初中 物理 竞赛专区 八年级上册学案版块3 物态变化 专题3-5 探究液体沸腾实验问题（学生版）

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本实验在初中物理实验中占有重要地位，也是中考经常出现的实验题。
解题时，要把握以下几点：
（1）知道水沸腾的条件是达到沸点，继续吸热；
（2）知道水沸腾前气泡上升越来越小，沸腾时气泡上升越来越大，至液面破裂；
（3）知道装置的安装顺序是自下而上；
（4）知道使水尽快沸腾的方法：
①加水要适量，尽量少些； ②在烧杯中加水；
③适当加大酒精灯的火焰； ④沸腾前加热过程中，可在烧杯上加盖；
（5）知道气压与沸点的关系是气压越高，沸点越高。
典例·解读
例1、在“探究水的沸腾”实验中。
(1)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)水沸腾时，准确测量的温度计示数如图甲所示，则水的沸点为________℃，当时的大气压________(选填“高于”“等于”或“低于”)标准大气压。
(3)a、b两组同学绘制的温度随时间变化的图象如图乙所示，由图象可得：水在沸腾过程中需要________热量，温度________。通过图象可知，b组加热到沸腾所用时间较长，请写出一个可能原因：_________________________。
【答案】(1)自下而上 (2)98 低于 (3)吸收 保持不变 水的质量较大或酒精灯火焰较小
【解析】(1)安装实验器材时，由于要考虑到酒精灯的高度及温度计的液泡都要浸没在水中，所以应自下而上进行安装。
(2)从温度计的示数可读出此时液面停在98的位置处，而标准大气压下沸水的温度为100℃，所以此时的气压比标准大气压要低。(3)从图乙中可看出当水沸腾时，虽然吸收了热量，但温度却保持不变；从图中的a、b两图线可看出它们的沸点一致，只是到达沸点的时间不同，所以可能是水的质量不同或酒精灯的火焰不一致。
例2、某小组在做“探究水的沸腾”实验时，实验装置如图甲所示。
(1)图甲中A、B、C三种读温度计示数的方法正确的是______________；图乙中，表示水在沸腾时的现象是其中的____________(选填“左”或“右”)图。
(2)根据实验记录的数据，作出了水的温度随时间变化的图象，如图丙所示，由图象可知，在当时条件下，水的沸点是________℃，说明此时的大气压________________(选填“大于”“等于”或“小于”)1标准大气压。
(3)为了说明水沸腾过程中是否需要吸热，应______________，观察水是否继续沸腾。
(4)水沸腾时，杯口附近出现大量“白气”，“白气”是水蒸气遇冷______________________(填物态变化名称)形成的。
【答案】(1)B 左 (2)99 小于 (3)停止加热 (4)液化
【解析】本题考查水的沸腾实验。
(1)温度计读数时，视线要与液柱的上表面保持水平，故A、C错误，B正确；由图乙知，左图气泡在上升过程中体积逐渐变大，是沸腾时的图象，右图中气泡在上升过程中体积逐渐变小，是沸腾前的图象；
(2)由实验数据知，水在沸腾过程中，吸热温度保持不变，水沸腾时的温度是99℃，所以水的沸点是99℃。由于沸点小于100℃，所以此时的气压小于标准大气压；
(3)为了说明水沸腾过程中是否需要吸热，应停止加热，观察水是否继续沸腾；
(4)水沸腾时，烧杯口上方有大量的“白气”产生，这主要是水蒸气液化形成的。
【应考关键】
1.探究固体熔化时温度的变化规律：
(1)加热方法：利用水浴法加热，使固体受热均匀。
(2)图象分析：加热时，有一段时间温度不变的固体为晶体，对应的温度为熔点。
(3)状态确定：低于熔点时为固态，高于熔点时为液态，等于熔点时为固液共存态。
2.探究水的沸腾：
(1)记住沸腾前后气泡的区别：沸腾前，气泡上升过程中不断减小，且气泡的总量较少；沸腾后，气泡上升过程中不断增大，且气泡总量较多。
(2)水沸腾时，继续加热，温度保持不变，此温度即为水的沸点。
(3)决定加热至沸腾所需时间的三个因素：水质量的多少、水的初温、火焰的大小。
(4)水的沸点并不一定是100℃，它与水面上方的气压有关。水面上方的气压越低，沸点越低。
培优·训练
1、关于“观察水的沸腾”实验，以下描述中正确的是（ ）
A .开始加热时，水中就有大量气泡产生
B .沸腾时，气泡在上升过程中体积逐渐变大
C .沸腾时，水的温度不断升高
2、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______min时水的温度，你这样判断的依据是____________________________________。
（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℃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。
3、在做“观察水沸腾”的实验时，甲、乙、丙三组同学分别从图中的A、B两套器材中任选一套来完成实验：（实验室已准备多套A、B装置）
（1）甲组同学发现所测水的沸点高于100℃，他们选择的是______（填“A”或“B”）套装置。
（2）乙、丙两组同学虽然选用的实验装置相同，但水开始沸腾的时刻不同，他们绘制的沸腾图象如图C所示：a、b两种图象不同的原因是水的______不同。
（3）通过分析图象C，归纳出水沸腾的特点是：①____________ ②____________ 。
（4）小天发现水在沸腾过程中，产生的气泡体积在上升过程中______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
4、 在“观察水的沸腾”实验中，某实验小组观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况如下图所示，
（1）图中是水在沸腾时的情况．实验过程中记录_____的数据如表所示：
2）从记录数据可得出的实验结论是：水沸腾时的温度是_____℃．
（3）根据实验数据可知水的沸点与水中标准大气压下的沸点100℃相比有明显的差异，如果测量方法正确，你认为造成差异的原因可能是_________________________．
（4）实验中水加热时间过长，其原因可能是_______________．（写出一种即可）
时间/min
…
8
9
10
11
12
13
14
…
温度/℃
…
96
97
98
98
95
98
98
…
时间t/min
…
4
5
6
7
8
9
10
11
…
温度t/℃
…
90
91
93
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98
98
98
98
…