初中物理物态变化实验题

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。

科学探究是初中物理课程内容的重要组成部分，探究的形式可以是多种多样的。

探究水沸腾时温度变化的特点：

（1）如图1所示，是瑞瑞同学在实验中，用数码相机拍摄的水沸腾前和沸腾时的两张照片，其中　　是水沸腾时的情况。

（2）如图2所示，是水沸腾时温度计的示数，则此时水的沸点是　　 ${}^{°}\text{C}$。

（3）水沸腾后继续加热，每隔一段时间记录水的　　，根据记录的数据，可得出水沸腾时温度变化的特点：不断吸热，温度　　。

亲爱的同学，你会正确使用下列仪器吗？

（1）如图1所示，圆筒测力计使用前要校零，看清量程和　　。使用中，测得桶重为 $G$，则该桶水重为　　 $G$；

（2）如图2所示，是小梅同学做完实验后的场景。请你帮助她完成实验器材的整理：

第一步，用镊子将砝码从托盘上取下，　　，并将小石块从托盘上取下，放在桌面上；

第二步，　　。

第三步，　　。

第四步，将天平放回包装盒。

（3）如图3所示，是一种家庭常用的温度计，又称寒暑表，它是根据　　的规律制成的，其测量范围是　　。

在探究水的沸腾实验中，如图甲所示，温度计的读数方法正确的是　　；如图乙是水的温度与时间关系的图象，由图象可知水的沸点是　　 ${}^{°}\text{C}$，水在沸腾的过程中不断吸热，温度保持　　。

小明同学设计的一个温度计，如图甲所示，瓶中装的是气体，瓶塞不漏气，弯管水平部分有一小段液柱。

（1）这个温度计是根据　          　（选填“液体热胀冷缩”或“气体热胀冷缩”）的规律制成的；

（2）将此装置放在室内，当周围的温度降低时，液柱将向　         　（选填“左”或“右”）移动；

（3）图乙是某患者测量体温时，体温计的示数图，此时患者的体温为　        　 ${}^{°}\text{C}$。

小芳同学利用如图甲所示的装置来探究“水的沸腾”的实验。

（1）小芳同学观察了水在加热过程中，温度随时间的变化情况，并记录了有关数据，如下表：

时间 $/\mathit{min}$	0	1	2	3	4	5	6	7	8	$\dots$
温度 ${/}^{°}\text{C}$	90	92	94	96	97	97.5	98	98	98	$\dots$

分析表中数据可知，沸腾前水温变化快慢的特点是　        　。

（2）图乙中，　     　（选填“ $a$”或“ $b$”）是水沸腾时的情景，气泡里的主要成分是　       　。（选填正确选项前的字母）

$A$．氧气 $B$．水蒸气 $C$．二氧化碳

（3）加热时，烧杯上方会出现“白气”，下列现象与“白气”形成过程不同的是　    　。（选填正确选项前的字母）

$A$．深秋的清晨河面上出现的“白气” $B$．雨过天晴后形成的大雾

$C$．湿衣服晾晒时形成的水蒸气 $D$．煮饭时形成的“雾气”

如图所示，温度计的示数为　     　 ${}^{°}\text{C}$（温度计的单位是摄氏度）。

小明和小华分别利用图甲所示的相同装置探究水沸腾时温度变化的特点，当水温到 ${90}^{°}\text{C}$后，每隔 $0.5\mathit{min}$记录一次温度并绘制出了如图乙所示的水温与时间关系的图象。

（1）小明实验中发现烧杯中水沸腾后温度计示数稳定不再上升。由此得出的结论是：水在沸腾过程中虽然继续吸热，但　         　。

（2）分析图乙可知，小华将水加热至沸腾的时间明显较长，最有可能的原因是　     　。

（3）小华使用酒精灯加热过程中消耗了 $10g$酒精，则 $10g$酒精完全燃烧时放出的热量是　    　 $J$．（酒精的热值是 $3.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

（4）小华改进实验不足并收集多组数据是为了　       　（选填“ $A$”或“ $B$”）。

$A$．减少实验误差 $B$．寻找普遍的规律。

徐老师和同学们在实验室做探究“水沸腾时温度变化特点”的实验时，观察到水沸腾时温度计示数如图所示，则所测水的沸点为　      　 ${}^{°}\text{C}$，出现这一结果的原因可能是该处大气压　      　标准大气压（选填“大于”、“小于”或“等于”）；开始实验时烧杯内最好装入热水，这样做的好处是　       　。

在鄂尔多斯车友会举办活动中，张明的自行车停放在烈日下，车胎自己爆裂的事故，他分析后猜想：一定质量的气体，在体积不变时，气体压强与温度有关。根据猜想，他做了如图所示的探究实验：将烧瓶的一端连接在压强计上，用压强计中的水银柱在烧瓶中密闭一定质量的空气。将烧瓶放入水中，给水槽中的水加热，水温上升。每隔一段时间同时用温度计和压强计测量水的温度值（即为瓶中密闭气体的温度值）及密闭空气此时的压强值。在每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中 $A$点的位置不变，各次测量实验数据记录如下：

气体的温度 ${(}^{°}\text{C})$	20	30	40	50	$\dots$
气体的压强 $\left(\mathit{Pa}\right)$	$1.0\times {10}^5$	$1.03\times {10}^5$	$1.05\times {10}^5$	$1.10\times {10}^5$

（1）实验过程中，瓶中密闭气体的温度是通过测量　        　的温度得到的。

（2）分析上表中实验数据可知，一定量的气体，在　        　保持不变时，　      　。

（3）在炎热的夏天，载重汽车在盘山公路下坡行驶时，要不断往车上喷水，主要是通过水的汽化吸热使轮胎内气体的　      　来减小轮胎内气体的压强，防止爆胎。

在探究“冰的熔化特点”的实验中，如图甲所示是某时刻温度计的示数，图乙所示是根据实验数据绘制的温度一时间关系图象，已知冰的质量为 $100g$。

（1）图甲所示温度计的示数是　        　 ${}^{°}\text{C}$。

（2）冰从开始熔化到完全熔化持续了　        　 $\mathit{min}$。

（3）物质在第 $5\mathit{min}$具有的内能比第 $7\mathit{min}$时的内能　           　。

（4）设相同时间内物质吸收的热量相同，则 $\mathit{BC}$阶段物质 共吸收了　      　 $J$的热量。 $[c_{冰}=2.1\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)]$

（5）在图乙所示中， $\mathit{AB}$段与 $\mathit{CD}$段的倾斜程度不同，这是因为　          　。

某同学利用如图甲所示装置探究海波的熔化特点，他每隔相同的时间记录一次温度计示数，并观察海波的状态。

（1）实验中用酒精灯给水加热，从而间接为海波加热，这样做能确保海波　         　。

（2）实验中某时刻温度计示数如乙图所示，此刻海波的温度为　          　 ${}^{°}\text{C}$。

（3）图丙是他根据记录的数据绘制的温度 $-$时间变化的关系图象，由图可知海波属于　      　（选填“晶体”或“非晶体”），这样判断的依据是　     　。

（4）在图丙中， $t_1$时刻海波处于　         　态。

（5）在图丙中，海波在 $A$点具有的内能　      　（选填“大于”“小于”或“等于”）在 $B$点具有的内能。

如图甲，是“探究某种固体物质熔化特点”的实验装置，图乙是根据实验数据描绘出的该物质在熔化过程中温度随时间变化的图象。

（1）实验中，用烧杯中的热水加热试管中固体物质，好处是　　；由图乙可知，该物质是　　（选填“晶体”或“非晶体” $)$。

（2）图乙中，该物质在 $t_1$时具有的内能　　（选填“大于”、“等于”或“小于” $)$在 $t_2$时的内能。

人们都说：“被 ${100}^{°}\text{C}$的水蒸气烫伤，要比被 ${100}^{°}\text{C}$的热水烫伤严重得多”。小柯认为这是因为 ${100}^{°}\text{C}$的水蒸气和 ${100}^{°}\text{C}$的热水温度虽然一样，但 ${100}^{°}\text{C}$的水蒸气变成 ${100}^{°}\text{C}$的热水时，还需放出热量。对此，小柯设计了以下实验证明自己的观点。

【实验过程】（实验中的热损失及热胀冷缩对实验的影响忽略不计）

①将一定置量温度为 $t_1$的冷水装入一个双层玻璃真空保温杯中，液面如图甲所示位置，标记为 $A$．②向杯中插入导管，将 ${100}^{°}\text{C}$的水蒸气通入保温杯的冷水中（水蒸气全部被圾收），发现杯中水面明显上升。

③一段时间后，停止通入水蒸气，移出导管后，杯中液面位置如图乙所示，标记为 $B$，再测出此时杯中水的温度为 $t_2$，比较发现 $t_2$高于 $t_l$．（1）杯中水面上升是通入的水蒸气发生　　（填物态变化名称）的结果。

（2） $t_2$高于 $t_l$的原因是　　。

（3）小江认为因未设置对照，小柯的实验还不足以证明他的观点，请你帮助小柯设计后续实验方案（要求简要叙述实验过程和证明小柯观点的应有实验结果） $:$　　。

小明和小华在综合实践活动中想制作一个医用冷藏盒，不知道给药品降温用冰好，还是用盐水结成的冰好？他们动手测量了盐水的凝固点。

（1）在选择温度计时，有量程分别为“ $-2^{°}\text{C}~{102}^{°}\text{C}$”和“ $-{20}^{°}\text{C}~{102}^{°}\text{C}$”的温度计，应选择量程为　　的温度计，这样选择的原因是　　。

（2）在测量过程中，他们同时发现所测得盐水的凝固点并不相同，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，而小华加了3汤匙的盐，由此作出猜想：盐水的凝固点可能与盐水的浓度有关，接着他们进行了多次实验得出了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　　。

（3）你认为给冷藏盒中的药品降温最好选用　　。（选填“冰”或“适当浓度的盐水结成的冰” $)$

（4）实验后，他们联想到冬天在冰雪覆盖的路面上撒盐便于除雪，原因是　　。