。根据实验数据，说一说水沸腾时的特点是；加热时间/min00.51.01.522.53.03.5温度/℃9092949698989898(6)如图丙所示，B容器中装有适量水，A试管中也装有水，现用酒精灯给B容器加热，一段时间后，B容器内水沸腾时，A试管内的水（选填“会”或“不会”）达到沸点，（选填“会”或“不会”）沸腾。9．如图甲是小明和小红同学“探究水沸腾前后温度变化的特点”的实验装置。（1）实验前小明向烧杯中倒入热水而不用冷水，这样做的好处是。（2）如表是小明实验中得到的数据，从表中的数据可以分析出，水沸腾前的特点是。该实验中烧杯内水上方气压（选填“高于”或“低于”）一个标准大气压。时间012345678温度889092949698989898（3）小明和小红使用的酒精灯相同，根据实验数据绘制的图象分别如图乙中所示．已知他们所用水的质量之比是，则从开始记录温度至沸腾，小红加热的时间为。10．在探究“水的沸腾”的实验中。（1）某个实验小组观察到水在沸腾前和沸腾时，水中气泡上升过程中的两种情况，如图乙中①、②所示，则图（①或②）是沸腾时的情况；（2）由表格中的数据可知当时的大气压标准大气压；时间/min01234.5678水温/℃909294969898989898（3）如图丙，甲容器内装有水，乙试管内也装有水，并通过甲容器密封盖上的孔插入甲容器的水中，且乙试管与密封盖紧密接触；现用酒精灯给甲容器加热，则经过一段时间后，甲容器内的水沸腾时，乙试管内的水（会/不会）沸腾；（4）如图戊所示，给一定量的水加热，其温度与时间的关系如图中a图线所示（实线部分），若其他条件不变，仅将水的量减少，则温度与时间的关系图线正确的是。参考答案1．(1)见解析(2)86a(3)见解析(4)A【详解】（1）实验中用酒精灯外焰加热，并且温度计玻璃泡完全浸没被测液体，不能碰容器壁和底，所以组装仪器时应按照自下而上的顺序。（2）[1]由图乙可知，温度计分度值是1℃，其读数为86℃。[2]根据图像可知，a的沸点高于b的沸点，由于水的沸点与气压的大小有关，气压越大，沸点越高，乙图中烧杯上方加盖，可以增大水上方的气压，增大水的沸点，所以a是根据乙实验装置的数据绘制的。（3）由图丁可知，水在沸腾的过程中，吸收热量，温度不变。（4）液体沸腾需要同时满足两个条件：达到沸点，继续吸热。当试管中的液体沸点低于烧杯中的水时，达到沸点之后可以继续从水中吸热，因此可以沸腾，酒精的沸点低于水的沸点，酒精可以沸腾。故选A。2．水银自下而上缩短水加热到沸腾所用的时间高加大火力低89第6min的95℃b液化【详解】（1）[1]温度计里面的液体的沸点需要超过水的沸点才可以用来测将水加热至沸腾的实验，酒精的沸点没有超过水的沸点，而水银的沸点超过了水的沸点，故选水银温度计。（2）[2]实验中要用酒精灯外焰加热，温度计玻璃泡浸没在被测液体中，但不能碰触容器底和壁，所以安装器材时应按照自下而上的顺序进行。[3]实验时，老师要求向烧杯中倒入热水而不用冷水，提高水的初始温度，这样做的优点是：缩短水加热到沸腾所用的时间。（3）[4]开始时，彤彤同学用的是如图甲所示装置，可以看到温度计的玻璃泡碰到了容器底，因为容器底部的温度较高，所以她测出的水温将偏高。（4）[5]调整好实验装置后，无法再更换水的质量和换初始温度更高的水，所以为了使温度计示数上升得快些，她应该加大火力，避免再调整器材。（5）[6]为了方便读出温度计的示数，彤彤同学将温度计从水中拿出来进行观察读数，玻璃泡受冷，则会导致所测温度偏低。（6）[7]由图丙得，温度计的分度值为1℃，示数为89℃，即此时烧杯中水的温度为89℃。（7）[8]水沸腾过程中，温度保持不变，由表格中数据得，错误的数据是第6min记录的95℃。（8）[9]b中气泡上升过程中，由大变小，是水在沸腾前的情况。（9）[10]“白气”是由于水蒸气遇冷后放热液化形成的小水珠。3．(1)秒表(2)热胀冷缩(3)温度保持不变(4)b(5)不能见解析【详解】（1）“探究水沸腾前后温度变化特点”的实验中需要记录加热时间，则还需要的测量工具是秒表。（2）液体具有热胀冷缩性质，图甲中温度计是根据液体的热胀冷缩性质制成的。（3）根据图乙可知，水上升到一定温度，不会再上升，说明水在沸腾过程中，其温度变化特点是温度保持不变。（4）实验中观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同，图丙中b能表示沸腾时气泡上升情况，因为沸腾前的气泡上升时变小，沸腾时的气泡上升时变大。（5）[1][2]液体沸腾需要同时满足两个条件：达到沸点，继续吸热；由于试管中的水达到沸点后，温度和烧杯中的水相同，无法继续吸热，因此不能沸腾。4．(1)自下而上(2)A(3)石棉网的温度高于水的沸点，水能继续吸热(4)A(5)升高水蒸气液化时放出热量【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；安装实验器材时，应按照自下而上的顺序进行。（2）标准气压下，水的沸点是100℃，由表格中数据可知，实验中水的沸点为102℃，说明气压高于标准气压，A套装置的杯盖会提高杯内气压，故选择的是图甲中的A套装置。（3）酒精灯加热时，铁圈和石棉网的温度升高，高于水的温度，当移开酒精灯时，水还会从铁圈和石棉网吸收热量，继续沸腾一小段时间。（4）A图中气泡在上升过程中体积逐渐减小，所以A图是沸腾前的现象。（5）[1][2]通入试管A中的水蒸气受冷就会液化，形成小水珠，附着在试管壁上；水蒸气液化时要放出热量，冷水吸收热量后温度会升高，所以温度计的示数会升高，这个实验说明水蒸气液化时放出热量。5．(1)需要(2)68(3)98水沸腾时吸热，温度不变C(4)液化降低【详解】（1）组装器材时，应按自下而上的顺序。应先固定图甲中的B，为了确保酒精灯用外焰加热，此时需要点燃酒精灯。（2）图中温度计的分度值是1℃，温度计的0℃刻度线在数字小的那端，此时液柱超过0℃刻度线，故此时温度计示数为68℃。（3）[1][2]由于水沸腾时吸热，温度不变，故由表格中数据可知实验时水的沸点是98℃。[3]水沸腾时的现象为内部产生大量的气泡，上升、变大，到水面破裂开来，C图中现象符合水沸腾时的现象，故C符合题意。D图是水沸腾前，上部水温度较低，杯底产生的气泡在上升过程中，温度降低，气泡内水蒸气部分液化成水，气泡会变小，故D不符合题意。（4）[1][2]水的沸点随气压降低而减小，浇冷水后瓶内水蒸气遇冷液化成水珠，导致瓶内气压减小，水的沸点降低。当沸点低于瓶内水的温度时，水会重新沸腾。6．(1)④②③①(2)68(3)98质量(4)A(5)①(6)A【详解】（1）使用酒精灯外焰加热，温度计充分浸入被测液体中，不与烧杯底部和烧杯壁接触，因此装置应从下往上安装，所以顺序为④②③①。（2）如图所示，温度计分度值为1℃，示数为68℃。（3）[1]观察图像可知，水温达到98℃后继续吸热而温度不再升高，则水沸腾后继续吸热，温度不变，水的沸点为98℃。[2]a和b两小组进行水沸腾的实验探究，从图中很明显可以看出a沸腾所用的时间要短于b沸腾所用时间，水量越多加热时间越长，b的加热时间长，水量就多，所以a、b两组得到两种不同图像的原因可能是水的质量不同。（4）沸腾时，由于此时整个容器内的水温相同，气泡上升时有大量水蒸气进入气泡，气泡逐渐变大，故A图为水沸腾时的气泡图。（5）水在自然冷却过程中，将热传给周围空气，由图像可以看出温度变化特点是先快后慢。根据水的温度降低的规律，如果要使一杯热的奶茶快速冷却，最好的办法是先将滚烫的热茶冷却5min，然后加一匙冷牛奶，即方案①效果更好。（6）分析资料可知，水温较低时，把相同质量的水由26℃加热到50℃，用中火加热消耗的燃气少，故先用中火加热；由题知，水在高温时散热快，如果还用中火加热，则水升温慢，加热时间长，消耗燃气多，故高温时应该用大火加热。综合分析可知∶从节能的角度，用燃气灶烧开水的策略为先中火后大火，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。7．(1)B(2)b小水珠(3)低于(4)A(5)B【详解】（1）实验中，需要用酒精灯的外焰加热，温度计的玻璃泡不能接触烧杯底，所以先调整固定B位置，再固定A。（2）[1]图乙中，a的气泡在上升过程中变大，到水面破裂开，是沸腾前的情况，b的气泡在上升过程变小，最后消失，是沸腾前的情况。[2]烧杯中的水沸腾时，温度较高的水蒸气在上升过程遇到冷的空气，液化成小水珠，形成白气。（3）由图丙知，实验时，水的沸点为99摄氏度，而水在一个标准大气压时，沸点为100摄氏度，所以当地的气压可能低于标准大气压。（4）加热过程，为了缩短加热时间，将烧杯中的水倒掉一部分，则此时水未沸腾，倒水过程，水的温度稍微下降，继续加热后，此时水的质量比原来的少，则水温升高比原来快，水的温度迅速升高到沸点，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。（5）若图丁中的C、D容器中的液体沸点相同，则D中液体沸腾后，温度保持不变，C中液体吸收热量，温度升至沸点温度，不能再继续吸热，不能沸腾；C中液体比D中液体沸点高，则C中液体的温度最高只能达到与D中液体沸点的温度相同，不能沸腾；C中液体沸点比D中的低，则C的温度能升至沸点，能沸腾，所以，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。8．(1)自下而上(2)酒精灯外焰加热便于吸热(3)缩短加热时间(4)①(5)98低于持续吸热，温度保持不变(6)会不会【详解】（1）在组装实验装置时，因为酒精灯需要用外焰加热，所以要先放好酒精灯，再固定铁圈的高度，所以组装实验装置时，应该按照自下而上的顺序组装。（2）[1][2]图甲中采用的加热方式是使用酒精灯外焰加热，酒精灯外焰温度最高，有利于水吸收热量。其中石棉网的作用是使烧杯底部受热均匀。（3）向烧杯中倒入热水