【八上人教物理】专题05 探究水沸腾实验问题（解析版）

第1/16页专题05探究水沸腾实验问题1.（2023四川凉山州）如图所示，烧杯里装着水，试管中装着酒精，标准大气压下酒精的沸点为78℃,给烧杯加热使水沸腾，继续加热，则试管中的酒精()A.能沸腾C.温度能达到沸点，但不能沸腾B.温度达不到沸点，不能沸腾D.以上三种情况都可能发生【答案】A【解析】当烧杯中的水沸腾后，温度达到沸点，继续加热，试管中的酒精吸热，温度上升，且酒精的沸点低于水的沸点，故试管中的酒精温度能达到沸点，且能持续从水中吸热，故试管中的酒精能沸腾，A符合题意，BCD不符合题意。故选A。2.（2023山东滨州）如图所示是某小组“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置及根据实验数据绘制的图象，下列分析正确的是()A.水不断冒出“白气”是沸腾现象B.水沸腾时，水中上升的气泡由大变小C.水沸腾时温度不变，不需要吸热D.该实验地点的气压低于1标准大气压【答案】D【解析】A．杯口不断地冒出大量“白气”，这是由于水蒸气遇冷后液化成的小水滴,故A错误；B．液体的沸腾是内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象，沸腾时不断有水汽化为水蒸气进入气泡内，使气泡在上升的过程中体积逐渐增大，最后破裂，故B错误；C．水在加热过程中，吸收热量，温度升高；沸腾时，吸收热量，温度不变，故C错误；D．由表格数据知，水在4min开始沸腾，沸腾时水不断吸收热量，水保持98℃不变，这个不变的温度是水的沸第2/16页点，所以此时水的沸点是98℃,该实验地点的气压低于1标准大气压，故D正确。故选D。3.（2023新疆）在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中，需要的实验器材除烧杯、水、酒精灯、铁架台、秒表外，还需要的测量仪器是；水沸腾后，继续给水加热，水的温度（填“升高”或“不变”气泡上升过程中，由于水不断（填“汽化”或“液化”气泡内的水蒸气增多，同时气泡上升时压强减小，所以气泡在上升过程中体积逐渐变大。【答案】温度计不变汽化【解析】在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中，还需要测量水温的测量工具——温度计。由液体沸腾时的温度变化规律可知，水沸腾时，持续吸热，而水的温度保持沸点不变。水沸腾的现象是：有大量气泡产生，气泡内是水蒸气，是水发生汽化现象形成的，且气泡在上升过程中受到水的压强变小，因此上升时体积逐渐变大，升至水面破裂，水蒸气散发到空气当中。4.（2023广西）在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中，水中产生大量气泡，温度计示数保持不变，如图所示，说明水沸腾时，温度，沸点是℃。【答案】不变99【解析】由图可知，水中产生大量气泡，气泡越往上越大，说明水正在沸腾，温度计示数保持不变，说明水沸腾过程中吸热但温度保持不变。由图可知，温度计的分度值为1℃,温度计读数为99℃,即水的沸点是99℃。5.（2023山东枣庄）小明用如图甲所示的实验装置探究水沸腾的特点，当水沸腾时，温度计的示数如图乙所示，由此可知水的沸点是℃,用酒精灯持续加热，水的温度。第3/16页【答案】98不变【解析】由图可得，温度计的分度值为1℃,示数为98℃。此时水已经沸腾了，水沸腾时，虽然继续吸收热量，但温度不变。6.（2023重庆A）小帅在探究水沸腾前后温度变化特点的实验中，安装烧杯和温度计时应先确定两者中 的位置；实验过程中，某时刻温度计的示数如图甲所示为℃；图乙是水的温度随时间变化的关系图象，分析图象可知：水在沸腾过程中温度。【答案】烧杯94不变【解析】物理实验器材的组装过程中，若为竖直方向的实验装置，需要从下往上逐步组装，因此应先确定烧杯。图甲中温度计的分度值为1℃,因此读数为94℃。由图乙图像分析可知，水在沸腾过程中，吸收热量，温度不变。7.在做“观察水的沸点”实验中，测量温度时，温度计的玻璃泡应在水中。当观察到水中有大量气泡产生，温度计的示数保持不变，如图所示，说明水正在沸腾，沸点是℃。为验证水沸腾时需要吸热，接下来的操作是：。第4/16页【答案】浸没99见解析【解析】温度计测量液体温度时，玻璃泡要浸没在液体中，不能接触容器壁和容器底部。由图可知，温度计的分度值是1℃,温度计的示数是99℃。要想证明水沸腾时需要吸热，需要撤掉酒精灯，观察水是否仍然沸腾。8.在“探究水沸腾时温度变化特点”的实验中，小红向烧杯中倒入适量90℃的热水进行实验，这样做的好处是 。她观察到水沸腾时温度计的示数如图所示，则水的沸点为℃,说明该处大气压可能（选填“大于”、“小于”或“等于”）一标准大气压。【答案】节约时间98小于【解析】实验时烧杯中装入热水，好处是可以缩短加热时间。还可以通过减少水的质量、加上盖子来节约时间。由图可知，此温度计的分度值为1℃,所以此时温度计的示数为98℃,即水的沸点为98℃。因为液体的沸点跟气压的大小有关，标准大气压下，水沸腾时的温度为100℃,此时沸点为98℃,说明该处大气压可能小于一标准大气压。9.在“探充水沸腾时的温度变化特点”的实验中，两组同学在相同的环境中，用如图甲所示的装置分别进行实验，并绘制出如图乙所示的a、b两个图像，由图像可知：实验时水的沸点为℃；此时大气压1个标准大气压；如果两组同学的实验中，水从开始加热到沸腾所用的时间相同，则他们所用水的质量的大小关系为mamb。（后两空选填“大于”、“等于”或“小于”）第5/16页【答案】98小于大于【解析】由所绘制的乙图象可知，当水温度达到98℃时，继续加热，水吸收热量，温度保持不变，所以可得此时水的沸点是98℃,水的沸点低于100℃,此时周围环境的大气压小于一标准大气压。水从开始加热到沸腾所用的时间相同，水吸收相同的热量，温度变化不同，可以判断所用水的质量不同；a初温高，所以a的质量大。10.小天同学用图甲所示的装置探究“水沸腾的规律”，图乙是他绘制的温度和时间关系图像。他观察发现，水沸腾后，气泡的体积在上升过程中变；分析图像可知，水沸腾后，继续加热，温度。【答案】大保持不变【解析】水沸腾时，整个容器内水温相同，气泡上升过程中，不断有水变为水蒸气进入气泡，气泡越来越大。由图乙中图像可知，第180s到360s，水的温度保持100℃不变，此时水已经沸腾，水沸腾后继续吸热，温度保持不变。11.（2023江苏连云港）用如图所示装置“探究水沸腾时温度变化的特点”。（1）实验装置的安装顺序是（选填“自上而下”或“自下而上”（2）图示烧杯中水的温度为℃。烧杯口出现的“白气”是现象，此过程需要；（3）沸腾过程中撤去酒精灯，你观察到烧杯中水的现象是。【答案】（1）自下而上（2）97液化放热（3）水继续沸腾，短时间后停止沸腾【解析】（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；而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底，所以先放好烧杯后，再调节温度计的高度，即在组装实验器材时，应按照自下而上的顺序。第6/16页（2）由图可知，温度计的分度值是1℃,温度计的示数是97℃。烧杯中冒出的“白气”是水蒸气液化形成的小水滴，液化放热。（3）沸腾过程中撤去酒精灯，石棉网上还有一定的余热，水不会立即停止沸腾，短时间后停止沸腾。12.（2023山东临沂）a、b两个实验小组用相同的酒精灯探究水沸腾前后温度变化的特点，所用实验装置如图甲所示，根据实验数据绘制的图像如图乙所示。（1）实验过程中，烧杯口出现的“白气”是（填物态变化名称）的结果；（2）由图像可知，水沸腾前温度不断升高，沸腾后温度；（3）进一步分析可知，组所用水的质量较小；（4）a、b两组所测水的沸点均不是100℃,这是由于（选填“实验误差”或“当地气压”）引起的；（5）对实验进行评估可知，b组将水加热至沸腾的时间过长，你给他们的合理化建议是填写一条即可）。【答案】（1）液化（2）不变（3）a（4）当地气压（5）提高水的初温或给烧杯加上盖子【解析】（1）“白气”是空气中的水蒸气液化放热形成的小水珠。（2）由图像可知，水沸腾后，持续吸热，温度不变。（3）如图乙，a组的水升温快，b组的水升温慢，所以a组所用水的质量较小。（4）在标准的大气压下，水的沸点是100℃,如果水的沸点低于100℃,这是由于当地气压小于标准大气压引起（5）对实验进行评估可知，b组将水加热至沸腾的时间过长，要缩短加热时间，可以提高水的初温或给烧杯加上盖子，或者适当减少水的质量。13.（2023山东泰安）小华用如图甲所示的实验装置“探究水沸腾时温度变化的特点”。用酒精灯给烧杯加热，当水温升高到90℃时，每隔1min记录1次温度，同时观察水中发生的变化。7~10min观察到烧杯中水的变化情况如图乙所示，同时观察到烧杯上方出现“白气”。根据实验数据画出水沸腾时温度和时间的关系曲线，如图丙所示。第7/16页根据以上现象和图像，完成下列问题：（1）水的沸腾是一种（选填“剧烈”或“缓慢”）的汽化现象；（2）水沸腾时选填“吸收”或“放出”）热量，温度（选填“升高”、“不变”或“降低”（3）“白气”形成时选填“吸收”或“放出”）热量。【答案】（1）剧烈（2）吸收不变（3）放出【解析】（1）水沸腾时形成的大量气泡不断上升、变大，到水面破裂开来，把里面的水蒸气释放出来，这个过程是水由液态变为气态，这说明水的沸腾是一种剧烈的汽化现象。（2）从图象可以看出水在沸腾过程中保持98℃不变，所以沸点为98℃.水沸腾时，不断吸收热量，温度保持不变。（3）水沸腾时看到烧杯上方出现大量的“白气”，是水首先发生汽化，然后汽化成的水蒸气遇冷又液化成的小水珠，是液化现象，是放热过程。14.（2023山东烟台）在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验中：（1）如图甲所示，在组装器材时，应先固定铁圈A还是铁圈B？()（2）调整好器材后，用酒精灯给水加热，在水温升高到90℃后，每隔1min记录一次温度，直到水沸腾并持续一段时间。将测得的数据记录在如下表格中，请根据表格数据在图乙中描点后画出水沸腾前后温度与时间的关系第8/16页时间/min01234567温度/℃9092949698989898（3）由实验数据可以得到：水沸腾时的温度是℃,此时当地大气压（选填“高于”、“低于”或“等于”）1个标准大气压；（4）通过实验可以得出水在沸腾前、后温度变化的特点是什么？()【答案】（1）铁圈B（2）见解析（3）98低于（4）沸腾前温度不断升高、沸腾后温度不变【解析】（1）组装器材时，要按照自下而上的顺序，先根据酒精灯高度固定铁圈B，再根据烧杯内水的高度固定铁圈A。（2）根据表格中记录的数据，在图乙中描出对应的各坐标点，然后连线，如图所示：（3）分析数据可知，水的温度升高到98℃后继续吸热温度不变，所以水沸腾时的温度是98℃；在标准大气压下水的沸点是100℃,大气压越低，水的沸点越低，所以此时当地大气压低于1个标准大气压。（4）分析数据及图像可知，水沸腾前吸热，温度不断升高；水沸腾后吸热，温度保持不变。15.（2023山西）在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中，小兰和小伟用相同的实验装置（如图甲所示）进行了实验。（1）图甲装置中给烧杯加盖的目的是（答案合理即可）。（2）观察气泡可判断图甲中水处于（选填“沸腾前”或“沸腾时”）的状态。（3）小兰和小伟根据各自的实验数据绘制出水温随时间变化的图像分别如图乙中A、B所示。由图像可知，小兰和小伟所用水的质量大小关系是mAmB。【答案】（1）减少热量散失，缩短水加热到沸腾的时间（2）沸腾时（3或大于）【解析】（1）烧杯加盖可以减少热量的散失，缩短实验时间。第9/16页（2）沸腾是液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象，故沸腾时气泡在上升的过程中有更多的水蒸气补充，所以气泡越来越大，所以图甲中的水处于沸腾时。（3）因为装置相同，所以相同时间内水吸收的热量相同，由图像可知，A的初温比B的大，但加热相同时间后同时沸腾，即A升温比B慢，说明A的质量大于B的质量。16.在探究水沸腾时温度变化特点的实验中，某组同学用如图甲所示的实验装置进行了两次实验，两次实验所用水的质量相同。（1）实验中可以看到，水沸腾时形成大量的气泡不断上升、（填“变大”“变小”或“不变”），到水面破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中。水蒸气遇冷（填“汽化”“液化”“升华”或“凝华”），在烧杯口周围形成“白气”；（2）通过两次实验发现，水在沸腾过程中，虽然水的温度保持不变，但必须；（3）图乙是该组同学第二次实验绘制的图像。第一次实验中同学们发现，水沸腾前每加热2min温度升高5oC，则图乙中t0=oC。【答案】（1）变大液化（2）持续吸热（3）87【解析】（1）水沸腾时，形成大量的气泡不断上升、液体压强越变越小，故气泡越变越大；“白气”是小水珠，水蒸气遇冷液化成小水珠。（2）水在沸腾时，持续吸热，温度不变。（3）装置相同，在相同的时间内吸收热量相同，水沸腾前每加热2m一共加热了5min，故水温改变了Δt=2.5℃/min×5min=12.5℃则初始温度为17.物理课上，李老师和学生一起进行了关于“水沸腾”的实验探究。第10/16页（1）小佳组装好器材，如图甲所示，用酒精灯给水加热，在水温升高到90℃后，每隔1min观察1次温度计的示数，记录在表中：时间/min012345678温度/℃9092949798989898如图乙所示是第3min时温度计的示数，此时水的温度是℃;（2）由表中数据可知，实验中水的沸点为℃,水沸腾后继续加热，温度（选填“变大”、“变小”或“不变”（3）李老师在课堂上给学生进行了图丙的实验演示：水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开，迅速塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水，结果发现已停止沸腾的水又重新沸腾。这是因为浇冷水时烧瓶内的水蒸气（填物态变化名称）导致水面上方的气压减小，沸点（选填“升高”或“降低”）造成的。【答案】（1）96（2）98不变（3）液化降低。【解析】（1）由图可知，温度计的分度值为1℃,液柱的上表面在90℃往上6格，所以示数为96℃。（2）水沸腾时保持不变的温度称为沸点，由表中数据可知，水的温度保持在98℃不变，所以水的沸点为98℃。观察表中数据，水达到沸点之后，继续加热，温度不变。（3）因为液体的沸点和气压有关，气压越低，沸点越低。当向瓶底浇冷水时，瓶内气体温度突然降低，烧瓶内的水蒸气液化成小水珠，水面上方的气压减小，导致水的沸点降低，所以水重新沸腾起来的。18.如图甲所示是“探究水沸腾的实验”装置。（1）用酒精灯持续对水加热，发现温度计示数缓慢选填“升高”或“降低”）。一段时间后，发现温度计示数不变，此时温度计示数如图乙所示，可知水的沸点为℃;（2）若在更高纬度的地方进行此实验，则发现水的沸点选填“降低”、“不变”或“升高”（3）水沸腾后，烧杯上方出现大量“白气”，这是水蒸气（填物态变化名称）形成的小水珠。第11/16页【答案】（1）升高98（2）降低（3）液化【解析】（1）实验中，用酒精灯持续对水加热，水的温度缓慢升高至沸腾后，温度保持不变。由图乙知道，温度计的分度值是1℃,温度计的示数是98℃,即此时水的沸点为98℃。（2）由于气压越小沸点越低，所以，若在更高纬度的地方进行此实验，由于气压减小，则发现水的沸点降低。（3）物质由气态变为液体的过程叫做液化。水沸腾后，烧杯上方出现大量“白气”，是水蒸气遇冷液化形成的小水滴。19.为了了解供暖系统的工作原理，小雪设计了如图甲所示的实验装置，在两个大试管中分别加入50L的水，开始探究。（1）小雪先给A管加热，A管中的水吸收热量，当温度达到时沸腾，产生的水蒸气通过导管C流到B管中，B管中水面会升高，这是因为水蒸气遇冷成水。同时，发现温度计示数升高了，这表明B管中的水 热量；（2）小雪每隔1min记录B管中水的温度，持续加热到第10min，B管中产生大量的气泡，且温度计示数保持不变，此时的示数如图乙所示，为℃,这表明B管中的水；（3）供暖系统就是利用水蒸气放热供暖的。【答案】（1）沸点液化吸收（2）99沸腾液化【解析】（1）沸腾的条件是液体达到沸点，且能继续吸热，故A管中的水沸腾，一定达到了沸点。B管中水面会升高，说明水增多了，所以水蒸气遇冷液化成水，使B管中水增多了。发现温度计示数升高了，说明B管中水吸收了热量。（2）由乙图温度计，可以看到温度计分度值为1℃,由液柱指示刻度可以读出温度为99℃。第12/16页沸腾时，持续吸热温度不变，由B管中产生大量的气泡，且温度计示数保持不变，可知B管中的水在沸腾。（3）由实验可知供暖系统是由水蒸气变成水，放出热量来供暖的，水蒸气变成水是液化现象。20.实验小组按照如图甲所示的装置进行“探究水的沸腾”实验。当水温上升到90℃时，每隔1min记录一次温度。（1）在组装器材时，应该按照（选填“由上到下”或“由下到上”）的顺序。（2）小组在实验过程中，第2min时温度计示数如图乙所示，此时水的温度为℃。全部实验数据见下表，由表可知：水面上方的气压（选填“大于”“小于”或“等于”）一个标准大气压。时间/min01234567温度/℃909398（3）图丙是A、B两个实验小组根据各自的实验数据描绘出的水的沸腾图像，两图像不同的原因可能是。（写出一种即可）【答案】（1）由下到上（2）96大于（4）两个实验小组中水的质量不同【解析】（1）实验中需用酒精灯的外焰进行加热，温度计的玻璃泡要全部浸没在水中，不能碰到容器内壁和容器底部，所以在组装器材时，应该按照由下到上的顺序。（2）由图乙可知，温度计的分度值为1℃,根据液面所在的位置可知，此时温度计的示数，即此时水的温度为96℃。由表中的数据可知，水的沸点为102℃,高于一个标准大气压时水的沸点，根据沸点与气压的关系可知，水面上方的气压大于一个标准大气压。（3）根据丙图可知，两个小组水的初温相同，但是沸腾的时间不同，所以可能的原因是两个实验小组中水的质量不同。21.“探究水沸腾时温度变化的特点”实验装置如图所示。第13/16页（1）按正确顺序组装器材，悬挂温度计时，若温度计的玻璃泡没有浸没在水中，应将铁夹向移动适当距（2）某时刻温度计示数如图所示，水的温度为℃;（3）实验数据如下表所示，分析可知：水在沸腾过程中不断吸热，温度；当地的大气压标准大气压；时间/min01234567温度/℃9495969798989898【答案】（1）下（2）95（3）保持不变低于【解析】（1）由于温度计的玻璃泡没有完全浸入水中，需要将温度计向下调整，即应将铁夹向下移动适当距离。（2）图示温度计的分度值是1℃,液柱上表面在90℃上面第5个小格上，因此温度计示数为95℃。（3）观察表中实验数据，从第4分钟开始，水的温度保持98℃不变，则水开始沸腾，沸点为98℃。这说明水在沸腾过程中不断吸热，温度保持不变。液体的沸点和气压有关，气压越低，沸点越低。此时水的沸点为98℃,而1标准大气压水的沸点为100℃,故此时的大气压低于1标准大气压。22.探究水沸腾前后温度变化的特点，所用器材有铁架台、烧瓶、温度计、秒表、石棉网等。（1）在安装如图甲的装置时，要保证用酒精灯的外焰加热，应先固定（a/b/c）的位置；第14/16页（2）实验中，从水温升到90℃开始，每隔1min读一次温度并记入表格，第2min时温度计示数如图乙，读数为 时间/min01234567水的温度/℃90929698999999（3）由实验数据可知，水的沸点为℃;（4）实验完成后熄灭酒精灯，将烧瓶从铁架台上取下。拿橡皮塞塞紧瓶口，用冷水喷烧瓶底（如图丙），里面的水沸腾。【答案】（1）a（2）94（3）99（4）不能【解析】（1）要保证用酒精灯的外焰加热，需要先固定a位置，安装时需要从下到上。（2）如图乙所示，为温度计，分度值为1℃,从下到上，刻度越来越大，故读零上，故读数为94℃。（3）如表所示，水沸腾时，温度保持不变，故水的沸点为99℃。（4）用冷水喷烧瓶底（如图丙），里面的水降温，烧瓶里的水不能吸热，故水不能沸腾。23.小明和小华都选用如图甲所示的实验装置“探究水沸腾时温度变化的特点”：（1）实验时，给盛水的烧杯加热，是通过方式改变水的内能；（2）水沸腾时，继续加热，水的温度（选填“升高”、“降低”或“不变”（3）实验过程中两位同学分别绘制了水的温度随时间变化的图像（如图乙所示），两位同学图像不同的原因是水的不同；（4）水沸腾后，将水倒入烧瓶，发现水停止沸腾。如图丙所示，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”）。【答案】（1）热传递（2）不变（3）质量（4）液化降低【解析】（1）改变内能的方法有两种：做功和热传递；用酒精灯给水加热，水吸收热量，内能增大，这是通过热传递的方式来改变内能的。（2）水沸腾时的特点：继续吸热，温度保持不变；继续给沸腾的水加热，水的温度会保持在沸点。（3）由图乙可知，两次实验中水的沸点以及初始温度均相同，小华给水加热的时间比小明长，说明小华的实验第15/16页中水达到沸点时吸收了更多的热量，小华实验中水的质量比小明的大。（4）液体的沸点与液面上方的气压有关，气压越高沸点越高；向烧瓶底部浇冷水，瓶内的水蒸气遇冷液化成小水滴，瓶内气体变少，气压降低，瓶内水的沸点降低，水又重新沸腾了。24.小希和实验小组的同学们按照图甲所示的装置做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验。（1）她们在组装实验器材时，其合理的顺序是（填写序号）；①温度计②石棉网③装水的烧杯④酒精灯（2）实验进行一段时间后，温度计的示数如图甲所示，为℃;（3）水在沸腾前，温度升高，这是通过方式增加水的内能；（4）小希观察到水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。此过程中，水不断吸收热量，温度；（5）小组同学实验过程中绘制了如图乙所示的温度随时间变化的图象，分析图象可知，此时气压（