专项03 水的反常膨胀难点问题（重点难点训练）物理新教材沪科版八年级全一册

**基本信息** 聚焦水的反常膨胀核心难点，通过选择、填空、综合应用三级题型，系统考查温度-体积-密度关系及实际应用，培养物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |选择题|7道/图像分析、实际情境|以温度变化为线索，结合图像判断体积/密度变化|围绕0~4℃热缩冷胀、4℃密度最大核心规律，构建温度-体积-密度变化关系，结合图像分析与实际应用| |填空题|4道/生活现象、图像解读|联系生活实例（水管爆裂、湖水温度分布）考查规律应用| |综合应用题|1道/图像综合应用|通过实验图像综合分析体积随温度变化的物理现象|

专项03 水的反常膨胀难点问题 一、水的反常膨胀选择题（7道题） 二、水的反常膨胀填空题（4道题） 三、水的反常膨胀综合应用题（1道题） 一、水的反常膨胀选择题（7道题） 1．一般情况下，物体具有热胀冷缩的性质，但水在~之间具有反常膨胀特性，将一杯水温度从逐渐升高到的过程中，其体积随时间变化的情况是（   ） A． B． C． D． 2. 水是一种比较特殊的物质，在4℃以上时热胀冷缩，在0℃~4℃之间热缩冷胀，把0℃的水加热到10℃的过程中，水的密度变化情况是（ ） A.持续增大 B.持续减小 C.先变大后变小 D.先变小后变大 3．小聪和小明为了探究“温度和物质状态对同种物质密度的影响．在一定的环境下将1g的冰加热，分别记录其温度和体积的数据，利用描点法得到了如图所示的图象。则下列说法中正确的是（　　） A．研究结果表明：密度是不会随状态而发生改变的 B．当水从0℃上升到4℃的过程中，其密度逐渐增大 C．在0℃时，冰块的密度比水大 D．当0℃时，在冰变成水的过程中质量变大 4．如图为1kg的水的密度在0~10℃范围内随温度变化的图像，根据图像信息判断正确的是（　　） A．温度为4℃ 时，水的体积最大 B．温度升高，水的体积不变 C．由1℃升高到8℃，水的密度一直变小 D．1℃ 时水的密度比5℃ 时的小 5．如图甲为水的密度在范围内随温度变化的图像，图乙为北方冬天湖水温度分布示意图，根据图像及水的其他性质，下列分析判断正确的是（ ） A．在范围内，水具有热缩冷胀的性质 B．温度等于时，水的密度最大，质量也最大 C．示意图中从上至下A、B、C、D、E处的温度逐渐降低 D．湖水的温度只要达到，就会凝固成冰 6. 密度与社会生活密不可分，如图甲为“标准大气压下，温度在0~10℃范围内，水的密度随温度的变化”的图像。乙是北方冬天湖水温度分布示意图，湖面被冰封了，较深湖底的水下水温仍可保持4℃，鱼儿仍然可以自由自在地游动。对上述现象的理解及拓展，正确的是（    ） A．在4℃时，1L水的质量是1000kg B．标准大气压下，0~10℃水的平均密度是 C．标准大气压下，一定质量的水温度由0℃升高到4℃，水的体积变小 D．密度是物质的特性，不会随温度、物态的改变而改变 7. 如图是标准大气压下，质量为1g的某液体的密度—温度图象，以下说法正确的是（　　） A. 4℃时，液体密度最大 B. 温度升高，液体密度不变 C. 1℃时液体的密度比5℃时的大 D. 10℃时液体的体积比4℃时的大 二、水的反常膨胀填空题（4道题） 1. 在寒冷的冬天，裸露在室外的自来水管容易爆裂，其原因是水管中的水由液态变成固态时_______增大，把水管胀裂。事实表明，0～4℃的水“热缩冷胀”，高于4℃的水“热胀冷缩”，由此可知4℃水的______最大，所以封冻河面下较深河底的水温保持_______，冰层下接触冰的水温度是______℃。 2．如图所示为水的密度在0~10℃范围内随温度变化的曲线。根据图像可知，温度在0~4℃范围内，水具有 （选填“热胀冷缩”或“热缩冷胀”）的性质。 3.（2020牡丹江鸡西）小明记录了一定质量的水体积随温度变化的规律，如图所示．在0～4 ℃，水温升高时，水的体积将________．当水温在4 ℃时，水的密度____(选填“最大”或“最小”)；罐装的饮料(可看作水)在此温度下存放是最________(选填“安全”或“不安全”)的． 4．如图甲所示，如果把纸风车放在点燃的酒精灯上方，风车就能转动起来。这是由于一定质量的气体受热膨胀后，密度会 ，因而会上升，推动纸风车转动。由此，暖气片要安装在屋内的 （选填“上方”、“下方”或“中间”）。一般来说，物质遵从热胀冷缩的规律，但是水这种物质比较特殊，由图象乙可知，水温低于4℃时，随着温度的降低，水的密度会 。在寒冷的冬天，湖面被冰封了，图丙中较深湖底的水温约为 ℃。 三、水的反常膨胀综合应用题（1道题） 1. 学校物理兴趣小组在老师的指导下，完成“水的体积随温度变化”的研究，得到如图所示的图像。请根据此图像回答以下问题： ①图中AB段反映的物理现象是___________；图中BC段反映的物理现象是___________； ②由以上分析可知，水在4℃时___________； ③寒冬，湖面结冰后湖底的鱼一样能够游动，请你判断湖底的温度为________。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专项03 水的反常膨胀难点问题 一、水的反常膨胀选择题（7道题） 二、水的反常膨胀填空题（4道题） 三、水的反常膨胀综合应用题（1道题） 一、水的反常膨胀选择题（7道题） 1．一般情况下，物体具有热胀冷缩的性质，但水在~之间具有反常膨胀特性，将一杯水温度从逐渐升高到的过程中，其体积随时间变化的情况是（   ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】一般情况下，物体具有热胀冷缩的性质，但水在0℃~4℃之间具有反常膨胀特性即热缩冷胀。因此将一杯水的温度从0℃逐渐升高到10℃的过程中：0℃~4℃之间，水具有热缩冷胀的特点，水的体积变小；4℃~10℃，水具有热胀冷缩的特点，水的体积变大；故水的体积随时间的变化情况是：先变小后变大，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 2. 水是一种比较特殊的物质，在4℃以上时热胀冷缩，在0℃~4℃之间热缩冷胀，把0℃的水加热到10℃的过程中，水的密度变化情况是（ ） A.持续增大 B.持续减小 C.先变大后变小 D.先变小后变大 【答案】C 【解析】水在0℃至4℃之间具有热缩冷胀的特性（反常膨胀），此时温度升高导致体积减小，密度增大。 当温度达到4℃时，水的密度最大。超过4℃后，水恢复热胀冷缩的正常性质，温度升高导致体积增大，密度减小。 将0℃的水加热至10℃的过程包括0℃→4℃（密度持续增大）和4℃→10℃（密度持续减小）两个阶段，整体密度变化为“先变大后变小”。 选项C符合此规律，其他选项（A、B、D）均与水的实际温度-密度关系矛盾。 3．小聪和小明为了探究“温度和物质状态对同种物质密度的影响．在一定的环境下将1g的冰加热，分别记录其温度和体积的数据，利用描点法得到了如图所示的图象。则下列说法中正确的是（　　） A．研究结果表明：密度是不会随状态而发生改变的 B．当水从0℃上升到4℃的过程中，其密度逐渐增大 C．在0℃时，冰块的密度比水大 D．当0℃时，在冰变成水的过程中质量变大 【答案】B 【解析】A．小明和小聪的研究结果表明：密度会随状态而发生改变，故A错误； B．由图象可知，水从0℃上升到4℃时，其体积变小，利用可知，水的质量不变，体积减小，则密度增大，故B正确； C．由图象可知，在0℃时，冰块的体积大于水的体积，利用可知，冰的密度小于水的密度，故C错误； D．质量是物质本身的一种属性，与形状、状态、空间位置无关，所以0℃时，在冰变成水的过程中质量不变，故D错误。故选B。 4．如图为1kg的水的密度在0~10℃范围内随温度变化的图像，根据图像信息判断正确的是（　　） A．温度为4℃ 时，水的体积最大 B．温度升高，水的体积不变 C．由1℃升高到8℃，水的密度一直变小 D．1℃ 时水的密度比5℃ 时的小 【答案】D 【解析】A．由图像可知，温度为4℃时，水的密度是最大的，由 可知，质量一定时，其体积是最小的，故A错误； B．由图像可知，在4～10℃范围内，温度越高，水的密度越小，则体积越大，故B错误； C．由图像可知，在1～8℃范围内，温度越高，水的密度先增大后减小，故C错误； D．由图像可知1℃ 时水的密度约为0.9999g/cm3，5℃ 时水的密度明显大于0.9999g/cm3，故D正确。故选D。 5．如图甲为水的密度在范围内随温度变化的图像，图乙为北方冬天湖水温度分布示意图，根据图像及水的其他性质，下列分析判断正确的是（ ） A．在范围内，水具有热缩冷胀的性质 B．温度等于时，水的密度最大，质量也最大 C．示意图中从上至下A、B、C、D、E处的温度逐渐降低 D．湖水的温度只要达到，就会凝固成冰 【答案】A 【解析】A．由图像可知，在范围内，温度越高，水的密度越大，由 可知水的体积越小，所以在范围内，水具有热缩冷胀的性质，故A正确； B．由图像可知，温度为时，水的密度是最大的，质量是物体的属性，与密度无关，因此质量不变，故B错误； C．由于时水的密度最大，所以最低层的水温度为，由示意图中从上至下A、B、C、D、E处的温度逐渐升高，到E点温度最高，故C错误； D．水的凝固点，即固液混合态是，当温度达到时温度降到了凝固点，还必须放热才能凝固，如果不放热就不会凝固成冰，故D错误。故选A。 6. 密度与社会生活密不可分，如图甲为“标准大气压下，温度在0~10℃范围内，水的密度随温度的变化”的图像。乙是北方冬天湖水温度分布示意图，湖面被冰封了，较深湖底的水下水温仍可保持4℃，鱼儿仍然可以自由自在地游动。对上述现象的理解及拓展，正确的是（    ） A．在4℃时，1L水的质量是1000kg B．标准大气压下，0~10℃水的平均密度是 C．标准大气压下，一定质量的水温度由0℃升高到4℃，水的体积变小 D．密度是物质的特性，不会随温度、物态的改变而改变 【答案】C 【解析】密度的计算公式为，其中表示密度，m表示质量，V表示体积。水的密度会随温度和状态的变化发生变化。 A. 由图可知，在4℃时，水的密度为1g/cm3，1L=1000cm3，根据m=ρV可得水的质量为，故A错误； B. 由图可知，在0∼10℃水的密度并不都是1g/cm3，在4℃时，水的密度最大，此时密度为1g/cm3，所以平均密度不是1g/cm3，故B错误； C. 由图可知，标准大气压下，一定质量的水温度由0℃升高到4℃，水的密度增大，根据可知，质量不变，密度增大，体积变小，故C正确。 D.密度是物质的特性，会随温度、物态的改变而改变，例如水变成冰，密度会改变，故D错误。故选C。 7. 如图是标准大气压下，质量为1g的某液体的密度—温度图象，以下说法正确的是（　　） A. 4℃时，液体密度最大 B. 温度升高，液体密度不变 C. 1℃时液体的密度比5℃时的大 D. 10℃时液体的体积比4℃时的大 【答案】AD 【解析】A．由图可知，4℃时液体的密度最大，故A正确； B．由图可知，温度升高，液体密度发生非线性变化，故B错误； C．1℃时液体的密度约为0.9999g/cm3，5℃时的密度更大，故C错误； D．10℃时液体的密度比4℃时的小，根据可知体积更大，故D正确。 故选AD。 二、水的反常膨胀填空题（4道题） 1. 在寒冷的冬天，裸露在室外的自来水管容易爆裂，其原因是水管中的水由液态变成固态时_______增大，把水管胀裂。事实表明，0～4℃的水“热缩冷胀”，高于4℃的水“热胀冷缩”，由此可知4℃水的______最大，所以封冻河面下较深河底的水温保持_______，冰层下接触冰的水温度是______℃。 【答案】 体积；密度；4；0。 【解析】0～4℃的水“热缩冷胀”，高于4℃的水“热胀冷缩”，由此可知4℃水的密度最大，封冻河面下较深河底的水温保持4℃ ，冰层下接触冰的水温是0℃。 2．如图所示为水的密度在0~10℃范围内随温度变化的曲线。根据图像可知，温度在0~4℃范围内，水具有 （选填“热胀冷缩”或“热缩冷胀”）的性质。 【答案】热缩冷胀 【解析】在0℃~4℃范围内，随着温度 的增加，水的密度增大，而水的质量一定，根据公式可知，水的体积变小，即在0℃~4℃范围内，水具有热缩冷胀的性质。 3.（2020牡丹江鸡西）小明记录了一定质量的水体积随温度变化的规律，如图所示．在0～4 ℃，水温升高时，水的体积将________．当水温在4 ℃时，水的密度____(选填“最大”或“最小”)；罐装的饮料(可看作水)在此温度下存放是最________(选填“安全”或“不安全”)的． 【答案】 变小　 最大　 安全 【解析】由图象可知，水在0～4℃之间，随着温度升高体积逐渐变小； 质量是物体属性，不随温度变化，在4℃时，水的体积最小，由可知，在质量一定的情况下，体积最小，密度最大； 由图象可知，“温度低于4℃时，水的体积随着温度降低而增大；高于4℃时，水的体积随温度升高而增大．“故灌装的饮料（可看作为水）在4℃时体积最小，在4℃以下或以上时，体积均增大，故在4℃存放灌装饮料是最安全的． 4．如图甲所示，如果把纸风车放在点燃的酒精灯上方，风车就能转动起来。这是由于一定质量的气体受热膨胀后，密度会 ，因而会上升，推动纸风车转动。由此，暖气片要安装在屋内的 （选填“上方”、“下方”或“中间”）。一般来说，物质遵从热胀冷缩的规律，但是水这种物质比较特殊，由图象乙可知，水温低于4℃时，随着温度的降低，水的密度会 。在寒冷的冬天，湖面被冰封了，图丙中较深湖底的水温约为 ℃。 【答案】 变小 下方 变小 4 【解析】一定质量的气体受热膨胀后体积变大，由可得密度变小；暖气管周围空气温度比较高，密度比较小，流向上方，周围的冷空气会补充过来，继续加热，上升，使整个房间温度升高，达到使房间温度升高的目的，因此暖气管应安装在屋内的下方。 水在时密度最大，水温低于时，随着温度的降低，体积变大，由可知，水的密度会变小，由此可知：在寒冷的冬天，湖面被冰封了，图丙中较深湖底的水密度最大，温度约为。 三、水的反常膨胀综合应用题（1道题） 1. 学校物理兴趣小组在老师的指导下，完成“水的体积随温度变化”的研究，得到如图所示的图像。请根据此图像回答以下问题： ①图中AB段反映的物理现象是___________；图中BC段反映的物理现象是___________； ②由以上分析可知，水在4℃时___________； ③寒冬，湖面结冰后湖底的鱼一样能够游动，请你判断湖底的温度为________。 【答案】①水体积收缩；水体积膨胀；②体积最小；③4℃ 【解析】①由图示可知，在AB段表示水的体积随温度的升高而减小；BC段表示水的体积随温度的升高而增大； ②由图示可知，质量一定的水，在温度为4℃时的体积最小，密度最大； ③由图示可知，当水温在4℃时水的体积最小，物体的质量与温度无关，根据公式可知：此时水的密度最大；密度大的水会向下沉，故湖底的温度约为4℃。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $