初中物理物态变化实验题

【探究名称】冰块熔化的快慢与哪些因素有关？

【猜想与假设】

猜想一：可能与隔热的材料有关；

猜想二：可能与隔热材料包裹的厚度有关。

为了探究猜想一，现备有器材：三只相同的塑料杯、报纸、羊毛布料、相同的冰块若干和 　　。

【设计与进行实验】

（1）在三只相同的塑料杯中装入相同的冰块，分别标上 $A$ 、 $B$ 、 $C$ ；

（2）如图甲所示，用 　　的隔热材料将 $A$ 杯和 $B$ 杯包裹 　　的厚度（均选填"相同"或"不同" $)$ ， $C$ 杯不包裹，并开始计时；

（3）如图乙所示，当 $C$ 杯中冰块完全熔化后，再每隔 $5\mathit{min}$ 小心地揭开一点隔热材料，观察 $A$ 杯、 $B$ 杯中冰块是否已经完全熔化，记录 $A$ 杯、 $B$ 杯中冰块完全熔化的时间 $t_1$ 、 $t_2$ 。

【分析与论证】若 $t_1\ne t_2$ ，则冰块熔化的快慢与隔热的材料 　　。

【评估与交流】

（1）本实验是通过比较冰块完全熔化的 　　来反映冰块熔化的快慢。

（2）炎热的夏天，冰棒更容易熔化。据此你认为冰块熔化的快慢还可能与 　　有关。

【拓展】要比较冰块熔化的快慢，还可以在相同的时间里比较冰块熔化的多少。我们所学过的物理量中，类似于这种表示"快慢"的物理量有 　　（写出一个）。

如图1所示，是某学校科技节上展示的两件作品，小明为此作了以下解说：

（1）甲是简易的温度计，它的工作原理是利用　　的性质而制成的。它的测温效果与小玻璃瓶的容积和玻璃管的　　有关；所用的测温物质是煤油而不是水，这是因为煤油的　　较小，吸收（或放出）相同的热量时，玻璃管内液柱变化更为明显。

（2）乙是简易的气压计，当外界气压减小时，玻璃管内液柱的液面会　　。

【提出问题】小华发现甲、乙的构造非常相似，提出乙是否也能做温度计使用？

【设计实验和进行实验】把两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中，观察到乙装置中玻璃管内液柱上升更明显，这是由于瓶内的　　受热膨胀更显著，故乙也能做温度计使用。

【拓展】查阅相关资料，了解到人们很早就发明了如图2所示的气体温度计，当外界环境气温升高时，该温度计中的管内液面会　　。但由于受外界　　、季节等环境因素变化的影响，所以，这种温度计测量误差较大。

随着时代的发展和社会的进步，小轿车已经逐步进入普通百姓的家庭。去年寒假，小明家新买了一辆国产小轿车，当天天气晴朗，爸爸带他一起去试车，小明拿着汽车使用说明书想要了解汽车的功能。

（1）说明书上提到该汽车上的导航系统采用的是令国人骄傲的北斗导航系统，该系统通过　       　（选填“超声波”或“电磁波”）实现卫星和汽车之间的信号传输。

（2）汽车启动后，爸爸不小心碰到了方向盘旁边的一个手柄，导致玻璃水喷到前挡风玻璃的外侧，雨刮器自动工作，刮去了玻璃水。小明想，这么冷的天，玻璃水为什么不会凝固呢？应该是这款玻璃水的凝固点比普通水的凝固点　        　（选填“高”或“低”）的缘故。

（3）爸爸刚把车开出不久，车窗上出现了“哈气”，雨刮器　       　（选填“能”或“不能”）将“哈气”快速刮去。

（4）车内空调既能调节温度，又能调节风速，还能调节出风口的吹风方向。小明结合所学知识判断，如果要快速提高车内整体温度，除了调节好温度和风速之外，出风口最好是向　        　（选填“上”或“下”）吹暖风。

（5）说明书上提到了“驾驶员疲劳提示”的功能，小明经仔细阅读说明书得知，在高速公路上行驶时，汽车会智能地分析出司机的疲劳程度。如果发现司机打瞌睡，车内会立即响起警报声警示司机。如果司机连续驾驶达到 $2h$，仪表盘上会亮起一盏提示灯，提示司机休息。

①小明回家后，根据说明书对这个功能的介绍，设计了一个“驾驶员疲劳提示”的模拟电路，如图所示。当司机打瞌睡时，相当于只有开关 $S_1$闭合，铁片被电磁铁 $A$吸引向左偏，电铃响起（相当于警报声响起）：当司机连续驾驶达到 $2h$时，相当于只有开关 $S_2$闭合，铁片被电磁铁 $B$吸引向右偏，灯泡亮起（相当于提示灯亮起）。图中虚线框内电源的一端已经与铁片相连，还有一根导线没有画出，请你用笔画线代替导线，完成模拟电路的设计。

②小明按照设计，正确连接电路，上述功能均已在测试中实现。但由于两个电磁铁完全相同，在开关 $S_1$和 $S_2$同时闭合时，两个电磁铁吸引铁片的力也相同，导致铁片处于原中间位置静止不动，虚线框内电路无法接通，电铃和灯泡都不工作。这相当于司机连续驾驶 $2h$的同时又恰好打瞌睡，但警报系统不工作，无法起到警示作用。结合学过的“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的知识，小明只在原电路中又连入了一个阻值合适的定值电阻，就解决了这个问题。请你在后面横线处写出这个定值电阻是与哪个电磁铁如何连接的：　                                         　。

八年级物理兴趣小组的某同学提出问题：水加热到沸腾所需的时间与水的体积有什么关系？小组同学决定通过实验收集相关数据得到结论。

（1）要完成实验，除了选择水、烧杯、量筒、火柴、石棉网和铁架台外，还必需的两种器材是 　 　和 　　。

（2）请设计一个记录实验数据的表格。

（3）小组同学将实验测得的数据描绘成了如图所示的 $t-V$ 图象，分析图象可得到的实验结论是： 　　。

（4）请根据你所学的知识和生活经验推断：水加热到沸腾所需的时间除了与水的体积有关外，还可能与 　　和 　　等因素有关。

用图甲所示装置“比较不同液体吸热升温特点”．在两个相同烧杯中分别加入初温、体积相同的水和食盐水，用相同酒精灯加热直到沸腾．

（1）分别测量出水和食盐水的沸点，发现食盐水的沸点比水高．其中水沸腾时温度计的局部放大图如乙图所示，水的沸点为      ℃．
（2）实验中加热食盐水到沸腾需要的时间长，说明食盐水吸收的热量比水      （选填“多”或“少”）．
（3）能否仅由“加热食盐水到沸腾需要的时间长”得出食盐水比热容大的结论？
答：      ；其原因是：      ．

用如图所示装置探究冰和烛蜡熔化时温度的变化规律。请回答下列问题：

（1）在图（b）中不是对试管直接加热，而是将装有烛蜡的试管放入水中加热，这样加热是为了使固体粉末受热________(选填“均匀”或“不均匀”)。
（2）图（c）是小明在某个时刻所观察到的温度计的示数，此时所测的温度是         ℃。
（3）实验中用秒表测量时间，图（d）是某一时刻秒表表示的时间，则秒表的读数是        s。
（4）小华根据所测数据画了一个温度随加热时间变化的图像（假设在加热过程中物质的质量不变，单位时间内吸收的热量相同）。由图像可知这种物质是________（选填“冰”或“烛蜡”）。
（5）在CD段时，此物质处于________（选填“固”、“液”或“固液共存”）态。
（6）实验时收集多组数据是为了          （填序号）．
①得到可靠的结论       ②减小实验误差

在探究“水的沸腾”的实验中，当水温升到90℃时，每隔1min记录一次温度计的示数，直到水沸腾5min后停止读数，部分数据记录如下表：
（1）某次数据没有记录，当时温度计示数如图所示，请将漏填的数据填在表格内；

时间/min	0	1	2	3	4	5	6	7	8
水的温度/℃	90	92	94		98	98	98	98	98

 
（2）根据表中实验数据，可知水的沸点是______℃；由水的沸点，可判断出当时的大气压______（高于/等于/低于）1个标准大气压；
（3）加热时，应用酒精灯的______加热；
（4）在第4min到第9min的这段时间内这位同学观察到的现象是______；
（5）请你归纳出水沸腾的特点：______；
（6）如图所示，图______是沸腾前的现象，图______是沸腾时的现象；

（7）在探究结束后，四位同学分别交流展示了自己所绘制的水的温度和时间关系的曲线，如图所示．其中能正确反映研究水沸腾过程中温度随时间变化关系的是（   ）

如图甲所示，小董同学用此装置探究冰熔化过程中温度的变化情况．

（1）装有碎冰的烧杯直接放置在空气中，不用酒精灯加热的原因是  (   )

A．冰在熔化过程中要放出热

B．冰的熔点比实验时的气温低许多，冰从周围空气吸热

C．一部分冰升华放热使其余的冰熔化

D．冰可以在任意温度下熔化

（2）直接放置在空气中不但能使烧杯均匀受热，而且冰的温度升高较______（快/慢），便于记录各个时刻的温度．为了使烧杯内各部分受热均匀，还需要进行的操作是______．实验中，应始终注意观察烧杯中冰的状态变化，并每隔1min记录一次温度计的示数．
（3）他将观察到的温度计示数变化情况记录在下表中．请根据表中数据，在图乙的坐标纸上画出冰熔化过程中的温度—时间图像（不要漏做哦！！！）

时间/min	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
温度/℃	-4	-3	-2	-1	0	0	0	1	3	5

 
（4）某时刻温度计的读数如图丙所示，此时的温度是______℃；在一个标准大气压下，该时刻烧杯中的物质状态为______（固态/液态/固液共存）．
（5）为减小误差，实验过程中宜选用较大的冰块还是等量的碎冰块？______．

小王同学设计了图甲所示的简单水温表电路．图中电源两端的电压为6V保持不变，R₀是阻值为5Ω的定值电阻，R为铭牌上标有“10Ω 1A”的滑动变阻器，R_t是热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示．电流表采用“0～0.3A”的量程．

（1）小王在连接好电路且闭合开关后，向R_t上擦一些常温的酒精，并用扇子对着R_t扇风，他观察到的现象应该是电流表示数 （选填“变小”或“变大”）；
（2）如果滑动变阻器接入电路中的电阻为零，那么该电路最大能测量的温度是 ℃；
（3）为了能测量0～100℃的水温，且当水温达到100℃时，要求电流表的示数达到最大值，则滑动变阻器接入电路中的电阻应调为 Ω，0℃应该与电流表刻度盘的 A位置对应，如果电流表刻度盘改画为指示温度的刻度，且每10℃画一条刻度线，这个刻度盘的刻度 （选填“是”或“不是”）均匀的．

一般物质都是“热胀冷缩”的，物体受热时在长度方向上的膨胀叫线膨胀。下表是小岳阳探究影响物体线膨胀因素的实验记录(铜线、铝线的横截面积相同)。

实验序号	材料	原长/m	温度升高/℃	伸长量/mm
1	铜	1	10	0.19
2	铜	2	10	0.38
3	铜	1	30	0.57
4	铝	1	30	0.69
5	铝	2	10	0.46

请根据实验记录完成下列各题：
(1)该实验应准备的测量仪器是游标卡尺和          、         。（选填：“天平”、“量筒”、“弹簧测力计”、“刻度尺”、“温度计”）
(2)比较实验序号2与5或3 与    ，可得结论：当原长和升高的温度相同时，固体的线膨胀与材料有关。
(3)比较实验序号1与2可得到的初步结论是：                                   。

小红同学在做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验中：
（1）如图所示，她的操作存在错误，请指出其中两处错误：                       ；              。
（2）小红纠正所有错误后，在水温到达89℃时开始每隔2分钟做一次温度记录，并描绘出如图所示的图像。根据图像可知水沸腾时的温度为      ℃，水在沸腾过程中温度的特点是                        。
（3）小红觉得从开始加热到沸腾的时间偏长，请你给她提出一条改进的措施：    
                  。

请你对下面物理实验情景进行分析并得出结论

（1）把正在发声的手机放在玻璃罩内（如图甲所示），逐渐抽出其中的空气听到的声音越来越小，最后几乎听不到铃声，这说明______．
（2）图乙是探究“             ”的实验装置图，把平面镜放在水平桌面上，再把一张可以沿ON向前或向后折的纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的ON垂直于镜面。能折叠的纸板的作用是：             。
（3）图丙所示的装置做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验：组装实验装置时，放置石棉网的铁圈位置和悬挂温度计的铁夹位置非常重要，应当先调整固定        的位置（选填“铁圈”或“铁夹”）；实验时，小雯向烧杯中倒入热水而不用冷水，这种做法的优点是           ．

在观察“水的沸腾”实验中，当水温升到90℃时，每隔1min读一次温度计的示数，直到水沸腾5min后停止读数，数据记录如下表：


（1）小明读温度的方法如图1所示，他在实验中的错误是：__________________ 。
（2）某次数据没有记录，当时温度计示数如图2所示，请将漏填的数据填在表格内。
（3）根据表格中的数据，在图3的小方格纸上画出水的温度随时间变化的图像。
（4）从图3的图像可以看出水的沸点是_____ ℃，此时气压_____（填“大于”、“小于”或“等于”）1个标准大气压．水在沸腾过程中温度_______（升高、不变或降低）。
（5）小华和小杰虽然选用的实验装置相同，但水开始沸腾的时刻不同，他们绘制的沸腾图像如图4所示，a、b两种图像不同的原因是水的___________不同。
（6）小丽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5(a)、(b)所示，则图_____是水沸腾时的情况。

在“观察水的沸腾”的实验中：

（1）除实验装置图中提供的仪器外，还需要_________仪器.
（2）该实验主要观察和比较水沸腾前和沸腾时水中_________、________及水中气泡发生的变化.
（3）若在水的沸腾过程中撤去酒精灯，沸腾现象_________停止(选填“会”或“不会”)，这说明了_________________________.
（4）水沸腾后，形成的气泡从杯底上升过程中，逐渐变_________(选“大”或“小”）.

在“观察水的沸腾”实验中
(1)如图是某同学选用温度计测小烧杯中水的初温的操作图，其中A是操作过程，B是读数过程。

①A图中操作的错误是                                         
②B图读数中的错误是                                         
③除了图中实验器材外，还需要的测量工具是                  

(2)该同学在做实验时，水的初温如图所示,其读数为_________，给水加热到水开始沸腾所用的时间过长，为了缩短水沸腾时间,你觉得应采取的方法是：___________________或__________________________。

（3）图中(a)、（b）是某同学做观察水沸腾实验时看到气泡上升情况示意图，其中图_________一定是水在沸腾前的情况，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，然后移开酒精灯，停止加热，沸腾停止，记录数据如下表

时间t/min	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
温度T/℃	90	92	94	96	98	98	98	95	98	98

该同学根据观察现象，分析数据，归纳有如下发现：
①水沸腾的时候，是在液体___________同时进行的剧烈的汽化现象。
②从记录的数据看出，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     （填“吸”或“放”）热。