专题02 热学实验-备战 中考物理常考热点实验攻略（全国通用）

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TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc97909156" 实验一、探究固体熔化时温度的变化规律 PAGEREF _Tc97909156 \h 1
\l "_Tc97909157" 实验二、探究水沸腾时温度的变化特点 PAGEREF _Tc97909157 \h 6
\l "_Tc97909158" 实验三：探究不同物质的吸热本领 PAGEREF _Tc97909158 \h 11
实验一、探究固体熔化时温度的变化规律
【实验目的】探究不同固体物质熔化时温度的变化规律
【实验器材】铁台架、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、试管、晶体（冰块）、石蜡（研碎）、温度计、秒表、水。
【实验步骤】一、按图组装器材。
二、把晶体放入试管中，试管放入盛有水的烧杯中。
三、用酒精灯给晶体加热，记录加热开始时间，观察试管内晶体温度变化情况。
四、当晶体开始熔化时记录此时温度和加热时间。
五、继续加热，观察固液共存态时温度变化情况。
六、继续加热，待晶体完全熔化时记录此时温度和加热时间（见表格1）。
七、继续加热，观察液态时的温度变化和加热时间。
八、把晶体换成石蜡（研碎），用酒精灯给石蜡加热，记录加热开始时间，并记录石蜡随加热时间的温度变化情况，记录填入表格2。
九、实验表格
表格1 冰熔化时温度、状态随时间变化情况
表格2 石蜡熔化时温度、状态随时间变化情况
十、整理器材。
【实验结论】晶体熔化过程中，给晶体加热，随着温度的升高，当晶体温度达到熔点时，晶体开始熔化；此时处于固液共存态，随着继续加热，固态继续熔化，温度不变；当晶体完全熔化后，液体温度才会升高。晶体熔化曲线如下图（1）。
图（1） 图（2）
结合石蜡的熔化曲线，可知石蜡的熔化情况与冰不同：随着加热的进行，石蜡由固态慢慢便软、变稠、变稀，逐渐熔化为液态，整个熔化过程石蜡不断吸热，温度逐渐升高，没有明显的拐点。
【考向点拨】
1.晶体熔化条件：达到熔点、继续吸热；
2.晶体熔化曲线的特点：熔化过程中，固液共存态、温度不变（曲线水平段）；
3.石棉网的作用：受热均匀；
4.把试管放入盛水的烧杯中（水浴法），目的是：受热均匀；
5.仪器安装顺序：自下而上；
6.晶体与非晶体的区别：晶体有固定熔点，熔化曲线可反映出来；
7.选取小颗粒物质的原因：固体受热均匀、温度计与物质能充分接触并便于观察温度变化；
8.烧杯放入适量的水，目的是：加快实验进度；
9.水浴法的优点：使物质均匀受热；被加热物质受热缓慢便于观察温度变化；
10.烧杯口出现白气和烧杯壁出现小水珠的原因：水蒸气遇冷液化形成的小水滴；
11.熔化过程的吸放热：熔化过程吸热（内能增加）；
12.晶体熔化前后曲线倾斜长度不同的原因：同种物质在不同状态下比热容不同；
13.温度计的使用注意事项：温度计应放在被测物质中间部位、不能碰器壁、读取温度时不能取出温度计；
14.确定熔点：熔化曲线水平段对应的温度；
15.热量的计算：Q=cm△t。
【典例1】（2021·山东烟台市）在探究某固体熔化时温度的变化规律的实验中，小明采用了水浴法加热。
（1）水浴法加热的好处是______；
（2）小明组装的实验器材如图甲所示，图中有在一处明显的不足，请你指出不足之处并说明理由______；
（3）小明纠正了不足，重新调整了器材，根据实验测得的数据作出图像，如图乙所示，由图像可知该物质的熔点是______℃，第10min时，该物质所处的状态是______（填“固态”、“液态”或“固液共存”）。
【典例2】（2021·内蒙古通辽市）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，两个试管放入同一杯水中加热，请你完成下面的探究实验：
（1）开始实验后，某一时刻B试管中温度计的示数如图所示，温度为______℃。
（2）两种物质熔化前后温度随时间变化关系的图像如图乙所示，通过分析图像可知，晶体熔化特点是持续吸热，__________。
（3）第时B试管中的水_____（填“能”或“不能”）沸腾。从第到第，蜂蜡的内能______（填“增加”或“不变”）。
1．（2021·广西贺州市）小明所在的学习小组开展了“冰熔化时温度的变化规律”的实验探究，在标准大气压下，利用如图甲所示的实验装置进行探究：
（1）根据实验数据，小明作出了冰熔化时温度随时间变化的图像，如图乙所示，冰属于晶体_______（选填“晶体”或“非晶体”）；
（2）该物质在第5分钟时，处于_______（选填“固态”、“液态”或“固液共存”）状态；
（3）冰在熔化过程中_______（选填“吸收”或“放出”）热量，温度保持不变；
（4）实验过程中温度计的示数如图甲所示，读数为_______；
（5）甲因装置中，石棉网的主要作用是_______。
2．（2021·黑龙江齐齐哈尔市）图甲是小丽同学探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验装置图。
（1）如图乙所示，温度计的示数为______（不需要估读）；
（2）安装实验器材时，小丽应按照______的顺序进行（选填“从上到下”或“从下到上”）；
（3）她将冰熔化的过程绘制成如图丙所示的温度随时间变化的图像。分析图像数据可知，冰是______（选填“晶体”或“非晶体”）；
（4）分析图丙可知，该物质在时刻的内能______时刻的内能；段加热时间是段加热时间的2倍，则冰的比热容______水的比热容（两空均选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（5）当试管中的冰全部熔化成水后，继续用酒精灯加热，试管中的水______沸腾（选填“能”或“不能”）。
3．（2021·福建中考真题）如图甲是探究海波熔化时温度的变化规律的装置。
（1）按自下而上的顺序安装装置，便于调整石棉网的高度，确保能用______进行加热，提高效率；
（2）取适量的海波装进试管中，将试管放在盛水的烧杯内加热并搅拌海波，其好处是使海波______；
（3）每隔1min记录海波的温度，并将数据在坐标图中进行描点，如图乙，请根据描点作出海波熔化时温度随时间变化的图象______；
（4）分析图象可得海波熔化时的温度特点：______。
实验二、探究水沸腾时温度的变化特点
【实验目的】探究水沸腾时温度的变化特点
【实验器材】铁台架、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中心有空的纸板、温度计、秒表、水。
【实验步骤】一、按图组装器材。
二、用酒精灯给水加热并观察温度变化情况。
三、当水温接近90°C时，每分钟记录一次温度，并仔细观察水的沸腾过程。
四、实验表格（1个标准大气压下）
五、整理器材。
【实验结论】（1）随着给水加入，谁的温度逐渐升高，当水温达到99°C（本次实验）时，水开始沸腾，此时随着继续加热，水温不变。
（2）水的沸点与当地大气压值有关，气压越高，沸点越高。
【考向点拨】
1.水沸腾的条件：温度达到沸点，继续吸热；
2.水沸腾曲线的特点：沸腾前，随着加热，水温升高；当水温达到沸点时，沸腾过程水温不变；
3.如何加快实验进度：用温水或减少水的质量；
4.石棉网的作用：受热均匀；
5.硬纸板的作用：减少散热、缩短加热时间；防止热水外溢伤人；
6.使用热水或减少水量：加快实验进度；
7.温度计的使用注意事项：温度计应放在被测物质中间部位、不能碰器壁、读取温度时不能取出温度计；
8.选用水银温度计而不能选用酒精温度计的原因：酒精的沸点低于水的沸点；
9.温度计上部、烧杯上的白气：水蒸气液化形成的小水滴；
10.烧杯口出现白气和烧杯壁出现小水珠的原因：水蒸气遇冷液化形成的小水滴；
11.酒精灯拿开后水继续沸腾：石棉网有余热；
12.不能达到沸腾：火力小，水吸收热量小于散热；
13.水的沸点不到100°C：大气压强较低；
14.水沸腾前气泡变化：逐渐变小；
15.水沸腾后气泡变化：逐渐变大；
16.器材安装顺序：自下而上。
【典例1】（2021·黑龙江中考真题）在探究水沸腾时温度变化的特点实验中：
（1）如图甲所示，实验装置的组装顺序应为______（选填“自下而上”、“自上而下”），要求温度计的玻璃泡不能碰到容器底和容器______，且要完全______在被测液体中；
（2）根据表格中实验数据，在图乙中画出水的温度随时间变化的图线______：
（3）根据以上实验数据可知，水的沸点为_______，可知当地大气压应______1标准大气压（选填“大于”、“等于”、“小于”）。
【典例2】（2021·山东临沂市）在“探究水的沸腾特点”的实验中。
（1）组装如图甲所示的实验装置时，应先调节_________（选填“A”或“B”）固定夹的位置。
（2）水银和酒精是液体温度计常用的测温物质，由表格乙中的数据可知，本实验应选用___________制作的温度计。
（3）实验过程中，某时刻温度计的示数如图甲所示，此时水的温度为________℃。
（4）实验结束后撤去酒精灯，水还会继续沸腾一小会儿，这是因为_____________。
（5）图丙是a、b两个实验小组根据实验数据描绘出的水的沸腾图像，两图线不同的原因可能是__________（选填序号）
A．酒精灯的火焰相同，a组水的质量大B．水的质量相同，b组酒精灯的火焰小
1．（2021·江苏泰州市）小明利用如图所示的装置研究“观察水的沸腾”实验。
（1）A处铁圈的位置是根据___________来确定的。
（2）组装好实验器材后，小明在烧杯中倒入适量温水，用温度计来测量烧杯中水的温度，读数时视线应与温度计液柱的上表面___________
（3）在水温升高到90℃后，小明每隔1min记录一次温度计的示数，同时注意观察水中发生的现象，直至水沸腾并持续2min后停止加热，将所得的数据记录在下表中。
请你预测一下，当水沸腾2min后，如果小明继续加热4min，此时的水温应为________℃。
（4）实验中，小明观察到水中气泡的情形如图所示，此时烧杯中的水处于___________（选填“沸腾前”或“沸腾时”）的状态。
2．（2021·江苏扬州市）在“观察水的沸腾”实验中，
（1）实验室提供了一块比烧杯口略大的圆形硬纸板，甲、乙两名同学分别在硬纸板上剪出小孔，以便将温度计通过小孔插入烧杯内的水中，如图所示，剪裁合适的是______，理由是______；
（2）在烧杯中倒入约80℃的水，提高了水的初温，从而______，沸腾后持续加热几分钟并继续测温，会发现______；
（3）如图所示，水沸腾后，甲同学移走酒精灯，继续观察：乙同学继续加热，观察烧杯中的水和试管中的水，他们的目的都是探究______。
3．（2021·四川南充市）如图甲是某小组探究“水的沸腾”的实验装置图
（1）安装实验装置时应遵循___________（选填“自上而下”或“自下而上”）的原则。
（2）请根据下方表格数据在乙图坐标纸中用描点法绘制温度随时间变化的图像___________。
（3）图丙是实验中某个时段气泡的变化图像，这是___________（选填“沸腾前”或“沸腾时”）的情形。
（4）结合图表可知液体沸腾的条件是___________。
（5）实验中发现液体升温较慢，若需要缩短液体沸腾前的加热时间可采用的方法是___________。
实验三：探究不同物质的吸热本领
【实验目的】探究不同物体的吸热本领。
【实验器材】相同的铁台架、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、搅拌器两套，火柴、秒表、水和另一种液体（如煤油）。
【实验步骤】一、按图组装器材。
二、取质量相同的水和煤油（60g），常温下待温度稳定后（控制两种液体初温相同），测出两种液体的温度，并计入表格。
三、点燃酒精灯，同时给水和煤油加热，加热时间为5分钟，测量此时两种液体温度并计入表格。
四、实验表格（参考数据）
五、整理器材。
【实验结论】质量相同的水和另一种液体（如煤油），吸收相同的热量，煤油的温度升高较大。
【考向点拨】
1.两套装置相同目的：在相同时间内，液体吸收热量相同；
2.控制两种装置相同的量：保证实验结论可靠性，酒精灯火焰大小、液体质量和初温；
3.实验方法：控制变量法；
4.两种液体吸收热量能力是通过什么反映的：温度升高值；
5.实验中不停搅拌液体的目的：液体上下温度均匀；
6.如果要使水和煤油的最后温度相同如何操作：给水继续加热；
7.温升相同哪种液体吸收热量多：水；
8.哪种液体的吸热能力强：水；
9.表示不同物质吸热能力的物理量：比热容；
10.吸收热量计算：利用比热容公式进行计算；
11.器材安装顺序：自下而上。
【典例1】（2021·云南昆明市·中考真题）图是探究“物质吸热规律”的实验装置：
（1）取质量相同的水和煤油分别放入两个______的容器里，用两盏同样的酒精灯对它们进行加热，升高______温度时比较它们吸收热量的多少，来衡量谁吸热能力更强；
（2）取相同质量的水和煤油的目的，是为了______（选填“便于比较”或“控制变量”）；
（3）在对水和煤油加热的方式上，有酒精灯和电加热器两种热源可供选择，选用______更容易控制让煤油和水吸收的热量相同；
（4）如果甲、乙两组同学进行分工合作，甲组对水进行加热和记录，乙组对煤油进行加热和记录。他们加热的水和煤油的初温、末温、质量、电加热器的功率和加热时间等都不相同。若温度差用表示、质量用m表示、电加热器的功率用P表示、加热时间用t表示，忽略热损失，则吸收的热量为。此时要衡量水和煤油谁的吸热能力更强，他们应该用______（用已给物理量写出表达式）分别进行计算，得到的______水和煤油、温度升高______吸收的热量，就可以进行比较了。
【典例2】（2021·湖南邵阳市·中考真题）去年暑假小明在爸妈的陪同下去邵水河畔玩要。他发现赤脚踩在水里清凉舒服，回到岸上踩在沙子上却很烫，对此很好奇，他设计了如图甲所示的装置探究“水和沙子谁的吸热本领大”。实验数据记录如下：
（1）此实验中把沙子或者水吸收热量的多少转换为______（“升高温度的多少”或“加热时间的长短”）；
（2）分析实验数据可得：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，说明______（选填“水”或“沙子”）的吸热本领大；
（3）粗心的小明实验完成后忘记熄灭酒精灯，发现烧杯中的水已经沸腾，此时温度计示数如图乙，请读出此时水的温度是______℃；
（4）由（3）小题可知当地气压______（选填“大于”“等于”或“小于”）标准大气压。
1．（2021·湖北中考真题）某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
（1）加热前，在一个烧杯中倒入240mL的水，为了使水和煤油的质量相同，需要在另一个相同烧杯中倒入______mL的煤油；
（2）用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油，每隔1min记录一次温度，整个实验操作无误。图乙中，若图线②反映水的温度随时间的变化规律，则图线______（填序号）可以反映煤油的温度随时间的变化规律。加热过程中，煤油的热值______（填“变大”“不变”或“变小”）；
（3）同时停止加热，在相同质量的水和煤油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比______（填“大于”“等于”或“小于”）煤油放出的热量与降低的温度之比。
2．（2021·青海中考真题）“水与食用油”是生活中不可缺少的食品。小红在学习了比热容的知识后，猜想水的吸热本领比食用油的吸热本领大，为了验证这一结论，他设计了如下探究实验：
（1）取两个相同的试管，分别装入______相等、初温相同的水和食用油；
（2）将两支相同的温度计分别正确地插入盛有水和食用油的两个试管内，并将实验装置固定在铁架台上，如图甲所示。打开加热开关，对盛有水和食用油的试管进行加热，实验过程中，其中一支温度计的示数如图乙所示，其读数是______℃；
（3）小红根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图丙所示，通过分析可知，在相同时间内______的温度变化大，可得出______的吸热本领大。
3.（2020·镇江）在探究不同物质吸热升温的现象实验中∶
(1)小强将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图1所示，则他应将平衡螺母向____端调节；调节天平平衡后，为称取质量相等的沙子和水，小强将装有沙子和水的相同烧杯分别放在天平的左、右托盘上，称取完成后，天平平衡时的场景如图2所示，则小强在称取中存在的问题是____｡
(2)小强组装的实验装置如图3所示，他在器材安装中的一处错误是____｡
(3)实验中某时刻温度计的示数如图4所示，其读数为____℃｡温度（°C）
加热时间（min）
物质形态
固态
固液共存态
液态
温度（°C）
加热时间（min）
物质形态
固态
黏稠状态
液态
温度（°C）
加热时间（min）
…
加热时间
0
1
2
3
4
5
6
7
8
水的温度
90
92
94
95
96
97
97
97
97
测温物质
凝固点/℃
沸点/℃
水银
-39
357
酒精
-117
78
注：在1个标准大气压下
乙
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
温度/℃
90
92
94
96
98
99
99
99
时间
0
2
4
6
8
10
12
温度/℃
94
95
96
97
98
98
98
物质种类
质量/g
初温/°C
末温/°C
温升/°C
加热时间（min）
水
60
20
40
20
5
煤油
60
20
56
36
5
…
质量m/g
升高的温度℃
加热的时间s
沙子
50
20
120
水
50
20
200