3.2熔化和凝固-2024-2025学年八年级物理上册同步培优训练(人教版)
2024-07-09
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内容正文:
3.2熔化和凝固
姓名:___________班级:___________
一、晶体熔化和凝固的特点
1.如图是“探究某物质熔化和凝固规律”的实验图象。下列说法正确的是( )
A.该物质凝固点低于45℃
B.在BC段,该物质没有吸热所以温度不变
C.在t=2min时,该物质处于固态
D.EF段物质吸收了热量
2.在一个室温为0℃的房间内,将-12℃的一块较大的冰块从冰箱的冷冻室取出,放在一杯0℃的盛水容器中,则容器中的( )
A.冰和水的温度都保持不变
B.水的温度降低,冰的温度升高
C.水和冰的量都不变
D.水的量变少,冰的量变多
3.小明用装有海波的大试管放在装有热水的大烧杯中进行熔化实验(如图1)。根据温度计A和B的示数,绘制海波和热水的温度随时间变化图象(如图2)。以下说法正确的是( )
A.海波是晶体,熔点是48℃
B.海波在5﹣10min之间放热,温度不变
C.第8min时,海波处于固液共存状态
D.10min后,海波会继续熔化
4.在温度为0℃的室内,有一杯久置的水,此时水的温度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)0℃,如果把一块温度为-5℃冰块放到杯中,过一会,这杯冰水混和物的温度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)0℃。
二、晶体和非晶体对比
5.甲、乙两种固态物质的熔化图像如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.甲的熔点比乙的熔点高
B.第6min甲物质的状态肯定是固液共存态
C.甲物质温度为80℃时其状态一定 是固液共存态
D.在0~8min内甲物质的内能先增大后保持不变
6.如图所示,分别表示甲、乙、丙、丁四种物质吸热或放热过程中温度随时间变化的图线,下列说法正确的是( )
A.甲种物质是晶体,图线表示的是凝固过程
B.乙种物质是非晶体,图线表示的可能是熔化过程
C.丙种物质是非晶体,图线表示的是凝固过程
D.丁种物质是晶体,图线表示的是凝固过程
7.有一种乳白色的固体物质在250℃开始就熔化,直到温度升高到300℃时,才熔化结束,这种物质一定是 (选填“晶体”或“非晶体”);一般来说,冰水混合物的温度总保持在 ℃,用质量相等的0℃的水和0℃的冰来冷却物体, (选填“水”或“冰”)的冷却效果较好。这是因为 。
三、熔化和凝固在生活中的应用
8.将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其成为液体后再熔合,冷凝后得到具有金属特性的熔合物合金,这是制取合金的常用方法之一,表中是一个标准大气压下部分金属的沸点,试根据数据判断(加热条件可满足),下列说法中正确的是( )
金属
镁
铝
铜
铁
熔点/℃
649
660
1083
1535
沸点/℃
1090
2467
2567
2750
A.660℃的铝主要是固态
B.铁块掉入大量的铜水中一定会熔化
C.采用上述方法制取的合金种类理论上共计有7种
D.不宜采用上述方法制取的合金是镁铜合金
9.据表中所列的几种物质的熔点,以下判断和分析正确的是( )
物质名称
固态水银
金
铜
钢
钨
熔点(℃)
-39
1064
1083
1300
3410
A.电灯泡的灯丝用钨制成,熔点高,不易熔化
B.纯金块掉入铜水中不会熔化
C.水银温度计在-40℃时已失效,不能使用
D.铜在1083℃时,可能是液固共存态
四、实验探究晶体和非晶体的熔化规律
10.为了探究晶体和非晶体的熔化规律,实验小组的同学将质量相同的冰和石蜡分别装在两个相同的试管中,放在一个装有水的大烧杯中进行加热,如图甲所示。装冰的试管中从2min开始出现液体到6min冰完全消失,装石蜡的试管中从5min开始出现液体到10min固态石蜡完全消失。图乙中的A和B分别是根据实验数据绘制的冰和石蜡的温度随时间变化的图像。
(1)由图像可知,物质 (选填“冰”或“石蜡”)是晶体;
(2)在冰和石蜡熔化的过程中,如果将试管从烧杯中拿出来,冰和石蜡停止熔化。将试管放回烧杯后,冰和石蜡又继续熔化,这说明固体熔化时需要 ;
(3)实验中不采用酒精灯直接加热,而是采用水浴法加热,除了增大受热面积、缓慢加热外,还有的好处是 ;
(4)实验结束后要及时地清洗试管,防止石蜡 导致温度计无法取出;
(5)学习了汽化知识后,小明重新进行实验,两种物质全部熔化后,继续对烧杯中的水加热至沸腾并持续一段时间,发现两个试管中的液体都不会沸腾。请在水和石蜡油两者中任选一个,回答不能沸騰的原因 。
11.图甲是小明“探究冰熔化时温度变化规律”的装置,请回答下列问题:
(1)某时刻试管中温度计的示数如图乙所示是 ℃,除了如图甲的器材外,本实验还需要的测量器材是 ;
(2)把装有 (填大冰块或碎冰)的试管放到装有水的大烧杯中加热,主要目的是使冰块 ;
(3)图丙是小明根据实验数据绘制的冰的温度随时间变化的图像。由此可知冰是 (选填“晶体”或“非晶体”);在第6min时,试管内的物质处于 (选填“固态”、“液态”或“固液共存态”);
(4)小明又继续加热一段时间,观察到 (选填“试管”、“烧杯”或“试管和烧杯”)中的水发生了沸腾现象,温度计的示数不再发生变化。
12.请你回答以下问题:小华和小红做探究某种物质熔化和凝固的实验后,想利用所学的凝固知识制作一个医用冷藏盒,于是测量了盐水的凝固点。
(1)小华和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图象如图所示,则小华所测盐水的凝固点是 ℃。小红所测得的盐水在第6分钟时处于 状态,凝固过程用了 分钟;
(2)经过多次实验,小华和小红得出了不同浓度盐水的凝固点,数据记录如表:
盐水浓度
0%
3%
6%
9%
12%
15%
18%
21%
24%
27%
30%
凝固点/℃
0
﹣2
﹣4
﹣6
﹣8
﹣11
﹣15
﹣18
﹣17
﹣1.8
﹣0.41
分析表格中数据可知,当盐水浓度增大时,其凝固点 (选填“变高”、“变低”、“先变高后变低”、“先变低后变高”);
(3)你认为给冷藏盒中药品降温最好选用 ;
A.冰
B.适当浓度盐水结成的冰
(4)实验后,他们想到冬天市政部门在冰雪覆盖的路面上撒盐就是为了降低 ,从而有利于除去积雪;
(5)标准大气压下,如果将一个装有冰水混合物的试管放在正在熔化的盐水浓度为18%的盐水混合物中,试管中的冰水混合物中的冰会 (选填“变多”“变少”或“不变”)。
13.小琳设计了如图甲、乙所示的两种装置来探究“冰熔化时温度的变化规律”。
(1)为了使试管中的冰受热均匀,便于记录各时刻的温度值,小琳应选择图 (选填“甲”或“乙”)中的装置来进行实验,且应选择 (选填“大颗粒”或“小颗粒”)的冰进行实验,采用这样加热的方法叫做 。安装实验器材时,合理的顺序是 (填序号);
①温度计 ②石棉网 ③装水的烧杯 ④酒精灯 ⑤装有冰的试管
(2)小琳每隔相同时间记录一次温度计的示数,图丙是她根据记录的数据绘制的温度和时间的关系图象,根据图象可知:图象中的 (选填“AB”或“BC”)段表示冰的熔化过程。冰在BC段时的特点为 。在BC阶段物质处于 (选填“固体”“液体”或“固液共存”)状态;
(3)由实验可知,当冰的温度处于0℃时,其状态是 ;
A.固态
B.固液共存状态
C. 可能固态、液态,也可能固液共存状态
(4)试管中的冰完全熔化后,若持续加热,得到图象中的DE段,则此时实验室的大气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)标准大气压,这段时间内试管中的水 (选填“能”或“不能”)沸腾。
14.小明在“探究质量是200g某固体熔化时温度变化规律”时,其实验装置如图甲所示。
(1)请指出装置中存在的一个错误: ;
(2)改正错误后,小明进行了正确的操作,得到了物体温度随时间变化的图像如图乙所示,则该物体是 (选填“晶体”或“非晶体”),物体熔化后其比热容 (选填“变大”、“变小”或“不变”),物体在第2min时的内能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)第3min时的内能;
(3)在6min内完全燃烧了的酒精根据图像信息和相关知识,可估算出此过程中热转化效率是 .已知该物质的液态的比热容 ,酒精的热值为 )
15.小明在探究晶体熔化规律时,他使用的实验装置如图甲所示,将冰块放入一个大试管中,然后将试管浸泡在盛有温水的烧杯中,同时用温度计测量冰块的温度。
(1)实验开始时温度计的示数如图乙所示,此时冰块的温度为 ℃;
(2)给冰加热时烧杯中的水面应 (选填“高于”或“低于”)试管中冰的上表面,用这种方法给冰块加热的好处是 ;
(3)小明将温度计的示数随时记录了下来,并绘制成了“温度-时间图像”(如图丙)。则:在第8min时,冰处于 (选填“固态”“液态”或“固液共存态”)。整个熔化过程大约经历了 min。冰是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(4)当冰全部熔化后,在烧杯下面放上酒精灯给烧杯加热,当烧杯里的水沸腾后,仍然继续加热,我们可以发现试管中的水 (选填“会沸腾”或“不会沸腾”),原因是: ,试管中的温度计的示数始终为 ℃(实验时始终在一个标准气压下)。
16.在探究“海波熔化时温度的变化规律”的实验中,使用的实验装置如图甲所示:
(1)组装实验器材时,合理的顺序是 (填序号)。
①温度计②石棉网③装水的烧杯④酒精灯⑤装有海波的试管
(2)为了使试管中的海波受热均匀,应选择 的海波进行实验(选填“大颗粒”或“小颗粒”)。
(3)图乙是某时刻温度计的示数,温度是 ℃。
(4)图丙是根据实验数据绘制的海波熔化时温度随时间变化的图像,图像中的 段(选填“AB”或“BC”)表示海波的熔化过程。
(5)由实验可知,当海波的温度处于48℃时,其状态是 。
A.固态 B.固液共存状态 C.可能固态、液态,也可能固液共存状态。
17.某物理兴趣小组设计一个实验:将少量食用盐放入水中调制成盐水后放入冰箱中,每隔2min观察一次插入其中的温度计的示数,根据实验数据小华得到“盐水”的温度随时间变化的图像如图。
(1)分析图像可知,实验进行到第4min时,该“盐水”的状态是 ;
(2)该盐水的凝固点是 oC;凝固的过程经历了 min;
(3)小明和小红的烧杯中装水都是200ml,但实验得到“盐水”的温度随时间变化的图像却不同。经讨论两人放的盐多少不同,由此作出猜想:盐水的凝固点与盐水的浓度有关。接着多次实验得出不同浓度盐水的凝固点,数据记录如下表:
盐水浓度(%)
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
36
凝固点(oC)
0
-2
-4
-6
-8
-11
-15
-18
-17
-1.8
-0.4
0
分析表格中数据,小红和小明两人放盐较多的是 ;当盐水浓度增大时,其凝固点 ;
(4)通过实验小红明白了为何大雪封路后,养路工人要及时向公路桥梁洒盐了。她向同组的小明解释说: 。
18.为了探究固体的熔化特点,小明分别取了50g的a、b两种固体粉末,利用如图甲所示相同的实验装置来进行探究。(已知当地气压为标准大气压)。
(1)小明根据实验数据绘制了如图乙所示的温度—时间图象,由图可知:b物质第12min的内能 (选填“<”“>”或“=”)第4min时的内能,第8min时b物质为 (选填“固”“液”或“固液共存”)态;
(2)前4min内,a、b两物质的比热容 (选填“>”“<”或“=”),若b物质在固态时的比热容为,,则熔化后的比热容为 ;
(3)通过查阅资料得知b物质是海波(又叫硫代硫酸钠——),属于 (选填“晶体”或“非晶体”)其沸点为100℃。如不改变现有装置,一直加热下去,当烧杯中的水沸腾时,试管中的海波 (选填“会”或“不会”)沸腾;
(4)将装置甲中的试管取出继续加热烧杯中的水至沸腾后停止加热,烧杯中的水停止沸腾,说明水沸腾的条件是:达到 还需要继续 。有同学提出水沸腾需要的时间有点长,你认为可以怎样改进? 。
19.小明猜想水中加入别的物质后一定会对水的凝固点产生影响,为了验证,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。每隔一定时间,小明就观察盐水状态、测出温度,并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像,如图1所示。
(1)从图像中可以看出盐水从第10分钟开始凝固,凝固过程用了 分钟。15分钟物体处于 (选填“固态”“液态”“固液共存态”)
(2)从图像中得到晶体的液态物质在凝固时的温度将 ;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)凝固点为 ℃。实验验证了小明的猜想,因为与水相比,凝固点变 了(选填“高”或“低”);
(4)如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中,如图2所示,试管中的冰水混合物中的冰会 (选填“变多”、“变少”或“不变”)。
20.雪灾给人民群众的生活、生产带来很多困难,小明看到抢险队员在冰雪覆盖的道路上洒大量的盐,他产生了这样的疑问:含盐的冰熔化时跟纯净的冰熔化特点有何不同?含盐浓度不同的冰,熔化特点有无区别?为此,他进行了下列探究过程:
[设计实验]
他用同样多的纯水、淡盐水、浓盐水制得纯冰、淡盐冰、浓盐冰,然后将这些冰弄碎放入试管中,在冰块中插入温度计,记下此时温度计的示数,每隔0.5min记录一次温度计的示数,同时观察试管中冰块状态的变化,在选择冰块吸热方式时他遇到了一个难题,现有如图所示的三种方法,请你为他选择一种最佳的方法。
(1)你选择的方法是 (A/B/C)。(当时的室温大约是20℃)在相同条件下测量三者的温度变化,得到三条温度变化曲线(纯冰对应曲线①、淡盐冰对应曲线②、浓盐冰对应曲线③)。
[分析]根据曲线图可知:
在相同条件下测量三者的温度变化,得到三条温度变化曲线(纯冰对应曲线①、淡盐冰对应曲线②、浓盐冰对应曲线③)。由曲线图2可知:浓盐冰的熔点是 。
[归纳]根据分析可以得到:
(2)在冰雪覆盖的道路上洒盐,可以 (提高/降低)冰的熔点,并且含盐浓度越高的冰,能在更 (高/低)的温度下熔化。
[拓展]小鹏通过分析实验数据和图线,又有了新发现:
(3)含盐浓度越高的冰,熔化前升温越 (快/慢)。
(4)小明想起了一件事,他们在学习熔化时,也用冰块做了这样的实验,但那次做实验时,测量冰熔化时的温度不是0℃,请你分析造成冰的熔化温度不是0℃的原因是什么?(只要讲出一点即可) 。
(5)如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中,如图3,试管中的冰水混合物中的冰会 (选填“变多”、“变少”或“不变”)。
试卷第1页,共3页
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3.2熔化和凝固
姓名:___________班级:___________
一、晶体熔化和凝固的特点
1.如图是“探究某物质熔化和凝固规律”的实验图象。下列说法正确的是( )
A.该物质凝固点低于45℃
B.在BC段,该物质没有吸热所以温度不变
C.在t=2min时,该物质处于固态
D.EF段物质吸收了热量
【答案】C
【详解】A.由图像可知,该物质在E点达到凝固点,因此凝固点等于45℃,故A错误;
B.由图像可知,该物质是晶体,晶体熔化时吸热不升温,在BC段该物质正在熔化,温度不变,但要持续吸热,故B错误;
C.t=2min时,该物质还没有达到熔点,因此处于固体状态,故C正确;
D.EF段是该物质的凝固过程,晶体凝固时,放热不降温,故D错误。
故选C。
2.在一个室温为0℃的房间内,将-12℃的一块较大的冰块从冰箱的冷冻室取出,放在一杯0℃的盛水容器中,则容器中的( )
A.冰和水的温度都保持不变
B.水的温度降低,冰的温度升高
C.水和冰的量都不变
D.水的量变少,冰的量变多
【答案】D
【详解】当-12℃的冰和0℃的水接触后,由于二者之间存在温度差,将发生热传递,热量将从高温的水传给低温的冰,0℃水放出热量后将发生凝固变成冰,而-12℃的冰吸热后温度升高,但到达熔点后由于无法继续吸热也不会熔化。所以容器中的水逐渐变成冰,水逐渐减少,冰逐渐增多。
故选D。
3.小明用装有海波的大试管放在装有热水的大烧杯中进行熔化实验(如图1)。根据温度计A和B的示数,绘制海波和热水的温度随时间变化图象(如图2)。以下说法正确的是( )
A.海波是晶体,熔点是48℃
B.海波在5﹣10min之间放热,温度不变
C.第8min时,海波处于固液共存状态
D.10min后,海波会继续熔化
【答案】AC
【详解】A.从图象上看,海波在熔化过程中保持温度不变,故其是晶体,其熔点为48℃。故A正确;
B.第五到第十分钟海波处于熔化过程,这个过程中海波要继续吸热,但温度保持不变。故B错误;
C.第八分钟,海波正在熔化,但还没有完全熔化,处于固液共存状态。C正确;
D.第十分钟后,杯中热水的温度与海波的温度相同,且48℃的海波的温度也高于室温,海波不能从外界吸热,不能再熔化。故D错误。
故选AC。
4.在温度为0℃的室内,有一杯久置的水,此时水的温度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)0℃,如果把一块温度为-5℃冰块放到杯中,过一会,这杯冰水混和物的温度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)0℃。
【答案】 等于 等于
【详解】[1]在温度为0℃的室内,有一杯久置的水,水的温度与室温相同,所以此时水的温度等于0℃。
[2]把一块温度为-5℃冰块放到杯中,则水面上浮着冰块,这是冰水混合物,并且室温为0℃,所以冰水混合物的温度为0℃。
二、晶体和非晶体对比
5.甲、乙两种固态物质的熔化图像如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.甲的熔点比乙的熔点高
B.第6min甲物质的状态肯定是固液共存态
C.甲物质温度为80℃时其状态一定 是固液共存态
D.在0~8min内甲物质的内能先增大后保持不变
【答案】B
【详解】A.由图像知,甲物质在熔化过程中有固定的温度,即熔点,为80℃,而乙物质在熔化过程中温度不固定一直在上升,没有熔点,故A错误;
B.由图像知,甲物质从第2min开始熔化到第8min熔化完成,那么第6min是在甲物质熔化中,其状态一定是固液共存态,故B正确;
C.甲物质温度为80℃时,如果是刚开始熔化,则是固态,如果是在熔化过程,则是固液共存态,如果是熔化完毕,则是液态,故C错误;
D.在0~8min内,甲物质一直需要吸收热量,其内能一直在增大,故D错误。
故选B。
6.如图所示,分别表示甲、乙、丙、丁四种物质吸热或放热过程中温度随时间变化的图线,下列说法正确的是( )
A.甲种物质是晶体,图线表示的是凝固过程
B.乙种物质是非晶体,图线表示的可能是熔化过程
C.丙种物质是非晶体,图线表示的是凝固过程
D.丁种物质是晶体,图线表示的是凝固过程
【答案】B
【详解】A.甲物质的图线整个过程温度是上升的趋势,且有一段时间温度保持不变,所以可能是晶体的熔化图线,故A错误;
B.乙物质的图线整个过程温度是上升的趋势,且整个过程中温度都在不断上升,所以可能是非晶体的熔化图线,故B正确;
C.丙物质的图线整个过程温度是下降的趋势,且有一段时间温度保持不变,所以可能是晶体的凝固图线,故C错误;
D.丁物质的图线整个过程中温度是下降的趋势,且整个过程中温度都在不断下降,所以可能是非晶体的凝固图线,故D错误。
故选B。
7.有一种乳白色的固体物质在250℃开始就熔化,直到温度升高到300℃时,才熔化结束,这种物质一定是 (选填“晶体”或“非晶体”);一般来说,冰水混合物的温度总保持在 ℃,用质量相等的0℃的水和0℃的冰来冷却物体, (选填“水”或“冰”)的冷却效果较好。这是因为 。
【答案】 非晶体 0 冰 见解析
【详解】[1]晶体和非晶体在熔化过程中都需要吸收热量,但晶体在熔化时虽然吸收热量但温度不变,非晶体在熔化过程中吸收热量温度升高,由题意可知,这种物质在熔化过程中温度升高,所以是非晶体。
[2]标准大气压下,冰水混合物的温度是0℃。
[3][4]用质量相等的0℃的水和0℃的冰来冷却物体,冰的冷却效果更好,因为冰在熔化过程中吸收热量但温度不变,在冰全部熔化为水之前,冰水混合物的温度始终是0℃,所以冰的冷却效果更好。
三、熔化和凝固在生活中的应用
8.将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其成为液体后再熔合,冷凝后得到具有金属特性的熔合物合金,这是制取合金的常用方法之一,表中是一个标准大气压下部分金属的沸点,试根据数据判断(加热条件可满足),下列说法中正确的是( )
金属
镁
铝
铜
铁
熔点/℃
649
660
1083
1535
沸点/℃
1090
2467
2567
2750
A.660℃的铝主要是固态
B.铁块掉入大量的铜水中一定会熔化
C.采用上述方法制取的合金种类理论上共计有7种
D.不宜采用上述方法制取的合金是镁铜合金
【答案】C
【详解】A.由表格数据可知,铝的熔点为660℃,温度为660℃时,铝可能处于固态,也可能处于液态,还可能处于固液共存态,故A错误;
B.由表格数据可知,铁的熔点为1535℃,铜的熔点为1083℃,沸点为2467℃,铁的熔点高于铜的熔点,低于铜的沸点,所以铁块掉入大量的铜水中可能熔化,也可能不熔化,故B错误;
C.制合金的过程是需要将两种或多种金属都熔化成液态,然后进行熔合,待冷却后就得到了合金,由表格中数据分析,可制成合金的理论上有:镁铝、镁铜、铝铜、铝铁、铜铁、镁铝铜、铝铜铁共七种合金,故C正确;
D.由表格数据可知,铁的熔点为1535℃,镁的熔点和沸点分别为649℃、1090℃;因为铁的熔点高于镁的沸点,所以铁熔化时镁已经汽化,所以不可采用此方法制取镁铁合金;而铜的熔点为1083℃,高于镁的熔点低于镁的沸点,温度在1083℃~1090℃之间可以得到镁铜混合液体,所以能够制成镁铜合金,故D错误。
故选C。
9.据表中所列的几种物质的熔点,以下判断和分析正确的是( )
物质名称
固态水银
金
铜
钢
钨
熔点(℃)
-39
1064
1083
1300
3410
A.电灯泡的灯丝用钨制成,熔点高,不易熔化
B.纯金块掉入铜水中不会熔化
C.水银温度计在-40℃时已失效,不能使用
D.铜在1083℃时,可能是液固共存态
【答案】ACD
【详解】A.从表中可以看到,钨的熔点是3410℃,熔点较高,所以电灯泡的灯丝用钨制成,不容易熔化,故A正确;
B.铜的熔点是1083℃,高于金的熔点,铜水说明铜已经到达熔点并且熔化,所以纯金掉入铜水中会熔化,故B错误;
C.水银的熔点是-39℃,这也是水银的凝固点,水银温度计里面的液态水银,在-40℃时,已经凝固为固态,这温度计不能再使用,已失效,故C正确;
D.铜是晶体,铜的熔点是1083℃,在1083℃时,铜可能是液态,也可能是固态,还可能是液固共存态,故D正确。
故选ACD。
四、实验探究晶体和非晶体的熔化规律
10.为了探究晶体和非晶体的熔化规律,实验小组的同学将质量相同的冰和石蜡分别装在两个相同的试管中,放在一个装有水的大烧杯中进行加热,如图甲所示。装冰的试管中从2min开始出现液体到6min冰完全消失,装石蜡的试管中从5min开始出现液体到10min固态石蜡完全消失。图乙中的A和B分别是根据实验数据绘制的冰和石蜡的温度随时间变化的图像。
(1)由图像可知,物质 (选填“冰”或“石蜡”)是晶体;
(2)在冰和石蜡熔化的过程中,如果将试管从烧杯中拿出来,冰和石蜡停止熔化。将试管放回烧杯后,冰和石蜡又继续熔化,这说明固体熔化时需要 ;
(3)实验中不采用酒精灯直接加热,而是采用水浴法加热,除了增大受热面积、缓慢加热外,还有的好处是 ;
(4)实验结束后要及时地清洗试管,防止石蜡 导致温度计无法取出;
(5)学习了汽化知识后,小明重新进行实验,两种物质全部熔化后,继续对烧杯中的水加热至沸腾并持续一段时间,发现两个试管中的液体都不会沸腾。请在水和石蜡油两者中任选一个,回答不能沸騰的原因 。
【答案】 冰 吸热 使物质受热均匀 凝固 水,水达到沸点后不能继续吸热
【详解】(1)[1]读图可知:冰的图象A表示:在熔化过程中,冰虽然吸收热量但温度保持不变,待全部熔化完毕后,温度才继续上升。故冰是晶体。
(2)[2]将试管中烧杯中拿出,试管离开了热源,不能吸热;试管放在烧杯的水中,才能从外界吸热。这个实验说明熔化过程是需要吸热的。
(3)[3]作为热源的温度较高的水将试管装有物质的部分包围,从各个方向对物质加热,使物质受热均匀。
(4)[4]石蜡在常温下是固体,完成实验后一段时间试管中的石蜡会凝固。如果不及时将温度计取出,石蜡凝固后,温度计会固定在固体石蜡里。
(5)[5]以水为例,烧杯中的水沸腾了,加热一段时间后,试管中的水也会与烧杯中的水温相同,即试管中的水也能达到沸点。但试管中的水达到沸点后,与烧杯中的水之间不存在温度差,试管中的水就不能从烧杯中的水中吸收热量。这样一来:试管中的水温刚达到沸点,却不能从外界吸热了,但沸腾是需要吸热的。所以,试管中的水是达到沸点的热水,却不能继续沸腾。
11.图甲是小明“探究冰熔化时温度变化规律”的装置,请回答下列问题:
(1)某时刻试管中温度计的示数如图乙所示是 ℃,除了如图甲的器材外,本实验还需要的测量器材是 ;
(2)把装有 (填大冰块或碎冰)的试管放到装有水的大烧杯中加热,主要目的是使冰块 ;
(3)图丙是小明根据实验数据绘制的冰的温度随时间变化的图像。由此可知冰是 (选填“晶体”或“非晶体”);在第6min时,试管内的物质处于 (选填“固态”、“液态”或“固液共存态”);
(4)小明又继续加热一段时间,观察到 (选填“试管”、“烧杯”或“试管和烧杯”)中的水发生了沸腾现象,温度计的示数不再发生变化。
【答案】 ﹣4 秒表 碎冰 受热均匀 晶体 固液共存态 烧杯
【详解】(1)[1]由图可知,温度计的分度值是1℃,从温度计绝对值小的往绝对值大的方向读数的原则可知,应该从0℃开始往下读数,此时的示数为﹣4℃。
[2]实验过程中需要测量温度和时间,所以我们需要测量温度和时间的工具,图中已经有测量温度的温度计,所以还需要测量时间的秒表。
(2)[3]由于碎冰块比大冰块更容易均匀受热,所以实验中选用碎冰进行实验。
[4]把试管放到装有水的大烧杯中加热的方法叫做水浴法加热,目的还是使冰块能够受热均匀。
(3)[5]由图丙可知,冰在熔化过程中温度保持0℃不再上升,根据晶体的熔化特点,冰是晶体。
[6]从图中还可以发现,冰从第4分钟开始熔化,到第10分钟熔化结束,而在第6分钟的时候,冰正在熔化过程中,所以此时冰处于固液共存态。
(4)[7]水要沸腾必须满足两个条件:达到沸点、继续吸热。烧杯中的水从火焰上吸收热量,温度上升到沸点后能够继续从火焰上吸热,所以烧杯中的水能够沸腾且温度保持不变。试管中的水从烧杯中的水中吸收热量,温度上升到沸点后和烧杯中的水的温度一样,不能再从烧杯的水中吸收热量,所以不能沸腾。
12.请你回答以下问题:小华和小红做探究某种物质熔化和凝固的实验后,想利用所学的凝固知识制作一个医用冷藏盒,于是测量了盐水的凝固点。
(1)小华和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图象如图所示,则小华所测盐水的凝固点是 ℃。小红所测得的盐水在第6分钟时处于 状态,凝固过程用了 分钟;
(2)经过多次实验,小华和小红得出了不同浓度盐水的凝固点,数据记录如表:
盐水浓度
0%
3%
6%
9%
12%
15%
18%
21%
24%
27%
30%
凝固点/℃
0
﹣2
﹣4
﹣6
﹣8
﹣11
﹣15
﹣18
﹣17
﹣1.8
﹣0.41
分析表格中数据可知,当盐水浓度增大时,其凝固点 (选填“变高”、“变低”、“先变高后变低”、“先变低后变高”);
(3)你认为给冷藏盒中药品降温最好选用 ;
A.冰
B.适当浓度盐水结成的冰
(4)实验后,他们想到冬天市政部门在冰雪覆盖的路面上撒盐就是为了降低 ,从而有利于除去积雪;
(5)标准大气压下,如果将一个装有冰水混合物的试管放在正在熔化的盐水浓度为18%的盐水混合物中,试管中的冰水混合物中的冰会 (选填“变多”“变少”或“不变”)。
【答案】 -4 固液共存 5 先变低后变高 B 熔点 变多
【详解】(1)[1]小华实验时,盐水在凝固过程中温度保持在-4℃不变,故实验中盐水的凝固点为-4℃。
[2][3]小红实验中,盐水自第5min开始凝固,到第10min凝固完毕,凝固共经历了5min。在第6min盐水正在凝固,处于固液共存状态。
(2)[4]读图表可知,盐水浓度自0%增至30%过程中,盐水的凝固点自0℃下降到-17℃之后上升到-0.41℃。故凝固点的变化是:先变低后变高。
(3)[5]因盐水的凝固点比水的凝固点低,所以盐水凝固后的固体物质比冰的温度要低。故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(4)[6]熔化与凝固是一对互逆的过程,盐水的凝固点降低了,表明冰与盐的混合物的熔点也比较低,即在雪上撒盐后,雪在很低的温度下就能熔化,快速除雪。
(5)[7]此时,浓度18%的盐水凝固的固态物质正在熔化,读数据表可知,此时这种混合物的温度为-18℃,远远地低于试管中冰水混合物的温度,故冰水混合物向外放热,有更多的从凝固成冰,即冰会变多。
13.小琳设计了如图甲、乙所示的两种装置来探究“冰熔化时温度的变化规律”。
(1)为了使试管中的冰受热均匀,便于记录各时刻的温度值,小琳应选择图 (选填“甲”或“乙”)中的装置来进行实验,且应选择 (选填“大颗粒”或“小颗粒”)的冰进行实验,采用这样加热的方法叫做 。安装实验器材时,合理的顺序是 (填序号);
①温度计 ②石棉网 ③装水的烧杯 ④酒精灯 ⑤装有冰的试管
(2)小琳每隔相同时间记录一次温度计的示数,图丙是她根据记录的数据绘制的温度和时间的关系图象,根据图象可知:图象中的 (选填“AB”或“BC”)段表示冰的熔化过程。冰在BC段时的特点为 。在BC阶段物质处于 (选填“固体”“液体”或“固液共存”)状态;
(3)由实验可知,当冰的温度处于0℃时,其状态是 ;
A.固态
B.固液共存状态
C. 可能固态、液态,也可能固液共存状态
(4)试管中的冰完全熔化后,若持续加热,得到图象中的DE段,则此时实验室的大气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)标准大气压,这段时间内试管中的水 (选填“能”或“不能”)沸腾。
【答案】 乙 小颗粒 水浴法 ④②③⑤① BC 吸收热量,温度不变 固液共存 C 等于 不能
【详解】(1)[1][2][3][4]利用水浴法加热,不但能使试管中的碎冰块受热均匀,而且碎冰块的温度上升速度较慢,便于及时记录各个时刻的温度,故应选择乙装置;实验中宜选用小颗粒的碎冰块,均匀受热,可以减小误差;酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度,按照自下而上的顺序进行,故安装实验器材的合理顺序为④②③⑤①。
(2)[5][6][7]图象中BC阶段图线平直,表示冰的熔化过程,此时物质处于固液共存的状态,熔化过程吸收热量,但是温度不变。
(3)[8]标准大气压下冰的熔点是0℃,因此当冰的温度处于0℃时,其状态可能固态、液态,也可能固液共存状态。
故选C。
(4)[9]因为标准大气压下水的沸点是100℃,而图象中的DE段对应的温度是100℃,所以此时实验室的大气压等于标准大气压。
[10]由于烧杯内的水沸腾时温度保持不变,试管内的水虽达到沸点,但不能继续吸热,所以不能沸腾。
14.小明在“探究质量是200g某固体熔化时温度变化规律”时,其实验装置如图甲所示。
(1)请指出装置中存在的一个错误: ;
(2)改正错误后,小明进行了正确的操作,得到了物体温度随时间变化的图像如图乙所示,则该物体是 (选填“晶体”或“非晶体”),物体熔化后其比热容 (选填“变大”、“变小”或“不变”),物体在第2min时的内能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)第3min时的内能;
(3)在6min内完全燃烧了的酒精根据图像信息和相关知识,可估算出此过程中热转化效率是 .已知该物质的液态的比热容 ,酒精的热值为 )
【答案】 温度计的玻璃泡没有与被测物体充分接触 晶体 变大 小于 20%
【详解】(1)[1]图中温度计操作的错误是:温度计放的位置不正确,温度计的玻璃泡没有与被测物体充分接触。
(2)[2]如图乙,物体熔化时,不断吸收热量,温度保持不变,所以该物体是晶体。
[3]固体的温度变化了30℃, 液体的温度变化了20℃,加热时间相同,物质固态和液态吸收的热量相同,状态变化,质量不变,固态升高的温度大于液态升高的温度,根据可知,固态的比热小,液态的比热大。
[4]物体在第2min时开始熔化,吸收热量、温度不变,但内能增加,故物体在第2min时的内能小于第3min时的内能。
(3)[5]该物质的液态的比热容,则该物质在内吸收的热量
酒精灯相同时间产生的热量相同,装置相同时间吸收的热量也相同,在6min内吸收的热量
在6min内完全燃烧的酒精放出的热量
此过程中热转化效率是
15.小明在探究晶体熔化规律时,他使用的实验装置如图甲所示,将冰块放入一个大试管中,然后将试管浸泡在盛有温水的烧杯中,同时用温度计测量冰块的温度。
(1)实验开始时温度计的示数如图乙所示,此时冰块的温度为 ℃;
(2)给冰加热时烧杯中的水面应 (选填“高于”或“低于”)试管中冰的上表面,用这种方法给冰块加热的好处是 ;
(3)小明将温度计的示数随时记录了下来,并绘制成了“温度-时间图像”(如图丙)。则:在第8min时,冰处于 (选填“固态”“液态”或“固液共存态”)。整个熔化过程大约经历了 min。冰是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(4)当冰全部熔化后,在烧杯下面放上酒精灯给烧杯加热,当烧杯里的水沸腾后,仍然继续加热,我们可以发现试管中的水 (选填“会沸腾”或“不会沸腾”),原因是: ,试管中的温度计的示数始终为 ℃(实验时始终在一个标准气压下)。
【答案】 -14 高于 让冰块受热均匀 固液共存态 10 晶体 不会沸腾 试管中的水不能继续吸热 100
【详解】(1)[1]由图乙知,开始时温度计的示数为-14℃。
(2)[2][3]给冰加热时烧杯中的水面应高于试管中冰的上表面,这样才能浸没冰块,这种方法给冰块加热的好处是让冰块受热均匀。
(3)[4][5][6]由图丙知,冰块于第5min开始熔化,第15min熔化结束,历时10min,而第8min,冰尚在熔化过程中,所以处于固液共存态。在熔化时,冰的温度不变,所以是晶体。
(4)[7][8][9]当烧杯中的水沸腾后,继续加热,试管的水不会沸腾,原因是:试管中的水温度能达到100℃(在一标准大气压下),但不能继续吸热。烧杯中的水沸腾时,温度达到100℃,试管中的水的温度也达到100℃,则无法继续从烧杯那里吸收热量。
16.在探究“海波熔化时温度的变化规律”的实验中,使用的实验装置如图甲所示:
(1)组装实验器材时,合理的顺序是 (填序号)。
①温度计②石棉网③装水的烧杯④酒精灯⑤装有海波的试管
(2)为了使试管中的海波受热均匀,应选择 的海波进行实验(选填“大颗粒”或“小颗粒”)。
(3)图乙是某时刻温度计的示数,温度是 ℃。
(4)图丙是根据实验数据绘制的海波熔化时温度随时间变化的图像,图像中的 段(选填“AB”或“BC”)表示海波的熔化过程。
(5)由实验可知,当海波的温度处于48℃时,其状态是 。
A.固态 B.固液共存状态 C.可能固态、液态,也可能固液共存状态。
【答案】 ④②③⑤① 小颗粒 42 BC C
【详解】(1)[1]酒精灯要使用外焰加热,所以合理顺序应先放好酒精灯,由其外焰高度确定铁圈及石棉网的高度;将装水的烧杯放到石棉网上,安装装有海波的试管,最后安装温度计,其合理的顺序是:④②③⑤①。
(2)[2]实验中宜选用小颗粒的海波,能使海波均匀受热。
(3)[3]图乙中温度计的分度值是1℃,则温度计的示数是42℃。
(4)[4]从图丙中可知,海波在熔化过程中温度保持48℃不变,则BC段表示海波的熔化过程。
(5)[5]海波的熔点是48℃,所以48℃的海波可能是固态(达到熔点尚未熔化),可能是液态(刚刚熔化结束),也可能是固液混合态(熔化过程中),故选C。
17.某物理兴趣小组设计一个实验:将少量食用盐放入水中调制成盐水后放入冰箱中,每隔2min观察一次插入其中的温度计的示数,根据实验数据小华得到“盐水”的温度随时间变化的图像如图。
(1)分析图像可知,实验进行到第4min时,该“盐水”的状态是 ;
(2)该盐水的凝固点是 oC;凝固的过程经历了 min;
(3)小明和小红的烧杯中装水都是200ml,但实验得到“盐水”的温度随时间变化的图像却不同。经讨论两人放的盐多少不同,由此作出猜想:盐水的凝固点与盐水的浓度有关。接着多次实验得出不同浓度盐水的凝固点,数据记录如下表:
盐水浓度(%)
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
36
凝固点(oC)
0
-2
-4
-6
-8
-11
-15
-18
-17
-1.8
-0.4
0
分析表格中数据,小红和小明两人放盐较多的是 ;当盐水浓度增大时,其凝固点 ;
(4)通过实验小红明白了为何大雪封路后,养路工人要及时向公路桥梁洒盐了。她向同组的小明解释说: 。
【答案】 液态 -4 8 小红 先降低后升高 盐降低雪的熔点,使雪在较低温度下熔化
【详解】(1)[1]分析表格数据可知,实验进行到第4min时,该“盐水”还没有凝固,故处于液体状态。
(2)[2]分析图象可知,小明所测盐水在凝固,则该盐水的凝固点是。
[3]凝固从8min开始,到16min结束,凝固的过程经历了
(3)[4]分析图象可知,小红所测盐水在凝固,在5min开始凝固,比小明的时间要多,因此小红和小明两人放盐较多的是小红。
[5]从表格中的数据可看出,盐水的浓度一直在变大,而盐水的凝固点是先降低后又升高。
(4)[6]为了使冰雪熔化,在雪面上撒盐,使雪中参入杂质,降低雪的熔点,使雪在较低的温度下熔化。
18.为了探究固体的熔化特点,小明分别取了50g的a、b两种固体粉末,利用如图甲所示相同的实验装置来进行探究。(已知当地气压为标准大气压)。
(1)小明根据实验数据绘制了如图乙所示的温度—时间图象,由图可知:b物质第12min的内能 (选填“<”“>”或“=”)第4min时的内能,第8min时b物质为 (选填“固”“液”或“固液共存”)态;
(2)前4min内,a、b两物质的比热容 (选填“>”“<”或“=”),若b物质在固态时的比热容为,,则熔化后的比热容为 ;
(3)通过查阅资料得知b物质是海波(又叫硫代硫酸钠——),属于 (选填“晶体”或“非晶体”)其沸点为100℃。如不改变现有装置,一直加热下去,当烧杯中的水沸腾时,试管中的海波 (选填“会”或“不会”)沸腾;
(4)将装置甲中的试管取出继续加热烧杯中的水至沸腾后停止加热,烧杯中的水停止沸腾,说明水沸腾的条件是:达到 还需要继续 。有同学提出水沸腾需要的时间有点长,你认为可以怎样改进? 。
【答案】 > 固液共存 > 晶体 不会 沸点 吸热 增加水的初温、减少水的质量等均可
【详解】(1)[1]晶体熔化时,吸收热量,温度不变,内能增加,所以b物质第12min的内能大于第4min时的内能。
[2]晶体熔化过程中,处于固液共存状态,所以第8min时b物质为固液共存态。
(2)[3]前4min内,a、b两物质吸收的热量相同,b物质升高的温度大于a物质升高的温度,根据Q=cmΔt可知,a物质的比热容大于b物质的比热容。
[4]0-4min,b物质熔化过程吸收的热量
12-16min,b物质熔化后升高的温度
Δt′=70℃−50℃=20℃12-16min与0-4min内b物质吸收的热量相同,根据Q=cmΔt可知,熔化后的比热容
(3)[5]由图象可知,b物质有固定的熔化温度,所以b物质是晶体。
[6]当烧杯中的水沸腾时,温度不再变化,试管中的海波虽然达到沸点,但不能继续吸热,所以不能沸腾。
(4)[7][8]将装置甲中的试管取出继续加热烧杯中的水至沸腾后停止加热,烧杯中的水停止沸腾,说明水沸腾的条件是:达到沸点还需要继续吸热。
[9]增加水的初温、减少水的质量、加大火力等均可。
19.小明猜想水中加入别的物质后一定会对水的凝固点产生影响,为了验证,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。每隔一定时间,小明就观察盐水状态、测出温度,并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像,如图1所示。
(1)从图像中可以看出盐水从第10分钟开始凝固,凝固过程用了 分钟。15分钟物体处于 (选填“固态”“液态”“固液共存态”)
(2)从图像中得到晶体的液态物质在凝固时的温度将 ;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)凝固点为 ℃。实验验证了小明的猜想,因为与水相比,凝固点变 了(选填“高”或“低”);
(4)如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中,如图2所示,试管中的冰水混合物中的冰会 (选填“变多”、“变少”或“不变”)。
【答案】 10 固液共存态 不变 -2 低 变多
【详解】(1)[1]从第10min开始凝固,到第20min完全凝固,凝固过程挂线了10min。
[2]第15分钟时,物质还没有凝固完毕,所以处于固液共存状态。
(2)[3]从图1中得知,液体在凝固时,温度保持不变。
(3)[4]读图1可知,盐水凝固过程中温度保持在-2℃不变,故盐水的凝固点为-2℃。
[5]水的凝固点为0℃。故将水中增加了其他物质后,其凝固点将降低。
(4)[6]冰水混合物的温度为-2℃,正在凝固的盐水的温度为-2℃。故冰水混合物将向外放热,有更多的水凝固成冰,所以冰会变多。
20.雪灾给人民群众的生活、生产带来很多困难,小明看到抢险队员在冰雪覆盖的道路上洒大量的盐,他产生了这样的疑问:含盐的冰熔化时跟纯净的冰熔化特点有何不同?含盐浓度不同的冰,熔化特点有无区别?为此,他进行了下列探究过程:
[设计实验]
他用同样多的纯水、淡盐水、浓盐水制得纯冰、淡盐冰、浓盐冰,然后将这些冰弄碎放入试管中,在冰块中插入温度计,记下此时温度计的示数,每隔0.5min记录一次温度计的示数,同时观察试管中冰块状态的变化,在选择冰块吸热方式时他遇到了一个难题,现有如图所示的三种方法,请你为他选择一种最佳的方法。
(1)你选择的方法是 (A/B/C)。(当时的室温大约是20℃)在相同条件下测量三者的温度变化,得到三条温度变化曲线(纯冰对应曲线①、淡盐冰对应曲线②、浓盐冰对应曲线③)。
[分析]根据曲线图可知:
在相同条件下测量三者的温度变化,得到三条温度变化曲线(纯冰对应曲线①、淡盐冰对应曲线②、浓盐冰对应曲线③)。由曲线图2可知:浓盐冰的熔点是 。
[归纳]根据分析可以得到:
(2)在冰雪覆盖的道路上洒盐,可以 (提高/降低)冰的熔点,并且含盐浓度越高的冰,能在更 (高/低)的温度下熔化。
[拓展]小鹏通过分析实验数据和图线,又有了新发现:
(3)含盐浓度越高的冰,熔化前升温越 (快/慢)。
(4)小明想起了一件事,他们在学习熔化时,也用冰块做了这样的实验,但那次做实验时,测量冰熔化时的温度不是0℃,请你分析造成冰的熔化温度不是0℃的原因是什么?(只要讲出一点即可) 。
(5)如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中,如图3,试管中的冰水混合物中的冰会 (选填“变多”、“变少”或“不变”)。
【答案】 C -7℃ 降低 低 快 冰中有杂质 变多
【详解】(1)[1]在熔化过程中要不断吸热;A图将试管放入开水中,使冰能不断吸热熔化,熔化时间较短;B图中用酒精灯加 热,由于火焰温度较高,会使冰熔化过程加快,来不及观察;C图中将试管放入空气中,当时室温保持20℃不变,会使冰 的熔化过程时间变长,便于观察实验现象,该方法最佳,因此选择C图的方法加热。
[2]由曲线图2可知:浓盐冰对应曲线的是③,该图像浓盐水熔化时的温度保持-7℃不变,故浓盐冰的熔点是-7℃。
(2)[3][4]由图2可知,纯冰的熔点为0℃,淡盐冰的熔点为-3℃,浓盐,冰的熔点为-7℃,所以在冰雪覆盖的道路上洒盐,可 以降低冰的熔点,并且含盐浓度越高的冰,能在更低的温度下熔化。
(3)[5]浓盐冰在熔化前,3分钟温度从-15℃升高到-7℃,升高了8℃,每分钟升高
淡盐冰在熔化前,10min 分钟温度从-15℃升高到-3℃,升高了12℃,每分钟升高
故含故盐浓度越高的冰,熔化前升温越快。
(4)[6]根据前面解答可知,可能由于冰中含有杂质,使冰熔化时的温度不是0℃。
(5)[7]冰水混合物的温度是0℃,而盐冰水混合物的低于0℃,冰水混合物会向盐冰水混合物放热,由于冰水混合物中的水 就会达到凝固结冰的条件,所以冰水混合物中的冰会变多。
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