初中物理物态变化解答题

如图甲所示是“探究冰熔化时温度随加热时间变化”的图象。 $(c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$，相同时间吸收的热量相同）

分析图象可知：

（1）冰的熔点是　　 ${}^{°}\text{C}$，冰在熔化过程中的特点是：吸收热量，温度　　。

（2）该物质在第 $6\mathit{min}$时的内能　　（大于 $/$等于 $/$小于）第 $8\mathit{min}$的内能。

（3）熔化后水和烧杯的总质量如图乙所示，其中空烧杯的质量是 $22.4g$，则水的质量是　　 $g$，冰熔化过程中吸收的热量为　　 $J$。

铁板文蛤是南通的特色佳肴，由文蛤、佐料放在经加热发烫的铁板上制作而成，在体积相同的条件下，餐馆会尽量选择热容量大的炊具。热容量的定义是：物体的温度升高（或降低） $1^{°}\text{C}$吸收（或放出）的热量。查阅资料知道：物体的热容量与物体的质量和物质的比热容有关，由此同学们对相同体积物体的热容量作如下猜想：

猜想1：物体的质量越大则物体的热容量越大；

猜想2：物质的比热容越大则物体的热容量越大。

同学们先用图甲所示装置，将体积相同的四个不同金属块浸没在烧杯内的水中，将水加热至沸腾，用温度计测出水的温度，示数如图乙；将四个金属块同时从水中取出，快速放入四个相同的保温杯中，杯中盛有质量和初温（约 ${20}^{°}\text{C})$均相同的水，过一段时间后分别测出保温杯内水的末温，收集记录的数据如下表。

金属块	质量 $m/g$	比热容 $c/J{\left(\mathit{kg}{\cdot }^{°}\text{C}\right)}^{-1}$	末温 ${(}^{°}\text{C})$
铅	565	$0.13\times {10}^3$	34.3
铜	445	$0.39\times {10}^3$	47.2
铁	395	$0.46\times {10}^3$	48.1
铝	135	$0.88\times {10}^3$	40.9

（1）安装装置时应先固定线夹　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$；图乙温度计示数为　　 ${}^{°}\text{C}$。

（2）由表中数据可知：若金属块放出的热量完全被水吸收，则吸收热量最多的是放入了金属　　的杯中的水；热容量最大的是　　金属块。

（3）分析数据可判断：猜想1、猜想2都是　　的。请选择猜想1或猜想2，说出你对该猜想作出上述判断的理由：　　。

（4）请用热容量这个物理量，给比热容下定义：　　。

用图甲所示的实验装置做“观察水的沸腾”实验。

（1）按规范要求，调节铁圈2的高度时，　　（选填“需要”或“不需要” $)$点燃酒精灯。

（2）当水温升到 ${92}^{°}\text{C}$时，每隔 $0.5\mathit{min}$记录一次温度计的示数，部分数据记录如下表。分析数据可知：水的沸点是　　 ${}^{°}\text{C}$。

时间 $/\mathit{min}$	0	0.5	1	1.5	2	2.5	3	3.5	4	4.5	$\dots$
水的温度 ${/}^{°}\text{C}$	92	93	94	95	96	97	98	98	98	98	$\dots$

（3）在其他条件不变的情况下，仅将水的质量减少，重复（2）的实验步骤，在图乙中大致画出“温度 $-$时间”的关系图像。

小明利用如图所示的实验装置观察水的沸腾现象。

（1）组装器材时，应先固定图甲的　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$。

（2）水沸腾时温度计示数如图乙所示，则此时水沸点是　　 ${}^{°}\text{C}$，水沸腾过程中继续吸热，水的温度　　。

（3）水沸腾时，水中气泡的情形为丙中　　（选填“ $A$”或或“ $B$” $)$。

（4）实验中是通过　　的方式增加水的内能，若要缩短将水加热至沸腾的时间。请写出一种可行的办法　　。

小明用如图所示的实验装置，做“探究冰熔化特点”实验。

（1）将装有适量碎冰的试管置于烧杯内的温水中，在碎冰中插入温度计，图中温度计示数为　　 ${}^{°}\text{C}$。

（2）小明设计了一个记录实验过程的表格，表格中（a）、（b）两处应填的内容是：（a）　　；（b）　　。

（a）					$\dots$
温度 ${/}^{°}\text{C}$					$\dots$
（b）					$\dots$

（3）小明根据实验数据，画出了冰的熔化图象，从吸放热和温度变化的角度分析，冰的熔化过程和水的沸腾过程具有的共同特点是：　　。

俗语说“响水不开，开水不响”。开水真的不响吗？小明对此进行了研究，他用圆底玻璃茶壶进行烧水试验，用温度计、数字声级计（测量声音强弱的仪器）分别测量壶内水的温度和壶旁声音的强弱，观察与测量结果记录表中：

水温 $t{/}^{°}\text{C}$	20	40	60	70	80	85	90	95
声强 级 $/\mathit{dB}$	37.5	38.0	40.5	43.4	46.8	52.9	54.4	55.2	52.8
现象	壶底有极少微小气 泡	壶底有少量微小气 泡	有少量微小泡产生	少量气泡上升	上升起泡增多	大量气泡上升	水面有气泡	更多小气泡形成，水变浑浊	沸腾，水在壶内上下翻腾

如图所示，水沸腾时温度计的示数为　　 ${}^{°}\text{C}$．分析表格中的信息，可知温度为　　 ${}^{°}\text{C}$时，响度最大，在此温度之前，响度变大的原因可能是　　；对“开水不响”这句话新的理解是　　。

某综合实践活动小组在制作一个医用冷藏盒时，不知道给药品降温用冰好，还是盐水结成的冰好？他们动手测量了盐水的凝固点。

（1）在选择器材时，小明提出不要使用量程为 $-2^{°}\text{C}~{102}^{°}\text{C}$的温度计，要使用量程为 $-{20}^{°}\text{C}~{102}^{°}\text{C}$的温度计，这样考虑主要是基于什么假设？　　；

（2）小明和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图象如图所示，则小明所测盐水的凝固点是　　 ${}^{°}\text{C}$。

（3）他们同时发现所测得盐水凝固点并不相同，于是对比了双方实验过程，发现烧杯中装水都是 $200\mathit{ml}$，小明加了1汤匙的盐，而小红加了3汤匙的盐，由此作出猜想：盐水的凝固点与盐水的浓度有关。接着多次实验得出不同浓度盐水的凝固点，数据记录如下表：

盐水浓度 $(\%)$	0	3	6	9	12	15	18	21	24	27	30	36
凝固点 ${(}^{°}\text{C})$	0	$-2$	$-4$	$-6$	$-8$	$-11$	$-15$	$-18$	$-17$	$-1.8$	$-0.4$	0

分析表格中数据可知，当盐水浓度增大时，其凝固点　　。

（4）小明由表格数据得到盐水浓度为 $21\%$时凝固点最低，其值为 $-{18}^{°}\text{C}$，你认为他的判断准确吗？　　（准确 $/$不准确），你判断的理由是　　。

（5）你认为给冷藏盒中药品降温最好选用　　。（冰 $/$适当浓度盐水结成的冰）。

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：　　。

如图甲所示，在观察水的沸腾实验中。

（1）在组装实验装置时，图乙中温度计放置正确的是　　。

（2）沸腾时，水中产生大量气泡，气泡的体积在上升过程中逐渐变　　。

（3）如图丙是水沸腾时温度计的示数，则水的沸点为　　 ${}^{°}\text{C}$。

（4）实验时，从开始加热到水沸腾所用时间过长、为减少加热时间，下列做法不可行的是　　。

$A$．加大酒精灯火焰   $B$．用初温较高的水

$C$．增加烧杯中水量   $D$．给烧杯加温。

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）安装好实验器材后，为缩短实验时间，小明在烧杯中倒入热水，温度计示数如图乙所示，此时温度计的示数为　　 ${}^{°}\text{C}$；

（3）在水温升高到 ${90}^{°}\text{C}$后，小明每隔 $1\mathit{min}$观察1次温度计的示数，记录在表中，直至水沸腾，如此持续 $3\mathit{min}$后停止读数；

时间 $/\mathit{min}$	0	1	2	3	4	5	6	7	8
温度 ${/}^{°}\text{C}$	90	92	94	96	98	99	99		99

①在第 $7\mathit{min}$小明忘记记录数据，此时的水温应为　　 ${}^{°}\text{C}$；

②小明观察到：沸腾时水中气泡的情形为图丙中　　图（选填“ $C$”或“ $D$” $)$；

③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象。

小明用图中所示的装置做“观察水的沸腾”实验。

（1）如图乙所示，温度计的正确读数是　　 ${}^{°}\text{C}$。

（2）当水沸腾时，水中有一个气泡从 $A$位置（体积为 $V_A)$上升至 $B$位值（体积为 $V_B)$，则 $V_A$　　 $V_B$（选填“ $>$”、“等于”或“ $<$”，下同），气泡在 $A$、 $B$两位置受到水的压强分别为 $P_A$和 $P_B$，则 $p_A$　　 $p_B$。

时间 $/\mathit{min}$	0	1	2	3	4	5	6	7	8
温度 ${/}^{°}\text{C}$	90	92	94	96	98	98	98	98	98

（3）以上表格中的内容是小明记录的实验数据，则水的沸点是　　 ${}^{°}\text{C}$。

（4）实验完成后，烧杯内水的质量与实验前相比　　（选填“变大”、“不变”或“变小” $)$。

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）

图甲是一款深受人们喜爱的便携式充电喷雾小风扇（部分参数如表），具有只扇风不喷雾和既扇风又喷雾两档工作状态。

喷雾小风扇部分参数
输出电压	$4V$
喷雾功率	$4W$
出风功率	$4W$
电池容量	$6000\mathit{mAh}$

（1）小风扇喷出的水雾在空气中发生了　　（填物态变化的名称），从周围吸热，起到降温作用。

（2）图乙是小风扇喷雾时水位自动报警器的工作原理图，当水箱内的水位较低时，红灯亮报警，请结合图说明其工作原理。　　。

（3）小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是多少？

（4）商家宣称此款小风扇充满电后，在喷雾状态下可持续工作5小时，通过计算判断他们的宣传与实际是否相符。

全球在建规模最大的水电枢纽工程 $--$我国白鹤滩水电站进入全面建设阶段。按设计，水电站总库容206.27亿立方米，混凝土双曲拱坝最大坝高289米，顶宽13米，最大底宽72米。电站左岸、右岸地下厂房共有16台水轮发电机组。建成后具有以发电为主，兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。

（1）水电站库区建成后，该地区空气湿度会增大，这与水的　　（填物态变化名称）有关。

（2）从压强角度分析说明水电站混凝土双曲拱坝筑成“上窄下宽”的好处。

（3）水电站枢纽最大总泄洪量约为42000立方米 $/$秒，泄洪6分钟即可装满一个西湖。若以最大总泄洪量泄洪，6分钟内所泄出水的质量是多少？

全球在建规模最大的水电枢纽工程 $--$我国白鹤滩水电站进入全面建设阶段。按设计，水电站总库容206.27亿立方米，混凝土双曲拱坝最大坝高289米，顶宽13米，最大底宽72米。电站左岸、右岸地下厂房共有16台水轮发电机组。建成后具有以发电为主，兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。

（1）水电站库区建成后，该地区空气湿度会增大，这与水的　　（填物态变化名称）有关。

（2）从压强角度分析说明水电站混凝土双曲拱坝筑成“上窄下宽”的好处。

（3）水电站枢纽最大总泄洪量约为42000立方米 $/$秒，泄洪6分钟即可装满一个西湖。若以最大总泄洪量泄洪，6分钟内所泄出水的质量是多少？