【中考物理】2023届北京市第二轮复习分类专题—热学实验（提升篇）含解析

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【中考物理】2023届北京市第二轮复习分类专题—热学实验
（提升篇）
题型精练
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　热学实验的考查重点主要集中在熔化、水沸腾、比较物质的吸热能力这三个实验中,对于热学实验来说重要在于观察数据,根据数据分析结论,切忌忽视数据直接套用已有结论。有些难度稍高的题目也会把物态变化章节和内能章节的实验建立联系,这点需要关注。
1.(2022平谷一模) 图甲所示的是某同学探究水沸腾规律的实验装置:

甲

乙
(1)图甲所示烧瓶中水的温度为　 　 ℃。 
(2)待水沸腾后,为了探究水沸腾过程中温度随加热时间变化的特点,该同学测量并记录的实验数据如表所示,请你根据表中的数据归纳出实验结论:　　 　　 　　 　　 　　。 
加热时
间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
温度/℃
100
100
100
100
100
100
100
(3)水沸腾一段时间后,撤去酒精灯,发现水停止沸腾,这时用橡皮塞塞住烧瓶口,用抽气机向外抽气,如图乙所示,结果发现水又重新沸腾了,这说明水的沸点与水上方的　 　　 　有关。  

2.(2022房山一模)在探究“海波熔化时温度变化特点” 实验中,所用实验装置如图所示。
(1)本实验中判断海波开始熔化的依据是　 　(选填“A”或“B”)。 

A.试管中出现液体　　B.温度计示数不变
(2)海波熔化过程中,测量并记录的实验数据如表所示,请你根据表中的数据归纳出实验结论:　　 　　 　　 　。 
加热时
间/min
0
1
2
3
4
5
6
温度/℃
48
48
48
48
48
48
48
(3)海波完全熔化后继续加热一段时间,液体海波温度将　　 　　。(选填“升高”、“不变”或“降低”) 

3.(2022陕西A中考)物理学习小组在做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验时,装置如图1所示。
图1　　　图2
(1)安装实验器材应按照　 　　 　　(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序。 
(2)在水温升高到85 ℃后,每隔1 min读取一次温度计的示数,直到水沸腾并持续一段时间。将所得数据记录在如下表格中。由实验可知:水沸腾时需要　吸热　,但温度　不变　。 
时间/min
0
1
2
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7
8
9
10
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12
温度/℃
85
86
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90
92
94
96
98
98
98
98
98
98
(3)在本次实验中,水的沸点是　 　℃,由此可知当地大气压　 　　(选填“高于”“低于”或“等于”)1标准大气压。 
(4)初步得出结论后,等水温降至85 ℃以下后,另一位同学继续利用该装置再次进行实验,并在同一坐标系中画出水沸腾前后温度随时间变化的图像,如图2所示,从两次实验的图像中可看出,水从85 ℃加热至刚沸腾时,所用　　 　不同,原因可能是水的　　 　　不同。 

4.(2021黑龙江齐齐哈尔中考)图甲是小丽同学探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验装置图。


(1)如图乙所示,温度计的示数为　 　℃(不需要估读)。 
(2)安装实验器材时,小丽应按照　 　　 　　的顺序进行(选填“从上到下”或“从下到上”)。 
(3)她将冰熔化的过程绘制成如图丙所示的温度随时间变化的图像。分析图像数据可知,冰是　 　(选填“晶体”或“非晶体”)。 
(4)分析图丙可知,该物质在t1时刻的内能　 　t2时刻的内能;CD段加热时间是AB段加热时间的2倍,则冰的比热容　 　水的比热容(两空均选填“大于”“等于”或“小于”)。 
(5)当试管中的冰全部熔化成水后,继续用酒精灯加热,试管中的水　 　沸腾(选填“能”或“不能”)。 

5.(2021四川南充中考)如图甲是某小组探究“水的沸腾”的实验装置图
甲　　乙
丙
(1)安装实验装置时应遵循　　 　　(选填“自上而下”或“自下而上”)的原则。 
(2)请根据表格数据在乙图坐标纸中用描点法绘制温度随时间变化的图像。
时间/min
0
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温度/℃
94
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97
98
98
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(3)图丙是实验中某个时段气泡的变化图像,这是　　 　　 　(选填“沸腾前”或“沸腾时”)的情形。 
(4)结合图表可知液体沸腾的条件是　　 　　 　　 　。 
(5)实验中发现液体升温较慢,若需要缩短液体沸腾前的加热时间可采用的方法是　 　　 　　 　　 　。 

6.(2021内蒙古包头中考)某同学做观察水的沸腾实验,所用装置如图甲所示。

(1)实验中可以看到,水沸腾是一种剧烈的　 　现象。(填物态变化名称) 
(2)图乙是根据实验数据作出的图像。此时的大气压强　 　　标准大气压强。已知水的质量为0.1 kg,从A到B过程中,水吸收的热量为　 　 J。若低压加热器阻值为56 Ω,加热器工作时的电流为　 　A。[设加热器放出的热量全部被水吸收,加热过程中水的质量不变,不计热量损失,c水=4.2×103 J/( kg· ℃)] 

7.(2021云南昆明中考)如图是探究“物质吸热规律”的实验装置;

(1)取质量相同的水和煤油分别放入两个　 　的容器里,用两盏同样的酒精灯对它们进行加热,升高　 　温度时比较它们吸收热量的多少,来衡量谁吸热能力更强; 
(2)取相同质量的水和煤油,是为了　 　(选填“便于比较”或“控制变量”); 
(3)在对水和煤油加热的方式上,有酒精灯和电加热器两种热源可供选择,选用　 　　 　更容易控制让煤油和水吸收的热量相同; 
(4)如果甲、乙两组同学进行分工合作,甲组对水进行加热和记录,乙组对煤油进行加热和记录。他们加热的水和煤油的初温、末温、质量、电加热器的功率和加热时间等都不相同。若温度差用Δt表示、质量用m表示、电加热器的功率用P表示、加热时间用t表示,忽略热损失,则吸收的热量为Pt。此时要衡量水和煤油谁的吸热能力更强,他们应该用　 　　(用已给物理量写出表达式)分别进行计算,得到　 　　 　的水和煤油、温度升高　 　吸收的热量,就可以进行比较了。 

8.(2020东城一模)某物理实验兴趣小组进行“探究不同物质的吸热能力与物质种类的关系”的实验。


(1)选用两个规格相同的烧杯,加入初温相同、　 　相同的水和食用油,选用两个规格相同的电加热器加热,用两个相同的温度计测量水和食用油的温度,实验装置如图所示。同学们的实验数据记录在表格中。 
(2)根据表中实验数据可以判断,在此实验中,如果要使水和食用油最后温度相同,就需要给　 　 加热更长的时间,此过程中水吸收的热量　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)食用油吸收的热量。所以　 　的吸热能力更强。 
种类
质量
m/g
初温
T0/℃
末温
T/℃
温度变化
△T/℃
加热时间
t/s
水
200
20
70
50
170
食用油
200
20
70
50
80

答案解析
题型精练
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　热学实验的考查重点主要集中在熔化、水沸腾、比较物质的吸热能力这三个实验中,对于热学实验来说重要在于观察数据,根据数据分析结论,切忌忽视数据直接套用已有结论。有些难度稍高的题目也会把物态变化章节和内能章节的实验建立联系,这点需要关注。
1.(2022平谷一模) 图甲所示的是某同学探究水沸腾规律的实验装置:

甲

乙
(1)图甲所示烧瓶中水的温度为　84　 ℃。 
(2)待水沸腾后,为了探究水沸腾过程中温度随加热时间变化的特点,该同学测量并记录的实验数据如表所示,请你根据表中的数据归纳出实验结论:　水沸腾过程中,随加热时间的增加,温度不变　。 
加热时
间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
温度/℃
100
100
100
100
100
100
100
(3)水沸腾一段时间后,撤去酒精灯,发现水停止沸腾,这时用橡皮塞塞住烧瓶口,用抽气机向外抽气,如图乙所示,结果发现水又重新沸腾了,这说明水的沸点与水上方的　气压　有关。  
解析　(1)温度计的分度值为1 ℃,此时温度计的示数为84 ℃。(2)根据表格中的数据可以归纳出:随着加热时间的增加,温度不变,从而得出:水沸腾过程中,随加热时间的增加,温度不变。(3)抽气改变的变量是烧瓶内气压,结果是水又沸腾了,所以可以得出:沸点与气压有关。
2.(2022房山一模)在探究“海波熔化时温度变化特点” 实验中,所用实验装置如图所示。
(1)本实验中判断海波开始熔化的依据是　A　(选填“A”或“B”)。 

A.试管中出现液体　　B.温度计示数不变
(2)海波熔化过程中,测量并记录的实验数据如表所示,请你根据表中的数据归纳出实验结论:　海波熔化过程中,随加热时间增加,温度不变　。 
加热时
间/min
0
1
2
3
4
5
6
温度/℃
48
48
48
48
48
48
48
(3)海波完全熔化后继续加热一段时间,液体海波温度将　升高　。(选填“升高”、“不变”或“降低”) 
解析　(1)实验中判断海波开始熔化的依据是观察到的现象,所以是试管中出现液体。(2)根据表格中的数据可以归纳出随着加热时间的增加,温度不变,从而得出海波熔化过程中,随加热时间增加,温度不变。(3)海波完全熔化后,海波变成液态,在海波沸腾之前,海波吸热温度会上升。
3.(2022陕西A中考)物理学习小组在做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验时,装置如图1所示。
图1　　　图2
(1)安装实验器材应按照　自下而上　(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序。 
(2)在水温升高到85 ℃后,每隔1 min读取一次温度计的示数,直到水沸腾并持续一段时间。将所得数据记录在如下表格中。由实验可知:水沸腾时需要　吸热　,但温度　不变　。 
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
温度/℃
85
86
88
90
92
94
96
98
98
98
98
98
98
(3)在本次实验中,水的沸点是　98　℃,由此可知当地大气压　低于　(选填“高于”“低于”或“等于”)1标准大气压。 
(4)初步得出结论后,等水温降至85 ℃以下后,另一位同学继续利用该装置再次进行实验,并在同一坐标系中画出水沸腾前后温度随时间变化的图像,如图2所示,从两次实验的图像中可看出,水从85 ℃加热至刚沸腾时,所用　时间　不同,原因可能是水的　质量　不同。 
解析　(1)实验中用酒精灯外焰加热,使用温度计时,玻璃泡浸没在被测液体中,但不能触碰容器底和壁,所以组装实验器材应自下而上安装。(2)分析实验过程和数据可知,实验时水一直在吸热,温度先升高,沸腾时温度不变。(3)液体的沸点随气压的增大而升高,在标准大气压下,水的沸点为100 ℃,分析实验数据可知,实验时水的沸点为98 ℃,说明气压低于标准大气压。(4)由题图2可知,两次水的初温、沸点相同,第二次的水从85 ℃到98 ℃所需的加热时间短,说明水吸热少。根据Q=cmΔt 可知,水吸热多少与水的质量和升高的温度有关。两次水升高温度相同,所以第二次水的质量少。
4.(2021黑龙江齐齐哈尔中考)图甲是小丽同学探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验装置图。


(1)如图乙所示,温度计的示数为　-4　℃(不需要估读)。 
(2)安装实验器材时,小丽应按照　从下到上　的顺序进行(选填“从上到下”或“从下到上”)。 
(3)她将冰熔化的过程绘制成如图丙所示的温度随时间变化的图像。分析图像数据可知,冰是　晶体　(选填“晶体”或“非晶体”)。 
(4)分析图丙可知,该物质在t1时刻的内能　小于　t2时刻的内能;CD段加热时间是AB段加热时间的2倍,则冰的比热容　小于　水的比热容(两空均选填“大于”“等于”或“小于”)。 
(5)当试管中的冰全部熔化成水后,继续用酒精灯加热,试管中的水　不能　沸腾(选填“能”或“不能”)。 
解析　(1)刻度线在0 ℃以下,所以为负值,10 ℃的温度差分成了10格,每格代表了1 ℃,所以示数为-4 ℃。
(2)从下到上安装器材便于调整各器材之间的位置关系。
(3)熔化过程有固定熔点的是晶体。
(4)冰在熔化过程中虽然温度不变,但是要不断吸热,内能不断增加,所以t1时刻的内能小于t2时刻的内能;CD段时间是AB段时间的两倍,粗略计算可以视作水在CD阶段吸收的热量是冰在AB阶段的两倍,由c=QmΔt可知,m和Δt相同时,吸收热量少的比热容小,即冰的比热容比水的比热容小。
(5)烧杯中的水达到100 ℃后沸腾,试管中的水温也将通过热传递达到100 ℃,但是试管中的水无法继续从烧杯中同为100 ℃的水中吸热,无法满足继续吸热的要求,所以不能沸腾。
5.(2021四川南充中考)如图甲是某小组探究“水的沸腾”的实验装置图
甲　　乙
丙
(1)安装实验装置时应遵循　自下而上　(选填“自上而下”或“自下而上”)的原则。 
(2)请根据表格数据在乙图坐标纸中用描点法绘制温度随时间变化的图像。
时间/min
0
2
4
6
8
10
12
温度/℃
94
95
96
97
98
98
98
(3)图丙是实验中某个时段气泡的变化图像,这是　沸腾时　(选填“沸腾前”或“沸腾时”)的情形。 
(4)结合图表可知液体沸腾的条件是　温度达到沸点并继续吸热　。 
(5)实验中发现液体升温较慢,若需要缩短液体沸腾前的加热时间可采用的方法是　加入初温较高的液体或减少液体质量(其他合理的答案也可)　。 
答案　(2)如图所示

解析　(1)酒精灯需要用外焰加热,因此先放好酒精灯,再固定好铁圈的高度,再向上依次安装对应的器材,故应按照自下而上的顺序进行安装。
(2)将表格中对应的数据在坐标系中找到对应坐标点,然后描点画图。
(3)在沸腾前气泡逐渐上升,其体积逐渐变小;而沸腾时,气泡逐渐上升,其体积变大。因此图丙是实验中沸腾时的情形。
(4)结合图表可知液体沸腾的条件是温度达到沸点并继续吸热。
(5)实验中发现液体升温较慢,为了缩短加热时间,可以提高液体的初温、减少液体的质量或增大酒精灯火焰等。
6.(2021内蒙古包头中考)某同学做观察水的沸腾实验,所用装置如图甲所示。

(1)实验中可以看到,水沸腾是一种剧烈的　汽化　现象。(填物态变化名称) 
(2)图乙是根据实验数据作出的图像。此时的大气压强　低于(小于)　标准大气压强。已知水的质量为0.1 kg,从A到B过程中,水吸收的热量为　1.68×103　 J。若低压加热器阻值为56 Ω,加热器工作时的电流为　0.5　A。[设加热器放出的热量全部被水吸收,加热过程中水的质量不变,不计热量损失,c水=4.2×103 J/( kg· ℃)] 
解析　(1)水沸腾是水由液态变成气态,属于汽化现象。(2)标准大气压下,水的沸点是100 ℃,从图中可以看出此实验过程中水的沸点是98 ℃,液体沸点随气压减小而降低,所以此时的大气压小于标准大气压。A到B过程中,水的温度从92 ℃升高到了96 ℃,吸收的热量Q吸=c水m(t2-t1)=4.2×103 J/( kg· ℃)×0.1 kg×(96 ℃-92 ℃)=1.68×103 J。不计加热器的热量损失,则Q放=Q吸=I2Rt,I=Q吸Rt=1.68×103 J56Ω×2×60s=0.5 A。
7.(2021云南昆明中考)如图是探究“物质吸热规律”的实验装置;

(1)取质量相同的水和煤油分别放入两个　相同　的容器里,用两盏同样的酒精灯对它们进行加热,升高　相同　温度时比较它们吸收热量的多少,来衡量谁吸热能力更强; 
(2)取相同质量的水和煤油,是为了　便于比较　(选填“便于比较”或“控制变量”); 
(3)在对水和煤油加热的方式上,有酒精灯和电加热器两种热源可供选择,选用　电加热器　更容易控制让煤油和水吸收的热量相同; 
(4)如果甲、乙两组同学进行分工合作,甲组对水进行加热和记录,乙组对煤油进行加热和记录。他们加热的水和煤油的初温、末温、质量、电加热器的功率和加热时间等都不相同。若温度差用Δt表示、质量用m表示、电加热器的功率用P表示、加热时间用t表示,忽略热损失,则吸收的热量为Pt。此时要衡量水和煤油谁的吸热能力更强,他们应该用 PtmΔt　(用已给物理量写出表达式)分别进行计算,得到　单位质量　的水和煤油、温度升高　1 ℃　吸收的热量,就可以进行比较了。 
解析　(1)在热源相同时,使水和煤油在相同时间内吸收热量相等,应选用两个相同的容器,质量相同的不同种物质,升高相同的温度,吸收热量多的,吸热能力强。
(2)取相同质量的水和煤油是为了便于比较两种物质的吸热能力。
(3)电加热器热源较稳定,相同时间放出相同热量,所以更容易控制让煤油和水吸收的热量相同。
(4)电加热器在时间t内放出热量Q放=Pt,全部被水吸收,Q吸=Q放=Pt=cmΔt,得c=PtmΔt。
8.(2020东城一模)某物理实验兴趣小组进行“探究不同物质的吸热能力与物质种类的关系”的实验。


(1)选用两个规格相同的烧杯,加入初温相同、　质量　相同的水和食用油,选用两个规格相同的电加热器加热,用两个相同的温度计测量水和食用油的温度,实验装置如图所示。同学们的实验数据记录在表格中。 
(2)根据表中实验数据可以判断,在此实验中,如果要使水和食用油最后温度相同,就需要给　水　 加热更长的时间,此过程中水吸收的热量　大于　(选填“大于”“等于”或“小于”)食用油吸收的热量。所以　水　的吸热能力更强。 
种类
质量
m/g
初温
T0/℃
末温
T/℃
温度变化
△T/℃
加热时间
t/s
水
200
20
70
50
170
食用油
200
20
70
50
80
解析　(1)在比较不同物质的吸热能力的实验中,实质是在控制质量一定时,探究升高的温度与吸收热量的关系,再通过数据比较出不同物质的吸热能力。所以本实验中要控制水和食用油的质量一定。(2)通过图表可以看出,当水和食用油最后温度相同时,水需要加热的时间更长。由于液体吸收的热量不可测量,可以用加热时间来反映(依据为W=Q=Pt,加热器的功率相同,所以可以用t来反映Q ),水加热时间长,所以水吸收的热量多。在质量和升高的温度一定时,水吸收的热量更多,所以水的吸热能力更强。