12. 用降温的方法可以分离空气中的氧气、氮气和二氧化碳。已知这些物质处于液态时,沸点分别是$-183°\mathrm{C}$、$-196°\mathrm{C}$和$-78°\mathrm{C}$,若利用空气降温的方法来提取这些气体,则当温度下降时,首先被液化分离出来的是(
A.氧气
B.氮气
C.二氧化碳
D.不能确定
C
)。A.氧气
B.氮气
C.二氧化碳
D.不能确定
答案:12. C
解析:
【分析】
要解决这道题,需明确:对混合气体降温时,沸点越高的物质越先液化(沸点是液态转气态的温度,气态转液态时,温度降到沸点就会液化;降温过程中温度从高往低降,先达到高沸点对应的温度,该物质先液化)。接下来比较三种物质的沸点,找出沸点最高的,就是最先液化分离的物质。
【解析】
气体液化的规律:降低温度时,沸点较高的气体先液化。三种物质的沸点分别为:二氧化碳-78℃、氧气-183℃、氮气-196℃,对比可知二氧化碳的沸点最高,因此温度下降时,首先达到二氧化碳的沸点,二氧化碳先液化,故最先被分离出来的是二氧化碳。
【答案】
C
【知识点】
沸点与液化的关系;物质的沸点
【点评】
本题考查沸点与气体液化的关系,属于基础概念题,只需明确沸点高的物质先液化即可解答,难度较低。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需明确:对混合气体降温时,沸点越高的物质越先液化(沸点是液态转气态的温度,气态转液态时,温度降到沸点就会液化;降温过程中温度从高往低降,先达到高沸点对应的温度,该物质先液化)。接下来比较三种物质的沸点,找出沸点最高的,就是最先液化分离的物质。
【解析】
气体液化的规律:降低温度时,沸点较高的气体先液化。三种物质的沸点分别为:二氧化碳-78℃、氧气-183℃、氮气-196℃,对比可知二氧化碳的沸点最高,因此温度下降时,首先达到二氧化碳的沸点,二氧化碳先液化,故最先被分离出来的是二氧化碳。
【答案】
C
【知识点】
沸点与液化的关系;物质的沸点
【点评】
本题考查沸点与气体液化的关系,属于基础概念题,只需明确沸点高的物质先液化即可解答,难度较低。
【难度系数】
0.6
13. 在标准大气压下,酒精和水的沸点分别是$78\ °\mathrm{C}$和$100\ °\mathrm{C}$,把它们分别装在两支试管里,悬放在正在加热的沸水中,则(
A.试管中的水和酒精都会沸腾
B.试管中的水和酒精都不会沸腾
C.试管中的水会沸腾,酒精不会沸腾
D.试管中的酒精会沸腾,水不会沸腾
D
)。A.试管中的水和酒精都会沸腾
B.试管中的水和酒精都不会沸腾
C.试管中的水会沸腾,酒精不会沸腾
D.试管中的酒精会沸腾,水不会沸腾
答案:13. D
解析:
【分析】
要判断试管中的液体是否沸腾,需明确沸腾的两个必要条件:①温度达到自身的沸点;②能够继续吸热。标准大气压下沸水温度固定为100℃,将试管悬放在沸水中时,试管内液体温度最终会与沸水温度相同,需结合液体沸点和吸热条件逐一分析。
【解析】
1. 分析酒精:酒精沸点为78℃,沸水温度100℃,试管内酒精温度可达到78℃(达到沸点);且沸水温度高于酒精沸点,酒精能持续从沸水中吸热,满足沸腾的两个条件,因此酒精会沸腾。
2. 分析水:水的沸点为100℃,试管内水温度可达到100℃(达到沸点);但此时试管内外温度均为100℃,无温度差,水无法继续吸热,不满足沸腾的第二个条件,因此水不会沸腾。
综上,试管中的酒精会沸腾,水不会沸腾,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
沸腾的条件、沸点
【点评】
本题考查沸腾的两个必要条件,学生易忽略“继续吸热”这一关键条件,需牢记沸腾需同时满足达到沸点和持续吸热两个要求。
【难度系数】
0.4
要判断试管中的液体是否沸腾,需明确沸腾的两个必要条件:①温度达到自身的沸点;②能够继续吸热。标准大气压下沸水温度固定为100℃,将试管悬放在沸水中时,试管内液体温度最终会与沸水温度相同,需结合液体沸点和吸热条件逐一分析。
【解析】
1. 分析酒精:酒精沸点为78℃,沸水温度100℃,试管内酒精温度可达到78℃(达到沸点);且沸水温度高于酒精沸点,酒精能持续从沸水中吸热,满足沸腾的两个条件,因此酒精会沸腾。
2. 分析水:水的沸点为100℃,试管内水温度可达到100℃(达到沸点);但此时试管内外温度均为100℃,无温度差,水无法继续吸热,不满足沸腾的第二个条件,因此水不会沸腾。
综上,试管中的酒精会沸腾,水不会沸腾,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
沸腾的条件、沸点
【点评】
本题考查沸腾的两个必要条件,学生易忽略“继续吸热”这一关键条件,需牢记沸腾需同时满足达到沸点和持续吸热两个要求。
【难度系数】
0.4
14. 被$100° \mathrm{C}$的水蒸气烫伤比被相同温度的开水烫伤更严重,这是因为(
A.水蒸气含有的热比水多
B.水蒸气的温度比沸水的温度高
C.单位质量的水蒸气降温放热比沸水降温放热多
D.水蒸气液化和降温比开水降温时放出的热多
D
)。A.水蒸气含有的热比水多
B.水蒸气的温度比沸水的温度高
C.单位质量的水蒸气降温放热比沸水降温放热多
D.水蒸气液化和降温比开水降温时放出的热多
答案:14. D
解析:
【分析】
要解决这道题,需明确温度相同的水蒸气和开水烫伤程度不同的核心原因,结合物态变化的放热规律分析各选项:首先排除表述错误或不符合事实的选项,再聚焦水蒸气的特殊物态变化过程,理解其额外放热的特点。
【解析】
逐一分析选项:
1. 选项A:热量是热传递过程中转移的能量,属于过程量,不能说物体“含有”热量,表述错误,排除A。
2. 选项B:100℃的水蒸气和100℃的沸水温度相同,温度不是导致烫伤更严重的原因,排除B。
3. 选项C:水蒸气烫伤更严重的关键并非“单位质量降温放热”,而是水蒸气液化时会额外放出热量,该选项未抓住本质,排除C。
4. 选项D:100℃的水蒸气接触皮肤时,首先会液化成100℃的水,液化过程会放出大量的热;之后这些水再降温放热。而100℃的开水仅通过降温放热,因此水蒸气烫伤时放出的总热量更多,烫伤更严重,D正确。
【答案】
D
【知识点】
液化放热、物态变化
【点评】
本题考查液化放热的知识点,易错点在于混淆热量的表述(不能说“含有热量”)和忽略水蒸气液化的额外放热过程,需明确不同物态变化伴随的能量变化差异。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需明确温度相同的水蒸气和开水烫伤程度不同的核心原因,结合物态变化的放热规律分析各选项:首先排除表述错误或不符合事实的选项,再聚焦水蒸气的特殊物态变化过程,理解其额外放热的特点。
【解析】
逐一分析选项:
1. 选项A:热量是热传递过程中转移的能量,属于过程量,不能说物体“含有”热量,表述错误,排除A。
2. 选项B:100℃的水蒸气和100℃的沸水温度相同,温度不是导致烫伤更严重的原因,排除B。
3. 选项C:水蒸气烫伤更严重的关键并非“单位质量降温放热”,而是水蒸气液化时会额外放出热量,该选项未抓住本质,排除C。
4. 选项D:100℃的水蒸气接触皮肤时,首先会液化成100℃的水,液化过程会放出大量的热;之后这些水再降温放热。而100℃的开水仅通过降温放热,因此水蒸气烫伤时放出的总热量更多,烫伤更严重,D正确。
【答案】
D
【知识点】
液化放热、物态变化
【点评】
本题考查液化放热的知识点,易错点在于混淆热量的表述(不能说“含有热量”)和忽略水蒸气液化的额外放热过程,需明确不同物态变化伴随的能量变化差异。
【难度系数】
0.6
15. 某组同学在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”的实验中,画出了下列水的沸腾图像,其中正确的是(
B
)。答案:15. B
解析:
【分析】要选出正确的水沸腾图像,需牢记水沸腾的规律:水沸腾前,持续吸热,温度不断升高;当水沸腾时,继续吸热,但温度保持不变,这个不变的温度是水的沸点,且沸腾过程中温度不会再上升。因此正确图像应包含“升温→温度不变”的阶段,不会出现温度再次上升或持续升温的情况。
【解析】逐一分析各选项:
选项A:温度升高后出现水平段,之后温度又上升,不符合水沸腾时温度保持不变的特点,错误。
选项B:温度先逐渐升高,达到某一温度后保持不变,符合水沸腾时温度不变的规律,正确。
选项C:温度持续上升,没有出现温度不变的阶段,不符合水沸腾的特点,错误。
选项D:温度持续上升且呈曲线变化,没有固定的温度不变阶段,不符合水沸腾的特点,错误。
【答案】B
【知识点】水的沸腾、温度-时间图像
【点评】本题考查水沸腾的温度变化特点,核心是理解水沸腾时温度保持不变的规律,属于初中物理热学的基础题目,难度较低,掌握相关知识点即可正确判断。
【难度系数】0.5
【解析】逐一分析各选项:
选项A:温度升高后出现水平段,之后温度又上升,不符合水沸腾时温度保持不变的特点,错误。
选项B:温度先逐渐升高,达到某一温度后保持不变,符合水沸腾时温度不变的规律,正确。
选项C:温度持续上升,没有出现温度不变的阶段,不符合水沸腾的特点,错误。
选项D:温度持续上升且呈曲线变化,没有固定的温度不变阶段,不符合水沸腾的特点,错误。
【答案】B
【知识点】水的沸腾、温度-时间图像
【点评】本题考查水沸腾的温度变化特点,核心是理解水沸腾时温度保持不变的规律,属于初中物理热学的基础题目,难度较低,掌握相关知识点即可正确判断。
【难度系数】0.5
16. 小明用如图4-2-5所示的装置观察水的沸腾现象。
(1)实验室现有水银温度计(-20~120 ℃)、酒精温度计(-80~60 ℃)、体温计、家用寒暑表等不同种类的温度计,本实验应选用的温度计是
(2)沸腾前水的温度
(3)停止加热后,水

(1)实验室现有水银温度计(-20~120 ℃)、酒精温度计(-80~60 ℃)、体温计、家用寒暑表等不同种类的温度计,本实验应选用的温度计是
水银温度计
。(2)沸腾前水的温度
不断升高
(不断升高/保持不变/不断下降,下同);沸腾时水的温度保持不变
。(3)停止加热后,水
不能
(能/不能)继续沸腾。可见,沸腾过程中需要
(需要/不需要)吸热。答案:16. (1)水银温度计 (2)不断升高 保持不变 (3)不能 需要
解析:
【分析】
解决本题需掌握水沸腾实验的相关知识点:(1)选择温度计需依据测量范围,水的沸点约100℃,要选量程覆盖该温度的温度计;(2)明确沸腾前后水的温度变化规律;(3)理解沸腾的条件(达到沸点、持续吸热),据此分析各问题。
【解析】
(1)水的沸点约为100℃,酒精温度计量程最高为60℃,无法测量沸水温度;体温计量程最高42℃,家用寒暑表量程一般不超过60℃,均不适用;水银温度计量程为-20~120℃,包含100℃,因此本实验应选用水银温度计。
(2)沸腾前,水持续吸收热量,温度不断升高;沸腾时,水虽然持续吸热,但温度保持不变。
(3)沸腾需要满足两个条件:达到沸点、持续吸热。停止加热后,水无法继续吸收热量,因此不能继续沸腾,这说明沸腾过程需要吸热。
【答案】
(1)水银温度计 (2)不断升高 保持不变 (3)不能 需要
【知识点】
温度计的使用、水的沸腾特点、沸腾的条件
【点评】
本题围绕水的沸腾实验,考查温度计的选择、沸腾前后温度变化及沸腾的条件,属于初中热学的基础知识点,难度较低,需准确记忆相关概念即可解答。
【难度系数】
0.7
解决本题需掌握水沸腾实验的相关知识点:(1)选择温度计需依据测量范围,水的沸点约100℃,要选量程覆盖该温度的温度计;(2)明确沸腾前后水的温度变化规律;(3)理解沸腾的条件(达到沸点、持续吸热),据此分析各问题。
【解析】
(1)水的沸点约为100℃,酒精温度计量程最高为60℃,无法测量沸水温度;体温计量程最高42℃,家用寒暑表量程一般不超过60℃,均不适用;水银温度计量程为-20~120℃,包含100℃,因此本实验应选用水银温度计。
(2)沸腾前,水持续吸收热量,温度不断升高;沸腾时,水虽然持续吸热,但温度保持不变。
(3)沸腾需要满足两个条件:达到沸点、持续吸热。停止加热后,水无法继续吸收热量,因此不能继续沸腾,这说明沸腾过程需要吸热。
【答案】
(1)水银温度计 (2)不断升高 保持不变 (3)不能 需要
【知识点】
温度计的使用、水的沸腾特点、沸腾的条件
【点评】
本题围绕水的沸腾实验,考查温度计的选择、沸腾前后温度变化及沸腾的条件,属于初中热学的基础知识点,难度较低,需准确记忆相关概念即可解答。
【难度系数】
0.7
17. 设计一个简易实验,验证液体蒸发的快慢与液体的表面积有关(将你的方法和观察到的现象写下来)。
答案:17. 把适量相等质量的水分别放入盆中和小口瓶中(不加瓶盖),将其置于相同的环境下。放在盆中的水先干,说明液体表面积越大,蒸发越快
解析:
【分析】
要验证液体蒸发的快慢与液体的表面积有关,需运用控制变量法:控制除液体表面积外,其他影响蒸发快慢的因素(液体温度、液体上方空气流速、液体质量)均相同,通过对比不同表面积的液体蒸发快慢,得出结论。
【解析】
1. 取两个容器:一个表面积较大的盆、一个表面积较小的小口瓶;
2. 向盆和小口瓶中分别加入质量相等的水;
3. 将两个容器同时放在温度相同、空气流速相同的同一环境中;
4. 观察到盆中的水先完全变干,小口瓶中的水后变干,说明液体表面积越大,蒸发越快。
【答案】
把适量相等质量的水分别放入盆中和小口瓶中(不加瓶盖),将其置于相同的环境下。放在盆中的水先干,说明液体表面积越大,蒸发越快
【知识点】
控制变量法、影响蒸发快慢的因素
【点评】
本题为基础实验设计题,核心考查控制变量法的应用,要求学生明确实验设计需保证单一变量,通过对比实验现象得出结论,是初中物理热学部分的常考题型,侧重锻炼学生的实验逻辑思维。
【难度系数】
0.6
要验证液体蒸发的快慢与液体的表面积有关,需运用控制变量法:控制除液体表面积外,其他影响蒸发快慢的因素(液体温度、液体上方空气流速、液体质量)均相同,通过对比不同表面积的液体蒸发快慢,得出结论。
【解析】
1. 取两个容器:一个表面积较大的盆、一个表面积较小的小口瓶;
2. 向盆和小口瓶中分别加入质量相等的水;
3. 将两个容器同时放在温度相同、空气流速相同的同一环境中;
4. 观察到盆中的水先完全变干,小口瓶中的水后变干,说明液体表面积越大,蒸发越快。
【答案】
把适量相等质量的水分别放入盆中和小口瓶中(不加瓶盖),将其置于相同的环境下。放在盆中的水先干,说明液体表面积越大,蒸发越快
【知识点】
控制变量法、影响蒸发快慢的因素
【点评】
本题为基础实验设计题,核心考查控制变量法的应用,要求学生明确实验设计需保证单一变量,通过对比实验现象得出结论,是初中物理热学部分的常考题型,侧重锻炼学生的实验逻辑思维。
【难度系数】
0.6