中考物理实验4 （考点精炼）探究水沸腾时温度变化的特点（解析版）

实验四探究水沸腾时温度变化的特点一．选择题（共6小题）1．为了方便研究“水沸腾时温度变化的特点”，小丹在老师的帮助下安全改装了一个玻璃电热水壶（去盖，如图所示），把水加热至沸腾，并能保持水的沸腾状态。下列说法正确的是（）A．水沸腾时，产生大量气泡，气泡里的主要成分是空气 B．实验过程中，壶里的水不断汽化 C．水沸腾时，水面出现“白气”是由于水的汽化形成的 D．水沸腾时，图中温度计的示数就是水沸腾的准确温度【解答】解：A、沸腾是在液体表面和内部同时发生的一种剧烈的汽化现象，沸腾时会产生大量的气泡，气泡内主要成分是水汽化后产生的水蒸气，故A错误；B、水的沸腾过程是在液体表面和内部同时发生的汽化，整个过程中壶内水不断汽化，故B正确；C、白气是热的水蒸气遇到冷的空气液化成的小水滴，故C错误；D、温度计使用时，下方玻璃泡浸没在被测液体中，但不能碰容器底和壁，实验中温度计放置如图，温度计玻璃泡碰到容器底，这样使测量温度比水沸腾温度偏高，故D错误；故选：B。2．如图所示是“探究水的沸腾”实验，下列说法中正确的是（）A．图甲视线可以正确读出温度计示数 B．图乙是水沸腾时水中气泡上升情况 C．图丙温度计的示数是90.2℃ D．图丁说明此时水的沸点是98℃【解答】解：A、读温度计示数时，视线要与温度计中的液面相平，由图可知，视线俯视，故A错误；B、沸腾时有大量气泡产生，气泡在上升过程中，体积逐渐增大，气泡在上升过程中体积逐渐减小，所以是沸腾前的图象，故B错误；C、温度计分度值是1℃，液面在零刻度以上，所以示数为92℃，故C错误；D、水沸腾时吸热温度不变，由图可知，此时水的沸点是98℃，故D正确。故选：D。3．如图所示是“探究水的沸腾”实验，下列说法中正确的是（）A．图中视线可以正确读出温度计示数 B．图中是水沸腾时水中气泡上升情况 C．图中温度计的示数是90.2℃ D．图中说明此时水的沸点是98℃【解答】解：A、读温度计示数时，视线要与温度计中的液面相平，由图可知，视线俯视，故A错误；B、沸腾时有大量气泡产生，气泡在上升过程中，体积逐渐增大，气泡在上升过程中体积逐渐减小，所以是沸腾前的图象，故B错误；C、温度计分度值是1℃，液面在零刻度以上，所以示数为92℃，故C错误；D、水沸腾时吸热温度不变，由图可知，此时水的沸点是98℃，故D正确。故选：D。4．在探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验中，下列说法不正确的是（）A．实验中需要观察水中气泡的变化情况 B．记录水的温度的时间间隔相等比不相等好 C．读温度计示数时，视线要与温度计中液柱的液面相平 D．判断水沸腾的依据是水的温度保持不变【解答】解：A、实验中需要观察水中气泡的变化情况，沸腾前和沸腾时的气泡变化会有明显的不同，故A正确；B、记录水的温度的时间间隔应该相等，这样才便于通过画出图象最终找出相关规律，故B正确；C、读温度计示数时，视线要与温度计中液柱的液面相平，不能俯视或仰视，故C正确；D、判断水沸腾的依据是水吸收热量、温度保持不变，同时还要观察气泡的变化特点，故D错误。故选：D。5．在探究“水沸腾时温度变化的特点”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，并根据实验数据绘制了如图乙所示的图象。下列说法正确的是（）A．两次实验时大气压都高于标准大气压 B．100℃的水蒸气和100℃的水温度一样，如果烫伤到人以后，烫伤效果也一定相同 C．实验中会观察到水沸腾时形成的大量气泡在上升过程中越来越小 D．分析图乙中的图线可知，第一次实验比第二次实验所用水的质量多【解答】解：A、由图可知两次实验中水的沸点都为98℃，低于标准大气压下的100℃，说明此时的气压低于标准大气压，故A错误；B、100℃的水蒸气和100℃的水温度一样，水蒸气引起的烫伤往往比开水烫伤更严重，这是因为水蒸气和开水的温度虽然一样，水蒸气遇到相对温度比较低的人体，就会液化，液化要放出大量的热，所以水蒸气烫伤更厉害，故B错误；C、当水沸腾时，水中形成大量的气泡上升，变大，破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中，故C错误；D、根据Q吸＝cm△t，在装置相同的情况下，相同时间吸收热量相同，则：cm1△t1＝cm2△t2，第一次实验比第二次实验所用水的质量多，故D正确；故选：D。6．在探究水沸腾时温度变化特点的实验中，某同学用如图甲所示的实验装置进行实验，并绘制了如图乙所示的图线①，现将烧杯中的水冷却至室温，倒掉约三分之一的水，保持其他条件不变，重做上述实验并绘制了图线，此图线是（）A．① B．② C．③ D．④【解答】解：水在沸腾过程中温度保持不变，根据图象乙中的①可知水的沸点是98℃，水的温度达到92℃开始计时；由于其他条件不变，质量为m的水单位时间内从外界获得的热量与原来一样，设为Q0，则一段时间T内吸收的热量Q＝Q0T，由吸热公式Q＝cm△t得Q0T＝cm△t，则加热时间T与水的质量m成正比。倒掉三分之一的水后，剩余三分之二的水，温度同样从92℃加热到98℃，所需加热时间大约是原来的三分之二。从图乙可以看出，图线④符合这一规律。故选：D。二．多选题（共1小题）7．小明和小华分别利用图甲所示的相同装置探究水沸腾时温度变化的特点，当水温接近90℃时，每隔0.5分钟记录一次温度，并绘制出了如图乙所示的水温与时间关系的图象。下列说法正确的是（）A．小华将水加热至沸腾的时间较长，是因为小华加热的水质量大 B．小明加热6min时水开始沸腾 C．小明判断水开始沸腾的依据水中形成大量气泡上升变大 D．由图乙可知水沸腾时的温度不变，需要吸热【解答】解：A.同一地区水的沸点相同，初温相同，但小华加热时间更长，说明是水的质量不同导致的，故A正确；B.由乙图可知，小明加热3min后，水温不再变化，因此是加热3min后水开始沸腾的，故B错误；C.当水温接近沸点时，有大量的气泡涌现，接连不断地上升，并迅速地由小变大，故C正确；D.由图乙可知水沸腾时，温度不再变化，但是需要继续吸热，故D正确；故选：ACD。三．实验探究题（共7小题）8．图甲是探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。（1）除了图甲中的实验器材外，还需要用到的测量工具是电子停表（选填“刻度尺”或“电子停表”）。（2）组装实验装置时，应该先调整图甲中B（选填“A”或“B”）的高度。（3）小林用相同的装置先后做了两次实验，绘制出如图乙所示的a、b两条图线。由图线可知：①实验中水的沸点为98℃；②水沸腾的特点是：继续吸热，温度保持不变（选填“不断升高”、“保持不变”或“不断降低”）③若两次实验所用水的质量分别为ma、mb，则ma＜mb（选填“＞”、“＝”或“＜”）。（4）实验中某次温度计的示数如图丙，为93℃，此时烧杯内气泡的情况应该是如图丁中的B（选填“A”或“B”）所示。【解答】解：（1）实验过程中需要测量加热时间，因此需要用到电子停表。（2）在实验中需要用酒精灯的外焰加热，应从下向上固定实验器材的位置，所以应该先调整图甲中B的高度。（3）①②由图象可知，水的沸点是98℃，且水在沸腾过程中，继续吸收热量但温度不变。③由图乙知，a的初温与b的初温相同，a先沸腾，说明吸收的热量相同，a升高的温度高，根据Q＝cm△t知，a的质量小。（4）由图丙可知，温度计的分度值为1℃，则温度计的示数为93℃；温度未达到水的沸点，此时水没有沸腾。沸腾前，上层的水温度较低，上升的气泡遇低温液化，气泡减小，此时烧杯内气泡的情况应该是如图丁中的B所示。故答案为：（1）电子停表；（2）B；（3）①98；②保持不变；③＜；（4）93；B。9．某同学做有关水沸腾的实验，情景如图所示。（1）根据下表数据，为了完成实验，应选用水银温度计。此温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的。种类酒精水银沸点78℃357℃（2）用图甲的装置加热水，组装此装置的顺序自下而上（选填“自下而上”或“自上而下”），这样组装的目的是用酒精灯外焰加热。（3）小强观察到：沸腾前气泡的情形为图丙中B（选填“A”或“B”）图。而当水沸腾后撤去酒精灯加热，水不会立即停止沸腾，原因是：石棉网的余温高于水的沸点，水会继续吸热。（4）如图乙，停止加热后，迅速塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇上冷水，会看到烧瓶内的水再次沸腾，这是因浇上冷水后烧瓶内气压减小，水的沸点降低。【解答】解：（1）酒精的沸点低于水的沸点，故选择水银温度计；实验室常用的温度计，是根据液体的热胀冷缩规律制成的。（2）用酒精灯加热需要用外焰加热，温度计玻璃泡不能碰触容器底和壁，所以小强组装实验装置的顺序应为自下而上。（3）沸腾前气泡越往上越小，故B图的情景符合。而当水沸腾后撤去酒精灯加热，水不会立即停止沸腾，原因是石棉网的余温高于水的沸点，水会继续吸热。（4）当向瓶底浇冷水时，瓶内气体温度突然降低，气压减小，瓶内液面上方气压减小，导致沸点降低，所以水重新沸腾起来的。故答案为：（1）水银；热胀冷缩；（2）自下而上；用酒精灯外焰加热；（3）B；石棉网的余温高于水的沸点，水会继续吸热；（4）烧瓶内气压减小，水的沸点降低。10．如图甲所示，是小明同学探究“水沸腾时温度变化特点”的实验装置。（1）图甲的实验装置，安装时应按照由下到上（选填“由上到下”或“由下到上”）的顺序；实验中除了图甲的器材之外，还需要的测量工具是秒表；（2）关于图甲装置中硬纸板的作用以下说法错误的是D（选填标号）；A.减少热损失B.有助于固定温度计C.减少“水雾”的干扰，方便读数D.减小杯内气压，使水沸腾得更快（3）小明用质量为m1的水做实验，根据记录的实验数据，绘出图乙中的a图线，由a图象可知：水沸腾时吸收热量，温度不变；（4）若换用初温相同的质量为m2（m2＞m1）的水做实验，得到的图线应是图乙中的c。（选填“b”“c”或“d”）【解答】解：（1）酒精灯需用外焰加热，所以要先放好酒精灯，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，且不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度，因此必须按照自下而上的顺序进行；实验过程中需要测量加热时间，因此需要用到秒表；（2）A、加盖可以减少对流和辐射散热，减少热量损失，正确；B、温度计从纸片的小孔穿过，位置更加稳定，正确；C、加盖后减少了高温水蒸气与温度计的接触，不易在温度计表面发生液化现象，避免液化形成的小水滴妨碍读数，正确；D、加盖后可使烧杯内气压增大，水的沸点升高，错误。故选D；（3）由a图象可知：水沸腾时温度一直为100℃；（4）同一气压下水的沸点不变，当用质量大的水做实验，加热的时间变长，得到的图象可能是图乙中的c。故答案为：（1）由下到上；秒表；（2）D；（3）保持不变；（4）c。11．小明用图所示的实验装置探究水沸腾时温度变化特点，他根据实验数据绘制的温度与时间关系的图象如图丙中的a、b、c所示；图丁是冬天用电磁灶加热水到沸腾时，断开电源开关前后瞬间观察到的两种情景。请你解答下列问题：（1）图乙中温度计的示数为71℃。（2）分析图丙可知，水沸腾时，持续吸热，温度保持不变；图丙中图象a、b说明实验中水的质量不同。（填“b、c”、“a、b”或“a、c”）（3）导致图丁中两种不同现象的本质原因是外界环境温度不同。【解答】解：（1）据图乙所示，温度计分度值是0.1℃，示数为71℃；（2）由图可知，此时水沸点为98℃，水在沸腾过程中，持续吸热，温度保持不变；由图丙可以看出，a、b、c沸点相同，其中a、b初温相同，到沸腾时的时间不同，则两条图线描绘的是“初温相同质量不同的水”的加热情况；（3）导致图丁中两种不同现象的本质原因是外界环境温度不同，环境温度较高，水蒸气液化程度小，形成的“白气”就较少；而在环境温度较低，水蒸气大量液化，“白气”就增多。故答案为：（1）71；（2）保持不变；a、b；（3）外界环境温度。12．为了“探究水沸腾时温度变化的特点”，取一定量的水进行实验。（1）如图甲所示实验装置的组装顺序应为自下而上（选填“自下而上”或“自上而下”）。（2）根据表中的实验数据，在图乙中画出水的温度随时间变化的图象。时间/min012345678温度/℃909294969899999999（3）根据以上实验数据可知，水的沸点为99℃．为提高水的沸点，换用火力更大的酒精灯加热，这种做法不可行（选填“可行”或“不可行”）。【解答】解：（1）在实验中，要使用酒精灯的外焰加热，温度计的玻璃泡需完全浸没在被测液体中，且不能碰到容器壁或容器底，为了方便安装，需按照自下而上的顺序；（2）根据实验数据，描点连线，画出图象如下：（3）沸腾时温度保持不变，看表格数据可知，为99摄氏度。水的沸点与大气压强有关，与酒精灯的加热程度无关。故答案为：（1）自下而上；（2）如图；（3）99；不可行；13．在探究“水的沸腾”实验中；（1）实验装置如图，实验中还缺少的测量工具是秒表。（2）当水沸腾时，观察温度计的示数如图所示，此时水的沸点是98℃；如果继续给沸腾的水加热，水的温度将保持不变。【解答】解：（1）该实验还需要记录加热时间，还需要的测量工具是停表；（2）该温度计的分度值是1℃，所以此时的示数是98℃，故水的沸点是98℃，水沸腾的条件有两个：一是到达沸点，二是不断吸收热量，在沸腾时，温度保持不变；水沸腾时，吸收热量，但温度不变；故答案为：（1）秒表；（2）98；保持不变。14．物理实验小组用如图所示的装置探究“水的沸腾”实验：表1测温物质凝固点/℃沸点/℃水银﹣39357酒精﹣11778表2时间/s0306090120150180210温度/℃9092949698989898（1）由表1可知，本次实验应选用测温物质为水银的温度计；（2）实验小组观察到水沸腾前和水沸腾时水中气泡的情况如图2所示，图中甲（选填“甲”或“乙”）是水在沸腾时的情况；（3）如图3中a、b是两个实验小组分别绘制的沸腾图象，由图象可知实验中他们所用水的质量不同；（4）实验中为了减少从开始加热到沸腾所用的时间，可以采取的措施是减少水量（写出一种即可）；（5）小明在水温升高到90℃时，开始记录数据于表2中．此时水的沸点是98℃，由此说明当时的大气压＜（选填“＜”、“＞”或“＝”）l标准大气压；如果继续给沸腾的水加热，水的温度将不变（填“升高”、“不变”或“降低”）；（6）小明还发现移开酒精灯后，烧杯中的水没有立即停止沸腾的原因可能是石棉网上有余热；（7）如果用硬纸片将烧杯盖得十分紧密，且纸片上无排气孔，则水的沸点会升高（填“升高”、“不变”或“降低”），这是因为水的沸点与气压有关，气压越高，沸点也越高。（8）小明同学在做完“观察水的沸腾”实验后又进一步研究了沸水自然冷却过程中温度随时间的变化情况，他将实验数据记录在下表中。时间/min051015253545556570温度/100715545352824212121①根据表中的数据可推知，小明做上述实验时的环境温度（即室温）应在21℃左右；②根据水温随时间变化的关系，可知沸水在自然冷却过程中温度随时间变化的特点是先快后慢，最后保持室温不变。③如果有一天你要喝一杯奶茶，可有两种方法供你选择：甲：先将滚烫的热茶冷却5min，然后加一匙冷牛奶乙：先将一匙冷牛奶加进滚烫的热茶中，然后冷却5min你认为方法甲冷却效果较好