初中物理实验4 观察水的沸腾

实验4 观察水的沸腾

典例1 （2011年中考·辽宁阜新卷）在“观察水的沸腾”的实验中：

（1）请你指出图甲中实验操作错误之处是。

（2）改正错误后，继续实验。当水温升高到90℃时，每隔1min记录一次水的温度，直到水沸腾后再持续几分钟为止。数据记录如下表：

时间／min 0 1 2 3 4 5 6 7 8

温度／℃90 92 96 98 98 98 98 98

①第2min温度计示数如图乙所示，此时水的温度是℃；

②根据表中数据可知：水的沸点是℃，由此可判断出当时水面上方的气压（填________（“高于”、“等于”或“低于”）1标准大气压，水沸腾时的特点是。

（3）水沸腾时，可以看到水面上不停的冒“白气”产生此现象的原因是。

解析：要解决此题，需要掌握各种器材的使用规则，知道温度计的玻璃泡不能碰到容器底或容器壁；会进行温度计的读数，在读数之前首先要认清温度计的分度值；要掌握水沸腾时的特点：吸热但温度不变，知道水的沸点与气压有关，气压越高，沸点越高；知道“白气”是小水滴，是由水蒸气液化而来的。

（1）图中温度计的玻璃泡碰到了容器底，这样测量的温度不是液体的温度了，同时还容易损坏温度计．

（2）①由图知，温度计的分度值为1℃，所以温度计的示数为94℃。②根据表格中数据，从4到8分钟，谁的温度保持98℃不变，所以水的沸点为98℃．同时还可以看出水在沸腾过程中吸热但温度保持不变；当时水的沸点低于标准大气压下水的沸点（100℃），所以当时气压低于标准大气压。

（3）水在沸腾过程中，产生大量高温的水蒸气，遇冷会液化成大量的小水滴，这就是我们看到的“白气”．

答案：（1）温度计的玻璃泡碰到了容器底（2）①94 ②98；低于；吸热但温度保持不变（3）水蒸气遇冷放热液化成小水珠．

点评：此题主要是探究水的沸腾实验，其中要用温度计测量温度，所以一定要掌握温度计的使用规则及读数．同时考查了沸点的概念及沸腾过程中的特点．并就实验过程中的现象考查了液化的概念．

典例2 （2011年中考·福建三明卷）在“探究水的沸腾”实验中：

（1）1个标准大气压下酒精的沸点是78℃，煤油的沸点是150℃，完成本实验所用的温度计液泡中的液体可能是（选填“酒精”或“煤油”）；

（2）下表是某组同学的实验记录，他们测得水的沸点是℃；

时间t/min 0 2 4 6 8 10

温度t/℃90 93 96 99 99 99

（3）请根据上表的数据在下图的坐标中描点画出水的温度随时间变化图象。

解析：（1）要解决此题，需要知道标准大气压下水的沸点是100℃，液体温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的。

标准大气压下水的沸点是100℃，而酒精的沸点低于水的沸点，当水沸腾时，酒精早已沸腾，所以不能用酒精温度计；而煤油的沸点高于水的沸点，所以可以用煤油温度计测沸水的温度。

（2）知道液体在沸腾过程中温度保持不变，液体沸腾时的温度就是该液体的沸点。由表格中数据可知，从6到9分钟，水的温度保持99℃不变，所以水的沸点是99℃．（3）根据表格中数据描点，将各点用平滑的曲线连接起来，如下图所示．

答案：（1）煤油（2）99 （3）如上图所示

点评：此题主要考查了液体温度计的选择，温度计内的液体沸点不能低于被测物体的温度，同时考查了沸点的概念，要掌握水沸腾时的特点：吸热但温度不变．还考查了沸腾图象的画法，在连接各点时，一定要用平滑的曲线进行连接．

典例3 （2011年中考·广西桂林卷）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（填写物态变化名称）而产生的。

解析：（1）家庭和实验室里常用的温度计是根据液体的热胀冷缩的规律制成的。（2）根据液体沸腾的特点“吸热、温度保持不变”，从图15中可知实验测得水的沸点是97℃，其小于水在1标准大气压下的沸点100℃，因为“同种液体的沸点与大气压有关，气压增大，沸点升高，气压减小，沸点降低”，所以此时实验室中的大气压小于1标准大气压。（3）水在沸腾过程中，吸热、温度保持不变；看到的“白气”不是水蒸气（因为水蒸气是无色气体，是看不到的），它是水蒸气降温时液化成的大量小水珠。

答案：（1）热胀冷缩（2）97；小于（3）不变；液化

点评：对于“水的沸点”实验潜在的考点比较多：（1）叙述或对比实验观察到的现象，如大量气泡上升，变大，到达水面破裂，放出里面的水蒸气。（2）仪器安装的顺序（先固定石棉网，后调整温度计）。（3）读取加热过程中（主要是沸腾时）温度计示数。（4）绘制水的沸腾图象。（5）分析加热过程中的特点，如根据沸点大小分析实验室的大气压状况；水在沸腾过程中吸收热量，温度不变。（6）分析实验故障，如温度计的放置、读数。（7）其他，如评估实验过程，怎样缩短加热时间，解释实验现象等。

注意：“白气”不是水蒸气，因为水蒸气是无色气体，是看不到的，它是水蒸气降温时液

化成的大量小水珠。

《实验4 观察水的沸腾》针对练习

1．（2011年中考·江苏宿迁卷）在“观察水的沸腾”实验中，四个实验小组测得水的沸点如下表所示：

组别 1 2 3 4

水的沸点/℃98.2 98.9 98.5 98.6 对于上述实验数据，下列说法正确的是

A．四个小组实验都失败了，因为水的沸点是100℃

B．只有第2小组数据可以接受，因为他们的数据最接近100℃

C．只有第1小组数据不可以接受，因为他们的数据偏离100℃最大

D．只要实验操作正确，数据真实，上述数据均有效

1.D 解析：在实验中，只要操作正确，数据便是真实的．几个组数据的不同，是因为在测量过程中存在误差的原因，还有水的沸点还受其上方气压的影响。

2．（2011年中考·广东茂名卷）小明做“观察水的沸腾”实验时，沸腾时温度计示数如图所示，为_________℃，此时气压_________（选填“大于”、“等于”或“小于”）1个标准大气压。

2.97.0；小于

解析：温度计示数为97.0℃，小于1个标准大气压下水的沸点100℃，所以此时气压小于1个标准大气压（因为气压越大，沸点越高，气压越小，沸点越低）。

3．（2011年中考·湖南怀化卷）如图所示是水沸腾时观察到的实验情景，本实验中水的沸点是________℃，已知标准大气压下，水沸腾时的温度是100℃，则此实验环境的大气压________（选填“大于”、“等于”或“小于”）1标准大气压，水沸腾过程中需要不断吸收热量，但温度_______（选填“保持不变”、“升高”或“降低”）。

3.98；小于；保持不变

4．（2011年中考·山东威海卷）如图所示，将烧瓶内水沸腾时所产生的水蒸气通入试管A 中，试管A放在装冷水的容器B内，过一段时间，观察到试管A中产生的现象是，同时看到温度计C的示数升高，这个实验说明了水蒸气液化时要热量。

4.试管壁有小水珠（液化）；放出解析：烧瓶中水沸腾时产生的大量水蒸气进入容器A 中，容器A放在装有冷水的容器B中，容器A的温度也比较低，通入容器A中的水蒸气受冷就会液化，形成小水珠，附着在试管壁上；水蒸气液化时要放出热量。

5．（2011年中考·湖南娄底卷）图a是“观察水的沸腾”的实验装置图

（1）小聪观察到水沸腾前和沸腾后水中气泡的上升情况不同，如图b、c所示。则图_____是水在沸腾前的情况，为了方便读出温度计的示数，小聪将温度计从水中拿出来进行观察读数，则会导致所测温度偏_______（填“高”或“低”）

（2）水沸腾时温度计的示数如图d所示，读数为______℃，说明此时气压______标准大气压（填“大于”、“等于”或“小于”）。

（3）图e、图f、图g是三名同学作出水的温度随时间变化的图像，其中正确的是图_____，

分析该图像，可知水沸腾时温度保持不变，但要继续______热。（填“吸”或“放”）

5.（1）C 低（2）99 小于（3）g 吸

6．（2011年中考·福建南平卷）下左图是“观察水的沸腾”实验过程中某一时刻的温度，此时水温是______℃，右图是三位同学画出的水沸腾前后温度随时间变化的图像，其中正确的是_____图，图中水的沸点是________℃。

6.89；丙；98

7．（2011年中考·湖北十堰卷）小红在实验室做“观察水的沸腾”实验时（如图），记录的实验数据如下表：

时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 温度/℃80 84 88 92 96 98 98 98 （1）图_______是水在沸腾时的情况。分析数据可知：此时水的沸点为________。水沸腾后继续给谁加热，水的温度__________（选填“升高”、“不变”或“降低”）。

（2）请你根据记录的实验数据在图中作出水的温度随时间的变化图像。

（3）实验结束后，同学们相互交流时，有的小组觉得把睡加热到沸腾的时间过长，请你说出一条缩短加热时间的方法_______________。

7.（1）甲；98℃；不变（2）如下图所示（3）用温度较高的水实验（或适当减少水的质量；或加盖等）

9．（2011年中考·四川内江卷）在探究"水沸腾的规律"的实验中。当水温接近90"时开始计时，每隔30s记录一次水的温度，其数据如下表所示。

时间(s ) 30 60 90 120 150 180 210 240

温度（℃）92 93 94 95 96 96 96 96

（1）表中数据表明：液体在沸腾过程中，温度。

（2）如图所示，是描述水在汽化时的分子运动模型示意图，其中，图属于水沸腾时的分子运动模型示意图。

9.（1）不变（2）乙

解析：（1）通过观察水的温度变化情况可知，当水的温度达到96℃时就不再升高了，此时水处于沸腾过程，由此可得到规律：液体在沸腾过程中，温度不变；

（2）水在汽化过程中只有挣脱分子之间引力的束缚才会变成气体，比较甲、乙两图会发现乙中有部分分子间距较大，已成功摆脱分子间的引力作用，因此乙图属于水沸腾时的分子运动模型示意图．

10．（2011年·福建宁德卷）小明用图所示的装置做“观察水的沸腾”实验。

（1）为了完成实验，还需要的测量器材是；

（2）下表是实验中他记录的一组数据：

由数据可知，水的沸点是℃，由此判断此时大气压（“高于”、“等于”或“低于”）1个标准大气压。

10.（1）秒表（2）98 低于

11．（2011年中考·广西北海卷）某小组进行探究水的沸腾实验，在加热的过程中酒精灯熄灭，经检查发现酒精没了，他们添加酒精后继续加热完成实验，且在熄灯的过程中一位同学始终记录水的温度变化，根据实验记录数据作出图所示的图像。由此图像回答下列问题：

（1）该小组测得水的沸点_______℃

（2）实验中酒精灯熄灭后对应的图像是_________段．

（3）反映水在吸热过程中的一段是_________段．

11.100；AB；OA（或BC、CD、BD）

解析：根据图像可知，OA段水温增加，其对应于开始的加热过程；AB段水温下降，说明水不再吸热，其对应于酒精灯熄灭后的过程；BC段水温又逐渐增加，对应于添加酒精后继续加热过程；CD段水温保持在100℃不变，考虑到该过程水仍在吸热，所以其代表的是水沸腾的过程，水的沸点就是100℃。

12.（2011年中考·山东滨州卷）在“观察水的沸腾”实验中，用温度计测小烧杯中水的初温时的操作过程如图甲所示，水在沸腾时温度计示数如图乙所示。

（1）图甲中操作的错误是；

（2）由图乙可知水的沸点是℃；根据水的沸点，可判断出当时的大气压(选填“高于”、“等于”或“低于”)1标准大气压。

（3）在探究结束后，四位同学分别交流展示了自己所绘制的水的温度和时间关系的曲线，如图丙所示。其中能正确反映研究水沸腾过程中温度随时间变化关系的是。(选填字母标号)

12.（1）温度计的玻璃泡碰到了容器的底部（2）96；低于（3）B

解析：（1）使用温度计测量液体的温度时，温度计的玻璃泡不能接触到容器壁和容器底部，本题图甲中的操作错误是“温度计的玻璃泡碰到了容器的底部”。

（2）温度计的读数为96℃，即水的沸点为96℃；因为水的沸点与大气压有关，大气压越小，沸点越低，题中测得水的沸点低于1标准大气压下水的沸点即100℃，所以可判断出当地的大气压低于1标准大气压。

（3）水开始沸腾前，不断吸热，温度逐渐升高，当温度达到沸点时，虽然需要继续吸热，但温度保持不变，直至所有的液体都变为气体。本题答案为B。

13．（2011年中考·江苏盐城卷）在观察水沸腾的实验中，烧杯中装入100mL水，其质量是kg．已知水的比热容是4.2×103 J/（kg?℃），在标准大气压下，将这些水从20℃加热到沸腾，需要吸收J的热量．水沸腾后，继续加热，开水的温度（升高/不变）．

13.0.1；3.36×104；不变

解析：（1）V=100mL=1×10-4m3；ρ=1.0×103kg/m3；m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10-4m3=0.1kg。

（2）Q吸=c水m（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×0.1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×104J。

（3）水在沸腾过程中的规律是：继续吸热，温度不变，因此水沸腾后，继续加热，但开水的温度保持不变。

14．（2011年中考·内蒙古呼和浩特卷）在做“水的沸腾”实验时，根据图A可知烧杯中水沸腾时的实际温度是_____℃；由水的沸点判断当时的大气压_________标准大气压。（选填“高于”或“低于”）

现有甲、乙两组同学在某实验室里做“水的沸腾”实验，选用的实验装置相同，他们绘制的沸腾图像如图B所示。问a、b图像不同的原因是______________________。

14.96；低于；水的质量不同

15．（2011年中考·山东泰州卷）在做“观察水的沸腾”实验时

（1）小明的操作如图甲所示，其中错误之处是．

（2）他改正错误后，当水温上升到84℃时，每隔1min读一次温度计的示数，直到水沸腾3min后停止读数，其数据记录如下表所示：

时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7

温度/℃84 88 96 98 98 98 98 第三次数据没育记录，当时温度计示数如图乙所示．该读数为℃。分析表格中的数据．可知水在沸腾过程中需要吸收热量，温度．

（3）小华做此实验时，发现无论加热多长时间，水始终都不能沸腾，你认为原因可能是

(写出一条即可)．

15.（1）温度计的玻璃泡碰到杯底（2）92；不变（3）火焰太小（环境温度太低，散热面积太大等）

16.（2011年中考·山东日照卷）在“观察水的沸腾”实验中，每隔1min记录一次温度

计的示数。数据记录如下表：

℃

时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7

温度/℃90 94 96 98 98 98 98

（1）某次数据没有记录，当时温度计示数如图所示，请将这次数据填入表格内。

（2）从表格中的数据可知，水的沸点为℃。如果温度计测量无误，这说明当时水面上方的气压一个标准大气压。（填“大于”、“等于”、或“小于”）（3）由实验可知：在沸腾的过程中，虽然水继续，但水的温度。

16.（1）92 （2）98；小于（3）吸热；保持不变

解析：（1）温度计的示数为92℃。

（2）水在沸腾时，温度保持不变，据此根据表格中数据可知，水的沸点为98℃。水的沸点与大气压有关，大气压越大，沸点越高，大压强越小，沸点越小，本实验水的沸点是98℃，小于标准大气压下水的沸点100℃，这说明当时水面上方的气压小于一个标准大气压。

（3）由实验可知：在沸腾的过程中，虽然水继续吸热，但水的温度保持不变。

17．（2011年中考·辽宁大连卷）某同学从暖瓶向烧杯中倒入一些热水，他想探究这杯水加热时“温度与时间的关系”。

(1)实验前，该同学用温度计测量室内气温，如图13甲所示，此时室内气温是_____℃。

(2)该同学所用实验装置如图13乙所示，记录的实验数据如下表。请在方格纸上画出温度与时间的关系图象。

时间t／min 0 l 2 3 4 5 6 7 8

温度t／℃90 95 98 100 101 102 102 102 102

（3）根据图象，得出的探究结论是：____________________________________________。

（4）实验中收集9组数据与收集6组数据相比，其好处是_______。(只有一个选项正确，将正确选项的字母填在横线上)

A．只有9组数据才能得出结论B．得到的结论具有普遍性

C．减小实验误差D．得到两物理量的关系更接近实际

17.(1)27 (2)见图象(3)0～5min，水的温度随时间增加而上升得越来越慢；5～8min，水温保持不变（4）D

18.（2011年中考·山东烟台卷）在探究“水的沸腾”的实验中，甲、乙两组同学分别使用a、b两套装置（如图所示）来完成实验.

a b c d e

（1）图c、d所示的是观察水沸腾实验中出现的两种情景，其中水沸腾时的情景为

______(填“c”或“d”)

19．（2011年中考·云南大理、雄楚卷）某小组同学在实验室中做“水的沸腾”实验，他们在烧杯中装了质量为100g，初温为76℃的水，用酒精灯加热，并每隔2min读一次温度计的示数，直到水沸腾一段时同后停止读数，其数据记录如下表所示：

时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14

温度／℃76 80 84 88 92 96 96 96 （1）从上表数据可以看出，此时水的沸点是℃，该地点的大气压一标准大气压(选填“大于”、“等于”或“小于”)

（2）这些水从76℃加热至刚好沸腾时所吸收的热量为多少?

（3）若酒精完全燃烧放出热量的l0％被水吸收，则把这些水从76℃加热至刚好沸腾时需要完全燃烧酒精的质量为多少？（c水=4.2×103J／（kg·℃），q酒精=3.0×107J／kg）

19.（1）96；小于（2）8.4×103J （3）2.8g

解析：（1）根据上表数据，当加热到10min以后，水温保持在96℃不变，据此可知，水的沸点是96℃，因为96℃小于一标准大气压下水的沸点100℃，所以该地点的大气压小于一标准大气压。

（2）Q吸=cm(t-t0)= 4.2×103J／（kg·℃）×0.1kg×（96℃-76℃) =8.4×103J。

（3）把这些水从76℃加热至刚好沸腾时，酒精需要放出的热量为Q放= Q吸/ 10％=8.4×104J，需要完全燃烧酒精的质量为m= Q放/q= 8.4×104J /3.0×107J／kg =2.8×10-3kg=2.8g。