7.在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”的实验中,某同学用如图甲所示的实验装置进行实验,并绘制了图乙中的图线①。现将烧杯中的水冷却至室温,倒掉约三分之一的水,保持其他条件不变,重做上述实验并绘制了图线,此图线是()。

A.①
B.②
C.③
D.④
A.①
B.②
C.③
D.④
答案
C
解析
【分析】
要解决此题,需明确两个核心要点:①水的沸点与气压有关,实验条件不变时,气压不变则水的沸点不变;②倒掉部分水后,水的质量减小,相同加热条件下,水的升温速度会加快,达到沸点的时间缩短。先确定沸点,再对比各图线的升温速度即可选出答案。
【解析】
1. 水的沸点由气压决定,保持其他实验条件不变,气压不变,因此水的沸点仍为98℃,图线最终温度应为98℃。
2. 根据热量公式$Q=cm\Delta t$,实验装置不变,相同时间内水吸收的热量$Q$相同,水的比热容$c$不变。倒掉约三分之一的水后,水的质量$m$减小,由$\Delta t=\frac{Q}{cm}$可知,相同时间内水升高的温度$\Delta t$更大,即升温速度更快,因此达到沸点98℃的时间比原实验图线①的5分钟更短。
3. 观察图乙:图线①是原实验,5分钟达到98℃;图线③升温速度比①快,达到98℃的时间小于5分钟,符合要求;图线②升温慢,达到沸点的时间超过5分钟,不符合;图线④初始温度为94℃,且升温速度不符合,故正确图线为③。
【答案】
C
【知识点】
水的沸腾特点;热量计算
【点评】
本题结合水沸腾实验考查热量公式的应用,需理解质量对升温速度的影响,难度适中,属于基础实验题。
【难度系数】
0.5
要解决此题,需明确两个核心要点:①水的沸点与气压有关,实验条件不变时,气压不变则水的沸点不变;②倒掉部分水后,水的质量减小,相同加热条件下,水的升温速度会加快,达到沸点的时间缩短。先确定沸点,再对比各图线的升温速度即可选出答案。
【解析】
1. 水的沸点由气压决定,保持其他实验条件不变,气压不变,因此水的沸点仍为98℃,图线最终温度应为98℃。
2. 根据热量公式$Q=cm\Delta t$,实验装置不变,相同时间内水吸收的热量$Q$相同,水的比热容$c$不变。倒掉约三分之一的水后,水的质量$m$减小,由$\Delta t=\frac{Q}{cm}$可知,相同时间内水升高的温度$\Delta t$更大,即升温速度更快,因此达到沸点98℃的时间比原实验图线①的5分钟更短。
3. 观察图乙:图线①是原实验,5分钟达到98℃;图线③升温速度比①快,达到98℃的时间小于5分钟,符合要求;图线②升温慢,达到沸点的时间超过5分钟,不符合;图线④初始温度为94℃,且升温速度不符合,故正确图线为③。
【答案】
C
【知识点】
水的沸腾特点;热量计算
【点评】
本题结合水沸腾实验考查热量公式的应用,需理解质量对升温速度的影响,难度适中,属于基础实验题。
【难度系数】
0.5
8.在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”的实验中,小敏根据实验测得的数据,绘制了如图1所示的温度随时间变化的图像,并记录了水沸腾前后水中气泡上升的情况,如图2所示。以下说法中正确的是()。


A.水沸腾前,水中气泡应是图2中甲所示的情形
B.由图1可知,当时该地水的沸点是97 ℃
C.由图1可知,实验进行到第7 min就停止了加热,所以温度未能达到100 ℃
D.沸腾是只发生在液体内部的剧烈的汽化现象
A.水沸腾前,水中气泡应是图2中甲所示的情形
B.由图1可知,当时该地水的沸点是97 ℃
C.由图1可知,实验进行到第7 min就停止了加热,所以温度未能达到100 ℃
D.沸腾是只发生在液体内部的剧烈的汽化现象
答案
B
解析
【分析】
要判断各选项的正确性,需掌握水沸腾前后气泡的变化特点、沸点的定义、沸点与气压的关系以及沸腾的概念:1. 水沸腾前,上层水温低于下层,气泡上升时水蒸气遇冷液化,体积逐渐变小;沸腾时,整个水温度一致,水压减小,气泡上升时体积逐渐变大。2. 液体沸腾时保持不变的温度叫沸点,沸点随气压降低而降低。3. 沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象,沸腾时需持续吸热。
【解析】
选项A:水沸腾前,气泡上升时因上层水温低,水蒸气液化,气泡体积逐渐减小,对应图2中乙的情形,而非甲,故A错误。
选项B:由图1可知,水温度升高到97℃后保持不变,根据沸点的定义,此时的温度就是该地水的沸点,故B正确。
选项C:水的沸点与气压有关,标准大气压下沸点为100℃,该地气压低于标准大气压,所以沸点为97℃,并非实验到第7min停止加热,故C错误。
选项D:沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象,而非只发生在液体内部,故D错误。
【答案】
B
【知识点】
水的沸腾特点、沸点与气压的关系、汽化现象
【点评】
本题围绕“探究水沸腾前后温度变化的特点”实验,考查水沸腾的相关基础知识点,需准确区分沸腾前后气泡变化、沸点的影响因素及沸腾的概念,属于实验基础题,难度适中。
【难度系数】
0.6
要判断各选项的正确性,需掌握水沸腾前后气泡的变化特点、沸点的定义、沸点与气压的关系以及沸腾的概念:1. 水沸腾前,上层水温低于下层,气泡上升时水蒸气遇冷液化,体积逐渐变小;沸腾时,整个水温度一致,水压减小,气泡上升时体积逐渐变大。2. 液体沸腾时保持不变的温度叫沸点,沸点随气压降低而降低。3. 沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象,沸腾时需持续吸热。
【解析】
选项A:水沸腾前,气泡上升时因上层水温低,水蒸气液化,气泡体积逐渐减小,对应图2中乙的情形,而非甲,故A错误。
选项B:由图1可知,水温度升高到97℃后保持不变,根据沸点的定义,此时的温度就是该地水的沸点,故B正确。
选项C:水的沸点与气压有关,标准大气压下沸点为100℃,该地气压低于标准大气压,所以沸点为97℃,并非实验到第7min停止加热,故C错误。
选项D:沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象,而非只发生在液体内部,故D错误。
【答案】
B
【知识点】
水的沸腾特点、沸点与气压的关系、汽化现象
【点评】
本题围绕“探究水沸腾前后温度变化的特点”实验,考查水沸腾的相关基础知识点,需准确区分沸腾前后气泡变化、沸点的影响因素及沸腾的概念,属于实验基础题,难度适中。
【难度系数】
0.6
9. 甲、乙两图分别是根据“探究冰的熔化”“水的沸腾”两个实验数据绘制的图像。下列分析正确的是()。

A.图甲中,冰的温度达到0 ℃时,冰一定处于固液共存态
B.图甲中,冰熔化过程用了10 min
C.图乙中,水沸腾时不需要吸热
D.图乙中,实验时环境气压低于标准大气压
A.图甲中,冰的温度达到0 ℃时,冰一定处于固液共存态
B.图甲中,冰熔化过程用了10 min
C.图乙中,水沸腾时不需要吸热
D.图乙中,实验时环境气压低于标准大气压
答案
D
解析
【分析】
要解决这道题,需结合晶体熔化和水沸腾的图像特点,逐一分析每个选项:
1. 晶体熔化的特点:晶体熔化时温度保持不变,冰的熔点为0℃,温度达到熔点时,可能处于固态、固液共存态或液态;
2. 计算冰的熔化时间:从图像中找到冰开始熔化和结束熔化的时间,差值即为熔化时长;
3. 水沸腾的特点:水沸腾时持续吸热,温度保持不变;
4. 沸点与气压的关系:标准大气压下沸点为100℃,气压越低,沸点越低,据此判断环境气压。
【解析】
选项A:冰是晶体,熔点为0℃,温度达到0℃时,可能是固态(刚达熔点未熔化)、固液共存态(熔化中)或液态(刚熔化完),并非一定是固液共存态,故A错误;
选项B:图甲中,冰在第4min开始熔化,第10min熔化结束,熔化用时为10min - 4min = 6min,不是10min,故B错误;
选项C:水沸腾的条件是达到沸点且持续吸热,沸腾时温度不变,但仍需要吸热,故C错误;
选项D:标准大气压下水的沸点为100℃,图乙中水的沸点为98℃,低于100℃,说明实验时环境气压低于标准大气压,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
晶体熔化图像、水的沸腾特点、沸点与气压的关系
【点评】
本题结合冰的熔化和水的沸腾图像,考查物态变化的核心知识点,需掌握晶体熔化、水沸腾的特点,以及沸点与气压的关系,属于基础分析题,需准确读取图像中的时间和温度信息。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需结合晶体熔化和水沸腾的图像特点,逐一分析每个选项:
1. 晶体熔化的特点:晶体熔化时温度保持不变,冰的熔点为0℃,温度达到熔点时,可能处于固态、固液共存态或液态;
2. 计算冰的熔化时间:从图像中找到冰开始熔化和结束熔化的时间,差值即为熔化时长;
3. 水沸腾的特点:水沸腾时持续吸热,温度保持不变;
4. 沸点与气压的关系:标准大气压下沸点为100℃,气压越低,沸点越低,据此判断环境气压。
【解析】
选项A:冰是晶体,熔点为0℃,温度达到0℃时,可能是固态(刚达熔点未熔化)、固液共存态(熔化中)或液态(刚熔化完),并非一定是固液共存态,故A错误;
选项B:图甲中,冰在第4min开始熔化,第10min熔化结束,熔化用时为10min - 4min = 6min,不是10min,故B错误;
选项C:水沸腾的条件是达到沸点且持续吸热,沸腾时温度不变,但仍需要吸热,故C错误;
选项D:标准大气压下水的沸点为100℃,图乙中水的沸点为98℃,低于100℃,说明实验时环境气压低于标准大气压,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
晶体熔化图像、水的沸腾特点、沸点与气压的关系
【点评】
本题结合冰的熔化和水的沸腾图像,考查物态变化的核心知识点,需掌握晶体熔化、水沸腾的特点,以及沸点与气压的关系,属于基础分析题,需准确读取图像中的时间和温度信息。
【难度系数】
0.6
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