专题四 与物态变化相关的实验（原卷版）-2023-2024学年八年级上册物理同步精剖细解讲义

学而优教有方专题四与物态变化相关的实验——精剖细解预习讲义知识点1：与物态变化相关的实验1、探究固体熔化时温度的变化规律【实验目的】探究固体熔化时温度的变化规律。【提出问题】不同物质的熔化与温度关系是否相同？不同的物质熔化的规律一样吗？物质的熔化需要什么条件？【猜想假设】不同物质的熔化规律相同或不相同？【实验装置】烧杯、铁架台、石棉网、酒精灯、烧杯、试管、石蜡、海波、搅拌棒、温度计、停表(手表）水、火柴等【实验步骤】组装实验器材；进行实验，观察固体熔化情况，记录温度；如下图所示，分别在盛有海波和蜂蜡的试管中各插入一支温度计，再将试管放在盛水的烧杯中。用酒精灯对烧杯缓慢加热，观察海波和蜂蜡的变化情况及温度计示数的变化。绘制熔化图像；
分析熔化图像。【实验数据记录】海波熔化过程记录：将上表的数据制作成图像，如下所示：石蜡熔化过程记录：将上表的数据制作成图像，如下所示：【实验数据分析】海波熔化：从实验现像及描绘出的图像容易看出，海波经过缓慢加热，温度逐渐上升，当温度达到48℃，海波开始熔化。在熔化过程中，虽然继续加热，但海波的温度不变，直到完全熔化后，温度才继续上升。石蜡熔化：随着不断加热，蜂蜡的温度升高，在此过程中，蜂蜡变软和变稀，最后熔化为液体。【实验结论】海波和石蜡的熔化的共同点为：最终从固态变成了液态；整个过程都需要吸热。不同点：海波熔化过程时，温度保持不变（有固定的熔化温度）；石蜡熔化过程时，温度不断上升（没有固定的熔化温度）。【实验注意事项】用酒精灯外焰加热，用灯盖盖灭酒精灯，不能用一只酒精灯去点燃另一只酒精灯，不能用嘴吹酒精灯；安装器材要从下往上安装；水浴加热可使固体受热均匀，升温缓慢，便于观察；石棉网可使烧杯受热均匀，防止烧杯炸裂；注意温度计使用规范；固体选小颗粒。受热面积大,受热均匀,更易于使内部各点温度趋于一致。2、探究水沸腾时温度变化的特点【实验目的】探究水沸腾时温度变化的特点。【提出问题】使水沸腾，需要什么条件？水沸腾前和沸腾时，水中气泡怎样变化？水沸腾后如果继续加热，是不是温度会越来越高？水沸腾时，它的温度是多少摄氏度？【实验装置】烧杯、铁架台、石棉网、酒精灯、烧杯、硬纸板、水、计时器等【实验步骤】组装实验器材；用酒精灯给水加热至沸腾。当水温接近90℃时，每隔1min记录一次温度；认真观察实验，记录下水沸腾前、沸腾时你所看到的现象。；
分析熔化图像。【实验数据记录】水沸腾过程实验数据记录：将上表的数据制作成图像，如下所示：蜡熔化过程记录：将上表的数据制作成图像，如下所示：【实验数据分析】温度变化规律：沸腾前，水吸热温度升高；沸腾过程中，水吸热温度保持不变。【实验现象】沸腾前，气泡上升，由大变小，如下图所示：沸腾时，大量气泡上升、变大，到水面破裂，里面的水蒸气散发到空气中，如下图所示：【实验结论】温度变化规律：沸腾前，水吸热温度升高；沸腾过程中，水吸热温度保持不变。液体沸腾的条件：达到沸点，继续吸热。（沸点：液体沸腾的温度叫做沸点。）【实验注意事项】要在烧杯上加一个盖子，目的是为了减少热量的散失；烧杯中水要适量，节省实验时间；实验一开始选用温度较高的水而不使用冷水的目的是节省实验时间。实验：探究固体熔化时温度的变化规律1．（2022秋•东莞市期末）小刚选择蜂蜡和海波探究“不同固态物质在熔化过程中温度的变化是否相同”，设计的实验装置如图甲所示。（1）将装有蜂蜡、海波的试管分别放在盛水的烧杯内加热，而不是直接用酒精灯加热，目的是为了使试管内的物质。（2）将温度计正确插入海波中，温度计示数如图乙所示，此时的温度是℃；以C视角去观察，与实际值相比温度计的示数（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。（3）图丙是小丽绘制的海波的熔化图象，图中BC段表示海波的熔化过程，此过程中海波吸收热量，温度（选填“升高”“降低”或“不变”）；加热到第11min时，物质的状态为（选填“液态”、“固态”或“固液共存态”）。（4）图丁是小刚绘制的蜂蜡的熔化图象，蜂蜡在熔化过程中温度（选填“升高”“降低”或“不变”），该物质是（选填“晶体”或“非晶体”）。2．（2022秋•东莞市期末）在“探究物质的物态变化规律”的实验时，实验装置如图甲所示，实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内，再放入大烧杯的水中，观察固体的熔化过程。（当地气压为一个标准大气压）（1）实验中对固体物质采用水浴法加热的目的是。（2）试管内物质在加热过程中，某时刻温度如图乙所示，读数方法正确的是（选“A”、“B”或“C”），某同学根据实验记录的数据描绘出该物质的温度随时间变化的图像（图丙），则该物质是（选填“晶体”或“非晶体”）；（3）根据描绘的图像，该物质的熔点为℃，图像中DE段是物质的过程（填物态变化名称）。3．（2022秋•白云区期末）金属镓是一种低熔点的金属，放在手中就可熔化。于是小明同学利用如图甲的实验装置来探究“镓熔化时温度的变化规律”。烧杯中装有冰水混合物，试管中装有固体镓，温度计插入试管中。完成实验并绘制了时间与温度图象如图乙。（1）实验过程中某时刻温度计的示数如图甲所示，其温度是℃。（2）0～3min镓温度不变的原因。（3）由图乙中温度随时间变化的图象可知，镓熔化时的特点是：持续吸热、；第5min时，镓为（填“固”、“固液共存”或“液”）态；（4）12min后对烧杯中的水继续加热，试管中的镓温度不变，（填“一定”或“不一定”）表明金属镓沸腾。4．（2022秋•从化区校级期末）在“探究冰熔化时温度的变化规律”实验中，某同学选取质量为0.5kg的冰加热，图1是某时刻温度计的示数，图2是冰熔化成水的温度随时间变化的图象。（已知ρ冰＝0.9×103kg/m3，ρ水＝1.0×103kg/m3）（1）如图1所示，温度计的读数为℃；（2）冰是（选填“晶体”、“非晶体”），在（选填“0～2”、“2～6”或“6～8”）min表示冰处于熔化过程，在这段时间内（选填“需要”或“不需要”）吸收热量，温度是℃。（3）在0～8min内质量保持不变，请你计算在第8min时该物质的体积是多少？（4）冰和水都同时升高5℃，请比较冰和水温度变化速度的关系：v冰v水（选填“＞”、“＝”或“＜”）。5．（2022秋•罗湖区期末）如图甲是探究冰熔化时温度变化规律的实验装置。（1）在组装如图甲所示的器材时最后安装的是（选填“酒精灯”或“温度计”）；实验中将装有冰的试管放入装有水的烧杯中水浴加热，这样做的目的是。（2）由图乙所示图象可知，冰熔化过程中持续吸热，温度（选填“升高”、“降低”、“不变”），第7min时冰处于（选填“固”、“液”、“固液共存”）态。（3）冰完全熔化为水后，加热足够长时间，试管内的水（选填“会“、“不会”）沸腾。（4）在探究液体沸腾的实验中，实验小组用相同的加热器对初温相同的A（200g水）、B（300g水）、C（200g煤油）三个相同的烧杯中的液体进行加热，直至沸腾。实验后小组同学依据实验数据绘制了它们的温度随时间变化的曲线（如图丙），由图象可知，加热初期，相同时间内A、B两杯液体温度升高不同，是因为它们的不同；加热初期，相同时间内A、C两杯液体的温度（填“A”或“C”）升温快。6．（2022秋•茂南区期末）小明用水浴法探究某固体熔化特点。小明将装有该固体的大试管放入热水中，用温度计A、B分别测量固体和热水的温度，如图甲所示。每隔15s记录一次温度计的示数。（1）实验中用水浴法对固体加热的好处是。（2）15s时温度计的示数如图甲所示，此时热水的温度为℃。（3）根据温度计A和B的示数，绘制了固体和热水的温度随时间变化如图乙所示，可见该固体是（选填“晶体”或“非晶体”），原因是。（4）由图乙知，该固体的升温特点是。（5）实验完成后，将温度计从热水中抽出来，到温度计上的水刚好全部蒸发完毕的过程中，温度计B示数的变化是。实验：探究水沸腾时温度变化的特点7．（2023秋•花都区期中）同学们在做“观察水的沸腾”实验时，用到的器材如图1。（1）请指出图1的实验装置的一处错误，此时温度计的示数是℃。（2）据表中提供的数据，做探究水沸腾实验时，应该使用（选填“酒精”或“水银”）温度计，你的理由是。物质熔点/℃沸点/℃酒精﹣11778水银﹣39357（3）有两组同学选用相同的实验装置完成实验，他们分别绘制的温度随时间变化的图像如图2中a、b所示。如果操作及实验器材均无问题，分析图像可知：此实验测得水的沸点是℃，（选填“a”或“b”）图像的水更快沸腾，原因可能是。（4）水沸腾过程中，水（选填“需要”或“不需要”）吸热，水的温度（选填“上升”“下降”或“不变”）。（5）在实验中会发现烧杯口上方有“白气”生成，“白气”是（选填“水蒸气”或“小水珠”），它是由（选填“空气中的水蒸气”或“杯中的水汽化后形成的水蒸气”）（填物态变化名称）形成的。8．（2022秋•宝安区期末）小明在探究水在沸腾前后温度随时间的变化规律。（1）加热一段时间后，小明观察到烧杯内的水翻腾，有大量的气泡上升、变大，到水面破裂，如图1所示，图中温度计的示数为℃，此时烧杯中的水（选填“是”“不是”）沸腾。（2）实验过程中温度计的示数记录在下表，请根据表中的实验数据在图2中作出0～10min内水的温度随时间变化的图象。时间/min0246810温度/℃919395979797（3）实验过程中，水从加热到开始沸腾所用的时间过长，为了缩短加热时间，你觉得可采取的方法有（写出一条合理的方法即可）。（4）水沸腾时，杯口附近出现大量“白汽”，“白汽”产生的原因是水蒸气发生了（填写一物态变化的名称）。9．（2022秋•龙川县校级期末）小组在做“探究水的沸腾”实验时，实验装置如图甲所示。（1）图乙中A、B、C三种读温度计示数的方式正确的是。（2）在沸腾实验中，小组记录的数据如下：时间/min012345678温度/℃919395979999999999…从实验数据可以看出。水的沸点是℃，为了说明水沸腾过程中是否需要吸热，应，观察水是否继续沸腾。（3）实验收集多组数据是为了（填序号）。①得到可靠的结论②减小实验误差（4）如图丙是另一小组做“探究固体的熔化”实验时得出甲、乙两种物质的温度随加热时间变化的图象，由图象可知：其中物质是晶体，它的熔点是℃，图象中段是它的熔化过程，熔化过程中经历了min。10．（2022秋•麻章区期末）在“探究水沸腾”的实验中，当水温升到90℃时，每隔1min记录一次温度计的示数，数据记录如表：时间/min012345678温度/℃9092949898989898（1）安装实验器材时应按照（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序进行。（2）第3min时温度计示数如图所示，则表中空缺的数据应为℃。（3）在实验中，如图是气泡在水中上升的两种情况，则图（选填“甲”或“乙”）是水在沸腾时的情况。（4）根据表中实验数据，可知水的沸点是℃，理由是水沸腾后温度。（5）为了节约实验时间，你的方法是：。（写出一条即可）11．（2022秋•惠城区校级期末）小惠同学在做“探究水沸腾前后温度变化的特点”实验。（1）小惠在组装如图甲所示的装置时，应先固定（选填“A”或“B”）的位置。（2）小惠发现温度计玻璃外壳上有水雾，原因是水蒸气发生了（填物态变化名称）。（3）当水温上升到90℃时开始计时，每隔1min记录一次温度计的示数，记录的数据如表所示：时间/min0123456789温度/℃90929496989898959898小惠发现表中有一个数据出现错误，这个错误的数据是第min时水的温度，理由是。（4）小惠观察到水沸腾前，水的下层热，上层冷，如图乙，气泡在由A向上运动到B的过程中，其内部的水蒸气会遇冷（填物态变化），所以气泡变小，甚至消失。之后观察到水沸腾时形成的大量气泡不断上升、（选填“变大”、“变小”或“不变”），到水面破裂开来，里面的散发到空气中。（5）另外两组同学同规格相同的器材得到了如图丙中a、b两种不同的图像，原因可能是。12．（2022秋•龙湖区期末）如图所示，同学们做“观察水沸腾”的探究实验。（1）在安装器材时出现如图甲所示情形，应调（选填“铁杆a”或“铁圈b”）更合理。（2）器材调整好后，用酒精灯给烧杯中的水加热，当水温接近90℃时每隔0.5min记录一次温度，并观察水中发生的变化。①如图乙所示的三个图，表示在观察水沸腾前后连续加热过程中出现的三个现象，请将它们按照出现的前后顺序排列起来（填字母）。②实验过程记录的数据如表所示：时间/min00.511.522.533.5…温度/℃9092949697989898…分析数据可知，水沸腾时吸热，温度（选填“升高”“降低”或“不变”）；③小明根据实验数据，作出了水温随时间变化的图像，如图丙中的a图线。另一位同学使用相同装置，仅将水的质量减少，其他条件不变，根据实验数据作出水温随时间变化的图像可能是图线。A.aB.bC.cD.d（3）完成水沸腾实验后，小明继续利用图丁所示器材模拟大自然中“雨”的形成。①用酒精灯对烧瓶加热一段时间后，在烧瓶口会冒出许多“白气”，这些“白气”是由瓶中的水蒸气发生（物态变化名称）形成的。②实验发现在金属盘底部会出现水滴，类似于大自然中“雨”的形成过程，为了使实验效果明显，让“雨”下得更大一些，则可在金属盘内加（选填“热水”或“冰块”）。13．（2023秋•朝阳区校级期中）晓轩同学利用图甲所示的实验装置“探究蜡和冰熔化时温度随时间的变化规律”。（1）要完成该实验，除了图甲所示的实验仪器外，还需要一种测量工具是。（2）实验过程中采用“水浴法”对试管内的物质加热，目的是。（3）晓轩先探究蜡熔化时温度变化的规律。在实验过程中，他每隔1min记一次温度计的示数，同时观察蜡的状态。他记录的数据如表所示：时间t/min01234567蜡的温度T/℃4244464849505152晓轩根据表中数据判断：蜡属于（选填“晶体”或“非晶体”）。（4）晓轩向另一个试管中放入碎冰，继续探究冰熔化时温度变化的规律。在实验过程中，他仍每隔1min记一次温度计的示数，同时观察冰的状态。他利用记录的数据画出如图乙所示的温度﹣时间图像，由图像可知：冰熔化持续了min。他还观察到：当时间t＝4min时，该物质处于态。14．（2023秋•南京期中）图甲是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。​​（1）除了图甲中所示的器材外，还需要的测量工具是，安装甲图装置时，应按（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序安装，图甲中某时刻试管中温度计的示数如图乙所示是℃；（2）图甲装置中，应选取海波装入试管内进行实验，采用“水浴法”加热海波的好处是；（3）图丙是根据实验数据描绘出的海波温度随时间变化的图像，则海波的熔点为℃；（4）用质量为m1的海波做实验，绘制出海波的温度随时间变化的图像如图丁中的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”）。（5）图戊为某物质的凝固图像。根据图像可知该物质为（选填“晶体”或“非晶体”），它在第25min时该物质处于态（选填“固”、“液”或“固液共存”）；若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中（如图己），则试管内冰的质量将（选填“变少”、“不变”或“变多”）。15．（2023秋•息县月考）在“探究晶体熔化和凝固规律”的实验中，绘制出了如图甲所示的图象。（1）实验时，组装器材要（填“从上到下”或“从下到上”），不直接将装有晶体的试管放在酒精灯上加热，而是放入盛有水的烧杯中加热，这样做的好处是。（2）图甲中，晶体的熔化过程是段（用图中字母表示），此过程中晶体处于状态，此过程中晶体（填“吸”或“放”）热。（3）图甲中，晶体在E点是态，在G点是态（均填“固”或“液”）。（4）由图象知该晶体的熔点和凝固点。16．（2023秋•中山区期中）小华设计了如图的甲、乙两种装置来探究“冰的物态变化规律”。（1）该实验应选用（选填“大冰块”或“碎冰块”）来进行实验，效果更好些。（2）小华应选用乙装置来进行实验，跟甲方案对比，乙方案的优点是。（3）用酒精灯加热，当试管中的冰完全熔化后，继续加热一段时间，如图丙是整个实验过程中温度随时间的变化图象，由图象可知：冰熔化的过程是段（用字母表示），在第4min时处于状态。（4）由图象可知：冰属于（选填“晶体”或“非晶体”）。（5）图象丙中，在实验过程中BC段和DE段，温度保持不变，此过程中。A.都不吸热B.BC段吸热，DE段不吸热C.都吸热D.BC段不吸热，DE段吸热17．（2023秋•苍溪县期中）图甲是孙丽同学探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验装置图。（1）如图乙所示，温度计的示数为℃（不需要估读）。（2）她将冰熔化的过程绘制成如图丙所示的温度随时间变化的图像。分析图像数据可知，冰是（选填“晶体”或“非晶体”）。（3）当试管中的冰全部熔化成水后，继续用酒精灯加热，判断水沸腾时的依据是烧杯中出现图丁中的（填“A”或“B”）所示现象。（4）水沸腾后继续用酒精灯加热，试管中的水沸腾（选填“能”或“不能”）。（5）图戊中a图象是实验小组根据记录绘制的水沸腾图象，根据图象可以得出当地大气压（选填“高于”、“等于”或“低于”）标准大气压。（6）如果只减少烧杯中水的质量，水沸腾时图象可能是图戊中的（选填“b”、“c”或“d”）。18．（2023秋•启东市校级月考）在“探究⽔沸腾时的温度变化的特点”实验中：（1）⼩明组装的实验装置如图1所示，其中的错误之处是：。除图中所示的实验器材外，还需要的一个测量⼯具是。（2）⼩红观察到沸腾前和沸腾时⽔中⽓泡上升过程中的两种情况，如图a、b所示，则图（填“a”或“b”）是⽔沸腾时的情况。（3）⼩明和⼩红虽然选⽤的实验装置相同，但加热到⽔开始沸腾的时间不同，他们绘制的⽔的温度随时间变化图象如图所示，a、b两种图象不同的原因是⽔的不同。（4）取⾛酒精灯，将装有海波的⼤试管放⼊上⾯实验的热⽔中（如图4）。根据温度计A和B的示数，绘制了海波和热⽔的温度随时间变化的图象（如图5）。由图象可知，在第8min时，⼤试管内的海波处于态（选填“固”、“液”或“固液共存”），热⽔降温先快后慢是因为。（5）如图所示，⼤试管和⼩试管⾥都装有⽔，将三⽀⼤试管中的⽔加热，使之保持沸腾，则⼤试管中的⽔不断沸腾的过程中，⼩试管中的⽔会沸腾的是。（填字⺟）19．（2023秋•宿迁月考）小明利用如图甲所示的实验装置观察水的沸腾。（1）组装器材时，应先固定图甲中的（选填“A”或“B”）。（2）实验室提供了一块比烧杯口稍大的圆形硬纸板，小明、小方两名同学分别在硬纸板上剪出小孔，以便将温度计通过小孔插入烧杯内的水中。如图所示，剪裁合适的是，理由是。（3）在水温升高到90℃后，小明每隔1分钟观察1次温度计的示数，记录在表中，直至水沸腾，如此持续8分钟后停止读数；时间/分钟012345678温度/℃9092949698999999（4）在第7分钟小明忘记记录数据，此时的水温应为℃。（5）水沸腾后，小明同学移走酒精灯，继续观察烧杯中的水，他的目的都是探究。（6）小明观察到：沸腾时水中气泡的情形为图丙中图（选填“C”或“D”）。（7）请你根据表格中的数据，在图丁所示的坐标系中画出水沸腾前后温度随时间变化的图像。（8）根据表格中数据，小明实验时，水的沸点是℃。（9）小明发现当水沸腾时，杯口附近出现大量“白气”，“白气”是杯中冒出的水蒸气遇冷（选填“汽化”或“液化”）形成的，该过程要（选填“吸热”或“放热”）。20．（2023秋•大连期中）某班级同学在探究“水沸腾时温度变化的特点”时，实验装置如图甲所示。（1）实验器材的合理安装顺序是（选填“从下至上”或“从上至下”）。（2）装置中带孔的硬纸板的主要作用是（只有一个选项正确）。A.延长水沸腾前的加热时间B.延长水沸腾时的加热时间C.缩短水沸腾前的加热时间D.缩短水沸腾时的加热时间（3）实验过程中，某一时刻温度计的示数如图乙所示为℃。（4）实验过程中判断水沸腾的依据是（只有一个选项正确）。A.水的温度保持不变B.水中气泡上升变大C.水中气泡上升变小D.水面上方冒“白气”（5）某小组同学使用同一套器材做了两次实验，得到的实验图象如图丙所示，a次实验水在5min开始沸腾，b次实验水在7min开始沸腾，两次实验水开始沸腾的时间不同的原因可能是两次实验时烧杯中水的多少不同，次实验水更多一些。（6）实验中烧杯中水多比水少的好处是。（7）（2分）细心的小明同学观察爸爸在家里用电陶炉烧水，发现当水沸腾时，离壶口一段距离处出现“白气”，而壶口处却没有（如图丁所示），请分析出现这个现象的原因。21．（2023秋•江岸区校级月考）某小组在做“探究水的沸腾”实验时，实验装置如图甲所示。​时间/min012345678…温度/℃919395979999979999…（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，应当首先调整固定（选填“铁圈”或“铁夹”）的位置。（2）根据表格中的实验数据，请在图乙中画出水的温度随时间变化的图象。（3）分析实验数据可得，水沸腾时继续加热，水的温度（选填“升高”或“不变”）；由此可知，煮汤圆时水沸腾以后，用（选填“大火”或“小火”）煮更合理。（4）实验收集多组数据是为了（填序号