初中物理物态变化实验题

如图是小红做“观察碘升华”的实验装置。

她的操作是：在烧杯中放少量的碘，烧杯口放一只装有冷水的烧瓶，用酒精灯给烧杯加热。

标准大气压下部分物质的熔点（凝固点）、沸点 ${(}^{°}\text{C})$

物质	水	酒精	煤油	碘	铜	铁	金
熔点（凝固点）	0	$-117$	$-30$	113.6	1083	1535	1064
沸点	100	78.5	150	184.25	2360	2750	2500

（1）结合你的探究经历，描述小红观察到的实验现象。

（2）交流评估时，小明查阅了部分物质的熔点、沸点（见表），他发现碘的熔点是 ${113.6}^{°}\text{C}$，碘的沸点是 ${184.25}^{°}\text{C}$，酒精灯的火焰温度约 ${400}^{°}\text{C}$，他认为小红所做的实验中，碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程，小红的实验并不能得出碘升华的结论，请你针对小明的质疑，选用上述器材或补充必要的辅助器材设计一个实验，证明碘直接从固态变为气态，写出实验方案并扼要说明。

综合问答 $--$运动场上的物理：

小雨在运动场上经历的几个场景如下，请你从中挑选一个，用所学的物理知识进行解释：

①同学们在不同位置都能看清主席台上的标语；

②为了防止打滑，小雨穿了一双鞋底花纹更明显的运动鞋；

③小雨买了一盒冰镇饮料，用吸管的尖端刺破封口，喝完饮料后他感到很凉快。

解释场景　　 $:$

　　，所以会有这个现象。

在探究“水沸腾时温度随时间变化的特点”的实验中：

$\left(1\right)$安装实验器材时，应按照　　（选填“自上而下”或“自下而上“ $)$的顺序进行。

（2）当水温接近 ${90}^{°}\text{C}$时，每隔 $1\mathit{min}$记录一次温度，并绘制了水温随时间变化的图象（如图所示），由图象可知：水沸腾时的特点是　　，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”、“等于”或“小于” $)$。

小华同学用温度计测出一部分冰的温度如图甲所示，然后利用图乙所示装置对 $100g$冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。图丙是他根据记录的数据绘制的温度 $--$时间图象，根据图甲和图丙图象可知：

（1）图甲中温度计的示数为　　 ${}^{°}\text{C}$；

（2）在 $\mathit{BC}$阶段中 $C$点处物质的内能　　 $B$点处物质的内能（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$，理由是　　；

（3）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 $[c_{冰}=2.1\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)]$；

（4）由丙图可以看出 $\mathit{AB}$、 $\mathit{CD}$段升高的温度相同，但 $\mathit{CD}$段加热的时间长，其原因是　　。

如图中描述的是迷糊教授用仪器做实验的情景，请指出实验操作中的错误。（每项只指出一处错误即可）

①　　；②　　；③　　；④　　。

如图所示是“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。

（1）小刚在组装实验装置的过程中意识到，悬挂温度计的铁杆位置很重要，铁杆位置过高或过低会直接影响实验中对　　的测量。

（2）小刚在实验过程中，判断水是否已经发生了沸腾的根据是：　　（填“ $A$”或“ $B$” $)$

$A$．观察到的现象   $B$．温度计的示数

（3）小刚完成实验后，注意到只有小强还没有完成实验，观察发现，小强没有使用烧杯盖，小刚经过分析认为，烧杯盖在本实验中的作用是　　，从而缩短了实验的时间。

（4）小刚还发现，在实验装置相同和组织正确的情况下，各组完成实验的时间也不一样，他又提出了进一步缩短实验时间的两个建议：一个是减少烧杯中水的质量，二是提高烧杯中水的初温，如果你要做这个实验，在采取小刚的建议时，要注意哪些问题？写出其中的一个并说出你的理由。　　。

如图甲，是“探究某种固体物质熔化时温度变化规律”的实验装置（该物质的沸点为 ${217.9}^{°}\text{C})$。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）该物质的熔点是　　 ${}^{°}\text{C}$。

（2）该物质在 $\mathit{AB}$段的比热容　　在 $\mathit{CD}$段的比热容。（选填“大于”“小于”或“等于” $)$

（3）实验小组的同学发现加热 $20\mathit{min}$后继续加热，被研究物质的温度却不再升高，这是因为　　。

材料一：两千多年前，亚里士多德认为空气含有“重量”，真空是不存在的。

材料二：至少从1614年开始，伽利略却认为空气是有重量的，他的同事兼学生托里拆利在1643年做了如图实验：把一端封闭的长玻璃管装满水银倒置在一个敞口的水银槽里，水银从玻璃管顶部下降了一段距离后，液面不再下降，高度总保持距槽中水银面30英寸 $(76$厘米）左右。1646年帕斯卡重复了这一实验。

材料三：在17世纪中叶，对该实验的两个关键问题的回答都有代表性的支持者和反对者（如表）

关键问题的回答	支持者	反对者
大气压力支撑水银柱	笛卡尔 帕斯卡	所有亚里士多德学派 罗贝瓦尔
水银柱上方存在真空	罗贝瓦尔 波义耳	所有亚里士多德学派、笛卡尔、 伽利略、霍布斯

（1）一些反对者认为，由于管内水银产生了蒸汽，使水银减少，水银液面下降，为了反驳这一观点，帕斯卡同时拿出酒和水，询问反对者：用酒和水做托里拆利实验，酒柱与水柱哪个液面下降得更多？反对者们认为酒的液面下降得更多，原因是　　。但是实验现象却是水柱液面下降得更多。

（2）另一些反对者认为，由于管内遗留了少量空气，才使水银液面下降。帕斯卡利用1米左右长、不同直径的玻璃管进行托里拆利实验，如果观察到的实验现象是　　，就可以反驳反对者们的观点。

（3）下列关于科学本质及科学发现过程的描述，正确的有　　

$A$．公元1646年前，所有人都赞同亚里士多德提出“真空不存在”的观点

$B$．科学实验中要努力得到和前人一样的实验结论

$C$．科学发现是一个不断完善、不断修正的过程

$D$．实验是科学研究的重要方法

小明在实验室探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验：

（1）实验装置如图甲所示，该装置中有一处明显错误是：　                         　。

（2）另外两组同学选用相同的实验装置完成该实验，他们分别绘制了温度随时间变化的图象如图乙所示，得到 $a$、 $b$两个不同图象的原因可能是　                        　。

（3）如表是实验过程中不同时刻的温度记录，小明由于粗心大意记错了一个实验数据，你认为错误的数据是第　      　 $\mathit{min}$时水的温度，你这样判断的依据是　       　。

时间 $/\mathit{min}$	$\dots$	8	9	10	11	12	13	14	$\dots$
温度 ${/}^{°}\text{C}$	$\dots$	96	97	98	98	95	98	98	$\dots$

（4）改正数据后，小明根据实验数据判断出实验室内水的沸点，那么在当时的实验室环境下， ${99}^{°}\text{C}$的水将处于　        　态。

（5）温度计刚放入热水时，表面变得模糊，看不清示数，是由于水蒸气在温度较低的温度计表面　        　成小水珠造成的。

小明用如图甲所示的实验装置探究“水沸腾时温度变化的特点”，烧杯和试管中均装有适量的水。

（1）调整好器材后，用酒精灯加热，这是通过　          　（填“做功”或“热传递”）的方式增加水的内能。

（2）某时刻温度计的示数如图甲所示，此时烧杯中水的温度是　          　 ${}^{°}\text{C}$。

（3）小明观察实验现象发现，烧杯中的水沸腾了，而试管中的水并未沸腾，原因是试管中的水　           　。

（4）小明将试管取出，分别给烧杯中的水和试管中的水加热，使它们在相同时间内吸收的热量相同。根据记录的实验数据，得到如图乙所示的图象，则　        　（填“ $a$”或“ $b$”）图象代表试管中的水沸腾时温度变化的特点。

（5）由图象可知，实验时周围环境的大气压　           　（填“低于”或“高于”）标准大气压。

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：　                                         　。

某实验小组用图甲所示的装置探究水沸腾时温度变化的特点。

（1）实验中，老师发现某小组的温度计玻璃泡碰到了烧杯的底部，则该组测得水的温度比实际温度偏　      　。

（2）图乙所示温度计的示数是　      　 ${}^{°}\text{C}$。

（3）水中气泡如图丙所示时，水　      　（填“没有沸腾”或“已经沸腾”）。

（4）在沸腾过程中水的温度　        　（填“升高”、“不变”或“降低”）。

（5）撤去酒精灯后，同学们发现水很快停止沸腾，说明水在沸腾过程中需要不断　    　。

在探究“固体熔化时温度变化规律”的实验中，取两个相同的试管 $A$、 $B$，在 $A$试管中放入蜂蜡，在 $B$试管中放入冰，已知蜂蜡是非晶体，冰是晶体，且蜂蜡的沸点高于水的沸点。如图甲所示将两个试管放入同一杯水中加热。请你完成下面探究实验：

（1）开始实验后，某一时刻 $B$试管中温度计的示数如图甲所示，温度为　    　 ${}^{°}\text{C}$。

（2）两种物质熔化前后温度随时间变化关系的图象如图乙所示，通过分析图象可知，晶体熔化的特点是：持续吸热，　         　。观察发现，冰熔化后的升温比熔化前的升温慢，这是因为　         　。

（3）第 $22\mathit{min}$时 $B$试管中的水　         　（填“能”或“不能”）沸腾。从第 $12\mathit{min}$到第 $16\mathit{min}$，蜂蜡的内能　         　（填“增加”或“不变”）。

如图甲所示是小胜同学探究“物质熔化和凝固规律”的实验装置。

（1）为了完成该实验，除图中器材外，他还要用到的测量工具是　       　。

（2）为了使该物质受热均匀，建议小胜同学选取　         　（填“较大”或“较小”）颗粒的该物质进行实验

（3）实验中某时刻温度计示数如图乙所示，该物质此时的温度为　            　 ${}^{°}\text{C}$。

（4）分析图丙可知该物质第 $45\mathit{min}$末的内能　       　（填“大于”或“小于”）第 $20\mathit{min}$末的内能。

如图甲所示，小雪用该实验装置在室温下探究晶体熔化时温度的变化规律。

（1）将浓盐水冻成的冰块打碎后放入小烧杯中，温度计插入碎冰中（图甲），其示数为　    　 ${}^{°}\text{C}$。

（2）观察现象，每隔 $1\mathit{min}$记录一次温度值。根据实验数据绘制成图象（图乙），由图象可知盐冰的熔点为　      　 ${}^{°}\text{C}$．在熔化过程中，盐冰水混合物的内能　　      （填“增加”、“减少”或“不变”）。

（3）实验过程中，发现烧杯外壁出现水珠，水珠是空气中的水蒸气　       　（填物态变化名称）形成的。

（4）将装有 $0^{°}\text{C}$的冰水混合物的试管放在正在熔化过程中的盐冰水混合物中，试管中冰的质量将　       　（填“增加”、“减少”或“不变”）。