物态变化实验探究

第1页，共11页物理一、综合题（本大题共2小题，共20.0分）1.小刚与小健在家用冰箱研究物态变化现象。（1）制作冻豆腐，将豆腐切成正方体后放入电冰箱的冷冻室，一天后取出来观察，豆腐的形状与图中第______幅图相似，这是因为水在______后体积变大；（2）他们在一杯水中加入半勺盐，搅拌使盐溶解后插入一支温度计，放到冰箱冷冻室。一小时后发现部分盐水已经结了冰，此时小刚读出杯内温度计的示数如图④，他的读数是______（正确/错误）的。这杯盐水的凝固点是______；另一杯水中加了更多的盐，凝固时温度计示数如图⑤，可以初步得出食盐水的凝固点与浓度的关系是______。（3）小健观察到冰箱的冷冻室内积着厚厚的霜，这些霜的形成是______过程。小健家把食物放进冰箱时喜欢盖起来或用保鲜膜包起来，因此小健家的冰箱应该更______（容易/不容易）产生霜。2.某同学欲乘火车从恩施到宜昌，他注意到候车大厅的运行时刻表如表：车次站次站名到达时间开车时间停留里程K501恩施始发站15：200分02建始15：4915：523分353巴东16：3216：353分1014宜昌东17：5318：1219分214根据列车运行时刻表解答下列问题（保留整数）：（1）K50次列车由建始到宜昌东需要多长时间？（2）K50次列车由建始驶往巴东的平均速度为多少km/h？（3）中途K50次列车以36km/h的速度，用了3min完全穿过长度为1600m的一个隧道，求这列火车的长度是多少？二、实验探究题（本大题共6小题，共36.0分）3.小红用如图甲所示的装置对冰加热直至水沸腾，根据实验记录数据绘制了冰熔化至水沸腾过程中温度随时间变化的图像如图乙所示（全过程质量不变）。请你回答：第2页，共11页（1）实验需要的测量仪器是温度计和________。（2）由图乙可知，冰熔化过程需时间____min；当水沸腾时温度计的示数如图丙所示，说明此时实验地点的大气压比1个标准大气压要___（选填“高”、或“低”）。（3）在图丁中，小红观察到水沸腾时的现象应该是图丁中的____图。4.阅读短文，回答问题．汽车防冻液汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高．为了确保安全，可用水循环进行冷却．实际上，水中往往还要加入不易挥发的防冻液（原液），加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固，长时间开车也不容易沸腾．有关资料表明，防冻液与水按不同的比例混合，混合液的凝固点、沸点不同，具体数值参见下表（表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比）．在给汽车水箱中加防冻液时，宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10～15℃．考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果，因此，混合液中防冻液的含量不宜过高．（1）在混合液中，如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%，则混合液凝固点的变化情况是．A．逐渐升高B．逐渐降低C．先升高后降低D．先降低后升高（2）若某地常年最低气温为-15℃，对该地区汽车来说，在下列不同防冻液含量的混合液中，宜选．第3页，共11页A．30%B．40%C．60%D．90%（3）由表格可以推知，防冻液的含量达到75%时，混合液的沸点大约是℃．（4）长时间使用后，汽车水箱中的混合液会减少．与原来相比，混合液的沸点（选填“升高”、“降低”或“不变”），其原因是.5.下图是“探究水沸腾时温度变化特点”的实验装置。某同学负责的实验小组测量了水在加热过程中温度随时间变化的情况，记录数据见下表：时间/min0123456789温度/℃90929496979898989898（1）当水沸腾时，观察到烧杯内产生不断上升的大量的气泡，其大小是_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）的；在本次实验中，观察到水的沸点是_______；（2）下图所示的四幅图中，能正确表示水在沸腾过程中温度变化的是_______。6.如图所示，让水蒸气从玻璃管中冒出来，喷到另一个盛有凉水的烧瓶上，将会发生什么现象？经过一段时间，烧瓶中凉水的温度有无变化？这个实验可用来探究什么问题？第4页，共11页7.小王用如图所示装置在做“观察水的沸腾”的实验。（1）指出他所用装置中的错误之处是：______。（2）纠正错误后，进行正确操作时记录的数据如下表：由表中数据可知，此时水的沸点是______℃，（3）水沸腾后小王加大酒精灯的火力，水温会______（填“升高”“不变”“下降”），若将酒精灯撤去，水不再沸腾，说明沸腾过程需要______。时间/min123456789…温度/℃909294969899999999…（4）如他将该装置搬到山顶上做，他将会有什么新的发现______。8.请按要求回答：(1)图甲：该装置能探究声音产生的原因，还能探究声音的响度和的关系；乒乓球在实验中的作用是：。(2)图乙：抽气机不断向罩外抽气的过程中，罩内被拨打的手机的铃声越来越小，直到听不见，这说明：。(3)图丙：将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌面适当的长度，拨动钢尺，就可听到钢尺振动发出的声音．保持拨动钢尺的力不变，逐渐增加钢尺伸出桌面的长度，钢尺振动发出声音的音调会逐渐变(填“高”或“低”)．(4)图丁：用一张硬卡片先后快拨和慢拨木梳的齿，听到硬卡片产生的声音发生变化．这个实验用来探究。第5页，共11页答案和解析1.【答案】③；凝固；错误；-2℃；盐水浓度越大，凝固点越低；凝华；不容易【解析】解：（1）当豆腐的温度降到0℃以下时，里面的水分凝固成冰，整块豆腐的体积变大；（2）温度计读数时，视线未与温度计液柱的上表面相平；温度计的分度值是1℃，液面在零刻度以下，所以温度计的示数是-2℃；⑤中温度计的示数要比④中示数低，由此可得盐水浓度越大，凝固点越低；（3）冰箱的冷冻室内的霜是由水蒸气直接变成固态，这种现象叫凝华；食物放进冰箱时用保鲜膜包起来，冰箱内的水分减少，冰箱内不容易产生霜。故答案为：（1）③；凝固；（2）错误；-2℃；盐水浓度越大，凝固点越低；（3）凝华；不容易。（1）水结成了冰，它的体积不是缩小而是胀大了，比常温时水的体积要大10%左右。（2）温度计的读数：首先确定零上还是零下，确定每一个大格和每一个小格各代表的示数，从小数字读向大数字。视线要与温度计液柱的上表面相平；分析比较④⑤温度计的示数得出结论。（3）物质从气态不经过液态而直接变成固态的现象叫凝华；本题一冰箱为载体综合考查了物态变化中的凝固、凝华以及温度计的读数，考查的知识较全面。2.【答案】解：（1）由表知K50次列车13：52从建始出发，17：53到达宜昌东，所以火车的运行时间是17h53min-13h52min=2h01min．（2）建始至巴东的路程s=101km-35km=66km，K50次列车15：52由建始出发，16：32到达巴东，则它的运行时间t=16h32min-15h52min=40min，第6页，共11页则火车的平均速度v===99km/h．（3）火车的速度v=36km/h==10m/s，火车的运动时间t=3min=180s，火车的路程s=vt=10m/s×180s=1800m，则火车的长度L=s-L隧道=1800m-1600m=200m．答：（1）K50次列车由建始到宜昌东需要2h01min；（2）K50次列车由建始驶往巴东的平均速度为99km/h；（3）这列火车的长度是200m．【解析】（1）K50次列车由建始发车的时间与到达宜昌东的时间差就是列车的运行时间．（2）根据表中数据计算出建始至巴东路程s，再求出K50次列车由建始驶往巴东的运行时间t，由公式v=可以求出火车的平均速度．（3）火车在3min内行驶的总路程减去隧道的长度就是火车的长度．求K50次列车长度时，列车完全通过隧道行驶的路程等于隧道长度和列车长度之和；求平均速度时，用火车的总路程除以火车运行的总时间；都是易错点；．3.【答案】（1）秒表（2）10低（3）A【解析】【分析】（1）在探究熔化规律时，需要探究温度随时间的变化情况，所以需用温度计和秒表两种测量仪器；（2）晶体在熔化的过程中，吸收热量，温度不变，处于固液混合状态；液体沸腾时的温度叫沸点，沸点随气压的的升高而降低；第7页，共11页（3）水沸腾前，有少量气泡产生，气泡上升，不断变小；沸腾时，有大量气泡产生，气泡上升，变大。此题考查了有关温度计的制作原理及液体沸腾图象的分析，要能够从液体的沸腾图象中分析出液体沸腾的特点及沸点，同时考查了影响水加热时间的因素。【解答】（1）在探究熔化规律时，需要探究温度随时间的变化情况，所以需用温度计和秒表两种测量仪器；（2）冰在BC段处于熔化过程，从第5min开始熔化到15min结束，该物质熔化过程经历了10分钟；沸腾时的温度叫沸点．图丙中温度计的分度值为1℃，根据图示的液柱对应的刻度读出示数为97℃，即水的沸点为97℃，当时气压低于1标准大气压；（3）水沸腾前，有少量气泡产生，气泡上升，不断变小；沸腾时，有大量气泡产生，气泡上升，变大．分析图象可知A为水沸腾时的现象；B是水沸腾前的现象。故答案为：（1）秒表；（2）10；低；（3）A。4.【答案】（1）D（2）B（3）120（4）升高水由于汽化而减少，防冻液的含量增大【解析】【分析】（1）观察表中数据得出混合液凝固点的变化情况；（2）某地常年最低气温为-15℃，结合“混合液的凝固点比本地常年最低气温低第8页，共11页10～15℃”，判断出混合液凝固点的大致范围，再由表中数据找出合适的防冻液；（3）利用描点法作出混合液沸点与防冻液含量的关系图象，由图象可以找出当防冻液的含量达到75%时，混合液的沸点；（4）长时间使用后，混合液中的水由于汽化而减少，防冻液的含量增大，使混合液的沸点升高。本题综合考查了学生对水的比热容大的特点、沸点、凝固点的了解和掌握，会从图象中得出相关信息是本题的关键。【解答】（1）通过图表分析可知，防冻液含量由30%逐渐增大到60%时，混合液凝固点一直降低，当防冻液含量由60%逐渐增大到90%时，混合液凝固点一直升高，所以防冻液含量由30%逐渐增大到90%时，混合液凝固点先降低后升高；故选D；（2）因为在给汽车水箱中加防冻液时，宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10～15℃，而某地常年最低气温为-15℃，结合图表可知，混合液的凝固点为-28℃即可满足条件，所以选择防冻液含量为40%；故选B；（3）混合液沸点与防冻液含量的关系图象如图所示，由图象可以找出当防冻液的含量达到75%时，混合液的沸点为120℃；（4）长时间使用后，汽车水箱中的混合液会减少就会导致防冻液的含量增大，而混合液的沸点会随着含量增大而升高，所以沸点就会升高。故答案为：（1）D；（2）B；（3）120；（4）升高；水由于汽化而减少，防冻液的含量增大。5.【答案】（1）变大98℃（2）A【解析】第9页，共11页【分析】（1）沸腾前气泡上升过程体积减小，沸腾时气泡上升过程体积不断增大；液体沸腾时，不断吸收热量，温度保持不变，所以表格中不变的温度即为水的沸点；（2）根据液体沸腾的特点：不断吸收热量，温度保持不变对各个图象注意分析即可。本题考查水的沸腾实验，液体沸腾的条件：达到沸点，不断吸收热量；液体沸腾的特点：不断吸收热量，温度保持不变。【解答】（1）水沸腾时，因有大量的水蒸气产生，可以观察到烧杯内产生大量气泡并不断上升、体积变大；水在沸腾时，吸收热量，温度不变，由表中数据可知，水的沸点为98℃；（2）液体沸腾的特点：不断吸收热量，温度保持不变，如图A水吸收热量，温度升高，升高到沸点以后，不断吸收热量，温度保持不变，图A所示的是水的温度随时间变化的图象；图B是晶体熔化图象；C图是晶体凝固图象；D图表示吸收热量，温度一直升高，故BCD都不符合题意，故选A。故答案为：（1）变大；98℃；（2）A。6.【答案】解：（1）水蒸气喷到盛有凉水的烧瓶上，遇冷液化，形成小水珠，随后会聚成流，顺着烧瓶流到烧杯中；（2）由于液化放热，水蒸气液化时放出的热量被烧瓶内的冷水吸收，时间一长就会使烧瓶内冷水的温度升高；（3）这个实验可以探究两个问题，一个是降低温度可以使气体液化，再有一