2025年中考物理热点题型归纳与变式演练（全国）实验4 探究水的沸腾规律实验（解析版）

实验4探究水的沸腾规律实验知识点一、蒸发与汽化1.汽化：物质从液态变成气态的过程叫汽化。2.蒸发（1）在任何温度下，在液体表面发生的汽化现象叫做蒸发。（2）蒸发的特点：1）在任何温度下都可以发生；2）只发生在液体表面；3）蒸发是缓慢地汽化现象。（3）影响蒸发快慢的因素对同一种液体，影响蒸发快慢的因素：（1）液体的温度。液体温度越高，蒸发得越快；（2）液体的表面积。液体的表面积越大，蒸发得越快；（3）液体表面上方空气的流速。液体表面上方空气流动速度越大，蒸发得越快。（4）蒸发可致冷：夏天在房间洒水降温，人出汗降温，发烧时在皮肤上涂酒精降温。不同物体蒸发快慢不同。3.沸腾：在一定温度下，在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象。4.液体沸腾的条件：①温度达到沸点；②继续吸热。二者缺一不可。5.液体沸腾的特点：液体沸腾时，吸收热量，但温度保持不变。这个保持不变的温度叫做该液体的沸点。6.沸点：液体沸腾时的温度叫沸点，不同液体的沸点一般不同。液体的沸点和液面的气压有关。气压越大，沸点越高；气压越低，沸点越低。7.沸腾和蒸发的区别与联系：第一、它们都是汽化现象，都吸收热量；第二、沸腾只在沸点时才进行，蒸发在任何温度下都能进行；第三、沸腾在液体内、外同时发生，蒸发只在液体表面进行；第四、沸腾比蒸发剧烈。知识点二、探究水的沸腾规律实验（1）安装实验装置时，应按照自下而上的顺序进行；（2）实验时，应用酒精灯外焰加热，为了便于调整器材固定的高度应先放好酒精灯，再确定铁圈的高度；（3）温度计的玻璃泡要全部浸入水中，且不能碰到烧杯底和烧杯壁；（4）实验时，烧杯内的水要适量。水太多，加热时间会太长；水太少，温度计的玻璃泡会露出水面或在很短时间内水杯烧开，导致实验观察时间太短；（5）缩短加热时间的方法：①用温水进行实验；②用适量的水进行实验；③调大酒精灯的火焰，并用外焰加热；④在烧杯上加带小孔的盖子，以减少热量损失；（6）刚撤去酒精灯时，水还会继续沸腾一小段时间，这是因为此时石棉网和烧杯底的温度暂时还高于水的沸点，水还能从石棉网和烧杯底继续吸热。（7）液体的沸点和液面的气压有关。气压越大，沸点越高；气压越低，沸点越低。实验时，由于大气压的影响，测出水的沸点可能不是100℃。1．（2023•青海）为了“探究水在沸腾前后温度变化的特点”，同学们设计了以下探究实验，并结合生活经验，猜想如表1：表1：猜想沸腾前沸腾时甲吸收热量，温度升高继续吸热，温度升高乙吸收热量，温度升高继续吸热，温度不变（1）如图甲所示，同学们根据实验要求，按照（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序组装实验器材；（2）实验前期，每隔3min记录一次温度计的示数，当温度升高到88℃时，每隔1min记录一次温度计示数。某时刻温度计的示数如图甲所示，则该时刻的温度是℃，数据记录如表2所示，分析表2数据可知水的沸点是℃；表2：次数12345678910水的温度℃244360728690929292（3）如图乙所示，水沸腾时气泡在上升过程中的变化情况是。由此可以验证表1中猜想正确的是（选填“甲”或“乙”）；（4）实验结束后，发现本次实验时间过长，为了缩短实验时间请你为他们提一条合理的建议。【解答】解：（1）实验中要用酒精灯外焰加热，温度计玻璃泡浸没在被测液体中，但不能碰触容器底和壁，所以安装器材时应按照自下而上的顺序进行；（2）由图知，温度计的分度值是1℃，温度计的示数是89℃；由表格中数据可知，第8min后水吸热，温度保持在92℃不再升高，说明水已经沸腾，所以沸点为92℃；（3）沸腾时，有大量气泡产生，气泡在上升过程中体积增大，最后破裂；水沸腾过程中的是吸热但温度不变，故由此可以验证表1中猜想正确的是乙；（4）根据公式Q＝cmΔt，吸收一定的热量，同种液体要提高温度的变化量，可以从质量，液体初温入手，所以可填减少水的质量或提高水的初温。故答案为：（1）自下而上；（2）89；92；（3）体积增大，最后破裂；乙；（4）减少水的质量。2．（2023•淮安）某兴趣小组利用一次性纸杯研究水沸腾前和沸腾时温度随时间变化的情况，装置如图甲所示。（1）实验中，应使用酒精灯的焰对纸杯加热。加热过程中，某时刻温度计示数如图乙所示，此时的水温为℃。（2）当水温升高到90℃后，每隔30s记录一次温度计的示数，并将记录的数据绘制成如图丙所示的图像。由图像可知，沸腾时水的温度特点为。（3）水沸腾时有大量气泡产生，此时气泡中的主要成分是。（4）取下温度计，继续加热，在水烧干之前纸杯没有被烧坏，主要原因是水沸腾需要，使纸杯的温度低于着火点。【解答】解：（1）酒精灯外焰的温度最高，所以加热时应使用酒精灯的外焰加热；由图乙可知温度计的分度值是1℃，且液柱在零刻度线上方，因此该温度计的示数是66℃；（2）图丙所示的图像中，水沸腾时图线变得平直，温度不再上升，因此水在沸腾过程中吸收热量，温度保持不变；（3）当水沸腾时，水中产生大量的气泡，气泡上升、变大，到水面破裂开来，发出大量的水蒸气，所以气泡内的主要成分是水蒸气；（4）因为一标准大气压下，水的沸点是100℃，沸腾过程中吸收热量，温度不变，并且水的沸点低于纸的着火点，所以纸杯没有燃烧。故答案为：（1）外；66；（2）温度保持不变；（3）水蒸气；（4）吸热。3．（2023•盐城）小华做“观察水的沸腾”实验。（1）如图甲所示，组装器材时，先调整铁圈A的高度，确保用酒精灯的加热。接着将铁圈B向移动，调节温度计到恰当的位置。（2）每隔1min记录一次水的温度，第3min时温度计示数（如图乙所示）为℃，分析表格数据可知水的沸点为℃，图丙所示情形可能为表中第min时气泡上升的状态。时间/min012345678910…温度/℃90.092.393.896.197.198.098.098.098.098.0…（3）沸腾后撤去酒精灯，观察到的现象是水停止沸腾，说明沸腾需要持续。【解答】解：（1）如图甲所示，组装器材时，先调整铁圈A的高度，确保用酒精灯的外焰加热。接着将铁圈B向上移动，调节温度计到恰当的位置。（2）每隔1min记录一次水的温度，第3min时温度计示数为95℃，分析表格数据可知水的沸点为98℃，图丙所示情形可能为表中第6～10min时气泡上升的状态。水在沸腾时气泡上升变大，到水面破裂开来，放出里面的水蒸气。（3）沸腾后撤去酒精灯，观察到的现象是水过一会儿停止沸腾，说明沸腾需要持续吸热。故答案为：（1）外焰；上；（2）95；98；6～10；（3）过一会儿；吸热。4．（2023•西藏）在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，某同学利用如图甲所示的装置进行实验，用酒精灯给水加热至沸腾，当水温接近85℃时，每隔0.5min记录一次数据，绘制出如图乙所示的图像。（1）某时刻温度计示数如图（甲）所示，该时刻的温度是℃。（2）分析图（乙）可知，水在沸腾时，持续吸热，温度。（3）为缩短将水加热至沸腾所用时间，可采用的方法是（写出一种合理方法即可）。（4）通过实验发现水的沸点低于100℃，可能原因是该地区的大气压强标准大气压。【解答】解：（1）由图甲可知温度计的分度值为1℃，该时刻的温度是95℃；（2）由图乙可知，从7到15分钟，水的温度保持98℃不变，所以可以看出水的沸点是98℃，从第7分钟水开始沸腾，虽继续吸热，但温度保持不变；（3）为缩短将水加热至沸腾所用时间，可采用的方法是减少水的质量或提高水的初温；（4）通过实验发现水的沸点低于100℃，可能原因是该地区的大气压强低于标准大气压。故答案为：（1）95；（2）不变；（3）减少水的质量；（4）低于。5．（2023•营口）小建和小晨“探究水沸腾时温度变化特点”的实验（1）实验装置如图甲所示，其中有一处明显的错误是。（2）改正错误后，继续实验，某一时刻温度计的示数如图乙所示，此时水的温度为℃。（3）小建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。（4）图丙是根据实验数据绘制的水沸腾时温度变化的图像，分析图像可知：水在沸腾的过程中不断（选填“吸热”或“放热”），温度。（5）小晨利用原有器材，将装置中烧杯上方带孔的硬纸盖换成无孔硬纸盖，重新实验，发现水沸腾时的温度高于99℃，原因是水面上方气压（选填“变大”或“变小”）。【解答】解：（1）观察实验装置图发现温度计玻璃泡碰到了容器底；（2）图乙中的温度计的一个大格表示10℃，里面有10个小格，因此它的分度值为1℃．因此它的读数为95℃；（3）水沸腾时，整个容器中水温相同，水内部不停地汽化，产生大量的水蒸气进入气泡，气泡变大，到水面破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中；（4）分析图像可知，水在沸腾的过程中，要不断吸热，温度保持不变；（5）增加了一个无孔的硬纸板盖在烧杯上，烧杯内水面上方的气压变大，水的沸点升高，水沸腾时的温度高于99℃。故答案为：（1）温度计的玻璃泡碰到了烧杯底部；（2）95；（3）水蒸气；（4）吸热；保持不变；（5）变大。6．（2023•博山区三模）小华同学用如图甲所示的装置给冰加热。根据实验记录的数据，他绘制了如图乙所示冰熔化时温度随时间变化的图像。小华又继续加热一段时间，观察到水沸腾时温度计的示数如图丙所示。下列说法正确的是（）A．水的沸腾需要吸热，但蒸发不需要 B．BC段表示冰的熔化过程，继续吸热温度保持不变 C．水的沸点是98℃，由此可以判断此时的大气压高于一个标准大气压 D．水沸腾时烧杯上方出现大量的“白气”，这些“白气”的形成属于汽化现象【解答】解：A、沸腾和蒸发都属于汽化过程，汽化吸热，故A错误；B、如图，BC段表示冰的熔化过程，冰在熔化过程中虽然温度保持0℃不变，但需要吸收热量，熔化才能进行下去，故B正确；C、1标准大气压下水的沸点是100℃，沸点跟气压有关，气压越低，沸点越低，此时水的沸点为98℃，所以此时的大气压低于一个标准大气压，故C错误；D、水沸腾时烧杯上方出现大量的“白气”，这些“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故D错误。故选：B。7．（2023•滨城区二模）在“探究水沸腾前后温度变化的特点”的实验中，甲、乙两组同学采用完全相同的实验装置分别同时开始加热水，实验装置如图甲所示，并同时开始记录加热时间和水的温度。下列说法正确的是（）A．实验中选用的是酒精温度计 B．乙图烧杯中气泡上升是沸腾前的情形 C．由丙图知水沸腾过程温度保持不变 D．丙图中甲、乙两组图线不同的原因是水的质量不同【解答】解：A、一标准大气压下，水的沸点是100℃，酒精的沸点为78.5℃，若用酒精温度计测沸水的温度，可能会导致酒精沸腾汽化，体积剧烈膨胀而胀破温度计，故A错误；B、乙图烧杯中气泡上升并逐渐变大，是沸腾时的情形，故B错误；C、水在沸腾过程中，吸收热量，温度不变，故C正确；D、由图像可知，当时间为0时，甲的温度为92℃，乙的温度为90℃，甲、乙加热相同时间，升高的温度相同，所以甲、乙两组图线不同，其原因是由于甲、乙的水的初温不同，故D错误。故选：C。8．（2023•江岸区模拟）利用如图甲所示的装置探究水沸腾时温度变化的特点，通过两次实验得到如图乙所示的温度随时间变化的图像。下列说法错误的是（）A．纸板上的小孔是为了使烧杯内外气压相等 B．沸腾前，水的内能增加是通过热传递的方式 C．沸腾过程中，水不断吸热，温度不变 D．由图乙可知第一次实验用水质量较大【解答】解：A．实验中若在烧杯上加盖密闭，气压升高，水的沸点会升高，所以设计一个小孔是为了使杯内外气压平衡，故A正确；B．沸腾前，水吸收热量，温度升高，水的内能增加，是通过热传递的方式改变水的内能，故B正确；C．水在沸腾前，水不断吸热，水的温度上升，沸腾过程中，水不断吸热，水的温度不变，故C正确；D．由图乙可知，两次水的初温和末温相同，两次的比热容和升高的温度相同，第一次实验水加热到沸腾的时间较短，第一次水吸收的热量较少，由Q＝cmΔt可知第一次实验用水质量较小，故D错误。故选：D。9．（2023•莱阳市模拟）如图所示是小明探究水沸腾时的装置以及实验中不同时刻气泡的情形，下列有关分析正确的是（）A．他可以选用量程为﹣80﹣50℃的酒精温度计 B．如图甲是水沸腾前的现象 C．沸腾时，烧杯中不停地冒出“白气”，这些“白气”是水蒸气 D．小明撤去酒精灯后发现水继续沸腾了一段时间，所以水的沸腾有时候不需要吸收热量【解答】解：A、选用的酒精温度计的量程为﹣80﹣50℃，而标准大气压下水的沸点是100℃，超过温度计的量程，故A错误；B、乙图气泡在上升过程中体积逐渐变大，是沸腾时的图象，甲图中气泡在上升过程中体积逐渐变小，是沸腾前的图象，故B正确；C、水沸腾时，烧杯口上方有大量的“白气”产生，这主要是因为水蒸气液化形成的，故C错误；D、小明撤去酒精灯后发现水继续沸腾了一段时间，是因为石棉网的温度高于水的沸点，水可以继续从石棉网吸热，水沸腾是需要持续吸热的，故D错误。故选：B。10．（2023•武汉模拟）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。下列说法错误的是（）A．两次实验时大气压都低于标准大气压 B．实验中烧杯上的盖子留个小孔是为了使杯内外气压平衡 C．由乙图可知，烧杯中的水在沸腾前后温度保持不变 D．加热6min时，第一次实验中水吸收的热量等于第二次实验中水吸收的热量【解答】解：A、根据图乙可知：两次实验水的沸点都是98℃，都低于标准大气压下的水的沸点100℃，故A正确；B、实验中烧杯上的盖子留个小孔不是为了散热，而是为了使杯内外气压平衡，故B正确；C、由图乙可知，水在6min时开始沸腾，沸腾前温度不断上升，沸腾过程中温度保持98℃不变，故C错误；D、在装置相同的情况下，相同时间吸收热量相同，故D正确。故选：C。11．（2023•殷都区一模）在探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验中：（1）图甲实验装置的组装顺序应为（填“自下而上”或“自上而下”）。（2）某同学记录了水在不同时刻的温度值，如表。时间（分）6789101112131415温度（℃）90929496989898989898根据表格中所给的数据请在乙图中作出图象。（3）实验中，判断水沸腾的依据。A．水的温度保持不变B．出现水的沸腾现象（4）水沸腾时，温度计的示数如图甲所示，温度是℃，此时当地的大气压强（填“大于”、“小于”或“等于”）1标准大气压。（5）水沸腾时撤掉酒精灯，水（选填“能”或“不能”）继续沸腾；【解答】解：（1）实验中用酒精灯外焰加热，并且温度计玻璃泡不能碰容器底和壁，所以组装器材时要自下而上的顺序；（2）根据表格中数据描点，用平滑的曲线连接，如下图：（3）水沸腾的条件：达到沸点，继续吸热，水温达到沸点温度，保持不变，不一定沸腾，要通过观察沸腾时，整个容器内的水温相同，气泡不断升高，深度不断减小，水压不断减小，气泡逐渐变大的特点来判断水是否沸腾，故选B；（4）如图甲所示，温度计的分度值是1℃，此时温度计示数是98℃，1标准大气压下水的沸点是100℃，液体沸点随气压的升高而升高，此时当地的大气压强小于1标准大气压；（5）水沸腾的条件：达到沸点，继续吸热，水沸腾时撤掉酒精灯，水不能再继续吸热，故水不能继续沸腾；故答案为：（1）自下而上；（2）见解答；（3）B；（4）98；小于；（5）不能。12．（2023•吉安县校级二模）在做“观察水的沸腾”的实验时，甲、乙、丙三个实验小组的同学分别从图甲、乙两套实验装置中任选一套来完成实验。请回答：（1）为了尽快完成实验，他们设计并组装实验装置最好使用：（选填“甲”、“乙”）装置。实验前，在安装器材时最后安装的是（选填“酒精灯”或“温度计”）。（2）小菲观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况，如图丙（a）、（b）所示，则图是水沸腾前的情况。（3）撤去酒精灯后，水仍能继续沸腾一小段时间，其原因是：。时间t/min012345678910…温度t/℃9293949596979899999999…（4）从实验数据可知，水沸腾的特点：。（5）实验过程中小菲不小心碰到了水沸腾时产生的水蒸气，感觉很烫。于是，小菲改进实验装置，进行了以下实验操作，如图丁所示，将烧瓶内水沸腾时所产生的水蒸气通入试管A中，试管A放在装水的容器B内，过一段时间，你看到的现象是：试管A中有小水珠出现，温度计示数（选填“升高”、“降低”或“不变”），这个实验说明。【解答】解：（1）烧杯上覆盖的中心有孔的硬纸板的主要作用是减少热量散失，节省实验时间，故选：乙；实验时需要用酒精灯的外焰加热，安装器材时要按照从下而上的顺序安装，所以最后安装的是温度计；（2）b图中气泡在上升过程中体积逐渐减小，所以b图是沸腾前的现象；a图中气泡在上升过程中体积逐渐变大，a是沸腾时现象；（3）酒精灯加热时，铁圈和石棉网的温度升高，高于水的温度，当移开酒精灯时，水还会从铁圈和石棉网吸收热量，继续沸腾一小段时间；（4）根据实验数据分析可知，水在沸腾过程中需要持续吸热，温度保持不变；（5）通入试管A中水蒸气液化成小水珠，放出热量，所以温度计示数会升高。故答案为：（1）乙；温度计；（2）b；（3）水仍能从石棉网上吸热；（4）继续吸热，温度不变；（5）升高；液化时放出热量。13．（2023•崂山区二模）物理学习小组探究水沸腾时温度变化的特点时，装置如图甲所示。（1）在水温升高到85℃后，每隔1min读取一次温度计的示数，直到水沸腾并持续一段时间。实验中水的温度数据记录在表中，第10分钟时温度为。时间/min012345678910温度/℃85868890929496989898（2）由数据可知：当地大气压（选填“高于”、“低于”或“等于”）1标准大气压。（3）水温降至85℃以下后，学习小组成员继续利用该装置再次进行实验，并在同一坐标系中画出水沸腾前后温度随时间变化的图像，如图乙所示。产生两次实验的图像有差异的原因可能是水的不同。（4）评估：老师指出在烧杯顶部加盖一个带孔的纸板，可以缩短加热时间，加盖带孔的纸板为了减少带走的热量，使水温快速升高。（5）进一步探究：在一个试管中装入某种固体，用刚才实验中的热水进行加热，如图丙所示，温度计测出试管内物质的温度随时间变化图象如图丁所示，可判定试管内物质是（填“晶体”或“非晶体”）。图象中的E点，物质的状态是。【解答】解：（1）液体沸腾时保持不变的温度为沸点，在本次实验中，水加热温度升到98℃后，开始沸腾，但温度不再升高，故第10分钟时为水的温度是98℃；（2）1标准大气压下水的沸点为100℃，水的沸点随气压的减小而降低，由此可知当地大气压低于1标准大气压；（3）从两次实验的图像中可看出，水的初温相同，加热条件完全相同，实验所用时间不同，是因为实验时用水质量不同；（4）实验中给烧杯加盖带孔纸板的目的除了固定温度计外，还可以减少加热过程中空气对流和蒸发给液体热量的散失，缩短实验的时间；（5）图象中BC段吸热但温度不变，说明这是晶体熔化的图象；图象中的E点，晶体在熔化，此时物质处于固液共存状态。故答案为：（1）98℃；（2）低于；（3）质量；（4）空气对流和蒸发；（5）晶体；固液共存。14．（2023•平遥县二模）小方用图甲所示装置探究水沸腾前后温度随加热时间变化的特点，图乙是他绘制水的温度随加热时间变化的关系图像。（1）他观察发现，水沸腾后产生大量气泡，气泡不断上升且（选填“变大”或“变小”），到达水面破裂。（2）实验结束后撤去酒精灯，水还能继续沸腾一小会儿，小方认为水沸腾时不需要吸热，他的观点是（选填“正确”或“错误”）的。（3）由图乙的图像可得出实验结论：水沸腾过程中，。（4）根据图乙的图像，请给实验提一条合理化建议：。【解答】解：（1）沸腾时，大量的水汽化变为水蒸气，形成大量的气泡不断上升，上升的过程中，汽化的水蒸气不断进入气泡，所以气泡是越来越大；（2）当水沸腾时，撤去酒精灯后，水还能继续沸腾一小会儿，原因是撤去酒精灯后，石棉网的温度高于水的沸点，水仍能从石棉网上吸热，故仍能继续沸腾一小会儿，所以判断水沸腾时不需要吸热是错误的；（3）由图乙的图像可知