第三章 物态变化(复习讲义)物理新教材人教版八年级上册
2026-07-30
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2份
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52页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 复习与提高 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 温度与物态变化 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 35.92 MB |
| 发布时间 | 2026-07-30 |
| 更新时间 | 2026-07-30 |
| 作者 | 悟理物理 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59020910.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该初中物理第三章“物态变化”复习讲义通过表格梳理复习要点与重难点,结合图像分析晶体熔化/凝固曲线、沸腾前后现象,用“三态六变”框架整合温度测量、熔化凝固、汽化液化、升华凝华知识,构建物质状态转化的完整脉络,突出温度计使用、晶体熔化实验等核心内容。
讲义亮点在于“实验探究+生活应用”设计,如要点速测中温度计操作判断题、能力进阶里跨学科实践“酸奶冰淇淋制作”,培养科学探究与科学思维素养。分层练习覆盖基础达标与能力提升,教师可据此实施精准教学,学生能自主梳理知识并解决实际问题。
内容正文:
第三章 物态变化
复习
要点
1. 知道温度是描述物体冷热程度的物理量,能说出生活环境中常见的温度值。了解液体温度计的工作原理。
2. 经历自制并改进液体温度计的过程,了解温度计的结构特点,初步体会运用证据和逻辑进行质疑创新的过程,发展科学思维。
3. 经历测量液体温度的过程,会用常见温度计测量温度,掌握使用测量工具进行测量的规范。
4. 知道固态与液态之间可以相互转化,知道熔化、凝固过程中的吸热、放热现象。
5. 知道晶体熔化和凝固过程温度变化的特点及需要满足的条件,知道非晶体熔化和凝固的特点。知道晶体与非晶体、熔点和凝固点。
6. 知道液态与气态可以相互转化,知道汽化、液化及其过程中的吸热、放热现象。知道液体沸腾前后温度变化的特点及条件。
7. 知道影响液体蒸发快慢的因素,知道液体蒸发有制冷作用。
8. 知道物质在固态与气态之间可以直接转化,知道升华和凝华,知道升华吸热、凝华放热,能说明自然界中的水循环现象。
9. 能从物理学的视角发现烹饪过程中关于物态变化的问题,提出改进建议,作出科学的解释。形成物质宏观上通常呈现固、液、气三种状态,且彼此之间可以在一定条件下发生转化的物质观。
复习
重难点
重点:温度计的原理和使用;研究固体在熔化过程中温度随时间变化的规律;通过实验探究归纳水沸腾前后温度变化的特点;建立升华和凝华的概念。
难点:温度计的正确使用;通过对实验现象的观察、分析与概括,总结出固体熔化时温度变化的规律,并用图像表示出来;探究水在沸腾前后温度变化的特点。
要点 温度
一、温度
1. 温度
(1)物理学中把物体的 叫作温度。
(2)摄氏温度
①单位: (℃)。温度计上的符号℃表示的是摄氏温度。
②规定:把在标准大气压下 的温度定为0℃; 的温度定为100℃。将0℃和100℃之间分成100个等份,每个等份代表1℃。
2. 热力学温度
用热力学温标表示的温度叫热力学温度。热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一,用符号T表示,它的单位是开尔文,简称开,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 K。
例如,人体正常体温为37℃,若用热力学温标表示,则人体正常体温为T= K。
二、温度计
1. 用途:用来测量物体的温度。
2. 液体温度计的工作原理:根据液体 的规律制成的。
3. 常见的温度计:实验室用温度计、寒暑表、体温计、测温枪等。
4. 实验室用温度计的构造特点
(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。
5. 液体温度计的使用
(1)使用前“一估二看”
①估计 的温度,以便选择合适的温度计。
②观察温度计 ,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 ,也就是一个小格代表的值,以保证读数正确。
(2)使用时注意
①温度计的玻璃泡应该全部浸入被测液体中,不要碰到容器 或容器 ;
②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 后再读数;
③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 。
三、体温计
1. 玻璃体温计(接触式)
(1)量程与分度值:量程为 ~ ℃;分度值为 ℃。
(2)特殊构造:体温计玻璃泡内使用的测温液体是水银;玻璃泡和直玻璃管之间制造一处具有特殊结构的狭道,也叫“缩口”,如图所示。测量体温时,水银热膨胀可以通过细管,体温计离开人体时,水银要收缩,会从细管处断开,玻璃直管中的水银不能退回玻璃泡,所以离开人体也能显示人体的温度。
(3)使用方法:
使用前,应用力甩几下,使玻璃直管中的水银退回 。在给体温计消毒时,不可以用火焰、开水等高温物体消毒,需要使用酒精棉擦拭。
2. 电子体温计:现在的电子体温计通过液晶屏可以直接显示 。
3. 测温枪(新式红外体温计):比玻璃体温计的使用更加卫生、便捷。只要把“枪口”对准被测对象,打开开关,“枪尾”的显示屏上就能直接显示温度。因此,这种非接触式测温方式应用更为广泛。
4. 热电偶温度计:它能直接放入高温炉里测温。原理是:两根不同的金属线组成的闭合环路中,如果只有一个接头被加热,环路里就会产生电流。两个接头的 越大,电流越大。
温度计使用注意点:
1. 通用使用:选合适量程和分度值,玻璃泡完全浸没被测液体,不碰容器底/壁,等示数稳定再读数,视线与液面相平。
2. 体温计特殊点:量程35℃~42℃,分度值0.1℃,使用前必须甩动让水银回落,没甩的体温计只能测出比之前更高的温度。
要点速测
1. (多选题)下列对有关数据的估计,与实际相符的是( )
A.让人感觉温暖而舒适的温度约25℃ B.人体的正常体温约为
C.冰箱冷冻室的温度为 D.一杯加冰可乐的温度为
2. 如图所示是使用温度计测量液体温度的操作示意图,其中正确的是( )
A.①和④ B.②和⑤ C.③和⑥ D.①和⑥
要点 熔化和凝固
一、熔化和凝固
1. 熔化和凝固的概念
物质从 态变成 态的过程叫作熔化;从 态变成 态的过程叫作凝固。
2. 固体熔化时温度的变化规律
(1)物质在熔化过程中都要 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。晶体在熔化过程中继续吸热,温度 ,如甲图所示。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 ,如乙图所示。(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 ,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 ,如乙图所示。
二、熔点和凝固点
1. 晶体和非晶体:固体可分为晶体和非晶体两类。
(1)晶体:有固定的 的固体叫作晶体。如冰、萘、石英、海波、食盐、各种金属等。
(2)非晶体:没有固定的熔化温度的固体叫作非晶体。如松香、玻璃、沥青、塑料、石蜡等。
2. 熔点和凝固点
(1)熔点:晶体 时的温度叫作熔点,非晶体没有确定的熔点。
(2)凝固点:液体 形成晶体时也有固定的凝固温度,叫作凝固点。非晶体没有固定的凝固点。
(3)同一种物质的熔点和凝固点 。
三、熔化吸热 凝固放热
1. 熔化吸热
(1)熔化吸热:晶体在熔化时虽然温度不变,但是必须对它继续加热,熔化过程才能完成,这表明晶体在熔化时 热。非晶体熔化也需要 ,但温度一直上升。所以,熔化吸热。
(2)熔化吸热的应用
①要喝冰凉的饮料,往往会在饮料中加上一些冰块,并不是直接加冷水。这是因为冰块的温度更低,冰块熔化成水的过程中要吸收 ,从而使饮料的温度下降的更多。
②夏天,在饭菜的上面放冰块可防止饭菜变馊,因为冰块熔化吸热,使冷空气下沉。
③鲜鱼保鲜,用0℃的冰比0℃的水效果好(冰熔化吸热)。
2. 凝固放热
(1)凝固放热:因为凝固是熔化的逆过程,所以无论晶体还是非晶体,在凝固时都要放热。液体凝固形成晶体时放出热量,但温度 ;液体凝固形成非晶体时放出热量,温度 。(均选填“不变”或“降低”)
(2)凝固放热的应用
①北方在冬天时在菜窖里放几桶水,利用水结冰凝固时放出的 来使窖内温度不至于降太低,以免菜被冻坏。
②现在人们研制出一种聚乙烯材料,在15 ℃~40 ℃熔化或凝固,而熔化或凝固时,温度保持不变。把这种材料掺在水泥中制成储热地板或墙壁,天气热时(温度超过40 ℃)颗粒熔化 热,天气冷时(温度低于15 ℃)又凝固 热成颗粒,能有效调节室内的温度。
1. 概念区分:熔化是固态变液态,要吸热,别误写为“融化”;凝固是液态变固态,会放热。
2. 晶体与非晶体:晶体有固定熔点和凝固点,熔化时温度不变,比如冰、海波;非晶体没有固定熔点,熔化中温度持续上升,比如玻璃、沥青。
3. 核心条件:晶体熔化要同时满足“温度达熔点”和“持续吸热”,凝固则要“温度达凝固点”和“持续放热”,两个条件缺一个都不会发生对应变化。
4. 实验细节:水浴加热能让被加热物体受热更均匀,安装实验器材要按“自下而上”的顺序操作。。
要点速测
1. 如图甲所示,金属镓制成的“小人”在室温为时是固态,当达到某一温度时,就会发生熔化。如图乙所示是其放在手中熔化时的情景,由此可判断镓( )
A.是非晶体 B.其熔点可能是
C.熔化需要吸收热量 D.熔化过程中,温度升高
2. 图甲是探究“冰熔化时温度变化规律”实验中某时刻温度计的示数。图乙是根据实验数据画出的图像。
(1)安装本实验器材顺序应该___________(填“自上而下”或“自下而上”),如图甲所示温度计的示数是______℃。
(2)冰在熔化过程中______(填“吸热”或“放热”),温度______。(填“变高”、“变低”或“不变”)
(3)由图乙可知,冰的熔点是______℃,第6分钟处于______态(选填“固”“液”或“固液共存”)。
要点 汽化和液化
一、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. 水沸腾前后的现象:
(1)水沸腾前后的声音:水沸腾前声音大;水沸腾时声音小。
(2)水沸腾前后的气泡的变化:沸腾前气泡越往上越 ;沸腾时气泡越往上越 。
3. 水沸腾的特点:水沸腾时不断吸收热量,但温度 。
4. 沸点:各种液体沸腾时都有确定的温度,这个温度叫作沸点。
(1)不同液体的沸点不同;
(2)同种液体的沸点与 有关:气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低。
(3)标准大气压下,水的沸点为 ℃。
5. 沸腾的条件:(1)温度达到 ;(2)继续 。
二、蒸发
1. 概念:在任何温度下都能发生的汽化现象叫作蒸发。
2. 影响蒸发快慢的因素:液体的 、 和液体表面上的空气流动。液体的温度越高、表面积越大、液体表面上方的空气流速越快,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。
三、液化
1. 概念:物质从气态变为液态的过程叫作液化。
2. 液化有两种方法
(1) 。所有气体在温度降到足够低时都可以液化。
(2) 。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 热。
四、电冰箱的工作原理
1. 电冰箱的工作原理
电冰箱利用制冷剂作为热的“搬运工”,把冰箱里的“热”“搬运”到冰箱的外面。制冷剂采用既容易汽化又容易液化的物质,汽化时它吸热,液化时它放热。
液态制冷剂经过很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子,在这里 、吸热,使冰箱内温度降低。之后生成的蒸气又被压缩机压入冷凝器,在这里 并把从冰箱内带来的热通过冰箱壁上的管子放出。氟利昂这样循环流动,冰箱冷冻室里就可以保持相当低的温度。(均选填物态变化名称)
电冰箱的工作原理图 热棒示意图
2. 利用“热管技术”获得低温
在青藏铁路工程中,为了保证多年冻土区路基的稳定性,铁路两侧竖立了许多热管(热棒)。热棒是封闭的中空长棒,里面一般填充低沸点的液态氨作为“制冷剂”。
如图所示,热棒的下端插在冻土中,液态氨从冻土中吸热 成气态氨。在寒冷的季节,气态氨上升到热棒的上端,通过散热片向空气中放热,变回 态氨,又沉入棒底。如此循环,冻土中的热不断被散发出去,热棒就可以像“冰箱”一样使地下冻土层温度降低、厚度增加。
1. 首先要明确概念区分:汽化是液态变气态,需持续吸热,包含蒸发和沸腾两种形式;液化是气态变液态,会向外放热。
2. 蒸发可在任意温度下发生,只在液体表面进行,其快慢受液体温度、表面积、表面空气流速共同影响。沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象,要达到沸点且持续吸热才能维持,沸腾过程中温度保持不变。
3. 生活中肉眼可见的“白气”不是水蒸气,而是水蒸气液化形成的小水滴。液化的两种方式是降低温度和压缩体积,气压会直接影响液体沸点,气压越高沸点也越高。
要点速测
1. 大悟绿茶名声远扬,具有提神醒脑,抗氧化和抗衰老的功能。冬季,小华的家长在家里用燃气灶烧水泡茶。小华观察到以下现象:①水烧开时离壶嘴一定距离的位置冒出大量“白气”;②将煮好的开水倒入保温杯中,盖上盖,一段时间后打开杯子,发现杯盖内壁出现小水珠;③洒到桌子上的水,擦拭摊开后,剩余的水很快消失;④若将杯中水放到室外,一夜后,水结冰冻住了。以上现象中包含的物态变化及其解释,说法不正确的是( )
A.“白气”是水壶内热水汽化形成的,此过程需要吸热
B.保温杯盖内壁水珠是水蒸气液化形成的,此过程需要放热
C.水很快消失主要原因是增大了液体表面积,加速了液体的蒸发
D.水结冰的原因是液态水凝固,此过程需要放热
2. 小李利用如图甲所示的实验装置观察水的沸腾实验。
(1)组装器材时,应先固定图甲中的______(填“A”或“B”);
(2)安装好实验器材后,小李在烧杯中倒入水,温度计示数如图乙所示,此时温度计的示数为______℃,读数时视线要与温度计中的液面______(选填“相平”或“垂直”);
(3)在水温升高到90℃后,小李每隔1min观察一次温度计的示数,记录在表中,直至水沸腾,如此持续9min后停止读数。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度/℃
90
92
94
96
98
99
99
99
99
99
①小李观察到:沸腾时水中气泡的情形为图丙中的______(填“C”或“D”)图;
②根据表格中的数据可知,水沸腾时的温度变化特点是______;
③当地的大气压______(填“低于”或“高于”)1个标准大气压;
④小李在家烧水时发现壶嘴处冒“白气”,这些“白气”是______态(填“固”、“液”或“气”)。
要点 升华和凝华
一、升华
1. 概念:物质从 态直接变成 态的过程叫作升华。
2. 常见的升华现象:樟脑丸变小到消失;白炽灯丝变细;固态碘变为碘蒸气;干冰消失等。
3. 特点:升华 热,具有致冷作用。
4. 应用与现象
(1)冷冻疗法:利用干冰升华吸热,降温冷冻,使组织细胞坏死;
(2)舞台烟雾:利用干冰升华吸热降温,使空气中的水蒸气遇冷液化形成小水珠。
二、凝华
1. 概念:物质从 态直接变成 态的过程叫作凝华。
2. 常见的凝华现象: 都属于凝华现象。
3. 特点:凝华要 热。
三、水循环与水资源
1. 水循环是通过物态变化实现的:地球上的水在陆地、 、 之间不断地循环,发生物态变化,形成了云、雨、雪、冰雹等,造就了雪山和湖泊。
2. 地球上的水资源已经出现了严重的 。
3. 合理地节约用水:我们不仅需要改进 技术、优化 的运行,更需要每个人提高 意识、养成良好的 ,共同保卫我们的蓝色家园。
1. 首先要牢牢抓住“直接”这个关键,两个变化都不经过液态阶段,这是和熔化、汽化、液化等其他物态变化最核心的区别,判断时先确认初始和最终状态,排除中间出现液态的可能。
2. 其次要记清吸放热规律:升华吸热有制冷效果,凝华是放热过程,干冰人工降雨、霜的形成等生活实例都要对应准确。
3. 还要避开常见误区,比如“白气”是液化不是凝华,冰花、霜、雾凇才是凝华现象,碘的水浴加热实验就是为了避免碘熔化,以此证明升华的“直接”特性。
要点速测
1. 如图所示,将冰块放入易拉罐中并加入适量的盐。用筷子搅拌大约半分钟,用温度计测量罐中冰与盐水的混合物温度,可以看到混合物的温度低于0℃。这时会观察到易拉罐的底部出现白霜。针对以上现象说法正确的是( )
A.白霜是空气遇冷凝华形成的
B.混合物温度低于0℃,说明含盐的冰在熔化过程中会放热
C.混合物温度低于0℃,说明此时的大气压低于标准大气压
D.易拉罐底部出现的白霜是凝华现象
2. 小明和小华分别用电吹风(图甲)和用酒精灯加热碘锤(图乙)观察“固态碘升华”。电吹风的热风温度最高约为90℃,酒精灯外焰的温度约为500℃,碘的熔点为。则下列说法不正确的是( )
A.小明和小华的碘锤中都会出现紫色碘蒸气
B.小华的实验中,会出现碘的熔化现象
C.小明的实验能更好的证明碘从固态直接变为气态
D.两种方式停止加热后,碘蒸气都会发生液化现象
难点 晶体与非晶体
晶体与非晶体的核心考点围绕性质差异展开,解题时可按三步快速突破。
1. 抓核心判定依据:有无固定熔点是区分晶体与非晶体的唯一可靠标准,不能仅凭几何外形、各向同性直接判断——多晶体虽无规则外形、表现各向同性,但仍属于晶体,仅单晶体才会呈现各向异性。
2. 结合图像分析:熔化/凝固图像中,有一段平行于时间轴的恒温区间,对应固定熔点,即为晶体;全程温度持续上升或下降、无恒温段的则是非晶体,同时可直接从恒温段读出熔点数值,判断固液共存状态。
3. 避开常见陷阱:雪花、食盐磨成的细粉、受潮结块的蔗糖都属于晶体,玻璃、蜂蜡、沥青则是典型非晶体,这类易混物质的判断,始终以“是否有固定熔点”作为最终标尺,就能避开题目设置的误导选项。
▌例1 如图所示为萘的熔化和凝固图像,试根据图像说法正确的是( )
A.萘是非晶体 B.BC段萘为固态
C.萘的凝固点是80°C D.萘的凝固过程需要吸热
▌例2 某物理兴趣小组用如图甲所示的装置进行“探究固体熔化过程温度的变化规律”实验,并根据实验数据,得到如图乙所示的两种物质的温度随时间变化图像。下列说法正确的是( )
A.在组装器材时应按照“自上而下”的顺序
B.实验中没有用酒精灯直接加热固体,而是采取水浴法,这样加热是为了吸收热量多
C.甲是非晶体,乙是晶体
D.固体熔化时吸收热量,扭伤时冰敷消肿就是利用了冰熔化吸热
难点 六种物态变化的吸放热规律
1. 六种物态变化的吸放热规律是初中物理高频考点,核心可总结为“向上吸热、向下放热”的楼层记忆法:把固态看作一楼、液态二楼、气态三楼,从低楼层往高楼层跨的变化全是吸热,从高往低落的全是放热。
2. 具体对应关系清晰明确:固态到液态的熔化、液态到气态的汽化、固态直接到气态的升华,属于“爬楼”吸热;反过来,液态到固态的凝固、气态到液态的液化、气态直接到固态的凝华,属于“下楼”放热。
3. 解题时先确定题干里物质的初态和末态,对照三态楼层判断变化方向,就能直接锁定吸放热类型。遇到“甲乙丙未知状态,已知丙到甲吸热、甲到乙吸热”这类题,顺着两次吸热的“爬楼”逻辑,就能直接推导出丙是固态、甲是液态、乙是气态,不用死记零散知识点。
日常刷题时结合生活实例验证,比如“白气”是气态变液态的液化放热,冻衣服变干是固态变气态的升华吸热,既能快速辨明变化类型,也能避开“白气是气态”这类常见误区。
▌例1 如图甲所示是中国传统民俗文化表演技艺——“打铁花”。小明查阅资料了解到铁水变为铁屑的过程中温度随时间变化的图像如图乙所示,下列说法不正确的是( )
A.铁固态时是晶体
B.铁水变为铁屑发生的物态变化是凝固
C.铁在bc段温度不变,但持续放热
D.在ab段,铁处于固液共存态
▌例2 如图所示为海波凝固图像,下列分析正确的是( )
A.ad段表示海波的凝固过程
B.海波凝固共用了5分钟
C.bc段海波温度不变,持续放热
D.海波属于非晶体,其凝固点为48℃
考点 “三态六变”的定义与吸放热规律
▌例1 目前常用的电冰箱利用了一种叫做环戊烷的物质作为“热”的搬运工,把冰箱里的“热”搬运到冰箱外面,因为环戊烷既容易汽化也容易液化。有关这种电冰箱工作过程的下列说法,正确的是( )
A.环戊烷进入冷冻室内的管子里迅速液化,吸热
B.环戊烷进入冷冻室内的管子里迅速汽化,吸热
C.环戊烷被压缩机压入冷凝器后,会液化,吸热
D.环戊烷被压缩机压入冷凝器后,会汽化,放热
▌迁移练1-1 二十四节气是中华民族农耕文明的经验积累和智慧结晶,已被列入联合国教科文组织《人类非物质文化遗产代表作名录》。对古诗词中涉及物态变化的解释,下列说法正确的是( )
A.“谷雨晴时春昼长,鹧鸪啼处百花香”,雨的形成是汽化现象,此过程吸热
B.“夕浦离觞意何已,草根寒露悲鸣虫”,露的形成是液化现象,此过程放热
C.“瀚海阑干百丈冰,愁云惨淡万里凝”,冰的形成是熔化现象,此过程吸热
D.“天接云涛连晓雾,星河欲转千帆舞”,雾的形成是凝固现象,此过程放热
▌迁移练1-2 热管是一根密封的抽掉空气的金属管,管壳外面衬了一层多孔材料(称为吸收芯),管内装有易蒸发的物质(如酒精)循环流动,如图所示。当图中热端温度比冷端高得多时,热管由热端向冷端传热依靠的主要过程是( )
A.热端汽化吸热,冷端液化放热 B.热端汽化放热,冷端液化吸热
C.热端液化吸热,冷端汽化放热 D.热端液化放热,冷端汽化吸热
考点 晶体熔化实验
▌例1 小明在探究某种物质熔化规律的实验中,绘制了该物质熔化时的温度变化曲线,如图所示。下列说法正确的是( )
A.该物质熔化过程持续了12min
B.在第8min该物质处于固液共存态
C.该物质在、两点的内能相等
D.该物质熔化过程中温度先升高再不变又升高
▌迁移练1-1 小明对某固体物质进行加热,绘制成如图所示的温度随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.该物质是晶体 B.该物质沸点是0℃
C.该物质熔化时间为20 min D.该物质在第6 min时处于液态
▌迁移练1-2 用如图甲所示装置探究萘熔化时温度的变化规律。将装有萘的试管放入热水中加热,每隔一定时间记录一次温度。请回答下列问题:
(1)实验中除了图甲的器材之外,还需要的测量工具是____________。
(2)图乙是萘熔化时温度随时间变化的图像。从图像看出:萘属于________(选填“晶体”或“非晶体”);从开始熔化到完全熔化,大约持续了_________min;加热到第15min时萘的状态为_________(选填“固态”、“液态”或“固液共存态”)。
(3)由实验可得出,萘的熔点为_____,萘在熔化过程有什么特点:____________。
考点 探究水在沸腾前后温度变化的特点
▌例1 小芳用如图甲所示的装置做“探究水沸腾前后温度变化特点”的实验,图乙是水中气泡的情形,图丙是水温随时间的变化图象。下列分析正确的是( )
A.甲图装置中没有任何错误
B.沸腾时水中气泡的情形如图乙中B所示
C.由图丙可知水沸腾时温度先上升后不变
D.为缩短沸腾前的加热时间可以提高水的初温
▌迁移练1-1 探究液体在沸腾前后温度变化的特点,实验装置如图甲,取等量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,按要求完成下列问题:
(1)组装实验装置时,要保证用酒精灯的外焰加热,应先调整____________的位置(选填“陶土网”或“温度计”);
(2)分析可知:水的沸腾条件:___________________________;
(3)实验中杯口周围出现大量“白气”,“白气”是因为沸腾时水蒸气_________(选填“吸收”或“放出”)热量发生的____________现象;(填物态变化名称)
(4)对比图乙中两条图线可知,选用____________煮蛋可以更快地将蛋煮熟;
(5)对实验进行评估时,小明指出水加热至沸腾用时过长。为了节省时间,请你提出一条合理建议:_____________________________________。
▌迁移练1-2 如图所示,探究水在沸腾前后温度变化的特点。下列说法正确的是( )
A.沸腾前,气泡由小变大
B.沸腾时,温度计示数不断上升
C.沸腾时,电水壶周围的“白气”是小水珠
D.关闭加热器,水没有立刻停止沸腾,说明水沸腾不需要吸热
基础达标
1.下列温度值最接近实际的是( )
A.健康成年人的体温是 B.洗澡时淋浴的适宜水温是
C.让人感觉温暖而舒适的室内温度是 D.冰箱冷冻室的温度是
2.小沁乘坐开有暖气的公交车前往影院,发现车窗上有一些水珠,以下判断正确的是:( )
A.水珠在车内侧玻璃 B.水珠在车外侧玻璃
C.内外两侧玻璃都有水珠 D.晴天车窗不该有水珠,观影心切产生幻觉了
3. 如图所示的是某种固态物质发生物态变化时其温度随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.从图像中可看出,这种物质应该是晶体
B.在图像的AB段,该物质处于液态
C.这种物质的沸点为80℃
D.在图像的BC段,因为温度不变,所以物质不用吸收热量
4.人类的生存和生活离不开地球上的水循环,关于图中水循环的物态变化,下列说法不正确的是( )
A.海水吸热,蒸发成水蒸气上升到空中
B.空气中的水蒸气遇冷,液化成云中的小水滴
C.云中的小冰晶吸热,液化形成雨
D.云中的小水滴遇冷,凝固形成冰雹
5.根据下表所提供的数据,以下判断正确的是( )
在1标准大气压下
物质
熔点℃
酒精
-117
水银
-39
铅
328
A.-117℃的酒精一定是液态
B.铅的凝固点是-328℃
C.-39℃的水银吸热,温度可能不变
D.气温接近-50℃时,应选用水银做温度计的测温液体
6.如图是探究“晶体熔化规律”和“液体沸腾规律”的实验装置,下列说法不正确的是( )
A.两个实验都需要记录加热时间
B.甲实验装置可以探究所有金属的熔化特点
C.为了得到普遍规律,两个实验均应进行多次实验
D.甲实验用“水浴加热法”可以使试管中的物质受热均匀
7.在青藏铁路工程中,为了保证多年冻土区路基的稳定性,铁路两侧竖立了许多热棒。如图所示,热棒是封闭的中空长棒,下端插在冻土中,上端装有散热片,里面填充低沸点的液态氨作为“制冷剂”。在寒冷的季节,空气温度低于冻土层温度,制冷剂作为热的“搬运工”,通过液态氨与气态氨的相互转化,使冻土层温度降低、厚度增加,这样即使到了暖季热棒不再工作,冻土也不会完全熔化,冻土层因温度变化对路基产生的影响变小。关于热棒在工作过程中,下列说法正确的是( )
A.氨在热棒下端发生的物态变化是汽化
B.氨在热棒上端发生的物态变化是凝固
C.热棒的作用是把热量从空气中传到冻土中
D.为降低成本,可以使用液态水替代液态氨
8.某同学在家将热水、冰水和室温水(水温与室温相同)分别装入杯中,一段时间后,发现其中两只杯子的杯壁上出现了小水珠,如图所示,下列选项与图中三杯水排序相符的是( )
A.热水、冰水、室温水 B.室温水、热水、冰水
C.冰水、热水、室温水 D.热水、室温水、冰水
9.家用电冰箱内的制冷系统主要由蒸发器、压缩机和冷凝器三部分组成,如图所示。压缩机用压缩体积的方法将蒸发器内的气态制冷物质压入冷凝器使其变成液体,液态的制冷物质通过冷凝器将热散发到外界空气中。液态制冷物质经节流阀进入蒸发器,在蒸发器里迅速变成气体而吸热。通过这样的循环,使电冰箱达到制冷的效果。下列说法正确的是( )
A.制冷物质从冷凝器进入蒸发器后发生汽化现象,蒸发器应放置在电冰箱内部
B.制冷物质从冷凝器进入蒸发器后发生液化现象,蒸发器应放置在电冰箱外壁
C.制冷物质从蒸发器进入冷凝器后发生液化现象,冷凝器应放置在电冰箱内部
D.制冷物质从蒸发器进入冷凝器后发生汽化现象,冷凝器应放置在电冰箱外壁
10.下图为将冰块加热至沸腾的过程中温度随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.实验时,水面上方的大气压为1标准大气压
B.冰熔化时间8 min
C.BC段为熔化过程,温度保持不变,不需要吸热
D.DE段为气态
能力进阶
11.小明在探索厨房中的物态变化问题时,用拍照的方式记录了他观察到的现象,并运用所学知识对这些现象进行了解释。对于如图所示的四种现象,解释正确的是( )
A.图甲:从冰箱中取出的冻肉表面出现一层白霜,属于凝固现象,需要放热
B.图乙:给鱼保鲜的冰块从鱼身上脱落并化成水,属于熔化现象,需要吸热
C.图丙:锅中的水煮开后,一打开锅盖冒“白气”,属于汽化现象,需要吸热
D.图丁:用蒸锅蒸馒头时,锅盖上会出现小水珠,属于液化现象,需要吸热
12.(多选题)根据表中的数据,下列说法正确的是( )
熔点/℃(标准大气压)
固态酒精
-117
铅
328
固态水银
-39
铜
1083
冰
0
铁
1535
A.-110℃的酒精是固态
B.在-20℃的地区,能用水银温度计测气温
C.可以将铜块放到铁制容器中熔化
D.放在0℃的房间中的水会凝固结冰
13.(多选题)市场上有一种指针式寒暑表,如图甲所示,它是以双金属片作为感温元件用来控制指针。将铜、铁两种不同金属片铆在一起,如图乙所示,若用酒精灯加热后,双金属片就会发生形变,如图丙所示,从而拉动寒暑表指针偏转。下列有关说法中正确的是( )
A.指针式寒暑表利用了固体的热胀冷缩
B.被测温度越高,双金属片形变越大
C.温度改变时,铜片的热胀冷缩效果要比铁片明显
D.若用冰水混合物冷却,双金属片也会向铁片一边弯曲
14.在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中,小于将适量的固体碎末装在试管中,所用的实验装置如图甲所示。
(1)实验时各器材的安装顺序是__________(“自上而下”“自下而上”)。
(2)将放入适量固体碎末的试管放在盛有水的烧杯中加热,其目的是_______________;根据实验数据绘制的图像乙中所对应的固体属于________(“晶体”或“非晶体”)。
(3)图像丙是她根据实验数据绘制的另一种固体熔化图像,其熔点是________℃,在BC阶段混合物要________(填“吸收”或“放出”)热量。
15.跨学科实践项目:用液态酸奶做酸奶冰淇淋。
【项目分析】
(1)为了达成项目,液态酸奶会__________(填物态变化名称),小明想到了可以分别利用冰、干冰和液氮使酸奶快速变成酸奶冰淇淋。
【项目实施】
(2)方案一:把液态酸奶放入冰块中,冰块会__________(填物态变化名称),如图甲所示,他发现酸奶始终无法变为冰淇淋。为了完成实验,改用盐水冰块替换冰块,酸奶变成了冰淇淋,由此可以推理盐水冰块的熔点比冰的__________(选填“高”或“低”)。
(3)方案二:如图乙,把可食用干冰倒入液态酸奶中,不断搅拌,最终做成冰淇淋。制作过程中先观察到液体中有气泡,周围飘着“白气”。气泡中的主要物质是二氧化碳,它是___________形成的(填物态变化名称)。如图丙,小洋发现装干冰的容器外壁出现一层白霜。
(4)方案三:如图丁所示,把液氮喷入液态酸奶,液态氮开始沸腾,酸奶也变成了冰激凌。经查知道液态氮的沸点-196℃,液态氮沸腾时______热(选填“吸”或“放”),温度______-196℃(选填“大于”或“小于”、“等于”)
16.《天工开物》是我国古代科技著作,记录了许多我国古代的传统手工技术。
(1)“透火焙干”是造纸的一道工序,其做法是将刚生产出来的湿纸展开张贴在烤火的墙上。其做法如图甲所示,“将湿纸展开”可以______,“张贴在烤火的墙上”可以______,这两项技术操作,都能加快湿纸变干。
(2)书中对冶金铸造技术的记录中,有“铁化如水,以泥固纯铁柄杓从嘴受注”(如图乙)这样的记载,其中“铁化如水”是一个______(选填“吸热”或“放热”)过程,此过程中,“铁水”的温度______(选填“持续升高”或“保持不变”)。
(3)如图丙所示,这是从朱砂矿石中提炼水银(液态汞)的工艺示意图,给密闭锅内的朱砂矿石加热,就会生成水银蒸气,水银蒸气上升会在倒扣的锅壁上变为液态水银,这是通过______的方法液化水银的。
(4)现代生活离不开液化技术,如图丁所示,液化石油气要密闭在钢瓶中,其原因是:______。
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第三章 物态变化
复习
要点
1. 知道温度是描述物体冷热程度的物理量,能说出生活环境中常见的温度值。了解液体温度计的工作原理。
2. 经历自制并改进液体温度计的过程,了解温度计的结构特点,初步体会运用证据和逻辑进行质疑创新的过程,发展科学思维。
3. 经历测量液体温度的过程,会用常见温度计测量温度,掌握使用测量工具进行测量的规范。
4. 知道固态与液态之间可以相互转化,知道熔化、凝固过程中的吸热、放热现象。
5. 知道晶体熔化和凝固过程温度变化的特点及需要满足的条件,知道非晶体熔化和凝固的特点。知道晶体与非晶体、熔点和凝固点。
6. 知道液态与气态可以相互转化,知道汽化、液化及其过程中的吸热、放热现象。知道液体沸腾前后温度变化的特点及条件。
7. 知道影响液体蒸发快慢的因素,知道液体蒸发有制冷作用。
8. 知道物质在固态与气态之间可以直接转化,知道升华和凝华,知道升华吸热、凝华放热,能说明自然界中的水循环现象。
9. 能从物理学的视角发现烹饪过程中关于物态变化的问题,提出改进建议,作出科学的解释。形成物质宏观上通常呈现固、液、气三种状态,且彼此之间可以在一定条件下发生转化的物质观。
复习
重难点
重点:温度计的原理和使用;研究固体在熔化过程中温度随时间变化的规律;通过实验探究归纳水沸腾前后温度变化的特点;建立升华和凝华的概念。
难点:温度计的正确使用;通过对实验现象的观察、分析与概括,总结出固体熔化时温度变化的规律,并用图像表示出来;探究水在沸腾前后温度变化的特点。
要点 温度
一、温度
1. 温度
(1)物理学中把物体的冷热程度叫作温度。
(2)摄氏温度
①单位:摄氏度(℃)。温度计上的符号℃表示的是摄氏温度。
②规定:把在标准大气压下冰水混合物的温度定为0℃;沸水的温度定为100℃。将0℃和100℃之间分成100个等份,每个等份代表1℃。
2. 热力学温度
用热力学温标表示的温度叫热力学温度。热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一,用符号T表示,它的单位是开尔文,简称开,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 K。
例如,人体正常体温为37℃,若用热力学温标表示,则人体正常体温为T=37+273.15 K=310.15K。
二、温度计
1. 用途:用来测量物体的温度。
2. 液体温度计的工作原理:根据液体热胀冷缩的规律制成的。
3. 常见的温度计:实验室用温度计、寒暑表、体温计、测温枪等。
4. 实验室用温度计的构造特点
(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。
5. 液体温度计的使用
(1)使用前“一估二看”
①估计被测物体的温度,以便选择合适的温度计。
②观察温度计测量的范围,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,也就是一个小格代表的值,以保证读数正确。
(2)使用时注意
①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;
②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;
③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。
三、体温计
1. 玻璃体温计(接触式)
(1)量程与分度值:量程为35~42℃;分度值为0.1℃。
(2)特殊构造:体温计玻璃泡内使用的测温液体是水银;玻璃泡和直玻璃管之间制造一处具有特殊结构的狭道,也叫“缩口”,如图所示。测量体温时,水银热膨胀可以通过细管,体温计离开人体时,水银要收缩,会从细管处断开,玻璃直管中的水银不能退回玻璃泡,所以离开人体也能显示人体的温度。
(3)使用方法:
使用前,应用力甩几下,使玻璃直管中的水银退回玻璃泡。在给体温计消毒时,不可以用火焰、开水等高温物体消毒,需要使用酒精棉擦拭。
2. 电子体温计:现在的电子体温计通过液晶屏可以直接显示体温。
3. 测温枪(新式红外体温计):比玻璃体温计的使用更加卫生、便捷。只要把“枪口”对准被测对象,打开开关,“枪尾”的显示屏上就能直接显示温度。因此,这种非接触式测温方式应用更为广泛。
4. 热电偶温度计:它能直接放入高温炉里测温。原理是:两根不同的金属线组成的闭合环路中,如果只有一个接头被加热,环路里就会产生电流。两个接头的温度差越大,电流越大。
温度计使用注意点:
1. 通用使用:选合适量程和分度值,玻璃泡完全浸没被测液体,不碰容器底/壁,等示数稳定再读数,视线与液面相平。
2. 体温计特殊点:量程35℃~42℃,分度值0.1℃,使用前必须甩动让水银回落,没甩的体温计只能测出比之前更高的温度。
要点速测
1. (多选题)下列对有关数据的估计,与实际相符的是( )
A.让人感觉温暖而舒适的温度约25℃ B.人体的正常体温约为
C.冰箱冷冻室的温度为 D.一杯加冰可乐的温度为
【答案】AB
【详解】A.人感觉温暖舒适的环境温度约为25℃,故A符合题意;
B.人体正常体温约为37℃,故B符合题意;
C.冰箱冷冻室温度低于0℃,故C不符合题意;
D.加冰的可乐为冰水混合状态,温度约为0℃,故D不符合题意。
故选AB。
2. 如图所示是使用温度计测量液体温度的操作示意图,其中正确的是( )
A.①和④ B.②和⑤ C.③和⑥ D.①和⑥
【答案】B
【详解】温度计的玻璃泡要完全浸没在液体中,且不能接触容器壁或容器底。①中温度计的玻璃泡离开了被测液体,③中温度计的玻璃泡碰到了烧杯底部,所以①③错误,②中温度计的玻璃泡浸没在液体中且未接触容器壁和底,②正确。读数时,视线要与温度计中液柱的上表面相平。④⑥读数时视线未与温度计中液柱上表面相平,⑤视线与温度计中液柱上表面相平,所以④⑥错误,⑤正确。综上所述,正确的是②和⑤,故B正确,ACD错误。故选B。
要点 熔化和凝固
一、熔化和凝固
1. 熔化和凝固的概念
物质从固态变成液态的过程叫作熔化;从液态变成固态的过程叫作凝固。
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。晶体在熔化过程中继续吸热,温度保持不变,如甲图所示。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,如乙图所示。(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,如乙图所示。
二、熔点和凝固点
1. 晶体和非晶体:固体可分为晶体和非晶体两类。
(1)晶体:有固定的熔化温度的固体叫作晶体。如冰、萘、石英、海波、食盐、各种金属等。
(2)非晶体:没有固定的熔化温度的固体叫作非晶体。如松香、玻璃、沥青、塑料、石蜡等。
2. 熔点和凝固点
(1)熔点:晶体熔化时的温度叫作熔点,非晶体没有确定的熔点。
(2)凝固点:液体凝固形成晶体时也有固定的凝固温度,叫作凝固点。非晶体没有固定的凝固点。
(3)同一种物质的熔点和凝固点相同。
三、熔化吸热 凝固放热
1. 熔化吸热
(1)熔化吸热:晶体在熔化时虽然温度不变,但是必须对它继续加热,熔化过程才能完成,这表明晶体在熔化时吸热。非晶体熔化也需要吸热,但温度一直上升。所以,熔化吸热。
(2)熔化吸热的应用
①要喝冰凉的饮料,往往会在饮料中加上一些冰块,并不是直接加冷水。这是因为冰块的温度更低,冰块熔化成水的过程中要吸收热量,从而使饮料的温度下降的更多。
②夏天,在饭菜的上面放冰块可防止饭菜变馊,因为冰块熔化吸热,使冷空气下沉。
③鲜鱼保鲜,用0℃的冰比0℃的水效果好(冰熔化吸热)。
2. 凝固放热
(1)凝固放热:因为凝固是熔化的逆过程,所以无论晶体还是非晶体,在凝固时都要放热。液体凝固形成晶体时放出热量,但温度不变;液体凝固形成非晶体时放出热量,温度降低。(均选填“不变”或“降低”)
(2)凝固放热的应用
①北方在冬天时在菜窖里放几桶水,利用水结冰凝固时放出的热量来使窖内温度不至于降太低,以免菜被冻坏。
②现在人们研制出一种聚乙烯材料,在15 ℃~40 ℃熔化或凝固,而熔化或凝固时,温度保持不变。把这种材料掺在水泥中制成储热地板或墙壁,天气热时(温度超过40 ℃)颗粒熔化吸热,天气冷时(温度低于15 ℃)又凝固放热成颗粒,能有效调节室内的温度。
1. 概念区分:熔化是固态变液态,要吸热,别误写为“融化”;凝固是液态变固态,会放热。
2. 晶体与非晶体:晶体有固定熔点和凝固点,熔化时温度不变,比如冰、海波;非晶体没有固定熔点,熔化中温度持续上升,比如玻璃、沥青。
3. 核心条件:晶体熔化要同时满足“温度达熔点”和“持续吸热”,凝固则要“温度达凝固点”和“持续放热”,两个条件缺一个都不会发生对应变化。
4. 实验细节:水浴加热能让被加热物体受热更均匀,安装实验器材要按“自下而上”的顺序操作。。
要点速测
1. 如图甲所示,金属镓制成的“小人”在室温为时是固态,当达到某一温度时,就会发生熔化。如图乙所示是其放在手中熔化时的情景,由此可判断镓( )
A.是非晶体 B.其熔点可能是
C.熔化需要吸收热量 D.熔化过程中,温度升高
【答案】C
【详解】A.镓达到某一温度时熔化,说明镓有熔点,是晶体,故A错误;
B.镓在室温为20℃时是固态,则它的熔点高于20℃,镓在人的手中会熔化,则它的熔点低于人的体温,人的体温约为37℃,所以,镓的熔点低于37℃,故B错误;
C.镓熔化的过程中,吸收热量,故C正确;
D.金属镓有固定的熔点,属于晶体,晶体在熔化过程中温度保持不变,其温度始终等于熔点,不会升高也不会降低,故D错误。
故选 C。
2. 图甲是探究“冰熔化时温度变化规律”实验中某时刻温度计的示数。图乙是根据实验数据画出的图像。
(1)安装本实验器材顺序应该___________(填“自上而下”或“自下而上”),如图甲所示温度计的示数是______℃。
(2)冰在熔化过程中______(填“吸热”或“放热”),温度______。(填“变高”、“变低”或“不变”)
(3)由图乙可知,冰的熔点是______℃,第6分钟处于______态(选填“固”“液”或“固液共存”)。
【答案】(1)自下而上;-3;(2)吸热;不变;(3) 0;固液共存
【详解】(1)实验安装器材时,酒精灯需要用外焰加热,因此要先确定酒精灯的位置,再从下往上调整固定上方器材,所以顺序为自下而上;该温度计分度值为1℃,液柱在0℃刻度线以下,因此读数为-3℃。
(2)冰是晶体,晶体熔化的规律是:持续吸热,温度保持不变。
(3)晶体熔化时不变的温度就是熔点,由图乙可知冰熔化时温度保持0℃不变,因此冰的熔点是0℃;冰在第4min开始熔化,第8min熔化完全,第6min处于熔化过程中,因此状态是固液共存态。
要点 汽化和液化
一、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. 水沸腾前后的现象:
(1)水沸腾前后的声音:水沸腾前声音大;水沸腾时声音小。
(2)水沸腾前后的气泡的变化:沸腾前气泡越往上越小;沸腾时气泡越往上越大。
3. 水沸腾的特点:水沸腾时不断吸收热量,但温度不变。
4. 沸点:各种液体沸腾时都有确定的温度,这个温度叫作沸点。
(1)不同液体的沸点不同;
(2)同种液体的沸点与气压有关:气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低。
(3)标准大气压下,水的沸点为100℃。
5. 沸腾的条件:(1)温度达到沸点;(2)继续吸热。
二、蒸发
1. 概念:在任何温度下都能发生的汽化现象叫作蒸发。
2. 影响蒸发快慢的因素:液体的温度、表面积和液体表面上的空气流动。液体的温度越高、表面积越大、液体表面上方的空气流速越快,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。
三、液化
1. 概念:物质从气态变为液态的过程叫作液化。
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。
四、电冰箱的工作原理
1. 电冰箱的工作原理
电冰箱利用制冷剂作为热的“搬运工”,把冰箱里的“热”“搬运”到冰箱的外面。制冷剂采用既容易汽化又容易液化的物质,汽化时它吸热,液化时它放热。
液态制冷剂经过很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子,在这里汽化、吸热,使冰箱内温度降低。之后生成的蒸气又被压缩机压入冷凝器,在这里液化并把从冰箱内带来的热通过冰箱壁上的管子放出。氟利昂这样循环流动,冰箱冷冻室里就可以保持相当低的温度。(均选填物态变化名称)
电冰箱的工作原理图 热棒示意图
2. 利用“热管技术”获得低温
在青藏铁路工程中,为了保证多年冻土区路基的稳定性,铁路两侧竖立了许多热管(热棒)。热棒是封闭的中空长棒,里面一般填充低沸点的液态氨作为“制冷剂”。
如图所示,热棒的下端插在冻土中,液态氨从冻土中吸热汽化成气态氨。在寒冷的季节,气态氨上升到热棒的上端,通过散热片向空气中放热,变回液态氨,又沉入棒底。如此循环,冻土中的热不断被散发出去,热棒就可以像“冰箱”一样使地下冻土层温度降低、厚度增加。
1. 首先要明确概念区分:汽化是液态变气态,需持续吸热,包含蒸发和沸腾两种形式;液化是气态变液态,会向外放热。
2. 蒸发可在任意温度下发生,只在液体表面进行,其快慢受液体温度、表面积、表面空气流速共同影响。沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象,要达到沸点且持续吸热才能维持,沸腾过程中温度保持不变。
3. 生活中肉眼可见的“白气”不是水蒸气,而是水蒸气液化形成的小水滴。液化的两种方式是降低温度和压缩体积,气压会直接影响液体沸点,气压越高沸点也越高。
要点速测
1. 大悟绿茶名声远扬,具有提神醒脑,抗氧化和抗衰老的功能。冬季,小华的家长在家里用燃气灶烧水泡茶。小华观察到以下现象:①水烧开时离壶嘴一定距离的位置冒出大量“白气”;②将煮好的开水倒入保温杯中,盖上盖,一段时间后打开杯子,发现杯盖内壁出现小水珠;③洒到桌子上的水,擦拭摊开后,剩余的水很快消失;④若将杯中水放到室外,一夜后,水结冰冻住了。以上现象中包含的物态变化及其解释,说法不正确的是( )
A.“白气”是水壶内热水汽化形成的,此过程需要吸热
B.保温杯盖内壁水珠是水蒸气液化形成的,此过程需要放热
C.水很快消失主要原因是增大了液体表面积,加速了液体的蒸发
D.水结冰的原因是液态水凝固,此过程需要放热
【答案】A
【详解】A.“白气”是水壶中冒出的高温水蒸气遇到外界冷空气后放热液化形成的小水滴,故A错误;
B.杯盖内壁的水珠是杯中高温水蒸气遇到温度较低的杯盖后液化形成的,液化过程需要放热,故B正确;
C.将水擦拭摊开,增大了水的表面积,从而加快了水的蒸发,故C正确;
D.水结冰是水由液态变为固态的凝固过程,凝固过程需要放出热量,故D正确。
本题选说法不正确的,故选A。
2. 小李利用如图甲所示的实验装置观察水的沸腾实验。
(1)组装器材时,应先固定图甲中的______(填“A”或“B”);
(2)安装好实验器材后,小李在烧杯中倒入水,温度计示数如图乙所示,此时温度计的示数为______℃,读数时视线要与温度计中的液面______(选填“相平”或“垂直”);
(3)在水温升高到90℃后,小李每隔1min观察一次温度计的示数,记录在表中,直至水沸腾,如此持续9min后停止读数。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度/℃
90
92
94
96
98
99
99
99
99
99
①小李观察到:沸腾时水中气泡的情形为图丙中的______(填“C”或“D”)图;
②根据表格中的数据可知,水沸腾时的温度变化特点是______;
③当地的大气压______(填“低于”或“高于”)1个标准大气压;
④小李在家烧水时发现壶嘴处冒“白气”,这些“白气”是______态(填“固”、“液”或“气”)。
【答案】(1)B;(2) 68;相平;(3) C;继续吸热,温度不变;低于;液;
【详解】(1)酒精灯需用外焰加热,组装遵循自下而上顺序,先固定铁圈B确定烧杯高度,再调整温度计的高度。
(2)图乙温度计分度值1℃,液柱对齐68℃刻度线,因此温度计读数为68℃;温度计读数时视线必须与温度计中的液面相平,俯视读数偏大、仰视读数偏小。
(3)①沸腾时,水上下温度一致,气泡上升过程水压减小、水蒸气不断汇入,气泡由小变大,因此沸腾时的气泡的情形为图丙中的C。
②观察表格中数据发现,从第5min开始温度稳定在99℃,整个过程,酒精灯在持续加热,因此水沸腾时温度变化特点是持续吸热、温度不变。
③1个标准大气压下水的沸点为100℃;气压越低,液体沸点越低,本实验中水的沸点低于100℃,因此当地气压低于标准大气压。
④高温水蒸气上升遇冷液化形成的大量细小液态水珠,肉眼所见 “白气” 是液态小水滴,水蒸气本身无色不可见。
要点 升华和凝华
一、升华
1. 概念:物质从固态直接变成气态的过程叫作升华。
2. 常见的升华现象:樟脑丸变小到消失;白炽灯丝变细;固态碘变为碘蒸气;干冰消失等。
3. 特点:升华吸热,具有致冷作用。
4. 应用与现象
(1)冷冻疗法:利用干冰升华吸热,降温冷冻,使组织细胞坏死;
(2)舞台烟雾:利用干冰升华吸热降温,使空气中的水蒸气遇冷液化形成小水珠。
二、凝华
1. 概念:物质从气态直接变成固态的过程叫作凝华。
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。
三、水循环与水资源
1. 水循环是通过物态变化实现的:地球上的水在陆地、海洋、大气之间不断地循环,发生物态变化,形成了云、雨、雪、冰雹等,造就了雪山和湖泊。
2. 地球上的水资源已经出现了严重的危机。
3. 合理地节约用水:我们不仅需要改进节水技术、优化用水系统的运行,更需要每个人提高节水意识、养成良好的用水习惯,共同保卫我们的蓝色家园。
1. 首先要牢牢抓住“直接”这个关键,两个变化都不经过液态阶段,这是和熔化、汽化、液化等其他物态变化最核心的区别,判断时先确认初始和最终状态,排除中间出现液态的可能。
2. 其次要记清吸放热规律:升华吸热有制冷效果,凝华是放热过程,干冰人工降雨、霜的形成等生活实例都要对应准确。
3. 还要避开常见误区,比如“白气”是液化不是凝华,冰花、霜、雾凇才是凝华现象,碘的水浴加热实验就是为了避免碘熔化,以此证明升华的“直接”特性。
要点速测
1. 如图所示,将冰块放入易拉罐中并加入适量的盐。用筷子搅拌大约半分钟,用温度计测量罐中冰与盐水的混合物温度,可以看到混合物的温度低于0℃。这时会观察到易拉罐的底部出现白霜。针对以上现象说法正确的是( )
A.白霜是空气遇冷凝华形成的
B.混合物温度低于0℃,说明含盐的冰在熔化过程中会放热
C.混合物温度低于0℃,说明此时的大气压低于标准大气压
D.易拉罐底部出现的白霜是凝华现象
【答案】D
【详解】A.白霜是空气中的水蒸气遇冷直接凝华形成的小冰晶,而不是空气本身发生凝华,故A错误;
B.冰在熔化过程中需要吸收热量,往冰块中加盐会降低冰的熔点,使冰在更低的温度下熔化并吸收热量,从而使混合物的温度低于0℃,故B错误;
C.混合物温度低于0℃是因为冰中加盐降低了冰的熔点,与此时的大气压高低无关,故C错误;
D.易拉罐底部出现的白霜是空气中的水蒸气遇到温度低于0℃的易拉罐底部,直接由气态变为固态的小冰晶,属于凝华现象,故D正确。
故选D。
2. 小明和小华分别用电吹风(图甲)和用酒精灯加热碘锤(图乙)观察“固态碘升华”。电吹风的热风温度最高约为90℃,酒精灯外焰的温度约为500℃,碘的熔点为。则下列说法不正确的是( )
A.小明和小华的碘锤中都会出现紫色碘蒸气
B.小华的实验中,会出现碘的熔化现象
C.小明的实验能更好的证明碘从固态直接变为气态
D.两种方式停止加热后,碘蒸气都会发生液化现象
【答案】D
【详解】A.小明实验中碘升华产生紫色碘蒸气,小华实验中碘即使熔化,也会汽化或升华产生碘蒸气,因此两个碘锤中都会出现紫色碘蒸气,故A正确;
B.小华实验的温度高于碘的熔点,碘吸热满足熔化条件,因此会出现碘的熔化现象,故B正确;
C.小明实验温度低于碘的熔点,碘不会熔化,只能直接从固态变为气态,因此能更好的证明碘的升华过程,故C正确;
D.停止加热后温度降低,碘蒸气由气态直接变为固态碘,属于凝华,故D错误。
本题要求选不正确的,故选D。
难点 晶体与非晶体
晶体与非晶体的核心考点围绕性质差异展开,解题时可按三步快速突破。
1. 抓核心判定依据:有无固定熔点是区分晶体与非晶体的唯一可靠标准,不能仅凭几何外形、各向同性直接判断——多晶体虽无规则外形、表现各向同性,但仍属于晶体,仅单晶体才会呈现各向异性。
2. 结合图像分析:熔化/凝固图像中,有一段平行于时间轴的恒温区间,对应固定熔点,即为晶体;全程温度持续上升或下降、无恒温段的则是非晶体,同时可直接从恒温段读出熔点数值,判断固液共存状态。
3. 避开常见陷阱:雪花、食盐磨成的细粉、受潮结块的蔗糖都属于晶体,玻璃、蜂蜡、沥青则是典型非晶体,这类易混物质的判断,始终以“是否有固定熔点”作为最终标尺,就能避开题目设置的误导选项。
▌例1 如图所示为萘的熔化和凝固图像,试根据图像说法正确的是( )
A.萘是非晶体 B.BC段萘为固态
C.萘的凝固点是80°C D.萘的凝固过程需要吸热
【答案】C
【详解】A.由图可知,萘有固定的熔点和凝固点,因此萘是晶体,故A错误;
B.由图可知,BC段温度不变,是萘的熔化过程,此过程中萘处于固液共存状态,故B错误;
C.图中EF段温度不变,是萘的凝固过程,萘在凝固过程中温度保持80°C不变,故其凝固点为80°C,故C正确;
D.萘的凝固过程需要放热,故D错误。
故选C。
▌例2 某物理兴趣小组用如图甲所示的装置进行“探究固体熔化过程温度的变化规律”实验,并根据实验数据,得到如图乙所示的两种物质的温度随时间变化图像。下列说法正确的是( )
A.在组装器材时应按照“自上而下”的顺序
B.实验中没有用酒精灯直接加热固体,而是采取水浴法,这样加热是为了吸收热量多
C.甲是非晶体,乙是晶体
D.固体熔化时吸收热量,扭伤时冰敷消肿就是利用了冰熔化吸热
【答案】D
【详解】A.组装该实验器材时,需要先根据酒精灯外焰的高度确定铁圈、烧杯的位置,再依次向上调整,应按照自下而上的顺序组装,故A错误;
B.水浴法加热的目的是使固体受热均匀,且升温速度较慢,便于观察记录温度变化,不是为了吸收更多热量,故B错误;
C.晶体有固定熔点,熔化过程温度不变;非晶体无固定熔点,熔化过程温度持续上升。由图乙可知,甲熔化时有一段温度不变的过程,有固定熔点,因此甲是晶体,乙是非晶体,故C错误;
D.固体熔化过程需要吸收热量,扭伤后冰敷时,冰熔化会吸收人体扭伤处的热量,降温消肿,故D正确。
故选D。
难点 六种物态变化的吸放热规律
1. 六种物态变化的吸放热规律是初中物理高频考点,核心可总结为“向上吸热、向下放热”的楼层记忆法:把固态看作一楼、液态二楼、气态三楼,从低楼层往高楼层跨的变化全是吸热,从高往低落的全是放热。
2. 具体对应关系清晰明确:固态到液态的熔化、液态到气态的汽化、固态直接到气态的升华,属于“爬楼”吸热;反过来,液态到固态的凝固、气态到液态的液化、气态直接到固态的凝华,属于“下楼”放热。
3. 解题时先确定题干里物质的初态和末态,对照三态楼层判断变化方向,就能直接锁定吸放热类型。遇到“甲乙丙未知状态,已知丙到甲吸热、甲到乙吸热”这类题,顺着两次吸热的“爬楼”逻辑,就能直接推导出丙是固态、甲是液态、乙是气态,不用死记零散知识点。
日常刷题时结合生活实例验证,比如“白气”是气态变液态的液化放热,冻衣服变干是固态变气态的升华吸热,既能快速辨明变化类型,也能避开“白气是气态”这类常见误区。
▌例1 如图甲所示是中国传统民俗文化表演技艺——“打铁花”。小明查阅资料了解到铁水变为铁屑的过程中温度随时间变化的图像如图乙所示,下列说法不正确的是( )
A.铁固态时是晶体
B.铁水变为铁屑发生的物态变化是凝固
C.铁在bc段温度不变,但持续放热
D.在ab段,铁处于固液共存态
【答案】D
【详解】A.据乙图可知,铁水凝固成固态铁时有固定的凝固温度,即凝固点,因此铁固态时是晶体,故A正确;
B.铁水变为铁屑,物质状态由液态变为固态,物态变化是凝固,故B正确;
C.根据晶体的凝固过程可知,铁在bc段温度不变,但需要持续放出热量,故C正确;
D.在ab段,是铁凝固前,物质状态是液态,故D错误。
故选D。
▌例2 如图所示为海波凝固图像,下列分析正确的是( )
A.ad段表示海波的凝固过程
B.海波凝固共用了5分钟
C.bc段海波温度不变,持续放热
D.海波属于非晶体,其凝固点为48℃
【答案】C
【详解】ABC.ad段包含液态降温过程(ab段)、凝固过程(bc段)、固态降温过程(cd段),海波凝固(bc段)从2min~5min共用了3min,凝固过程中物质放出热量,温度不变,故A、B错误,C正确;
D.由图可知,海波有固定的凝固点为 48℃,故其固态属于晶体,故D错误。
故选C。
考点 “三态六变”的定义与吸放热规律
▌例1 目前常用的电冰箱利用了一种叫做环戊烷的物质作为“热”的搬运工,把冰箱里的“热”搬运到冰箱外面,因为环戊烷既容易汽化也容易液化。有关这种电冰箱工作过程的下列说法,正确的是( )
A.环戊烷进入冷冻室内的管子里迅速液化,吸热
B.环戊烷进入冷冻室内的管子里迅速汽化,吸热
C.环戊烷被压缩机压入冷凝器后,会液化,吸热
D.环戊烷被压缩机压入冷凝器后,会汽化,放热
【答案】B
【详解】AB.工作时冷凝器里的液态环戊烷进入冰箱内冷冻室的管子里,在这里迅速汽化,从冰箱的内部吸收热量,使冰箱内部的温度降低,故A错误,B正确;
CD.电动压缩机将环戊烷蒸气压缩为高温高压气态后压入冰箱外的冷凝器,环戊烷在冷凝器中液化,放出热量,故CD错误。
故选B。
▌迁移练1-1 二十四节气是中华民族农耕文明的经验积累和智慧结晶,已被列入联合国教科文组织《人类非物质文化遗产代表作名录》。对古诗词中涉及物态变化的解释,下列说法正确的是( )
A.“谷雨晴时春昼长,鹧鸪啼处百花香”,雨的形成是汽化现象,此过程吸热
B.“夕浦离觞意何已,草根寒露悲鸣虫”,露的形成是液化现象,此过程放热
C.“瀚海阑干百丈冰,愁云惨淡万里凝”,冰的形成是熔化现象,此过程吸热
D.“天接云涛连晓雾,星河欲转千帆舞”,雾的形成是凝固现象,此过程放热
【答案】B
【详解】A.雨是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,此过程放热,故A错误;
B.露是空气中的水蒸气遇冷附着在草根等物体上液化形成的小水滴,此过程放热,故B正确;
C.冰是水遇冷凝固形成的,此过程放热,故C错误;
D.雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴悬浮在空气中,此过程放热,故D错误。
故选B。
▌迁移练1-2 热管是一根密封的抽掉空气的金属管,管壳外面衬了一层多孔材料(称为吸收芯),管内装有易蒸发的物质(如酒精)循环流动,如图所示。当图中热端温度比冷端高得多时,热管由热端向冷端传热依靠的主要过程是( )
A.热端汽化吸热,冷端液化放热 B.热端汽化放热,冷端液化吸热
C.热端液化吸热,冷端汽化放热 D.热端液化放热,冷端汽化吸热
【答案】A
【详解】已知热管内的工作物质是易蒸发的液态物质,当热端温度远高于冷端时,温度更高的热端,液态物质汽化,吸收热端的热量;汽化后的蒸气流动到温度更低的冷端,遇冷液化,向冷端放出热量;液化后的液体再通过吸收芯回到热端,循环往复不断传热,使整体温度均衡。故选A。
考点 晶体熔化实验
▌例1 小明在探究某种物质熔化规律的实验中,绘制了该物质熔化时的温度变化曲线,如图所示。下列说法正确的是( )
A.该物质熔化过程持续了12min
B.在第8min该物质处于固液共存态
C.该物质在、两点的内能相等
D.该物质熔化过程中温度先升高再不变又升高
【答案】B
【详解】从图像可得:该物质是晶体,从第开始熔化,第熔化结束,结合晶体熔化的特点分析各选项:
A.该物质熔化过程持续时间为
不是,故A错误;
B.第处于的熔化过程中,晶体熔化过程中处于固液共存态,故B正确;
C.晶体熔化时持续吸热,内能不断增大,温度保持不变,因此点的内能大于点的内能,故C错误;
D.熔化过程是BC段,该阶段物质温度保持不变,熔化全部结束后温度才升高,故D错误。
故选B。
▌迁移练1-1 小明对某固体物质进行加热,绘制成如图所示的温度随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.该物质是晶体 B.该物质沸点是0℃
C.该物质熔化时间为20 min D.该物质在第6 min时处于液态
【答案】A
【详解】A.晶体有固定的熔化温度(固定熔点),该物质熔化时温度保持不变,因此是晶体,故A正确;
B.0℃是该物质的熔点,该物质的沸点是100℃,故B错误;
C.熔化从第2min开始,到第8min结束,熔化时间为,不是20min,故C错误;
D.第6min时熔化还未结束,物质处于固液共存态,不是液态,故D错误。
故选A。
▌迁移练1-2 用如图甲所示装置探究萘熔化时温度的变化规律。将装有萘的试管放入热水中加热,每隔一定时间记录一次温度。请回答下列问题:
(1)实验中除了图甲的器材之外,还需要的测量工具是____________。
(2)图乙是萘熔化时温度随时间变化的图像。从图像看出:萘属于________(选填“晶体”或“非晶体”);从开始熔化到完全熔化,大约持续了_________min;加热到第15min时萘的状态为_________(选填“固态”、“液态”或“固液共存态”)。
(3)由实验可得出,萘的熔点为_____,萘在熔化过程有什么特点:____________。
【答案】(1)秒表;(2)晶体;15;固液共存态;(3) 80℃;熔化过程持续吸收热量,温度保持不变
【详解】(1)本实验需要同时记录温度和对应的加热时间,图中已有测量温度的温度计,因此还需要测量时间的工具秒表。
(2)晶体的特点是熔化时温度保持不变,图像中萘有一段温度不变的水平线段,因此萘属于晶体;
萘从第10min开始温度保持不变(开始熔化),到第25min温度重新上升(熔化完成),熔化持续时长为
第15min时萘正处于熔化过程中,因此是固液共存态。
(3) 晶体熔化时保持不变的温度就是它的熔点,由图可知萘熔化时恒定温度为80℃;
晶体熔化的核心特点是持续吸收热量,但温度不会发生变化。
考点 探究水在沸腾前后温度变化的特点
▌例1 小芳用如图甲所示的装置做“探究水沸腾前后温度变化特点”的实验,图乙是水中气泡的情形,图丙是水温随时间的变化图象。下列分析正确的是( )
A.甲图装置中没有任何错误
B.沸腾时水中气泡的情形如图乙中B所示
C.由图丙可知水沸腾时温度先上升后不变
D.为缩短沸腾前的加热时间可以提高水的初温
【答案】D
【详解】A.温度计的玻璃泡在使用时不能碰到容器壁或容器底,所以甲图装置的错误是温度计碰到容器底,故A错误;
B.水沸腾前水中气泡是上小下大,沸腾时水中气泡是上大下小,所以沸腾时水中气泡的情形如图乙中A所示,故B错误;
C.由图丙知水沸腾前温度升高,沸腾时温度不变,故C错误;
D.提高水的初温或减小水量,可以缩短沸腾前的加热时间,故D正确。
故选D。
▌迁移练1-1 探究液体在沸腾前后温度变化的特点,实验装置如图甲,取等量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,按要求完成下列问题:
(1)组装实验装置时,要保证用酒精灯的外焰加热,应先调整____________的位置(选填“陶土网”或“温度计”);
(2)分析可知:水的沸腾条件:___________________________;
(3)实验中杯口周围出现大量“白气”,“白气”是因为沸腾时水蒸气_________(选填“吸收”或“放出”)热量发生的____________现象;(填物态变化名称)
(4)对比图乙中两条图线可知,选用____________煮蛋可以更快地将蛋煮熟;
(5)对实验进行评估时,小明指出水加热至沸腾用时过长。为了节省时间,请你提出一条合理建议:_____________________________________。
【答案】(1)陶土网;(2)温度达到沸点,持续吸热;(3)放出;液化;(4)盐水;(5)适当减少烧杯中水的量(合理即可)
【详解】(1)组装实验装置需按照“自下而上”的顺序调整,先根据酒精灯外焰的高度固定陶土网的位置,之后再调整温度计的位置,避免温度计碰到烧杯底部。
(2)分析图乙中水的图线可知,当水的温度达到98℃沸点后,继续吸热,但是温度不再上升,所以水沸腾的条件是温度达到沸点,持续吸热
(3)杯口的高温水蒸气遇到周围温度更低的空气时,会放出热量,从气态变为液态的小水滴,也就是我们看到的“白气”,这个物态变化过程叫做液化。
(4)对比图乙中两条图线可知,盐水的沸点高,且加热时温度升高的较快,所以选用盐水煮蛋可以更快地将蛋煮熟。
(5)减少烧杯中水的质量,或给烧杯加盖减少热量散失、用初温更高的水开始加热等, 这些方法都可以缩短加热时间。
▌迁移练1-2 如图所示,探究水在沸腾前后温度变化的特点。下列说法正确的是( )
A.沸腾前,气泡由小变大
B.沸腾时,温度计示数不断上升
C.沸腾时,电水壶周围的“白气”是小水珠
D.关闭加热器,水没有立刻停止沸腾,说明水沸腾不需要吸热
【答案】C
【详解】A.水沸腾前,气泡上升过程中,上方水温较低,气泡内的水蒸气遇冷液化,气泡体积变小,即沸腾前气泡由大变小,故A错误;
B.水沸腾时,吸收热量但温度保持在沸点不变,所以温度计示数不变,故B错误;
C.水沸腾时产生大量水蒸气,水蒸气在电水壶周围遇冷液化成小水珠,这些小水珠聚集形成“白气”,故C正确;
D.关闭加热器后水未立刻停止沸腾,是因为加热器(或容器余热)仍能使水继续吸热,这恰恰说明水沸腾需要持续吸热,故D错误。
故选C。
基础达标
1.下列温度值最接近实际的是( )
A.健康成年人的体温是 B.洗澡时淋浴的适宜水温是
C.让人感觉温暖而舒适的室内温度是 D.冰箱冷冻室的温度是
【答案】C
【详解】A.健康成年人正常体温约为37℃,39℃为发热状态,故A不符合题意;
B.淋浴适宜水温略高于人体体温,约为40℃,70℃会造成烫伤,故B不符合题意;
C.人体感觉温暖舒适的环境温度范围为23~26℃,26℃在该区间内,故C符合题意;
D.冰箱冷冻室温度低于0℃才可维持冷冻状态,故D不符合题意。
故选C。
2.小沁乘坐开有暖气的公交车前往影院,发现车窗上有一些水珠,以下判断正确的是:( )
A.水珠在车内侧玻璃 B.水珠在车外侧玻璃
C.内外两侧玻璃都有水珠 D.晴天车窗不该有水珠,观影心切产生幻觉了
【答案】A
【详解】液化的条件是高温水蒸气遇冷放热液化。车内开暖气,车内水蒸气温度高于玻璃温度,车内水蒸气遇冷玻璃液化成水珠附着在车内侧,故A正确,BCD错误。故选A。
3. 如图所示的是某种固态物质发生物态变化时其温度随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.从图像中可看出,这种物质应该是晶体
B.在图像的AB段,该物质处于液态
C.这种物质的沸点为80℃
D.在图像的BC段,因为温度不变,所以物质不用吸收热量
【答案】A
【详解】ABC.由图可知,BC段时这种物质吸热,但温度不再升高,说明此时物质达到了熔点,正在熔化,AB段是物质熔化前,处于固态,因此这种物质属于晶体,而且其熔点为80℃,故A正确,BC错误;
D.从图象可以看出,BC段是熔化阶段,温度不变,但在吸热,故D错误。故选A。
4.人类的生存和生活离不开地球上的水循环,关于图中水循环的物态变化,下列说法不正确的是( )
A.海水吸热,蒸发成水蒸气上升到空中
B.空气中的水蒸气遇冷,液化成云中的小水滴
C.云中的小冰晶吸热,液化形成雨
D.云中的小水滴遇冷,凝固形成冰雹
【答案】C
【详解】A.海水吸热,由液态变为气态,蒸发成水蒸气上升到空中,属于汽化现象。故A正确;
B.空气中的水蒸气遇冷,由气态变为液态,变成云中的小水滴,属于液化现象,故B正确;
C.小冰晶是固态,雨是液态,物质从固态变成液态的过程是熔化,故C错误;
D.云中的小水滴遇冷,由液态变为固态,凝固形成冰雹,故D正确。
本题选择错误的描述,故选C。
5.根据下表所提供的数据,以下判断正确的是( )
在1标准大气压下
物质
熔点℃
酒精
-117
水银
-39
铅
328
A.-117℃的酒精一定是液态
B.铅的凝固点是-328℃
C.-39℃的水银吸热,温度可能不变
D.气温接近-50℃时,应选用水银做温度计的测温液体
【答案】C
【详解】A.酒精的熔点是,处于该温度的酒精可能是固态、固液共存状态或液态,并非一定是液态,故A错误;
B.晶体的凝固点与熔点相等,铅的熔点是,所以铅的凝固点是,故B错误;
C.水银的熔点是,的水银可能处于熔化过程中,熔化过程吸热但温度不变,因此其吸热时温度可能不变,故C正确;
D.水银的凝固点是,气温接近时,温度低于水银的凝固点,水银会凝固成固态,无法作为温度计的测温液体,故D错误。
故选C。
6.如图是探究“晶体熔化规律”和“液体沸腾规律”的实验装置,下列说法不正确的是( )
A.两个实验都需要记录加热时间
B.甲实验装置可以探究所有金属的熔化特点
C.为了得到普遍规律,两个实验均应进行多次实验
D.甲实验用“水浴加热法”可以使试管中的物质受热均匀
【答案】B
【详解】A.探究晶体熔化规律和液体沸腾规律时,都需要记录不同加热时间对应的温度,来总结温度随时间的变化特点,因此都需要记录加热时间,故A正确;
B.水浴加热的最高温度是标准大气压下的100℃,如果金属的熔点高于100℃,则试管内的金属就无法被水浴加热熔化,因此甲装置不能探究所有金属的熔化特点,故B错误;
C.两个实验多次实验的目的都是避免实验偶然性,得到普遍的规律,故C正确;
D.水浴加热法的核心优点就是让被加热的物质受热均匀,且温度变化平缓便于记录数据,故D正确。
题目要求选错误的,故选B。
7.在青藏铁路工程中,为了保证多年冻土区路基的稳定性,铁路两侧竖立了许多热棒。如图所示,热棒是封闭的中空长棒,下端插在冻土中,上端装有散热片,里面填充低沸点的液态氨作为“制冷剂”。在寒冷的季节,空气温度低于冻土层温度,制冷剂作为热的“搬运工”,通过液态氨与气态氨的相互转化,使冻土层温度降低、厚度增加,这样即使到了暖季热棒不再工作,冻土也不会完全熔化,冻土层因温度变化对路基产生的影响变小。关于热棒在工作过程中,下列说法正确的是( )
A.氨在热棒下端发生的物态变化是汽化
B.氨在热棒上端发生的物态变化是凝固
C.热棒的作用是把热量从空气中传到冻土中
D.为降低成本,可以使用液态水替代液态氨
【答案】A
【详解】A.液态氨在热棒下端吸热,由液态变为气态,发生汽化,故A正确;
B.气态氨在热棒上端向空气放热,由气态变为液态,发生液化,而不是凝固,故B错误;
C.热棒把热量从冻土传递到空气中,而不是从空气传到冻土中,故C错误;
D.水的沸点较高,且在低温下容易凝固,不能像氨一样完成汽化和液化循环,故D错误。
故选A。
8.某同学在家将热水、冰水和室温水(水温与室温相同)分别装入杯中,一段时间后,发现其中两只杯子的杯壁上出现了小水珠,如图所示,下列选项与图中三杯水排序相符的是( )
A.热水、冰水、室温水 B.室温水、热水、冰水
C.冰水、热水、室温水 D.热水、室温水、冰水
【答案】A
【详解】热水汽化产生的高温水蒸气,遇到温度更低的杯内壁,在内壁上部液化出小水珠,对应左图,因此左第一杯是热水。
冰水温度远低于室温,杯外空气中的水蒸气遇到温度更低的杯外壁,在外壁液化出小水珠,对应中间图,因此中间一杯是冰水。
水温与室温相同,没有温度差,水蒸气不会液化,因此杯壁没有小水珠,对应右图,因此右杯是室温水。
因此排序为:热水、冰水、室温水。故选A。
9.家用电冰箱内的制冷系统主要由蒸发器、压缩机和冷凝器三部分组成,如图所示。压缩机用压缩体积的方法将蒸发器内的气态制冷物质压入冷凝器使其变成液体,液态的制冷物质通过冷凝器将热散发到外界空气中。液态制冷物质经节流阀进入蒸发器,在蒸发器里迅速变成气体而吸热。通过这样的循环,使电冰箱达到制冷的效果。下列说法正确的是( )
A.制冷物质从冷凝器进入蒸发器后发生汽化现象,蒸发器应放置在电冰箱内部
B.制冷物质从冷凝器进入蒸发器后发生液化现象,蒸发器应放置在电冰箱外壁
C.制冷物质从蒸发器进入冷凝器后发生液化现象,冷凝器应放置在电冰箱内部
D.制冷物质从蒸发器进入冷凝器后发生汽化现象,冷凝器应放置在电冰箱外壁
【答案】A
【详解】液态制冷物质从冷凝器进入蒸发器后,由液态变为气态,属于汽化现象,汽化过程吸热,需要吸收冰箱内部的热量,因此蒸发器放置在电冰箱内部。之后压缩机将气态制冷物质压入冷凝器,气态制冷物质变为液态,属于液化现象,液化过程放热,需要将热量散发到外界空气中,因此冷凝器放置在电冰箱外壁。故选A。
10.下图为将冰块加热至沸腾的过程中温度随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.实验时,水面上方的大气压为1标准大气压
B.冰熔化时间8 min
C.BC段为熔化过程,温度保持不变,不需要吸热
D.DE段为气态
【答案】A
【详解】A.由图像可知,水的沸点为100℃,这与1标准大气压下水的沸点相同,故A正确;
B.冰的熔化过程为BC段,从第2min开始,到第8min结束,熔化时间为 ,故B错误;
C.BC段为冰的熔化过程,是晶体熔化,虽然温度保持不变,但需要持续吸收热量,故C错误;
D.DE段为水的沸腾过程,物质处于液态和气态共存的状态,故D错误。
故选A。
能力进阶
11.小明在探索厨房中的物态变化问题时,用拍照的方式记录了他观察到的现象,并运用所学知识对这些现象进行了解释。对于如图所示的四种现象,解释正确的是( )
A.图甲:从冰箱中取出的冻肉表面出现一层白霜,属于凝固现象,需要放热
B.图乙:给鱼保鲜的冰块从鱼身上脱落并化成水,属于熔化现象,需要吸热
C.图丙:锅中的水煮开后,一打开锅盖冒“白气”,属于汽化现象,需要吸热
D.图丁:用蒸锅蒸馒头时,锅盖上会出现小水珠,属于液化现象,需要吸热
【答案】B
【详解】A.冻肉表面的白霜,是空气中的水蒸气直接从气态变为固态的小冰晶,属于凝华现象,故A错误;
B.固态的冰块化成液态的水,是熔化现象,熔化过程需要吸收热量,故B正确;
C.锅上方的“白气”,是高温水蒸气遇冷变成的小水滴,属于液化现象,液化放热,故C错误;
D.锅盖上的小水珠是水蒸气液化形成的,液化过程需要放热,故D错误。
故选B。
12.(多选题)根据表中的数据,下列说法正确的是( )
熔点/℃(标准大气压)
固态酒精
-117
铅
328
固态水银
-39
铜
1083
冰
0
铁
1535
A.-110℃的酒精是固态
B.在-20℃的地区,能用水银温度计测气温
C.可以将铜块放到铁制容器中熔化
D.放在0℃的房间中的水会凝固结冰
【答案】BC
【详解】A.酒精的熔点是,的酒精高于熔点,是液态,故A错误;
B.水银的熔点是,在的地区,水银是液态,所以能使用水银温度计测气温,故B正确;
C.铁的熔点是,铜的熔点是,铜在时吸收热量,开始熔化,可以将铜块放到铁制容器中熔化,故C正确;
D.同种晶体的熔点和凝固点相等,水的凝固点是,放在房间中的水能达到水的凝固点,但是水不能继续放出热量,不能凝固,故D错误。
故选BC。
13.(多选题)市场上有一种指针式寒暑表,如图甲所示,它是以双金属片作为感温元件用来控制指针。将铜、铁两种不同金属片铆在一起,如图乙所示,若用酒精灯加热后,双金属片就会发生形变,如图丙所示,从而拉动寒暑表指针偏转。下列有关说法中正确的是( )
A.指针式寒暑表利用了固体的热胀冷缩
B.被测温度越高,双金属片形变越大
C.温度改变时,铜片的热胀冷缩效果要比铁片明显
D.若用冰水混合物冷却,双金属片也会向铁片一边弯曲
【答案】ABC
【详解】A.双金属片受热发生形变,利用了固体的热胀冷缩性质,故A正确;
B.被测温度越高,铜片和铁片膨胀程度差异越大,双金属片形变越大,故B正确;
C.加热时双金属片向铁片一边弯曲,说明铜片伸长量大于铁片,即铜片的热胀冷缩效果比铁片明显,故C正确;
D.冷却时,铜片收缩量大于铁片,双金属片会向铜片一边弯曲,故D错误。
故选ABC。
14.在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中,小于将适量的固体碎末装在试管中,所用的实验装置如图甲所示。
(1)实验时各器材的安装顺序是__________(“自上而下”“自下而上”)。
(2)将放入适量固体碎末的试管放在盛有水的烧杯中加热,其目的是_______________;根据实验数据绘制的图像乙中所对应的固体属于________(“晶体”或“非晶体”)。
(3)图像丙是她根据实验数据绘制的另一种固体熔化图像,其熔点是________℃,在BC阶段混合物要________(填“吸收”或“放出”)热量。
【答案】(1)自下而上;(2) 使固体受热均匀,且升温缓慢,便于观察记录温度;非晶体;(3)0;吸收
【详解】(1)实验需要利用酒精灯外焰加热,温度计玻璃泡要浸没在物质中且不能碰到容器底,需先根据酒精灯的位置确定下方铁圈、石棉网的高度,再依次向上调整器材,因此安装顺序为自下而上。
(2)水浴加热的特点是能让试管内的固体均匀受热,且温度上升速度慢,方便观察温度变化、记录实验数据;
晶体熔化时有固定的熔化温度,非晶体熔化时温度持续上升,图乙中固体温度一直升高,没有固定熔化温度,因此属于非晶体。
(3)晶体熔化时保持不变的温度就是熔点,图丙中BC段是熔化过程,温度保持不变,因此熔点为;
晶体熔化过程中需要持续吸热,温度不变,因此BC阶段混合物吸收热量。
15.跨学科实践项目:用液态酸奶做酸奶冰淇淋。
【项目分析】
(1)为了达成项目,液态酸奶会__________(填物态变化名称),小明想到了可以分别利用冰、干冰和液氮使酸奶快速变成酸奶冰淇淋。
【项目实施】
(2)方案一:把液态酸奶放入冰块中,冰块会__________(填物态变化名称),如图甲所示,他发现酸奶始终无法变为冰淇淋。为了完成实验,改用盐水冰块替换冰块,酸奶变成了冰淇淋,由此可以推理盐水冰块的熔点比冰的__________(选填“高”或“低”)。
(3)方案二:如图乙,把可食用干冰倒入液态酸奶中,不断搅拌,最终做成冰淇淋。制作过程中先观察到液体中有气泡,周围飘着“白气”。气泡中的主要物质是二氧化碳,它是___________形成的(填物态变化名称)。如图丙,小洋发现装干冰的容器外壁出现一层白霜。
(4)方案三:如图丁所示,把液氮喷入液态酸奶,液态氮开始沸腾,酸奶也变成了冰激凌。经查知道液态氮的沸点-196℃,液态氮沸腾时______热(选填“吸”或“放”),温度______-196℃(选填“大于”或“小于”、“等于”)
【答案】(1)凝固;(2)熔化;低;(3)升华;(4)吸;等于
【详解】(1)液态酸奶凝固成固态的酸奶冰淇淋。
(2)固态的冰吸收热量,熔化成液态水;
盐水冰块能让液态酸奶达到凝固点变成冰淇淋,说明它在较低温度就能熔化吸热,所以其熔点比普通冰低。
(3)把可食用干冰倒入液态酸奶中,干冰是固态二氧化碳,干冰会直接由固态变为气态二氧化碳,这个过程叫升华,所以气泡中的主要物质二氧化碳是干冰升华形成的。
(4)液体沸腾的条件是温度达到沸点,并能不断地吸收热量,液态氮在沸腾时,吸热,温度保持不变,所以此时液态氮的温度等于-196℃。
16.《天工开物》是我国古代科技著作,记录了许多我国古代的传统手工技术。
(1)“透火焙干”是造纸的一道工序,其做法是将刚生产出来的湿纸展开张贴在烤火的墙上。其做法如图甲所示,“将湿纸展开”可以______,“张贴在烤火的墙上”可以______,这两项技术操作,都能加快湿纸变干。
(2)书中对冶金铸造技术的记录中,有“铁化如水,以泥固纯铁柄杓从嘴受注”(如图乙)这样的记载,其中“铁化如水”是一个______(选填“吸热”或“放热”)过程,此过程中,“铁水”的温度______(选填“持续升高”或“保持不变”)。
(3)如图丙所示,这是从朱砂矿石中提炼水银(液态汞)的工艺示意图,给密闭锅内的朱砂矿石加热,就会生成水银蒸气,水银蒸气上升会在倒扣的锅壁上变为液态水银,这是通过______的方法液化水银的。
(4)现代生活离不开液化技术,如图丁所示,液化石油气要密闭在钢瓶中,其原因是:______。
【答案】(1) 增大湿纸蒸发的表面积;提高湿纸的温度;(2)吸热;保持不变;(3)降低温度;(4)方便储存和运输
【详解】(1)“将湿纸展开”是通过增大湿纸(液体)的表面积,从而加快湿纸中的水分蒸发;“张贴在烤火的墙上”是通过提高湿纸的温度,加快水分蒸发,这两项技术操作都能加快湿纸变干。
(2)“铁化如水”是指铁从固态变为液态的过程,即熔化过程,而熔化是一个吸热过程,铁是晶体,晶体在熔化过程中,吸收热量,但温度保持不变,所以此过程中“铁水”的温度保持不变。
(3)给密闭锅内的朱砂矿石加热,水银变为水银蒸气,这是汽化现象;水银蒸气上升会在倒扣的锅壁上变为液态水银,物质从气态变为液态的过程叫液化,水银蒸气遇到温度较低的锅壁,放出热量,是通过降低温度的方法液化成液态水银的。
(4)在现代生活中,为了便于储存和运输,利用压缩体积的方法,将液化石油气液化后密闭在钢瓶中。
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