20. 小明用如图甲所示的实验装置研究冰熔化时温度的变化规律,请分析并回答下列问题。

(1)如图乙所示,某时刻试管中温度计的示数是℃。
(2)把装有碎冰块的试管放到装有水的大烧杯中加热,主要目的是使碎冰块。
(3)图丙是小明根据实验数据绘制的冰的温度随时间变化的图像。由此可知冰是（选填“晶体”或“非晶体”）；在第6 min时,试管内的物质处于（选填“固态”“液态”或“固液共存态”）。
(4)小明又继续加热一段时间,观察到（选填“试管”“烧杯”或“试管和烧杯”）中的水发生了沸腾现象,温度计的示数不再发生变化。

20.(1)－4
(2)受热均匀
(3)晶体 固液共存态
(4)烧杯

【分析】
本题围绕冰熔化的实验展开，需结合温度计读数、水浴加热的作用、晶体熔化特点、沸腾条件等知识解题：
1. 温度计读数：先确定分度值，再判断温度正负，根据液柱位置读取示数；
2. 水浴加热的目的：利用水的导热性，使被加热物体受热均匀；
3. 晶体判断：晶体熔化时温度保持不变，对应图像有水平线段，熔化过程中物质处于固液共存态；
4. 沸腾条件：需达到沸点且持续吸热，烧杯中的水可从酒精灯持续吸热，试管中的水温度与烧杯内水的沸点相同，无法继续吸热，据此判断沸腾的容器。
【解析】
(1) 图乙中温度计的分度值为1℃，液柱在0℃以下第4格，因此示数为-4℃；
(2) 将装有碎冰块的试管放入大烧杯的水中加热，属于水浴加热，主要目的是使碎冰块受热均匀；
(3) 由图丙可知，冰在熔化过程中（BC段）温度保持不变，符合晶体的特点，故冰是晶体；第6min处于熔化过程中，试管内的物质为固液共存态；
(4) 沸腾需要满足“达到沸点且持续吸热”，烧杯中的水可从酒精灯持续吸热，能发生沸腾；试管中的水温度与烧杯内水的沸点相同，无法继续吸热，不能沸腾，因此观察到烧杯中的水发生沸腾现象。
【答案】
(1) －4
(2) 受热均匀
(3) 晶体；固液共存态
(4) 烧杯
【知识点】
晶体熔化特点；水浴加热；沸腾条件
【点评】
本题考查冰熔化实验的基础知识点，涵盖温度计读数、实验装置作用、晶体判断、熔化状态分析及沸腾条件，属于热学实验的常规考题，需掌握实验原理和图像分析方法。
【难度系数】
0.6

21. 小华探究水在沸腾前后温度变化的特点的实验装置如图甲所示。


(1)在安装器材确定铁圈的位置时，（选填“需要”或“不需要”）点燃酒精灯。
(2)第4 min时温度计的示数如图乙所示，此时水的温度是℃。小华发现，温度计玻璃外壳有水雾，原因是水蒸气发生（填物态变化名称）。
(3)如图丙所示，水沸腾时，某一气泡由A处上升至B处的过程中，气泡会（选填“变大”“不变”或“变小”），这时气泡内的气体是（选填“空气”或“水蒸气”）。由表中数据可知，实验中水的沸点为℃，水沸腾时，温度计的示数（选填“变大”“不变”或“变小”）。
(4)水沸腾后，撤去酒精灯，待其自然冷却至室温，则水冷却过程的温度随时间变化的图像为图丁中的（选填“a”或“b”）。

21.(1)需要
(2)97 液化
(3)变大 水蒸气 98 不变
(4)a

【分析】
本题围绕水沸腾实验的多个考点展开，解题思路如下：
(1) 安装铁圈时需根据酒精灯外焰高度确定，因此要先点燃酒精灯，保证用外焰加热；
(2) 温度计读数先看分度值，再找液柱对应刻度；水雾是气态变液态，属于液化；
(3) 水沸腾时气泡上升因水压减小且水汽补充而变大，气泡内是水蒸气；沸点是沸腾时的温度，沸腾时温度不变；
(4) 水冷却时温度逐渐降低，降温速度先快后慢，对应图像a。
【解析】
(1) 安装实验器材时，铁圈的位置需依据酒精灯外焰的高度调整，确保用外焰加热，因此需要点燃酒精灯，故填“需要”。
(2) 图乙中温度计的分度值为1℃，液柱对应刻度为97℃，此时水的温度为97℃；温度计玻璃外壳的水雾是高温水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故物态变化为液化。
(3) 水沸腾时，整个容器内水温相同，气泡上升过程中，周围水不断汽化产生水蒸气进入气泡，且水的压强随深度减小而减小，因此气泡会变大；气泡内的气体是水沸腾产生的水蒸气；由实验数据可知水的沸点为98℃，水沸腾的特点是吸热但温度不变，因此温度计的示数不变。
(4) 水冷却过程中，温度随时间逐渐降低，且降温速度先快后慢，符合图丁中图像a的变化规律，故填“a”。
【答案】
21.(1)需要；(2)97 液化；(3)变大 水蒸气 98 不变；(4)a
【知识点】
水的沸腾实验、物态变化、温度-时间图像
【点评】
本题考查水沸腾实验的基础知识点，涵盖实验器材安装、温度计读数、物态变化判断、沸腾特点及冷却温度图像，是热学实验的常规考题，需学生掌握实验操作要点和相关概念。
【难度系数】
0.6