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物态变化——老师用

发布时间:2013-10-20 09:48:00  

初中物理竞赛——物态变化专题

一、温度计

简述温度计的构造:常用的液体温度计是利用液体热胀冷缩的规律制成的。

(1)冰水混合物的温度定义为0摄氏度,一标准大气压下沸水的温度定义为100摄氏度,表示为:0℃和100℃。

(2)0℃和100℃之间为100个等分,每一个等份代表1摄氏度。

2.温度计的使用

(1)使用前:观察它的量程,判断是否适合待测物体的温度;并认清温度计的分度值,以便准确读数。

(2)使用时:温度计的玻璃泡全部浸入被测液体中,不要碰到容器底或容器壁;温度计玻璃泡浸入被测液体中稍候一会儿,待温度计的示数稳定后再读数; 1

(3)读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与温度计中液柱的上表面相平。

绝对零度:-273.15℃

开氏温度与摄氏温度的关系:T=273+t;单位:开尔文,简称:开,符号:K

二、融化和凝固

1.熔化:

1) 定义:物质从固态变成液态的过程;是一个吸热过程。

2) 关于定义的说明:物质初始状态是固态,末状态是液态

3) 实验装置:

A. 名称:水浴加热法

B. 优点:能够使物质均匀受热,实验进度便于控制。

C. 装置图:

注意事项:酒精不能超过酒精灯容积的2;火焰分为三层,外边一层淡黄3色、第二层桔红色、最里边层浅蓝色;分别为焰心、内焰、外焰;用灯帽盖灭酒精灯。

D. 一般使用方法:

2

a) 外焰的温度最高所以用酒精灯的外焰加热。

b) 用石棉网起到均匀受热的作用。

c) 如果要缩短加热时间,可以在烧杯上加盖、减少水、用热水替代

冷水等。

E. 熔化图像:

))时间(min) 时间(min)

晶体熔化图像 非晶体熔化图像

F.

(1)熔化规律:关键词:熔点。

①晶体在熔化过程中,要不断地吸热,但温度保持在熔点不变。 ②非晶体在熔化过程中,要不断地吸热,且温度不断上升。

(2)晶体熔化必要条件:温度达到熔点、不断吸热。

2.凝固:

(1)凝固规律:

晶体在凝固过程中,要不断地放热,但温度保持在熔点不变。 非晶体在凝固过程中,要不断地放热,且温度不断下降。

(2)晶体凝固必要条件:

温度达到凝固点、不断放热。(重点)

(3)凝固放热。

3

(4)影响物质熔点的因素:杂质(盐水和水的凝固点)、物质种类(冰和铁的熔点不同)、压力(用细线切割冰块)、【压强影响物质的沸点(在平原和高山上烧水)】(重点)

三、汽化和液化

1.汽化:

(1)汽化现象分为:沸腾、蒸发两种形式,都要吸热。

(2)沸腾和蒸发的区别:

2.沸腾:

(1)液体沸腾必要条件:温度达到沸点、不断吸热。

(2)沸腾规律:液体在沸腾时,要不断地吸热,但温度保持在沸点不变。

(3)沸腾图像各段的涵义(以水为例,如图3)

0A段:不断吸热,水的温度升高

AB段:水沸腾时不断吸热,但温度不变

3.蒸发:

(1)蒸发吸热,有致冷作用;

4

(2)影响蒸发快慢的三个因素:①液体自身的温度;②液体蒸发的表面积;③液体表面附近的空气流动速度。

2.液化:

(1)液化的方法分为:①降温(遇冷、放热)液化;②压缩体积液化。(增加压强)(重点)

四、升华和凝华

1.升华:

升华:物质由固态直接变成气态的过程;是一个吸热过程;如:用久了的灯丝

变细了、樟脑丸变小了或不见了。

升华吸热:干冰可用来冷藏物品。(干冰是固态二氧化碳,升华成气态时,吸收大量热)

2.凝华:

凝华:物质由气态直接变成固态的过程;是一个放热过程;如:霜、雾凇等。 凝华现象:凝华放热。

五、物质的比热

1.热传递

热总是从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分。

? 热传递的特点:具有方向性

? 热传递的条件: 存在温度差

? 热传递的规律: 进行到温度相同为止

? 热传递传递的是热而不是温度

1. 热传导:热沿着物体由温度高的部分传到温度低的部分

热传递的三种方式: 2. 热对流:靠液体或气体的流动来传递热

3. 热辐射:热由物体沿直线向外射出去

2、热量

热量:在热传递过程中物体吸收或放出的能量的多少叫做热量。

5

热量的符号:Q

热量的单位:焦(J)

3、比热容

3.1.比热容: 单位质量的某种物质,温度升高1℃所吸收的热量,叫做这种物质的比

热容,简称比热。 比热符号:C

3.2.比热容的单位:J/(kg ·℃)

读作“焦每千克摄氏度”

※ 1千克的某种物质,温度降低1℃所放出的热量,和温度升高1℃所吸收的热量相同。

3.3比热的计算

c?Q m?t

Q:表示物体吸收或放出的热量 C:表示物质的比热 m:表示物体的质量 △t:表示物体升高或降低的温度

几种物质的比热容 [ J /(kg·℃)

]

3.4.比热是物质的特性之一.

问:一滴水和一盆水的比热容谁大?

答:一样大。因为比热容是物质的特性之一,不随质量的改变而改变。

问:把一根铁丝截为长短不同的两段,哪段铁丝的比热容大些?

答:比热容一样大。

物质的比热容跟密度相似,也是物质的特性之一.

6

对某种确定的物质来讲,比热容是一个确定的数值,跟物体质量的大小,温度改变的多少,物体的形状、体积、位置等无关,它仅与物质的种类和状态有关。 因此,可以用比热容来鉴别物质的种类。

六、熔化热 单位质量的晶体在熔点时变成同温度的液态物质所需吸收的热量。也等于单位质量的同种物质,在相同压强下的熔点时由液态变成固态所放出的热量。常用单位为焦/千克。常见的冰的熔化热是3.36×105J/kg。

在一定温度、压力下,纯物质熔化(晶体转变为液态)过程中体系所吸收的热(即过程的热效应)。 七、汽化热

汽化热是一个物质的物理性质。 其定义为:在标准大气压(101.325 kPa)下,使一摩尔物质在一定温度下蒸发所需要的热量,对于一种物质其为温度的函数。

物质的量:mol(摩尔)1NA=6.02?10个。 23

7

8

物态变化

例1 夏天,打开冰箱门,常可看到白雾。这是 [ ]

A.冰箱内原有的水蒸气。 B.冰箱内食物中的水分遇到高温空气后,蒸发形成的水蒸气。

C.空气中的水蒸气降温形成的小冰晶。 D.空气中的水蒸气降温形成的小水滴。 答案:D

例2小明两次煮鸡蛋。第一次在水开后继续用急火煮,直到煮熟;第二次在水开后将火焰调小,但仍保持锅中的水沸腾,直到煮熟。两次比较发现 [ ]

A.第一种方法比第二种方法省燃料又省时间。B.第一种方法费燃料但省时间。

C.第二种方法比第一种方法省燃料但费时间。D.第二种方法比第一种方法省燃料,两种方法所用时间相近。

答案:D

例3夏天,自来水管上常有水珠,这是因为 [ ]

A.夏天自来水的温度较高,蒸发较快,从而在管壁形成水珠。

B.夏天空气中水蒸气较多,遇到较冷的自来水管就在管壁上凝结成水珠。

C.夏天气压较低,管内外压强差较大,少量水分透过管壁微孔渗出。

D.夏天用水量大,水厂需给自来水加压,管内外的压强差增大,因此有少量水分透过管壁微孔渗出。

答案:B

例4在制药时,为从溶液中提取抗菌素,要用加热的方法使水沸腾而除去水分,但抗菌素不能在超过80℃的条件下提取,应采用的方法是 [ ]

A.增加容器内的气压,使水的沸点低于80C。B.降低容器内的气压,使水的沸点低于80C。

C.缩短加热沸腾的时间。D.用微火加热使其沸腾。

答案:B

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例5制造金属工具时,为增加工件的硬度,将烧红的工件放入冷水中进行淬火,此时会发出“吱吱”的声音,并在水面上冒出“白烟”,这个物态变化是______过程。

答案:液化

例6冻豆腐里面有小孔的成因是: [ ]

A.豆腐自身冻缩而成B.豆腐自身膨胀而成

C.外界的冰雪扎进豆腐里而成D.豆腐里面的水受冻先结冰,再熔化成水后而成

答案:冻豆腐里面有小孔的成因是:豆腐里面的水受冻先结冰,再熔化成水体积减小而成。选D

例7一把一段长约5厘米的蜡烛,粘牢在一个碗底,然后把水装入碗内,使水面刚好到蜡烛的边缘,然后点燃蜡烛,试说明你观察到的现象,并解释出现这种现象的原因。

答案:点燃蜡烛后,过一会蜡烛会烧到水面以下,这时蜡烛呈四周的壁很薄的漏斗状。出现这种现象的原因是蜡烛燃烧后,烛芯四周的蜡熔化,当熔化到四周只剩很薄的一层蜡时,热从蜡层传递到水,使这层蜡达不到熔化的温度,因而呈漏斗状。

例8夏天,在天平左盘中放一敞口玻璃杯,杯中有一冰块,右盘中放有一定质量的砝码,这时天平是平衡的,过了几分钟后,天平失去了平衡,天平向______倾斜了,原因是______。

答案:左;空气中水蒸气液化成小水滴,附着在冰上。

例9在北方的冬天,汽车驾驶员常用水和酒精的混合物作为汽车冷却系统中的冷却液,这是因为这种混合液具有 [ ]

A.较低的沸点。 B.较低的熔点。C.较大的比热。 D.较小的密度。

答案:B

例10在烹炸食物时常会见到滚开的油锅中,溅入一滴水后,会有剧烈的响声,并溅起油来。其主要原因是 [ ]

A.溅入的水滴温度太低。B.水是热的不良导体。

C.水的比热比油的比热大D.水的沸点比油的沸点低。

10

答案:D

例11用飞机向云层喷洒于冰(固体的CO2)是一种人工降雨的方法。以下列出几个物态变化过程:a)干冰迅速吸热升华;b)干冰吸热熔解;c)云层中水蒸气遇冷液化成雨滴;d)云层中水蒸气遇冷凝华成小冰晶;e)水蒸气以干冰为核心凝结成雨滴;f)小冰晶下落遇暖气流熔解成雨滴。在这种人工降雨过程中,发生的物态变化过程为 [ ]

A.a、c。 B.a、d、f。C.b、c。 D.e。

答案:B

例12在舞台上喷洒干冰(固态二氧化碳)可以产生白雾,形成所需的效果。这种雾气是 [ ]

A.二氧化碳气体迅速液化而形成的小液滴。B.干冰迅速熔化后再蒸发形成的气体。

C.干冰迅速升华变成的气体。D.干冰使空气中的水蒸气液化形成的小水珠及小水珠凝固形成的小冰晶

答案:D

温度和温度计

例1人们常说井水冬暖夏凉,这是因为 [ ]

A.井内冬夏温度变化小,地面冬夏温度变化大,所谓“冬暖夏凉”是井水温度与地面温度比较而言的。

B.井水受地热的作用而有较多的热能。

C.井水远离地面,不受空气流动的影响,因而具有较多的热能。

D.井水暴露在空气中,夏天气温高,蒸发得快,吸收了较多的热量,因而温度较低。

答案:A

例2有一支用毕没有甩过的体温计,读数停留在38.2℃,被误用来测量病人的体温。病人实际体温是37.8℃,体温计读数是______℃;如果病人实际体温是38.5℃,体温计读数是______℃。

答案:38.2,38.5

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例3干湿泡湿度计是用两个相同的温度计并列制成的,在使用时,其中一个温度计下端的玻璃泡包着湿布,因为水在蒸发时要______所以这个温度计的读数要比另一个的读数______。在相同室温下,两个读数的差值大,就表明空气的水蒸气含量______。

答案:吸热,低,少

例4我国北方冬天,河流会结上厚厚的一层冰,冰的温度有时低达-40℃,假如在-40℃的冰下有流动的河水,那么水与冰交界处的温度是: [ ]

A.4℃ B.0℃ C.-40℃ D.略高于-40℃

答案:B

例5小明有一只温度计,虽然它的玻璃管的内径和刻度都是均匀的,标度却不准确。它在冰水混合物中的读数是-0.7℃,在沸水中的读数是102.3℃。

(l)当它指示的气温是-6℃时,实际的温度是多少?

(2)它在什么温度附近误差很小,可以当作刻度正确的温度计使用?

答案:实际温度记为t,温度计的读数记为t'。按题意,t和t'为线性关系,因此t=at'+b ①

分别把t'=-0.7℃、t=0℃和t'=102.3℃、t=100℃代入,解出a=0.97,b=0.68 再将a、b值代入①式得

t=0.97t'+0.68℃ ②

(1)把t'=-6℃代入②式,得t=-5.14℃.

(2)令t'=t,则②式变为t=0.97t+0.68℃

解出t=22.7℃

例6小红在两个同样的烧瓶中灌满水,加热到相同的温度后分别用厚度相同的1、2两种保温材料包好,定时测量烧瓶中水的温度。实验过程中室温保持不变。他想用这种方法比较两种材料的保温性能。表中给出了在时刻t(单位是分)测得的两个烧瓶中的水温T1、T2的几组数据。根据这些数据在下面的方格纸中作出表示水温与时间关系的图象并回答以下问题:

1. 哪种材料的保温性能较好?

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2. 当时的室温大约是多少?

3. 在这些水温数据中,哪一个最可能是由于测量或记录的疏忽而产生的错误?

答案:第一种材料的保温性能较好。当时的室温约为20 ℃。所给数据中t =35 分时的T1 = 50 ℃最可能是测量或记录时的错误。

例7白炽灯泡的灯丝常制成螺旋状,这样做的目的是 [ ] A.便于灯丝散热,防止灯丝熔断。 B.尽量减少灯丝的电阻。 C.减少灯丝散热,提高灯丝的温度。D.减少灯丝在高温时的升华 答案:C

例8许多电冰箱的后背涂成黑色,原因是 [ ] A.黑色物体的热辐射能力较强。B.黑漆的强度较高。

C.黑色物体吸热能力较强,有利于冰箱内物体的降温。D.黑色物体不易吸附灰尘。

热水器问题

例1 下表列出的是北京煤气用具厂生产的JS系列家用燃气热水器的参数,其中各物理量的单位用的是国际通用的符号,说明如下:

Pa:帕斯卡;mmH2O 毫米水柱 ;J:焦耳;h:小时

M3:立方米;l:升; kgf:千克力,即质量为1千克的物体所受的重力 min:分(时间单位)

单位前面的字母M表示系数106,字母H表示系数102

1.分别计算燃烧1米3液化石油气、人工煤气和天然气所产生的热量(单位:焦耳)。 2.王秋生同学说,热水产率一栏中,5、3、2后面的符号印得不清楚,好像是数字“l”,但在“/min”的前面又丢掉了什么,请你通过计算判断这个栏目中三个参数的正确数值和单位。

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3.“热效率”一栏给的是参考值;“热水产率”一栏给的是厂家对样品的实测值。分别计算温升25℃和55℃时的热效率,并解释这两种情况下热效率不同的原因。

答案:1.查表可知:燃气热水器额定热负荷为

37×106J/h。

石油气、人工煤气、天然气的额定燃气耗量分别是

0.368×102m3/h、1.964×102m3/h和1.04×102m3/h。

因此,石油液化气:

人工煤气:

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天然气:

2.以温升40℃为例,根据表中其他参数计算热产生率。设每分钟热水产生率为m,则水在1分钟内吸收的热量可表示为Q收=cm△t=4.2×103m△t(J)。

又根据表中所给参数,按热水率80%计算时,燃气在1分钟内放出的能被水吸收的热量:

∵Q吸=Q放

即4.2×10m△t=Q放

由此判断:3和“/min”之间的符号如果是代表质量,它的意义应该是千克(符号kg),考虑到1千克水的体积是1升,所以,这个符号一定是字母L

的小写“l”,而不是数字“1”。因此正确的数字和单位是3升/分(3L/min)。分析温升25℃和55℃两种情况可以印证这个结论。

3.由关系式Q放=cm△t和热水产生率表可知升温25℃时水每分钟吸收的热量和燃气放出的热量:

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同理,升温55℃时水吸收的热量:

Q吸=4.2×103×2×55=4.62×105(J)

燃气每分钟放出的热量:

Q放=6.17×

105J

答:升温25℃和55℃时的热效率分别是85%和75%;因为温升较高时,热量损失多,所以热效率较低。

例2 经验表明,自制家用太阳能热水器的效率在夏天可达50%;从太阳能手册中查到,在地球表面,晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.26×103焦/米2·秒。如果晒水箱内的水大约有40千克,晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是1.5米2,请计算,要使水温上升30℃需要多长时间。

答案:η─热水器效率,m─水的质量,R─单位面积,单位时间,地面接收的热量,

S─晒水箱面积,△T─水的温升,C─水的比热,△t─所用时间。

在△t时间内水所接收的辐射热

使水温上升△T所需热量

由 Q=Q' (3)

16

把数值代入,得

△t=5333秒 (5)

t=1小时29分

比热容辅导

例1 有一堆从河中捞出的温砂子,测得其比热容为1.2×103焦/(千克.℃)。已知干砂子的比热容为0.9×103焦/(千克.℃),则按质量说,这堆砂子含水的百分比是多少?

答案:m1;干砂子的质量,m2;水的质量,m;砂子和水的混合物的质量;

c1;干砂子的比热容,c2;水的比热容,c;砂子和水的混合物的比热容;Q1;干砂子吸收的热量,Q2;水吸收的热量,Q;砂子和水的混合物吸收的热量;

△t;温度差。

砂子和水的混合物、砂子、水各自吸收的热量可以表示为:

Q=c(m1+m2)△t (1)

Q1=c1m1△t (2)

Q2=c2m2△t (3)

由这三个式子可以解出

代入数值后,得

例2 质量和初温都相同的甲、乙两个物体,先把甲放入一杯冷水中,热平衡后

17

水的温度升高了△t℃,把甲取出后立即把乙放入此杯水中,热平衡后水温又升高了△t℃。若忽略热损失,甲、乙两种物质哪个比热大?

答案:甲的比热小于乙的比热。

热机辅导

例1 一台拖拉机的发动机是四汽缸、四冲程的柴油机,汽缸的直径为95毫米,活塞冲程为127毫米,第三冲程中气体作用在活塞上的平均压强是196牛/厘米2,飞轮的转数是1200转/分,这台发动机的功率是多少瓦?

答案:活塞面积S=πr2=3.14×(9.5/2)2=70.85(厘米)2 (1)

活塞受到的压力F=PS=196×70.85≈1.389×104(牛) (2)

燃气对活塞每次做功W=Fh=1.389×104×0.127

≈1764(焦) (3)

曲轴每转一周两个气缸做功,每分钟发动机做功次数

n=1200×2=2400(次/分) (4)

每次做功所用时间t=1/n=1/2400(分/次)

=0.025(秒/次

) (5)

例2 热机是将燃料的内能转化为机械能的装置,热机的应用和发展推动了社会的进步。热机在能的转化过程中不可避免地要损失一部分能量,并且对环境造成一定程度的污染。请指出热机工作过程中存在的各种形式的能量损失,同时指出造成哪些环境污染。

答案:热机排出的气体仍有较高的温度,因此要损失一部分内能;燃烧不充分、克服摩擦做功造成能量损失;对大气造成污染。

分子运动及内能

例1炎热的夏天,当你走在晒得发烫的柏油路上时,刚巧来了一辆洒水车,洒 18

湿了路面。这时你会感到更加闷热,产生这种感觉的主要原因是:( )

A. 洒水车中的水经过曝晒,内能增加,温度很高 B. 洒水后空气的湿度增加,身上的汗较难蒸发

C. 地面上的水反射了阳光,使身体得到更多的热量 D. 水蒸发时把地面的热带到了人的身上

例2小峰想利用电冰箱降低室温:他先将电冰箱的门打开,然后接通电源。他这样做,可以达到降低室温的目的吗?为什么?

答案:不能.因为电冰箱的制冷机工作后,冰箱冷冻室内的蒸发器温度降低,吸收空气的热量,与此同时,冰箱外部的冷凝器温度升高,将热量传给空气,室内空气的热量只是被冰箱吸收后又被放出,所以室温不会降低.

例3 氧原子的大小约是( )

A 3×10-10埃 B 3埃 C 3×10-10m D 3×1010m

答案:B,C

例4 0℃的冰块全部熔化成0℃的水,体积将有所减少,比较这块0℃的冰和熔化成的水所具有的内能,下列说法中正确的是()

A 它们具有相等的内能 B 0℃的冰具有较大的内能 C 0℃的水具有较大的内能落石出 D 无法确定

答案:C

例5气象站测量气温用的温度计装在百叶箱中。百叶箱是什么颜色的?为什么?如果装在封闭的箱子中会有什么弊病?为什么?如果露天放置会有什么弊病?为什么?

答案:百叶箱是白色的。如果是其他颜色的,阳光照射时会使箱内空气的温度明显高于箱外气体的温度,测出的温度不是环境中空气的温度。如果把温度计装在封闭的箱中,测出的也不是环境的的气温。这是由于空气不流通,箱子内外的气温并不相等。如果把温度计露天放置,测量出来的同样不是气温。这是由于阳光直接照射时,温度计本身的温度不等于周围空气的温度。

例6 我国北方为了室内采暖,用管道将热水从锅炉输往室内。在管道上方的天花板上常可看到被“熏”黑的痕迹。

19

1.根据你学过的物理知识,解释形成这种黑迹的原因。

2.提出一种观察或实验的方法,用以判断上述解释的正确性。

答案:1.热水管道附近空气温度较高,密度较小,上升,对流加快,空气中的微尘附着在天花板上,形成黑迹。

2.居住单元通往楼道的门比较严实,但门和墙之间仍有小缝,外面的风经常吹进来,这种门缝附近的墙壁上,也有类似黑迹。这种现象支持了上述的解释。

例6 超市里出售的冷冻食品的塑料包装盒通常选用白色的,并在盒子的底部压制出一些几何图案的凹凸槽,这主要是为了( )

A.既轻便又美观

B.既保温又增强抗形变能力

C.减少食品与包装盒的接触面积

D.避免食品受污染

答案:B

例7 当盛油的厚壁钢瓶内压强很大,相当于大气压的1万到2万倍时,虽然瓶壁无裂良,瓶内的油依然能从进而渗出,这是因为:[ ]

A、金属原子间有空隙;B油分子被压小了;

C油分子不停地做无规则运动;D金属原子不停地做规则运动。

答案:A

【例题】

(11·日照)7.沿海地区与内陆地区相比昼夜温差较小,其主要原因是海水比沙石具有较大的

A.比热容 B.内能 C.密度 D.热量

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答案:A

(11·兰州)10.用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图所示,据此判断物质甲的比热容为

A.2.1×103J/(kg·℃)

B.4.2×103J/(kg·℃)

C.1.2×103J/(kg·℃)

D.条件不足,不能确定

答案:A

(11·株洲)13.株洲沿江风光带有一段人造沙滩,在炙热的夏天赤脚踩在沙滩上感觉烫脚,而站在湘江边的浅水滩处却感到凉爽.形成这种现象的原因,下面解释正确的是

A.沙子的密度小,水的密度大 B.沙子的密度大,水的密度小

C.沙子的比热容大,水的比热容小 D.沙子的比热容小,水的比热容大 答案:D

(11·龙岩)4.下列城市中,年平均昼夜温差较大的是

A.厦门 B.海口 C.龙岩 D.珠海

答案:C

(11·昆明)3.滇池是昆明的母亲湖,春城之所以冬无严寒夏无酷暑,与滇池息息相关,所以保护滇池,人人有责。滇池对昆明气候的调节作用,主要是因为

A.水具有较大的比热容 B.水具有较大的密度

C.水具有较大的内能 D.水具有较高的温度

答案:A

(11·阜新)6.下列说法正确的是:

A.电动汽车的核心部件——电动机是热机的一种

B.汽油机的压缩冲程,主要将内能转化为机械能

C.汽车发动机用水作冷却液,主要是利用水比热容大的特点

D.汽车司机开车时要系好安全带,是为了减小刹车时人的惯性

答案:C

(11·南京)10

.小明根据所学的物理知识并结合下列表格中的数据,得出以下四个 21

结论,其中正确的是

A.寒冬季节盛有水的水缸放在室外不可能破裂

B.标准大气压下,铝在660℃时一定处于固液共存状态

C.体积相等的铁球和铝球,如果它们的质量相等,铁球可能是实心的

D.质量相等的实心铁块和实心铝块,升高相同的温度,铝块吸收的热量较多

答案:D

二、填空题

(11·无锡)17.城市中修建人工湖,不但可以美化生活环境,而且能有效调节

其周围环境的气温.这是由于水的 大,在同样受热或冷却时,温度变化 (选填“大”或“小”)的缘故,

答案:比热容 小

(11·成都)16.如图(甲)所示,炒菜时.燃料燃烧,将化学能转化为________

能,如图(乙)所示,在海边沙滩,我们经常发现,沙子滚烫,而海水依旧凉爽这主要是因为海水的_______比沙子大。

答案:内 比热容

(11·莆田)20.核电站发生重大事故时,为了降低核安全壳周围的温度,采用

水对其进行冷却,因为水的 较大,它 (填物态变化名称)时能 (填“吸收”或“放出”)大量的热。

答案:比热容 汽化 吸收

22

(11·哈尔滨)43. 2011年6月5日哈尔滨市湿地节开幕.湿地具有调节气候、美化环境等功能.能调节空气湿度是因为 ;能起到调节空气温度作用的依据是 .

答案:水蒸发变成水蒸气 水的比热容较大、水蒸发吸热

(11·杭锦旗)17.鄂尔多斯市在科学规划和建设城市时,大量增加水面面积,是利用水的 大的特性,且水在蒸发时 (选填“吸热”或“放热”),可以调节气温,营造了舒适的生活环境。

答案:比热容 吸热

收或放出同样多热量,温度变化较大的是___________,据此可解释沙漠地区的昼夜温差较沿海地区的要___________.(选填“大”或“小”)

答案:4.2×103 沙石 大

(11·潍坊)16.潍坊白浪河湿地公园建成后.水域面积大大增加,不仅起到了美化绿化作用,提升了城市形象,而且改善了周边生态环境,附近居民明显感觉到昼夜温差变小了.请你运用所学物理知识,做出简要的解释______________________________________。

答案:水域面积增大,蓄水量增多,又因为水的比热容较大,所以在吸收或放出同样热量的情况下,温度变化小.(只要答出水的比热容较大,即可得分)

(11·十堰)14.小红家新买了一辆轿车,她看到爸爸往汽车发动机的水箱里灌水,这是因为水的________大,所以在相同条件下水能带走较多的________,冷却效果好。

答案:比热容 热量

(11·恩施州)37.用稳定的加热设备给一种晶体持续均匀地加热一段时间,根据测量结果绘出了如图所示的温度-时间图像。可以发现,如果升高相同的温度,该物质在AB段时吸收的热量 (选填“大于”或“小于”)在 CD段时吸收的热量。 23

答案:小于

三、简答题

(11·鸡西、黑河)32.核能的利用给人们带来很多好处,但发生事故后也会给人们带来多种危害。日本福岛核事故就给日本和周边国家的人民造成影响。请你从物理学的角度简单说明在抢险过程中用水降温的原因。并指出发生核事故后的一种危害。

答案:答:因为,水的比热容大,质量相同,升高相同温度时,由Q吸=Cm△t可知,(1分)水吸收的热量多,降温效果好。

利用核能不当时,会有核辐射。(其它的合理答案均得分)

四、实验、探究题

(11·徐州)37.小华学习做饭的过程中,经常加热油和水,她猜想油的比热容比水小.

(1)能够支持她这一猜想的事实是( )

A.同样情况下,油升温比水快 B.油能把食物炸黄,而水不能

C.油能漂在水面上 D.油比水难蒸发

(2)为了验证猜想,小华向两个同样的烧杯里分别倒入 相同的水和油,并测量它们的初始温度.两温度计示数相同,如图所示,它们的初始温度为 ℃.

24

(3)在同样条件下加热相同时间后,水的温度达到25℃,油的温度达到30℃,由此可得油的比热容为 J/(kg·℃) [水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)].

答案:(1)A (2)质量 20 (3)2.1×103

(11·柳州)27.为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验。

实验数据记录如下。

(1)从表中数据可知,水和食用油的质量_________(选填“相同”或“不相同”),加热结束时,食用油的温度比水温度_____(选填“高”或“低”).

(2)在此实验中,如果要使永和食用油的最后温度相同,就要给水加热更长的 时间,此时,水吸收的热量________(选填“大于”或“小于”或“等于”)食用油吸收的热量.

(3)实验表明,_____________(选填“水”或“食用油”)吸热的能力更强。

答案:(1)相同 高 (2)大于 (3)水

(11·淮安)25.阅读短文,将问题答案的序号填写到对应的横线上。

A.小华和小明中午赤脚在海边玩耍,觉得沙子很烫。

B.小华和小明跳到海水里游泳,感到海水比沙子凉很好。

C.小华对小明说,为什么海水会比沙子凉很多?

D.小明说,可能是海水的温度比沙子低。

E.傍晚她们双来到海边,仔细测试沙子和海水的温度,发现沙子比海水凉。 F.小明说,为什么中午海水比沙子凉,傍晚沙子却比海水凉?

G.小华说,可能是海水和沙子吸(放)热的本领不一样。

25

H.小华和小明取同样质量的海水和沙子,在相同的条件下分别用酒精灯加热,记下相同时间内海水和沙子分别升高的温度值;移去酒精灯,再记下相同时间内降低的温度值。

I.小华和小明在笔记本上写道:实验数据表明,海水吸(放)热的本领比沙子强。

短文的叙述中,(1)属于体验的有 ___________ ;(2)属于提出问题的有 ___________ ;(3)属于假设的有 ________________ ;(4)属于描述实验过程的有 ________________ ;(5)属于结论的有 __________ 。

答案:(1)ABE (2)CF (3)DG (4)H (5)I

(11·东营)22.某同学通过实验探究水和蓖麻油吸热能力的差异。实验室器材有:铁架台、酒精灯、石棉网、温度计、弹簧秤、烧杯、火柴、天平(带砝码),以上统一规格的器材若干。

(1)除水和蓖麻油外,实验还需从以上器材中选取:______________________________

_______________________________________________________。

(2)请帮助该同学设计实验步骤,填写到下面的空白处。

22.答案:(1)实验选用的器材有:铁架台、酒精灯、石棉网、温度计、烧杯、火柴、天平(带砝码)

(2)实验步骤:

○1用天平称出适量质量相同的水和蓖麻油,分别倒入相同的烧杯中。

○2组装实验装置

○3用相同的酒精灯同时开始加热,加热一段时间后,用两只

温度计同时测量水和蓖麻油的温度并记录。

○4根据测得的温度值分析比较水和蓖麻油吸热能力的差异。

(11·西宁)27.小明和弟弟赤脚在河边玩耍发现沙子烫脚,跑到水中而水不热。弟弟问这是为什么?小明和弟弟回家后一起进行了探究。他们在相同的杯子中分别装上100g的水和沙子,让阳光同时照射,并用温度计测出了它们的温度值,记录数据如下表所示:

26

(1)分析实验探究中收集的数据,得出结论: 相同的不同物质,吸收相同的热量,升高的温度一般 。

(2)小明计算出了水在前6min吸收的热量是多少?

答案:(1)质量 不同

(2)8.82×102J

(11·长春)21.用如图所示装置进行实验,比较不同液体的吸热能力。在两个相同的烧杯中分别装入初温、质量相同的水和植物油,用相同的酒精灯加热至沸腾,实验中只记录了植物油和水沸腾时的温度,发现植物油的沸点比水的高。

(1)通过水沸腾时温度计的局部放大图,可知水的沸点是____℃,说明此时的大气压_标准大气压。

(2)实验中,将它们加热至沸腾,植物油所需时间较长。说明植物油吸收的热量比水吸收的热量____。

(3)通过以上实验过程______(选填“能”或“不能”)比较出植物油和水的比热容的大小关系。

答案:(1)98 (2)多 (3)不能

(11·福州)22.作为宜居城市,福州近年来大力整治西湖、左海、内河,新建了琴亭湖,全力打造一个美丽的水城,较好地调节了福州市区的气温。请你用所学知识解释修建人工湖和内河可以调节气温的主要原因。

27

答案:根据Q?cm?t,由于水的比热容比沙石、泥土的比热容大,在质量、吸收或放出热量基本相同时,水的温度变化较小。这样,福州修建了人工湖和内河可以较好地调节市区的气温。

(11·烟台)22.无论是白天还是夜晚,人们漫步在海滨,会感到习习海风迎面吹拂,十分畅快.这样的风非常柔和,通常情况下,它白天从海上吹向陆地,夜晚从陆地吹向海上(如图),气象上把这种风称为“海陆风”.请你运用学过的物理知识说明海陆风形成的原因.

答案:海陆风的形成,是由于陆地和海水的比热容不同造成的。由于海水的比热容大,接收太阳辐射能后,表面升温慢;陆地砂石的比热容小,升温比较快。于是,白天由于陆地气温高、空气上升快而形成海面吹向陆地的海风;夜晚正好相反,海水降温慢,海水气温高,空气上升而形成陆地吹向海面的陆风。

(11·牡丹江)30.夏天,小杰去海边游玩时发现:中午沙子较热,海水较凉,而傍晚沙子较凉,海水较热。对此现象小杰提出了猜想:可能是沙子吸热或放热后,温度变化的比水大。

(1)为验证猜想,小杰找来了铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、水、沙子、搅拌棒、细线、火柴、天平,除此之外,她还需要________。

(2)实验中,小杰选用了两个火焰相同的酒精灯:分别给水和沙子加热,这样做的目的是________。

(3)实验中:为了研究水和沙子吸收的热量与温度变化的关系,需要控制水和沙子的初温、水和沙子吸收的热量以及水和沙子的________相同。

(4)如果小杰实验时得出的结论与猜想一致,那么,当水和沙子升高相同的温度时,水吸收的热量和沙子吸收的热量应该有怎样的关系?

(5)小杰通过以上实验发现的规律,在生活中有许多应用,试举出一例。 答案:(1)温度计

(2)使水和沙子在相同时间吸收相同的热量(或使两个酒精灯在相同的

时间内放出的热量相同)

28

(3)质量

(4)质量相同的水和沙子,升高相同的温度,水吸收的热量大于沙子吸收

的热量(或Q水>Q沙)(只要答出水吸收的热量大于沙子吸收的热量即可)

(5)热水袋内装有水(或汽车散热器内装有水、暖气片里循环流动的液体是水、沙漠地区早穿皮袄午穿纱、沿海地区比内陆地区温差小等,其它利用水的比热大的特性,如温差问题辨别方向、调节气温等说法正确也可。)

【典型例题】

例1.关于用0℃的冰和0℃的水冷藏鱼,哪个效果好,叙述正确的是( )

A.0℃的冰比0℃的水的温度低,所以用冰的效果好

B.0℃的冰和水的温度相同,所以效果一样

C.尽管冰和水的温度相同,但0℃的冰熔化时要吸收大量的热,所以用质量

相等的0℃的冰比0℃的水效果好

D.冰放在鱼上方,而水可以把鱼全部浸泡,所以用0℃的水效果好

例2.某物质发生物态变化时,它的温度随时间变化的情况如图所示,则该图像可能

是( )

A、冰的熔化图像

B、松香的熔化图像

C、玻璃的凝固图像

D、铁水的凝固图像

例3.图是在标准大气压下海波的熔化图像,由图可知( )

A、海波是一种晶体

B、当温度达到48?C时,海波已经熔化了

C、对海波加热,耗时共计(t2?t1)min

D、在BC段,海波温度不变,所以无需加热

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例4.某同学对甲、乙两种物质同时分别加热,至两种物质全部熔化时,他记录的温

度变化数据如下表,则( )

A、甲、乙两种物质都是晶体 C、甲一定不是晶体,乙一定是晶体

B、甲、乙两种物质都不是晶体 D、甲一定晶体,乙一定不是晶体

例5.如图表示晶体熔化和凝固过程的图像,从图中可以看出,该晶体的熔化过程是图像中的 。

例3 例4

例6.将0?C的冰投入到0?C的水中,出现的现象是( )

A、冰融化成水 B、水凝固成冰 C、冰水共存 D、以上说法都不正确 例7.三个试管中分别装有甲、乙、丙固体,在相同的加热条件下,甲、乙、丙的温

度随时间的变化如右图所示。关于甲、乙、丙的质量关系,下列推测正确的是( ) A、甲的质量大小乙 B、甲的质量小于乙 C、乙的质量大于丙 D、乙的质量小于丙

30

【经典练习】

1.已知酒精、煤油、水银的熔点分别为?117?C、?30?C、?38.8?C,南极的最低气温可达?89.2?C,要测量南极的气温,应该选用( )

A、酒精温度计 B、煤油温度计

C、水银温度计 D、煤油温度计和水银温度计均可

2.下雪了,小明从外面捧回一团雪放在烧杯中,插入一支温度计,发现温度计的示数降到了?4?C,他将烧杯放在装许多热水的盆中,观察到温度计示数的变化是( )

A、先不变,后变大

C、一直变大 B、一直不变 D、先变大后不变,后来又变大

3.下列说法正确的是(水银的凝固点是?39?C)( )

A、冰融化时吸热,温度不断上升

B、液态蜡熔化时吸热,温度不变

C、水结成冰时要放热

D、某同学用水银温度计测量出北方冬季的最低温度为?52.3?C

4.保温瓶中盛有一些温度为0℃的水,现将温度为-10℃的一块冰抽入保温瓶中,并

盖上盖,这时生的现象是( )

A.水的温度降低,冰的温度升高

B.水的温度保持不变,冰的温度也不变

C.水的质量减少,冰的质量增加

D.水和冰的质量都不变

5.如图所示为某种晶体熔化过程的图像,

由图像可知该晶体的熔点为 ?C,

熔化过程用了 min,

该晶体可能是 。

31

6.有两个同学研究海波和石蜡熔化时温度的变化规律,记录的数据如下表:

他们在实验时观察到,海波在第5min开始熔化,第11min熔化完毕;石蜡在第2min开始变软,第12min熔化完毕。

请你对以上实验数据进行分析后完成下面各题:

(1)海波熔化时温度的变化规律 ;

(2)石蜡熔化时温度的变化规律 。

熔化与凝固(小测)

1.固体分为晶体和非晶体的依据是( )

A.是否金属 B.有无熔点 C.软硬程度 D.是否会熔化

2.在北方寒冷的冬季(温度在?10?C以下),把室外冻得冰冷的一些冻梨拿到屋子

里,浸没在冷水盆中,则可能出现的现象是( )

A、盆中有一部分水结冰,梨的温度升高 B、盆中的水结冰,梨的温度不变

C、盆中有水都结成冰,梨的温度降低 D、盆中的水都结成冰,梨的温度不变

3.物质从 变成 的过程叫做熔化,相反的过程叫 。

固体分为 和 。晶体熔化时要 热,其温度 ;非晶体熔化时要 热,其温度 。同种晶体的熔点和凝固点 。

4.硫代硫酸钠的熔点是 ,水的

凝固点是 。

32

5.如图所示是某种物质熔化时温度随时间变化的

图像,根据图像可以判断这种物质属于 ,

它的熔点是 。从该物质开始熔化到完全

熔化成液态,大约持续了 min,图中的EF段表示物质处于 态,FG

段表示物质处于 。若金属铝的熔点是660?C,600?C时铝处于 态660?C时铝处于 。

6.炎热的夏天,柏油马路会变软,这是因为( )

A.柏油是晶体,受热后达到熔点开始熔化

B.柏油是晶体,受热后达到熔点,所以先变软

C.柏油的硬度不够

D.柏油是非晶体,没有一定的熔点,受热后逐渐变软

7.把冰水混合物拿到温度在0?C以下的房间里,在冰的质量不断增加的过程中,冰水混合物的温度是( )

A、保持不变 B、温度降低 C、温度升高 D、以上三种情况都有可能

8.在0?C的冰熔化成0?C的水的过程中,下列说法中错误的是( )

A、温度保持不变 B、不断吸热

C、质量保持不变 D、体积不断变大

9.铁的熔点是1535?C,把一小块铁投入一大桶温度为1535?C的铁水中,不可能出

现的现象是( )

A、铁块的温度肯定会升高 B、肯定有少量的铁块熔化

C、肯定有少量的铁水凝固 D、铁块和铁水最后的温度仍是铁的熔点

10.将铁水浇成零件的变化曲线,应是下图中的( )

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11.锡的熔点是232?C,那么在232?C时,锡可能存在的状态是( )

A、固液共存 B、固态 C、液态 D、三者均有可能

12.在①松香;②萘;③冰;④玻璃⑤铁;⑥塑料;⑦橡胶;⑧蜂蜜;⑨水晶;⑩

硫代硫酸钠中,属于晶体的是 ,它们有一定的熔化温度,在它们熔化的过程中要 ,它们有一事实上的熔化温度,在它们熔化的过程中要 热量(填“吸收”或“放出” ),温度 (填“升高”“降低”或“保持不变” )。属于非晶体的是 ,它们没有事实上的熔化温度,在它们熔化的过程中要 热量(填“吸收”或“放出” ),温度 (填“升高”“降低”或“保持不变” )。

13.严冬,如果将汽车停放在室外过夜,就必须把汽车水箱里的水放光,试分析其原

因是什么?

17.在南极长城站附近,气温常达?40?C以下,在那里测量气温应该选用水银温度

计还是酒精温度计?为什么?

0018.-15C的冰1kg逐渐加热融化成100C的水,假定整个过程中没有汽化发生,在整个过程中吸收多少热量?

(已知冰的比热为2.1x 103J/(kg?℃),水的熔化热为3.33×10J/kg,水的比热是4.2x 103J/(kg?℃))

5

34

全国初中应用物理知识竞赛试题分类汇编

专题三、物态变化

一.选择题

1. (2013全国初中应用物理知识竞赛)在严寒的

冬季,小明到滑雪场滑雪,恰逢有一块空地正在进行

人工造雪。他发现造雪机在工作过程中,不断地将水

吸入,并持续地从造雪机的前方喷出“白雾”,而在“白

雾”下方,已经沉积了厚厚的一层“白雪”,如图1所图1

示。对于造雪机在造雪过程中,水这种物质发生的最主要的物态变化,下列说法中正确的是( )

A.凝华 B.凝固 C.升华 D.液化

答案:B

解析:造雪机在造雪过程中,水这种物质发生的最主要的物态变化是凝固,选项B正确。

2.(2012全国初中应用物理知识竞赛预赛)随着人民生活水平的提高,饭桌上的菜肴日益丰富,吃饭时发现多油的菜汤与少油的菜汤相比不易冷却。这主要是因为 【 】

A、油的导热能力比较差 B、油层阻碍了热的辐射

C、油层和汤里的水易发生热交换

D、油层覆盖在汤面,阻碍了水的蒸发

答案:D

解析:多油的菜汤不易冷却的原因是油层覆盖在汤面,阻碍了水的蒸发,选项D正确。

35

3.(2012全国初中应用物理知识竞赛)我国不少地区把阴霾天气现象并入雾,一起作为灾害性天气,统称为“雾霾天气”。关于雾和霾的认识,下列说法中正确的是 ( )

A.霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的

B.雾和霾是两种不同的天气现象

C.雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等颗粒形成的 D.雾和霾是同一个概念的两种不同说法

解析:雾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的,霾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等颗粒形成的,雾和霾是两种不同的天气现象,选项B正确。

答案:.B

4(2011全国初中应用物理知识竞赛河南预赛)如图所示的4种物态变化中,属于放热过程的是,( )

A.冰凉的衣服晾干 B.春天冰雪消融 C.冬天窗玻璃上有水滴 D.用干手器将手烘干

【解析】A图中冰凉的衣服晾干属于蒸发过程,吸热;B图中春天冰雪消融属于熔化过程,吸热;C图中冬天窗玻璃上的水滴是水蒸气遇冷液化而来的,属于液化, 放热;D图中用干手器将手烘干属于蒸发过程,吸热;所以属于放热过程的是图C。

【答案】C

【名师点评】此题图示了4

种常见现象,考查对常见物态变化是吸热过程 36

还是放热过程的分析。

5. (2011上海第25界初中物理竞赛)下列所描述的现象中,发生的物态变化不属于液化的是 ( )

A.在寒冷的冬天,长跑运动员在跑步时,不断从口中呼出“白气”

B.在严寒的冬夜,房间玻璃窗的内表面常有小冰花出现

C.在炎热的夏天,可看到棒冰周围冒出“白气”

D.在炎热的夏天,自来水管的表面常有水珠出现

【解析】:在寒冷的冬天,长跑运动员在跑步时,不断从口中呼出“白气”, “白气”是水蒸气遇冷液化而形成的小水滴;在严寒的冬夜,房间玻璃窗的内表面常有小冰花出现,这些小冰花是房间内水蒸气凝华形成的;在炎热的夏天,可看到棒冰周围冒出“白气”, “白气”是空气中水蒸气遇冷液化形成的小水滴;在炎热的夏天,自来水管的表面常有水珠出现,水珠是空气中的水蒸气遇冷液化而形成的。所描述的现象中不属于液化的是选项B。

【答案】B

【名师点评】在物态变化现象,凡是由水蒸气遇冷形成“白气”或小水珠的都属于液化,放热;凡是由水蒸气遇冷形成小冰晶或小冰花的都属于凝华,放热。

6.(2011全国初中应用物理知识竞赛初赛)将小锅放入盛有水的大锅中构成双层锅熬胶,胶不会被熬焦而失去粘性,是因为 ( )

A.夹层中的水起了散热作用

B.夹层中的水不善于传热

C.夹层中的水吸收了很大部分热量

D.夹层中的水温度保持在100℃不变,使胶的温度不会超过100℃

【解析】:夹层中的水沸腾,温度保持在100℃不变,使胶的温度不会 37

超过100℃,从而使胶不会被熬焦而失去粘性,选项D正确。

【答案】D

【名师点评】水沸腾是剧烈的汽化现象,沸腾时温度稳定在沸点,但要吸

收热量。

7. (第18界上海初中物理知识竞赛)同一个物体的温度可以利用摄氏

温标或热力学温标表示。用摄氏温标表示为20℃,用热力学温标表示为

293K。那么,当自来水的温度升高1℃时,用热力学温标表示这一温度的

升高,下列说法中正确的是:( )

A 温度升高大于1K B 温度升高等于1K

C 温度升高小于1K D 无法确定升高的值与1K大小的关系。

答案:B 解析:热力学温标中的1K等于摄氏温标中的1℃。

8.(第19界上海初中物理知识竞赛)为了保护航天发射台的安全,发射台

的下部往往有一个大水池。2003年10月15日“神州”五号发射时,我们

从电视实况转播中看到,火箭喷出的炽热气体使水池内冒出了大量“白

气”,你认为这“白气”主要是

A 水受热汽化成大量水蒸汽

B 水蒸汽遇冷液化成的大量小水珠

C 水被气流冲起的大量水花

D 水蒸汽遇冷凝华成的大量小冰晶

答案:B 解析:炽热气体使水池内冒出的大量“白气”主要是水池内的水

受热汽化成大量水蒸汽,水蒸汽上升遇冷液化成的大量小水珠,选项B正

确。

9.(第19界上海初中物理知识竞赛)如图3所示,甲容器内装有水,乙

38

试管内也装有水,并通过甲容器密封盖上的孔插入甲容

器的水中,且乙试管与密封盖紧密接触。现给甲容器加

热,则经过一段时间后

A、 甲容器内的水先沸腾

B、 乙试管内的水先沸腾

C、 甲容器、乙试管内的水同时沸腾

D、 甲容器内的水沸腾,乙试管内的水不会沸腾

.答案:A解析:给甲容器加热,则经过一段时间后,甲容器内的水先达到沸点沸腾,而后甲容器上方气压增大,甲容器内的水沸点升高(超过100℃),甲容器内的水不沸腾,而乙试管内的水温度超过沸点(100℃),开始沸腾,所以选项A正确。

10.(第20界上海初中物理知识竞赛)下列现象中利用了熔化吸热的是

( )

(A)运输食品时利用干冰降温防止食品腐烂

(B)天热时向地上洒水会感到凉快

(C)游泳后离开泳池时身上会感到有点冷

(D)向可乐饮料中加冰块会使饮料变得更凉

答案:D 解析:运输食品时利用干冰降温防止食品腐烂是干冰升华吸热,天热时向地上洒水会感到凉快是汽化吸热,游泳后离开泳池时身上会感到有点冷是汽化吸热。熔化吸热是固体熔化变成液体,向可乐饮料中加冰块会使饮料变得更凉,利用了熔化吸热,所以选项D正确。

11.(1997全国初中应用物理知识竞赛复赛)已知液态氧气、氮气和二氧化碳,在一个标准大气压下的沸点是-183℃、-196℃和-78.5℃。如果在一个标准大气压下用降温的办法,用空气来提取这些气体,那么温度下降时 39 图3

首先液化被分离出来的是:( )

A.氧气 B.氮气

C.二氧化碳 D.整个空气同时液化无法分离

.答案:C解析:用空气来提取这些气体,那么温度先下降到-78.5℃,首先达到二氧化碳的液化点,所以首先液化被分离出来的是二氧化碳。

12.(2011全国初中应用物理知识竞赛试题)在炒花生或栗子时,通常要往锅里放一些沙子(或粗盐)。这样做的主要目的是 ( )

A.使炒锅的温度更高

B.使花生或栗子受热均匀且避免与锅底直接接触时间过长

C.让沙子(或粗盐)吸收一些水分,使花生或栗子更加干酥脆

D.让沙子(或粗盐)吸收部分热量,防止因温度过高而使花生或栗子变焦

.答案:B解析:由于沙子(或粗盐)成碎粒,使花生或栗子受热均匀且避免与锅底直接接触时间过长,选项B正确。

13.今年入夏以来,我国很多地区持续严重干旱,气象部门组织实施了多次人工降雨.在空中喷洒干冰是人工降雨的一种方法,干冰使空气中的水蒸气变成小冰粒,小冰粒在下降过程中变成雨滴,形成降雨.下列说法正确的是

A.干冰使空气中的水蒸气变成小冰粒过程是凝固

B.干冰使空气中的水蒸气变成小冰粒过程是升华

C.小冰粒在下降过程中变成雨滴过程是汽化

D.小冰粒在下降过程中变成雨滴过程是熔化

答案:D解析:干冰使空气中的水蒸气变成小冰粒过程是凝华,选项AB错误;小冰粒在下降过程中变成雨滴过程是熔化,选项C错误D正确。 40

14. (2013全国初中应用物理知识竞赛)如果发生油锅起火现象,下列做法中最不应该的是( )

A.加一些冷油,降低温度 B.立刻盖上锅盖

C.立即向锅内倒入冷水来灭火 D.将蔬菜倒入油锅内

答案:C解析:若立即向锅内倒入冷水,则冷水密度大于油,下沉遇热沸腾,迫使燃烧的油飞出,可能烫伤人或引起火灾,所以如果发生油锅起火现象,不能立即向锅内倒入冷水来灭火。该题选项为C。

二.填空题

1. (2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题)从冰箱中拿出的冰棒上常粘着一些白花花的“粉”,剥开包装纸看到冰棒直冒“白气”,其中“粉”和“白气”的形成分别是 和 现象(填物态变化名称);吃冰棒感到凉快,主要是由于 的原因。

1答案:凝华 液化 冰棒熔化吸热

解析:从冰箱中拿出的冰棒上常粘着一些白花花的“粉”, “粉”是水蒸气凝华现象。剥开包装纸看到冰棒直冒“白气”,“白气”是水蒸气的液化现象;吃冰棒感到凉快,主要是由于冰棒熔化吸热的原因。

2. (2011全国初中应用物理知识竞赛初赛)大雪严重影响了民航、铁路和高速公路等交通,为了尽快清除积雪,常用的办法是撒“融雪盐”,这是因为撒入冰雪中的“融雪盐” 。

2.答案:.熔点较低

解析:撒入冰雪中的“融雪盐”.熔点较低,便于雪的熔化。

3. (2011全国初中应用物理知识竞赛初赛)冬天坐汽车时,经常发现在汽车前挡风玻璃上出现“哈气”,影响司机视线.要想尽快消除这些“哈 41

气”,可以采取的措施有 。

3.答案:.冬天,对着玻璃吹暖风使玻璃窗上的小水珠汽化;或开冷风也行,在玻璃前壁形成一层冷气膜,使水蒸气不能在玻璃上液化。

4.(2006全国初中应用物理知识竞赛河南预赛)南极是世界上最寒冷的地方,堪称“世界寒极”,它的最低温度可达-80°,即使在暖天气温也只有-20°,如果要在南极大陆用温度计来测量气温,根据下表中的有关数据,你认为选择__ __来做温度计的测温物质较为合适。南极的空气十分干燥,素有“白色沙滇”之称,其原因是___________________________。

4.答案:酒精 南极低温寒冷使空气中的水蒸气发生凝华造成的 解析:由于南极的最低温度可达-80°,低于固态水银的熔点,所以只能选择酒精来做温度计的测温物质较为合适。

5.(第18界上海初中物理知识竞赛)北方的冬天天气比较寒冷,房间内一般都要安装暖气片供暖。在房间暖气片温度保持不变的情况下,房间内的平衡温度将随外界温度的变化而变化。研究表明,房间内暖气片和房内的温差与房间内外的温差之比保持不变。当外界温度为—23℃时,房间内的温度长时间保持13℃不变;当外界温度为—18℃时,房间内温度长时间保持16℃不变,则房间内暖气片的温度应为______℃。当房间内温度长时间保持25C不变时,外界温度为______℃。

5.答案:67 -3

42

解析:由

t=67℃。 t?16oC16oC??18oC=t?13oC13oC??23oC,解得房间内暖气片的温度

67oC?13oC67oC?25oC由=o,解得外界温度t=-3℃。 o25oC?t13C??23C6. (第16界全国初中物理知识竞赛江苏预赛)干湿泡温度计(湿度计)是用两个相同的温度计并列制成的,使用时,其中一个温度计下端的玻璃泡包着湿布,另一个温度计的玻璃泡不包着湿布。将其放在室内,不包湿布的温度计显示的是 温度;因为水在蒸发时要 ,所以,包着湿布的温度计的读数要比不包湿布的温度计的读数 ;两个温度计的读数差越大,表明空气的水蒸气含量(湿度)越 。

6.答案:室内(空气) 吸热 小 小

解析:不包湿布的温度计显示的是空气温度;因为水在蒸发时要吸热,蒸发有制冷作用,使周围空气温度降低,所以,包着湿布的温度计的读数要比不包湿布的温度计的读数小;两个温度计的读数差越大,表明空气蒸发得快,空气的水蒸气含量(湿度)越小。

7.(2011全国初中应用物理知识竞赛初赛)在地球上,水是不断循环运动的,海洋和地面上的水受热蒸发到天空中,这些水蒸气又随着风运动到别的地方,雪是当水蒸气遇到冷空气,在天空中经 而来的固态降水。

1.答案:凝华

解析:雪是当水蒸气遇到冷空气,在天空中经凝华而来的固态降水。

43

三.实验探究题

1.小聪在探究“冰熔化过程的规律”实验中,根据收集的数据绘制了如图所示的图线.

(1)实验中选取的测量工具是 (2)分析图像可知:

①冰的熔点是 ②冰的熔化规律是

1.答案:(1)温度计

(2)①0℃ ②吸收热量温度不变

2.在做“探究水的沸腾”实验中,小华使用的实验装置如图14所示,根据实验数据作出的“温度—时间”图

像如图15所示。

(1)实验中所用温度计是根据液体

的规律制成的。

(2)从图15中可知实验测得水的沸

点是 ℃,

说明此时实验室中的大气压 (选填

“小于”、“大于”或“等于”)1标准大气压。

(3)水在沸腾过程中,温度将 (选填

“升高”、“降低”或“不变”),并看到有“白气”

不断从烧杯中冒出,这些“白气”是由于水蒸气

(填写物态变 44 ; ;

化名称)而产生的。

2.答案.?热胀冷缩;?97;小于;?不变;液化。

四.综合运用题

1.(2012全国初中应用物理知识竞赛)2006年7月1日,青藏铁路全线贯通。铁路要通过“千年冻土”区,“冻土”区路基在温度过高时会变得松软不牢固。为解决“冻土”难题,保证路基的稳定,青藏铁路路基两旁各插有一排碗口粗细、高约2m的热棒(中空的铁棒),如图7所示,热棒在路基下还埋有5m深,里面灌有液氨。请解释热棒是如何解决“冻土”难题保证路基的稳定的。

1.(5分)参考答案

(1)路基温度升高,液态氨吸热汽化,上升到热棒的上端;

(2)气态氨通过铁质外壳向温度较低的大气放热,液化变成液态氨;

(3)液态氨沉入棒底。如此反复,不断将地下的热量传递到大气中,确保路基处于冰冻状态而不熔化,从而保证路基的稳定。

说明:(1)、(2)各2分,(3)1分。共5分。

2.(2012全国初中应用物理知识竞赛)小明家新买了一台电热油汀取暖器,如图8所示。当小明用力晃动这台取暖器时,可以听到其内部发出 45

了液体流动的声音。小明找出说明书仔细阅读后得知,

这种取暖器将电热管安装在散热片腔体内的下部;在腔

体内电热管周围注有导热油;在控制电路中装有双金属

温控元件,当油温达到调定温度时,温控元件会自行断

开电源;在使用注意事项中特别强调这种取暖器不能倒

置或侧卧使用。请回答:

(1)为什么用油做导热物质而不用水?

(2)取暖器内部发出了液体流动的声音,说明油没有装满,这是为什么?

(3)为什么强调不能上下倒置或放倒后通电加热?

2.(5分)参考答案

(1)油是绝缘体,使用较安全。

(2)加热时.油体积要膨胀,若腔体内注满油,易胀坏腔体,引起事故。

(3)避免电热管露出油面,在这种情况下,通电加热有可能导致电热管处于油面以上的部分由于温度过高而损坏。

说明:(1)1分,(2)、(3)各2分。共5分。

3.(2011全国初中应用物理知识竞赛初赛)随看生活水平的提高,热疗已走进我们的生活,如家里的“热敷”。市面上的“足疗”、

体育场上的“蜡 46

浴”,其中“蜡浴”就是将熔化的蜡用刷子刷在肿胀部位,一段时间后,肿胀消失,疼痛减轻。请问“蜡浴”运用了什么物理原理?

3.解析:熔化的蜡用刷子刷在肿胀部位会发生凝固现象,凝固是一个放热过程,人体吸热后,加快血液流动。

4.(第16界全国初中应用物理知识竞赛)火箭点火发

射时,若高温火焰向下喷射到发射台上,发射台就会

被烧毁。为了保护发射台,在它的底部建造了一个大

水池,从而巧妙地解决了这个技术问题。

(1)火箭发射时,底部喷出的庞大的白色气团(图

6)是由什么组成的?它是怎样形成的?

(2)分析“大水池”对发射台起到保护作用的道理。

4.解析:(1)庞大的白色气团是由小水珠组成的,它是由水池里的水汽化后又降温液化成小水珠飘浮在空中形成的。

(2)高温的火焰喷到水中,水吸收热量汽化成水蒸气,从而起到保护发射台的作用。水还直到减震的效果,这也是一项保护作用。

5.(2002第十二届全国初中应用物理知识竞赛复赛)下图中的甲、乙两个房间里的两壶水都已烧开,试判断哪个房间的气温比较高。说明理由。

5.解析:乙房间的气温较高,两个壶中的水都在沸腾,壶嘴一定都在喷出水蒸气,但甲壶嘴上方的“白气"

很多,说明水蒸气遇到了较冷空气液化 47

了很多小水滴。而乙壶喷出的水蒸气很少液化,说明乙房间温度较高。

6.(2007第十七届全国初中应用物理知识竞赛)寒冬时节的早晨,汽车司机上车后常发现在前风挡车窗上出现白色的“哈气”,于是他打开暖风,很快就能除掉“哈气”;夏天,在下大雨后,风挡车窗上也出现“哈气”影响安全驾驶,于是司机打开空调制冷,很快“哈气”也被除掉。为什么同样的现象,司机采取不同的方法却收到了相同的效果?请你用所学的物理知识加以解释。

6.解析:水蒸汽遇冷才能凝结成效水珠形成“哈气”,司机采取的措施都是从抑制气体液化的条件入手的。

在冬季,司机用暖风提高风挡玻璃的温度,使水蒸气不能再风挡玻璃上液化而形成“哈气”。

在夏季下大雨时,车外温度较低,关闭车窗后,车内温度较高,风挡玻璃的温度较低. 车内水接汽在风挡玻璃上遇冷可以凝结形成“哈气”;此时打开空调制冷,使车内温度低于风挡玻璃的温度,车内水蒸气不能在风挡玻璃上液化,从而起到预防“哈气”产生的作用。

7.(2009第十九届全国初中应用物理知识竞赛复赛)阅读资料并回答问题:

干湿温度计是一种既能测量空气温度,又能测量空气相对湿度的常用测量仪器(某一温度下,空气中水蒸气量与该温度下饱和水蒸气量的比值叫做该温度下的空气相对湿度,以百分数表示;饱和气是指一定温度下,一定数量空气中所能最大限度容纳的水蒸气量)。如图4甲所示,仪器上有两支相同的温度计并列地安装在同一刻度板上(图4乙为其背面),其中一支温度计的测温泡外面裹有被水浸湿的棉纱,这一支温度计即为“湿”温度计;另一支温度计的测温泡直接裸露在空气中,这一支温度计即为“干”温度计。还有一个可根据干、湿温度计的示数来确定空气相对湿度的转盘式 48

标尺。

(1).通常情况下,湿温度计的示数比干温度计的示数稍低一些,这是为什么?

(2).转盘式标尺由两个同轴的圆盘组成,其中外盘是固定的,上面标有对应“湿温度计”温度值的0~40刻度线及表示相对湿度值的10~100刻度线;内盘可以绕轴转动,上面标有对应“干温度计”温度值的0~40刻度线及“相对湿度%”字样。转动内盘,当内、外盘上的相同温度值对准时,“相对湿度”的箭头正好指向100,表明空气的相对湿度为100%,如图4丙所示。

请你根据以上信息,说明如何根据干、湿温度计的示数,使用这个转盘式标尺来确定出空气的相对湿度。

(3).中午,小宏看到干温度计的示数为26.0℃,湿温度计示数为22.0℃。到了晚上,小宏看到干温度计的示数为16.0℃,湿温度计示数为12.0℃。请思考并回答:

①关于中午和晚上空气的相对湿度,以下说法正确的是( )

A.中午和晚上空气的相对湿度相同

B.因为中午和晚上气温不同,所以无法比较中午和晚上空气相对湿度的大小

C.中午空气的相对湿度大。

D.晚上空气的相对湿度大。

②请你简要地说明选择该答案的理由。

49

解析:(1).通常情况下,由于湿棉纱上的水蒸发吸热,使湿温度计的测温泡温度低于周围大气温度,进而湿温度计的示数比干温度计的示数稍低。

(2).先分别读取干、湿两支温度计的示数t1、t2,然后转动内盘,当内盘上的温度值t1与外盘上的温度值t2对准时,“相对湿度”的箭头所指数值即为相对湿度值。

(3).①C

②理由如下:中午将内盘干温度计26℃刻度转到湿温度计22℃刻度线对齐,内盘转过的角度为θ1,晚上将内盘干温度计16℃刻度转到与湿温度计12℃刻度线对齐,内盘转过的角度为θ2,由图4丙可得,θ1<θ2,所以表示相对湿度的箭头在中午指示的相对湿度较大

8(1999第九届全国初中应用物理知识竞赛复赛)小红做实验时发现一只温度计不准确。把它和标准温度计一同插入水中,发现当实际温度为2℃时他的示数是4℃,82℃时的示数为80℃。仔细观察,他的刻度是均匀的。

(1)请以x表示任意温度时这只温度计的示数,以y表示这时的实际温

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度,导出用x表示y的公式。

(2)这只温度计的示数为26℃时,实际温度是多少?

(3)在什么温度时,这只温度计的温度等于实际温度。

8.解析:(1)因为刻度是均匀的,所以温度计每增加相同的示数时,实际温度的增加也是相同的,根据这一点可以试探性地写出y=ax(a为某一常量)。但是根据题中所述的实际情况,当x=0℃时,y不大可能也是0℃,这时y=b,于是y和x的关系在形式上应为

y=ax+b ①

由于x=4℃时y=2℃,x=80℃时,y=82℃,把这两组数据分别代入①式,得到

4℃×a+b=2℃ 80℃×a+b=82℃ 解之得a=1.05 b=-2.21℃ 即y=1.05x-2.21℃ ②

(2)将x=26℃代人②式得这只温度计的示数为26℃时,实际温度是 y=1.05x-2.21℃=1.05×26℃-2.21℃=25.09℃

(3)由y=x代人②式得

解出x=44.2℃

这表示,在44.2℃时温度计的示数与实际温度相同。

9(2011上海初中物理知识竞赛复赛)2010上海世博会期间,气温较高的世博园区内许多区域都安装了喷雾降温装置,喷雾装置采用物理的方式,以水为原料,利用高压,将其以较高的速度输送到喷嘴,撞击喷嘴中的撞针后形成直径4微米左右的雾滴。请简述喷雾降温的原理;

【解析】喷雾降温主要是利用了以下几点:

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①水滴在变成4微米的雾滴的过程中,表面积增大了,易于水分子与外界交换热量,易于蒸发。

②水滴的体积变小了,质量变轻,易于随空气对流,被风带走,带走热量。

【点评】考查蒸发和对流等知识点在实际中的应用。

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