Question

17．物理興趣小組進行“探究水沸騰時溫度變化的特點”的實驗．
（1）需要安裝的實驗器材有：A．燒杯和水；B．酒精燈；C．紙板和溫度計；D．鐵圈和石棉網．裝置如圖甲所示，安裝的順序是（填寫器材前的字母）B、D、A、C．
（2）在實驗的過程中，燒杯上加紙板蓋的目的是減少散熱；除了給燒杯蓋上紙蓋，請另外也說兩種合理的方法①提高水的初溫②減小水的質量．
（3）經過實際操作，在實驗過程中可以觀察到：沸騰時，如果把紙蓋移開，水的沸點會降低（選填“升高”“降低”或“不變”）．
（4）甲、乙兩同學用同樣的實驗裝置，在相同的實驗環境下，分別用質量為m_甲和m_乙的水進行實驗，根據實驗數據描繪出的溫度隨時間變化的圖象如圖乙所示，分析圖象可知，m_甲小于m_乙，實驗時的大氣壓小于（以上選填“大于”、“等于”或“小于”）1個標準大氣壓．
（5）實驗完畢，撤去酒精燈后發現水繼續沸騰了一段時間，原因是由于石棉網和燒杯底的溫度仍高于水的沸點，燒杯內的水能繼續吸熱．

Answer 1

分析 （1）實驗器材的安裝按照先下后上的原則，先把酒精燈點燃放在鐵架臺上，然后把鐵圈固定在酒精燈的外焰處，依次放燒杯紙板溫度計；
（2）加紙板的目的是減少熱量散失，縮短加熱時間；
水沸騰實驗中常見為了縮短實驗時間的方法有①燒杯上加蓋子②用熱水完成實驗③減小水的質量；
（3）液體的沸點與液面上方的氣壓有關，氣壓越高，沸點越高；氣壓越低沸點越低；
（4）由圖象可知，初溫相同，在相同的實驗環境下，乙沸騰所需時間長，乙吸熱多，故乙的水質量大；
（5）水沸騰的條件：溫度達到沸點，繼續吸收熱量．

解答 解：（1）為了保證用酒精燈的外焰加熱，安裝實驗器材應按照先下而上的原則，故安裝的順序是B、D、A、C．
（2）為了縮短加熱時間，可以采取加蓋，加火等措施，加紙板的目的是減少散熱．
為了縮短實驗時間，除了給燒杯蓋上紙蓋，常用的方法有：①提高水的初溫；②減小水的質量．
（3）沸騰時，如果把紙蓋移開，水面上方的氣壓減小，水的沸點會降低．
（4）由公式Q_吸=cm△t和圖2可知，甲從計時開始到沸騰所用的時間為3min，乙從計時開始到沸騰所用的時間為6min，
乙的加熱時間長，故乙吸熱多，在比熱容、溫度變化量相同，吸熱多的液體質量大，所以m_甲小于m_乙．
液體的沸點與氣壓有關，由圖象可知此時水的沸點為98℃＜100℃，說明實驗時的大氣壓小于1個標準大氣壓．
（4）實驗完畢，撤去酒精燈后，由于石棉網和燒杯底的溫度仍高于水的沸點，燒杯內的水能繼續吸熱，因此會發現水繼續沸騰了一段時間．
故答案為：（1）B、D、A、C；
（2）防止散熱；①提高水的初溫；②減小水的質量；
（3）降低；
（4）小于；小于；
（5）由于石棉網和燒杯底的溫度仍高于水的沸點，燒杯內的水能繼續吸熱．

點評 這是一道考查實驗操作的試題，涉及到器材安裝、器材作用、對圖象分析及對公式Q_吸=cm△t的應用，同時還考查了沸點與氣壓的關系、沸騰的條件等知識，是一道綜合實驗題，屬于沸騰實驗常考內容，務必牢固掌握．