专题69 热学冷门创新实验（原卷版+解析版）--【夺分宝典】中考物理冷门创新探究实验（专练）

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1. （2023江苏扬州）如图所示，在估测薯片热值的实验中，小军设计了两种对水加热的方式：
方式一：薯片在烧杯中燃烧；
方式二：薯片在燃烧皿中燃烧。
（1）两种加热方式中合理的是______；在进行实验时，要让薯片充分燃烧，操作是______；
（2）用天平量取水，并测出一片薯片的质量，用以上选取的方式燃尽薯片，并用温度计测出水升高的温度，所测出的薯片热值偏______，原因是______。

【答案】 （1）方式二 把薯片碾碎（2） 小 薯片燃烧放出的热量没有被水全部吸收
【解析】（1）由于热空气上升，方式一中薯片燃烧产生的热量很大一部分损失到空气中，导致结果不准，所以两种加热方式中合理的是方式二。
把薯片碾碎，增大了与空气的接触面积，可以使薯片充分燃烧。
（2）由于薯片不能完全燃烧，且燃烧放出的热量不能全部被水吸收，导致水升高的温度偏低，计算出的热量偏小，根据公式可知，所测出的薯片热值偏小。
2. （2023江西）【探究名称】探究保温瓶的保温效果与什么因素有关
【问题】有些同学喜欢用保温瓶带热水到校饮用。使用过程中发现瓶内装水较多时，保温效果较好；瓶内装水较少时，保温效果较差。据此，同学们猜想：保温瓶的保温效果可能与_________有关。
【证据】针对同学们的猜想，甲、乙两组同学分别设计了一套方案。
甲组方案：利用五个规格相同的保温瓶（容积为）在同一天进行实验
（1）上午8∶00将不同体积初温为的热水，同时装入五个保温瓶内；
（2）下午6∶00打开五个保温瓶，同时测量并记录水温，计算出水降低的温度。
乙组方案：利用同一保温瓶（容积为）分五天进行实验
（1）每天上午8∶00将不同体积初温为98℃的热水装入同一保温瓶内；
（2）每天下午6∶00打开保温瓶，测量并记录水温，计算出水降低的温度。
上述两套方案，都能控制实验时保温瓶的保温性能完全相同，但乙组方案不能保证每天的_________完全相同。所以，同学们选择了甲组方案在实验室进行实验。收集的数据如下表：
水的初温：98℃
【解释】
（1）本实验通过相同时间内_________来反映保温瓶的保温效果，这种研究方法称为转换法；
（2）分析实验数据可以得出初步结论：在其它条件相同的情况下，水量少于时，水量越多，其保温效果越_________；水量在时，水量越少，其保温效果越好。
【交流】
（3）经过讨论，同学们认为水量在范围内的初步结论不一定可靠，原因是_________。
（4）实验过程中，水温下降是通过_________的方式改变其内能。
（5）下列实验中也用到转换法的是_________
A.探究真空不能传声
B.研究光的传播时引入光线
C.探究平面镜成像特点时，用两支相同的蜡烛来比较像与物的大小关系
D.探究物体动能大小时，用木块被撞击后移动的距离来反映物体动能的大小
【答案】【问题】 水的体积 【证据】室温 【解释】（1）水降低的温度 （2）好 （3）见解析 （4）热传递 （5）D
【解析】瓶内装水较多时，保温效果较好，瓶内装水较少时，保温效果较差，猜想：保温瓶的保温效果可能与水的体积有关。
乙组方案中利用同一保温瓶分五天进行实验，每天的气温不同，不能保证每天的室温完全相同。
（1）本实验通过相同时间内水降低的温度来反映保温瓶的保温效果，相同时间内水降低的温度越低，说明保温效果越差。
（2）由表中数据可知，水量少于1.9L时，保温性能随水量的减小而减弱，水量越多，其保温效果越好；在水量在2L到1.9L时，保温性能随水量的减小而增强。
（3）因为没有进行多次实验，实验结论具有偶然性，没有普遍性，所以水量在范围内的初步结论不一定可靠。
（4）实验过程中，水放出热量，水温下降，内能减小，是通过热传递的方式改变其内能。
（5）A．探究声音的传播时，利用真空罩实验，越向外抽空气，声音越小，在此基础上得到声音传播需要介质，真空不能传声，采用的是科学推理法，故A不符合题意；
B．研究光的传播时引入光线，采用的是模型法，故B不符合题意；
C．探究平面镜成像特点时，用两个等大的蜡烛探究像与物的大小关系，采用的是等效替代法，故C不符合题意；
D．探究物体动能大小时，用木块被撞击后移动的距离来反映物体动能，采用了转换法，故D符合题意。故选D。
3.小林做“碘的升华”实验时,用酒精灯直接对放有少量固态碘的碘升华管加热,如图所示。发现碘升华管内出现紫色的碘蒸气,小林认为碘从固态变成了气态,是升华现象。小红查阅资料发现:常压下,碘的熔点为113.60℃,碘的沸点为184.25℃,酒精灯火焰的温度约400℃。根据这些资料,小红认为小林所做的实验中,碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程,小林的实验并不能得出碘升华的结论。请针对小红的质疑,设计一个实验,证明碘能从固态直接变为气态。可以选用上述器材或补充必要的辅助器材。写出实验方案并简要说明。
【答案】补充器材:大烧杯、水、石棉网、铁架台。向大烧杯中注入适量的水并固定在铁架台上,利用酒精灯隔石棉网加热至烧杯中的水沸腾,对固态碘进行水浴加热,发现碘升华管内出现紫色碘蒸气,而并未出现液态碘。
常温常压下,水沸腾时温度为100摄氏度,低于固态碘熔点,证明紫色碘蒸气是从固态直接变化而来。说明小红观点错误。
【解析】为了避免固态碘发生熔化现象,必须控制碘在升华时的温度低于熔点。由于水沸腾时持续吸热但温度保持100摄氏度不变,故水浴加热法是非常理想的一种控制温度的方法。
4.小明暑假去旅游，曾到海边看到人们用“海水晒盐”，即选取大片的海滩，构建盐田，一段时间后，盐田中的水逐渐变少，粗盐也就出来了。小明想，水如果能快点变少，粗盐也就能出得更快。可是水变少的快慢跟哪些因素有关呢？为此，小明进行了如下探究，在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的酒精，如图A、B、C、D所示，并测出它们变干所用的时间分别为200s、100s、50s、80s。
一滴酒精
被拨开的酒精
风
A
B
C
D
（1）“水变少”的过程其实是物理学中的一种 现象（填物态变化的名称）。
（2）分析A、B实验，能得出 结论。
（3）结合上述实验现象及数据，猜想一下，海边盐田应尽可能建在 的条件下。
【答案】（1）蒸发（或汽化）（2）（在液体的温度、液体表面的空气流速相同时，）液体的表面积越大，液体蒸发得就越快。（3）温度高、风大
【解析】（1）液体变化气体的过程叫汽化。“水变少”的过程其实是水变成水蒸气，是物理学中的一种汽化现象。
（2）分析A、B实验，能得出在液体的温度、液体表面的空气流速相同时，液体的表面积越大，液体蒸发得就越快的结论。
（3）结合上述实验现象及数据，猜想一下，海边盐田应尽可能建在温度高、风流速大的条件下。
5. 一天，小熊在实验室里进行了探究“影响蒸发快慢的因素”的活动。
（1）如下是部分操作过程，
①在两块相同的玻璃板A、B上，同时滴上_______（选填“等量”或“不等量”）的酒精；
②使玻璃板A上的酒精表面积变大，玻璃板B不作处理，并保持其它条件不变：
③观察两块玻璃板上酒精蒸发的快慢。
（2）上述活动是为了探究蒸发快慢与________（选填“液体温度”或“液体表面积”）的关系。会观察到玻璃板_______（选填“A”或“B“）上的酒精蒸发得快些。
（3）小熊在进行实验时不小心将温度计的玻璃泡浸入了酒精中，将其拿出后，温度计的示数会暂时______（选填“变大”成“变小“），这是因为酒精蒸发______（选填“吸热”成“放热”）造成的。
【答案】（1）等量；（2）液体表面积；A；（3）变小；吸热。
【解析】（1）根据控制变量法的要求，应在两块相同的玻璃板A、B上，同时滴上等量的酒精；（2）由实验操作可知，这是为了探究蒸发快慢与液体表面积的关系。由于其它条件相同，A的表面积大，所以会观察到玻璃板A上的酒精蒸发得快些。（3）实验时不小心将温度计的玻璃泡浸入了酒精中，将其拿出后，温度计的示数会暂时变小，这是因为酒精蒸发吸热造成的。
6.小英学习液体蒸发知识以后，利用身边的物品设计了一个“比较酒精与水蒸发快慢”的小实验．
【设计并进行实验】
（1）在吸管的中间插入一枚大头针，如图甲所示，把大头针的两端搭在两个纸杯的边沿并使吸管保持水平平衡．
（2）在这两纸杯中分别倒入少许质量相等的酒精与水，取两片相同的纸巾分别浸入酒精与水中；待杯中酒精与水全部被纸巾吸收后，取出湿纸巾分别挂在吸管的两端（如图乙所示），两节纸巾的位置直到吸管恢复平衡．
（3）当酒精与水开始蒸发时仔细观察吸管，如果吸管哪段上翘，就说明哪段的液体蒸发得更 （选填“快”或“慢”）
【交流与评估】
（4）放在吸管两端的湿纸巾，其摊开的面积必须 （选填“相同”或“不同”）
【答案】（3）快；（4）相同．
【解析】（3）根据杠杆的平衡原理可知，原来吸管是平衡的，当酒精与水开始蒸发时，吸管上翘的一端质量减小，说明哪端的液体蒸发得快；
（4）放在吸管两端的湿纸巾，其摊开的面积必须相同，还必须保证他们的温度和通风情况相同，这个样才有利于比较酒精和水的蒸发快慢情况．
7. 学习了影响液体蒸发快慢的因素后，王丽同学猜想：液体蒸发快慢可能还与液体的种类有关。请你利用下面提供的实验样品设计实验，验证王丽的猜想是否正确。
（1）实验时，应控制液体上方空气流动的快慢。液体的温度和液体________都相同；
（2）实验室已提供了用规格相同的容器分别装有酒精和水的甲、乙，丙、丁4个样品，如图所示。按实验要求，应选择________两个样品进行对比研究；
（3）若一个同学正确选好两个样品后，将一个放在温暖的室内，另一个放在寒冷无风的室外，经过相同时间后讲行对比研究。这个同学设计的方案存在的问题是没控制________相同。该同学发现问题后及时纠正错误并进行了正确实验操作，经过相同时间后，样品的情况如图所示。据此，你认为王丽的猜想是________（选填“正确”或“不正确”）的。

【答案】 （1）与空气接触的表面积（2）乙、丙（3）温度；正确
【解析】（1）影响液体蒸发快慢的因素与温度、与空气流速有关和与空气接触的表面积有关，已经控制了温度和空气流速，故还需要控制与空气接触的表面积相同。
（2）有液体种类不同，故液体的体积需要相同，且体积大的蒸发明显，故答案为：择乙丙两组样品。
（3）将一个放在温暖的室内，另一个放在寒冷无风的室外，温度是变化的，故没有控制温度相同；酒精蒸发得快，故液体蒸发快慢还与液体的种类有关，故王丽是正确的。
8.一天，小熊在实验室里进行了探究“影响蒸发快慢的因素”的活动。
（1）如下是部分操作过程，
①在两块相同的玻璃板A、B上，同时滴上 （选填“等量”或“不等量”）的酒精；
②使玻璃板A上的酒精表面积变大，玻璃板B不作处理，并保持其它条件不变：
③观察两块玻璃板上酒精蒸发的快慢。
（2）上述活动是为了探究蒸发快慢与 （选填“液体温度”或“液体表面积”）的关系。会观察到玻璃板 （选填“A”或“B“）上的酒精蒸发得快些。
（3）小熊在进行实验时不小心将温度计的玻璃泡浸入了酒精中，将其拿出后，温度计的示数会暂时 （选填“变大”成“变小“），这是因为酒精蒸发 （选填“吸热”成“放热”）造成的。
【答案】（1）等量；（2）液体表面积；A；（3）变小；吸热。
【解析】本题考查了探究“影响蒸发快慢的因素”的实验中控制变量法的运用，以及对蒸发吸热现象的了解，难度不大。（1）根据控制变量法的要求，应在两块相同的玻璃板A、B上，同时滴上等量的酒精；
（2）由实验操作可知，这是为了探究蒸发快慢与液体表面积的关系。由于其它条件相同，A的表面积大，所以会观察到玻璃板A上的酒精蒸发得快些。
（3）实验时不小心将温度计的玻璃泡浸入了酒精中，将其拿出后，温度计的示数会暂时变小，这是因为酒精蒸发吸热造成的。
9. 小梦同学发现用黑板擦擦黑板时会出现较多的灰尘,于是改成用湿抹布擦黑板,擦完后发现黑板很快变干了。她思考:液体蒸发快慢与哪些因素有关呢?接下来她利用湿巾做了如下几个小实验。
(1)取出两张相同的湿巾,一张展开、另一张折叠后平放在桌子上,过一段时间比较两张湿巾的干湿程度。她这样做的目的是为了探究液体蒸发快慢与 的关系；
(2)她再取出两张相同的湿巾,一张平放在窗口通风处,一张平放在窗口风吹不到的地方,过一段时间比较两张湿巾的干湿程度。她这样做的目的是为了探究液体蒸发快慢与 的关系；
(3)她又取出两张相同的湿巾,将其中一张湿巾展开放在阴凉处,另一张湿巾展开放在阳光下,过一段时间比较两张湿巾的干湿程度。她这样做的目的是为了探究液体蒸发快慢与的 关系；
(4)小梦在取出湿巾时闻到了湿巾发出的淡淡清香,说明了 。
【答案】（1）液体的表面积；（2）液体表面上方空气流速；（3）液体的温度；（4）分子在不停地做无规则运动
【解析】（1）两张相同的湿巾，一张展开，另一张折叠后平放在桌子上，过一段时间比较两张湿巾的干湿程度，这样做的目的是为了探究液体蒸发快慢与液体表面积的关系；
（2）取出两张相同的湿巾，一张平放在窗口通风处，一张平放在窗口风吹不到的地方，过一段时间比较两张湿巾的干湿程度，这样做的目的是为了探究液体蒸发快慢与液体表面积上方空气流速的关系；
（3）取两张相同的湿巾，将其中一张湿巾展开放在阴凉处，另一张湿巾展开放在阳光下，过一段时间比较两张湿巾的干湿程度，这样做的目的是为了探究液体蒸发快慢与液体温度的关系；
（4）小梦在取出湿巾时闻到了湿巾发出的淡淡清香，说明分子在不停地做无规则运动．
保温瓶编号
①
②
③
④
⑤
水的体积（L）
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
水的末温（℃）
79.0
81.5
83.0
85.5
84.5
水降低的温度（℃）
19.0
16.5
15.0
12.5
13.5