實驗探究題專題訓(xùn)練(二)物態(tài)變化

實驗探究題專題訓(xùn)練★山東省諸城市西郊學(xué)?！穸瓏鴺s李秀嬌〔262200〕Ⅲ.對物態(tài)變化的探究例1某同學(xué)測量一杯熱水的溫度，選好一支量程適當(dāng)?shù)臏囟扔?，他將溫度計插入熱水中后立即拿出來觀察溫度計的示數(shù)，在該同學(xué)操作錯誤的兩點處畫橫線，并將正確的操作寫在下面?！?〕_________________________________________。〔2〕_________________________________________。解析：此題是一道閱讀分析型信息給予題。解答該題的關(guān)鍵是熟練掌握溫度計的使用方法和使用考前須知。在熟練掌握溫度計使用方法和使用考前須知的根底上，再對題目給出的文字材料進行分析和判斷即可很簡單地作出正確解答。答：立即拿出來〔1〕要稍等一會兒，待溫度計的的示數(shù)穩(wěn)定〔2〕玻璃泡要繼續(xù)留在熱水中使用溫度計時應(yīng)注意：①觀察量程及零刻度位置，認(rèn)清最小刻度值；②選用適宜的溫度計，使所測溫度在溫度計的量程內(nèi)；③測量時，溫度計的玻璃泡全部浸入被測液體中，不要碰到容器的底和壁；④等到溫度計示數(shù)穩(wěn)定后才能讀數(shù)，讀數(shù)時溫度計不能脫離被測液體，且視線要與溫度計中液柱的液面相平；⑤記錄數(shù)據(jù)時，不僅要記數(shù)字還要記單位例2如圖3—1所示為某種晶體熔化過程的圖象．由圖可知該晶體的熔點為℃，熔化過程用了min，該晶體可能是．解析：此題是一道實驗圖像分析題。由圖像分析可知：晶體在熔化過程中雖不斷吸熱，但溫度保持不變，反映到圖象上，這一段必然與橫軸(時間軸)平行(或重合)．圖中BC段與時間軸重合(是平行的特殊情況)，此段應(yīng)代表熔化過程，其對應(yīng)的溫度是0℃，應(yīng)代表晶體的熔點，熔化從B到C共經(jīng)歷圖3—1了4min一1min＝3min．通過查晶體的熔點表，只有冰的熔點是0℃．答案：03冰．例3圖3—2所示，是小明同學(xué)做“觀察水的沸騰〞的實驗裝置。(1)本實驗的目的是：觀察沸騰現(xiàn)象；探究水沸騰時的變化規(guī)律(2)圖3—2中所示的溫度是℃。(3)當(dāng)水溫接近90℃時，每隔1min記錄一次溫度，根據(jù)表格里記錄的數(shù)據(jù)，請你在圖3—3所示的坐標(biāo)上畫出水的沸騰圖像。(4)從水的沸騰圖像可以看出，此時水的沸點是，水在沸騰的過程中溫度。圖3—2圖3—3圖3—4解析：通過實驗研究物理現(xiàn)象的規(guī)律，常用到數(shù)學(xué)中的函數(shù)圖象的知識。用描點法作出對應(yīng)點的函數(shù)圖象，可更直觀地發(fā)現(xiàn)規(guī)律性的知識，為進一步總結(jié)規(guī)律大有幫助。具體做法如下：(1)先在兩個坐標(biāo)軸上標(biāo)出數(shù)值；(2)根據(jù)表中的數(shù)值在坐標(biāo)上找出對應(yīng)的點；(3)把這些描出的點用平滑的曲線連接起來〔如圖3—4所示〕。其中0—6min所對應(yīng)的是升溫過程，6—l0min所對應(yīng)的是沸騰過程。由圖像可知在當(dāng)時的實驗條件下，水的沸點是98℃。答案(1)溫度(2)78(3)如圖3—4所示(4)98℃保持不變注意：以上兩題都是讀圖像或作圖像型分析題。要運用函數(shù)圖像正確的分析、解答物理問題，必須對有關(guān)的物理函數(shù)圖像做到“三會〞——即會看、會用、會畫。所謂會看，就是能夠不為圖像的外表形狀所迷惑，由坐標(biāo)系的縱軸和橫軸所代表的物理量，結(jié)合圖像，認(rèn)識圖像所表達(dá)的物理意義；會用：就是能夠運用的物理圖像，抓住物理量的變化關(guān)系，對照與題目有關(guān)的物理定律和定理闡述有關(guān)的物理問題；會畫：由于物理定律、物理規(guī)律說明了物理量之間存在一定的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系，所以“會畫〞就要求能夠根據(jù)題目的條件正確畫出物理函數(shù)圖像，能夠?qū)⑽锢磉^程的變化規(guī)律用不同的圖像反映出來或根據(jù)畫出的圖像來綜合分析有關(guān)問題。例4〔05·廬江縣〕積雪對公路行車的危害主要表現(xiàn)在路況的改變。路面積雪經(jīng)車輛壓實后，車輪與路面的摩擦力減小，汽車易左右滑擺。同時，汽車的制動距離也難以控制，一旦車速過快、轉(zhuǎn)彎太急，都可能發(fā)生交通事故。專家研究說明，氣溫不同，積雪的厚薄不同，對汽車的危害也不一樣。當(dāng)積雪厚度在5~15cm，氣溫在0℃左右時，汽車最容易發(fā)生事故。因為在這種條件下，路面上的冰雪常會呈"夜凍晝化"狀態(tài)。此時，護路工人常在路面上撒大量的鹽，以防止"夜凍晝化"現(xiàn)象，即在相同氣溫條件下，融化了的冰雪不再結(jié)冰，從而減少交通事故的發(fā)生。提出問題：在相同氣溫條件下，為什么水不再結(jié)冰了？猜測與假設(shè)：請你用學(xué)過的物理知識，針對這一現(xiàn)象產(chǎn)生原因提出一個合理的猜測，并說出你猜測的理由。猜測：；理由：。設(shè)計實驗方案：針對你的猜測，設(shè)計一個實驗方案驗證猜測的正確性。實驗方案及主要步驟：。分析與交流；除了在路面上撒鹽外，你還有什么常用的方法，可以防止減少交通事故，這樣做的道理是什么？方法：；道理：。解析：此題是一道以解決現(xiàn)實生活問題立意的實際應(yīng)用型實驗探究題。解答此題的突破口是根據(jù)題目給出的材料提出要探究課題的猜測，并能根據(jù)題目給出的材料、自己掌握的相關(guān)知識和生活經(jīng)驗對提出的猜測做出你認(rèn)為合理的解釋。然后才能根據(jù)研究課題和提出的猜測設(shè)計實驗探究方案。如果不能根據(jù)題目給出的材料提出合理猜測，也就很難對提出的猜測作出合理的解釋。最后，題目在分析交流環(huán)節(jié)提出的是一個開放性問題，它即可以從增大摩擦角度答復(fù)，也可以從減小汽車動能，從而改變汽車的制動距離等角度答復(fù)。答案：猜測：水中雜質(zhì)越多,水的凝固點越低或混合物的凝固點降低．理由:：護路工人常在路面上撒大量的鹽，以防止“夜凍晝化〞現(xiàn)象，即在相同氣溫條件下，融化了的冰雪不再結(jié)冰．實驗方案及主要步驟：取相同的三個杯子，盛相同體積的清水、淡鹽水、濃鹽水，放入冰箱里，每隔5分鐘用溫度計測一次溫度，并觀察是否有結(jié)冰現(xiàn)象，假設(shè)結(jié)冰，結(jié)冰的順序是否是清水、淡鹽水、濃鹽水。方法：在車輪上裝防滑鏈。道理：接觸面越粗糙，摩擦力越大。注意：由于此題根據(jù)題目要求提出的猜測也就是要設(shè)計實驗探究方案的實驗?zāi)康?。因此，我們設(shè)計的實驗方案都必須為尋找探究問題的結(jié)論或驗證你所提出猜測的正確性效勞的。另外，在設(shè)計實驗方案時，還要注意所選擇器材是否容易找到、實驗過程的可操作性、實驗步驟設(shè)計的邏輯性、實驗過程中可能引起實驗誤差的各種因素及減小實驗誤差的措施等細(xì)節(jié)問題。穩(wěn)固練習(xí)1、某同學(xué)用溫度計測液體溫度時的情況如圖3—5所示，指出操作的錯誤之處；；此錯誤造成的后果是使測出的溫度偏(填“高〞或“低〞)。圖3—5圖3—62、(05·無錫市)如圖3—6是小紅利用小瓶、橡皮塞和玻璃管自制的液體溫度計。該溫度計是根據(jù)液體的規(guī)律來工作的。實際使用中發(fā)現(xiàn)該溫度計玻璃管中液柱變化不明顯，導(dǎo)致示數(shù)不準(zhǔn)確。對此，請你提出一條改良的建議：。3、(05·宿遷市)兩個學(xué)習(xí)小組用圖3—7甲所示的實驗裝置分別觀察松香和海波的熔化過程，且每隔一定時間記錄一次溫度，直到兩種物質(zhì)全部熔化。由圖3—7甲可知此時的溫度計示404050甲乙丙時間/min溫度/℃時間/min溫度/℃00圖3—7數(shù)是圖4—8℃。各組同學(xué)根據(jù)記錄數(shù)據(jù)繪制了這兩種物質(zhì)的熔化圖像，如圖3圖4—84、(2004·南京)某同學(xué)在做“研究海波熔化〞的實驗．(1)他用溫度計測量海波在加熱過程中的溫度，主要步驟有：A、將溫度計的玻璃泡與海波充分接觸，不要碰到容器底或容器壁B、了解海波熔化時的溫度，選擇一支量程適宜的溫度計C、讀取溫度．讀數(shù)時，溫度計玻璃泡仍和海波接觸D、觀察溫度計的量程和分度值上述步驟合理的順序是．(只填寫序號)圖3—8甲是海波溫度隨時間變化的圖象，當(dāng)t＝10min時海波處于狀態(tài)，圖3—8乙所示溫度計顯示的是海波某時刻的溫度，它的示數(shù)是℃．5、探究冰的熔點提出問題：冰在什么情況下開始熔化?在熔化過程中，溫度如何變化?猜測：冰升高到某一溫度時，開始熔化；在熔化過程中溫度可能升高或不變．設(shè)計并進行實驗：將碎冰和溫度計放人試管，再把試管放人燒杯中的水中，讓水沒過碎冰，采用水浴加熱的方法，按圖3—9進行加熱，每隔1min記錄一次數(shù)據(jù)，并在坐標(biāo)紙上描出各點，用平滑的曲線將這些點連接起來．如圖3—10所示．圖3—9圖3—10〔1〕通過以上實驗探究，你能分析歸納出冰在熔化過程有哪些特點？〔寫出兩條即可〕〔2〕如果讓你自己動手操作實驗探究冰的熔點，你在實驗過程中會想到注意那些問題。請你至少寫出兩條實驗考前須知？6、做晶體熔化實驗時，測得的數(shù)據(jù)如下表所示(1)此晶體的熔點為，熔化過程用的時間為。(2)在4—8min這段時間里，它處于狀態(tài)。(3)在第1.5min時，它處于狀態(tài)，第11min時它處于狀態(tài)，這種物質(zhì)叫。(4)在圖3—11中，畫出它的熔化圖象。7、有兩個同學(xué)研究海波和石蠟熔化時溫度的變化規(guī)律，記錄的數(shù)據(jù)如下表：圖3—11他們在實驗時觀察到，海波第5min開始熔化，第11min熔化完畢；石蠟第2rnin開始變軟，第12min全部熔化完畢．請你對以上實驗數(shù)據(jù)進行分析后完成下面各題：(1)海波熔化時溫度的變化規(guī)律是。(2)石蠟熔化時溫度的變化規(guī)律是。(3)由此你能否畫出晶體和非晶體熔化的大致圖象?8、在研究液體凝固物態(tài)變化時，關(guān)于液體在凝固過程中是放熱還是吸熱?小明認(rèn)為：前面已經(jīng)學(xué)過，固體熔化需吸收熱量，溫度保持不變，而凝固是熔化的反過程，所以，液體在凝固過程中應(yīng)放熱且溫度保持不變。(1)實驗提出的問題是：；(2)小明的猜測是：。(3)請你幫小明制定方案并設(shè)計實驗。(4)下表是某液體在凝固過程中的溫度隨時間變化情況記錄，請在圖3—12中畫出液體的凝固圖象。圖3—12這種液體的凝固點是，從開始凝固到完全變成固體所用的時間是，固體在凝固過程中熱，但溫度。9、(05·無錫市)圖3—13甲是“觀察水的沸騰〞的實驗裝置圖。⑴安裝該實驗裝置時，應(yīng)該先固定A、B兩鐵圈中的鐵圈。⑵水沸騰時溫度計示數(shù)如圖3—13乙所示，由此可知，水的沸點是℃。10、在“觀察水的沸騰〞的實驗中，某個實驗小組觀察到沸騰前和沸騰時水中氣泡上升過程中的兩種情況，如圖3—14甲、乙所示．那么圖是水在沸騰前的情況，圖那么是水沸騰時甲乙的情況．實驗小組還得到以下的實驗數(shù)據(jù)(見下表)：圖3—13(1)從記錄的數(shù)據(jù)看出，在某一次觀察記錄中明顯錯誤的選項是第min時的數(shù)據(jù)；(2)從記錄數(shù)據(jù)可得出的實驗結(jié)論是：此時水沸騰的溫度為℃．11、〔05·南通市〕俗語說“響水不開，開水不響〞，開水真的不響嗎?小明想對此進行研究，得到爸爸的支持．小明用圓底鐵鍋在煤氣灶上進行燒水試驗，用溫度計、數(shù)字聲級計(測量聲音強弱的儀器)分別測量鍋內(nèi)水的溫度、鍋旁聲音的強弱．測量結(jié)果如下表：水溫t/℃2l40607080859095聲強級/dB37.538.040.543.446.852.954.455.252.8現(xiàn)象無氣泡無氣泡有小氣泡產(chǎn)生少量氣泡上升上升氣泡增多大量氣泡上升水面有氣泡形成更多小氣泡形成，水變渾濁沸騰水沸騰時，溫度計的示數(shù)如圖3—15所示，請?zhí)顚懕砀裰械目崭瘢治鲆陨闲畔ⅲ芍獪囟葹開__時，響度最大．現(xiàn)在你對“響水不開，開水不響〞這句話有什么新的理解?。圖3—15圖3—16圖3—1712、探究水的沸點提出問題：水在什么溫度時沸騰?在沸騰過程中溫度如何變化?猜測：當(dāng)水溫到達(dá)某個數(shù)值時開始沸騰，在沸騰過程中，溫度可能不變．設(shè)計并進行實驗：按圖3—16給水加熱，將溫度計插入水中，不要碰到燒杯壁和燒杯底，仔細(xì)觀察并每隔1min記錄一次數(shù)據(jù)，直到水沸騰5min為止．在坐標(biāo)紙上描出各點，并用平滑的曲線連接各點．如圖3—17所示．〔1〕請你根據(jù)上述實驗探究過程，分析出水在什么條件下才能沸騰？水在沸騰過程中有何特點？〔寫出兩條即可〕請同學(xué)們列舉出實驗過程中應(yīng)注意的問題？〔2〕水的沸點受什么因素的影響？〔3〕在水的沸騰實驗中，發(fā)現(xiàn)上升的氣泡大小變化不一樣：開始時，氣泡上升時逐漸變??；沸騰后氣泡上升時逐漸變大，你知道這是為什么嗎?穩(wěn)固性練習(xí)答案Ⅲ.對物態(tài)變化的探究1、溫度計碰到了容器底高2、〔1〕熱脹冷縮〔2〕采用更細(xì)的玻璃管〔采用容積更大的瓶子或采用膨脹系數(shù)更大的液體〕3、48乙4、(1)BDAC(2)固液共存365、〔1〕冰在熔化前，隨加熱時間的增加，溫度逐漸升高；當(dāng)冰的溫度到達(dá)0℃時，開始熔化，冰的熔點是0℃；從開始熔化到熔化完畢整個過程溫度保持不變；冰熔化咸水后，繼續(xù)加熱，溫度又不斷上升．〔2〕①實驗前，先用刨冰機或絞肉機將冰塊打碎，以保證受熱均勻．②將溫度計插入碎冰中間，不要碰到試管壁和底，讀數(shù)時視線與溫度計的液面相平，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確．③本實驗不能直接用火焰加熱冰，要采用水浴加熱的方法，