中考物理實驗4 （考點精煉）探究水沸騰時溫度變化的特點（解析版）

實驗四探究水沸騰時溫度變化的特點一．選擇題（共6小題）1．為了方便研究“水沸騰時溫度變化的特點”，小丹在老師的幫助下安全改裝了一個玻璃電熱水壺（去蓋，如圖所示），把水加熱至沸騰，并能保持水的沸騰狀態(tài)。下列說法正確的是（）A．水沸騰時，產(chǎn)生大量氣泡，氣泡里的主要成分是空氣 B．實驗過程中，壺里的水不斷汽化 C．水沸騰時，水面出現(xiàn)“白氣”是由于水的汽化形成的 D．水沸騰時，圖中溫度計的示數(shù)就是水沸騰的準確溫度【解答】解：A、沸騰是在液體表面和內(nèi)部同時發(fā)生的一種劇烈的汽化現(xiàn)象，沸騰時會產(chǎn)生大量的氣泡，氣泡內(nèi)主要成分是水汽化后產(chǎn)生的水蒸氣，故A錯誤；B、水的沸騰過程是在液體表面和內(nèi)部同時發(fā)生的汽化，整個過程中壺內(nèi)水不斷汽化，故B正確；C、白氣是熱的水蒸氣遇到冷的空氣液化成的小水滴，故C錯誤；D、溫度計使用時，下方玻璃泡浸沒在被測液體中，但不能碰容器底和壁，實驗中溫度計放置如圖，溫度計玻璃泡碰到容器底，這樣使測量溫度比水沸騰溫度偏高，故D錯誤；故選：B。2．如圖所示是“探究水的沸騰”實驗，下列說法中正確的是（）A．圖甲視線可以正確讀出溫度計示數(shù) B．圖乙是水沸騰時水中氣泡上升情況 C．圖丙溫度計的示數(shù)是90.2℃ D．圖丁說明此時水的沸點是98℃【解答】解：A、讀溫度計示數(shù)時，視線要與溫度計中的液面相平，由圖可知，視線俯視，故A錯誤；B、沸騰時有大量氣泡產(chǎn)生，氣泡在上升過程中，體積逐漸增大，氣泡在上升過程中體積逐漸減小，所以是沸騰前的圖象，故B錯誤；C、溫度計分度值是1℃，液面在零刻度以上，所以示數(shù)為92℃，故C錯誤；D、水沸騰時吸熱溫度不變，由圖可知，此時水的沸點是98℃，故D正確。故選：D。3．如圖所示是“探究水的沸騰”實驗，下列說法中正確的是（）A．圖中視線可以正確讀出溫度計示數(shù) B．圖中是水沸騰時水中氣泡上升情況 C．圖中溫度計的示數(shù)是90.2℃ D．圖中說明此時水的沸點是98℃【解答】解：A、讀溫度計示數(shù)時，視線要與溫度計中的液面相平，由圖可知，視線俯視，故A錯誤；B、沸騰時有大量氣泡產(chǎn)生，氣泡在上升過程中，體積逐漸增大，氣泡在上升過程中體積逐漸減小，所以是沸騰前的圖象，故B錯誤；C、溫度計分度值是1℃，液面在零刻度以上，所以示數(shù)為92℃，故C錯誤；D、水沸騰時吸熱溫度不變，由圖可知，此時水的沸點是98℃，故D正確。故選：D。4．在探究“水沸騰時溫度變化的特點”的實驗中，下列說法不正確的是（）A．實驗中需要觀察水中氣泡的變化情況 B．記錄水的溫度的時間間隔相等比不相等好 C．讀溫度計示數(shù)時，視線要與溫度計中液柱的液面相平 D．判斷水沸騰的依據(jù)是水的溫度保持不變【解答】解：A、實驗中需要觀察水中氣泡的變化情況，沸騰前和沸騰時的氣泡變化會有明顯的不同，故A正確；B、記錄水的溫度的時間間隔應(yīng)該相等，這樣才便于通過畫出圖象最終找出相關(guān)規(guī)律，故B正確；C、讀溫度計示數(shù)時，視線要與溫度計中液柱的液面相平，不能俯視或仰視，故C正確；D、判斷水沸騰的依據(jù)是水吸收熱量、溫度保持不變，同時還要觀察氣泡的變化特點，故D錯誤。故選：D。5．在探究“水沸騰時溫度變化的特點”的實驗中，某組同學用如圖甲所示的實驗裝置進行了兩次實驗，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的圖象。下列說法正確的是（）A．兩次實驗時大氣壓都高于標準大氣壓 B．100℃的水蒸氣和100℃的水溫度一樣，如果燙傷到人以后，燙傷效果也一定相同 C．實驗中會觀察到水沸騰時形成的大量氣泡在上升過程中越來越小 D．分析圖乙中的圖線可知，第一次實驗比第二次實驗所用水的質(zhì)量多【解答】解：A、由圖可知兩次實驗中水的沸點都為98℃，低于標準大氣壓下的100℃，說明此時的氣壓低于標準大氣壓，故A錯誤；B、100℃的水蒸氣和100℃的水溫度一樣，水蒸氣引起的燙傷往往比開水燙傷更嚴重，這是因為水蒸氣和開水的溫度雖然一樣，水蒸氣遇到相對溫度比較低的人體，就會液化，液化要放出大量的熱，所以水蒸氣燙傷更厲害，故B錯誤；C、當水沸騰時，水中形成大量的氣泡上升，變大，破裂開來，里面的水蒸氣散發(fā)到空氣中，故C錯誤；D、根據(jù)Q吸＝cm△t，在裝置相同的情況下，相同時間吸收熱量相同，則：cm1△t1＝cm2△t2，第一次實驗比第二次實驗所用水的質(zhì)量多，故D正確；故選：D。6．在探究水沸騰時溫度變化特點的實驗中，某同學用如圖甲所示的實驗裝置進行實驗，并繪制了如圖乙所示的圖線①，現(xiàn)將燒杯中的水冷卻至室溫，倒掉約三分之一的水，保持其他條件不變，重做上述實驗并繪制了圖線，此圖線是（）A．① B．② C．③ D．④【解答】解：水在沸騰過程中溫度保持不變，根據(jù)圖象乙中的①可知水的沸點是98℃，水的溫度達到92℃開始計時；由于其他條件不變，質(zhì)量為m的水單位時間內(nèi)從外界獲得的熱量與原來一樣，設(shè)為Q0，則一段時間T內(nèi)吸收的熱量Q＝Q0T，由吸熱公式Q＝cm△t得Q0T＝cm△t，則加熱時間T與水的質(zhì)量m成正比。倒掉三分之一的水后，剩余三分之二的水，溫度同樣從92℃加熱到98℃，所需加熱時間大約是原來的三分之二。從圖乙可以看出，圖線④符合這一規(guī)律。故選：D。二．多選題（共1小題）7．小明和小華分別利用圖甲所示的相同裝置探究水沸騰時溫度變化的特點，當水溫接近90℃時，每隔0.5分鐘記錄一次溫度，并繪制出了如圖乙所示的水溫與時間關(guān)系的圖象。下列說法正確的是（）A．小華將水加熱至沸騰的時間較長，是因為小華加熱的水質(zhì)量大 B．小明加熱6min時水開始沸騰 C．小明判斷水開始沸騰的依據(jù)水中形成大量氣泡上升變大 D．由圖乙可知水沸騰時的溫度不變，需要吸熱【解答】解：A.同一地區(qū)水的沸點相同，初溫相同，但小華加熱時間更長，說明是水的質(zhì)量不同導致的，故A正確；B.由乙圖可知，小明加熱3min后，水溫不再變化，因此是加熱3min后水開始沸騰的，故B錯誤；C.當水溫接近沸點時，有大量的氣泡涌現(xiàn)，接連不斷地上升，并迅速地由小變大，故C正確；D.由圖乙可知水沸騰時，溫度不再變化，但是需要繼續(xù)吸熱，故D正確；故選：ACD。三．實驗探究題（共7小題）8．圖甲是探究“水沸騰時溫度變化的特點”的實驗裝置。（1）除了圖甲中的實驗器材外，還需要用到的測量工具是電子停表（選填“刻度尺”或“電子停表”）。（2）組裝實驗裝置時，應(yīng)該先調(diào)整圖甲中B（選填“A”或“B”）的高度。（3）小林用相同的裝置先后做了兩次實驗，繪制出如圖乙所示的a、b兩條圖線。由圖線可知：①實驗中水的沸點為98℃；②水沸騰的特點是：繼續(xù)吸熱，溫度保持不變（選填“不斷升高”、“保持不變”或“不斷降低”）③若兩次實驗所用水的質(zhì)量分別為ma、mb，則ma＜mb（選填“＞”、“＝”或“＜”）。（4）實驗中某次溫度計的示數(shù)如圖丙，為93℃，此時燒杯內(nèi)氣泡的情況應(yīng)該是如圖丁中的B（選填“A”或“B”）所示?！窘獯稹拷猓海?）實驗過程中需要測量加熱時間，因此需要用到電子停表。（2）在實驗中需要用酒精燈的外焰加熱，應(yīng)從下向上固定實驗器材的位置，所以應(yīng)該先調(diào)整圖甲中B的高度。（3）①②由圖象可知，水的沸點是98℃，且水在沸騰過程中，繼續(xù)吸收熱量但溫度不變。③由圖乙知，a的初溫與b的初溫相同，a先沸騰，說明吸收的熱量相同，a升高的溫度高，根據(jù)Q＝cm△t知，a的質(zhì)量小。（4）由圖丙可知，溫度計的分度值為1℃，則溫度計的示數(shù)為93℃；溫度未達到水的沸點，此時水沒有沸騰。沸騰前，上層的水溫度較低，上升的氣泡遇低溫液化，氣泡減小，此時燒杯內(nèi)氣泡的情況應(yīng)該是如圖丁中的B所示。故答案為：（1）電子停表；（2）B；（3）①98；②保持不變；③＜；（4）93；B。9．某同學做有關(guān)水沸騰的實驗，情景如圖所示。（1）根據(jù)下表數(shù)據(jù)，為了完成實驗，應(yīng)選用水銀溫度計。此溫度計是利用液體熱脹冷縮的性質(zhì)制成的。種類酒精水銀沸點78℃357℃（2）用圖甲的裝置加熱水，組裝此裝置的順序自下而上（選填“自下而上”或“自上而下”），這樣組裝的目的是用酒精燈外焰加熱。（3）小強觀察到：沸騰前氣泡的情形為圖丙中B（選填“A”或“B”）圖。而當水沸騰后撤去酒精燈加熱，水不會立即停止沸騰，原因是：石棉網(wǎng)的余溫高于水的沸點，水會繼續(xù)吸熱。（4）如圖乙，停止加熱后，迅速塞上瓶塞，把燒瓶倒置并向瓶底澆上冷水，會看到燒瓶內(nèi)的水再次沸騰，這是因澆上冷水后燒瓶內(nèi)氣壓減小，水的沸點降低?！窘獯稹拷猓海?）酒精的沸點低于水的沸點，故選擇水銀溫度計；實驗室常用的溫度計，是根據(jù)液體的熱脹冷縮規(guī)律制成的。（2）用酒精燈加熱需要用外焰加熱，溫度計玻璃泡不能碰觸容器底和壁，所以小強組裝實驗裝置的順序應(yīng)為自下而上。（3）沸騰前氣泡越往上越小，故B圖的情景符合。而當水沸騰后撤去酒精燈加熱，水不會立即停止沸騰，原因是石棉網(wǎng)的余溫高于水的沸點，水會繼續(xù)吸熱。（4）當向瓶底澆冷水時，瓶內(nèi)氣體溫度突然降低，氣壓減小，瓶內(nèi)液面上方氣壓減小，導致沸點降低，所以水重新沸騰起來的。故答案為：（1）水銀；熱脹冷縮；（2）自下而上；用酒精燈外焰加熱；（3）B；石棉網(wǎng)的余溫高于水的沸點，水會繼續(xù)吸熱；（4）燒瓶內(nèi)氣壓減小，水的沸點降低。10．如圖甲所示，是小明同學探究“水沸騰時溫度變化特點”的實驗裝置。（1）圖甲的實驗裝置，安裝時應(yīng)按照由下到上（選填“由上到下”或“由下到上”）的順序；實驗中除了圖甲的器材之外，還需要的測量工具是秒表；（2）關(guān)于圖甲裝置中硬紙板的作用以下說法錯誤的是D（選填標號）；A.減少熱損失B.有助于固定溫度計C.減少“水霧”的干擾，方便讀數(shù)D.減小杯內(nèi)氣壓，使水沸騰得更快（3）小明用質(zhì)量為m1的水做實驗，根據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù)，繪出圖乙中的a圖線，由a圖象可知：水沸騰時吸收熱量，溫度不變；（4）若換用初溫相同的質(zhì)量為m2（m2＞m1）的水做實驗，得到的圖線應(yīng)是圖乙中的c。（選填“b”“c”或“d”）【解答】解：（1）酒精燈需用外焰加熱，所以要先放好酒精燈，再固定鐵圈的高度；而溫度計的玻璃泡要全部浸沒到液體中，且不能碰到容器壁和容器底，所以放好燒杯后，再調(diào)節(jié)溫度計的高度，因此必須按照自下而上的順序進行；實驗過程中需要測量加熱時間，因此需要用到秒表；（2）A、加蓋可以減少對流和輻射散熱，減少熱量損失，正確；B、溫度計從紙片的小孔穿過，位置更加穩(wěn)定，正確；C、加蓋后減少了高溫水蒸氣與溫度計的接觸，不易在溫度計表面發(fā)生液化現(xiàn)象，避免液化形成的小水滴妨礙讀數(shù)，正確；D、加蓋后可使燒杯內(nèi)氣壓增大，水的沸點升高，錯誤。故選D；（3）由a圖象可知：水沸騰時溫度一直為100℃；（4）同一氣壓下水的沸點不變，當用質(zhì)量大的水做實驗，加熱的時間變長，得到的圖象可能是圖乙中的c。故答案為：（1）由下到上；秒表；（2）D；（3）保持不變；（4）c。11．小明用圖所示的實驗裝置探究水沸騰時溫度變化特點，他根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的溫度與時間關(guān)系的圖象如圖丙中的a、b、c所示；圖丁是冬天用電磁灶加熱水到沸騰時，斷開電源開關(guān)前后瞬間觀察到的兩種情景。請你解答下列問題：（1）圖乙中溫度計的示數(shù)為71℃。（2）分析圖丙可知，水沸騰時，持續(xù)吸熱，溫度保持不變；圖丙中圖象a、b說明實驗中水的質(zhì)量不同。（填“b、c”、“a、b”或“a、c”）（3）導致圖丁中兩種不同現(xiàn)象的本質(zhì)原因是外界環(huán)境溫度不同?！窘獯稹拷猓海?）據(jù)圖乙所示，溫度計分度值是0.1℃，示數(shù)為71℃；（2）由圖可知，此時水沸點為98℃，水在沸騰過程中，持續(xù)吸熱，溫度保持不變；由圖丙可以看出，a、b、c沸點相同，其中a、b初溫相同，到沸騰時的時間不同，則兩條圖線描繪的是“初溫相同質(zhì)量不同的水”的加熱情況；（3）導致圖丁中兩種不同現(xiàn)象的本質(zhì)原因是外界環(huán)境溫度不同，環(huán)境溫度較高，水蒸氣液化程度小，形成的“白氣”就較少；而在環(huán)境溫度較低，水蒸氣大量液化，“白氣”就增多。故答案為：（1）71；（2）保持不變；a、b；（3）外界環(huán)境溫度。12．為了“探究水沸騰時溫度變化的特點”，取一定量的水進行實驗。（1）如圖甲所示實驗裝置的組裝順序應(yīng)為自下而上（選填“自下而上”或“自上而下”）。（2）根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)，在圖乙中畫出水的溫度隨時間變化的圖象。時間/min012345678溫度/℃909294969899999999（3）根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)可知，水的沸點為99℃．為提高水的沸點，換用火力更大的酒精燈加熱，這種做法不可行（選填“可行”或“不可行”）?！窘獯稹拷猓海?）在實驗中，要使用酒精燈的外焰加熱，溫度計的玻璃泡需完全浸沒在被測液體中，且不能碰到容器壁或容器底，為了方便安裝，需按照自下而上的順序；（2）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，描點連線，畫出圖象如下：（3）沸騰時溫度保持不變，看表格數(shù)據(jù)可知，為99攝氏度。水的沸點與大氣壓強有關(guān)，與酒精燈的加熱程度無關(guān)。故答案為：（1）自下而上；（2）如圖；（3）99；不可行；13．在探究“水的沸騰”實驗中；（1）實驗裝置如圖，實驗中還缺少的測量工具是秒表。（2）當水沸騰時，觀察溫度計的示數(shù)如圖所示，此時水的沸點是98℃；如果繼續(xù)給沸騰的水加熱，水的溫度將保持不變?！窘獯稹拷猓海?）該實驗還需要記錄加熱時間，還需要的測量工具是停表；（2）該溫度計的分度值是1℃，所以此時的示數(shù)是98℃，故水的沸點是98℃，水沸騰的條件有兩個：一是到達沸點，二是不斷吸收熱量，在沸騰時，溫度保持不變；水沸騰時，吸收熱量，但溫度不變；故答案為：（1）秒表；（2）98；保持不變。14．物理實驗小組用如圖所示的裝置探究“水的沸騰”實驗：表1測溫物質(zhì)凝固點/℃沸點/℃水銀﹣39357酒精﹣11778表2時間/s0306090120150180210溫度/℃9092949698989898（1）由表1可知，本次實驗應(yīng)選用測溫物質(zhì)為水銀的溫度計；（2）實驗小組觀察到水沸騰前和水沸騰時水中氣泡的情況如圖2所示，圖中甲（選填“甲”或“乙”）是水在沸騰時的情況；（3）如圖3中a、b是兩個實驗小組分別繪制的沸騰圖象，由圖象可知實驗中他們所用水的質(zhì)量不同；（4）實驗中為了減少從開始加熱到沸騰所用的時間，可以采取的措施是減少水量（寫出一種即可）；（5）小明在水溫升高到90℃時，開始記錄數(shù)據(jù)于表2中．此時水的沸點是98℃，由此說明當時的大氣壓＜（選填“＜”、“＞”或“＝”）l標準大氣壓；如果繼續(xù)給沸騰的水加熱，水的溫度將不變（填“升高”、“不變”或“降低”）；（6）小明還發(fā)現(xiàn)移開酒精燈后，燒杯中的水沒有立即停止沸騰的原因可能是石棉網(wǎng)上有余熱；（7）如果用硬紙片將燒杯蓋得十分緊密，且紙片上無排氣孔，則水的沸點會升高（填“升高”、“不變”或“降低”），這是因為水的沸點與氣壓有關(guān)，氣壓越高，沸點也越高。（8）小明同學在做完“觀察水的沸騰”實驗后又進一步研究了沸水自然冷卻過程中溫度隨時間的變化情況，他將實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中。時間/min051015253545556570溫度/100715545352824212121①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可推知，小明做上述實驗時的環(huán)境溫度（即室溫）應(yīng)在21℃左右；②根據(jù)水溫隨時間變化的關(guān)系，可知沸水在自然冷卻過程中溫度隨時間變化的特點是先快后慢，最后保持室溫不變。③如果有一天你要喝一杯奶茶，可有兩種方法供你選擇：甲：先將滾燙的熱茶冷卻5min，然后加一匙冷牛奶乙：先將一匙冷牛奶加進滾燙的熱茶中，然后冷卻5min你認為方法甲冷卻效果較好