4 新素养 科学思维 学习了影响液体蒸发快慢的因素后，小丽猜想：液体蒸发快慢可能还与液体的种类有关。请你利用下列提供的实验样品设计实验，探究小丽的猜想是否正确。
（1）实验时，应控制液体上方空气流动的快慢、液体的温度和液体的都相同。
（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、丁四个样品，如图（a）所示。按实验要求，应选择两个样品进行对比研究。

（3）若某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，经过相同时间后进行对比研究。这名同学设计的方案存在的问题是未控制相同。该同学发现问题后及时纠正错误并进行了正确的实验操作，经过相同时间后，样品的情况如图（b）所示。据此，你认为小丽的猜想是（选填“正确”或“错误”）的。

4. (1) 表面积 (2) 乙、丙 (3) 温度 正确

【分析】
要探究液体蒸发快慢与液体种类的关系，需运用控制变量法，即控制除液体种类外的其他影响蒸发快慢的因素相同。影响蒸发快慢的因素有液体温度、液体表面积、液体上方空气流动快慢，因此需控制这些变量不变。（1）问中，除空气流速、温度外，还需控制液体表面积相同；（2）问中，要选液体种类不同且其他条件（表面积、温度等）相同的样品，图（a）里乙是酒精、丙是水，容器规格相同、液面高度一致，符合要求；（3）问中，同学将样品分别放在室内和室外，温度不同，未控制温度相同；纠正后实验，从图（b）可知相同时间内水和酒精蒸发量不同，说明蒸发快慢与种类有关，故猜想正确。
【解析】
（1）探究蒸发快慢与液体种类的关系时，根据控制变量法，需控制液体上方空气流动快慢、液体温度和液体的表面积都相同，因此填“表面积”。
（2）要对比液体种类对蒸发的影响，需保证液体种类不同，其他条件（表面积、温度等）相同。图（a）中，乙是酒精，丙是水，容器规格相同，液面高度一致，即表面积相同，符合要求，故选择乙、丙两个样品。
（3）该同学将一个样品放在温暖室内，另一个放在寒冷室外，两者温度不同，未控制温度相同；纠正后实验，从图（b）可知，相同时间内水和酒精的蒸发量不同，说明液体蒸发快慢与种类有关，因此小丽的猜想是正确的。
【答案】
(1) 表面积 (2) 乙、丙 (3) 温度 正确
【知识点】
影响蒸发快慢的因素；控制变量法
【点评】
本题通过探究液体蒸发快慢与液体种类的关系，考查控制变量法的应用，是初中物理热学部分的基础实验题，需掌握控制变量法在实验探究中的核心作用。
【难度系数】
0.7

5 如图所示为小红做“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。

（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、沸点如表所示，他发现1个标准大气压下碘的熔点是$113.7°\mathrm{C}$，碘的沸点是$184.4°\mathrm{C}$，酒精灯的外焰温度约为$500°\mathrm{C}$。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，写出实验方案并简要说明：
1个标准大气压下部分物质的
熔点（凝固点）、沸点/℃

物质 水 酒精 煤油 碘 铜 铁 金
熔点（凝固点） 0 $-114$ — $113.7$ $1085$ $1538$ $1064$
沸点 $100$ $78$ $150$ $184.4$ $2360$ $2861$ $2850$

5. (1) 用酒精灯加热烧杯的过程中，在烧杯中会看到紫红色的碘蒸气，在烧杯口的烧瓶底部看到碘固体
(2) 采用的方法是将碘颗粒放在烧瓶中，将烧瓶浸在正在加热的热水中，观察碘状态的变化。水的温度最高为100 ℃(1个标准大气压下)，达不到碘的熔点，碘不会发生熔化现象，故出现的碘蒸气只能是由固态碘直接变成的，能更好地说明碘的升华(合理即可)

【分析】
首先，对于（1），碘受热时会发生物态变化：固态碘吸热后直接变为气态的碘蒸气，因此能观察到紫红色蒸气；气态碘碰到温度较低的烧瓶底部时，放热又会直接变为固态碘，附着在烧瓶底部。对于（2），小明质疑碘可能先熔化再汽化，要证明碘直接升华，需控制碘的温度低于其熔点，避免熔化。标准大气压下沸水温度为100℃，低于碘的熔点113.7℃，利用热水加热可控制温度，从而验证碘的升华过程。
【解析】
（1）用酒精灯加热烧杯时，固态碘吸热直接升华成紫红色的碘蒸气，所以烧杯中出现紫红色碘蒸气；碘蒸气上升碰到温度较低的烧瓶底部，放热凝华成固态碘，因此烧瓶底部会看到固态碘。
（2）要证明碘直接从固态变为气态，需控制碘的温度低于其熔点，避免熔化。标准大气压下，水的沸点为100℃，低于碘的熔点113.7℃，因此将碘颗粒放入烧瓶，把烧瓶浸没在正在加热的热水中，观察碘的状态变化：热水温度最高为100℃，达不到碘的熔点，碘不会熔化，出现的碘蒸气只能是固态碘直接升华形成的，即可证明碘的升华。
【答案】
（1）用酒精灯加热烧杯的过程中，在烧杯中会看到紫红色的碘蒸气，在烧杯口的烧瓶底部看到碘固体
（2）采用的方法是将碘颗粒放在烧瓶中，将烧瓶浸在正在加热的热水中，观察碘状态的变化。水的温度最高为100 ℃(1个标准大气压下)，达不到碘的熔点，碘不会发生熔化现象，故出现的碘蒸气只能是由固态碘直接变成的，能更好地说明碘的升华(合理即可)
【知识点】
升华与凝华、熔点与沸点的应用
【点评】
本题通过探究碘升华的实验，考查物态变化的核心知识，重点在于理解升华的定义，以及通过控制温度设计实验验证物态变化的方法，培养学生的实验探究能力和逻辑思维能力，是初中物理物态变化部分的典型探究题。
【难度系数】
0.6