内容正文:
专题04 物态变化
内容导航
01 复习目标→ 明考向、知权重、晓关联、以目标导学,以考向定标
02 知识重构 → 系统讲解核心知识,重构整合形成体系
脉络重构:快速扫描高频考点,定位薄区
典例破题:精选例题,呈现思路点拨+规范解答+方法提炼
巩固提升:趁热打铁练一练,强化巩固所学
03综合通关 → 综合演练,梯度设题;查漏补缺,闭环收官
04错题留痕 → 预留固定区域,记录错题题号、错因与正解
常考考点
命题方向
1.温度与温度计;
2. 固态、液态和气态三种物态及其变化。
3.分子动理论。
1. 温度的概念,液体温度计的工作原理。区分固态、液态和气态三种物态,描述这三种物态及它们相互转化过程的基本特征。识别扩散现象。晶体与非晶体的区别。用分子动理论的基本观点和物态变化知识说明自然界和生活中相关现象的观念。能用物态变化解释自然界中的水循环现象。
2. 在“用常见温度计测量温度”实验中,掌握温度计的使用方法。在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验中,学会描绘温度随时间变化的图像。在探究物态变化特点的过程中,经历归纳、总结的科学思维过程。
3. 估计生活环境中常见的温度值。培养使用工具和仪器进行测量的实验技能,经历利用图像处理数据、寻找规律的过程。
考情解码:
物态变化是中考物理的基础必考点,整体占分3-8分,以基础题为主,侧重考察概念辨析和实验分析,难点集中在物态变化类型判断、吸放热应用和图像分析。以下是详细考情和核心考点梳理:
1. 温度与温度计(基础必考点);
2. 六种物态变化(核心重难点);
3. 关键规律辨析;例如,晶体与非晶体;汽化的两种方式,液化的两种方法:
4. 重点实验考察要点:装置组装顺序,水浴加热优点,缩短加热时间的方法等。
脉|络|重|构
考|点|精|讲
知识点一 温度
【课标要求】了解液体温度计的工作原理。会用常见温度计测量温度。能说出生活环境中常见的温度 值,尝试对环境温度问题发表自己的见解。了解分子热运动的主要特点,知道分子动理论的基本观点。
一、温度
1. 温度
(1)物理学中,把物体的冷热程度叫做温度。
(2)摄氏温度
①单位:摄氏度(℃)。温度计上的符合℃表示的是摄氏温度。
②规定:取1个标准大气压下冰水混合物的温度为0 ℃,沸水的温度为100 ℃,然后在0℃和100 ℃ 之间分成100等份,每一等份即为1 ℃。0~100 ℃范围以外也按照同样的分度大小扩展。
2. 热力学温度
热力学温度的基本单位是开尔文,符号为K。热力学温度(T)与摄氏温度(t)之间的换算关系为T=t+273.15。例如,人体正常体温为37℃,若用热力学温标表示,则为T=37+273.15 K=310.15K。
热力学温度的0K称为“绝对零度”。研究表明,0 K是不可能达到的。
3. 液体温度计
(1)用途:用来测量物体的温度。液体温度计里常装有酒精、煤油等。
(2)工作原理:根据液体热胀冷缩的规律制成的。
(3)液体温度计的构造特点
①玻璃泡的玻璃壁很薄是为了使玻璃泡内液体的温度能很快与被测物体的温度相同;
②玻璃管的内径很细是为了使玻璃管中液柱的变化更加明显;
③玻璃泡的容积较大,泡内液体的体积较多,热膨胀更加明显,在玻璃管内液柱长度的变化大,测量结果越准确。
(4)液体温度计的使用
①估计被测物体的温度,以便选择合适的温度计。
②观察温度计的量程,即它所能测量的最高温度和最低温度,所测温度不能超出此范围。
③观察温度计的分度值,即温度计上一小格所表示的数值。
④温度计的玻璃泡应该全部浸入被测液体中,不要碰到容器壁或容器底;
⑤温度计的玻璃泡浸入被测液体后要稍微等一会儿,待温度计的示数稳定后再读数;
⑥读数时温度计的玻璃泡要继续留在液体中,视线要与温度计中的液面相平。
4. 其他一些温度计
(1)红外温度计
红外温度计是根据被测物体发出的热辐射来测定物体表面的温度。这种温度计不需要与被测物体接触就可以测量被测物体的温度。
(2)体温计:专门用于测量人体温度的温度计。常见的体温计有液体体温计、电子体温计。
(3)温度传感器:在工业生产和科学研究中也常用温度传感器测量物体的温度。
二、分子动理论
1. 常见的物质是由大量分子、原子构成的
物质是由大量及其微小的粒子——分子、原子构成的。分子的直径很小,通常以10-10m为单位来量度,所以物质中都包含大量的分子,如一小水滴中含有约1021个水分子。
2. 分子都在不停地做无规则运动
(1)扩散:不同物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散。
(2)扩散现象表明:一切物质的分子都在不停地做无规则运动,也说明物质的分子间存在间隙。温度越高,扩散越快。
3. 分子间的作用力
(1)分子间存在相互作用的引力和斥力。
(2)分子间的作用力与分子间的距离
①当两个分子的距离处于平衡距离时,分子间的引力等于斥力;
②当两个分子的距离变大时,分子间的作用力表现为引力;
③当两个分子的距离变小时,分子间的作用力表现为斥力。
(3)物质的三种状态与分子间作用力的关系
①固态分子间距离很小,分子间的作用力很大,只能在平衡位置附近振动。固体很难被压缩和拉伸,具有一定的体积和形状,如图甲所示。
②液态分子间距离比固体稍大,作用力较大,既可以振动,也可以移动。液体较难被压缩,具有一定的体积,没有确定的形状,可以流动,如图乙所示。
③气态分子间距离很大,分子间力的作用可以忽略,能够自由移动。气体没有一定的体积和形状,具有流动性,容易被压缩,如图丙所示。
【典型例题1】常用温度计的工作原理是液体的______。如图所示“用温度计测量温度”实验中,存在的主要问题是温度计的玻璃泡碰到了容器的底部,会造成测量结果比热水的实际温度偏______(选填“低”或“高”)。某同学发高烧,用体温计测量体温示数为38.5℃,另一个体温正常为37℃的同学拿这支未甩过的体温计直接测量,则测量结果为______℃;体温计______离开人体读数(选填“可以”或“不可以”)。
【命题解读】
考查知识
温度计。
命题解读
命题意图:体温计、温度计的构造和原理。
解题思路:
1. 常用的温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的。
2. 温度计的玻璃泡碰到容器的底部,会造成测量结果比热水的实际温度偏高。
3. 体温计的玻璃泡和玻璃管之间有一段很细的弯管,使得体温计的示数只能自动上升,不能自动下降。
【巩固提升1】请根据分子动理论与势能的相关知识回答以下问题。
(1)物质是由大量________构成的,分子无时无刻都在做________,扩散________(选填“需要”或“不需要”)外力作用。下列属于扩散现象的是________。
A.糖溶在水中,水变甜了 B.久置的煤堆,地面被染黑
C.秋天树叶飘落 D.秋天,桂花飘香
E. 衣柜中的樟脑丸逐渐变小
(2)1827年英国植物学家布朗在显微镜下研究了悬浮在液体中的花粉颗粒的运动,他发现花粉颗粒在做永不停息的无规则运动;为了排除花粉生命力的影响因素,他使用绝对死亡的花粉颗粒重复实验,发现颗粒仍然在做永不停息的无规则运动。根据布朗的实验,请推测真正运动的物体是________(选填“水分子”或“花粉颗粒”)。
(3)如图为分子间作用力大小随分子间距变化的示意图,若r=r0时为平衡状态,则当r<r0时,______(选填“有”或“没有”)引力;当铅分子从r1移动至r2的过程中,分子间作用力_______(选填“引力”、“斥力”、“先引力后斥力”或“先斥力后引力”)主导,从r2移至r3的过程中,该铅分子的势能________(选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”)。
【巩固提升2】关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.分子间只存在引力 B.分子在永不停息地做无规则运动
C.分子的体积随温度升高而变大 D.温度越低,分子运动越剧烈
【易错警示】
一、理解扩散现象
1. 发生扩散现象的必备条件:①不同物质; ②彼此接触。
2. 明确固体、液体和气体之间都可以发生扩散现象。
3. 温度对扩散现象的影响:影响分子热运动快慢的因素,我们一般只需要考虑温度,温度越高,分子热运动越剧烈。
二、理解分子间的作用力
1. 当分子间距离大于平衡距离时,分子间作用力对外表现为引力;
2. 当分子间距离小于平衡距离时,分子间作用力对外表现为斥力;
3. 当分子间距离大于分子直径的10倍时,认为分子间作用力为零。
知识点二 汽化和液化
【课标要求】能描述固态、液态和气态三种物态的基本特征,并列举自然界和日常生活中不同物态的物质及其应用。知道物质的沸点,了解物态变化过程中的吸热和放热现象。
1. 汽化:物质从液态变为气态的过程叫做汽化。汽化有两种方式:蒸发和沸腾。
2. 沸腾
(1)概念:沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。
(2)学生实验:探究水在沸腾前后温度变化的特点
【实验方案】如图所示,将水倒入烧杯,固定温度传感器,使温度传感器的探头完全浸入水中,用酒精灯加热烧杯中的水直至沸腾。根据温度传感器测得的数据,绘制温度随时间变化的关系曲线,记录并观察水在沸腾前后温度的变化规律。
【实验记录】
①实验数据与现象
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
…
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
水中气泡
变化情况
沸腾前:气泡上升时逐渐变小,未到水面就消失。
沸腾时:形成大量气泡不断上升、变大,到达水面破裂。
②绘制水沸腾前后温度变化的图像。将所记录的各组数据分别用点标在坐标纸上,然后再将这些占用平滑曲线连接起来,就得到了水沸腾时温度与时间关系的图象。
【作出解释】
①分析图像:AB段,水吸热,温度会不断升高;BC段,当温度达到98℃时,水开始沸腾,虽然水还在不断的吸收热量,但温度保持不变。
②描述水的沸腾现象:
从实验中可以看到,水的沸腾是一种剧烈的汽化现象。这时形成的大量气泡不断上升、变大,到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中。
【归纳总结】从实验现象和图像得出实验结论:
对水加热,水的温度不断升高,达到某一温度时,水开始沸腾,此后,虽然继续对水加热,但温度保持不变,停止加热后,水的沸腾停止。
(3)沸点:液体在沸腾过程中都保持一定的温度,这个温度叫做沸点。
①不同液体的沸点不同;
②液体的沸点与压强有关:液体上方的压强越大,沸点越高。
③标准大气压下,水的沸点为100℃。
(4)沸腾的条件:一是温度达到沸点;二是继续吸热。
3. 蒸发
(1)概念:只在液体表面发生的汽化现象叫做蒸发。
(2)影响蒸发快慢的因素:
液体的温度、表面积和液面附近的空气流动。液体的温度越高、表面积越大、液面附近的的空气流速越快,蒸发越快,反之,蒸发越慢。
(3)蒸发吸热致冷:蒸发过程要吸热,可使周围的物体或环境的温度降低,有吸热致冷的作用。
4. 液化
(1)概念:物质从气态变成液态的过程叫做液化。
(2)液化有两种方法
①降低温度:所有气体在温度降到足够低时都可以液化。
②压缩体积:在一定的温度下,压缩气体的体积也可以使气体液化。
(3)液化的优点:使体积缩小,便于储存和运输。
(4)液化放热:液体汽化时要吸热,与此相反,气体液化时要放热。
【典型例题1】小明利用如图甲所示的实验装置探究“水的沸腾”实验。
时间
温度
(1)安装好实验器材后,为缩短实验时间,小明在烧杯中倒入热水,温度计示数如图乙所示,此时温度计的示数为______;
(2)小明每隔观察次温度计的示数,记录在上表中,直至水沸腾:
分析表中数据可知当时的大气压______一标准大气压;(选填“大于”“等于”“小于”)
用质量为的水做实验,绘制出水的温度随时间变化的图像如图丙中的;若用质量为的水做实验,得到的图线可能是图丙中的______;
(3)根据实验数据,得出水沸腾时的温度特点:___________;
【命题解读】
考查知识
探究水在沸腾前后温度变化的特点。
命题解读
命题意图:探究水在沸腾前后温度变化的特点;水的沸点与气压的关系。
解题思路:
1. 温度计的正确读数;
2. 标准大气压下水的沸点是,且气压越低,水的沸点越低。;
3. 水的质量越大,升高相同温度需要吸收的热量更多,加热到沸腾的时间更长、升温更慢。
【巩固提升1】某小组同学在做“观察水沸腾”的实验。
(1)小嘉先用温度计测量水的初始温度,如图1甲所示,其中A、B、C中读数正确的是_____;图1乙中所示a、b、c中操作正确的是_____;图1丙中温度计的读数为________℃。
(2)甲、乙、丙三组同学分别从图2所示的A、B两套器材中任选一套来完成实验。小嘉同学在安装实验器材时,提出了以下两种安装顺序,你认为更合理的方案是 。
A.温度计、烧杯、酒精灯 B.酒精灯、烧杯、温度计
(3)若甲、乙两位同学选用的温水质量和温度均相同,酒精灯也相同,在实验中观察到,甲同学的水先沸腾,则甲可能选择的是_____(选填“A”或“B”)套装置。
(4)乙、丙两组同学虽然选用的实验装置相同,但水开始沸腾的时刻不同,他们绘制的沸腾图像如图2C所示,得到a、b两种图像的可能原因是___________。(写出一条即可)
【巩固提升2】生活中常把一碗汤放在大锅内的水中加热,碗与锅底和锅边不接触,如图所示,当锅里的水沸腾以后,碗中的汤将( )
A.同时沸腾 B.不会沸腾,汤的温度总是低于水的温度
C.稍后沸腾 D.不会沸腾,汤的温度能够达到水的沸点
【易错警示】
一、区分“白气”与“水蒸气”
1.“白气”不是水蒸气,而是水蒸气越冷液化成的小水滴,水蒸气是看不到的;
2.“白气”的来源有两种情况:一是高温物体冒出或呼出的水蒸气遇冷液化形成的;二是空气中的水蒸气遇冷液化形成的。
二、汽化和液化在生产、生活中的应用
1. 熔点和沸点的应用:
①利用液体沸腾过程中温度不变的性质获得稳定的温度环境。如木工师傅用“水浴法”熬胶。
②根据熔点和沸点选择不同的液体温度计。如测量我国北方冬季气温(-39 ℃以下)不能用水银温度计,可选酒精温度计;测量沸水的温度不能用酒精温度计,可选煤油温度计。
2. 液体沸腾与气压关系的应用:利用水的沸点随气压的升高而增大进行“升温加热”,如高压锅;利用水的沸点随气压的降低而减小进行“低温提纯”,如去除混合液中的水分。
知识点三 熔化和凝固
【课标要求】经历物态变化的实验探究过程,知道物质的熔点、凝固点和沸点,了解物态变化过程中的吸 热和放热现象。能运用物态变化知识说明自然界和生活中的有关现象。
1. 熔化和凝固的概念
物质从固态变成液态的过程叫做熔化;从液态变成固态的过程叫做凝固。
2. 固体熔化时温度的变化规律
(1)物质在熔化过程中都要吸收热量(选填“吸收”或“放出”)。
(2)不同的物质在熔化过程中温度的变化规律不同。晶体在熔化过程中虽然继续吸热,但温度保持不变;非晶体在熔化过程中先变软,后变稀,最后熔化为液体,且随着加热时间的延续温度逐渐升高。
(均选填“保持不变”或“逐渐升高”)
物质熔化图像 物质凝固图像
3. 液体凝固时温度的变化规律
(1)有的物质,如海波,在凝固过程中,持续对外放热,但温度保持不变,直至凝固完毕,温度才会继续下降;如甲图所示。
(2)有的物质,如石蜡,在凝固过程中,由稀变软,再变硬,不断向外放热,温度持续降低。
4. 熔点和凝固点
(1)熔点和凝固点
①熔点:物质在熔化过程中吸热,但温度保持不变,这个温度叫做熔点。
②凝固点:熔化成液态的晶体在温度降至熔点后会重新凝固,凝固过程中物质不断放热但温度保持不变,叫做凝固点。
(2)晶体和非晶体
①晶体:具有熔点的固体叫做晶体。如冰、萘、石英、海波、食盐、各种金属等。
②非晶体:没有熔点的固体叫做非晶体。如松香、玻璃、沥青、塑料、石蜡等。
③晶体的凝固点与它的熔点相同。非晶体既没有熔点,也没有凝固点。
【典型例题1】某实验小组用两套如图甲所示的实验装置分别研究海波和石蜡的熔化过程。
(1)如图乙所示,温度计显示的是石蜡在某时刻的温度,它的示数是 ___________。
(2)海波熔化过程中不断________(填“放出”或“吸收”)热量,温度______(填“升高”“不变”或“降低”)。
(3)两支试管中分别盛有海波和石蜡,当两者全部熔化后,该实验小组继续研究海波和石蜡的凝固过程。将两支试管从烧杯中取出,静置于空气中自然冷却,每隔2 min同时记录一次温度,根据记录数据在同一个图像中画出它们的温度随时间变化的曲线,如图丙所示。下列说法正确的是____(填标号)。
A.石蜡的凝固点为48℃
B.实验室内环境温度为20℃
C.0~15 min内的任一时刻,石蜡和海波的温度都不可能相同
【命题解读】
考查知识
温度计;探究固体熔化时温度的变化规律。
命题解读
命题意图:温度计的构造和原理、探究固体熔化时温度的变化规律、探究固体熔化时实验装置的组装顺序、熔化和凝固的图像。
解题思路:
1. 会正确读取温度计的示数。
2. 晶体在熔化过程中吸热,温度保持不变。
3. 非晶体没有固定熔点。
【巩固提升1】人们有时在有冰雪的路面上撒盐。
(1)冰块上撒有食用盐的位置很快就熔化了,由此可见,其目的是为了______(选填:A.升高 B.降低)冰雪的熔点,使其快速熔化,方便去除冰雪,提升行路的安全性;
(2)物体在熔化的过程中需要吸热,下列物态变化同样需要吸热的有( )
A.凝华 B.凝固 C. 汽化 D.液化 E. 升华
【巩固提升2】位于上海浦东新区的“耀雪冰雪世界”是目前全球最大的室内滑雪场,其内部常年维持低温环境以适应冰雪运动需求。在下列自然现象中,与造雪机将水雾喷到低温空气中形成的人造雪过程相同的是( )
A.叶尖露珠 B.山间薄雾
C.枝头白霜 D.房檐冰挂
【易错警示】
一、研究固体熔化时温度的变化规律
1. 熟悉实验装置(常见的实验方案见下图),如实验装置的安装顺序、加热方式及原因、温度计的放置及读数等;
2. 根据实验数据作出图像,或根据实验数据、图像分析得出结论,判断物质是否属于晶体及晶体熔点的确定;
3. 对实验设计或实验过程进行评估及改进等。
实验方案1 实验方案2
二、判断晶体、非晶体的三种方法
1. 根据有无熔点(凝固点)来判断:晶体有熔点(凝固点),非晶体没有熔点(凝固点)。
2. 根据熔化过程中的现象来判断晶体熔化过程:
固态 → 固、液共存态 → 液态。 非晶体熔化过程:固态→软→稀→液态。
3. 根据熔化(凝固)图像来判断观察图像中是否存在一段平行于时间轴的线段,若存在,则为晶体;不存在,则为非晶体。
三、熔化与凝固在生产、生活中的应用
注意熔化与凝固是相反的两个过程,熔化吸热,凝固放热。在实际生产生活中,主要利用了吸、放热的特点。例如用冰块退烧利用了冰块吸热降温的特点;冬季在地窖里储存蔬菜时,地窖里放水,利用了水凝固放热的特点。
知识点四 升华和凝华
【课标要求】能描述固态、液态和气态三种物态的基本特征,并列举自然界和日常生活中不同物态的物质 及其应用。能运用物态变化知识,说明自然界中的水循环现象。了解我国和当地的水资源状况,有节约用水和保护环境的意识。
1. 升华
(1)升华概念:物质跳过液态,从固态直接变为气态的过程叫做升华。
(2)常见的升华现象:樟脑丸变小到消失;固态碘变为碘蒸气;冰变为水蒸气;干冰消失等。
(3)特点:升华吸热,具有致冷作用。
2. 凝华
(1)概念:物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华。
(2)常见的凝华现象:霜、冰晶、冰花、雾凇、灯泡变黑、碘蒸气凝结都属于凝华现象。
(3)特点:凝华要放热。
3. 水循环与水资源
(1)自然界中的水循环过程大致分为四个阶段:
河流、湖泊、海洋和地表的水→蒸发与升华→水蒸气;
空气中的水蒸气→液化与凝华→云与霜;
大部分雪和冰→熔化;
陆地上的雨滴流入河流和湖泊,再度汇入海洋→汇聚。
(2)水资源短缺的危机:地球上的水资源都面临着水资源短缺的危机。
【典型例题1】探究“碘的升华”实验。
(1)小红设计了图甲、乙所示的两种方案。已知碘的熔点为113.5℃,酒精灯火焰的温度约为500℃,一标准大气压下,水的沸点为100℃,实验过程中两试管中均出现紫色的碘蒸气,方案甲中的碘蒸气可能是碘________后又________形成的(以上两空均填物态变化名称),因此选择方案________(选填“甲”或“乙”)实验能更好探究“碘的升华”。
(2)为了进一步探究升华现象,继续进行图丙与图丁的实验,她向锥形瓶内放入适量干冰,向纸盘中倒入少量凉水,再将锥形瓶放于盘中,接着将气球套在瓶口,静置片刻,发现气球的体积增大,此时气球中的气体主要是________(选填“空气”、“水蒸气”或“二氧化碳气体”)。当气球胀破后发现瓶口迅速出现白霜,是因为________转化为________导致瓶口气体发生________(填物态变化名称)。
【命题解读】
考查知识
升华与凝华。
命题解读
命题意图:升华与凝华的概念和现象。
解题思路:
1. 沸水的温度低于碘的熔点,乙方案避免碘出现从固态到液态再到气态的过程,更加合理。
2. 气球中的气体主要是干冰升华生成的二氧化碳气体。
3. 气体对外做功,内能转化为机械能,内能减少,温度降低。
【巩固提升1】小南同学在寒假时去了哈尔滨旅游。在冰雕展上看到了许多雕刻精美的冰雕,如图所示。而在自然界,天空中的云、高山上的积雪、河面上的冰、冰层下流动的水,以及空气中的水蒸气,这些都是水的不同状态。冰雕在展出当地的气温一直持续在-10℃以下,可是冰雕作品在一天天变小,此过程发生的物态变化是( )
A.升华 B.熔化 C.汽化 D.凝华
【巩固提升2】我国是一个严重缺水的国家,我们应从小培养节水意识,养成节约用水的好习惯。地球上的水通过三态变化不断地在发生循环,关于水循环下列说法正确的是( )
A.江、河、湖、海以及大地表层中的水不断升华变成水蒸气
B.当水蒸气升入高空时,遇到冷空气,水蒸气便液化成小水滴
C.冬天,水蒸气在寒冷的高空急剧降温,就会凝固成小冰晶,聚集起来变成雪花
D.小水滴在高空中如果遇到更加寒冷的气流,就会凝华成小冰珠,最后可能形成冰雹
【易错警示】
一、正确分辨升华和汽化、凝华和凝固
升华和汽化的末状态都是气态,但初状态不同,升华的初状态是固态,汽化的初状态是液态;凝华和凝固的末状态都是固态,但凝华的初状态是气态,凝固的初状态是液态。
二、物质的“三态”、“六变化”和“三吸热和三放热”
1. 三态:固态、液态和气态。
2. 六变化:六种物态变化,即熔化和凝固、汽化和液化升华和凝华。
3. 三吸热和三放热:熔化汽化、升华为吸热过程,凝固、液化、凝华为放热过程。
1.下列说法正确的是( )
A.0℃的冰比0℃的水冷 B.洗热水澡时,洗澡水的适宜温度约40℃
C.正常情况下,人的体温约为35℃ D.读作“摄氏零下6度”
2. 2025年11月,在中国空间站里,航天员启用热风烘烤机,首次在“太空家园”品尝到香气扑鼻、美味可口的烤鸡翅。下列相关说法中正确的是( )
A.能闻到烤鸡翅的香味说明分子在不停地运动
B.能闻到烤鸡翅的香味说明分子之间没有引力
C.刚出炉的鸡翅更香说明温度越高分子运动越不剧烈
D.凉了之后闻不到香味说明分子停止了运动
3.图示的四个物态变化的实例中,由于液化形成的是( )
A.湖中冰化成的水 B.草叶上的露珠
C.树叶上的霜 D.落在地上的雪
4. 某些无法直接感知的事实可以通过相关可感知的现象推测得到,这是物理学研究问题的一种方法,下列根据这种方法所做出的推测不符合事实的是( )
A.如图甲中墨水在热水中扩散得快些,说明温度越高分子运动越剧烈
B.如图乙中将水和酒精充分混合,观察到液面位置下降了,推测出分子间存在间隙
C.如图丙中抽去玻璃板后,两瓶中的气体逐渐混合,说明分子在不停地做无规则运动
D.如图丁中注射器里密封一些液体,很难推动活塞压缩液体,推测出分子之间存在斥力
5. 下列说法中不正确的是( )
A.升华过程需要吸热,凝华的过程需要放热
B.海波在熔化过程中温度会不断升高。
C.液体的温度越高,表面积越大,液面附近空气流通越快,蒸发就越快。
D.非晶体既没有熔点,也没有凝固点,在凝固过程中温度不断下降。
6.炎热夏天,家中使用空调制冷时,窗玻璃上有时会出现“小水珠”。
(1)“小水珠”的形成是___________现象。(选填“液化”“汽化”或“熔化”)
(2)窗玻璃上的“小水珠”出现在___________(选填“室内外两侧”“室内侧”或“室外侧”)。请写出小水珠的形成过程:___________。
7. 日常生活中的物态变化。
(1)夏天,在一杯饮料中加入一些冰块,冰块会逐渐______(填物态变化名称),在这个物态变化过程中,整杯饮料的温度______(选“A.升高”或“B.不变”)。
(2)人工降雨通常通过向云层中播撒颗粒状的干冰(固态二氧化碳),干冰在空气中迅速______(填物态变化名称),此过程______(选“A.吸收”或“B.放出”)大量热量,使周围空气温度急剧下降,水蒸气遇冷液化成小水滴最终形成降雨。
8. 在探究冰熔化特点的实验中,将温度传感器探头插入试管中,并与计算机连接,设置好相关数据采集软件。计算机屏幕上会显示冰(乙图)熔化的温度-时间图像,同时观察冰的状态变化情况。
(1)由图乙可知冰是_____(选填“晶体”或“非晶体”);冰在熔化过程中需吸收热量,温度_____(填“升高”、“降低”或“不变”);当加热到第300s时,试管中的物质处于_____态(选填“固”、“液”或“固液共存”);
(2)根据乙图,描述冰在熔化过程与完全熔化后的温度随吸热情况的变化特点_____。
9. 小延在探究液体在沸腾前后温度变化的特点,实验装置如图甲。取质量相等的水和盐水分别放入两个相同的烧杯中,用相同的酒精灯同时加热,根据实验数据,绘制温度随时间变化的图像,如图乙;
(1)分析图乙发现:液体在沸腾过程中,温度________,且盐水的沸点________水的沸点(选填“高于”或“低于”)
(2)他发现继续加热,水无法升高至100°C,为了解释这个现象,他查阅了资料,下表是他查到的一些数据
大气压(帕)
101320
70700
62400
54900
48100
42000
水的沸点(℃)
100
90
87
84
80
77
①分析比较表中水的沸点和大气压的变化,可得出的初步结论是:________。
②请试着解释小延无法将水烧到100℃的原因________。
10.某小组同学在学习了温度计相关知识后,开展了“自制温度计”的项目化学习活动。他们用生活中常见的器材设计并制作了甲、乙两款温度计(如图所示)。
(1)甲温度计为气体温度计,瓶中装有一定质量的空气,瓶塞不漏气,弯管中间有一段液柱。此温度计是根据________原理制成的,当外界温度升高时,液柱向________移动(选填“左”或“右”),理由:__________。为了提高此温度计的精确度,下列改进合理的是________;
A.玻璃管内径变小 B.烧瓶体积变小
(2) 乙温度计为液体温度计,瓶中装有一定质量红色的水。为了给此温度计定标,将该温度计分别放入10℃和40℃的水中,待液面静止后,标出红色液柱到达的位置记作A和C,则40℃对应的刻度线是_____(选填“A”或“C”)。再用该温度计测室内温度,液柱正好移动到B处,则此时室温为___℃。
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专题04 物态变化
内容导航
01 复习目标→ 明考向、知权重、晓关联、以目标导学,以考向定标
02 知识重构 → 系统讲解核心知识,重构整合形成体系
脉络重构:快速扫描高频考点,定位薄区
典例破题:精选例题,呈现思路点拨+规范解答+方法提炼
巩固提升:趁热打铁练一练,强化巩固所学
03综合通关 → 综合演练,梯度设题;查漏补缺,闭环收官
04错题留痕 → 预留固定区域,记录错题题号、错因与正解
常考考点
命题方向
1.温度与温度计;
2. 固态、液态和气态三种物态及其变化。
3.分子动理论。
1. 温度的概念,液体温度计的工作原理。区分固态、液态和气态三种物态,描述这三种物态及它们相互转化过程的基本特征。识别扩散现象。晶体与非晶体的区别。用分子动理论的基本观点和物态变化知识说明自然界和生活中相关现象的观念。能用物态变化解释自然界中的水循环现象。
2. 在“用常见温度计测量温度”实验中,掌握温度计的使用方法。在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验中,学会描绘温度随时间变化的图像。在探究物态变化特点的过程中,经历归纳、总结的科学思维过程。
3. 估计生活环境中常见的温度值。培养使用工具和仪器进行测量的实验技能,经历利用图像处理数据、寻找规律的过程。
考情解码:
物态变化是中考物理的基础必考点,整体占分3-8分,以基础题为主,侧重考察概念辨析和实验分析,难点集中在物态变化类型判断、吸放热应用和图像分析。以下是详细考情和核心考点梳理:
1. 温度与温度计(基础必考点);
2. 六种物态变化(核心重难点);
3. 关键规律辨析;例如,晶体与非晶体;汽化的两种方式,液化的两种方法:
4. 重点实验考察要点:装置组装顺序,水浴加热优点,缩短加热时间的方法等。
脉|络|重|构
考|点|精|讲
知识点一 温度
【课标要求】了解液体温度计的工作原理。会用常见温度计测量温度。能说出生活环境中常见的温度 值,尝试对环境温度问题发表自己的见解。了解分子热运动的主要特点,知道分子动理论的基本观点。
一、温度
1. 温度
(1)物理学中,把物体的冷热程度叫做温度。
(2)摄氏温度
①单位:摄氏度(℃)。温度计上的符合℃表示的是摄氏温度。
②规定:取1个标准大气压下冰水混合物的温度为0 ℃,沸水的温度为100 ℃,然后在0℃和100 ℃ 之间分成100等份,每一等份即为1 ℃。0~100 ℃范围以外也按照同样的分度大小扩展。
2. 热力学温度
热力学温度的基本单位是开尔文,符号为K。热力学温度(T)与摄氏温度(t)之间的换算关系为T=t+273.15。例如,人体正常体温为37℃,若用热力学温标表示,则为T=37+273.15 K=310.15K。
热力学温度的0K称为“绝对零度”。研究表明,0 K是不可能达到的。
3. 液体温度计
(1)用途:用来测量物体的温度。液体温度计里常装有酒精、煤油等。
(2)工作原理:根据液体热胀冷缩的规律制成的。
(3)液体温度计的构造特点
①玻璃泡的玻璃壁很薄是为了使玻璃泡内液体的温度能很快与被测物体的温度相同;
②玻璃管的内径很细是为了使玻璃管中液柱的变化更加明显;
③玻璃泡的容积较大,泡内液体的体积较多,热膨胀更加明显,在玻璃管内液柱长度的变化大,测量结果越准确。
(4)液体温度计的使用
①估计被测物体的温度,以便选择合适的温度计。
②观察温度计的量程,即它所能测量的最高温度和最低温度,所测温度不能超出此范围。
③观察温度计的分度值,即温度计上一小格所表示的数值。
④温度计的玻璃泡应该全部浸入被测液体中,不要碰到容器壁或容器底;
⑤温度计的玻璃泡浸入被测液体后要稍微等一会儿,待温度计的示数稳定后再读数;
⑥读数时温度计的玻璃泡要继续留在液体中,视线要与温度计中的液面相平。
4. 其他一些温度计
(1)红外温度计
红外温度计是根据被测物体发出的热辐射来测定物体表面的温度。这种温度计不需要与被测物体接触就可以测量被测物体的温度。
(2)体温计:专门用于测量人体温度的温度计。常见的体温计有液体体温计、电子体温计。
(3)温度传感器:在工业生产和科学研究中也常用温度传感器测量物体的温度。
二、分子动理论
1. 常见的物质是由大量分子、原子构成的
物质是由大量及其微小的粒子——分子、原子构成的。分子的直径很小,通常以10-10m为单位来量度,所以物质中都包含大量的分子,如一小水滴中含有约1021个水分子。
2. 分子都在不停地做无规则运动
(1)扩散:不同物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散。
(2)扩散现象表明:一切物质的分子都在不停地做无规则运动,也说明物质的分子间存在间隙。温度越高,扩散越快。
3. 分子间的作用力
(1)分子间存在相互作用的引力和斥力。
(2)分子间的作用力与分子间的距离
①当两个分子的距离处于平衡距离时,分子间的引力等于斥力;
②当两个分子的距离变大时,分子间的作用力表现为引力;
③当两个分子的距离变小时,分子间的作用力表现为斥力。
(3)物质的三种状态与分子间作用力的关系
①固态分子间距离很小,分子间的作用力很大,只能在平衡位置附近振动。固体很难被压缩和拉伸,具有一定的体积和形状,如图甲所示。
②液态分子间距离比固体稍大,作用力较大,既可以振动,也可以移动。液体较难被压缩,具有一定的体积,没有确定的形状,可以流动,如图乙所示。
③气态分子间距离很大,分子间力的作用可以忽略,能够自由移动。气体没有一定的体积和形状,具有流动性,容易被压缩,如图丙所示。
【典型例题1】常用温度计的工作原理是液体的______。如图所示“用温度计测量温度”实验中,存在的主要问题是温度计的玻璃泡碰到了容器的底部,会造成测量结果比热水的实际温度偏______(选填“低”或“高”)。某同学发高烧,用体温计测量体温示数为38.5℃,另一个体温正常为37℃的同学拿这支未甩过的体温计直接测量,则测量结果为______℃;体温计______离开人体读数(选填“可以”或“不可以”)。
【答案】 热胀冷缩 高 38.5 可以
【详解】常用的温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的,不同温度下温度计内液体的体积不同,玻璃管内液柱的长度不同,从而显示不同的温度。
如图,用酒精灯加热烧杯,烧杯底部的温度略高于水的温度,温度计的玻璃泡碰到了容器的底部,会造成测量结果比热水的实际温度偏高。
体温计的玻璃泡和玻璃管之间有一段很细的弯管,使得体温计的示数只能自动上升,不能自动下降,所以,体温计可以离开人体读数;若要使示数下降,必须用力甩。某同学发高烧,用体温计测量体温示数为38.5℃,另一个体温正常为37℃的同学拿这支未甩过的体温计直接测量,温度计示数不会自动下降,则测量结果为38.5℃。
【命题解读】
考查知识
温度计。
命题解读
命题意图:体温计、温度计的构造和原理。
解题思路:
1. 常用的温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的。
2. 温度计的玻璃泡碰到容器的底部,会造成测量结果比热水的实际温度偏高。
3. 体温计的玻璃泡和玻璃管之间有一段很细的弯管,使得体温计的示数只能自动上升,不能自动下降。
【巩固提升1】请根据分子动理论与势能的相关知识回答以下问题。
(1)物质是由大量________构成的,分子无时无刻都在做________,扩散________(选填“需要”或“不需要”)外力作用。下列属于扩散现象的是________。
A.糖溶在水中,水变甜了 B.久置的煤堆,地面被染黑
C.秋天树叶飘落 D.秋天,桂花飘香
E. 衣柜中的樟脑丸逐渐变小
(2)1827年英国植物学家布朗在显微镜下研究了悬浮在液体中的花粉颗粒的运动,他发现花粉颗粒在做永不停息的无规则运动;为了排除花粉生命力的影响因素,他使用绝对死亡的花粉颗粒重复实验,发现颗粒仍然在做永不停息的无规则运动。根据布朗的实验,请推测真正运动的物体是________(选填“水分子”或“花粉颗粒”)。
(3)如图为分子间作用力大小随分子间距变化的示意图,若r=r0时为平衡状态,则当r<r0时,______(选填“有”或“没有”)引力;当铅分子从r1移动至r2的过程中,分子间作用力_______(选填“引力”、“斥力”、“先引力后斥力”或“先斥力后引力”)主导,从r2移至r3的过程中,该铅分子的势能________(选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”)。
【答案】(1)分子和原子;无规则运动;不需要;ABDE;(2)水分子;(3)有;先斥力后引力;逐渐增大
【详解】(1)物质是由大量分子和原子构成的,分子无时无刻都在做无规则运动,扩散不需要外力作用。
A.糖溶在水中,水变甜了糖分子扩散到水分子间隙中,属于扩散现象,故A符合题意;
B.久置的煤堆,地面被染黑,煤分子扩散到地面的泥土分子中属于扩散现象,故B符合题意;
C.秋天树叶飘落,树叶是宏观物体,其运动是机械运动,故C不符合题意;
D.秋天,桂花飘香,桂花的香气分子扩散到空气中,故D符合题意;
E.衣柜中的樟脑丸逐渐变小,樟脑丸分子扩散到空气中,属于扩散现象,故E符合题意。
故选ABDE。
(2)根据布朗的实验,花粉颗粒本身是较大的宏观颗粒,不会自发地做永不停息的无规则运动。液体中的水分子在做永不停息的无规则热运动,这些水分子会持续不断地、无规则地撞击悬浮的花粉颗粒。由于花粉颗粒受到的水分子撞击力在各个方向上是不平衡的,就会导致花粉颗粒出现无规则的运动,这种运动被称为布朗运动。可推测真正运动的物体是水分子。
(3)分子间的引力和斥力是同时存在的。若时为平衡状态,则当时,有引力,但是斥力起主要作用;当铅分子从移动至的过程中,分子间作用力先斥力后引力主导,从移至的过程中,分子间的距离增大,该铅分子的势能逐渐增大。
【巩固提升2】关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.分子间只存在引力 B.分子在永不停息地做无规则运动
C.分子的体积随温度升高而变大 D.温度越低,分子运动越剧烈
【答案】B
【详解】A.分子间同时存在着相互作用的引力和斥力,故A错误;
B.根据布朗运动等实验表明分子在做永不停息的无规则运动,故B正确;
C.温度升高时,一些物质的体积会变大,这是因为分子间距离增大,不是分子的体积变大,故C错误;
D.分子的热运动与温度有关,温度越高,分子的热运动越剧烈,故D错误。
故选B。
【易错警示】
一、理解扩散现象
1. 发生扩散现象的必备条件:①不同物质; ②彼此接触。
2. 明确固体、液体和气体之间都可以发生扩散现象。
3. 温度对扩散现象的影响:影响分子热运动快慢的因素,我们一般只需要考虑温度,温度越高,分子热运动越剧烈。
二、理解分子间的作用力
1. 当分子间距离大于平衡距离时,分子间作用力对外表现为引力;
2. 当分子间距离小于平衡距离时,分子间作用力对外表现为斥力;
3. 当分子间距离大于分子直径的10倍时,认为分子间作用力为零。
知识点二 汽化和液化
【课标要求】能描述固态、液态和气态三种物态的基本特征,并列举自然界和日常生活中不同物态的物质及其应用。知道物质的沸点,了解物态变化过程中的吸热和放热现象。
1. 汽化:物质从液态变为气态的过程叫做汽化。汽化有两种方式:蒸发和沸腾。
2. 沸腾
(1)概念:沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。
(2)学生实验:探究水在沸腾前后温度变化的特点
【实验方案】如图所示,将水倒入烧杯,固定温度传感器,使温度传感器的探头完全浸入水中,用酒精灯加热烧杯中的水直至沸腾。根据温度传感器测得的数据,绘制温度随时间变化的关系曲线,记录并观察水在沸腾前后温度的变化规律。
【实验记录】
①实验数据与现象
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
…
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
水中气泡
变化情况
沸腾前:气泡上升时逐渐变小,未到水面就消失。
沸腾时:形成大量气泡不断上升、变大,到达水面破裂。
②绘制水沸腾前后温度变化的图像。将所记录的各组数据分别用点标在坐标纸上,然后再将这些占用平滑曲线连接起来,就得到了水沸腾时温度与时间关系的图象。
【作出解释】
①分析图像:AB段,水吸热,温度会不断升高;BC段,当温度达到98℃时,水开始沸腾,虽然水还在不断的吸收热量,但温度保持不变。
②描述水的沸腾现象:
从实验中可以看到,水的沸腾是一种剧烈的汽化现象。这时形成的大量气泡不断上升、变大,到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中。
【归纳总结】从实验现象和图像得出实验结论:
对水加热,水的温度不断升高,达到某一温度时,水开始沸腾,此后,虽然继续对水加热,但温度保持不变,停止加热后,水的沸腾停止。
(3)沸点:液体在沸腾过程中都保持一定的温度,这个温度叫做沸点。
①不同液体的沸点不同;
②液体的沸点与压强有关:液体上方的压强越大,沸点越高。
③标准大气压下,水的沸点为100℃。
(4)沸腾的条件:一是温度达到沸点;二是继续吸热。
3. 蒸发
(1)概念:只在液体表面发生的汽化现象叫做蒸发。
(2)影响蒸发快慢的因素:
液体的温度、表面积和液面附近的空气流动。液体的温度越高、表面积越大、液面附近的的空气流速越快,蒸发越快,反之,蒸发越慢。
(3)蒸发吸热致冷:蒸发过程要吸热,可使周围的物体或环境的温度降低,有吸热致冷的作用。
4. 液化
(1)概念:物质从气态变成液态的过程叫做液化。
(2)液化有两种方法
①降低温度:所有气体在温度降到足够低时都可以液化。
②压缩体积:在一定的温度下,压缩气体的体积也可以使气体液化。
(3)液化的优点:使体积缩小,便于储存和运输。
(4)液化放热:液体汽化时要吸热,与此相反,气体液化时要放热。
【典型例题1】小明利用如图甲所示的实验装置探究“水的沸腾”实验。
时间
温度
(1)安装好实验器材后,为缩短实验时间,小明在烧杯中倒入热水,温度计示数如图乙所示,此时温度计的示数为______;
(2)小明每隔观察次温度计的示数,记录在上表中,直至水沸腾:
分析表中数据可知当时的大气压______一标准大气压;(选填“大于”“等于”“小于”)
用质量为的水做实验,绘制出水的温度随时间变化的图像如图丙中的;若用质量为的水做实验,得到的图线可能是图丙中的______;
(3)根据实验数据,得出水沸腾时的温度特点:___________;
【答案】(1);(2)低于;;(3)持续吸热,温度保持不变
【详解】(1)图乙温度计的分度值为,液柱顶端对应刻度为,因此示数为。
(2)标准大气压下水的沸点是,且气压越低,水的沸点越低。由表格可知,本次实验水的沸点为,低于,因此当时大气压小于1标准大气压。
实验时气压不变,因此水的沸点不变,仍为;水的质量越大,升高相同温度需要吸收的热量更多,加热到沸腾的时间更长、升温更慢,因此符合条件的是图线。
(3)由实验数据可知,水沸腾过程中,持续吸热,但温度保持不变,这就是水沸腾的温度特点。
【命题解读】
考查知识
探究水在沸腾前后温度变化的特点。
命题解读
命题意图:探究水在沸腾前后温度变化的特点;水的沸点与气压的关系。
解题思路:
1. 温度计的正确读数;
2. 标准大气压下水的沸点是,且气压越低,水的沸点越低。;
3. 水的质量越大,升高相同温度需要吸收的热量更多,加热到沸腾的时间更长、升温更慢。
【巩固提升1】某小组同学在做“观察水沸腾”的实验。
(1)小嘉先用温度计测量水的初始温度,如图1甲所示,其中A、B、C中读数正确的是_____;图1乙中所示a、b、c中操作正确的是_____;图1丙中温度计的读数为________℃。
(2)甲、乙、丙三组同学分别从图2所示的A、B两套器材中任选一套来完成实验。小嘉同学在安装实验器材时,提出了以下两种安装顺序,你认为更合理的方案是 。
A.温度计、烧杯、酒精灯 B.酒精灯、烧杯、温度计
(3)若甲、乙两位同学选用的温水质量和温度均相同,酒精灯也相同,在实验中观察到,甲同学的水先沸腾,则甲可能选择的是_____(选填“A”或“B”)套装置。
(4)乙、丙两组同学虽然选用的实验装置相同,但水开始沸腾的时刻不同,他们绘制的沸腾图像如图2C所示,得到a、b两种图像的可能原因是___________。(写出一条即可)
【答案】(1) B;c;-21;(2)B;(3)B;(4)水的质量不同
【详解】(1)温度计读数时,视线应与温度计内液柱的上表面相平,A是俯视,读数会偏大,C是仰视,读数会偏小。正确的是B平视。
使用温度计时,玻璃泡要全部浸没在液体中,不能碰到容器底和容器壁,a中玻璃泡碰到了容器底,b中玻璃泡碰到了容器壁,c中玻璃泡完全浸没在液体中,没有碰到容器底和容器壁。故选c。
图丙中温度计的分度值是1℃,示数越往下越大,即液面在零刻度线以下,读数为-21℃。
(2)因为酒精灯需用外焰加热,所以要先放好酒精灯,根据酒精灯火焰的高度固定铁圈,放置烧杯,再调节温度计的高度,使温度计的玻璃泡全部浸没到液体中,且不能碰到容器壁和容器底。故选B。
(3)甲可能选择的是B套装置。B装置有盖,能减少热量散失,在相同条件下,加热到沸腾所需时间更短,水会先沸腾。
(4)得到a、b两种图像的可能原因是水的质量不同。在装置相同、初温和末温相同的情况下,水的质量越大,吸收的热量越多,需要加热到沸腾的时间就越长。
【巩固提升2】生活中常把一碗汤放在大锅内的水中加热,碗与锅底和锅边不接触,如图所示,当锅里的水沸腾以后,碗中的汤将( )
A.同时沸腾 B.不会沸腾,汤的温度总是低于水的温度
C.稍后沸腾 D.不会沸腾,汤的温度能够达到水的沸点
【答案】D
【详解】开始锅与碗中的水都会吸热升温,但当锅中的水达到沸点时吸热会沸腾起来,但温度不再升高;此时碗中的汤也会达到沸点,但由于碗中的汤与锅中水的温度相同,所以不能继续吸热,所以碗中的汤不会沸腾,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
【易错警示】
一、区分“白气”与“水蒸气”
1.“白气”不是水蒸气,而是水蒸气越冷液化成的小水滴,水蒸气是看不到的;
2.“白气”的来源有两种情况:一是高温物体冒出或呼出的水蒸气遇冷液化形成的;二是空气中的水蒸气遇冷液化形成的。
二、汽化和液化在生产、生活中的应用
1. 熔点和沸点的应用:
①利用液体沸腾过程中温度不变的性质获得稳定的温度环境。如木工师傅用“水浴法”熬胶。
②根据熔点和沸点选择不同的液体温度计。如测量我国北方冬季气温(-39 ℃以下)不能用水银温度计,可选酒精温度计;测量沸水的温度不能用酒精温度计,可选煤油温度计。
2. 液体沸腾与气压关系的应用:利用水的沸点随气压的升高而增大进行“升温加热”,如高压锅;利用水的沸点随气压的降低而减小进行“低温提纯”,如去除混合液中的水分。
知识点三 熔化和凝固
【课标要求】经历物态变化的实验探究过程,知道物质的熔点、凝固点和沸点,了解物态变化过程中的吸 热和放热现象。能运用物态变化知识说明自然界和生活中的有关现象。
1. 熔化和凝固的概念
物质从固态变成液态的过程叫做熔化;从液态变成固态的过程叫做凝固。
2. 固体熔化时温度的变化规律
(1)物质在熔化过程中都要吸收热量(选填“吸收”或“放出”)。
(2)不同的物质在熔化过程中温度的变化规律不同。晶体在熔化过程中虽然继续吸热,但温度保持不变;非晶体在熔化过程中先变软,后变稀,最后熔化为液体,且随着加热时间的延续温度逐渐升高。
(均选填“保持不变”或“逐渐升高”)
物质熔化图像 物质凝固图像
3. 液体凝固时温度的变化规律
(1)有的物质,如海波,在凝固过程中,持续对外放热,但温度保持不变,直至凝固完毕,温度才会继续下降;如甲图所示。
(2)有的物质,如石蜡,在凝固过程中,由稀变软,再变硬,不断向外放热,温度持续降低。
4. 熔点和凝固点
(1)熔点和凝固点
①熔点:物质在熔化过程中吸热,但温度保持不变,这个温度叫做熔点。
②凝固点:熔化成液态的晶体在温度降至熔点后会重新凝固,凝固过程中物质不断放热但温度保持不变,叫做凝固点。
(2)晶体和非晶体
①晶体:具有熔点的固体叫做晶体。如冰、萘、石英、海波、食盐、各种金属等。
②非晶体:没有熔点的固体叫做非晶体。如松香、玻璃、沥青、塑料、石蜡等。
③晶体的凝固点与它的熔点相同。非晶体既没有熔点,也没有凝固点。
【典型例题1】某实验小组用两套如图甲所示的实验装置分别研究海波和石蜡的熔化过程。
(1)如图乙所示,温度计显示的是石蜡在某时刻的温度,它的示数是 ___________。
(2)海波熔化过程中不断________(填“放出”或“吸收”)热量,温度______(填“升高”“不变”或“降低”)。
(3)两支试管中分别盛有海波和石蜡,当两者全部熔化后,该实验小组继续研究海波和石蜡的凝固过程。将两支试管从烧杯中取出,静置于空气中自然冷却,每隔2 min同时记录一次温度,根据记录数据在同一个图像中画出它们的温度随时间变化的曲线,如图丙所示。下列说法正确的是____(填标号)。
A.石蜡的凝固点为48℃
B.实验室内环境温度为20℃
C.0~15 min内的任一时刻,石蜡和海波的温度都不可能相同
【答案】 36℃ 吸热 不变 B
【详解】(1)温度计的分度值为1℃,因此此时读数为36℃。
(2)海波是晶体,根据晶体熔化特点,晶体在熔化过程中吸热,温度保持不变。
(3)由图可知,室内温度为20℃,海波和石蜡温度逐渐下降;5min的时候海波和石蜡温度同为48℃,由于石蜡是非晶体,没有固定熔点。故选B。
【命题解读】
考查知识
温度计;探究固体熔化时温度的变化规律。
命题解读
命题意图:温度计的构造和原理、探究固体熔化时温度的变化规律、探究固体熔化时实验装置的组装顺序、熔化和凝固的图像。
解题思路:
1. 会正确读取温度计的示数。
2. 晶体在熔化过程中吸热,温度保持不变。
3. 非晶体没有固定熔点。
【巩固提升1】人们有时在有冰雪的路面上撒盐。
(1)冰块上撒有食用盐的位置很快就熔化了,由此可见,其目的是为了______(选填:A.升高 B.降低)冰雪的熔点,使其快速熔化,方便去除冰雪,提升行路的安全性;
(2)物体在熔化的过程中需要吸热,下列物态变化同样需要吸热的有( )
A.凝华 B.凝固 C. 汽化 D.液化 E. 升华
【答案】(1)B;(2)CE
【详解】(1)在冰雪上撒盐,盐能够降低冰的熔点,这让冰雪能在更低的温度下熔化,从而加快除雪速度,提升路面安全性。
(2)A.凝华是物质从气态变为固态的过程需要放热,故A不符合题意;
B.凝固是物质从液态变为固态的过程,需要放热,故B不符合题意;
C.汽化是物质从液态变为气态的过程,需要吸热,故C符合题意;
D.液化是物质从气态变为液态的过程,需要放热,故D不符合题意;
E.升华是物质从固态变为气态的过程,需要吸热,故E符合题意。
故选CE。
【巩固提升2】位于上海浦东新区的“耀雪冰雪世界”是目前全球最大的室内滑雪场,其内部常年维持低温环境以适应冰雪运动需求。在下列自然现象中,与造雪机将水雾喷到低温空气中形成的人造雪过程相同的是( )
A.叶尖露珠 B.山间薄雾
C.枝头白霜 D.房檐冰挂
【答案】D
【详解】(1)造雪机将水雾喷到低温空气中形成的人造雪,水由液态变为固态,这一过程发生的物态变化是凝固。
叶尖露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的;山间薄雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的;枝头白霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的;房檐冰挂是液态的水凝固形成的固态的冰,故D符合题意,ABC不符合题意。
【易错警示】
一、研究固体熔化时温度的变化规律
1. 熟悉实验装置(常见的实验方案见下图),如实验装置的安装顺序、加热方式及原因、温度计的放置及读数等;
2. 根据实验数据作出图像,或根据实验数据、图像分析得出结论,判断物质是否属于晶体及晶体熔点的确定;
3. 对实验设计或实验过程进行评估及改进等。
实验方案1 实验方案2
二、判断晶体、非晶体的三种方法
1. 根据有无熔点(凝固点)来判断:晶体有熔点(凝固点),非晶体没有熔点(凝固点)。
2. 根据熔化过程中的现象来判断晶体熔化过程:
固态 → 固、液共存态 → 液态。 非晶体熔化过程:固态→软→稀→液态。
3. 根据熔化(凝固)图像来判断观察图像中是否存在一段平行于时间轴的线段,若存在,则为晶体;不存在,则为非晶体。
三、熔化与凝固在生产、生活中的应用
注意熔化与凝固是相反的两个过程,熔化吸热,凝固放热。在实际生产生活中,主要利用了吸、放热的特点。例如用冰块退烧利用了冰块吸热降温的特点;冬季在地窖里储存蔬菜时,地窖里放水,利用了水凝固放热的特点。
知识点四 升华和凝华
【课标要求】能描述固态、液态和气态三种物态的基本特征,并列举自然界和日常生活中不同物态的物质 及其应用。能运用物态变化知识,说明自然界中的水循环现象。了解我国和当地的水资源状况,有节约用水和保护环境的意识。
1. 升华
(1)升华概念:物质跳过液态,从固态直接变为气态的过程叫做升华。
(2)常见的升华现象:樟脑丸变小到消失;固态碘变为碘蒸气;冰变为水蒸气;干冰消失等。
(3)特点:升华吸热,具有致冷作用。
2. 凝华
(1)概念:物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华。
(2)常见的凝华现象:霜、冰晶、冰花、雾凇、灯泡变黑、碘蒸气凝结都属于凝华现象。
(3)特点:凝华要放热。
3. 水循环与水资源
(1)自然界中的水循环过程大致分为四个阶段:
河流、湖泊、海洋和地表的水→蒸发与升华→水蒸气;
空气中的水蒸气→液化与凝华→云与霜;
大部分雪和冰→熔化;
陆地上的雨滴流入河流和湖泊,再度汇入海洋→汇聚。
(2)水资源短缺的危机:地球上的水资源都面临着水资源短缺的危机。
【典型例题1】探究“碘的升华”实验。
(1)小红设计了图甲、乙所示的两种方案。已知碘的熔点为113.5℃,酒精灯火焰的温度约为500℃,一标准大气压下,水的沸点为100℃,实验过程中两试管中均出现紫色的碘蒸气,方案甲中的碘蒸气可能是碘________后又________形成的(以上两空均填物态变化名称),因此选择方案________(选填“甲”或“乙”)实验能更好探究“碘的升华”。
(2)为了进一步探究升华现象,继续进行图丙与图丁的实验,她向锥形瓶内放入适量干冰,向纸盘中倒入少量凉水,再将锥形瓶放于盘中,接着将气球套在瓶口,静置片刻,发现气球的体积增大,此时气球中的气体主要是________(选填“空气”、“水蒸气”或“二氧化碳气体”)。当气球胀破后发现瓶口迅速出现白霜,是因为________转化为________导致瓶口气体发生________(填物态变化名称)。
【答案】(1) 熔化 汽化 乙
(2) 二氧化碳气体 内能 机械能 凝华
【详解】(1)固态碘吸收热量变成液态碘的过程叫熔化;液态碘吸收热量变成气态碘的过程叫汽化;酒精灯火焰的温度高于碘的熔点、沸点的温度,导致出现的碘蒸气可能是碘先熔化后,再汽化形成的;将装固态碘的试管放在沸水中加热,沸水的温度低于碘的熔点,所以碘的温度最多只能达到水的沸点,碘不会熔化,因此看得到碘蒸气只能是升华的结果;由上可知,为了避免碘出现从固态到液态再到气态的过程,应控制加热温度低于碘的熔点温度,故乙的设计更有说服力。
(2)干冰是固态的二氧化碳,容易升华,气球中的气体主要是干冰升华生成的二氧化碳气体;当气球胀破后发现瓶口迅速出现白霜,是因为气体对外做功,内能转化为机械能,内能减少,温度降低,导致瓶口气体发生凝华,形成小冰晶。
【命题解读】
考查知识
升华与凝华。
命题解读
命题意图:升华与凝华的概念和现象。
解题思路:
1. 沸水的温度低于碘的熔点,乙方案避免碘出现从固态到液态再到气态的过程,更加合理。
2. 气球中的气体主要是干冰升华生成的二氧化碳气体。
3. 气体对外做功,内能转化为机械能,内能减少,温度降低。
【巩固提升1】小南同学在寒假时去了哈尔滨旅游。在冰雕展上看到了许多雕刻精美的冰雕,如图所示。而在自然界,天空中的云、高山上的积雪、河面上的冰、冰层下流动的水,以及空气中的水蒸气,这些都是水的不同状态。冰雕在展出当地的气温一直持续在-10℃以下,可是冰雕作品在一天天变小,此过程发生的物态变化是( )
A.升华 B.熔化 C.汽化 D.凝华
【答案】A
【详解】冰雕在气温持续 −10 ℃以下(低于冰的熔点)时一天天变小,是因为冰直接由固态变成了气态,发生了升华现象,故BCD不符合题意,A符合题意。故选 A。
【巩固提升2】我国是一个严重缺水的国家,我们应从小培养节水意识,养成节约用水的好习惯。地球上的水通过三态变化不断地在发生循环,关于水循环下列说法正确的是( )
A.江、河、湖、海以及大地表层中的水不断升华变成水蒸气
B.当水蒸气升入高空时,遇到冷空气,水蒸气便液化成小水滴
C.冬天,水蒸气在寒冷的高空急剧降温,就会凝固成小冰晶,聚集起来变成雪花
D.小水滴在高空中如果遇到更加寒冷的气流,就会凝华成小冰珠,最后可能形成冰雹
【答案】B
【详解】A.江、河、湖、海及大地表层中的水,会通过汽化的方式不断变成水蒸气,故A错误;
B.当水蒸气升入高空遇到冷空气时,会由气态液化成液态的小水滴,故B正确;
C.冬天水蒸气在高空急剧降温,由气态直接凝华成固态的小冰晶,聚集后形成雪花,故C错误;
D.小水滴是液态,遇到更寒冷的气流变成小冰粒,是凝固,而不是凝华,故D错误。
故选B。
【易错警示】
一、正确分辨升华和汽化、凝华和凝固
升华和汽化的末状态都是气态,但初状态不同,升华的初状态是固态,汽化的初状态是液态;凝华和凝固的末状态都是固态,但凝华的初状态是气态,凝固的初状态是液态。
二、物质的“三态”、“六变化”和“三吸热和三放热”
1. 三态:固态、液态和气态。
2. 六变化:六种物态变化,即熔化和凝固、汽化和液化升华和凝华。
3. 三吸热和三放热:熔化汽化、升华为吸热过程,凝固、液化、凝华为放热过程。
1.下列说法正确的是( )
A.0℃的冰比0℃的水冷 B.洗热水澡时,洗澡水的适宜温度约40℃
C.正常情况下,人的体温约为35℃ D.读作“摄氏零下6度”
【答案】B
【详解】A.用温度描述物体的冷热程度,冷热程度与状态无关,故0℃的冰和0℃的水,温度相同,冷热程度相同,因此一样冷,故A错误;
B.正常情况下,人的体温在37℃左右,洗澡水的适宜温度略高人的体温,约40℃,故B正确;
C.正常情况下,人的体温在37℃左右,变化幅度很小,故C错误;
D.−6℃读作“零下6摄氏度”或“负6摄氏度”,故D错误。
故选B。
2. 2025年11月,在中国空间站里,航天员启用热风烘烤机,首次在“太空家园”品尝到香气扑鼻、美味可口的烤鸡翅。下列相关说法中正确的是( )
A.能闻到烤鸡翅的香味说明分子在不停地运动
B.能闻到烤鸡翅的香味说明分子之间没有引力
C.刚出炉的鸡翅更香说明温度越高分子运动越不剧烈
D.凉了之后闻不到香味说明分子停止了运动
【答案】A
【详解】A.闻到烤鸡翅的香味是扩散现象,扩散现象说明分子在不停地做无规则运动,故A正确;
B.能闻到香味只能说明分子在不停地运动,故B错误;
C.刚出炉的鸡翅温度更高,分子运动更剧烈,扩散更快,故C错误;
D.鸡翅凉后温度降低,分子运动变缓慢,但分子不会停止运动,故D错误。
故选A。
3.图示的四个物态变化的实例中,由于液化形成的是( )
A.湖中冰化成的水 B.草叶上的露珠
C.树叶上的霜 D.落在地上的雪
【答案】B
【详解】A.冰化成的水,物质从固态变为液态,是熔化现象,故A不符合题意;
B.露珠是水蒸气遇冷液化而成的,故B符合题意;
C.霜是水蒸气直接凝华而形成的,故C不符合题意;
D.雪是水蒸气直接凝华而形成的,故D不符合题意。
故选B。
4. 某些无法直接感知的事实可以通过相关可感知的现象推测得到,这是物理学研究问题的一种方法,下列根据这种方法所做出的推测不符合事实的是( )
A.如图甲中墨水在热水中扩散得快些,说明温度越高分子运动越剧烈
B.如图乙中将水和酒精充分混合,观察到液面位置下降了,推测出分子间存在间隙
C.如图丙中抽去玻璃板后,两瓶中的气体逐渐混合,说明分子在不停地做无规则运动
D.如图丁中注射器里密封一些液体,很难推动活塞压缩液体,推测出分子之间存在斥力
【答案】C
【详解】A.墨水在热水中扩散更快,说明温度越高,分子的无规则运动越剧烈,故A不符合题意;
B.水和酒精混合后液面下降,说明分子之间存在间隙,两种分子相互填充了彼此的空隙,故B不符合题意;
C.因为玻璃板上面的二氧化氮的密度比空气的密度大,抽去玻璃板后,两瓶气体逐渐混合,不能说明分子在不停地做无规则运动,故C符合题意;
D.分子之间存在引力和斥力,注射器里密封的液体很难被压缩,是因为分子之间存在斥力,D不符合题意。
故选C。
5. 下列说法中不正确的是( )
A.升华过程需要吸热,凝华的过程需要放热
B.海波在熔化过程中温度会不断升高。
C.液体的温度越高,表面积越大,液面附近空气流通越快,蒸发就越快。
D.非晶体既没有熔点,也没有凝固点,在凝固过程中温度不断下降。
【答案】B
【详解】A.物态变化吸放热规律:升华(固态→气态,如樟脑丸变小)需要吸热;凝华(气态→固态,如霜的形成)需要放热。故A正确,不符合题意;
B.海波是晶体(常见晶体:海波、冰、金属等)。晶体熔化特点:吸热但温度保持不变(持续到完全熔化,温度等于熔点)。题目中“温度会不断升高”违背晶体熔化规律,故B错误,符合题意;
C.蒸发的快慢影响因素:温度越高,分子运动越剧烈,蒸发越快;表面积越大,暴露的液体分子越多,蒸发越快;液面附近空气流通越快,越容易带走汽化的分子,蒸发越快。故C正确,不符合题意;
D.非晶体特性:无固定熔点(熔化时温度持续升高)、无固定凝固点(凝固时温度持续下降,如沥青凝固)。符合非晶体凝固的规律,故D正确,不符合题意。
故选B。
6.炎热夏天,家中使用空调制冷时,窗玻璃上有时会出现“小水珠”。
(1)“小水珠”的形成是___________现象。(选填“液化”“汽化”或“熔化”)
(2)窗玻璃上的“小水珠”出现在___________(选填“室内外两侧”“室内侧”或“室外侧”)。请写出小水珠的形成过程:___________。
【答案】(1)液化;(2) 室外侧 房间外温度较高的水蒸气遇到温度低的窗玻璃后,液化成小水珠
【详解】(1)液化是物质由气态变为液态的过程,小水珠是气态水蒸气转化为液态水,符合液化的特征;汽化是液态变为气态,熔化是固态变为液态。
(2)夏天空调制冷时,室内温度低于室外温度,窗玻璃的温度也较低。室外空气中温度较高的水蒸气遇到温度较低的玻璃时,会放热液化形成小水珠,附着在玻璃的室外侧表面上。
7. 日常生活中的物态变化。
(1)夏天,在一杯饮料中加入一些冰块,冰块会逐渐______(填物态变化名称),在这个物态变化过程中,整杯饮料的温度______(选“A.升高”或“B.不变”)。
(2)人工降雨通常通过向云层中播撒颗粒状的干冰(固态二氧化碳),干冰在空气中迅速______(填物态变化名称),此过程______(选“A.吸收”或“B.放出”)大量热量,使周围空气温度急剧下降,水蒸气遇冷液化成小水滴最终形成降雨。
【答案】(1) 熔化 B (2) 升华 A
【详解】(1)固态变为液态的物态变化为熔化。
冰熔化过程中持续吸热,但温度保持不变,因此整杯饮料温度在冰熔化过程中保持不变,故选B。
(2)固态直接变为气态的物态变化为升华。
升华是需要吸收热量的物态变化过程,故选A。
8. 在探究冰熔化特点的实验中,将温度传感器探头插入试管中,并与计算机连接,设置好相关数据采集软件。计算机屏幕上会显示冰(乙图)熔化的温度-时间图像,同时观察冰的状态变化情况。
(1)由图乙可知冰是_____(选填“晶体”或“非晶体”);冰在熔化过程中需吸收热量,温度_____(填“升高”、“降低”或“不变”);当加热到第300s时,试管中的物质处于_____态(选填“固”、“液”或“固液共存”);
(2)根据乙图,描述冰在熔化过程与完全熔化后的温度随吸热情况的变化特点_____。
【答案】(1) 晶体 不变 固液共存 (2)见解析
【详解】(1)由图乙可知,冰在熔化过程中持续吸热但温度保持不变,即冰是晶体,冰熔化过程处于固液共存状态。
(2)冰在熔化过程中吸热但温度保持不变;完全熔化后随着加热时间的增加,持续吸热,温度升高。
9. 小延在探究液体在沸腾前后温度变化的特点,实验装置如图甲。取质量相等的水和盐水分别放入两个相同的烧杯中,用相同的酒精灯同时加热,根据实验数据,绘制温度随时间变化的图像,如图乙;
(1)分析图乙发现:液体在沸腾过程中,温度________,且盐水的沸点________水的沸点(选填“高于”或“低于”)
(2)他发现继续加热,水无法升高至100°C,为了解释这个现象,他查阅了资料,下表是他查到的一些数据
大气压(帕)
101320
70700
62400
54900
48100
42000
水的沸点(℃)
100
90
87
84
80
77
①分析比较表中水的沸点和大气压的变化,可得出的初步结论是:________。
②请试着解释小延无法将水烧到100℃的原因________。
【答案】(1) 保持不变 高于
(2) 液体沸点随气压的增大而升高 此时大气压低于1标准大气压
【详解】(1)[1][2]分析图像发现,液体温度先上升后不变,液体在沸腾过程中,温度保持不变,且盐水的沸点约为101℃,水的沸点为98℃,即盐水的沸点高于水的沸点。
(2)[1]分析比较表中水的沸点和大气压的变化,大气压越高,水的沸点越高,大气压越低,水的沸点越低,可得出,液体沸点随气压的增大而升高。
[2]因为液体的沸点与大气压有关,此气压下水的沸点为98℃,即此时大气压低于1标准大气压,所以无法将水烧到100℃。
10.某小组同学在学习了温度计相关知识后,开展了“自制温度计”的项目化学习活动。他们用生活中常见的器材设计并制作了甲、乙两款温度计(如图所示)。
(1)甲温度计为气体温度计,瓶中装有一定质量的空气,瓶塞不漏气,弯管中间有一段液柱。此温度计是根据________原理制成的,当外界温度升高时,液柱向________移动(选填“左”或“右”),理由:__________。为了提高此温度计的精确度,下列改进合理的是________;
A.玻璃管内径变小 B.烧瓶体积变小
(2) 乙温度计为液体温度计,瓶中装有一定质量红色的水。为了给此温度计定标,将该温度计分别放入10℃和40℃的水中,待液面静止后,标出红色液柱到达的位置记作A和C,则40℃对应的刻度线是_____(选填“A”或“C”)。再用该温度计测室内温度,液柱正好移动到B处,则此时室温为___℃。
【答案】气体热胀冷缩;左;外界温度升高时,容器内气体体积变大,将液柱向左推动;A;A;18
【详解】(1)当外界气温升高时,甲温度计中气体膨胀,弯管中的液柱会往左移动;当外界气温降低时,甲温度计中气体收缩,弯管中的液柱会往右移动;根据液柱移动的方向和距离来测量温度,故此温度计的原理是气体的热胀冷缩。
A.升高一定的温度,玻璃管内径小的液柱移动距离大,则分度值小,所以玻璃管内径变小可以提高此温度计的精确度,故A符合题意;
B.升高一定的温度,烧杯瓶体积越小,液柱移动距离越小,则分度值越大,所以烧瓶体积变小不能提高此温度计的精确度,故B不符合题意。
故选A。
(2)乙温度计的原理是液体的热胀冷缩,温度升高时,液体膨胀,液柱液面越高,故40℃对应的刻度线是A,10℃对应的刻度线是C。
由图乙可知,AC长度为3cm,故1cm对应的温度为
B到C的距离为0.8cm,故B处对应的温度,即此时室温为
10℃+0.8×10℃=18℃
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