4.3 熔化和凝固(高效培优讲义)物理沪粤版2024八年级上册
2025-11-24
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2份
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33页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪粤版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 4.3 熔化和凝固 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 熔化和凝固 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.27 MB |
| 发布时间 | 2025-11-24 |
| 更新时间 | 2025-11-24 |
| 作者 | xkw-abc |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-11-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55088477.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本初中物理讲义聚焦“熔化和凝固”核心知识点,系统梳理熔化与凝固的概念、晶体与非晶体的区别(熔点、温度变化规律、吸放热特点),通过对比表格、实验探究步骤(如水浴法)及典例分析构建学习支架,帮助学生形成完整知识脉络。
资料突出科学探究(实验设计与数据记录)和科学思维(图像分析与模型建构),结合冻豆腐、打铁花等生活实例。递进式结构助力教师课堂教学,能力培优练与中考题链接则便于学生课后查漏补缺,提升知识应用能力。
内容正文:
第3节 熔化和凝固
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 熔化和凝固 1
题型2 探究固体熔化的特点 5
【能力培优练】 10
【链接中考】 16
【重难题型讲解】
题型1 熔化和凝固
1.熔化和凝固的特点
熔化
凝固
概念
物理学中,把物质由固态变为液态的过程,叫做熔化。例如冰变成水,叫做冰的熔化。
把物质由液态变为固态的过程,叫做凝固。水结成冰,叫做水的凝固。
熔点、凝固点
晶体熔化时的温度,叫做熔点。非晶体没有熔点。
物质从液态凝固为晶体时的温度,叫做凝固点。非晶体没有凝固点。
同一种晶体的凝固点与它的熔点相同。非晶体没有熔点或凝固点。
吸、放热
吸热
放热
熔化、凝固规律
晶体熔化过程不断吸热,温度保持不变;非晶体熔化过程中不断吸热,温度持续升高。
晶体在凝固时放热,温度保持不变;非晶体在凝固时放热,温度持续下降。
熔化、凝固条件
晶体熔化条件:温度达到熔点;不断吸热。
晶体凝固的条件:温度达到凝固点;不断放热。
2.晶体和非晶体
冰
石膏
水晶
金属
玻璃
蜂蜡
橡胶
塑料
【探究归纳】固体可分为两类。有固定的熔化温度,即熔点,属于晶体;没有固定的熔化温度(熔点),属于非晶体。海波、冰、食盐、石墨、金属等是晶体;石蜡、松香、玻璃、沥青等是非晶体。
3.晶体和非晶体的区别
类别
晶体
非晶体
相同点
熔化吸热、凝固放热
不同点
熔点(凝固点)
有
无
温度变化特点
熔化或凝固过程温度不变
熔化过程温度升高,凝固过程温度降低
图像
举例
冰、海波、许多矿石和各种金属
玻璃、松香、蜂蜡、沥青等
4.晶体的熔点
不同晶体的熔点一般不同,下表是部分晶体在1个标准大气压下的熔点。
晶体
熔点t/℃
晶体
熔点t/℃
固态氢
-259
锡
232
固态氧
-219
铅
327
固态氮
-210
锌
420
固态酒精
-114
铝
660
固态汞
-39
金
1064
冰
0
铜
1085
铯
29
铁
1538
海波
48
铂
1768
萘
80
钨
3414
【典例1-1】我国古代科技著作《天工开物》中,对釜的铸造有“铁化如水,以泥固纯铁柄勺从嘴受注”这样的记载.其中“铁化如水”描述的物态变化是 。铁是 (“晶体”或“非晶体”)。
【答案】熔化 晶体
【解析】“铁化如水”是指铁变成了像水一样的状态。即固态的铁在高温下熔化成了液态,金属都是晶体,铁是金属所以是晶体,有固定的熔点。
【典例1-2】在探究石蜡和海波的熔化规律时,小琴根据实验目的,进行了认真规范的实验,获得的实验数据如下表所示。则下列四个选项中,判断正确的是( )
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
石蜡的温度/℃
40
41
42
44
46
47
48
49
51
52
54
56
海波的温度/℃
40
42
44
46
48
48
48
48
48
48
50
53
A.石蜡是非晶体 B.海波的熔点是48℃
C.53℃时,海波的状态是液态 D.海波在熔化过程中不需要吸热
【答案】ABC
【解析】A.石蜡在熔化过程中,温度持续上升,从40℃逐渐升高到56℃,没有固定的熔点,因此石蜡属于非晶体,故A正确;
B.海波是晶体,熔化时温度保持不变,从表格中可见,海波在48℃时持续吸热但温度不变,因此海波的熔点是48℃,故B正确;
C.海波的熔点是48℃,53℃高于熔点,说明海波已完全熔化,此时状态为液态,故C正确;
D.晶体如海波在熔化过程中需要持续吸热,只是温度保持不变,故D错误。
故选ABC。
跟踪训练1 冷冻室的温度一般在-18℃左右,根据生活经验判断,下列可以放在冷冻室的食物是( )
A.西红柿 B.鸡蛋 C.果汁 D.馒头
【答案】D
【解析】根据经验,西红柿、鸡蛋、果汁内部液体比较多,在-18℃的冷冻室内,会结冰,即使熔化后,也影响食物的口感;而馒头可以在冷冻室。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
跟踪训练2 制作糖画时,艺人舀起高温的液态糖浆,将其绘制成图案,最后等糖浆慢慢变硬;测量了糖浆的温度随时间变化图像如图乙所示。关于“糖画”的制作过程,下列说法正确的是( )
A.在制作糖画使用的糖是非晶体
B.乙图所示过程,糖浆发生的物态变化是凝固
C.在图像中BC段,糖处于固体状态
D.制作过程中糖浆放热,温度一直在降低
【答案】B
【解析】A.晶体有固定的凝固点,非晶体没有固定的凝固点。从图乙中可以看出,BC段是糖浆的凝固过程,此过程中温度保持不变,说明糖有固定的凝固点,因此糖是晶体。故A错误;
B.制作糖画的过程是高温的液态糖浆冷却变硬,是从液态变为固态的过程,属于凝固。图乙中温度随时间整体呈下降趋势,且有一段温度不变的过程,表示的是晶体的凝固过程。故B正确;
C.在图像中BC段是糖浆的凝固过程,此时糖处于固液共存状态。AB段处于液态,CD段处于固态。故C错误;
D.制作过程中糖浆凝固需要放热。从图乙可以看出,在BC段凝固过程中,糖浆持续放热,但温度保持不变,并不是一直在降低。故D错误。
故选B。
跟踪训练3 南极的最低气温可达,科考队员要测量南极的气温,应选用( )
物质
水银
煤油
酒精
水
凝固点(℃)
0
A.体温计 B.酒精温度计
C.煤油温度计 D.水银温度计
【答案】B
【解析】温度计的原理是液体的热胀冷缩,由表中数据可知,水银的凝固点是-38.8℃,所以体温计和水银温度计不能测量南极的温度;煤油的凝固点是-30℃,所以煤油温度计不能测量南极的温度;酒精的凝固点是-117℃,低于南极的最低温度,所以可以使用。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
题型2 探究固体熔化的特点
1. 探究固体熔化的特点
固体
演示图
过程
结论
图像
晶体
通过加热容器里的水,再用热水加热水中物体的方法,称为水浴法。水浴法的优点是使物体缓慢均匀加热,便于观察。
以海波为例,把装有一些海波的试管放到盛水的烧杯里,用酒精灯加热烧杯,并用搅拌棒不断轻轻搅动烧杯里的水,观察温度计的示数和海波的状态变化。
从约35℃开始,每隔1 min读一次温度,直到海波全部熔化后再观察3min,把测得的数据记录在表中。
时间t/miin
温度t/℃
海波状态
以横坐标表示时间,纵坐标表示测得的温度,在图4-3-3所示的坐标系中画出海波熔化时的温度-时间图像。
海波开始熔化时的温度是48℃;海波在熔化过程中,继续加热,温度保持不变;当海波全部熔化为液体时,继续加热,温度上升。
非晶体
以石蜡为例,在试管中放入石蜡碎屑,把试管放到盛水的烧杯里,用酒精灯加热烧杯,并用搅拌棒不断轻轻搅动烧杯里的水,观察温度计的示数和石蜡的状态变化。从40℃开始,观察石蜡的状态变化,每隔1 min读一次温度,做好记录,并在图4-3-4中画出石蜡熔化时的温度一时间图像。
石蜡在熔化过程中,温度不断升高,固体先变软,然后变稀,最后变成液态。
【归纳总结】晶体熔化的特点:温度不变,持续吸热。非晶体没有熔点,熔化时温度升高。
【典例2-1】在“探究固体熔化时温度变化规律”时,其实验装置如图甲所示。
(1)组装实验器材时,应该 (选填:“从上往下”或“从下往上”)组装;它的熔点是 ℃,熔化所用的时间是 分钟;
(2)实验中的加热方法叫做“水浴法”,这种加热方式的优点是 ;
(3)加热一段时间后,根据实验数据得到了温度T随时间t变化的图象如图乙所示,则该物质是 (选填:“晶体”或“非晶体”);
(4)第10min时,该物质的状态是 。
【答案】(1) 从下往上 80 8
(2)受热均匀
(3)晶体
(4)固液共存态
【解析】(1)为了使用酒精灯外焰加热,应选固定铁圈和陶土网,再依次调整烧杯、试管等。故应自下而上组装。
从图乙可知,该物质在熔化过程中温度保持80℃不变,所以物体的熔点为80℃。
物体熔化开始时间第6min,结束时间第14min,所以物体熔化时间为14min-6min=8min。
(2)水浴法可使试管受热均匀,温度上升较慢,便于记录温度变化,防止温度过高。
(3)从乙图中可知,物体在熔化过程吸热,温度保持不变,有固定的熔点,所以物体为晶体。
(4)第10min处于熔化过程中,物体处于固液共存态。
【典例2-2】如图所示为某物质的物态变化图线,下列说法正确的是( )
A.该物质的固态为晶体,熔化过程从第15min开始
B.第6min处于熔化过程,为固液共存态,吸热温度不变
C.在第11min是气态,吸热温度正在升高
D.在100℃时,该物质是固液共存状态
【答案】B
【解析】A.晶体熔化时,吸热但温度保持不变,图线中会有一段水平的线段。从图中可知,BC段是水平的,说明该物质是晶体,熔化过程从第5min开始,到第10min结束,故A错误;
B.第6min处于BC段(熔化过程),此时物质为固液共存态,晶体熔化吸热但温度不变,故B正确;
C.第11min时,物质处于液态(熔化已完成,还未沸腾),不是气态,故C错误;
D.在100℃时,DE段是水平的,说明物质在沸腾,此时物质为液态和气态共存,不是固液共存,故D错误。
故选B。
跟踪训练1 科技研究小组利用如图甲所示的实验装置“探究固体熔化时温度的变化规律”。
(1)安装图甲装置时,应 (选填“自上而下”或“自下而上”)进行安装;
(2)图甲装置把装有固体的试管放入水中加热,这样做的目的是能使试管中的固体 ;
(3)加热固体时的某时刻温度计的示数如图乙所示,读数正确的是视线 (选填“A”“B”或“C”),示数为 ;
(4)图丙是根据实验记录绘制的固体熔化时温度随时间变化的图像,由图像可知该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),该物质的熔化过程用了 ;
(5)小明发现大雪过后路面结冰,为了确保出行安全,环卫工人在公路上撒盐,使路面的冰及时熔化,为了弄清缘由,小明和组里的同学做实验:用相同的热源加热碎冰、淡盐水碎冰、浓盐水碎冰,分别得到图丁中图像;由以上实验可知,加入盐后冰的熔点将会 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
【答案】(1)自下而上
(2)受热均匀
(3) B 26
(4) 晶体 8
(5)降低
【解析】(1)安装图甲装置时,由于要用酒精灯的外焰加热,同时温度计的玻璃泡在完全浸没的同时不碰到试管底或试管壁,要自下而上安装实验装置。
(2)图甲装置把装有固体的试管放入水中加热,这叫做水浴法,这样做的目的是能使试管中的固体受热均匀。
(3)温度计读数时,为读数准确,视线要与液面相平,所以读数正确的是视线B;温度计分度值为1℃,示数为26℃。
(4)由图丙可知,该物质熔化阶段为BC段,第7min开始熔化,第15min熔化结束,持续了8min。熔化时持续吸热,温度不变,有固定的熔点,所以该物质是晶体。
(5)分析图丁,由B图线可知淡盐水制成的碎冰的熔点为-2℃,由C图线可知浓度更大一些的盐水制成的碎冰的熔点为-4℃,所以加入盐后冰的熔点将会降低。
跟踪训练2 用如图甲所示装置探究萘熔化时温度的变化规律,对该实验描述正确的是( )
A.萘的熔点是80℃
B.从图像中可看出萘是非晶体
C.萘熔化大约持续了35min
D.增加酒精灯的火力大小,可以提高萘熔化过程中的温度
【答案】B
【解析】AB.分析图像乙可知,萘在80℃时吸收热量,温度保持不变,所以萘是晶体,它的熔点是80℃。故A正确,B错误;
C.由于萘是晶体,其熔化过程中温度不变,故萘熔化过程持续的时间约为25min-10min=15min,故C错误;
D.由于萘是晶体,熔化过程中吸热,温度保持不变,所以增加酒精灯的火力大小,不能提高萘熔化过程中的温度,故D错误。
故选A。
跟踪训练3 在冷却食物时用的冰比用的水好,这是因为( )
A.冰是固态,比水冷
B.同样多的水和冰冷却食物时,吸收的热一样多,所以效果相同
C.冰熔化成水的过程中,温度不变但要吸收大量的热
D.水结成冰时要吸收大量的热
【答案】C
【解析】A.温度表示物体冷热程度的物理量,0℃的冰和0℃的水温度相同,冷热程度相同,故A不符合题意;
BC.在冷却食物时用0℃的冰比用0℃的水好,这是因为冰熔化成水的过程中,温度不变但要吸收大量的热,故B不符合题意,C符合题意;
D.水结成冰时,物态变化为凝固,该过程中会放出热量,故D不符合题意。
故选C。
【能力培优练】
1.如图所示,将装有碎冰的试管插入有冰粒的烧杯中间,然后用酒精灯给烧杯加热,当烧杯中的冰熔化一半时,试管中的冰( )
A.没有熔化 B.熔化一半 C.熔化小于一半 D.熔化超过一半
【答案】A
【解析】由于晶体在熔化过程中温度保持不变,故当烧杯中的冰熔化一半时,烧杯内的冰水混合物温度为0℃;试管内的冰虽达到熔点0℃,与烧杯内混合物温度相同,因此不能吸热,故不会熔化。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.如图所示的四个图像中,能正确描述晶体熔化过程中温度随时间变化关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】晶体熔化过程的特点是:持续吸热,但温度保持在熔点不变,直到完全熔化成液体,所以晶体熔化过程中温度随时间变化图像应该是先上升,然后水平一段时间,然后继续上升,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选 A。
3.2025年新款“冻干水果机”通过低温和低压环境,将水果中的水分去除。具体过程是:将洗干净的水果置于低温环境中快速冻结成冰,然后将冷冻后的水果放入低压真空环境下缓缓升温,使其冻结成的冰直接变成气体,从而除去水果中的水分。下列说法正确的是( )
A.水果中的水分凝结成冰是凝固现象
B.水果中的水分凝结成冰的过程需要吸收热量
C.水果中的水分凝结成的冰是非晶体
D.水果中的水分凝结成冰的过程中温度降低
【答案】A
【解析】AB.水果中的水分凝结成冰,物质状态由液态变为固态,物态变化为凝固,凝固过程会放出热量,故A正确,B错误;
CD.由于冰有固定的熔点,所以冰是晶体,在凝固过程放出热量,温度保持不变,故CD错误。
故选A。
4.如图所示,将1600℃的铁水抛向高空,化为漫天华彩,遍地生金,这是来自中国传统民俗文化表演技艺——“打铁花”的浪漫;小明通过网上查阅了解到铁的熔化过程中温度随时间变化图像。关于“打铁花”的过程,下列说法正确的是( )
A.打铁花过程中,铁发生的物态变化是先熔化后凝固
B.在图像的BC段,铁都处于液态
C.在图像的BC段,铁温度不变,所以不需要吸热
D.打铁花时所用到的铁是非晶体
【答案】A
【解析】A.打铁花的过程中,铁先由固态变为液态,再由液态变为固态,铁发生的物态变化是先熔化后凝固,故A正确;
BCD.在图像的BC段,铁处于熔化过程中,吸收热量,温度不变,说明铁有固定的熔点,属于晶体,则在图像的BC段,铁处于固液共存态。故BCD错误。
故选A。
5.将新鲜豆腐放入冷冻室制成冻豆腐,解冻后其内部有海绵状小孔,烹饪易入味。冻豆腐里面的小孔是由于豆腐里的水先 后 形成的。(均填物态变化名称)
【答案】凝固 熔化
【解析】冰的密度小于水的密度,水凝固成冰,体积会变大,把豆腐内部胀出海绵状的小孔,当豆腐中的冰熔化后,就保留了这些小孔。所以冻豆腐里面的小孔是由于豆腐里的水先凝固后熔化形成的。
6.最近“哈尔滨”火上热搜,你去东北时千万不要相信“东北冬天室外的铁栏杆都是甜的”这个“传说”。一旦舌头舔上铁栏杆,就会被“粘”在铁管上,这是 现象,此时在接触处倒温水有助于 ,从而分离舌头和铁栏杆(以上两空均填写物态变化的名称)。
【答案】凝固 熔化
【解析】一旦舌头舔上铁栏杆,舌头上的水遇冷会立即凝固为固态的冰,就会被“粘”在铁管上。
熔化需要吸热,此时在接触处倒温水有助于冰吸收热量熔化为水,从而分离舌头和铁栏杆。
7.我国古代著作《天工开物》记载了铸造“万钧钟”和“鼎”的方法:先用泥土制作内模,后用油蜡涂附在内模并刻上图案,然后在油蜡外面用泥土制成外壳。干燥后,“外施火力炙化其中油蜡”。炙化油蜡的过程中油蜡发生 (填物态变化名称)现象,需要 (选填“吸收”或“放出”)热量,油蜡流出形成空腔;在空腔中倒入铜液,待铜液冷却后“钟鼎成矣”。
【答案】熔化 吸收
【解析】“炙化油蜡”是指油蜡由固态变为液态,这是熔化过程,熔化过程需要吸热。
8.我国古代著作《天工开物》记载了铸造“万钧钟”和“鼎”的方法:先用泥土制作内模,后用油蜡涂附在内模并刻上图案,然后在油蜡外面用泥土制成外壳。干燥后,“外施火力炙化其中油蜡”。炙化油蜡的过程中油蜡发生的物态变化与下面图像 (填字母符号)一致,需要 (选填“吸收”或“放出”)热量,油蜡流出形成空腔;在空腔中倒入铜液,待铜液冷却后“钟鼎成矣”。
A.B.C.D.
【答案】B 吸收
【解析】炙化油蜡过程中物质状态由固态变为液态,发生物态变化为熔化,该过程中需要吸收热量,由于蜡是非晶体,随加热时间的变化,温度逐渐升高,故B符合题意。
9.在运输海鲜类食品时,人们常在食品周围放置一些冰块,这是因为 ,可以防止温度过高、食品变质;在北方的冬天,人们常在存放蔬菜的地窖里放几桶水,防止蔬菜被冻坏,这是因为 。(以上均填物态变化名称及吸放热情况)
【答案】熔化吸热 凝固放热
【解析】冰块熔化时会吸热,使周围的温度下降,所以在食品周围放置一些冰块,可以对食品保鲜。
水遇冷凝固时会放热,使周围的温度上升,所以在北方的冬天,人们常在存放蔬菜的地窖里放几桶水,可以防止蔬菜被冻坏。
10.如图所示,古人将铁料熔炼成铁水,炽热的铁水沿管道流入较低处的水塘,完成淬火,最终制成熟铁块。其中,铁水变成铁块的过程所对应的物态变化为 ,此过程需要 (选填“吸收”或“放出”)热量。
【答案】凝固 放出
【解析】物体从液态变为固态的过程叫凝固,铁水变成铁块的过程是凝固,凝固是放热过程。
11.小亮利用如图所示的装置探究某物质熔化时温度的变化规律请,回答下列问题:
(1)安装实验器材时,小亮应按照 (填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行。
(2)测量过程中,温度计在某一时刻的示数如图所示,此时该物质的温度为 ℃。
(3)根据实验数据画出该物质的温度随加热时间变化的图像如图乙所示,由图可知,当加热到第8min末时,试管中物质所处的状态是 态,该物质为 (填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】(1)自下而上
(2)25
(3) 固液共存 晶体
【解析】(1)安装实验器材时,因为要用酒精灯的外焰加热,所以要先调整铁圈的高度,再固定温度计的位置,应按照自下而上的顺序进行。
(2)由图可知,温度计的分度值是1℃,刻度值上大下小,为零上温度,温度值为25℃。
(3)由图可知,该物质从第6分钟开始熔化,到第12分钟熔化结束,8分钟末,该物质处于熔化过程中,属于固液共存态;该物质的熔化过程有固定的熔点,所以该物质属于晶体。
12.小丽选择蜂蜡、海波来探究“不同的固态物质在熔化过程中温度的变化是否相同”,仪器如图所示。
(1)组装图甲中的实验器材时,应先固定 (选择“A”“B”或“C”),按照实验规范要求,在确定其高度时, (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯;为完成实验,除图中器材外,还需要的测量仪器是 。
(2)将装有蜂蜡、海波的试管分别放在盛水的烧杯内加热,而不是直接用酒精灯加热,目的是为了使试管内的物质 ;加热时,烧杯中的水面应 (选填“高于”或“低于”)试管中物质的上表面。
(3)将温度计正确插入蜂蜡和海波中,观察温度计示数视线A、B、C如图乙所示,其中正确的是 ,此时温度计示数为 。
(4)丙图是小丽绘制的海波的熔化图像,图中 (选填“AB”“BC”或“CD”)段表示海波的熔化过程;熔化过程用 分钟。
(5)丁图是小丽绘制的蜂蜡的熔化图像,蜂蜡在熔化过程中温度 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
(6)实验中,观察到蜡烛熔化过程中温度计示数上升过于缓慢,产生这一现象的原因不可能是_____
A.试管中蜡烛装的太多 B.水温低 C.蜡烛是晶体,熔化过程中吸热温度不变
【答案】(1) A 需要 秒表
(2) 受热均匀 高于
(3) B 42℃
(4) BC 6
(5)升高
(6)C
【解析】(1)实验中需要使用酒精灯的外焰加热,所以应先固定A的高度,然后依次往上组装实验器材。
在确定铁圈高度时,需要点燃酒精灯,因为加热时要用酒精灯的外焰,所以要根据火焰的高度来调节铁圈A的位置,使烧杯底部处于外焰加热区域。
实验中需记录时间和温度,已有温度计,则还需秒表来记录时间。
(2)将装有蜂蜡、海波的试管分别放在盛水的烧杯内加热,这是用水浴法加热,水浴加热的优点是受热均匀,且物质上升的温度较慢,便于观察。
为了保证整个试管内的物质都能被水包围并充分加热,烧杯中的水面必须高于试管中物质的上表面,否则上部的物质无法被水直接加热。
(3)温度计在读数时视线必须得与温度计中液柱的上表面相平,所以应该在B处观察;由图乙可知温度计的分度值为1℃,其示数为42℃。
(4)海波是晶体,熔化时有固定熔点。由图丙可知,AB段升温,是固态吸热升温过程,BC段温度不变,海波正在熔化,处于固液共存状态;CD段继续升温,此阶段是完全熔化后液态升温过程。所以熔化过程是BC段。熔化过程从第6min到第12min,则熔化过程用时共6min。
(5)由图丁可知,图像呈逐渐上升曲线,无水平段。说明蜂蜡是非晶体,没有固定熔点。其在熔化过程中持续吸热,温度不断升高。
(6)蜡烛是非晶体,熔化时温度会持续上升,蜡烛装的太多和水温太低都会导致蜡烛升温较慢,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
【链接中考】
1.(2024·江西)下图是某物质的三种状态的分子微观模型。甲图中的物质状态变成乙图中的物质状态的过程叫做( )
A.凝固 B.熔化 C.液化 D.汽化
【答案】B
【解析分析这三个图可见:甲图分子排列十分紧密,是固体分子的排列模型;乙图分子排列没有固定的位置,比较松散,是液体分子的排列模型;丙图分子排列分子极度散乱,间距很大,是气体分子的排列模型;物质由甲图直接变成乙图的过程是由固态变成液态的过程,是熔化现象,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.(2025·黑龙江哈尔滨)天宫二号空间实验室里面的综合材料实验炉如图所示,把要合成的各种材料放进炉中加热,材料在炉中从固态变为液态的过程是( )
A.凝固 B.汽化 C.液化 D.熔化
【答案】D
【解析】物质从固态变为液态是熔化的过程,凝固是物质从液态变为固态,汽化是液态变为气态,液化是气态变为液态的过程,因此材料在炉中从固态变为液态的过程是熔化,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选 D。
3.(2015·海南)如图,刚从冰箱冷冻室拿出冰棍贴紧舌头,舌头会被“冻”在冰棍上,这时舌头上的水发生了某种物态变化,与其对应的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】刚从冰箱冷冻室拿出的冰棍温度较低,冰棍贴紧舌头时,舌头上的水遇冷放热凝固成冰,从而出现舌头被“冻”在冰棍上的现象,冰是晶体,凝固时温度会保持凝固点不变,凝固需要放热,在晶体凝固前和凝固后的过程中,温度应下降,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.(2025·江苏无锡)将装有适量碎冰的试管置于瓷杯内的温水中,探究冰的熔化特点。当冰开始熔化时,温度计的示数如图所示,熔化过程中示数不变。下列说法中错误的是( )
A.冰是晶体 B.冰熔化时的温度为0℃
C.熔化过程中冰不需要吸热 D.温度计的玻璃泡应插入碎冰中
【答案】C
【解析】A.晶体有固定的熔点,在熔化过程中温度保持不变。冰在熔化过程中温度不变,所以冰是晶体,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,温度计的示数为0℃,而且冰熔化过程中温度不变,所以冰熔化时的温度为0℃,故B正确,不符合题意;
C.晶体熔化需要满足两个条件:达到熔点且继续吸热。冰是晶体,在熔化过程中,虽然温度不变,但需要持续吸热才能完成熔化过程,故C错误,符合题意;
D.使用温度计测量液体温度时,温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中,这样才能准确测量液体的温度,故D正确,不符合题意。
故选C。
5.(2023·湖北荆州)用如图甲所示的装置探究某物质的熔化规律。
(1)组装器材时,应先固定 (选填“A”、“B”或“C”);
(2)下列措施不能使物质受热均匀的是 ;
A.加热过程中不断搅拌
B.通过水给试管加热
C.温度计的玻璃泡完全浸没在物质中
(3)加热到某一时刻温度计示数如图乙所示,其温度为 ℃;
(4)根据实验数据绘出该物质的温度—时间图像如图丙所示,该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(5)另一小组同学用相同物质进行实验,绘制出的温度—时间图像中没有出现明显的水平段,原因可能是 。(写出一种即可)
【答案】C C 38 晶体 物质受热不均匀,导致温度测量不准确
【解析】(1)实验中为了让酒精灯用外焰加热,温度计的玻璃泡浸没在被测液体中,且温度计的玻璃泡不能碰到容器底或容器壁,所以组装器材时,要从下到上组装,则应先固定C。
(2)A.加热过程中不断搅拌,可以使被加热液体受热均匀,故A不符合题意;
B.通过水给试管加热,采用水浴加热,可以使试管受热均匀,故B不符合题意;
C.温度计的玻璃泡完全浸没在物质中,使得测量的温度准确,不能使物质受热均匀,故C符合题意。
故选C。
(3)由图乙得,温度计的分度值为1℃,其温度为38℃。
(4)由图丙可知,BC段物质吸收热量,温度保持不变,即该物质有固定的熔化温度,即该物质由固定的熔点,故该物质是晶体。
(5)另一小组同学用相同物质进行实验,该物质是晶体,熔化过程中,温度保持不变,而实验时绘制出的温度—时间图像中没有出现明显的水平段,原因可能是物质受热不均匀,导致温度测量不准确。
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第3节 熔化和凝固
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 熔化和凝固 1
题型2 探究固体熔化的特点 5
【能力培优练】 10
【链接中考】 16
【重难题型讲解】
题型1 熔化和凝固
1.熔化和凝固的特点
熔化
凝固
概念
物理学中,把物质由固态变为液态的过程,叫做熔化。例如冰变成水,叫做冰的熔化。
把物质由液态变为固态的过程,叫做凝固。水结成冰,叫做水的凝固。
熔点、凝固点
晶体熔化时的温度,叫做熔点。非晶体没有熔点。
物质从液态凝固为晶体时的温度,叫做凝固点。非晶体没有凝固点。
同一种晶体的凝固点与它的熔点相同。非晶体没有熔点或凝固点。
吸、放热
吸热
放热
熔化、凝固规律
晶体熔化过程不断吸热,温度保持不变;非晶体熔化过程中不断吸热,温度持续升高。
晶体在凝固时放热,温度保持不变;非晶体在凝固时放热,温度持续下降。
熔化、凝固条件
晶体熔化条件:温度达到熔点;不断吸热。
晶体凝固的条件:温度达到凝固点;不断放热。
2.晶体和非晶体
冰
石膏
水晶
金属
玻璃
蜂蜡
橡胶
塑料
【探究归纳】固体可分为两类。有固定的熔化温度,即熔点,属于晶体;没有固定的熔化温度(熔点),属于非晶体。海波、冰、食盐、石墨、金属等是晶体;石蜡、松香、玻璃、沥青等是非晶体。
3.晶体和非晶体的区别
类别
晶体
非晶体
相同点
熔化吸热、凝固放热
不同点
熔点(凝固点)
有
无
温度变化特点
熔化或凝固过程温度不变
熔化过程温度升高,凝固过程温度降低
图像
举例
冰、海波、许多矿石和各种金属
玻璃、松香、蜂蜡、沥青等
4.晶体的熔点
不同晶体的熔点一般不同,下表是部分晶体在1个标准大气压下的熔点。
晶体
熔点t/℃
晶体
熔点t/℃
固态氢
-259
锡
232
固态氧
-219
铅
327
固态氮
-210
锌
420
固态酒精
-114
铝
660
固态汞
-39
金
1064
冰
0
铜
1085
铯
29
铁
1538
海波
48
铂
1768
萘
80
钨
3414
【典例1-1】我国古代科技著作《天工开物》中,对釜的铸造有“铁化如水,以泥固纯铁柄勺从嘴受注”这样的记载.其中“铁化如水”描述的物态变化是 。铁是 (“晶体”或“非晶体”)。
【典例1-2】在探究石蜡和海波的熔化规律时,小琴根据实验目的,进行了认真规范的实验,获得的实验数据如下表所示。则下列四个选项中,判断正确的是( )
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
石蜡的温度/℃
40
41
42
44
46
47
48
49
51
52
54
56
海波的温度/℃
40
42
44
46
48
48
48
48
48
48
50
53
A.石蜡是非晶体 B.海波的熔点是48℃
C.53℃时,海波的状态是液态 D.海波在熔化过程中不需要吸热
跟踪训练1 冷冻室的温度一般在-18℃左右,根据生活经验判断,下列可以放在冷冻室的食物是( )
A.西红柿 B.鸡蛋 C.果汁 D.馒头
跟踪训练2 制作糖画时,艺人舀起高温的液态糖浆,将其绘制成图案,最后等糖浆慢慢变硬;测量了糖浆的温度随时间变化图像如图乙所示。关于“糖画”的制作过程,下列说法正确的是( )
A.在制作糖画使用的糖是非晶体
B.乙图所示过程,糖浆发生的物态变化是凝固
C.在图像中BC段,糖处于固体状态
D.制作过程中糖浆放热,温度一直在降低
物质
水银
煤油
酒精
水
凝固点(℃)
0
A.体温计 B.酒精温度计
C.煤油温度计 D.水银温度计
题型2 探究固体熔化的特点
1. 探究固体熔化的特点
固体
演示图
过程
结论
图像
晶体
通过加热容器里的水,再用热水加热水中物体的方法,称为水浴法。水浴法的优点是使物体缓慢均匀加热,便于观察。
以海波为例,把装有一些海波的试管放到盛水的烧杯里,用酒精灯加热烧杯,并用搅拌棒不断轻轻搅动烧杯里的水,观察温度计的示数和海波的状态变化。
从约35℃开始,每隔1 min读一次温度,直到海波全部熔化后再观察3min,把测得的数据记录在表中。
时间t/miin
温度t/℃
海波状态
以横坐标表示时间,纵坐标表示测得的温度,在图4-3-3所示的坐标系中画出海波熔化时的温度-时间图像。
海波开始熔化时的温度是48℃;海波在熔化过程中,继续加热,温度保持不变;当海波全部熔化为液体时,继续加热,温度上升。
非晶体
以石蜡为例,在试管中放入石蜡碎屑,把试管放到盛水的烧杯里,用酒精灯加热烧杯,并用搅拌棒不断轻轻搅动烧杯里的水,观察温度计的示数和石蜡的状态变化。从40℃开始,观察石蜡的状态变化,每隔1 min读一次温度,做好记录,并在图4-3-4中画出石蜡熔化时的温度一时间图像。
石蜡在熔化过程中,温度不断升高,固体先变软,然后变稀,最后变成液态。
【归纳总结】晶体熔化的特点:温度不变,持续吸热。非晶体没有熔点,熔化时温度升高。
【典例2-1】在“探究固体熔化时温度变化规律”时,其实验装置如图甲所示。
(1)组装实验器材时,应该 (选填:“从上往下”或“从下往上”)组装;它的熔点是 ℃,熔化所用的时间是 分钟;
(2)实验中的加热方法叫做“水浴法”,这种加热方式的优点是 ;
(3)加热一段时间后,根据实验数据得到了温度T随时间t变化的图象如图乙所示,则该物质是 (选填:“晶体”或“非晶体”);
(4)第10min时,该物质的状态是 。
【典例2-2】如图所示为某物质的物态变化图线,下列说法正确的是( )
A.该物质的固态为晶体,熔化过程从第15min开始
B.第6min处于熔化过程,为固液共存态,吸热温度不变
C.在第11min是气态,吸热温度正在升高
D.在100℃时,该物质是固液共存状态
跟踪训练1 科技研究小组利用如图甲所示的实验装置“探究固体熔化时温度的变化规律”。
(1)安装图甲装置时,应 (选填“自上而下”或“自下而上”)进行安装;
(2)图甲装置把装有固体的试管放入水中加热,这样做的目的是能使试管中的固体 ;
(3)加热固体时的某时刻温度计的示数如图乙所示,读数正确的是视线 (选填“A”“B”或“C”),示数为 ;
(4)图丙是根据实验记录绘制的固体熔化时温度随时间变化的图像,由图像可知该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),该物质的熔化过程用了 ;
(5)小明发现大雪过后路面结冰,为了确保出行安全,环卫工人在公路上撒盐,使路面的冰及时熔化,为了弄清缘由,小明和组里的同学做实验:用相同的热源加热碎冰、淡盐水碎冰、浓盐水碎冰,分别得到图丁中图像;由以上实验可知,加入盐后冰的熔点将会 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
跟踪训练2 用如图甲所示装置探究萘熔化时温度的变化规律,对该实验描述正确的是( )
A.萘的熔点是80℃
B.从图像中可看出萘是非晶体
C.萘熔化大约持续了35min
D.增加酒精灯的火力大小,可以提高萘熔化过程中的温度
跟踪训练3 在冷却食物时用的冰比用的水好,这是因为( )
A.冰是固态,比水冷
B.同样多的水和冰冷却食物时,吸收的热一样多,所以效果相同
C.冰熔化成水的过程中,温度不变但要吸收大量的热
D.水结成冰时要吸收大量的热
【能力培优练】
1.如图所示,将装有碎冰的试管插入有冰粒的烧杯中间,然后用酒精灯给烧杯加热,当烧杯中的冰熔化一半时,试管中的冰( )
A.没有熔化 B.熔化一半 C.熔化小于一半 D.熔化超过一半
2.如图所示的四个图像中,能正确描述晶体熔化过程中温度随时间变化关系的是( )
A. B.
C. D.
3.2025年新款“冻干水果机”通过低温和低压环境,将水果中的水分去除。具体过程是:将洗干净的水果置于低温环境中快速冻结成冰,然后将冷冻后的水果放入低压真空环境下缓缓升温,使其冻结成的冰直接变成气体,从而除去水果中的水分。下列说法正确的是( )
A.水果中的水分凝结成冰是凝固现象
B.水果中的水分凝结成冰的过程需要吸收热量
C.水果中的水分凝结成的冰是非晶体
D.水果中的水分凝结成冰的过程中温度降低
4.如图所示,将1600℃的铁水抛向高空,化为漫天华彩,遍地生金,这是来自中国传统民俗文化表演技艺——“打铁花”的浪漫;小明通过网上查阅了解到铁的熔化过程中温度随时间变化图像。关于“打铁花”的过程,下列说法正确的是( )
A.打铁花过程中,铁发生的物态变化是先熔化后凝固
B.在图像的BC段,铁都处于液态
C.在图像的BC段,铁温度不变,所以不需要吸热
D.打铁花时所用到的铁是非晶体
5.将新鲜豆腐放入冷冻室制成冻豆腐,解冻后其内部有海绵状小孔,烹饪易入味。冻豆腐里面的小孔是由于豆腐里的水先 后 形成的。(均填物态变化名称)
6.最近“哈尔滨”火上热搜,你去东北时千万不要相信“东北冬天室外的铁栏杆都是甜的”这个“传说”。一旦舌头舔上铁栏杆,就会被“粘”在铁管上,这是 现象,此时在接触处倒温水有助于 ,从而分离舌头和铁栏杆(以上两空均填写物态变化的名称)。
7.我国古代著作《天工开物》记载了铸造“万钧钟”和“鼎”的方法:先用泥土制作内模,后用油蜡涂附在内模并刻上图案,然后在油蜡外面用泥土制成外壳。干燥后,“外施火力炙化其中油蜡”。炙化油蜡的过程中油蜡发生 (填物态变化名称)现象,需要 (选填“吸收”或“放出”)热量,油蜡流出形成空腔;在空腔中倒入铜液,待铜液冷却后“钟鼎成矣”。
8.我国古代著作《天工开物》记载了铸造“万钧钟”和“鼎”的方法:先用泥土制作内模,后用油蜡涂附在内模并刻上图案,然后在油蜡外面用泥土制成外壳。干燥后,“外施火力炙化其中油蜡”。炙化油蜡的过程中油蜡发生的物态变化与下面图像 (填字母符号)一致,需要 (选填“吸收”或“放出”)热量,油蜡流出形成空腔;在空腔中倒入铜液,待铜液冷却后“钟鼎成矣”。
A.B.C.D.
9.在运输海鲜类食品时,人们常在食品周围放置一些冰块,这是因为 ,可以防止温度过高、食品变质;在北方的冬天,人们常在存放蔬菜的地窖里放几桶水,防止蔬菜被冻坏,这是因为 。(以上均填物态变化名称及吸放热情况)
10.如图所示,古人将铁料熔炼成铁水,炽热的铁水沿管道流入较低处的水塘,完成淬火,最终制成熟铁块。其中,铁水变成铁块的过程所对应的物态变化为 ,此过程需要 (选填“吸收”或“放出”)热量。
11.小亮利用如图所示的装置探究某物质熔化时温度的变化规律请,回答下列问题:
(1)安装实验器材时,小亮应按照 (填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行。
(2)测量过程中,温度计在某一时刻的示数如图所示,此时该物质的温度为 ℃。
(3)根据实验数据画出该物质的温度随加热时间变化的图像如图乙所示,由图可知,当加热到第8min末时,试管中物质所处的状态是 态,该物质为 (填“晶体”或“非晶体”)。
12.小丽选择蜂蜡、海波来探究“不同的固态物质在熔化过程中温度的变化是否相同”,仪器如图所示。
(1)组装图甲中的实验器材时,应先固定 (选择“A”“B”或“C”),按照实验规范要求,在确定其高度时, (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯;为完成实验,除图中器材外,还需要的测量仪器是 。
(2)将装有蜂蜡、海波的试管分别放在盛水的烧杯内加热,而不是直接用酒精灯加热,目的是为了使试管内的物质 ;加热时,烧杯中的水面应 (选填“高于”或“低于”)试管中物质的上表面。
(3)将温度计正确插入蜂蜡和海波中,观察温度计示数视线A、B、C如图乙所示,其中正确的是 ,此时温度计示数为 。
(4)丙图是小丽绘制的海波的熔化图像,图中 (选填“AB”“BC”或“CD”)段表示海波的熔化过程;熔化过程用 分钟。
(5)丁图是小丽绘制的蜂蜡的熔化图像,蜂蜡在熔化过程中温度 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
(6)实验中,观察到蜡烛熔化过程中温度计示数上升过于缓慢,产生这一现象的原因不可能是_____
A.试管中蜡烛装的太多 B.水温低 C.蜡烛是晶体,熔化过程中吸热温度不变
【链接中考】
1.(2024·江西)下图是某物质的三种状态的分子微观模型。甲图中的物质状态变成乙图中的物质状态的过程叫做( )
A.凝固 B.熔化 C.液化 D.汽化
2.(2025·黑龙江哈尔滨)天宫二号空间实验室里面的综合材料实验炉如图所示,把要合成的各种材料放进炉中加热,材料在炉中从固态变为液态的过程是( )
A.凝固 B.汽化 C.液化 D.熔化
3.(2015·海南)如图,刚从冰箱冷冻室拿出冰棍贴紧舌头,舌头会被“冻”在冰棍上,这时舌头上的水发生了某种物态变化,与其对应的图像是( )
A. B.
C. D.
4.(2025·江苏无锡)将装有适量碎冰的试管置于瓷杯内的温水中,探究冰的熔化特点。当冰开始熔化时,温度计的示数如图所示,熔化过程中示数不变。下列说法中错误的是( )
A.冰是晶体 B.冰熔化时的温度为0℃
C.熔化过程中冰不需要吸热 D.温度计的玻璃泡应插入碎冰中
5.(2023·湖北荆州)用如图甲所示的装置探究某物质的熔化规律。
(1)组装器材时,应先固定 (选填“A”、“B”或“C”);
(2)下列措施不能使物质受热均匀的是 ;
A.加热过程中不断搅拌
B.通过水给试管加热
C.温度计的玻璃泡完全浸没在物质中
(3)加热到某一时刻温度计示数如图乙所示,其温度为 ℃;
(4)根据实验数据绘出该物质的温度—时间图像如图丙所示,该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(5)另一小组同学用相同物质进行实验,绘制出的温度—时间图像中没有出现明显的水平段,原因可能是 。(写出一种即可)
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