深圳清华实验学校物理物态变化实验单元测试卷(含答案解析)

一、初二物理物态变化实验易错压轴题（难）
1．在“探究晶体熔化和凝固规律”的实验中,绘制出了如图所示的图像.
（1）图中,海波的熔化过程是________段(用图中字母表示),此过程中海波________热(选填“吸”或“放”).
（2）图中,海波在D点是________态,在G点是________态(均选填“固”或“液”). （3）为了探究不同晶体熔化时吸收的热量是否相同,在相同的烧杯中分别装上80 g的冰和萘,用________的酒精灯加热(选填“相同”或“不同”),测出它们熔化过程所用的时间如表.由此可知,质量相同的不同晶体熔化时吸收的热量是________的(选填“相同”或“不同”).
【答案】BC 吸液固相同不同
【解析】
(1)图中BC段表示温度不变，即表示海波的熔化过程，此过程中海波处于固液共存态． (2)由图象可知，AB段表示海波还没有熔化处于固态，BC段是海波的熔化过程，CD段表示海波已经熔化完毕，故D点处于液态，EF段表示凝固过程，在F点已经凝固完毕，故G点处于固态． (3)在相同的烧杯中分别装上了80g的冰和萘，用同样的酒精灯加热，保证吸收相同的热量，根据图表示物质熔化的时间可以看出：质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是不同的．
点睛：根据控制变量的思想，相同质量的冰和萘完全熔化所需的时间不同，而加热装置相同，这就说明了两者完全熔化时，吸收的热量是不同的，可据此进行分析．
2．在探究冰的熔化规律的实验中，烧杯中有适量的水，大试管中有碎冰，实验装置如图甲所示。

(1)待温度升高至-5℃，每隔大约______(填“1min”或“5min”)记录一次温度；
(2)实验中某次温度计的计数如图乙，示数是________；
(3)第9min时，试管内的物质处于_______(选填“固”、“液”或“固液共存”) 态，冰在第9min时具有的内能________(选填“大于”、“小于”或“等于”)在第6min时具有的内能；
(4)在不改变装置情况下，小瑜将冰全部熔化成水后继续用酒精灯不断地加热，大致绘制出了图丙的温度随加热时间关系图，他在DF阶段能否在小试管中________看到大量气泡上升变大。

（选填“能”或“不能”）
【答案】1min -4℃固液共存小于不能
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在实验过程中，大约每隔1min便记录一次温度，而隔5min才记录温度的话，时间间隔太长，不容易观察实验现象。

(2)[2]由图乙知，温度计示数为-4℃。

(3)[3]由图丙知，第9min试管内的物质处于熔化状态，所以是固液共存态。

[4]冰在第9min的内能小于第6min的内能，因为这两个时间段冰都处于熔化阶段，其温度保持不变，固态的冰质量越来越少，其内能越来越小。

(4)[5]由丙图知，在DF段，水的温度达到沸点，烧杯中的水由于不断吸热，所以开始沸腾，而试管中的水虽然温度达到沸点，但不能继续吸热，因为烧杯中的水沸腾时，温度保持不变，所以试管中的水不能沸腾，无法看到大量气泡上升。

3．阅读短文，回答问题．
汽车防冻液
汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高．为了确保安全，可用水循环进行冷却．实际上，水中往往还要加入不易挥发的防冻液（原液），加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固，长时间开车也不容易沸腾．有关资料表明，防冻液与水按不同的比例混合，混合液的凝固点、沸点不同，具体数值参见下表（表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比）．
在给汽车水箱中加防冻液时，宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10～15℃．考虑到混合液中防冻液的含量过高会影响散热效果，因此，混合液中防冻液的含量不宜过高．（1）在混合液中，如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%，则混合液凝固点的变化情况是（_________）
A．逐渐升高 B．逐渐降低 C．先升高后降低 D．先降低后升高
（2）若某地常年最低气温为-15℃，对该地区汽车来说，在下列不同防冻液含量的混合液中，宜选（_________）
A．30% B．40% C．60% D．90%
（3）请在图中作出混合液沸点与防冻液含量的关系图像____________；
（4）由图像可以推知，防冻液的含量达到75%时，混合液的沸点大约是__________℃．（5）长时间使用后，汽车水箱中的混合液会减少．与原来相比，混合液的沸点________（选填“升高”、“降低”或“不变”），其原因是________________________________
【答案】D B 图略 120 升高水由于汽化而减少，防冻液的含量增大
【解析】
（1）观察表中数据得出，当防冻液含量由逐渐增大到时，混合液凝固点先降低后升高，所以D选项是正确的；
(2)某地常年最低气温为-15℃，因为混合液的凝固点比本地常年最低气温低10--15℃，则混合液的凝固点约为-25--30℃，由表中数据可以知道选择和的防冻液，而混合液中防冻液的含量不宜过高，所以选择的防冻液较为合适，所以B选项是正确的；
(3)根据表格，描出点，并用平滑的曲线连接这些点，图略，
(4)由图像可以推知，防冻液的含量达到75%时，混合液的沸点大约是120℃；
(5)与原来相比，水箱内的水因为汽化而减少，防冻液的含量增大，使混合液的沸点升高．因此，本题正确答案是：(1). D (2). B (3). 图略 (4). 120 (5). 升高 (6). 水由于汽化而减少，防冻液的含量增大
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．小明、小华和小红在课堂上做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，当水温接近90℃时，每隔1分钟记录一次温度。

结果小明、小华测得的水的沸点都是100℃，唯有小红误将盐水倒入烧杯中加热，她测得的实验数据记录如下表所示：
时间/min012345678
温度/℃88919497100103103103103
（1）小红烧杯中的盐水沸腾时，其沸点为103℃，物理老师认为小红的实验很有意义，还可以继续深入研究。

请你提出一个值得深入探究的问题：____________。

（2）下列图像中，能反映小红的实验中盐水在加热时沸腾过程的是___________。

A．B．C． D．
（3）小明和小华分别利用图甲所示的装置探究水沸腾时温度变化的特点，并绘制出了如图乙所示的水温与时间关系的图像。

分析图乙可知，小华将水加热至沸腾的时间明显较长，可能的原因是______(写出一个即可)。

（4）小明在第9分钟撤掉酒精灯后，发现有一段时间水依然在沸腾。

如图乙所示，这段时间内烧杯底部的温度______________(填“高于”“等于”或“低于”)杯内水的温度。

【答案】水的沸点与含盐量的多少有什么关系 D 水的质量较大高于
【解析】
【详解】
(1)[1]盐水的沸点是103℃，比普通水的沸点高出3℃，因水中含有盐的成份，那么可以考虑盐的含量增加或减小时，水的沸点又如何，可提出一个值得深入探究的问题：水的沸点与含盐量的多少有什么关系；
(2)[2]从表中数据可以看到，随着时间的流动，盐水的温度在升高，当到了103℃后，温度不再变化，故选D；
(3)[3]分析图乙可知，小华将水加热至沸腾的时间明显较长，可能的原因是小华的烧杯中水
可知，比热容和温度的变化量相同，水的质量如果较大，那的质量较大，根据Q cmΔt
么吸收的热量较多，加热的时间较长；
(4)[4]由于水依然在沸腾，那么水还在吸收热量，这段时间内烧杯底部的温度应该高于杯内水的温度，这样存在温度差，才会发生热传递，水才能吸收热量。

6．小红在学习了“比热容”的有关知识后，知道单位质晕的不同物质在升高相同温度时，所吸收的热量不同，为了描述物质的这种性质，引入了一个新的物理量–比热容，于是她又想到晶体在熔化时，温度虽然保持不变，但需要吸收热量，那么单位质量的不同晶体熔化时所吸收的热量是否相同昵？带着这个疑问，小红在实验室利用电热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示．实验时，冰的质量为，相同时间冰和水吸收的热量相同．水的比热容为
（1）根据图线，你能得到的一条信息是：________；
（2）CD段水吸收的热量是多少___________？
（3）计算出冰的比热容____________；
（4）设加热器发出的热量有70%被冰或水吸收，求加热器的功率是多大____________？（5）若规定质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热”，根据图中所给的信息，计算出冰的熔化热_____________
【答案】冰在熔化时温度保持不变（答案不唯一）
．
【解析】
【分析】
【详解】
（1）冰吸收热量，温度升高．达到熔化，继续吸收热量，温度保持不变，完成熔化过程．冰全部熔化之后，水吸收热量，温度升高．
所以可得信息有：冰在熔化时温度保持不变；冰是晶体等．
（2）冰的质量为0.5kg，冰熔化成水，状态变化，质量不变，水的质量是0.5kg，
由图象知，水从0℃升高到20℃，
所以，水吸收的热量为：
3．
水从0℃升高到20℃，水吸收的热量为4.2×104J，需要10min，所以，水1min吸收的热量为4.2×103J．
（3）冰从-20℃吸收热量升高到0℃，需要了5min，吸收热量为：
，
冰的比热容为：．
（4）水吸收热量温度升高过程中，，
，即，
解得：．
（5）0.5kg冰从5min到45min全部熔化，需要40min，吸收的热量为：
，
冰的熔化热为：
．
7．小云在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中用如图所示的装置给水加热直至水沸腾，所作“温度—时间”图象如图丙，请回答：
(1)组装实验器材时，应按照______的顺序（选填“自上而下”或“自下而上”）；
(2)实验中，小云观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同，如图甲、乙所示。

表示沸腾前气泡上升情况的是图______；
(3)小云实验时若去掉烧杯上方的盖子，在水的质量、加热条件不变时，他所作的实验图象应该是图丙中的______；（选填“a”、“b”或“c”）
(4)实验完毕，小云撤去酒精灯后发现水继续沸腾了一段时间，原因是______。

【答案】自下而上甲 b 见解析
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[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)[2]沸腾前在气泡上升过程中，下面部分的水先受热温度升高，于是有一部分水汽化成水蒸气形成气泡，气泡所受到的浮力大于自身的重力导致气泡上升，而由于水是热的不良导体，下部分的水温升高，上部分的水温度仍然较低，在气泡上升过程中，气泡遇到温度比它低的冷水，就会有一部分水蒸气放热液化成小水珠，气泡的质量变小了，因此气泡的体积也相应地变小了；如图甲、乙所示，表示沸腾前气泡上升情况的是图甲。

(3)[3]小云实验时若去掉烧杯上方的盖子热量散失，在水的质量、加热条件不变时，水升温的速率降低，需要加热时间变长，但沸腾时的温度不变，故他所作的实验图象应该是图丙中的b。

(4)[4]实验完毕，小云撤去酒精灯后发现水继续沸腾了一段时间，这是因为酒精灯撤走后，烧杯底部的温度还是接近火焰温度，远大于水的沸点，相对水而言烧杯继续在给水加热，所以水会继续沸腾一段时间，属于热量传递现象。

8．小明利用图所示的装置“探究水沸腾时温度变化的特点”．
（1）实验时，小明将热水倒入烧杯中而不是直接用冷水做实验，这样做的目的是_____．（2）实验过程中，小明记录的水的温度随时间变化的数据如下表，从表格数据可以看出水的沸点是_____℃．
时间/min012345678910
温度/℃9092939596989898989898
（3）水沸腾时，水中产生大量气泡水中上升的气泡里的主要成份是_____（填字母序号）．
A氧气 B水蒸气 C二氧化碳
（4）小明同学想提高水的沸点换用了火力更大的酒精灯加热，这种做法_____（选填“可行”或“不可行”）．
【答案】缩短加热时间 98℃ B 不可行
【解析】
【分析】
【详解】
（1）在实验中，向烧杯内倒入热水，这种做法的优点是热水温度较高，可以缩短实验时间；
（2）水在沸腾过程中温度保持不变，由图象知，水从第10min开始沸腾，沸腾过程中的温度保持98℃不变，则水的沸点为98℃．
（3）水沸腾时，水中产生大量气泡，水中上升的气泡里的主要成份是水蒸气，故选B；（4）水的沸点与气压有关，与酒精灯的火焰的大小无关，故这种做法是不可行的．
9．小华在电视节目里看到，在气温低于0℃的寒冷冬季，为保障交通安全，交警在积雪的路面上撒盐，路面的冰雪就会融化；在煤撒盐的道路上，汽车反复碾压也会使积雪融熔化，她对上述积雪熔化的原因作出如下猜想：
A．加盐可能使冰雪在低于0℃时熔化
B．汽车碾压增大了压强，冰雪就可能在低于0℃时熔化
C．汽车碾压使冰层变薄了，冰雪就可能在低于0℃时熔化
为验证她的猜想，同学们用冰块模拟冰雪进行了如下探究：
（1）在气温较低时，将冰块放入易拉罐中并加入适量的盐，用筷子搅拌大约半分钟，观察到有些冰块已经熔化，用温度计测量罐中冰水混合物的温度，温度计示数低于0℃，证明猜想A是__（选填“正确”或“错误”）的；同时观察到罐底出现了白霜，这是发生了___现象（填物态变化名称）
（2）如图所示，在气温低于0℃的室外用窄长凳支起甲、乙、丙三块冰块，甲和乙的厚度相等并大于丙的厚度，把完全相同的三根细钢丝分别挂在冰块上，钢丝下分别挂上体积相同的实心铁块和泡沫块，过一段时间后，甲、丙上的钢丝都陷入到冰块中相同的深度，乙
上的钢丝未明显陷入冰块．
通过比较甲、乙中钢丝陷入冰块的情况可知：甲中钢丝下的冰受到的压强___（选填“增大”、“减小”或“不变”），使冰发生了熔化，此时冰的熔点_______（选填“高于”、“低于”或“等于”）0℃，说明猜想B是____（选填“正确”或“错误”）的，比较甲和丙则可说明猜想
___是错误的．
（3）探究结束后，他们查阅相关资料，知道了晶体的熔点均受压强的影响，当冰熔化成水时密度__，体积___（均选填“增大”、“减小”或“不变”），才会出现（2）中的现象．【答案】正确凝华增大低于正确 C 增大减小
【解析】
【分析】
【详解】
（1）冰水混合物的温度为0℃，盐水混合物的温度低于冰水混合物的温度，即低于0℃；故证明猜想A是正确的；易拉罐中液体温度很低，所以易拉罐本身温度也很低．空气中的水蒸气遇到温度很低的易拉罐，由气态直接凝华成为固态的白霜，同时会放出热量；（2）甲、乙、丙三块冰块，甲和乙的厚度相等并大于丙的厚度，把完全相同的三根细钢丝分别挂在冰块上，钢丝下分别挂上体积相同的实心铁块和泡沫块，由于铁的密度大于泡沫的密度，所以体积相同的实心铁块和泡沫块，实心铁块的质量大于泡沫块，则其重力也大于泡沫块，对冰块的压力也大，因此通过比甲、乙中钢丝陷入冰块的情况可知：甲和丙钢丝下的冰受到的压强增大，当冰受到压力变大时，熔点都会降低；从而说明猜想B是正确的；甲的厚度大于丙的厚度，比较甲和丙，可知冰层变薄熔点降低，故说明C、汽车碾压使冰层变薄了，冰雪就可能在低于0℃时熔化是正确的；（3）根据公式ρ=可知，质量不变，密度变大时，体积变小，所以冰熔化成水后，质量不变，但水的密度变大，所以体积变小．
10．_______和沸腾是汽化的两种方式。

如图所示a、b是某同学做观察水沸腾实验时看到的气泡上升情况示意图，其中图________一定是水在沸腾前的情况，图_____则是水沸腾时的情况；当水温升至90℃时，每隔1min记录一次水温，4min后水开始沸腾，接着又观察记录了6min，然后停止加热，沸腾停止。

记录数据如下表：
时间t/min0123456789
温度T/℃90929496989898959898
该同学根据观察到的现象、分析数据、归纳总结，有如下发现：
(1)水沸腾的时候，是在液体_______和________同时发生的剧烈的汽化现象；
(2)从记录数据看出，在某一次观察记录中有明显错误的是第______min时的数据；
(3)停止加热，沸腾停止，说明沸腾过程需要_______。

你一定还有其他的发现，请写出其中任意一条_______。

【答案】蒸发 b a 内部表面 7 吸热水的沸点是98℃
【解析】
【分析】
【详解】
[1]蒸发和沸腾是汽化的两种方式。

[2][3]图a是沸腾时的情况，因其气泡在上升过程中变大，到水面破裂开来；图b是水沸腾前的情况，因其气泡在上升过程中变小，然后消失。

(1)[4][5]水沸腾的时候，是在液体的表面和内部同时发生的剧烈汽化现象。

(2)[6]从记录数据看出，第7min的数据是错误的，因第4min水便开始沸腾，而在沸腾过程，温度是保持不变的。

(3)[7]停止加热，沸腾停止，说明沸腾过程需要吸热。

[8]由表格数据可知，水在98℃时开始沸腾，那么水的沸点是98℃。