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不变
水的初温不同
温度达到沸点后不能继续吸收热量
升高
升高

均匀受热
C
晶体

不变
晶体凝固放热,但温度不变

固液共存

4
【分析】
这道题围绕水沸腾前后温度变化的特点实验展开,我们可以顺着实验操作、现象规律、拓展应用的逻辑逐步思考:
1. 第一问回忆温度计的正确使用要求,固定夹B是用来固定温度计的,要保证温度计能准确测量水的温度,玻璃泡必须完全浸没在被测液体中,和水充分接触,同时不能触碰烧杯的底和壁。
2. 第二问倒入热水,热水的初始温度比冷水高,在相同加热条件下,升到沸点需要吸收的热量更少,自然就能减少加热到沸腾的时间。
3. 第三问,图乙是水沸腾时的气泡形态,水沸腾的核心特点是持续吸热、温度保持不变;两套装置、水量完全相同的情况下,升温速率是一致的,图像的差异仅体现在初始温度不同,也就是水的初温不一样。
4. 第四问,液体沸腾需要同时满足两个条件:达到沸点、持续吸热。烧杯中的水沸腾后温度保持在水的沸点,试管里的水可以通过热传递达到和烧杯水相同的沸点,此时两者没有温度差,试管内的水无法继续吸热,所以不能沸腾;加盐后试管内的水沸腾,说明此时烧杯内盐水的温度高于纯水的沸点,试管内的水达到沸点后可以继续吸热,也就是烧杯的水温升高了。
5. 第五问分析表格数据,盐水浓度越高对应的沸点数值越大,说明浓度增大沸点升高;如果想要汤汁尽快沸腾,就不能一开始就加盐让沸点变高,要后放盐,这样初始阶段汤汁沸点更低,能更快升温沸腾。
【解析】
(1) 温度计测量水温时,玻璃泡需要和被测的水充分接触,完全浸没在水中,才能准确测量水的温度,同时不能触碰烧杯底和烧杯壁,避免测量温度不准。
(2) 向烧杯中倒入热水,热水初温更高,相同加热条件下,水从初温升高到沸点所需的加热时间更短,目的是缩短加热时间。
(3) 图乙是水沸腾时的气泡状态,水沸腾过程中需要持续吸热,温度保持不变,所以温度计示数不变;实验装置、水量完全相同时,单位时间水吸收的热量相同,升温速度一致,绘制的图像不同说明水的初始温度不同。
(4) 烧杯中的水沸腾后温度保持纯水的沸点不变,试管中的水温度可以达到沸点,但和烧杯内水的温度相同,没有温度差,无法继续吸收热量,因此不能沸腾;向烧杯中加盐后试管内的水沸腾,说明烧杯内盐水的沸点高于纯水沸点,烧杯中的水温升高,试管内的水达到沸点后可以持续吸热。
(5) 分析表格数据可知,盐水浓度越大,对应的沸点越高,因此盐水浓度增大时沸点会升高;煮食物时想要汤汁尽快沸腾,要避免一开始就升高汤汁的沸点,因此最好选择后放盐。
【答案】
(1) 和水充分接触
(2) 缩短加热时间
(3) 吸热;不变;水的初温不同
(4) 温度达到沸点后不能继续吸收热量;升高
(5) 升高;后
【知识点】
温度计的使用;水沸腾的特点;沸点的影响因素
【点评】
本题是水沸腾探究实验的常规综合题,覆盖了实验操作细节、沸腾条件核心规律、盐水沸点变化的拓展应用,考点都是该实验的高频基础考点,只要学生熟记实验操作规范和液体沸腾的两个必要条件,就能顺利完成作答。
【难度系数】
0.8
【分析】
我们一步步梳理这道题的解题思路:
1. 第一小问回忆水浴加热的优点,题目已经给出减缓升温速度便于记录,剩下的核心优势就是让被加热的物质受热均匀。
2. 第二小问结合温度计读数规则:俯视读数偏大、平视读数准确、仰视读数偏小,题目说明测得值比真实值低,对应仰视的视线即可。
3. 第三小问分析丙图:①图像存在温度恒定的阶段,有固定熔点,符合晶体特征;②晶体熔化全程都需要持续吸热,第6min处于熔化阶段,必然在吸热;③第7min物质温度为-2℃,放入-4℃的盐冰水混合物中,物质温度高于环境会放热,晶体凝固过程温度保持不变,因此温度不变。
4. 第四小问分析戊图:①烧杯内的冰直接被酒精灯加热,会先升温到0℃开始熔化,试管内的冰需要从烧杯中吸热,升温更慢、熔化启动时间更晚,对应滞后的虚线;②第8min烧杯内的冰正在熔化,处于固液共存态,此时试管内冰的温度还没到0℃熔点,是固态,结合图像可算出试管内冰的熔化总时长。
【解析】
(1)水浴法加热时,被加热物质完全浸没在水中,水的温度分布均匀,因此可以让物质均匀受热。
(2)图乙中A为俯视读数,结果偏大;B为平视读数,结果准确;C为仰视读数,结果偏小,测得温度比真实值低对应C。
(3)①图丙中该物质在BC段温度保持-2℃不变,存在固定熔点,因此属于晶体。
②晶体熔化的特点是持续吸热、温度不变,第6min处于熔化过程中,因此该物质在吸热。
③第7min时该物质温度为-2℃,取出放入熔点为-4℃的盐冰水混合物中,物质温度高于周围环境,会向外放热,晶体凝固过程放热但温度保持不变,因此试管中该物质的温度不变。
(4)①烧杯内碎冰直接受热,先升温到0℃开始熔化,试管内碎冰需要通过烧杯内的水吸热,升温速率更慢,熔化启动时间更晚,因此虚(虚)线是试管内碎冰的温度变化图像。
②第8min时,烧杯内的碎冰正处于熔化过程,温度保持0℃,属于固液共存态;此时试管内碎冰的温度还未达到0℃的熔点,无法开始熔化,处于固态;试管内碎冰从第10min开始熔化,第14min熔化结束,熔化总时长为14min-10min=4min。
【答案】
(1)② 均匀受热
(2)C
(3)① 晶体 ② 在 ③ 不变 晶体凝固放热,但温度不变
(4)① 虚 ② 固液共存 固 4
【知识点】
水浴加热特点,晶体熔化凝固,温度计读数
【点评】
本题是晶体熔化实验的综合考题,覆盖了实验操作细节、仪器读数、图像分析等多个考点,重点考察了晶体熔化需要满足达到熔点、持续吸热两个条件,易错点是判断试管内碎冰的状态和熔化时长,需要结合热传递条件推导,对学生的图像解读能力有一定要求。
【难度系数】
0.6