初中物理物态变化解答题

小明的奶奶在家中用电水壶接水时，由于壶口较小，壶盖挡视线，很难观察到壶中水位的变化，结果水从壶中溢出洒到地上，小明一边帮奶奶擦地上的水，一边想：如果给水壶安装一个报警器，当水位达到一定高度时，报警器发出声音，提示水接好了，这样就方便多了。

（1）小明找来家中的电水壶，如图甲所示，观察电水壶的外观并研究它的使用过程，发现其中涉及一些物理知识，下列说法正确的是　     　（填字母）

A．向壶中注水时，听到的声音是通过空气传入到人耳的

B．金属壶身“反光”是发生了漫反射

C．烧水时壶嘴冒出的“白气”是液化现象

D．注水后壶底看起来变浅了，是光的折射现象

（2）当用力F打开壶盖时，壶盖相当于一个杠杆，请你在图乙中画出壶盖所受重力G的示意图和重力的力臂I（O为支点，B为壶盖的重心，A为F的作用点）。

（3）小明认真思考后，结合学过的力学和电学知识，设计了如图丙所示的报警电路，以下是小明的设计方案，请将其补充完整。

①报警器的水中部分是一个玻璃管，它的一端被绝缘弹性薄膜封闭，报警电路的一部分在玻璃管内，其中弹性片A靠近薄膜，使用时，闭合报警电路开关S，向壶内注水，随着壶中水位的升高、水对薄膜的压力逐渐　    　（填“变大”或“变小”），弹性薄膜逐渐向右凹进，挤压弹簧片A，直至弹性片A与触点B接触，报警电路接通，电铃发出报警声，提示已达到设定注水高度，即可断开报警电路开关S，停止注水。

②为了满足不同的注水高度要求，该电水壶的报警水位高度可以调节，水位调节手柄的一端固定在报警电路中长度可调的弹簧上，水位调节手柄可以移动，并能固定在不同挡位的卡槽中，当水位调节手柄移动时，触电B可以随着它左右移动，请分析该报警电路并说明，想要使报警器在更低的水位报警吗，可以调节水位调节手柄，使触点B

向　    　（填“左”或“右”）移动。

如图1为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为 $220V$，水箱装水最多 $0.3\mathit{kg}$，加热功率有大小两个挡位，设计师最初设计的内部电路有如图2甲、乙两种接法，其中电热丝 $R_1=56\Omega$， $R_2=44\Omega$。

（1）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速　　成小水珠，放出热量，将衣服熨平（填物态变化名称）；

（2）如果选择甲电路，电路中最大电流为　　 $A$，如果选择乙电路，电路中最大电流为　　 $A$，由于两个电路中所选熔断器里的熔丝允许通过的最大电流为 $8.2A$，故设计师最终选择了甲电路；（计算结果保留一位小数）

（3）请分别计算这款挂烫机两个挡位的额定功率；

（4）若将水箱中 $0.22\mathit{kg}$的水从 ${25}^{°}\text{C}$加热到 ${100}^{°}\text{C}$，挂烫机至少需要加热多长时间？ $[$水的比热容 $c=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{°}\text{C}\right)]$。

科学创新小组设计并制作了一个能将水温调控在 ${48}^{°}\text{C}$左右的自动控温杯，结构示意图如图甲，其夹层填充物为海波晶体（熔点为 ${48}^{°}\text{C})$。小组同学为检测该自动控温杯控温功能，做了如下测试：①在杯中装满 ${100}^{°}\text{C}$的水，盖紧杯盖，摇动杯子，水温下降到 ${48}^{°}\text{C}$并稳定在此温度一段时间；② $t_2$时，将杯内的水倒掉，迅速加入 ${20}^{°}\text{C}$的水，盖紧杯盖，摇动杯子，水温上升到 ${48}^{°}\text{C}$并保持。上述检测过程中水温随时间变化曲线如图乙所示。请用所学知识解释图乙中 $\mathit{ac}$段水温变化的原因。（提示：图乙中 $\mathit{de}$段不必作答）

阅读短文，回答问题；

干爽与潮湿

水面上方同时进行着两种相反的过程：一方面，水分子从液面飞出来，另一方面，有的水分子撞到水面又回到水中。

一瓶矿泉水喝了一半后，把瓶盖拧紧，随着水的不断蒸发，水面上方的水分子数目不断增多，回到水中的水分子也逐渐增多，最后，当气态水分子的数量增大到一定程度时，在相同时间内回到水中的水分子数等于从水面飞出的水分子数。此时，水蒸气的密度不再增大，水蒸气产生的压强不变，谁也就不再减少，水与水蒸气间达到平衡状态，蒸发停止。

处于平衡状态的水蒸气叫水的饱和汽。在一定温度下，水的饱和汽的压强是一定的，这个压强叫做水的饱和气压 $P_0$， $P_0$随温度的变化而变化，温度升高时，液体分子运动加剧，单位时间内从液面飞出的分子数增多，原来的平衡被破坏，液体能继续蒸发，水蒸气的压强继续增大，直至到达新的平衡。

影响蒸发快慢以及人们对与干爽与潮湿感受的因素，是空气中水蒸气的压强 $P_1$与同一温度下水的饱和气压 $P_0$的比值 $\left(\frac{P_1}{P_0}\right)$。因此，人们用 $R_k=\frac{P_1}{P_0}$来描述空气的潮湿程度， $R_k$越小，人体表面的水分蒸发得越快，感觉干爽； $R_k$越大，人体表面的水分蒸发得越慢，人就感到潮湿。

（1）水蒸发时，　　（有 $/$没有）水分子从空气进入水中。

（2）下列能表示水的饱和气压随温度变化关系的图象是　　。

（3）文中半瓶矿泉水上方形成了水的饱和汽，下列描述正确的是　　

$A$．水分子不再从水面飞出

$B$．水蒸气的压强小于该温度下水的饱和气压

$C$．温度升高时，水蒸气的压强增大

$D$．温度升高，水面上方再次形成饱和气压后，从水中飞出的分子数大于回到水中的

（4）6月1日，我市早晨6时气温为 ${15}^{°}\text{C}$， $R_h=0.96$；下午14时气温为 ${25}^{°}\text{C}$，若当天空气中水蒸气的压强 $P_1$保持不变，则下列判断正确的是　　

$A$．下午14时 $R_h$可能大于1

$B$．下午14时 $R_h$一定小于0.96

$C$． $P_1$大于 ${15}^{°}\text{C}$时水的饱和气压

$D$．人感觉下午14时比早晨6时潮湿

（5）用短文中知识，解释在潮湿天气里衣服不容易晾干的原因。答：　　。

某同学将一段细铜丝在一只铅笔上单层紧密地缠绕了20圈，形成一个钢丝圈，再用一把刻度尺取测量该铜丝圈的长度，测量情况如图1所示，该细铜丝的直径为　　 $\mathit{cm}$，在图2中体温计示数是　　 ${}^{°}\text{C}$，在图3中弹簧测力计的示数是　　 $N$

阅读短文，回答问题。

新的水纯化技术，可以为世界解渴

全世界18亿人常年缺水，如何利用太阳能进行海水淡化，是人类水资源领域共同关注的焦点。2019年，33岁的南京大学教授朱熹及其团队，模仿蘑菇的碳基吸收体，设计制作了集热蒸发一体化的人工蒸腾器件，如图是它的结构示意图。

供水通道利用毛细效应，把水供应到碳基吸收体上，碳基吸收体具有吸光性强且内部热导很低的特性，使其只能给界面处的水加热，让水一层一层蒸发。顶端像蘑菇一样的伞状结构，增大了水的表面积。这种材料和结构的巧妙设计使光蒸汽转化效率显著提高。在供水通道与海水接触处，团队受睡莲叶启发，设计了多级结构。成功实现水蒸发后，盐全部躺在容器底部，让水和盐溶质完全分离。保障器件不结垢，能长效利用。

这项变革性水纯化技术，便携、高效、低成本、无污染，让太阳能海水淡化技术成功产业化，为世界解渴，造福全人类。

（1）通过器件收集到大量的水蒸气，还要经历　　（填写物态变化名称），才能变成淡水，这一过程需要　　（选填“吸热”或“放热” $)$。

（2）人工蒸腾器件在提高光蒸汽转化效率方面的做法有　　（写出一条即可）。这项新的水纯化技术，还可以利用在哪些方面？　　（列举一例即可）。

如图是某种晶体熔化时温度随时间变化的图象，根据图象的特征可判定该晶体的熔点是　　 ${}^{°}\text{C}$．在 $\mathit{AB}$段晶体处于　　态（选题“固”“液”或“固液共存” $)$熔化过程用了　　 $\mathit{min}$。

根据下面4个图所给信息填空。

（1）采用绕线法测得铜丝的直径 $d=$　　 $\mathit{cm}$。

（2）小球浸没在液体中受到的浮力 $F=$　　 $N$。

（3）冬天室外气温 $t=$　　 ${}^{°}\text{C}$。

（4）甲、乙两车同时同地同方向做匀速直线运动，它们的 $s-t$图象如图所示， $t=6s$时两车间距离 $x=$　　 $m$。

综合问答 $--$家庭中的物理：

小雨用电热水器将水加热。他洗完头发开窗通风时被风一吹感到凉。他看到妈妈腌的鸡蛋悬浮在盐水中。

请用 $\dots$（开头4个字） $\dots$（结尾4个字）将你所选的内容写出来，并用所学的知识进行解释。

雨过天晴，善于观察的小红在放学回家的路上，发现路面上积水少的地方一会儿就干了，面积水多的地方就很难干。

【提出问题】液体蒸发是否与液体的质量有关、

【设计实验并进行实验】

身边可利用的器材：天平（砝码）、水、烧杯若干、量筒若干

【方案一】

（1）在相同环境下，选择天平（砝码）、水、两只相同的烧杯；

（2）可以使用天平来定量判断液体蒸发快慢是否与液体的质量有关，具体做法是：

①实验前，在烧杯中分别倒入　　的水；

②调节好天平，把烧杯分别放在天平的两托盘上，通过　　，使天平平衡；

③经过一段时间后，观察天平是否　　，如果　　，则说明液体蒸发快慢与质量无关。

【方案二】

（1）在相同环境下，选择水、两只相同的量筒

（2）可以使用量筒来定量判断液体蒸发快慢是否与液体的质量有关，具体做法是：

①实验前，在量筒中分别倒入不同体积的水，记录水的体积；

②经过一段时间后，再次记录水的体积，计算出量筒中水减少的体积；

③如果量筒中水减少的体积相同，则说明液体蒸发快慢与质量　　

【交流与评估】

你准备选择方案　　来进行探究（选填“一”或“二” $)$，其优点是　　，不足之处是　　。

亲爱的同学，请你应用所学物理知识回答下列问题；

（1）如图1所示，是用来测量　　的大小的工具，使用前应　　，明确该仪器的　　和分度值；

（2）如图2所示，是手机中显示天气预报的截图，观察此图可知，当天的最大温差是　　。 $19:54$时的气温是　　；

（3）如图3所示的刻度尺，其分度值为　　 $\mathit{mm}$，小红用该刻度尺对实际长度为 $70.0\mathit{cm}$的课桌进行测量，所测得的数据约为 $66.7\mathit{cm}$，经过分析，导致该测量结果错误的原因可能是　　，纠正错误后，为了减小实验误差，还要进行　　。

阅读短文，然后回答文后问题

手工制茶，指尖上的传承

中国是茶的故乡，中国的茶文化源远流长。在长沙以北有一条贯穿了9个乡镇的“百里茶廊”，2017年清明节，小天在几位“世界非物质文化遗产”传人的带领下，到“百里茶廊”的某茶厂体验手工制茶，小天把手工制茶的部分工序记录如下：

萎凋：将采摘回来的茶叶摊晾于无直射阳光的通风干燥处，鲜叶水分降到 $65\%$左右。

杀青：将萎凋以后的茶叶放入电炒锅内，把电炒锅调至高温挡，用手快速翻炒，去除青叶味，蒸发一部分水分。

摇青：把茶叶置于摇青器具中，通过摇动，茶叶与茶叶摩擦，造成叶细胞损伤，促进茶叶氧化，诱发香气，形成茶所特有的清香。

揉捻：手工揉捻，让茶叶细胞壁破碎，并揉成卷曲的样子，使其成线成条，从而使茶汁在冲泡时易溶于茶汤，提高浸出率。

烘焙：使揉捻成条的茶叶放入电炒锅内用手翻炒，蒸发叶内多余水分，定型、产香。

复焙：打开电炒锅的低温挡用手慢速翻炒，再次蒸发茶叶内多余的水分。

（1）平整的茶叶被揉捻卷曲成线说明了力可以改变物体的　　；

（2）在制茶的过程中可以闻到茶叶的清香，说明分子在做　　运动；

（3）从文中找出加快茶叶水分蒸发的工序，并指出其加快蒸发的方法。

工序：　　；加快蒸发的方法：　　。

在“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验中：

（1）图甲中，实验器材的合理安装顺序是　　。（选填“从上至下”或“从下至上” $)$

（2）某时刻温度计的示数如图乙所示，为　　 ${}^{°}\text{C}$。

（3）由图丙可知，冰在熔化过程中吸收热量，温度　　。

小明在高海拔地区旅行，发现鸡蛋煮不熟，查阅资料发现煮鸡蛋需要达到一定温度，水温达到沸点后温度不再提升，不同气压下沸点不同，以下是气压和沸点之间的关系。

实验序号	大气压     $\left(\mathit{kPa}\right)$	沸点     ${(}^{°}\text{C})$
1	0.51	81
2	1.01	100
3	2.03	120

第1问：气压和沸点的关系； 　　

第2问：说明鸡蛋煮不熟的原因； 　　

第3问：在高原上想要快速煮熟鸡蛋需要： 　　

A．	$A.$ 耐烧的锅
B．	$B.$ 比热容大的锅
C．	$C.$ 内部气压高的锅

如图甲所示是“探究水沸腾时温度变化特点”的实验装置。图丙中的 $a$是根据实验数据绘制的温度与时间关系的图象。

（1）图乙中温度计的示数是　　 ${}^{°}\text{C}$。

（2）由图象 $a$可知，当地大气压　　标准大气压（选填“高于”、“等于”或“低于” $)$。

（3）由图象 $a$可知，水沸腾过程中，持续吸热，温度　　。

（4）如果只提高水的初温，重新实验绘制的图象应为丙图中的　　（选填“ $b$”或“ $c$” $)$。