专项04 物态变化相关实验探究 （重难点训练）初中物理人教版（2024）八年级上册 第三章 物态变化（解析版）

2/2专项04物态变化相关实验探究一．制作简易温度计（共4小题）二．探究固体熔化时温度的变化规律（共6小题）三．探究水沸腾时温度变化的特点（共7小题）四．探究影响蒸发快慢的实验（共6小题）五．探究“碘的升华”实验（共6小题）一．制作简易温度计（共4小题）1．明明同学设计了一个简易气体温度计，在20℃的实验室内组装完毕后U形管两侧液柱液面相平，如图所示。回答下列问题：（1）明明的温度计是根据气体热胀冷缩的性质制成的。（2）当实验室内温度下降时，U形管中左（选填“左”或“右”）侧液柱会上升。（3）换一个体积较大的玻璃瓶，能（选填“能”或“不能”）提高此气体温度计的灵敏度。【答案】（1）热胀冷缩；（2）左；（3）能。【解答】解：（1）明明的温度计是根据气体热胀冷缩的性质制成的；（2）当实验室内温度下降时，玻璃瓶中的气体体积减小，U形管中左侧液柱会上升；（3）当换一个体积较大的玻璃瓶时，玻璃瓶内的气体体积增大，即使在较小的温度变化下，也会产生较大的液体体积变化，这种设计使得温度计能够更敏感地反映出温度的变化，并且有助于提高温度计的准确程度。故答案为：（1）热胀冷缩；（2）左；（3）能。2．如图是小明用小药瓶、细玻璃管和带颜色的酒精制作成的简易温度计。（1）温度计是利用酒精的热胀冷缩原理制成的。（2）小药瓶的材质应该选择硬玻璃瓶（填“软塑料瓶”或“硬玻璃瓶”）。（3）给温度计标刻度时，将小药瓶分别放在20℃和60℃的水中，并标记液面稳定时的位置A和B，则20℃对应的是A（填“A”或“B”）。把小药瓶放入另一杯温水中，标记液面稳定时的位置为C点；用刻度尺测出AB间距为8.00cm，AC间距为5.00cm。则标记C点所对应的温度为45℃。（4）为了提高此温度计的灵敏度，使读数更精确，请提出一条改进措施。更换更细的玻璃管。（5）小明上网查到：酒精的温度每改变1摄氏度，其变化的体积和它在0℃时的体积之比是一个定值。如图中能大致描述酒精体积随温度变化规律的是A。（填序号）【答案】（1）热胀冷缩；（2）硬玻璃瓶；（3）A；45；（4）更换更细的玻璃管；（5）A【解答】解：（1）温度计的原理是利用液体的热胀冷缩；（2）为减少容器的形变引起的误差，选用不易变形的容器，所以选硬玻璃瓶；（3）温度越高，酒精体积越大，因此20℃对应A点，由题可知AB间距为8.00cm，对应着40摄氏度，所以1cm代表5℃，AC间距为5.00cm，则标记C点所对应的温度为：20℃+5×5℃＝45℃；（4）为了提高温度计的灵敏度，可采取的办法有更换更细的玻璃管；（5）由题可知，酒精的体积与温度成正比，在0℃是体积不为零，所以选A。故答案为：（1）热胀冷缩；（2）硬玻璃瓶；（3）A；45；（4）更换更细的玻璃管；（5）A。3．小佳设计了一个简易气体温度计。示意图如图甲，瓶塞上方细管中有一段液柱密封瓶内气体。（1）此温度计是根据气体热胀冷缩的原理制成的。（2）在1个标准大气压下，将此瓶浸没在纯净的冰水混合物中，液柱移到A处，标记0℃，再将它浸没在沸水中，液柱移到B处，标记100℃，在A、B间进行等分，可制成一个温度计。（3）你认为影响此温度计灵敏度的因素有（答出一点）玻璃泡大小。【答案】（1）热胀冷缩；（2）0；100；（3）玻璃泡大小。【解答】解：（1）这是个气体温度计，所以是根据气体的热胀冷缩的原理来测量温度的；（2）标准大气压下，冰水混合物的温度为0℃，所以此处的刻度应标0℃；沸水的温度为100℃，应在此处标注100℃。（3）温度计的灵敏度取决于气体体积变化，玻璃泡的体积越大、管内径越细越灵敏，故影响温度计灵敏度的因素有：玻璃泡大小、管内径粗细等。故答案为：（1）热胀冷缩；（2）0；100；（3）玻璃泡大小。4．请阅读下面材料，回答问题。制作温度计小明在综合实践活动课上认领了一项制作液体温度计的任务。【任务要求】温度计的量程为0～100℃，分度值为1℃。【备选器材】两个容量不同、均带胶塞的小玻璃瓶，内径不同的两根透明玻璃管，水银，酒精。【查阅资料】酒精和水银的熔点、沸点如表所示。物质熔点℃沸点℃酒精﹣11778.5水银﹣39357【进行制作】①将小玻璃瓶内盛满液体，用插有玻璃管的胶塞将玻璃瓶盖紧。②将小玻璃瓶浸没在标准大气压下的冰水混合物中，玻璃管内的液面稳定后，在相应位置标记0℃。③小玻璃瓶浸没在标准大气压下的沸水中，玻璃管内的液面稳定后，在相应位置标记100℃。④玻璃管的0℃与100℃间分成100等份，每10个等份依次标记为10℃、20℃、……、90℃。【交流反思】（1）为了在玻璃管上标记更多小格，即温度计的分度值更小，使测量结果更精确，应选择内径更小（选填“大”或“小”）的玻璃管。（2）为了完成任务，温度计液泡中的液体选用水银而不是酒精，理由是水银的沸点高于水的沸点，酒精的沸点低于水的沸点。（3）该简易温度计的工作原理是液体的热胀冷缩。【答案】【进行制作】②冰水混合物；③100；【交流反思】（1）小；（2）水银的沸点高于水的沸点，酒精的沸点低于水的沸点；（3）液体的热胀冷缩。【解答】解：在标准大气压下冰水混合物的温度是0℃，将小玻璃瓶浸没在冰水混合物中，玻璃管内的液面稳定后，在相应位置标记为0℃。在标准大气压下沸水的温度是100℃，将小玻璃瓶浸没在标准大气压下的沸水中，玻璃管内的液面稳定后，在相应位置标记为100℃。（1）要使测量结果更精确，刻度间的间距越大越好，测温物质温度发生变化后的体积变化一定，横截面积越小，液柱越长，刻度间距越大，所以应选择内径更小的玻璃管。（2）为了完成任务，只能选择水银进行制作，因为水银的沸点高于水的沸点，酒精的沸点低于水的沸点。（3）一般液体具有热胀冷缩的性质，该简易温度计的工作原理是液体的热胀冷缩。故答案为：【进行制作】②冰水混合物；③100；【交流反思】（1）小；（2）水银的沸点高于水的沸点，酒精的沸点低于水的沸点；（3）液体的热胀冷缩。二．探究固体熔化时温度的变化规律（共6小题）5．物理兴趣小组在探究锡的熔化和凝固特点，根据实验现象绘制了锡的熔化和凝固的图象，根据图像回答：（1）锡属于晶体（填“晶体”或“非晶体”）；（2）锡在第5min时处于固液共存态，此时锡在不断吸热，但温度不变；（3）图中的EF段图象表示了锡的凝固过程；【答案】（1）晶体；（2）固液共存；（3）EF；【解答】解：（1）由图可知，锡在熔化过程中，温度不变，有一定的熔点，因此该物质是晶体；（2）BC段是锡的熔化阶段，锡是晶体，所以锡在第5min时处于固液共存态，此时锡在不断吸热，但温度不变；（3）晶体凝固时，持续放热，温度不变。图中的EF段图象表示了锡的凝固过程；故答案为：（1）晶体；（2）固液共存；（3）EF。6．某小组同学探究“水凝固时温度的变化特点”，所用器材有电子数显式温度计A和B、大试管、烧杯、水、食盐水等，实验装置如图所示。（1）实验中需要用﹣18℃食盐水作为降温物质，那么配置的食盐水应放在冰箱冷冻室（选填“冷冻室”或“冷藏室”）一段时间后再使用。（2）实验中，若温度计A的探头接触试管底，测量的温度会偏低。（3）记录的实验数据如表。时间t/min12345678910盐水的温度T1/℃﹣16.9﹣16.7﹣16.6﹣16.5﹣15.8﹣14.8﹣13.9﹣13.1﹣12.4﹣12.2水的温度T2/℃3.52.21.00.10000﹣2.5﹣4.5水的状态液态固液共存态固态①根据实验信息，得出的探究结论是：水凝固时，温度不变。②假设盐水升温过程中，单位时间内从空气中吸收的热量相同。由实验数据可看出：5∼8min与1∼4min相比，盐水升高的温度多，说明水凝固放出的热量大于水降温放出的热量。（4）北方的冬天，在存放蔬菜的地窖里放几桶水，可以防止蔬菜冻坏。请写出其物理原理。【答案】（1）冷冻室；（2）低；（3）①不变；②大于；（4）水凝固放热防止蔬菜被冻坏。【解答】解：（1）冰箱冷藏室的温度为零上几度，需要用﹣18℃食盐水作为降温物质，那么配置的食盐水应放在冰箱冷冻室一段时间后再使用；（2）若温度计A的探头接触试管底，因为盐水的温度低于水的温度，测量的温度会偏低；（3）①根据实验信息可以得出的结论是：水凝固时，随时间的增加，温度不变；②5∼8min与1∼4min相比，盐水升高的温度多，说明水凝固放出的热量大于水降温放出的热量；（4）人们常在存放蔬菜的地窖里放几桶水，是利用水凝固放热防止蔬菜被冻坏。故答案为：（1）冷冻室；（2）低；（3）①不变；②大于；（4）水凝固放热防止蔬菜被冻坏。7．在温度为t1的室内，有一烧杯装有温度为t2的热水。将装有固态物质的大试管放入热水中，并用温度计A和B分别测量试管中物质和烧杯中热水的温度（如图甲所示）。根据两个温度计的示数，绘制出物质和热水的温度随时间变化的图象（如图乙所示）。第5min时，试管内开始出现液态；第10min时，试管内的物质刚好全部变为液态。则：（1）该物质是晶体（选填“晶体”“非晶体”），判断的依据是：这种物质有固定的熔点。（2）在第7min时，该物质为固液共存态（选填“固态”“液态”或“固液共存状态”）。（3）在第10min后，该物质温度随时间的图象可能是丙图中的b（选填“a”“b”或“c”）曲线。【答案】（1）晶体；这种物质有固定的熔点；（2）固液共存态；（3）b。【解答】解：（1）读图可知，这种物质是在一定温度下发生熔化的，因此属晶体；（2）由于这种物质是晶体，图乙中从第5min开始持续吸热，但温度保持不变，故第7min时在熔化过程，该物质处于固液共存态；（3）由题意和图乙可知，第10min时，试管内的物质刚好全部变为液态，此时该物质和水的温度相同且高于室温，则试管内的物质会向外放热，其温度也等于它的凝固点（同种晶体物质的凝固点和熔点相同），满足晶体物质凝固的条件，且晶体物质在凝固过程中温度不变，当全部凝固后，其温度仍高于室温，固体仍然会向外放热，其温度会降低，所以其温度随时间的图象可能是丙图中的b曲线。故答案为：（1）晶体；这种物质有固定的熔点；（2）固液共存态；（3）b。8．小明猜想，水中加入别的物质后，可能会对水的凝固点产生影响，为了验证这一猜想，他将一些盐放入水中，并把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，并将凝固过程中记录的温度数据绘制成了盐水的凝固图象如图甲所示。（1）从图象中可以看出盐水凝固过程用了10分钟，冷却到第15分钟时的状态是固液共存；（2）由甲图可知，其凝固点为﹣2℃，实验验证了小明的猜想；（3）如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中，如图乙所示，试管中冰水混合物中的冰的质量会变多（填“变多”、“变少”或“不变”）。【答案】（1）10；固液共存；（2）﹣2；（3）变多。【解答】解：（1）晶体的凝固过程中温度保持不变，在图象中与横轴平行的一段是温度保持不变的，所以盐水从第10分钟开始凝固，到第20分钟凝固完成，凝固过程用了10分钟；冷却到第15分钟时呈固液共存态；（2）晶体凝固时温度保持不变，其凝固点为﹣2℃，故该盐水的凝固点是﹣2℃；（3）冰水混合物的温度是0℃，而盐冰水混合物的温度是﹣2℃，所以冰水混合物会向盐冰水混合物放热，冰水混合物中的水会达到凝固结冰的条件，故冰水混合物中的冰会变多．故答案为：（1）10；固液共存；（2）﹣2；（3）变多。9．小明利用如图甲所示装置在常温下探究冰块熔化的特点，她每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。（1）冰的熔化过程持续了10min，实验装置中没有酒精灯，冰会（选填“会”或“不会”）熔化。（2）图乙是他根据记录的数据绘制的“温度﹣时间”图像，由图像可知：冰属于晶体；图乙中第4min时，物质处于固态。（3）实验结束后，小明接着探究盐冰（浓盐水冻成的冰块）熔化时温度的变化规律，如图丙所示。通过探究可知：为防止事故发生，冬天给结冰（积雪）道路撒盐可以使含盐的冰（雪）在更低（选填“更高”或“更低”）的温度下熔化。（4）水的凝固点是0℃，酒精的凝固点是117℃，冬天室外已结冰，小明把酒精和水的混合液体放到室外（室外温度大约﹣5℃），经过很长时间却发现混合液没有凝固。就这个现象请你提出一个猜想？水中加入酒精凝固点降低了吗？。【答案】（1）会；（2）晶；固；（3）更低；（4）水中加入酒精凝固点降低了吗？【解答】解：（1）冰熔化的条件是达到熔点继续吸热，实验装置中没有酒精灯，冰可从周围环境吸热，冰会熔化。（2）图乙是他根据记录的数据绘制的“温度﹣时间”图像，5﹣15分钟吸热但温度保持不变，由图像可知：冰属于晶体；图乙中第4min时，物质处于固态。（3）如图丙所示，盐冰的凝固点为﹣2℃，通过探究可知：为防止事故发生，冬天给结冰（积雪）道路撒盐可以使含盐的冰（雪）在更低的温度下熔化。（4）把混合液放入温度为﹣5℃的冰箱的冷冻室中，经过相当长的时间后，水并没有凝固，说明混合液的凝固点降低了，可提出问题：水中加入酒精凝固点降低了吗？故答案为：（1）会；（2）晶；固；（3）更低；（4）水中加入酒精凝固点降低了吗？10．小明发现冰块在不同饮料中熔化快慢不同，决定探究影响冰块熔化快慢的因素。（1）相同的0℃的冰块在某液体中熔化得快，说明相同时间内，冰块在该液体中吸收的热量多（选填“多”或“少”）。（2）若将两个相同的0℃的冰块分别放入水和浓盐水中，所受浮力分别为F水、F盐水，与液体接触面积分别为S水、S盐水，则F水＝F盐水，S水＞S盐水。（3）为探究冰块熔化快慢与接触面积的关系，下列两个方案；应选用方案方案一。方案一：如图1、2，取两个相同的0℃的冰块，一块直接放入水中，另一块竖切成4小块放入相同的水中，记录冰块完全熔化的时间分别为t1、t2。方案二：如图3、4、在装满相同温度的水和浓盐水的玻璃杯中，分别放入相同的0℃的冰块，盖上杯盖使冰块保持浸没，记录冰块完全熔化的时间分别为t3、t4。（4）①采用方案一进行实验，发现t2＜t1，得出的结论是在其他条件相同时，冰块与液体的接触面积越大，熔化速度越快。②采用方案二进行实验，发现t3≠t4，得出的结论是在其他条件相同时，冰块熔化快慢与液体的种类有关。（5）在用方案二进行实验前，小明根据“向积雪的公路上撒盐，盐能尽快地融雪”，预测冰块在浓盐水中熔化得更快，他的推理是否正确？正确，请说明理由：向积雪撒盐后，积雪的熔点降低，使得积雪在低于0℃的环境中也能熔化；同理，当冰块放入浓盐水中时，浓盐水会降低冰的熔点，使冰块在相同温度下更易达到熔化条件，因此熔化速度更快。。【答案】（1）多；（2）＝；＞；（3）方案一；（4）①在其他条件相同时，冰块与液体的接触面积越大，熔化速度越快；②在其他条件相同时，冰块熔化快慢与液体的种类有关；（5）正确；向积雪撒盐后，积雪的熔点降低，使得积雪在低于0℃的环境中也能熔化；同理，当冰块放入浓盐水中时，浓盐水会降低冰的熔点，使冰块在相同温度下更易达到熔化条件，因此熔化速度更快。【解答】解：（1）相同的0℃的冰块在某液体中熔化得快，说明相同时间内，冰块在该液体中吸收的热多；（2）冰块在水和浓盐水中均处于漂浮状态，根据漂浮条件，浮力等于重力。由于冰块相同，重力相等，故浮力相等F1＝F2；浓盐水的密度大于水的密度，阿基米德公式可知，浮力相同时，液体密度越大，排开液体的体积（V排）越小。因此，冰块在浓盐水中浸入液体的体积更小，与液体的接触面积（S）也更小；（3）探究熔化快慢与接触面积的关系时，需控制液体种类、温度等变量相同，仅改变接触面积。方案一将冰块切分，增大了接触面积，符合控制变量法；（4）方案一中，切分后的冰块接触面积更大，完全熔化时间更短（t2＜t1），说明接触面积增大加速了熔化，故结论为在其他条件相同时，冰块与液体的接触面积越大，熔化速度越快；方案二中，水和浓盐水的性质不同（如密度、熔点等），导致熔化时间不同（t3≠t4），说明液体种类影响熔化速度，故结论为在其他条件相同时，冰块熔化快慢与液体的种类有关；（5）向积雪撒盐后，积雪的熔点降低，使得积雪在低于0℃的环境中也能熔化；同理，当冰块放入浓盐水中时，浓盐水会降低冰的熔点，使冰块在相同温度下更易达到熔化条件，因此熔化速度更快。这与“撒盐融雪”的原理一致，即通过降低熔点来加速冰的熔化过程。故答案为：（1）多；（2）＝；＞；（3）方案一；（4）①在其他条件相同时，冰块与液体的接触面积越大，熔化速度越快；②在其他条件相同时，冰块熔化快慢与液体的种类有关；（5）正确；向积雪撒盐后，积雪的熔点降低，使得积雪在低于0℃的环境中也能熔化；同理，当冰块放入浓盐水中时，浓盐水会降低冰的熔点，使冰块在相同温度下更易达到熔化条件，因此熔化速度更快。三．探究水沸腾时温度变化的特点（共7小题）11．在课堂上同学们用小纸锅烧水，如图甲所示。为什么水能烧开而纸锅不会燃烧呢？带着这个问题，同学们开始探究水沸腾时温度变化的特点；（1）如图乙是同学们组装好的实验装置，用酒精灯加热，当水温接近70℃时每隔1min记录一次温度，同时观察水中的气泡情况。直至5min后观察到水中形成大量的气泡不断上升变大，说明水正在（填“尚未”或“正在”）沸腾；（2）同学们在实验中发现有时温度计上有小水滴影响读数，交流后认为小水滴的成因是水蒸气液化（填物态变化名称），在老师的指导下按丙图改进后可以顺利读数；（3）同学们根据记录的数据绘制成如图丁所示的“温度﹣时间”关系图像，发现水在沸腾过程中，温度变化的特点是温度保持不变；（4）交流评估环节中，同学们提出了各自的观点，其中正确的有B、C（填字母）。A．纸板上的小孔加快了水的散热，因此小孔是多余的B．用初温较高的水做实验，可以缩短沸腾前的加热时间，节约能源C．纸锅烧水实验中，纸锅不会燃烧是因为纸的着火点高于水的沸点，且水沸腾时要不断吸热【答案】（1）正在；（2）水蒸气液化；（3）温度保持不变；（4）B、C。【解答】解：（1）沸腾前烧杯底部温度高，表面温度低，底部的水先汽化形成气泡，气泡上升的过程中，遇冷液化，气泡越变越小；沸腾时，整杯水的温度一致，气泡周围的水汽化，气泡越变越大，故根据气泡不断上升变大，可以判断出水正在沸腾；（2）小水滴是水蒸气遇冷液化形成的；（3）分析图丁可知水从第6min开始沸腾，水沸腾时，温度保持不变；（4）A．小孔是为了平衡内外大气压的，并不是多余的，故A不符合题意；B．用初温较高的水做实验，可以缩短沸腾前的加热时间，节约能源，在其它条件一定时，初温越高，加热至沸腾的时间越短，B符合题意；C．纸锅烧水实验中，纸锅不会燃烧是因为纸的着火点高于水的沸点，且水沸腾时要不断从纸锅吸热且温度保持不变，水烧干了后，到达了纸的着火点，纸才开始燃烧，故C不符合题意。故选BC。故答案为：（1）正在；（2）水蒸气液化；（3）温度保持不变；（4）B、C。12．两同学用如图甲所示的相同的实验装置（水的质量相等）分别探究水沸腾时温度变化特点。（1）图乙是两名同学根据实验数据绘制的水温随时间变化的图象。①由图象可知杯内气压低于（选填“低于”“等于”或“高于”）一个标准大气压。②请根据图象分析，小红从给水加热到水沸腾，所用时间较长的原因是小红水的初温较低，加热到沸腾所用的时间较长。（2）另一同学对实验装置进行了适当改变，两个完全相同的玻璃杯A和B，A倒扣着放入盛水的容器中，B中装有一些水，如丙图所示放置。用酒精灯给容器中的水加热，使容器中水沸腾后继续加热的过程中，A、B两杯（选填“A杯”“B杯”或“A、B两杯”）中的水不能沸腾。【答案】（1）低于；小红水的初温较低，加热到沸腾所用的时间较长；（2）A、B两杯。【解答】解：（1）①水的沸点99℃，不是100℃，原因可能是水面上方气压小于1个标准大气压；②由图乙可知，使水沸腾，小红所用的时间较多，造成这个结果的原因可能是小红所用水的水温低；（2）当容器中的水沸腾后，尽管不断吸热，但容器中的水温度不再升高，保持水的沸点温度不变；玻璃杯B中的水从容器中吸热，温度达到水的沸点后，就和容器中的水的温度一样，就不能从容器中继续吸热，所以B中水温能达到沸点，但不能继续吸热，所以不能沸腾；A中气压增大，水的沸点升高，水温不能达到沸点，所以不能沸腾，所以两个杯内的水都不会沸腾。故答案为：（1）低于；小红水的初温较低，加热到沸腾所用的时间较长；（2）A、B两杯。13．如图甲是探究“水的沸腾”实验装置，电热水壶中装有适量的水，闭合开关加热。（1）图甲中温度计读数视线正确的是B（选填“A”、“B”或“C”）；此时温度计的示数为82℃；器材中玻璃片的主要作用：减少热量的散失，使水尽快沸腾；（2）玻璃片下表面出现小水珠，这是液化（填物态变化名称）现象，停止加热，水不能继续沸腾，这说明沸腾时需要吸收热量。（3）图乙a、b分别是小明与小强依据自己的实验数据所画出的曲线，分析a、b可知，水沸腾过程中，水的温度不变（选填“不变”、“变大”或“变小”）；（4）图乙曲线中，a曲线加热至沸腾的时间较长，原因可能是a中水量较多；（选填“多”或“少”）（5）图乙中两人所作的曲线a、b升温与降温过程都不是直线，进一步分析可知，水的温度越高，降温（选填“升温”或“降温”）越快。（6）实验结束后，当水温降至60℃，在其自然冷却过程中，小华每隔2min测量一次水温。描点作出温度﹣时间图像如图丙，老师指出该图像是错误的，如果要验证老师的判断，你可以怎么做？可以缩小温度测量间隔，重新描点连线。【答案】（1）B；82；减少热量的散失，使水尽快沸腾；（2）液化；吸收热量；（3）不变；（4）多；（5）降温；（6）可以缩小温度测量间隔，重新描点连线。【解答】解：（1）温度计读数时视线与液柱的液面相平，A、B、C三种读数方法正确的是B；温度计的分度值为1℃，刻度处于零上，此时温度计的读数为82℃；实验时烧杯上方放上一个带孔的玻璃片可以减少热量的散失，使水尽快沸腾；（2）玻璃片下表面出现小水珠，是烧杯内的水蒸气遇冷液化得来的；停止加热，水不能继续沸腾，这说明沸腾时需要吸热；（3）由a、b可知，水沸腾过程中，温度不变；（4）图乙的曲线看出，a、b水的初始温度相同，水的沸点也相同，只是达到沸点所用时间不同，则说明两组实验所用水的质量不同，达到沸点用时间较长的a水的质量较大；（5）图乙a、b曲线升温与降温过程都不是直线，进一步分析可知，水的温度越高，散热降温越快；（6）小华每隔2min测量一次水温，时间间隔长有误差，可以缩短温度测量间隔，重新描点连线。故答案为：（1）B；82；减少热量的散失，使水尽快沸腾；（2）液化；吸收热量；（3）不变；（4）多；（5）降温；（6）可以缩小温度测量间隔，重新描点连线。14．“隔水炖”是当下流行的一种烹饪方法，炖出来的食品汤汁浓醇。某同学周末在家里利用锅和碗做了隔水炖排骨，如图甲，他发现当锅里的水沸腾时，碗中的水没有沸腾。于是他和同学一起探究水在沸腾前后温度变化有何特点。（1）组装图乙装置进行实验时，应先固定B（填“A”或“B”），然后用酒精灯给水加热并观察现象。（2）当水温上升到88℃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，记录数据并观察水的沸腾现象。（3）根据测得的实验数据绘制成的水温随时间变化的图象如图丙，由图象分析可知：水在沸腾时，吸收热量，但温度不变。（4）根据图象可知所测水的沸点，可能是当时气压小于（选填“大于”“小于”或“等于”）1标准大气压。（5）观察到水在沸腾时水中有气泡上升，如图丁的两图中，②（填“①”或“②”）是水正在沸腾时的情况。（6）水在沸腾过程中，需要吸收热量，为了验证这一结论，应撤去酒精灯，观察水是否继续沸腾（不考虑烧杯和陶土网的余热）。（7）在模拟隔水炖排骨时，发现当锅里的水沸腾了，可碗中的水没有沸腾，这是因为达到沸点后无法继续吸热。【答案】（1）B；（3）吸收；不变；（4）小于；（5）②；（6）撤去酒精灯；（7）达到沸点后无法继续吸热。【解答】解：（1）组装实验装置时，应先固定下方的铁圈B，确保酒精灯火焰高度合适，再调整上方铁圈A的位置固定温度计。（3）由图丙可知，水在沸腾时温度保持97℃不变，说明水沸腾时需要持续吸热，但温度保持不变。（4）水的沸点低于100℃，说明当时气压小于1标准大气压，因为气压越低，水的沸点越低。（5）水沸腾时气泡在上升过程中逐渐变大，到水面破裂，因此图②是水沸腾时的现象。（6）要验证水沸腾需要持续吸热，可以撤去酒精灯停止加热，观察水是否立即停止沸腾。（7）隔水炖时碗中水无法沸腾，是因为碗中水温达到沸点后，与锅中的水温相同，无法继续从锅中吸热。故答案为：（1）B；（3）吸收；不变；（4）小于；（5）②；（6）撤去酒精灯；（7）达到沸点后无法继续吸热。15．（1）小鲁用甲的装置探究“水沸腾的特点”：水沸腾时，温度计的示数如图乙，水的沸点为98℃，则当地的大气压低于（选填“高于”、“等于”或“低于”）一个标准大气压；图丙：烧瓶中停止沸腾的水，浇上凉水后会重新沸腾，说明气压减小，沸点降低。（2）小刚探究某固体物质的熔化规律根据实验数据绘制了“温度﹣时间”图像如图丁所示：请你判断该固体是晶体（选填“晶体”或“非晶体”），理由是：晶体熔化过程中不断吸热但温度保持不变。【答案】（1）98；低于；气压减小，沸点降低；（2）晶体；晶体熔化过程中不断吸热但温度保持不变。【解答】解：（1）由乙图可知，温度计的分度值为1℃，此时的温度是98℃。气压高，沸点高；气压低，沸点低，现在水的沸点低于100℃，故现在的大气压低于一个标准大气压。浇水后瓶内的气压会降低，水的沸点会降低。（2）由丁图知，该固体熔化时有熔点，且熔化过程中持续吸热，温度不变，故该固体是晶体。故答案为：（1）98；低于；气压减小，沸点降低；（2）晶体；晶体熔化过程中不断吸热但温度保持不变。16．范成大在《峨眉山行记》中写道：“万古冰雪之汁，不能熟物，”范成大描述的对吗？小明选择热水和冰块融化后的低温纯净水“探究水沸腾的温度和初温是否有关”，用如图甲所示的装置（完全相同的两套）来探究。（1）组装实验装置时，要保证用酒精灯的外焰加热，应先调整烧杯（填“烧杯”或“温度计”）的位置。（2）为了减少热量损失，小明打算在比烧杯口稍大的圆形硬纸板上剪出一个小孔，以便将温度计通过此小孔插入烧杯内的水中，如图乙所示，两者比较，剪裁合理的是A。（3）小明完成实验后将冰水和热水的数据绘制成如图丙所示的图像，可得出结论：水在沸腾时的温度与初温无关。所以说范成大的观点是：错误（填“正确”或“错误”）的。（4）你猜测诗人描述的现象是因为水的沸点受到了气压影响。【答案】（1）烧杯；（2）A；（3）水在沸腾时的温度与初温无关；错误；（4）气压。【解答】解：（1）因为实验中要用酒精灯的外焰加热，且温度计的玻璃泡不能接触到容器的底部，所以需要先调整烧杯；（2）B在纸板边缘剪孔，放入温度计后，温度计的玻璃泡会接触到烧杯侧壁，从而导致测量温度不准确，故剪裁合适的是A；（3）初温不同的水，沸腾时温度相同，可得出结论：水在沸腾时的温度与初温无关；所以说范成大的观点是：错误的；（4）气压降低，水的沸点降低，海拔越高，气压越低，液体的沸点越低，诗人描述的现象是因为水的沸点受到了气压影响。故答案为：（1）烧杯；（2）A；（3）水在沸腾时的温度与初温无关；错误；（4）气压。17．小江和小组同学用图甲所示的装置来探究某物质的熔化和沸腾特点。（1）实验中采用“水浴法”加热，并且不断搅拌试管中的固体小颗粒，目的是使固体小颗粒均匀受热；（2）放置温度计时，由于该固体熔化后体积会变小，所以温度计玻璃泡应该放置在固体颗粒中间略靠下（选填“靠上”或“靠下”）的位置；（3）实验中，他所测得的温度值比真实值要高，则他可能是按图乙中的A（选填“A”、“B”或“C”）方法进行读数的。（4）他改正了错误的读数方法后，又正确地进行了实验，并根据所记录的实验数据描绘出该物质的温度随时间变化的关系图象如图丙所示。①由图象可知，熔化过程持续了6min。②第7min时，该物质继续（选填“不再”或“继续”）吸热。（5）小组同学在大试管和小试管里都装有水，将B和C中的大试管口密封，然后对三支大试管中的水加热使之保持沸腾，简易示意图如图丁；在大试管中的水不断沸腾的过程中，图丁C（选填“A”、“B”或“C”）中的小试管中的水会沸腾。【答案】（1）均匀受热；（2）靠下；（3）A；（4）①6：②继续；（5）C。【解答】解：（1）实验中采用“水浴法”加热，并且不断搅拌试管中的固体小颗粒，目的是使固体小颗粒均匀受热；（2）放置温度计时，由于该固体熔化后体积会变小，所以温度计玻璃泡应该放置在固体颗粒中间略靠下（保证玻璃泡浸没在液体中）的位置；（3）实验中，他所测得的温度值比真实值要高，则他可能是按图乙中的A（府视偏大）方法进行读数的。（4）①由图象可知，熔化过程持续了t＝8min﹣2min＝6min。②第7min时，该物质处在熔化过程，则继续吸热。（5）在大试管中的水不断沸腾的过程中，图丁C中的小试管中的水会沸腾，因为水沸腾时的特点：不断吸热，温度保持不变。故答案为：（1）均匀受热；（2）靠下；（3）A；（4）①6：②继续；（5）C。四．探究影响蒸发快慢的实验（共6小题）18．酷暑难耐的天气，往室内地面上洒水、打开窗户通风、尽量穿短衣短裤等避暑手段纷纷登场。这些措施为什么可以使人感觉到凉爽？小林同学准备了滴管、水、两块玻璃片、吹风机（有加热和不加热两挡），请你加入进来一起探究蒸发快慢与温度有关。实验步骤如下：（1）小林用滴管取出相同的两滴水分别滴在两块玻璃片上，保持形状相同，把它们放在室内；（2）接下来的操作是：用吹风机的加热挡和不加热挡分别从两滴水的正上方吹相同时间，观察蒸发情况；（3）比较两滴水剩余的量，如果用加热挡吹过的水滴所剩数量少，则说明液体蒸发快慢与温度有关。【答案】用吹风机的加热挡和不加热挡分别从两滴水的正上方吹相同时间；用加热挡吹过的水滴所剩数量少。【解答】解：（2）接下来的操作是：用吹风机的加热挡和不加热挡分别从两滴水的正上方吹相同时间，观察蒸发情况；（3）比较两滴水剩余的量，如果用加热挡吹过的水滴所剩数量少，则说明液体蒸发快慢与温度有关。故答案为：用吹风机的加热挡和不加热挡分别从两滴水的正上方吹相同时间；用加热挡吹过的水滴所剩数量少。19．在探究液体蒸发特点的实验中，小明将两支相同的实验室温度计a、b竖直悬挂在同一干燥房间的天花板上，并相隔一定的距离（如图所示），请你回答下列问题：（1）实验前，两支温度计的示数均相同且如图所示，则表明此时房间内的气温为28℃。（2）小明在温度计a的玻璃泡上不涂酒精，用扇子扇，观察到温度计a的示数不变（选填“变大”“不变”或“变小”）。在温度计b的玻璃泡上涂抹酒精，用扇子扇，观察到温度计b的液柱下降（选填“上升”“下降”或“不变”），这是因为酒精蒸发吸热。（3）如果时间足够长，下列选项中能反映温度计b的读数随时间大致变化的是C。【答案】（1）28；（2）不变；下降；酒精蒸发吸热；（3）C。【解答】解：（1）温度计放置在房间内，显示的是房间内的气温，温度计的分度值为1℃，液柱的液面在0℃以上28格处，所以示数为：28℃；（2）在温度计a的玻璃泡上不涂酒精，用扇子扇，温度没有变化，因此观察到温度计a的示数不变。在温度计b的玻璃泡上涂抹酒精，用扇子扇，观察到温度计b的液柱下降，这是因为酒精蒸发时吸收了玻璃泡的热量，温度降低。（3）酒精蒸发过程中，温度计的液柱下降，当酒精蒸发完以后，液柱上升，最后温度计的示数与原来房间的温度持平，A、图中温度一直保持不变，故A错误；B、图中温度一直保持下降，直至0℃，故B错误；C、图中温度先下降，最后回升至原来温度不变，故C正确；D、图中温度由0℃一直上升，故D错误。故选：C。故答案为：（1）28；（2）不变；下降；酒精蒸发吸热；（3）C。20．在探究影响液体蒸发快慢的因素时，小华猜想液体蒸发快慢可能与液体温度的高低、液体表面空气流动快慢、液体表面积大小有关。为了验证以上猜想，小华在相同的四块玻璃板上各滴一滴质量相同的水，进行如ABCD所示的实验探究：（1）为了比较蒸发快慢，他们将质量相同的水滴在玻璃板上，测出水蒸发完所用的时间，时间越短表示蒸发越快（选填“快”或“慢”）；（2）通过A、C两图的对比，可以得出水蒸发快慢与液体的温度有关；（3）通过A、D两图的对比，可以探究水蒸发快慢与水表面的空气流速是否有关，实验中如果利用电吹风来改变空气流速，不应该（选填“应该”或“不应该”）使用热风；（4）通过A、B两图的对比，可以得出水蒸发快慢与液体表面积大小有关；（5）某同学猜想水蒸发快慢还可能与水的多少有关，于是继续进行了如下探究：在相同环境下的两块相同的玻璃板上分别滴上一滴和两滴水，如图甲、乙所示，结果发现甲图中水先蒸发完，于是得出：“水蒸发快慢与水的多少有关，水越少蒸发越快”。你认为他的结论是不正确（选填“正确”或“不正确”）的，理由是没有控制液体的表面积相同。【答案】（1）快；（2）温度；（3）D；不应该；（4）A；B；（5）不正确；没有控制液体的表面积相同。【解答】解：（1）将质量相同的水滴在玻璃板上，测出水蒸发完所用的时间，时间越短，表示蒸发越快。（2）通过A、C两图的对比可知，液体的表面积和表面上方空气的流动速度相同，只有液体的温度不同，故可以得出：水蒸发快慢与液体的温度有关。（3）通过A、D两图的对比，要探究水蒸发快慢与水表面的空气流速是否有关，实验中不应该使用电吹风的热风来吹，因为热风改变了水温度，不符合控制变量法的要求。（4）要想得出水蒸发快慢与液体表面积大小有关，必须保持水的温度、表面上方空气的流速度相同，只改变液体的表面积，故可通过A、B两图来进行对比。（5）他的结论是不正确的，理由为在探究过程中没有控制液体的表面积相同，不符合控制变量法的要求。故答案为：（1）快；（2）温度；（3）D；不应该；（4）A；B；（5）不正确；没有控制液体的表面积相同。21．小明同学在家发现妈妈洗完衣服后总是将衣服充分展开放在阳光下或通风处晾晒。结合物理课上学过的知识，他提出了“液体蒸发快慢与哪些因素有关？”的问题，并作出如下猜想：①液体蒸发快慢与液体温度有关；②液体蒸发快慢与液体表面积有关；③液体蒸发快慢与液体表面上方空气流动快慢有关；为了验证自己的猜想，小明设计了如图所示的实验，并进行实验探究：（1）通过图甲的对比，可以验证猜想②。通过图乙的对比，可以得出液体蒸发快慢与液体温度有关。实验中主要应用的物理研究方法是控制变量法。（2）为了探究“液体蒸发快慢与液体种类是否有关”，小明继续在两个相同的圆柱形容器中分别装入等质量的酒精和水，在相同的环境下放置一段时间后，酒精消失了，水剩余较多，由此现象可以得出：液体蒸发的快慢与液体种类有关。【答案】（1）②温度；控制变量法；（2）液体蒸发的快慢与液体种类有关。【解答】解：（1）通过图甲的对比，可以看出水的温度、表面上方空气的流动速度都相同，只有水的表面积不同，所以可验证猜想②液体蒸发快慢与液体表面积有关。乙图中，将其中一滴水加热，改变了水的温度，而水的表面积和水上方的空气流速一定，通过图乙的对比，可以得出蒸发快慢和液体温度的关系。在探究一个物理量与多个因素的关系时，采用的是控制变量法。（2）等质量的酒精和水，在相同的环境下放置一段时间后，甲中酒精消失了，乙中剩余较多水，其他条件相同，液体种类不同，蒸发快慢不同。故答案为：（1）②；温度；控制变量法；（2）液体蒸发的快慢与液体种类有关。22．小明注意到“回南天”时衣服很难晒干，于是他猜想：液体蒸发的快慢可能与空气湿度有关。他设计并进行了如下实验：①在密闭的房间内，用智能加湿器将房间内的空气湿度调节到一定数值；②用10g室温的水将一张棉柔巾全部浸湿，然后完全展开，用细绳和吸管将其悬挂在电子秤下端，如图所示，稳定后记录电子秤的示数m1，1小时后，再次记录电子秤的示数m2；③改变房间内的空气湿度，重复以上步骤，多次实验并记录数据，如下表所示。（实验过程中，房间内的温度变化及空气流动忽略不计）空气湿度40%50%60%70%m1/g11.811.811.811.8m2/g6.46.97.57.8（1）每次实验小明都将棉柔巾全部浸湿并完全展开的目的：①加快（选填“加快”或“减慢”）蒸发；②控制液体表面积相等。（2）实验中蒸发的水的质量m蒸发＝m1﹣m2（用测量量的符号表示）。（3）由实验数据可得出结论：当水温、水的表面积和水面上方的空气流速均相同时，空气湿度越小（选填“大”或“小”），水蒸发得越快。（4）请你结合所学知识和生活经验，提出一个新猜想，并简单陈述提出该猜想的事实依据。猜想：除了液体温度、液体表面积，液体表面的空气流速和空气温度外，液体蒸发的快慢还可能与液体的种类有关，事实依据：其他条件相同时，酒精蒸发的比水和食用油快。【答案】（1）加快；控制液体的表面积相等；；（2）m1﹣m2；（3）小；（4）种类；其他条件相同时，酒精蒸发的比水和食用油快。【解答】解：（1）将棉柔巾全部浸湿并完全展开，增大了液体的表面积。根据影响蒸发快慢的因素，液体表面积越大，蒸发越快，所以是加快蒸发。在探究液体蒸发快慢与空气湿度关系时，要控制其他因素不变。完全展开棉柔巾是为了控制液体（水）的表面积相等，保证实验科学性和准确性，排除液体表面积对实验结果的干扰。（2）开始时电子秤示数m1是棉柔巾和水的总质量，1小时后示数m2，因为水蒸发导致总质量减少，减少的质量就是蒸发的水的质量，所以m蒸发＝m1﹣m2。（3）由实验数据可知，空气湿度为40%时，m2较小，即蒸发的水较多；空气湿度增大到70%时，m2较大，即蒸发的水较少。所以当水温、水的表面积和水面上方的空气流速均相同时，空气湿度越小，水蒸发得越快。（4）生活中观察到在相同条件下，酒精蒸发比水和食用油快。由此猜想：除了液体温度、液体表面积、液体表面的空气流速和空气湿度外，液体蒸发的快慢还可能与液体的种类有关。故答案为：（1）加快；控制液体的表面积相等；；（2）m1﹣m2；（3）小；（4）种类；其他条件相同时，酒精蒸发的比水和食用油快。23．广东地区常出现“回南天”。小明观察到“回南天”空气湿度很大，湿衣服不容易晾干。于是提出猜想：液体蒸发快慢可能与空气湿度有关。他设计并进行了如下实验：a.在密闭的房间内，用智能加湿器调节房间内的空气湿度到一定数值；b.用水将一块面积为2dm2的棉布（厚度不计）全部浸湿，然后展开悬挂在支架上，将支架连同棉布一起放在电子秤上。如图所示，记录此时电子秤示数m1；2h后，再次记录电子秤示数m2；c.改变房间内的空气湿度，换用相同的棉布，重复以上步骤，多次实验并记录数据，如表所示。（实验过程中，房间内温度及空气流动变化忽略不计）空气湿度40%45%50%60%70%m1/g162.2162.2162.2162.2162.2m2/g155.4155.6155.9156.5156.8（1）由实验数据可得初步结论：在其他条件相同时，空气湿度越小，水蒸发越快。（2）单位时间内单位面积上蒸发水的质量称为蒸发速度，则在以上空气湿度为45%的实验中，蒸发速度为0.0165g/（cm2•h）。（3）结合所学知识和生活经验，请你提出一个新猜想，并简单举例事实依据。猜想：液体蒸发快慢还可能与液体的种类有关，事实依据：在相同的环境下，分别用等质量的水和酒精涂抹在两块相同的玻璃片上，酒精干得比水快。（4）“回南天”湿衣服不容易晾干，除了与空气湿度有关，还可能与暖湿气流中的水蒸气遇到湿冷衣服会液化（填物态变化名称）有关，此过程需要放出（选填“吸收”或“放出”）热量。【答案】（1）小；（2）0.0165；（3）种类；在相同的环境下，分别用等质量的水和酒精涂抹在两块相同的玻璃片上，酒精干得比水快；（4）液化；放出。【解答】解：（1）观察表格数据，在其他条件（如棉布面积、初始质量、时间、温度、空气流动等）相同的情况下，空气湿度越小，m1﹣m2的值越大，即水蒸发的质量越多，说明水蒸发越快。（2）首先计算空气湿度为45%时，2h内蒸发的水的质量m＝m1﹣m2＝162.2g﹣155.6g＝6.6g棉布的面积S＝2dm2＝2×100cm2＝200cm2根据蒸发速度的定义，蒸发速度v=（3）猜想：液体蒸发快慢还可能与液体的种类有关。事实依据：在相同的环境下，分别用等质量的水和酒精涂抹在两块相同的玻璃片上，酒精干得比水快。（4）“回南天”暖湿气流中的水蒸气遇到湿冷衣服，由气态变为液态，这种物态变化名称是液化。液化过程需要放出热量。故答案为：（1）小；（2）0.0165；（3）种类；在相同的环境下，分别用等质量的水和酒精涂抹在两块相同的玻璃片上，酒精干得比水快。（4）液化；放出。五．探究“碘的升华”实验（共6小题）24．为了验证装在试管里的固态碘受热升华，甲同学直接将试管放在酒精灯火焰上，如图甲所示；乙同学将试管浸入热水槽中，如图乙所示，两试管都会出现碘蒸气。（已知：碘的熔点是113.5℃、沸点是184℃；水的沸点是100℃，酒精灯火焰外焰温度约为800℃。）（1）在图甲中，酒精灯火焰的温度高于碘的熔点、沸点的温度，出现的碘蒸气可能是碘熔化后，再汽化形成的；（2）在图乙中，沸水的温度低于碘的熔点、沸点温度，碘不可能（选填“可能”或“不可能”）熔化，试管中的气态只能是碘升华形成的；（3）综合比较两种方案，图乙（选填“甲”或“乙”）的设计更有说服力。【答案】（1）高于；熔化；汽化；（2）低于；不可能；（3）乙。【解答】解：（1）固态碘吸收热量变成液态碘的过程叫熔化；液态碘吸收热量变成气态碘的过程叫汽化；酒精灯火焰的温度高于碘的熔点、沸点的温度，导致出现的碘蒸气可能是碘先熔化后，再汽化形成的；（2）将装固态碘的试管放在沸水中加热，沸水的温度低于碘的熔点，所以碘的温度最多只能达到水的沸点，碘不会熔化，因此看得到碘蒸气只能是升华的结果；（3）由（1）（2）可知，为了避免碘出现从固态→液态→气态的过程，应控制加热温度低于碘的熔点温度，故乙的设计更有说服力。故答案为：（1）高于；熔化；汽化；（2）低于；不可能；（3）乙。25．如图所示，小华用酒精灯对放有少量固态碘的碘锤加热，发现玻璃管内出现紫色的碘蒸气，因此认为碘发生了升华。在交流环节，同学们查阅资料发现：酒精灯火焰的温度可达500℃，而标准大气压下，碘的熔点为114℃，沸点为184℃，由此指出小华的实验方案存在不足。（1）请结合物态变化规律，分析小华实验方案的不足之处；（2）请补充少量器材改进实验方案，并简要说明理由。【答案】（1）在小华的实验中，使用酒精灯对碘锤加热，酒精灯火焰温度可达500℃，远高于碘的熔点，在这样的高温条件下，固态碘可能先吸收热量达到熔点，熔化成液态碘，液态碘再继续吸热达到沸点，从而汽化成碘蒸气。所以，仅根据玻璃管内出现紫色碘蒸气这一现象，不能确凿地认为碘只发生了升华现象。（2）补充器材：可以补充一个热水浴装置，比如一个大烧杯和适量的热水。实验操作：将碘锤放入装有热水的大烧杯中进行加热。理由：在标准大气压下，水的沸点是100℃，这个温度低于碘的熔点（114℃）。当把碘锤放入热水中加热时，碘会从热水中吸收热量，但由于热水的温度始终低于碘的熔点，所以固态碘不会熔化成液态，只能直接从固态变成气态，从而可以更准确地观察到碘的升华现象，避免了因温度过高导致碘先熔化后汽化的干扰。【解答】答：（1）在小华的实验中，使用酒精灯对碘锤加热，酒精灯火焰温度可达500℃，远高于碘的熔点，在这样的高温条件下，固态碘可能先吸收热量达到熔点，熔化成液态碘，液态碘再继续吸热达到沸点，从而汽化成碘蒸气。所以，仅根据玻璃管内出现紫色碘蒸气这一现象，不能确凿地认为碘只发生了升华现象。（2）补充器材：可以补充一个热水浴装置，比如一个大烧杯和适量的热水。实验操作：将碘锤放入装有热水的大烧杯中进行加热。理由：在标准大气压下，水的沸点是100℃，这个温度低于碘的熔点（114℃）。当把碘锤放入热水中加热时，碘会从热水