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升华
凝华
25.5
吸收
液体表面空气的流速
雨天(或潮湿天气)
自下而上

度计的玻璃泡接触容器底
$-3$
$BC$
保持不变
不正确,水沸腾的条件是温度达到沸点,且继续吸热。试管中的水从烧杯中的水吸热,温度达到沸点后,与烧杯中的水温度相同,不能继续吸热,所以不能沸腾
减少水的质量提高水的初温

【分析】
我们判断某一温度下物质的状态,核心思路是把给定的实际温度和该物质的熔点、沸点做大小对比,遵循三条规律:①温度高于沸点时物质为气态;②温度介于熔点和沸点之间时物质为液态;③温度低于熔点时物质为固态。接下来分别对氢和氧做对比:先处理氢,已知氢熔点-259℃、沸点-253℃,给定温度-250℃比氢的沸点更高,符合气态的判定条件;再处理氧,已知氧的熔点是-218℃,给定温度-250℃比氧的熔点更低,符合固态的判定条件。
【解析】
要确定-250℃时氢和氧的状态,结合熔点、沸点的定义分步对比温度大小即可:
1. 判断氢的状态:
标准大气压下,氢的熔点为$-259^{\circ }C$,沸点为$-253^{\circ }C$,对比得$-250^{\circ }C > -253^{\circ }C$,实际温度高于氢的沸点,因此氢为气态。
2. 判断氧的状态:
标准大气压下,氧的熔点为$-218^{\circ }C$,对比得$-250^{\circ }C < -218^{\circ }C$,实际温度低于氧的熔点,氧还未发生熔化,因此氧为固态。
【答案】
气 固
【知识点】
熔点与沸点;物态判断
【点评】
本题是物态变化模块的基础题型,核心考查利用熔点、沸点判定特定温度下物质状态的能力,易错点是负温度的大小比较,不少同学会搞错负数的大小规律,误判温度和沸点、熔点的高低关系,解题时要牢记负号后数字越大,实际温度越低。
【难度系数】
0.7
【分析】
解这道题的核心思路是先明确物态变化前后物质的初始状态和最终状态,再结合题干里的“直接”这一关键条件匹配对应的物态变化定义:第一步先判断第一个过程:黑色碳粉是固态,最终变成的碳蒸气是气态,“直接”说明变化过程中没有出现液态的中间状态,对应固态直接变气态的物态变化;第二步判断第二个过程:初始是气态的碳蒸气,最终变回固态的碳粉,同样没有经过液态过渡,对应气态直接变固态的物态变化,就能得出答案。
【解析】
1. 第一个空:黑色碳粉属于固态,在激光照射下直接变为气态的碳蒸气,物质由固态直接变为气态的物态变化为升华。
2. 第二个空:气态的碳蒸气经过特殊冷却装置后,直接变为固态的碳粉,物质由气态直接变为固态的物态变化为凝华。
【答案】
升华 凝华
【知识点】
升华现象;凝华现象
【点评】
本题是物态变化板块的基础概念应用题,解题核心是抓住题干中“直接”的限定条件,区分升华和“先熔化再汽化”、凝华和“先液化再凝固”的不同变化路径,只要牢记六种物态变化的定义就可以顺利完成作答。
【难度系数】
0.9
【分析】
我们可以逐个小问梳理思路:①第一问读取a温度计示数,首先先确定温度计的分度值,观察刻度发现25℃到26℃之间有10个小格,每小格代表0.1℃,再看液柱对应刻度就能得到示数;②蒸发是汽化的一种形式,汽化过程需要吸热,因此酒精蒸发时会从周围的温度计获取热量;③对比b、c两支温度计的实验条件,二者都蘸了酒精,唯一区别是c表面有风吹动,也就是液体表面空气流速不同,结合控制变量法就能得出对应的影响因素;④如果三支温度计示数差别很小,说明蘸了液体的b、c几乎没有发生明显的蒸发,也就是环境中水蒸气含量很高,蒸发很难进行,对应湿度大的天气即可。
【解析】
(1) 由图可知,温度计的分度值为0.1℃,液柱上表面位于25℃上方第5格,因此a温度计的示数为25℃ + 5×0.1℃ = 25.5℃。
(2) 蒸发属于汽化现象,汽化过程需要吸收热量,因此酒精蒸发时会向温度计吸收热量,使温度计的示数低于环境温度。
(3) b、c温度计都蘸有酒精,c温度计额外进行了吹风操作,二者的变量是液体表面的空气流速,c的示数更低说明蒸发更快,因此可得出蒸发快慢与液体表面空气的流速有关。
(4) 若环境为雨天(或潮湿天气),空气的相对湿度很大,水的蒸发速率极慢,吸收的热量很少,因此三支温度计的示数差别不大。
【答案】
(1) 25.5 (2) 吸收 (3) 液体表面空气的流速 (4) 雨天(或潮湿天气)
【知识点】
温度计的读数,蒸发吸热,影响蒸发快慢的因素
【点评】
本题是蒸发相关的基础探究实验题,核心考查控制变量法在实验中的应用,将物态变化知识点和生活场景结合,大部分考点属于基础内容,仅最后一问需要结合生活常识理解湿度对蒸发的影响,整体难度适中。
【难度系数】
0.7
【分析】
这道题围绕冰熔化规律和水沸腾特点的探究实验展开,我们可以顺着实验操作→仪器读数→图像分析→规律应用→实验优化的逻辑一步步推导:
1. 组装器材时,酒精灯需用外焰加热,要先确定酒精灯的位置,再依次向上固定铁圈、烧杯、试管、温度计,所以必须自下而上组装,避免自上而下组装后下方酒精灯位置不合适。
2. ①观察图甲的烧杯温度计,能发现它的玻璃泡碰到了烧杯底部,这是温度计使用的典型错误;②读乙图温度计时,先看刻度,数值越往下越大说明是零下温度,分度值1℃,数出0℃以下第3格,得到示数。
3. ①冰是晶体,熔化过程中持续吸热温度保持不变,对应图像里温度不变的BC段;②水沸腾的核心特点就是吸热但温度保持不变,对应丁图的水平段。
4. 判断试管内的水能不能沸腾,要紧扣沸腾的两个必要条件:达到沸点、持续吸热,试管内的水温度达到沸点后,和烧杯内水的温度没有温度差,无法继续吸热,因此不可能沸腾。
5. 题目明确要求烧杯水面要高于试管内碎冰的上表面,如果减少水的质量,水面高度就达不到要求,所以只能通过提高水的初温来缩短加热时间。
【解析】
(1) 组装实验器材时,为了保证使用酒精灯外焰加热,同时方便后续依次调整各部件高度,需按照自下而上的顺序组装。
(2) ① 图甲中测量烧杯中水的温度计,玻璃泡接触到了烧杯底部,会导致测量温度偏高,属于安装错误。
② 图乙的温度计分度值为1℃,液柱位于0℃刻度线以下第3格,因此读数为-3℃。
(3) ① 冰是晶体,熔化过程中温度保持不变,图丙中AB段是固态冰吸热升温,BC段温度不变对应冰的熔化过程,CD段是熔化后水吸热升温,因此BC段能反映冰熔化的温度变化规律。
② 由图丁可见,水温度升到99℃后保持不变,因此水沸腾的特点是持续吸热,温度保持不变。
(4) 该结论不正确。水沸腾需要同时满足两个条件:温度达到沸点,能够持续吸热。试管中的水温度达到沸点后,和烧杯内沸腾的水温度相同,不存在温度差,无法从外界继续吸收热量,因此试管内的水不会沸腾。
(5) 题目要求烧杯中水面略高于试管中碎冰的上表面,若减少水的质量,水面高度会低于碎冰上表面,不符合实验要求,因此合理措施是提高水的初温,缩短加热到沸腾的时间。
【答案】
(1) 自下而上
(2) ① 温度计的玻璃泡接触容器底 ② $-3$
(3) ① $BC$ ② 保持不变
(4) 不正确,水沸腾的条件是温度达到沸点,且继续吸热。试管中的水从烧杯中的水吸热,温度达到沸点后,与烧杯中的水温度相同,不能继续吸热,所以不能沸腾
(5) 提高水的初温
【知识点】
晶体熔化规律,水沸腾条件,温度计读数
【点评】
本题是热学经典探究实验的综合考题,既覆盖了实验组装、仪器使用、图像分析等基础考点,又通过试管内水能否沸腾的设问,深度考查学生对沸腾双条件的理解,最后结合实验初始要求排除易错选项,能有效检验学生对实验细节的掌握程度。
【难度系数】
0.6