上海市西初级中学物理物态变化实验单元培优测试卷

一、初二物理物态变化实验易错压轴题（难）

1．探究水沸腾时温度变化的特点：

(1)如图甲、乙所示，是小明同学在实验中，用数码相机拍摄的水沸腾前和沸腾时的两张照片，其中_____是水沸腾时的情况；

(2)实验前，向烧杯中倒入热水而不是冷水，这样做是为了_____；

(3)由实验数据绘制出温度随时间变化的图像，如图丙所示。根据记录的数据，水的沸点是_____℃；可得出水沸腾时温度变化的特点：不断吸热，温度_____。

【答案】甲缩短实验加热时间 98 不变

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]水沸腾时，烧杯中水的温度是均匀的，气泡上升时，受到水的压强越来越小，那么气泡体积会变大，从甲、乙两图可以看到，甲是水沸腾时的情况。

(2)[2]实验前，向烧杯中倒入热水而不是冷水，因为冷水加热，需要更长时间才能达到想要的温度，用热水会缩短实验加热时间。

(3)[3]从图丙可以看到，第4min开始，水的温度保持在98℃不变，可以推测水的沸点是98℃。

[4]可得出水沸腾时温度变化的特点：不断吸热，但是温度保持不变。

2．某一小组用图甲所示装置“比较不同液体吸热升温特点”．在两个相同烧杯中分别加入质量、初温相同的水和食盐水，用相同酒精灯加热直到沸腾．

（1）分别测量出水和食盐水的沸点，发现食盐水的沸点比水高．其中水沸腾时温度计的局部放大图如乙图所示，水的沸点为_______℃．

（2）实验中加热食盐水到沸腾需要的时间长，说明食盐水吸收的热量比水_______（选填“多”或“少”）．

（3）能否仅由“加热食盐水到沸腾需要的时间长”得出食盐水比热容大的结论？答：

_________；

其原因是：_____________________．

【答案】98多不能实验中没有保持二者质量和升高的温度相同

【解析】

【分析】

（1）根据图中所示温度计示数为98℃；

（2）在相同的酒精灯下，向相同的烧杯加热，要比较吸收热量的多少，就得比较加热时间的多少，而实验中加热食盐水所用时间多，则其吸收的热量也多；

（3）要比较比热容的大小，必须得控制其他物理量不变，保证质量不变，还有一个因素，得使两者的温度差相同，才可以比较比热容的大小。

【详解】

(1)根据图中所示，温度计示数为98℃，所以水的沸点为98℃；

(2)我们知道要比较物质吸收热量的多少，就得比较加热时间的多少；

(3)要比较其中一个物理量的大小，就得控制其他物理量不变，所以在其他物理量不变的情况下才能比较，而实验中没有保持二者质量和升高的温度相同。

故答案为：(1)98；(2)多；(3)不能；实验中没有保持二者质量和升高的温度相同。

3．三个实验小组同时分别探究“蜡熔化时温度的变化规律”、“海波熔化时温度的变化规律”与“水的沸腾”，记录数据如下表：

（1）在三个探究实验中，除秒表、酒精灯、打火机和铁架台外，都用到的主要实验器材还有______________．

（2）根据记录表，请你判断下列说法正确的是（_______）

A．甲是蜡，乙是海波，丙是水 B．甲是水，乙是蜡，丙是海波

C．甲是海波，乙是蜡，丙是水 D．甲是水，乙是海波，丙是蜡

（3）为减小误差，探究“海波熔化时温度的变化规律”实验过程中试管中的固体颗粒

______________（大/小）一点的好，用如图甲的方式对海波进行加热，而不是用酒精灯直接对试管加热，这样做不但能使试管______________，而且海波的温度上升速度较

________（快/慢），便于及时记录各个时刻的温度．

（4）实验小组又探究某种液态物质凝固过程中温度随时间变化规律的实验装置，依据实验数据描绘出了该液态物质在凝固过程中温度随时间变化的图像（如图乙），由图像可知，该物质是_______（选填“晶体”或“非晶体”），该物质从开始凝固到完全凝固所用的时间是_________min，此时物质处于___________态,这个过程要_______(吸/放)热．9min末温度计的示数如图丙所示，温度计的示数是______________℃，，此时物质处于

______________态．

【答案】温度计 B 小受热均匀慢晶体 5 固液共存态放 73 固

【解析】

(1)这三个实验都需要测量温度，都要用到温度计． (2)由表格中数据知，甲开始吸热升温，当温度达到98℃后，因为温度保持不变，所以达到了沸点，但还在继续吸热，所以甲是水．乙在整个过程中温度不断升高，所以乙是非晶体即蜡．丙开始温度升高，当温度达到48℃时，温度保持不变，一段时间后温度又升高．所以丙是晶体即为海波． (3)探究“海波熔化时温度的变化规律”实验过程中试管中的固体颗粒要小一些，这样能均匀受热；将装有固体的试管放入水中加热，这是水浴法，采用水浴法，固体的温度变化比较均匀，并且变化比较慢，便于记录实验温度； (4)此凝固图象中，有一段时间此物质温度是不变的，故此物质是晶体，这段温度不变的过程就是晶体在凝固；从图象上可以看出，物质从第3min 开始凝固，到第8min凝固结束，凝固过程持续了8min-3min 5min；

温度计的分度值是1℃，第9min时，温度计的读数是73℃，此时凝固过程已经结束，因此物质处于固态．

点睛：实验难度不大，只要抓住液体沸腾的特点、晶体和非晶体熔化和凝固的特点即可．4．小阳和小娟分别利用如图甲所示装置“探究水沸腾前和沸腾时温度变化的特点”。

两位同学利用完全相同的实验装置分别进行规范实验，并依据实验数据分别绘制出如图乙所示的A、B两条图像，由图像可知水的沸点都是_____°C，说明此时实验室中的大气压_______（选填“小于”、“大于”或“等于”）1标准大气压。当水沸腾后水中的气泡为图丙中的______（选填“a”或“b”）。实验表明：水沸腾时需要继续吸热，温度

_____。（选填“不变”、“升高”或“降低”）

【答案】98 小于 a 不变

【解析】

【分析】

【详解】

[1]由图乙可知水沸腾时的温度是98°C，所以水的沸点都是98°C。

[2]一个标准气压下水的沸点是100°C，说明实验室中的大气压小于1标准大气压。

[3]水在沸腾前，低层水温高，上层水温低，气泡在上升的过程中，因为热胀冷缩，气泡越来越小；沸腾时，杯中水温一致，上升过程中不断有水汽化生成水蒸气对气泡进行补充，所以气泡会越来越大。所以当水沸腾后水中的气泡为图丙中的a，b为沸腾前的气泡变化。

[4]实验现象表明，水在沸腾时温度不变，但是需要持续吸热。

5．在“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验中，试验装置如图甲，试管内装有适量的碎冰，请回答下列问题：

（1）图甲时应按_____（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序进行。

（2）开始加热后某一时刻温度计的示数如图乙，其示数为_____℃。

（3）如图丙为加热过程中记录的温度随时间变化的图象（在标准大气压下）可知冰是

_____（选填“晶体”或“非晶体”），图中BC段物质处于_____（选填“固态”、“液态”或“固液共存态”）。

（拓展）同学们继续实验，试管中的水_____（填“能”或“不能”）沸腾，原因是

_____：接着，同学们又把温度计移到烧杯中，“探究水沸腾时温度变化的特点”发现在同一实验室里，不同小组测得的水的沸点不同，有同学猜想导致这种现象的原因是各组用的温度计有偏差，请你设想一个简单方法检验这种猜想是否正确。方法_____。

【答案】自下而上﹣4晶体固液共存态不能不能继续吸热将三支温度计一齐放进同一杯沸腾的水中（继续加热），观察三支温度计的读数是否一致

【解析】

【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；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，所以组装实验器材时，应按照自下而上的顺序；

（2）该温度计的分度值是1℃，液柱在0以下，是零下，所以此时的示数是﹣4℃；

（3）由图知，该物质在熔化过程中吸热，温度保持不变，所以该物质为晶体；图中BC段是晶体的熔化过程，处于固液共存状态；

【拓展】

试管中的冰完全熔化后，若持续加热，杯中水达到沸点后能沸腾且温度保持不变，试管中水从杯中水吸热升温，当温度升高到沸点时，与杯中水温度相同，不能继续吸热，所以不能沸腾。要验证温度计是否准确，可以将三支温度计一齐放进同一杯沸腾的水中（继续加热），观察三支温度计的读数是否一致。

6．如图甲所示是小丽“探究冰的熔化规律”的实验装置．实验时，她先将冰和温度计正确放入试管内，再将试管放入大烧杯的水中加热，观察冰熔化过程中温度变化情况．

（1）实验中，将盛有碎冰的试管放入烧杯内的水中加热，而不是用酒精灯直接对试管加热，其目的是______________________________．

（2）若某时刻温度计的示数如图丙所示，则此时的温度是______℃．

（3）她将观察到的温度计示数变化情况记录在下表中．请根据表中数据，在图乙的坐标纸上画出冰熔化过程中的温度—时间图象．

时间

012345678910

/min

温度

4-2-000001234

/℃

（4）在第5 min时，物质处于______(选填“固”、“液”或“固液共存”)态．

（5）通过对数据和图象的分析可知，冰熔化时需要______热，温度______．

【答案】使冰受热均匀4固液共存吸不变

【解析】

（1）将盛有碎冰的试管放入烧杯内的水中加热，而不是用酒精灯直接对试管加热，其目的是使冰均匀受热．（2）图中温度计的分度值是1℃，故此时的温度是4℃．（3）采用描点法绘制图象如下：

(3)图示的温度计，分度值为1℃，液柱上面与0℃以上第四个小格对齐，因此该温度计的读数为4℃．(4)从2min到第6min是晶体熔化过程，故在第5min时，物质处于固液共存状态．(5) 观察图像可知，从第2min到第6min的熔化过程，温度不变，故可得出：冰熔化时需要吸热，温度保持不变．

点睛：图象上横轴表示时间，纵轴表示温度，对应好横纵坐标采用描点法就可以画出图象．

7．图甲是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置．

(1) 图乙温度计的示数为_____________℃；

(2)如图是根据实验数据描绘的海波温度随时间变化的图象.熔化过程对应图线中的____段(选填“AB”或“BC”）其熔点为____℃．熔化过程中海波吸收的热量____放出的热量(选填“大于”“小于"或“等于”)．

(3)用质量m1的海波实验，绘制的温度随时间变化的图线如图丁中的a．若用质量为

m2(m2>m1)的海波做实验，得到的图线可能是图丁中的_______(选填“b”“c”或“d”)．

【答案】46BC48大于c

【解析】

【分析】

【详解】

(1)图中温度计的分度值为1℃，其示数为46℃；

(2)海波是晶体，有一定的熔点，所以熔化过程对应图线中的BC段；由图可知，海波在熔化过程中持续吸热，温度不变，其熔点为48℃，熔化过程中海波的内能增加，因此吸收的热量大于放出的热量；

(3) 海波是晶体，晶体在熔化过程中吸热但温度保持不变，有一定的熔点，用质量为

m2(m2>m1)的海波做实验，海波的质量变大了，加热到熔点吸收热量变大，所需时间变长，但熔点不会改变，仍是48℃，故图线可能是图丁中的c.

8．物理兴趣小组进行“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验。

(1)需要安装的实验器材有：A．烧杯和水；B．酒精灯；C．带孔硬纸板和温度计；D．铁圈和石棉网。装置如图甲所示，安装顺序是___________ （填字母）；

(2)在烧杯上加带孔硬纸板的目的是：_________________________________；

(3)甲、乙两同学用同样的实验装置，在相同的实验环境下分别用质量为m甲和m乙的水进行实验，根据实验数据描绘的温度随时间变化的图象如图乙所示，分析图象可知：m甲

___m乙（选填“<”“=”或“>”），两同学测得水的沸点为________℃

【答案】B、D、A、C 减少热量散失＜ 98

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]实验器材的安装按照先下后上的原则，先把酒精灯点燃放在铁架台上，然后把铁圈固定在酒精灯的外焰处，依次放烧杯纸板温度计，故安装的顺序是B、D、A、C。

(2)[2]为了缩短加热时间，可以在烧杯上加带孔的纸板，这样可以减少热量散失。

(3)[3][4]由公式Q吸=cmΔt和图乙可知，甲3min沸腾，乙6min沸腾，乙的加热时间长，故乙吸热多，比热容、温度变化量相同，吸热多的，质量大，所以乙的质量大；由图可知，两同学测得水的沸点为98℃。

9．如图甲是小明、小红两名同学分别探究“水的沸腾”的实验装置，他们所用的器材规格完全相同.

（1）安装实验器材时，应按照_____________ 的顺序进行（选填“自下而上”或“自上而下”）.

（2）安装好器材开始实验后，小红如图甲所示进行读数，其错误之处是：读数时，视线没有与温度计中液柱的上表面___________.

（3）读数时小明发现A点有小水滴影响读数，小水滴的成因是______________（填物态变化名称），而按乙图改进后可以顺利读数.

（4）图丙是两名同学根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像.

①由图像可知，实验室当时的大气压_______（选填“高于”、“低于”或“等于”）1标准大气压.

②若小明和小红所选水的质量分别为m1、m2，根据图像丙分析可知m1_______m2（选填“＞”、“＜”或“=”）.

【答案】自下而上相平液化低于＜

【解析】

（1）为便于更好地确定位置，实验装置要按照从下到上的顺序进行安装；（2）温度计读数时要注意实现与刻度相平；（3）温度计上的小水滴是沸腾时产生的水蒸气遇冷液化而成；（4）由图像知，实验时水的沸点是98℃，不到100℃，所以这时的大气压低于1标准大气压，小明的实验中，水用更短的时间达到沸点，而加热的装置相同，所以小明用的水的质量更小，即m1＜m2．

点睛：（1）实验时，需用酒精灯的外焰加热，所以要调整好铁圈的高度，然后根据温度计的使用规则固定好其位置；（2）温度计的使用方法：温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体，不能碰到容器底和容器壁；温度计要浸入被测液体中稍候一会儿，待示数稳定后再读数；读数时，温度计要继续留在被测液体中，视线要和液柱的上表面相平；（3）液化是物质从气态变为液态的过程，它需要放热；（4）1标准大气压下水的沸点是100℃．沸点跟气压有关，气压越高，沸点越高．

10．如图所示是某校同学做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验装置：

（1）组装实验装置时，放置石棉网的铁圈位置和悬挂温度计的铁夹位置非常重要，其操作顺序是．_____（选填序号）

①先调整固定铁圈的位置，再确定铁夹的位置；

②先调整固定铁夹的位置，再确定铁圈的位置．

（2）实验时，向烧杯中倒入热水而不用冷水，这种做法的优点是_____．

（3）在水温升高到88℃时开始计时，每隔1min记录1次温度，直到水沸腾后几分钟为止，记录的数据如表：

分析表记录的实验数据，可知水沸腾时的温度为_____℃，说明此时当地气压_____（填大于、小于或等于）一个标准大气压．

（4）从计时开始到水温刚好达到沸点的过程中，水要持续_____，温度_____（选填“升高”、“降低”或“不变”）．

（5）如图中，表明水正处于沸腾的是如图中的_____图（填“a”、“b”）．

（6）小明撤掉酒精灯后，发现水未立即停止沸腾，试分析其原因：_____．

（7）实验中，另一组同学用一根正常温度计测量水温，发现温度计的液柱异常快速上升，可能的原因是_____．

【答案】①缩短实验时间 98 小于吸热升高 a 石棉网的温度较高，可以给烧杯中的水继续加热温度计玻璃泡碰触到烧杯底部

【解析】

【分析】

【详解】

（1）在实验中需要用酒精灯的外焰加热，所以应先确定铁圈的高度，故选①；

（2）在实验中，向烧杯内倒入热水，这样可以缩短将水加热至沸腾所需的时间；

（3）由表格中数据可以看出，在加热到第5min、6min、7min、8min时，水的温度为98℃保持不变，所以水的沸点应为98℃；说明此时当地气压小于一个标准大气压；

（4）观察表格中的数据可知，从计时开始到水温刚好达到沸点的过程中，水要持续吸热，温度不断升高；

（5）a图中气泡在上升过程中体积不断增大，所以是沸腾时的现象．随着气泡的上升，受到水的压力逐渐减小，所以气泡逐渐变大；b图气泡在上升过程中体积减小，所以是沸腾前的现象；

（6）小明撤掉酒精灯后，但石棉网的温度较高，可以给烧杯中的水继续加热，所以烧杯中的水不会立即停止沸腾．

（7）烧杯的底部与石棉网接触，受酒精灯直接加热，温度升高的快，所以另一组同学用一根正常温度计测量水温，发现温度计的液柱异常快速上升，可能的原因是温度计玻璃泡碰触到烧杯底部．