4.3 熔化和凝固(高效培优·讲义)物理新教材沪粤版八年级上册
2026-09-20
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精品
摘要:
本讲义聚焦初中物理“熔化和凝固”核心知识点,系统梳理熔化(固态变液态)与凝固(液态变固态)的概念及吸放热规律,通过晶体与非晶体的对比(如海波与石蜡),构建熔点、凝固点认知,结合实验探究与温度-时间图像分析,形成从概念到应用的完整学习支架。
该资料以科学探究为核心,设计海波与石蜡熔化对比实验培养学生实验操作与分析能力,通过图像分段解析强化科学思维,结合防冻剂、菜窖放水等生活实例深化物理观念。课中辅助教师高效授课,课后真题与分层练习助力学生查漏补缺,巩固知识。
内容正文:
4.2 熔化和凝固
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 熔化和凝固及其热点
考点02 熔点和凝固点
03 避坑指南·解题通法
角度01 熔化的概念及现象
角度02 凝固的概念及现象
角度03熔化与凝固的吸放热
角度04 熔点和凝固点
角度05 探究晶体熔化特点实验
角度06 熔化和凝固的图像
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1. 理解熔化、凝固定义,知道熔化吸热、凝固放热。
2. 区分晶体与非晶体,掌握熔点、凝固点概念,记住同种晶体熔点=凝固点。
3. 看懂晶体、非晶体熔化/凝固温度变化图像,提取熔点、吸放热信息。
4. 能用熔化凝固吸放热规律解释冰雪融化、防冻剂等生活现象。
1.海波、石蜡熔化实验对比,归纳晶体、非晶体温度变化差异。
2.拆分温度图像分段分析,区分升温、恒温、降温阶段。
3.梳理晶体熔化、凝固的两个条件(温度达标 + 持续吸 / 放热)。
考点01 熔化和凝固及其特点
1、熔化和凝固的概念
(1)熔化:物质从固态变为液态的过程叫熔化。如冰熔化成水。
(2)凝固:物质从液态变为固态的过程叫凝固。如水结成冰。
2、探究固体熔化时温度的变化规律实验
【提出问题】不同物质在由固态变成液态的过程中,温度变化规律相同吗?
【猜想与假设】(1)不同物质在由固态变成液态过程中,温度变化规律相同;(2)不同物质在由固态变成液态过程中,温度变化规律不同。
【设计实验】探究海波(硫代硫酸钠)和石蜡的熔化过程。分别取适量的海波和石蜡(研碎),对它们进行加热,测出加热过程中的温度,观察熔化的情况,根据记录的数据绘制图像,比较二者熔化时温度的变化规律。
实验器材:铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、停表、海波、石蜡、水等。
实验装置:如图。
【进行实验与收集证据】(1)在两个分别盛有海波和石蜡的的试管中各插入一个温度计,再将试管放入盛水的烧杯中,使试管均匀受热;
(2)用酒精灯外焰对烧杯缓慢加热,观察海波和石蜡的变化情况,以及温度计示数的变化;
(3)待海波温度升至40℃、石蜡温度升至50℃,没隔1min记录一次温度计的示数,在海波和石蜡完全熔化后再记录3—4次。数据记录如表所示。
【分析论证】
(1)以方格纸上的纵轴表示温度,横轴表示时间,将表1、表2中的数据分别在两方格纸上描点,然后再将所有的点用平滑的曲线连起来,得到海波和石蜡温度随时间变化的图像,如图所示。
海波温度随时间变化图像 石蜡温度随时间变化图像
(2)分析图像:根据海波熔化图像的特征,可将整个过程分为三个阶段:0-4min、4min-8min、8min-12min,结合实验数据可以看出。
①0-4min,海波是固态,这段时间海波吸热,温度不断升高;
②4min-8min,海波是固液共存,这段时间海波吸热熔化,但温度保持不变(48℃);
③8min-12min,海波完全变为液态,这段时间海波吸热,温度不断升高。
结合石蜡的熔化图像可知石蜡的熔化情况与海波不同;随着加热时间的增加,石蜡由固态慢慢地变软、变稠、变稀,逐渐熔化为液态,这个过程石蜡不断吸热,温度逐渐升高,没有明显的拐点。
【实验结论】两种固体熔化过程的主要区别是:海波有确定的熔化温度,石蜡没有确定的熔化温度。
3、液体凝固的特点
(1)海波熔化结束后,停止加热,海波温度逐渐降低,但并不会凝固,只有当温度降到48℃时,海波才开始凝固,且在凝固过程中,海波的温度保持不变,直到全部凝固后温度才会继续下降。
(2)对液态的石蜡停止加热时,石蜡逐渐由稀变软最后变成固态,在这一过程中,石蜡的温度不断降低。
(3)由此可知,凝固过程是熔化的逆过程,当物质由液态变成固态时,会向外放出热量。
4、熔化吸热、凝固放热:晶体在熔化或凝固过程中,虽然温度保持不变,但必须继续吸热或放热,才能保证熔化或凝固过程的完成。可见,晶体熔化或凝固过程中吸收或放出的热量,不是用来升高或降低温度的,而是用来完成熔化或凝固的。同样,非晶体在熔化或凝固时也要相应地吸热或放热,只是边升温边熔化或边降温边凝固。
5、熔化、凝固的应用
(1)用0℃的冰冷却饮料比用0℃的水效果要好,是因为0℃的冰熔化成0℃的水要吸热。
(2)夏天吃雪糕感觉凉快,是因为雪糕与凉水相比,要从人体吸收更多的热量。
(3)北方的冬天,为了很好地保存蔬菜,人们通常在菜窖放几桶水,这是因为水结成冰时放热,使菜窖内的温度不会太低。
6、晶体的熔化、凝固曲线:
熔化过程:
(1)AB段,物体吸热,温度升高,物体为固态。
(2)BC段,物体吸热,物体温度达到熔点(50℃),开始熔化,但温度不变,物体处在固液共存状态。
(3)CD段,物体吸热,温度升高,物体已经熔化完毕,物体为液态。
凝固过程:
(4)DE段,物体放热,温度降低,物体为液态。
(5)EF段,物体放热,物体温度达到凝固点(50℃),开始凝固,但温度不变,物体处在固液共存状态。
(6)FG段,物体放热,温度降低,物体凝固完毕,物体为固态。
【深化点拨】
1.熔化与溶化的区别
(1)熔化:从固态变成液态,构成物质的种类没变。
(2)溶化,即固体溶解,指一种物质均匀地分散在另一种物质中。
2.熔化吸热、凝固放热解题思路点拨:物态变化,需要知道物质变化前后的状态,再根据物态变化的定义确定物态变化的名称,同时还需要掌握每一种物态变化的吸、放热情况。
3.根据过程判断图像
(1)先判断温度的变化趋势:温度有上升的趋势,则为熔化图象;温度有下降的趋势,则为凝固图象。
(2)再判断是晶体还是非晶体:温度有一段时间不变,则为晶体;温度不断变化,则为非晶体。
1.把盛有碎海波的大试管插入烧杯里的碎海波中,如图所示,用酒精灯对烧杯底部慢慢加热,当烧杯中的海波有大部分熔化时(试管底部不与烧杯底部接触),试管中的海波( )
A.熔化一部分 B.全部熔化
C.一点也不熔化 D.无法判断
2. 商周时期,我国劳动人民就熟练掌握了青铜器铸造技术。铸造青铜器时,工匠将铜料加热化为铜液注入模具,铜液在模具中冷却成型,青铜器铸造初步完成。青铜器铸造过程中的物态变化是先 后 。
3. 在“探究某固体熔化时温度的变化规律”的实验中, 小明采用水浴法进行加热, 如图甲所示。
(1)组装下列实验器材时, 其合理的先后顺序是 (填序号);
①试管、温度计 ②陶土网
③装水的烧杯 ④酒精灯
(2)用水浴法加热的主要目的是使试管内的物质 ;
(3)小明根据实验测得的数据作出图象, 如图乙所示。由图象可知:
①该物质在第8min时处于 状态;
②该物质为 (填“晶体”或“非晶体”);
③其熔化的特点是持续 ;
④该熔化过程持续 min。
考点02 熔点和凝固点
1、晶体和非晶体
分类
定义
常见物质
晶体
有些固体物质在熔化过程中尽管不断吸热,温度却保持不变,有固定的熔化温度,这类固体叫晶体
海波、冰、萘、食盐、金属、固态水银等
非晶体
有些固体在熔化过程中,只要不断吸热,温度就不断上升,没有固定的熔化温度,这类固体叫非晶体
石蜡、松香、玻璃、沥青、塑料、橡胶等
2、熔点与凝固点
(1)熔点:晶体熔化时的温度叫熔点。晶体不同,熔点一般不同;非晶体没有确定的熔点。
(2)凝固点:液体凝固成晶体时有确定的温度,这个温度叫凝固点。同一物质的凝固点和熔点相同。非晶体没有确定的凝固点。
3、熔化与凝固图像
(1)熔化图像
①如图甲所示,为晶体熔化图像。AB段所对应的时间内物质是固态,吸热升温;在B点时,物质开始熔化,到C点熔化结束;BC段表示熔化过程,物质处于固液共存态,温度保持不变;CD段所对应的时间内物质是液态,吸热升温。
②如图乙所示,为非晶体熔化图像。由图像可知:非晶体在熔化过程中不断吸热,温度不断上升。
③无论晶体还是非晶体,熔化过程中都吸热。
(2)凝固图像
①如图甲所示,为晶体的凝固图像。EF段所对应的时间内物质是液态,放热降温;在F点物质开始凝固,到G点凝固结束;FG段表示凝固过程,物质处于固液共存态,温度保持不变;GH段所对应的时间内物质是固态,放热降温。
②如图乙所示,为非晶体凝固图像。由图像可知:非晶体在凝固过程中不断放热,温度不断降低。
③无论晶体还是非晶体,凝固过程中都放热。
4、晶体熔化与凝固的条件
(1)晶体熔化条件:①温度达到熔点;②继续吸热。
(2)晶体凝固条件:①温度达到凝固点;②继续放热。
5、晶体和非晶体熔化、凝固现象的比较
晶体
非晶体
熔化过程中
吸收热量、温度不变
吸收热量、温度升高
凝固过程中
发出热量、温度不变
发出热量、温度下降
熔点、凝固点
有熔点、凝固点,同种晶体熔点和凝固点相同
没有确定的熔点和凝固点
熔化条件
温度达到熔点、继续吸热
不断吸收热量
凝固条件
温度达到凝固点、继续放热
不断发出热量
熔化图像特征
曲线总体处于上升趋势,中间有反映温度不变的水平线段
曲线总体处于上升趋势,始终没有水平段
凝固图像特征
曲线曲线总体处于下降趋势,中间有反映温度不变的水平段
曲线总体处于下降趋势,始终没有水平段
【深化点拨】
1.晶体熔化的特点
(1)有固定熔点,并达到熔点才能熔化。
(2)熔化过程中不断吸热,但温度不变。
(3)熔化过程中可能是固态,液态,固液混合态。
2.非晶体熔化的特点
(1)没有有固定熔点。
(2)熔化过程中只要不断吸热,温度就不断上升。
3.同种晶体熔点和凝固点相同,不同晶体熔点不同,晶体熔化的条件:达到熔点,继续吸收热量.凝固的条件:达到凝固点,继续放热,利用这些特点才能解题。
(1)除了掺入杂质以外,改变压强也可以影响熔点和凝固点。
(2)解题时,理解题目中的条件,比如是否涉及到改变压强或添加杂质等因素。
4.晶体与非晶体熔化和凝固的温度曲线的区别
(1)温度的变化趋势:温度有上升的趋势,则为熔化图象;温度有下降的趋势,则为凝固图象。
(2)晶体还是非晶体:温度有一段时间不变,则为晶体;温度不断变化,则为非晶体。
1. 一场冬雨使停在马路旁的汽车覆盖一层冻冰,冻冰是雨水 形成的;向汽车挡风玻璃上泼洒冬季玻璃水,可以快速除冰,这是由于向冻冰上泼洒冬季玻璃水,可以降低冻冰的 ,使冻冰在寒冷低温下快速熔化。
2. 表中列出了几种物质在标准大气压下的熔点。请根据此表数据判断下列说法正确的是( )
物质名称
固态水银
金
铜
铁
钨
固态氢
熔点/℃
-38.8
1063
1083
1535
3410
-259
A.真金不怕火炼,金项链放入铜水中不会熔化
B.常温下的氢是气体,零下255℃时的氢是固态
C.钨是一种特殊材料,用钨制成的灯丝不易熔断
D.水银温度计可测零下40℃的气温
3. 图甲是用海波和石蜡“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)开始实验后,某一时刻温度计的示数如图甲所示,温度为 ℃。
(2)根据实验数据绘制的两种物质熔化时温度随时间变化图像如图乙所示,由图像可知石蜡是 (选填“晶体”或“非晶体”),海波熔化持续了 min。
(3)由实验可得到晶体熔化特点:吸收热量,温度 。
(4)由实验可知,晶体的温度是熔点时,可能处于________。(选填字母)
A.固态 B.液态 C.固液共存态
熔化和凝固的综合应用及解题步骤
1.晶体与非晶体:必须“分清”有无熔点
(1)核心规则
晶体:有固定的熔化温度(即熔点)。在熔化过程中,吸热但温度保持不变。
常见例子:海波、冰、石英、水晶、食盐、明矾、萘、各种金属。
非晶体:没有固定的熔点。在熔化过程中,吸热且温度持续上升,先变软再变稀最后变成液体。
常见例子:蜡、松香、玻璃、沥青。
(2)易错示范
错误观点:“只要吸热,物体的温度就会升高。”
正确理解:晶体在熔化过程中(或液体在沸腾时),虽然持续吸热,但温度是保持不变的。
2.熔化与凝固图像:必须“看懂”水平线段
(1)看趋势:
温度随时间整体呈上升趋势→熔化图像(吸热)。
温度随时间整体呈下降趋势→凝固图像(放热)。
(2)看形状:
有一段水平线段(温度不变)→晶体。水平段对应的温度就是熔点(或凝固点)。
是一条平滑曲线(无水平段)→非晶体。
(3)操作方法:看到图像中有“平台”(水平段),直接判定为晶体。此时物质处于固液共存态。
同一种晶体的熔点和凝固点是相同的。
3.熔化与凝固的条件:必须“满足”两个要素
(1)核心规则:
晶体熔化条件:①温度达到熔点;②继续吸热。(缺一不可,若达到熔点但不能吸热,则不会熔化)。
晶体凝固条件:①温度达到凝固点;②继续放热。
(2)生活应用(易考点):
下雪不冷化雪冷:雪熔化时需要从空气中吸收大量的热,导致气温降低。
北方冬天菜窖放水:水在凝固成冰的过程中会放出热量,防止窖内的菜冻坏。
吃雪糕解暑:雪糕在口中熔化吸热,带走身体的热量。
角度01 熔化的概念及现象
1. 打铁花(如图所示)是流传于豫晋地区的民间传统烟火,被击打后的铁花纷飞场面蔚为壮观。将铁加热烧成铁汁的过程中发生的物态变化是( )
A.熔化 B.凝固 C.液化 D.凝华
2. 2025年初,我国科学家在天宫空间站首次制出工业级铌(ní)合金,其熔点超过2400℃。在太空中利用激光精确加热悬浮的铌合金颗粒使其________(填写物态变化的名称)为液态,液态金属铌合金能凌空漂浮,避免了金属与容器接触可能产生的污染,使材料纯度得以提高。铌合金颗粒变成液态金属铌合金的过程中其温度将________。
3. 夏天吃冰棒解暑,是因为冰棒在口中________(填写物态变化),此过程会______(选填“吸热”或“放热”),从而降低口腔和身体的温度,让人感觉凉爽。
角度02 凝固的概念及现象
4. 冻豆腐(如图)是一种传统豆制品,由新鲜豆腐冷冻后再解冻而成,因其孔隙多、弹性好、营养丰富,味道也很鲜美,深受人们喜爱。人们制作冻豆腐主要是想办法去除新鲜豆腐中的水分。制作冻豆腐的过程中豆腐中的水分分别经历了____________和______________的物态变化。
5. 如图所示,国家级非物质文化遗产“打铁花”是将高温下生铁化成的铁水用力泼洒出去,铁水形成铁屑的过程。关于“打铁花”过程,下列分析正确的是( )
A.“打铁花”时,铁水温度一直上升 B.“打铁花”表演伴随着凝固物态变化过程
C.“打铁花”表演伴随着液化物态变化过程 D.“将铁水泼洒出去”时,铁水在持续吸热
6.如图所示,3D打印机会先将固态材料在高温下__________(填物态变化名称)成液态材料,此过程需要__________热量;打印时喷头按照3D图纸将液态材料挤出,材料冷却后形成立体实物,此过程需要__________热量(后两空选填“吸收”或“放出”)。
角度03 熔化与凝固的吸放热
7. 如图所示,“兽面纹铜方鼎”是洛阳博物馆的十大镇馆之宝之一。制作青铜器时,先用泥土制成“内范”,在其外部涂适当厚度的蜡,将蜡雕刻成所需形状,称之为“模”,然后在“模”的外面用泥土制成“外范”。通过加热使蜡液流出形成空腔(模具),在空腔中倒入青铜液,待青铜液冷却后,打碎“外范”和“内范”,就得到与“模”一样的青铜器。关于制作过程的分析正确的是( )
A.蜡液冷却为固态的过程中,温度不变
B.青铜和蜡熔化过程中,温度均保持不变
C.将蜡加热到液态是熔化过程,会放出热量
D.青铜液冷却到固态是凝固过程,会放出热量
8. 如图所示的棉花糖是许多同学喜爱的零食, 制作过程中利用高温将白糖 (填物态变化名称, 下同) 成液态, 白糖液体通过机器的微孔甩出, 遇空气后 成细丝, 将细丝缠绕在一根竹棍就变成了棉花糖, 白糖液体变成细丝的过程需要 (填“吸热”或“放热”)。
9、在运输海鲜类食品时,人们常在食品周围放置一些冰块,防止温度过高、食品变质。下列做法与上述做法在物理原理上相同的是( )
A.冬天,在存放蔬菜的地窖里放几桶水
B.外卖员配送冰淇淋时,在外卖箱里放几个冰袋
C.将大葱埋藏,严寒来临前加盖草垛,以防受冻
D.吃不完的鱼肉放在冰箱里冷冻
角度04 熔点和凝固点
10. 水的凝固点是 0℃,酒精的凝固点是-117℃。冬天,室外已结冰。小明把酒精和水的混合液放到室外(室外温度大约-5℃) ,经过一段时间后,从室外取回混合液时,却发现混合液没有凝固。小明猜想:酒精含量越高,混合液凝固点越低。请你设计一个实验方案,验证小明的猜想是否正确。 (温馨提示:注意实验方案的可操作性)
(1)实验器材除了两个相同的杯子、酒精和水,还需要: 。
(2)实验步骤:①在两个相同的杯子中,分别装入适量的相同质量和温度的不同酒精含量的水;
②接下来的操作是: 。
(3)实验结论: ,则小明的猜想是 。
11. 如图所示,严寒的冬季,当桥面上结冰时,道路养护人员有时会往桥面上撒盐,这样做的主要原因是( )
A.盐与冰雪混合可提高水的凝固点 B.盐与冰雪混合可提高冰的熔点
C.盐与冰雪混合可降低冰的熔点 D.盐与冰雪发生化学反应放出大量的热
12. 图所示甲、乙两种物质熔化时温度随时间的变化曲线,从图中给出的信息,我们可以判断 物质是晶体,该晶体的熔点是 ℃。
角度05 探究晶体熔化特点实验
13. 小青和同学们利用如图甲所示的装置,做“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验。
(1)将装有适量碎冰的试管放入装有水的烧杯中加热,根据实验数据,小青绘制了冰的温度随时间变化的图像,在BC间这段时间内,物质处于__________态;
(2)在完成上述实验后,小青利用烧杯中的水继续做“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验。某时刻,温度计的示数如图丙所示__________;
(3)在将水加热至沸腾的过程中,同学们发现加热时间过长,可以通过_________措施,缩短加热时间。
14. 实验小组探究“冰熔化时温度的变化规律”和“水沸腾时温度变化的特点”。
(1)组装实验器材时,应按______(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装。试管中装有适量碎冰,烧杯中盛有适量热水,烧杯中水面略高于试管中碎冰的上表面。组装完成的实验装置如图甲所示;
(2)①点燃酒精灯前,对实验装置进行检查,发现烧杯中的温度计安装出现错误,该错误是:______。改正错误并检查无其他错误后,继续实验;
②点燃酒精灯后,一边观察实验现象,一边记录加热时间和温度计示数。图乙是试管中温度计在某时刻的示数,其读数是______℃;
(3)根据实验数据绘制图象。绘制试管中物质温度随时间变化的图像,如图丙所示;绘制烧杯中物质温度随时间的变化图像,如图丁所示;
①分析图丙中图像可知,图丙中______(选填“AB”“BC”或“CD”)段图像能够反映冰熔化过程中温度随时间的变化规律;
②分析图丁中图像可知,水在沸腾的过程中,温度变化的特点是______;
(4)小明发现,试管中的碎冰完全熔化成水以后,继续加热,时刻以后的温度变化特点与水沸腾时的温度变化特点相同,所以他认为时刻以后试管中的水沸腾了。你认为该结论是否正确?请说明你的判断依据:______;
(5)实验小组对实验进行评估,认为将烧杯中的水加热至沸腾用时过长。若重新实验,使用原装置给同样多的碎冰加热,要明显缩短加热时间,对加入烧杯中的水可采取的合理措施是______(选填“提高水的初温”或“减少水的质量”)。
15. 某小组同学探究“水凝固时温度的变化特点”,所用器材有电子数显式温度计A和B、大试管、烧杯、水、食盐水等,实验装置如图所示。
(1)实验中需要用-18℃食盐水作为降温物质,那么配制的食盐水应放在冰箱__________(选填“冷冻室”或“冷藏室”)一段时间后再使用。
(2)实验中,若温度计A的探头接触试管底,测量的温度会偏__________。
(3)记录的实验数据如下表。
时间t/min
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
盐水的温度T1/℃
-16.9
-16.7
-16.6
-16.5
-15.8
-14.8
-13.9
-13.1
-12.4
-12.2
水的温度T2/℃
3.5
2.2
1.0
0.1
0
0
0
0
-2.5
-4.5
水的状态
液态
固液共存态
固态
①根据实验信息,得出的探究结论是:水凝固时,温度__________。
②假设盐水升温过程中,单位时间内从空气中吸收的热量相同。由实验数据可看出:5~8min与1~4min相比,盐水升高的温度多,说明水凝固放出的热量__________水降温放出的热量。
③5~8min,试管中的物质内能__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)北方的冬天,在存放蔬菜的地窖里放几桶水,可以防止蔬菜冻坏。请写出其物理原理。
角度06 熔化和凝固的图像
16. 如图,下列描述晶体凝固的温度随时间变化曲线符合实际的是( )
A. B.
C. D.
17. 国家级非物质文化遗产“打铁花”是流传在豫晋地区的民间传统烟火。如题图所示,表演者先将铁块放入炉子中变成铁水,然后通过击打铁水形成“铁花”,场景非常壮观。下列图像中能反映在铁水形成铁屑的过程中温度变化规律的是( )
A. B.
C. D.
18. 下图是金属锡的熔化和凝固图像,下列对此图像分析正确的是___________
A.锡的熔化时间是4min,凝固时间是2min
B.第5min时的锡处于固液共存态
C.固态锡达到232℃时一定会熔化
D.AB段锡处于固态,吸收热量,温度升高
E.BC段锡处于固液并存,吸收热量,温度升高
F.EF段锡处于固液并存,放出热量,温度降低
G.FG段锡处于液态,放出热量,温度降低
【例1】(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)关于3D打印,其过程是:将固态材料在高温下变成液态材料,喷头按照3D图纸设计轨迹运动,将液态材料喷出,材料迅速冷却后形成立体实物。以上描述的打印过程中,涉及到的物态变化和吸放热,下列表述正确的是( )
A.先熔化放热,后凝固吸热
B.先升华放热,后液化吸热
C.先熔化吸热,后凝固放热
D.先液化吸热,后凝华放热
【变式1-1】(2025·四川宜宾·中考真题)如图,下列描述晶体凝固的温度随时间变化曲线符合实际的是( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】(2024·山东日照·中考真题)利用图甲所示的实验装置来探究冰的熔化规律,根据实验数据画出冰熔化过程的“温度—时间”图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.试管中装上适量碎冰进行实验,因为碎冰比大块冰的比热容小,熔化的更快
B.实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,说明冰的熔点为-3℃
C.由图乙可知,在的时间内碎冰停止吸热
D.时间内的温度变化比时刻后的温度变化快,原因是水的比热容比冰的大
【变式1-3】(2025·福建·中考真题)防冻液是一种用于汽车发动机冷却系统的特殊液体。为判断某防冻液在最低气温为-25℃的某地区能否使用,利用图甲装置进行实验。
(1)烧杯中装有适量防冻液,置于制冷剂中,用温度传感器每隔1min记录防冻液的温度,绘制温度随时间变化的图像,如图乙。观察到14~20min防冻液处于固液共存状态,分析图像可知:防冻液在凝固过程中温度 ,凝固点为 ℃,由此判断该防冻液 在该地区使用;
(2)装制冷剂的容器外壁出现霜,这是空气中水蒸气 形成的小冰晶。
⚡基础速刷
1.烹饪社团课深受大家喜爱,同学们既能学习厨艺,又能品尝美食。小明从冰箱冷藏室拿出一瓶饮料,过一会儿发现饮料瓶表面“出汗了”,此现象涉及的物态变化是( )
A.熔化 B.凝固 C.汽化 D.液化
2.物理知识与生活息息相关,例如把鱼埋在冰块中,主要是利用了冰___________(填物态变化)时吸热的特点来保鲜鱼;在冰雪覆盖的路面上撒些盐便于除雪,这是为了降低冰雪的___________。
3.2025年1月20日,第九届亚冬会火种在黑龙江哈尔滨成功采集。本届亚冬会火种采集的不同之处在于“以冰燃火”,采火装置是一块直径达60厘米、重达37公斤的“冰透镜”,为了快速点燃火种,应将燃料放在凸透镜的 ___________ 位置,冰属于 ___________ (选填“晶体”或“非晶体”)。
4. 中考期间天气炎热,如图1所示,同学们吃雪糕时雪糕附近会冒出“白气”,这些“白气”是空气中的水蒸气遇冷___________(填物态变化)成小水珠形成的。如图2所示,在东北特别寒冷的冬季可以做到泼水成“雪”。泼水成“雪”的过程中,需要___________热量。
5. 我国古代科技著作《天工开物》里记载了铸造“钟”和“鼎”的方法,先用泥土制作“模骨”,“干燥之后以牛油、黄蜡附其上数寸”,在油蜡上刻上图案,然后在油蜡的外面用泥土制成外壳。干燥之后,“外施火力炙化其中油蜡”,即让油蜡_________,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”。(以上两空均选填物态变化名称)
6. 2025年亚洲冬季运动会雪场采用了人工造雪,即利用高压空气将水变成雾状喷出,雾滴在低温环境下快速形成冰晶。该过程中发生的物态变化及对应的吸、放热情况是( )
A.凝固,会吸收热量 B.凝固,会放出热量
C.液化,会吸收热量 D.液化,会放出热量
7. 下列关于固体的熔化时温度的变化规律的说法正确的是___________
A.固体都有一定的熔点
B.固体在熔化时都要吸热,但温度保持不变
C.固体在凝固时都要放热,温度降低
D.晶体熔化时吸热,温度保持不变
E.晶体凝固时放热,温度保持不变
F.同种物质的熔点和凝固点相同
G.冰在熔化过程中,持续吸热,温度保持不变
H.晶体和非晶体熔化时都要吸热
8. 蔬菜速冻是以低温速冻方式保存蔬菜的加工方法,通过速冻,使蔬菜中的液态水形成冰晶,在不加防腐剂和添加剂的情况下,较大程度抑制微生物的生长,保持蔬菜原有的色泽、风味和各种营养,使蔬菜得以长期保存。以下是四种蔬菜最大冰晶生成带的温度,哪种蔬菜放进冰箱最先形成冰晶( )
A.茄子 B.南瓜
C.白薯 D.芦笋
9. 几种物质的熔点如表所示,由表中数据可以得出的正确结论是( )
物质
水银(固)
铜
酒精(固)
钨
铝
钢
纯铁
熔点/℃
-39
1083
-117
3410
660
1515
1535
A.电灯泡内的灯丝宜用钨丝制作,因为它的熔点较高
B.水银温度计在气温为的地方不能使用
C.用铜锅冶炼钢是可以的
D.纯铁掉入钢水中一定能够熔化
10. 小明用如图甲的装置来“探究冰熔化前后的温度的变化规律”。
(1)安装实验器材时,小明应按照 ___________ 的顺序进行;
(2)实验时,用“水浴法”给试管加热,而不用酒精灯直接给试管加热,目的是为了 ___________ ;
(3)根据实验数据画出了图乙中的温度﹣时间图像ABCD,由图像可以推知冰是 ___________ (选填“晶体”或“非晶体”),依据是冰在熔化时持续吸热且温度 ___________ ;
(4)第7min时,试管内物质处于 ___________ 态;
(5)另一小组的同学在利用相同的器材进行实验时,观察到冰在熔化时温度计示数缓慢上升。产生这一现象的原因可能是 ___________ 。
A.温度计的玻璃泡碰到了试管壁
B.对试管内固体不断搅拌
C.烧杯中的水过多
🚀能力跃升
11. 大雪过后路面结冰,环卫工人会在公路上撒盐,如图甲所示,使路面的冰及时融化,确保了行人和车辆的出行安全。为了弄清其中缘由,小张做了一组关于冰熔化的实验。
(1)如图乙,在组装实验器材时,应按照______(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装,_____(选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。
(2)实验采用温度计测量温度,它是根据液体的_______原理制成的。实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,则示数是________℃。
(3)加热一段时间后,小张根据记录的实验数据在丁图中绘制了A图像,由此可知冰是________(选填“晶体”或“非晶体”)。通过实验可知,冰熔化的特点是______________。
(4)完成上述实验后,小张又取了适量淡盐水制成碎盐冰,用相同的热源再次加热,得到丁图中B图像;取适量浓度更大一些的盐水制成碎盐冰,用相同的热源加热,得到丁图中C图像。由以上实验可知,加入盐后冰的熔点会__________(选填“升高”、“降低”或“不变”)。
12. 某小组同学探究“水凝固时温度的变化特点”,所用器材有电子数显式温度计A和B、大试管、烧杯、水、食盐水等,实验装置如图所示。
(1)实验中需要用-18℃食盐水作为降温物质,那么配制的食盐水应放在冰箱__________(选填“冷冻室”或“冷藏室”)一段时间后再使用。
(2)实验中,若温度计A的探头接触试管底,测量的温度会偏__________。
(3)记录的实验数据如下表。
时间t/min
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
盐水的温度T1/℃
-16.9
-16.7
-16.6
-16.5
-15.8
-14.8
-13.9
-13.1
-12.4
-12.2
水的温度T2/℃
3.5
2.2
1.0
0.1
0
0
0
0
-2.5
-4.5
水的状态
液态
固液共存态
固态
①根据实验信息,得出的探究结论是:水凝固时,温度__________。
②假设盐水升温过程中,单位时间内从空气中吸收的热量相同。由实验数据可看出:5~8min与1~4min相比,盐水升高的温度多,说明水凝固放出的热量__________水降温放出的热量。
③5~8min,试管中的物质内能__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)北方的冬天,在存放蔬菜的地窖里放几桶水,可以防止蔬菜冻坏。请写出其物理原理。
13. 完成探究“固体熔化时温度的变化规律”实验后,甲、乙、丙三个实验小组根据实验数据描出的温度随时间变化的图像如图所示。下列判断中正确的是( )
A.甲、乙两组实验使用的物质是晶体,丙组使用的物质是非晶体
B.同一晶体的凝固点与熔点不相同
C.甲和乙两个实验组使用的是相同的物质
D.丙组实验过程中,每段时间温度的变化相同
14. 冬天,小伟发现:同时将浸泡鱼片的水和浸泡鱼片的盐水放在室外的阳台上,浸泡鱼片的水结冰,而浸泡鱼片的盐水却未结冰。盐水未结冰与盐水的浓度有关吗?小伟学习小组的同学们将盛有盐水的烧杯放入冰箱的冷冻室内,并将温度计正确插入盐水中,每隔2min观察一次温度计数据和物质所处的状态,并将数据和物质状态记入下表中。
时间/min
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
温度/℃
4
2
0
-2
-4
-6
-8
-8
-8
-8
-9.6
状态
液
液
液
液
液
液
液、固
液、固
液、固
固
固
(1)根据上表数据,请在图中绘制出整个过程中盐水温度随时间变化的图像。
(2)分析图像可知,该盐水的凝固点是__________℃。请你结合该实验结论,列举一种该结论在日常生活中的应用:__________。
15. 如图为某物质凝固与熔化过程中的温度—时间图像,下列判断正确的是( )
A.物质在EF段时,处于固态 B.该物质凝固过程用时4min
C.物质在BC段吸热,但温度不变 D.物质为晶体,其熔点为55℃
16. 如图所示的西周晋候鸟尊是中国青铜器中罕见珍品。制作鸟尊青铜器时,先用泥土制成“内范”,在其外部涂适当厚度的蜡,将蜡雕刻成所需形状,称之为“模”,然后在“模”的外面用泥土制成“外范”。通过加热使蜡液流出形成空腔(模具),在空腔中倒入青铜液,待青铜液冷却后,打碎“外范”和“内范”,就得到与“模”一样的青铜器。下列有关说法正确的是( )
A.蜡熔化时温度不变,蜡是晶体
B.将青铜加热到液态是熔化过程,需要放热
C.青铜液冷却到固态是凝华过程,需要吸热
D.青铜液冷却到固态是凝固过程,需要放热
🌟思维挑战
17. 小州同学看到环卫工人在冰雪覆盖的道路上洒盐,她想:含盐的冰熔化时跟纯净的冰熔化时特点有何不同?含盐浓度不同的冰,熔化特点有无区别?为此,她进行了下列探究过程:
她用同样多的纯水、淡盐水、浓盐水分别制得纯冰、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0.5分钟记录一次温度计的示数,同时观察试管中冰块状态的变化。在相同条件下测量三者的温度变化,得到如图所示的三条温度变化曲线(①纯冰、②淡盐冰、③浓盐冰)。
(1)在选择冰块吸热方式时,现有如图所示的三种方法,A(开水加热装置)、B(酒精灯直接加热装置)、C(室温下放置的装置),最佳的方法是__________(选填“A”、“B”或“C”)装置;(实验环境温度大约是10℃)
(2)根据曲线图可知:利用盐水制成的冰__________(选填“是”或“不是”)晶体;浓盐冰的熔点是__________℃;
(3)根据分析可以得到:在冰雪覆盖的道路上洒盐,可以__________(选填“提高”或“降低”)冰的熔点;并且含盐浓度越高的冰,能在更__________的温度下熔化;
(4)她通过分析实验数据和图线,又有了新发现:含盐浓度越高的冰,熔化前升温越__________。
18. 小明分别采用如图甲、乙所示的实验装置探究冰和石蜡的熔化特点。
(1)实验中采用“水浴法”而不直接用酒精灯加热,除了能减缓升温之外还能________;
(2)小明发现还未用酒精灯加热,试管中的冰就开始熔化了,此时冰熔化_________(选填“需要”或“不需要”)吸收热量;
(3)如图丙所示是根据冰从开始加热到熔化成水一段时间记录的数据绘制的图像,由图像可知:冰熔化时温度变化特点是_________;图线ab段比cd段升温快是因为_________;
(4)如图丁所示是根据石蜡从开始加热到变成液态一段时间记录的数据绘制的图像,图中ef段石蜡在加热时温度不变的原因是__________;
(5)若冰熔化成水后,甲装置持续加热,试管中的水________(选填“会”或“不会”)沸腾。
19. 小红同学利用如图甲所示装置对100g冰加热,她每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态,图丙是她根据记录的数据绘制的温度-时间图像。
(1)如图甲装置,对冰进行“水浴”法加热,而不是直接用酒精灯加热,这样做的好处是______;使温度计示数更符合晶体熔化规律。
(2)将温度计正确插入碎冰中,观察温度计示数时视线如图A、B、C所示,其中正确的读法是______视线,如果从视线A读数,会导致测量结果______(选填“偏大”或“偏小”),如图乙所示,此时温度计的示数是______℃;
(3)根据图像丙可知:______段表示冰的熔化过程(选填“AB”、“BC”或“CD”),熔化过程中温度______(选填“升高”、“降低”、“不变”或“先升高再不变”),第10min物质处于______态(选填“固”、“液”或“固液共存”);
(4)如图丁是另一位同学在完成同一实验时绘制的温度-时间图象,老师认为他的数据有问题,老师作出这样的判断的依据是______。
20. 跨学科实践活动
2024年11月25日,沈阳地区迎来了一场大雪,好像是在向人们宣告冬天来了!爱学习的小明同学对与雪相关的一些场景展开项目探究。
【项目分解】
(1)小明同学站在雪地上抬头仰望,纷纷扬扬,徐徐下落的雪花,发出柔和的沙沙声,像是天地间最美的旋律,小明沉醉其中,恍惚间,感觉自己飞向了天空。
(2)大雪过后,感觉这个世界安静了许多,同时也对“下雪不冷,化雪冷”这句民间谚语有了亲身的感受。
(3)交警和路政部门,第一时间向路面洒除雪剂。(就是工业盐,不能食用)
【项目实施】
(1)小明感觉自己飞向了天空,是以 为参照物;
(2)雪后感觉安静主要原因:一是雪后出行的车辆和人员大量减少,相当于在 处减弱噪声;二是雪花轻盈落地后会形成蓬松多孔的雪地,当声音遇到这种结构的物体时,会在小孔和缝隙中发生多次反射,逐渐消耗声音的能量,相当于在传播过程中减弱噪声。而民间谚语的“化雪冷”是因为 ,导致周围环境温度降低;
(3)通过实验知道向路面洒除雪剂的原因;
准备200毫升水,并向水中加盐,测出盐水的凝固点,记录在表中,继续加盐。多次记录盐水的凝固点,数据如下表所示
加盐量(汤勺数)
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
凝固点(℃)
-2
-4
-6
-8
-11
-15
-18
-17
-8
-4
分析表中数据可知,当水中加盐量增大时,其凝固点 (填变化规律);
【项目拓展】
(1)通过今天的研究,小明联想到电影院或音乐厅需要大量的隔音材料,这些隔音材料应该制成 的结构;
(2)冬季汽车使用的防冻液和防冻玻璃水也是通过在水中加入适量的某种物质后,使液体的凝固点 ,防止凝固的。
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4.2 熔化和凝固
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 熔化和凝固及其热点
考点02 熔点和凝固点
03 避坑指南·解题通法
角度01 熔化的概念及现象
角度02 凝固的概念及现象
角度03熔化与凝固的吸放热
角度04 熔点和凝固点
角度05 探究晶体熔化特点实验
角度06 熔化和凝固的图像
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1. 理解熔化、凝固定义,知道熔化吸热、凝固放热。
2. 区分晶体与非晶体,掌握熔点、凝固点概念,记住同种晶体熔点=凝固点。
3. 看懂晶体、非晶体熔化/凝固温度变化图像,提取熔点、吸放热信息。
4. 能用熔化凝固吸放热规律解释冰雪融化、防冻剂等生活现象。
1.海波、石蜡熔化实验对比,归纳晶体、非晶体温度变化差异。
2.拆分温度图像分段分析,区分升温、恒温、降温阶段。
3.梳理晶体熔化、凝固的两个条件(温度达标 + 持续吸 / 放热)。
考点01 熔化和凝固及其特点
1、熔化和凝固的概念
(1)熔化:物质从固态变为液态的过程叫熔化。如冰熔化成水。
(2)凝固:物质从液态变为固态的过程叫凝固。如水结成冰。
2、探究固体熔化时温度的变化规律实验
【提出问题】不同物质在由固态变成液态的过程中,温度变化规律相同吗?
【猜想与假设】(1)不同物质在由固态变成液态过程中,温度变化规律相同;(2)不同物质在由固态变成液态过程中,温度变化规律不同。
【设计实验】探究海波(硫代硫酸钠)和石蜡的熔化过程。分别取适量的海波和石蜡(研碎),对它们进行加热,测出加热过程中的温度,观察熔化的情况,根据记录的数据绘制图像,比较二者熔化时温度的变化规律。
实验器材:铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、停表、海波、石蜡、水等。
实验装置:如图。
【进行实验与收集证据】(1)在两个分别盛有海波和石蜡的的试管中各插入一个温度计,再将试管放入盛水的烧杯中,使试管均匀受热;
(2)用酒精灯外焰对烧杯缓慢加热,观察海波和石蜡的变化情况,以及温度计示数的变化;
(3)待海波温度升至40℃、石蜡温度升至50℃,没隔1min记录一次温度计的示数,在海波和石蜡完全熔化后再记录3—4次。数据记录如表所示。
【分析论证】
(1)以方格纸上的纵轴表示温度,横轴表示时间,将表1、表2中的数据分别在两方格纸上描点,然后再将所有的点用平滑的曲线连起来,得到海波和石蜡温度随时间变化的图像,如图所示。
海波温度随时间变化图像 石蜡温度随时间变化图像
(2)分析图像:根据海波熔化图像的特征,可将整个过程分为三个阶段:0-4min、4min-8min、8min-12min,结合实验数据可以看出。
①0-4min,海波是固态,这段时间海波吸热,温度不断升高;
②4min-8min,海波是固液共存,这段时间海波吸热熔化,但温度保持不变(48℃);
③8min-12min,海波完全变为液态,这段时间海波吸热,温度不断升高。
结合石蜡的熔化图像可知石蜡的熔化情况与海波不同;随着加热时间的增加,石蜡由固态慢慢地变软、变稠、变稀,逐渐熔化为液态,这个过程石蜡不断吸热,温度逐渐升高,没有明显的拐点。
【实验结论】两种固体熔化过程的主要区别是:海波有确定的熔化温度,石蜡没有确定的熔化温度。
3、液体凝固的特点
(1)海波熔化结束后,停止加热,海波温度逐渐降低,但并不会凝固,只有当温度降到48℃时,海波才开始凝固,且在凝固过程中,海波的温度保持不变,直到全部凝固后温度才会继续下降。
(2)对液态的石蜡停止加热时,石蜡逐渐由稀变软最后变成固态,在这一过程中,石蜡的温度不断降低。
(3)由此可知,凝固过程是熔化的逆过程,当物质由液态变成固态时,会向外放出热量。
4、熔化吸热、凝固放热:晶体在熔化或凝固过程中,虽然温度保持不变,但必须继续吸热或放热,才能保证熔化或凝固过程的完成。可见,晶体熔化或凝固过程中吸收或放出的热量,不是用来升高或降低温度的,而是用来完成熔化或凝固的。同样,非晶体在熔化或凝固时也要相应地吸热或放热,只是边升温边熔化或边降温边凝固。
5、熔化、凝固的应用
(1)用0℃的冰冷却饮料比用0℃的水效果要好,是因为0℃的冰熔化成0℃的水要吸热。
(2)夏天吃雪糕感觉凉快,是因为雪糕与凉水相比,要从人体吸收更多的热量。
(3)北方的冬天,为了很好地保存蔬菜,人们通常在菜窖放几桶水,这是因为水结成冰时放热,使菜窖内的温度不会太低。
6、晶体的熔化、凝固曲线:
熔化过程:
(1)AB段,物体吸热,温度升高,物体为固态。
(2)BC段,物体吸热,物体温度达到熔点(50℃),开始熔化,但温度不变,物体处在固液共存状态。
(3)CD段,物体吸热,温度升高,物体已经熔化完毕,物体为液态。
凝固过程:
(4)DE段,物体放热,温度降低,物体为液态。
(5)EF段,物体放热,物体温度达到凝固点(50℃),开始凝固,但温度不变,物体处在固液共存状态。
(6)FG段,物体放热,温度降低,物体凝固完毕,物体为固态。
【深化点拨】
1.熔化与溶化的区别
(1)熔化:从固态变成液态,构成物质的种类没变。
(2)溶化,即固体溶解,指一种物质均匀地分散在另一种物质中。
2.熔化吸热、凝固放热解题思路点拨:物态变化,需要知道物质变化前后的状态,再根据物态变化的定义确定物态变化的名称,同时还需要掌握每一种物态变化的吸、放热情况。
3.根据过程判断图像
(1)先判断温度的变化趋势:温度有上升的趋势,则为熔化图象;温度有下降的趋势,则为凝固图象。
(2)再判断是晶体还是非晶体:温度有一段时间不变,则为晶体;温度不断变化,则为非晶体。
1.把盛有碎海波的大试管插入烧杯里的碎海波中,如图所示,用酒精灯对烧杯底部慢慢加热,当烧杯中的海波有大部分熔化时(试管底部不与烧杯底部接触),试管中的海波( )
A.熔化一部分 B.全部熔化
C.一点也不熔化 D.无法判断
【答案】C
【详解】海波是晶体,若给烧杯中的海波加热时,烧杯中的海波会熔化,但完全熔化前温度保持不变,所以试管中的海波可以达到熔点,但由于温度相同没有热传递,则不能从烧杯中继续吸热,所以不能熔化。
故选C。
2. 商周时期,我国劳动人民就熟练掌握了青铜器铸造技术。铸造青铜器时,工匠将铜料加热化为铜液注入模具,铜液在模具中冷却成型,青铜器铸造初步完成。青铜器铸造过程中的物态变化是先 后 。
【答案】 熔化 凝固
【详解】[1][2]在青铜器铸造过程中,工匠将铜料加热化为铜液,铜由固态变为液态,是熔化过程;铜液注入模具后,铜液由液态变为固态,是凝固过程。
3. 在“探究某固体熔化时温度的变化规律”的实验中, 小明采用水浴法进行加热, 如图甲所示。
(1)组装下列实验器材时, 其合理的先后顺序是 (填序号);
①试管、温度计 ②陶土网
③装水的烧杯 ④酒精灯
(2)用水浴法加热的主要目的是使试管内的物质 ;
(3)小明根据实验测得的数据作出图象, 如图乙所示。由图象可知:
①该物质在第8min时处于 状态;
②该物质为 (填“晶体”或“非晶体”);
③其熔化的特点是持续 ;
④该熔化过程持续 min。
【答案】(1)④②③① (2)受热均匀 (3)固液共存 晶体 吸热,温度保持不变 7
【详解】(1)组装下列实验器材时,其合理的先后顺序是:先点燃酒精灯,根据外焰的高度确定石棉网的位置,再将装水的烧杯放到石棉网上,把试管放入烧杯中,最后根据温度计的使用规则挂好温度计,故先后顺序是④②③①。
(2)将装有海波的试管放入水中加热,而不是用酒精灯直接对试管加热,这是水浴法,采用水浴法,可以使试管中固体受热均匀,并且温度上升速度较慢,便于及时记录各个时刻的温度。
(3)[1]由图乙知,6-13分钟,吸热但温度保持不变,处于熔化过程,该物质在第8min时处于固液共存状态。
[2]熔化过程中温度保持不变,有固定的熔点,所以该物质为晶体。
[3]由前面的分析知,其熔化的特点是持续吸热,温度保持不变
[4]该熔化过程持续时间为
t=13min-6min=7min
考点02 熔点和凝固点
1、晶体和非晶体
分类
定义
常见物质
晶体
有些固体物质在熔化过程中尽管不断吸热,温度却保持不变,有固定的熔化温度,这类固体叫晶体
海波、冰、萘、食盐、金属、固态水银等
非晶体
有些固体在熔化过程中,只要不断吸热,温度就不断上升,没有固定的熔化温度,这类固体叫非晶体
石蜡、松香、玻璃、沥青、塑料、橡胶等
2、熔点与凝固点
(1)熔点:晶体熔化时的温度叫熔点。晶体不同,熔点一般不同;非晶体没有确定的熔点。
(2)凝固点:液体凝固成晶体时有确定的温度,这个温度叫凝固点。同一物质的凝固点和熔点相同。非晶体没有确定的凝固点。
3、熔化与凝固图像
(1)熔化图像
①如图甲所示,为晶体熔化图像。AB段所对应的时间内物质是固态,吸热升温;在B点时,物质开始熔化,到C点熔化结束;BC段表示熔化过程,物质处于固液共存态,温度保持不变;CD段所对应的时间内物质是液态,吸热升温。
②如图乙所示,为非晶体熔化图像。由图像可知:非晶体在熔化过程中不断吸热,温度不断上升。
③无论晶体还是非晶体,熔化过程中都吸热。
(2)凝固图像
①如图甲所示,为晶体的凝固图像。EF段所对应的时间内物质是液态,放热降温;在F点物质开始凝固,到G点凝固结束;FG段表示凝固过程,物质处于固液共存态,温度保持不变;GH段所对应的时间内物质是固态,放热降温。
②如图乙所示,为非晶体凝固图像。由图像可知:非晶体在凝固过程中不断放热,温度不断降低。
③无论晶体还是非晶体,凝固过程中都放热。
4、晶体熔化与凝固的条件
(1)晶体熔化条件:①温度达到熔点;②继续吸热。
(2)晶体凝固条件:①温度达到凝固点;②继续放热。
5、晶体和非晶体熔化、凝固现象的比较
晶体
非晶体
熔化过程中
吸收热量、温度不变
吸收热量、温度升高
凝固过程中
发出热量、温度不变
发出热量、温度下降
熔点、凝固点
有熔点、凝固点,同种晶体熔点和凝固点相同
没有确定的熔点和凝固点
熔化条件
温度达到熔点、继续吸热
不断吸收热量
凝固条件
温度达到凝固点、继续放热
不断发出热量
熔化图像特征
曲线总体处于上升趋势,中间有反映温度不变的水平线段
曲线总体处于上升趋势,始终没有水平段
凝固图像特征
曲线曲线总体处于下降趋势,中间有反映温度不变的水平段
曲线总体处于下降趋势,始终没有水平段
【深化点拨】
1.晶体熔化的特点
(1)有固定熔点,并达到熔点才能熔化。
(2)熔化过程中不断吸热,但温度不变。
(3)熔化过程中可能是固态,液态,固液混合态。
2.非晶体熔化的特点
(1)没有有固定熔点。
(2)熔化过程中只要不断吸热,温度就不断上升。
3.同种晶体熔点和凝固点相同,不同晶体熔点不同,晶体熔化的条件:达到熔点,继续吸收热量.凝固的条件:达到凝固点,继续放热,利用这些特点才能解题。
(1)除了掺入杂质以外,改变压强也可以影响熔点和凝固点。
(2)解题时,理解题目中的条件,比如是否涉及到改变压强或添加杂质等因素。
4.晶体与非晶体熔化和凝固的温度曲线的区别
(1)温度的变化趋势:温度有上升的趋势,则为熔化图象;温度有下降的趋势,则为凝固图象。
(2)晶体还是非晶体:温度有一段时间不变,则为晶体;温度不断变化,则为非晶体。
1. 一场冬雨使停在马路旁的汽车覆盖一层冻冰,冻冰是雨水 形成的;向汽车挡风玻璃上泼洒冬季玻璃水,可以快速除冰,这是由于向冻冰上泼洒冬季玻璃水,可以降低冻冰的 ,使冻冰在寒冷低温下快速熔化。
【答案】 凝固 熔点
【详解】[1]固态的冻冰是液态的雨水凝固形成的。
[2]向冻冰上泼洒冬季玻璃水,可以使冻冰在寒冷低温下快速熔化,说明向冻冰上泼洒冬季玻璃水,可以降低冰的熔点,使冰在较低温度就可以熔化。
2. 表中列出了几种物质在标准大气压下的熔点。请根据此表数据判断下列说法正确的是( )
物质名称
固态水银
金
铜
铁
钨
固态氢
熔点/℃
-38.8
1063
1083
1535
3410
-259
A.真金不怕火炼,金项链放入铜水中不会熔化
B.常温下的氢是气体,零下255℃时的氢是固态
C.钨是一种特殊材料,用钨制成的灯丝不易熔断
D.水银温度计可测零下40℃的气温
【答案】C
【详解】A.铜的熔点1083℃,铜水的温度至少是1083℃,而金的熔点是1063℃,即铜水的温度更高,所以金项链放在铜水中会熔化,故A错误;
B.氢的熔点是-259℃,零下255℃的氢是高于熔点的,所以零下255℃的氢是液态,故B错误;
C.钨的熔点是3410℃,灯丝发光时的温度大约是2000℃,低于钨的熔点,则用钨制成的灯丝不易熔断,故C正确;
D.固态水银的熔点是-38.8℃,则水银的凝固点也为-38.8℃,零下40℃低于水银的凝固点,此时水银已经凝固,不能根据液体热胀冷缩的性质工作,所以不能用水银温度计测零下40℃的气温,故D错误。
故选C。
3. 图甲是用海波和石蜡“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)开始实验后,某一时刻温度计的示数如图甲所示,温度为 ℃。
(2)根据实验数据绘制的两种物质熔化时温度随时间变化图像如图乙所示,由图像可知石蜡是 (选填“晶体”或“非晶体”),海波熔化持续了 min。
(3)由实验可得到晶体熔化特点:吸收热量,温度 。
(4)由实验可知,晶体的温度是熔点时,可能处于________。(选填字母)
A.固态 B.液态 C.固液共存态
【答案】(1)38 (2)非晶体 6 (3)不变 (4)ABC
【详解】(1)图甲中,温度计的分度值为1℃,其读数为38℃;
(2)[1]由图乙知,石蜡熔化时,没有固定的温度,则石蜡属于非晶体;
[2]海波熔化的时间段为:从第4min开始熔化,到第10min熔化结束,所以海波熔化持续的时间为6min;
(3)海波在熔化过程中,需要持续进行加热,结合图象可知,熔化特点是持续吸热,温度不变;
(4)同种晶体的熔点等于凝固点,晶体在熔点或凝固点时,物质可能是固态,可能是液态,可能是固液共存;
故选ABC。
熔化和凝固的综合应用及解题步骤
1.晶体与非晶体:必须“分清”有无熔点
(1)核心规则
晶体:有固定的熔化温度(即熔点)。在熔化过程中,吸热但温度保持不变。
常见例子:海波、冰、石英、水晶、食盐、明矾、萘、各种金属。
非晶体:没有固定的熔点。在熔化过程中,吸热且温度持续上升,先变软再变稀最后变成液体。
常见例子:蜡、松香、玻璃、沥青。
(2)易错示范
错误观点:“只要吸热,物体的温度就会升高。”
正确理解:晶体在熔化过程中(或液体在沸腾时),虽然持续吸热,但温度是保持不变的。
2.熔化与凝固图像:必须“看懂”水平线段
(1)看趋势:
温度随时间整体呈上升趋势→熔化图像(吸热)。
温度随时间整体呈下降趋势→凝固图像(放热)。
(2)看形状:
有一段水平线段(温度不变)→晶体。水平段对应的温度就是熔点(或凝固点)。
是一条平滑曲线(无水平段)→非晶体。
(3)操作方法:看到图像中有“平台”(水平段),直接判定为晶体。此时物质处于固液共存态。
同一种晶体的熔点和凝固点是相同的。
3.熔化与凝固的条件:必须“满足”两个要素
(1)核心规则:
晶体熔化条件:①温度达到熔点;②继续吸热。(缺一不可,若达到熔点但不能吸热,则不会熔化)。
晶体凝固条件:①温度达到凝固点;②继续放热。
(2)生活应用(易考点):
下雪不冷化雪冷:雪熔化时需要从空气中吸收大量的热,导致气温降低。
北方冬天菜窖放水:水在凝固成冰的过程中会放出热量,防止窖内的菜冻坏。
吃雪糕解暑:雪糕在口中熔化吸热,带走身体的热量。
角度01 熔化的概念及现象
1. 打铁花(如图所示)是流传于豫晋地区的民间传统烟火,被击打后的铁花纷飞场面蔚为壮观。将铁加热烧成铁汁的过程中发生的物态变化是( )
A.熔化 B.凝固 C.液化 D.凝华
【答案】A
【详解】铁汁是液态的铁水,将铁加热烧成铁汁的过程是铁由固态变为液态的过程,是熔化现象,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2. 2025年初,我国科学家在天宫空间站首次制出工业级铌(ní)合金,其熔点超过2400℃。在太空中利用激光精确加热悬浮的铌合金颗粒使其________(填写物态变化的名称)为液态,液态金属铌合金能凌空漂浮,避免了金属与容器接触可能产生的污染,使材料纯度得以提高。铌合金颗粒变成液态金属铌合金的过程中其温度将________。
【答案】 熔化 保持不变
【详解】[1]在太空中用激光加热铌合金颗粒,其由固态变为液态,所以物态变化是熔化。
[2]由题意知,铌合金的熔点超过2400℃,有固定熔点,属于晶体,所以熔化时吸热但温度保持不变。
3. 夏天吃冰棒解暑,是因为冰棒在口中________(填写物态变化),此过程会______(选填“吸热”或“放热”),从而降低口腔和身体的温度,让人感觉凉爽。
【答案】
熔化
吸热
【详解】[1]物质由固态变为液态的过程叫作熔化。
[2]冰棍在口中由固态变为液态,发生了熔化,且熔化吸热,降低口腔的温度,所以使人感觉凉快。
角度02 凝固的概念及现象
4. 冻豆腐(如图)是一种传统豆制品,由新鲜豆腐冷冻后再解冻而成,因其孔隙多、弹性好、营养丰富,味道也很鲜美,深受人们喜爱。人们制作冻豆腐主要是想办法去除新鲜豆腐中的水分。制作冻豆腐的过程中豆腐中的水分分别经历了____________和______________的物态变化。
【答案】 凝固 熔化
【详解】[1][2]人们制作冻豆腐时为了去除新鲜豆腐中的水分,先把新鲜豆腐放入冰箱的冷冻室,豆腐中的水会凝固成小冰晶,同时体积变大,将整块豆腐挤压成蜂窝形状,然后把豆腐从冰箱冷冻室取出,一段时间后小冰晶熔化成水,水从豆腐中渗漏出来,豆腐中就会出现许多孔,于是多孔隙、弹性好、营养丰富、味道鲜美的冻豆腐就制成了。
5. 如图所示,国家级非物质文化遗产“打铁花”是将高温下生铁化成的铁水用力泼洒出去,铁水形成铁屑的过程。关于“打铁花”过程,下列分析正确的是( )
A.“打铁花”时,铁水温度一直上升 B.“打铁花”表演伴随着凝固物态变化过程
C.“打铁花”表演伴随着液化物态变化过程 D.“将铁水泼洒出去”时,铁水在持续吸热
【答案】B
【详解】“打铁花”的核心过程是高温液态的铁水被泼洒到空气中,遇冷后变成固态的铁屑。这一过程属于凝固,即物质从液态变为固态的物态变化。因为铁是晶体,在凝固过程中温度保持不变,所以铁水温度而非一直上升,而凝固是放热过程,铁水在变成铁屑时会向周围环境放热,而非持续吸热。故ACD错误,B正确。
故选B。
6.如图所示,3D打印机会先将固态材料在高温下__________(填物态变化名称)成液态材料,此过程需要__________热量;打印时喷头按照3D图纸将液态材料挤出,材料冷却后形成立体实物,此过程需要__________热量(后两空选填“吸收”或“放出”)。
【答案】 熔化 吸收 放出
【详解】[1][2]在打印过程中,将固态材料在高温下变成液态材料,属于熔化现象,熔化吸热。
[3]材料冷却后形成立体实物是则液态重新变为固态,属于凝固现象,凝固过程中需要放出热量。
角度03 熔化与凝固的吸放热
7. 如图所示,“兽面纹铜方鼎”是洛阳博物馆的十大镇馆之宝之一。制作青铜器时,先用泥土制成“内范”,在其外部涂适当厚度的蜡,将蜡雕刻成所需形状,称之为“模”,然后在“模”的外面用泥土制成“外范”。通过加热使蜡液流出形成空腔(模具),在空腔中倒入青铜液,待青铜液冷却后,打碎“外范”和“内范”,就得到与“模”一样的青铜器。关于制作过程的分析正确的是( )
A.蜡液冷却为固态的过程中,温度不变
B.青铜和蜡熔化过程中,温度均保持不变
C.将蜡加热到液态是熔化过程,会放出热量
D.青铜液冷却到固态是凝固过程,会放出热量
【答案】D
【详解】A.蜡是非晶体,凝固的过程中释放热量,温度降低,故A错误;
B.青铜是晶体,熔化的过程中温度不变,蜡是非晶体,熔化的过程温度不断升高,故B错误;
C.将蜡加热到液态是熔化过程,熔化吸热,故C错误;
D.物质由液态变为固态的过程叫做凝固,凝固过程放热,故D正确。
故选D。
8. 如图所示的棉花糖是许多同学喜爱的零食, 制作过程中利用高温将白糖 (填物态变化名称, 下同) 成液态, 白糖液体通过机器的微孔甩出, 遇空气后 成细丝, 将细丝缠绕在一根竹棍就变成了棉花糖, 白糖液体变成细丝的过程需要 (填“吸热”或“放热”)。
【答案】 熔化 凝固 放热
【详解】[1]加热让白糖变成糖浆,即由固态变为液态,这是熔化过程。
[2][3]白糖液体通过机器的微孔甩出,遇空气后凝固成固态的细丝,将细丝缠绕在一根竹棍就变成了棉花糖,该过程中需要放出热量。
9、在运输海鲜类食品时,人们常在食品周围放置一些冰块,防止温度过高、食品变质。下列做法与上述做法在物理原理上相同的是( )
A.冬天,在存放蔬菜的地窖里放几桶水
B.外卖员配送冰淇淋时,在外卖箱里放几个冰袋
C.将大葱埋藏,严寒来临前加盖草垛,以防受冻
D.吃不完的鱼肉放在冰箱里冷冻
【答案】B
【详解】在食品周围放置一些冰块,可以利用冰块熔化吸热,起到降温的作用。
A.冬天,在存放蔬菜的地窖里放几桶水可以利用水凝固放热,防止地窖温度降得太低,故A不符合题意;
B.外卖员配送冰淇淋时,在外卖箱里放几个冰袋,可以利用冰块熔化吸热,起到降温的作用,故B符合题意;
C.将大葱埋藏,严寒来临前加盖草垛,可以减少热量的传递,以防受冻,故C不符合题意;
D.吃不完的鱼肉放在冰箱里冷冻,属于凝固现象,故D不符合题意。
故选B。
角度04 熔点和凝固点
10. 水的凝固点是 0℃,酒精的凝固点是-117℃。冬天,室外已结冰。小明把酒精和水的混合液放到室外(室外温度大约-5℃) ,经过一段时间后,从室外取回混合液时,却发现混合液没有凝固。小明猜想:酒精含量越高,混合液凝固点越低。请你设计一个实验方案,验证小明的猜想是否正确。 (温馨提示:注意实验方案的可操作性)
(1)实验器材除了两个相同的杯子、酒精和水,还需要: 。
(2)实验步骤:①在两个相同的杯子中,分别装入适量的相同质量和温度的不同酒精含量的水;
②接下来的操作是: 。
(3)实验结论: ,则小明的猜想是 。
【答案】(1)两个相同的温度计,秒表 (2)见解析 (3)见解析 见解析
【详解】(1) 实验中为了进行对比,应选用两个相同的杯子,装相同质量的水,滴入不同量的酒精,用玻璃棒搅拌均匀,为了加快混合液的凝固速度,可将混合液装入冰柜中,并用温度计测量混合液的凝固点,用秒表测量凝固时间,故需要的实验器材除了两个相同的杯子,酒精和水,还需要两支相同的温度计,秒表。
(2)将两杯混合液体同时放入同一冰柜进行冷冻,每隔适当时间,观察两种混合液的状态,并用温度计测出两种混合液开始凝固时的温度。
(3)[1][2]若观察到酒精含量高的混合液开始凝固时的温度较低的现象,说明小明的猜想是正确的。
11. 如图所示,严寒的冬季,当桥面上结冰时,道路养护人员有时会往桥面上撒盐,这样做的主要原因是( )
A.盐与冰雪混合可提高水的凝固点 B.盐与冰雪混合可提高冰的熔点
C.盐与冰雪混合可降低冰的熔点 D.盐与冰雪发生化学反应放出大量的热
【答案】C
【详解】在严寒冬季当路面结冰时,往路面撒盐的主要作用是盐和冰雪混合可以降低冰的熔点,使冰熔化,可以减少因为路面结冰造成行车打滑出现的交通事故。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
12. 图所示甲、乙两种物质熔化时温度随时间的变化曲线,从图中给出的信息,我们可以判断 物质是晶体,该晶体的熔点是 ℃。
【答案】 乙 210
【详解】[1][2]据图可知,乙物质有固定的熔化温度,说明乙物质的晶体,且乙物质在温度210℃保持不变,说明该晶体的熔点是210℃。
角度05 探究晶体熔化特点实验
13. 小青和同学们利用如图甲所示的装置,做“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验。
(1)将装有适量碎冰的试管放入装有水的烧杯中加热,根据实验数据,小青绘制了冰的温度随时间变化的图像,在BC间这段时间内,物质处于__________态;
(2)在完成上述实验后,小青利用烧杯中的水继续做“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验。某时刻,温度计的示数如图丙所示__________;
(3)在将水加热至沸腾的过程中,同学们发现加热时间过长,可以通过_________措施,缩短加热时间。
【答案】(1)固液共存
(2)93
(3)见详解
【详解】(1)BC段为熔化过程,吸热且温度不变,表明冰属于晶体,故在BC段处于固液共存态。
(2)如图丙所示,温度计分度值为1℃,故此时读数为93℃。
(3)为了减少加热所用时间,可以适当减少水量,减少热量的损失或适当提高水的初始温度。
14. 实验小组探究“冰熔化时温度的变化规律”和“水沸腾时温度变化的特点”。
(1)组装实验器材时,应按______(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装。试管中装有适量碎冰,烧杯中盛有适量热水,烧杯中水面略高于试管中碎冰的上表面。组装完成的实验装置如图甲所示;
(2)①点燃酒精灯前,对实验装置进行检查,发现烧杯中的温度计安装出现错误,该错误是:______。改正错误并检查无其他错误后,继续实验;
②点燃酒精灯后,一边观察实验现象,一边记录加热时间和温度计示数。图乙是试管中温度计在某时刻的示数,其读数是______℃;
(3)根据实验数据绘制图象。绘制试管中物质温度随时间变化的图像,如图丙所示;绘制烧杯中物质温度随时间的变化图像,如图丁所示;
①分析图丙中图像可知,图丙中______(选填“AB”“BC”或“CD”)段图像能够反映冰熔化过程中温度随时间的变化规律;
②分析图丁中图像可知,水在沸腾的过程中,温度变化的特点是______;
(4)小明发现,试管中的碎冰完全熔化成水以后,继续加热,时刻以后的温度变化特点与水沸腾时的温度变化特点相同,所以他认为时刻以后试管中的水沸腾了。你认为该结论是否正确?请说明你的判断依据:______;
(5)实验小组对实验进行评估,认为将烧杯中的水加热至沸腾用时过长。若重新实验,使用原装置给同样多的碎冰加热,要明显缩短加热时间,对加入烧杯中的水可采取的合理措施是______(选填“提高水的初温”或“减少水的质量”)。
【答案】(1)自下而上
(2) 温度计的玻璃泡接触容器底 -3
(3) BC 保持不变
(4)见解析
(5)提高水的初温
【详解】(1)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杯底或杯壁,要自下而上安装实验装置。
(2)[1]由甲图可知,烧杯中的温度计的玻璃泡接触容器底,会导致测温不准。
[2]图乙中温度计分度值为1℃,液面在零刻度下方,则示数为-3℃。
(3)[1]冰是晶体,分析图丙中图像可知,图丙中BC段持续吸热,温度不变,是晶体的熔化阶段。
[2]分析图丁中图像可知,水在沸腾的过程中,持续吸热,温度不变。
(4)水沸腾的条件是达到沸点,且继续吸热。试管中的水从烧杯中的水吸热,达到沸点时,与烧杯中的水温度相同,不能继续吸热,所以不能沸腾。所以小明的结论错误。
(5)要明显缩短加热时间,可以提高烧杯中的水的初温,为确保继续用水浴法加热,不能减少水的质量。
15. 某小组同学探究“水凝固时温度的变化特点”,所用器材有电子数显式温度计A和B、大试管、烧杯、水、食盐水等,实验装置如图所示。
(1)实验中需要用-18℃食盐水作为降温物质,那么配制的食盐水应放在冰箱__________(选填“冷冻室”或“冷藏室”)一段时间后再使用。
(2)实验中,若温度计A的探头接触试管底,测量的温度会偏__________。
(3)记录的实验数据如下表。
时间t/min
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
盐水的温度T1/℃
-16.9
-16.7
-16.6
-16.5
-15.8
-14.8
-13.9
-13.1
-12.4
-12.2
水的温度T2/℃
3.5
2.2
1.0
0.1
0
0
0
0
-2.5
-4.5
水的状态
液态
固液共存态
固态
①根据实验信息,得出的探究结论是:水凝固时,温度__________。
②假设盐水升温过程中,单位时间内从空气中吸收的热量相同。由实验数据可看出:5~8min与1~4min相比,盐水升高的温度多,说明水凝固放出的热量__________水降温放出的热量。
③5~8min,试管中的物质内能__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)北方的冬天,在存放蔬菜的地窖里放几桶水,可以防止蔬菜冻坏。请写出其物理原理。
【答案】(1)冷冻室
(2)低
(3) 保持不变 大于 变小
(4)水凝固放热
【详解】(1)冰箱冷藏室的温度一般在5℃左右,而冷冻室的温度可达-18℃左右,实验中需要用-18℃食盐水作为降温物质,那么配制的食盐水应放在冰箱冷冻室一段时间后再使用。
(2)由图可知,试管外部为低温的盐水,试管中水的温度比试管外盐水的温度高,因此若温度计A的探头接触试管底,测量的温度会偏低。
(3)[1]水处于固液共存状态时为凝固过程,由表格中的数据可知,此过程中冰水混合物的温度为0℃不变,因此可得出水凝固时,温度保持不变。
[2]假设盐水升温过程中,单位时间内从空气中吸收的热量相同。5~8min与1~4min相比,时间相同,从空气中吸收的热量相同,而5~8min盐水升高的温度多,说明5~8min盐水从试管中吸收了更多的热量,即5~8min冰水混合物放出的热量大于1~4min的水放出的热量,因此说明水凝固放出的热量大于水降温放出的热量。
[3]5~8min,水不断凝固成冰,虽然温度不变,但不断放热,因此试管中的物质内能变小。
(4)北方的冬天,在存放蔬菜的地窖里放几桶水,水凝固的过程中要不断放热,可以使地窖内的温度降低的不至于太低,可以防止蔬菜冻坏。
角度06 熔化和凝固的图像
16. 如图,下列描述晶体凝固的温度随时间变化曲线符合实际的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】凝固图象整个过程中温度有下降的趋势,晶体有凝固点,若在凝固过程中温度保持不变,则为晶体的凝固图象,否则为非晶体的凝固图象,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C 。
17. 国家级非物质文化遗产“打铁花”是流传在豫晋地区的民间传统烟火。如题图所示,表演者先将铁块放入炉子中变成铁水,然后通过击打铁水形成“铁花”,场景非常壮观。下列图像中能反映在铁水形成铁屑的过程中温度变化规律的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】“打铁花”时,将铁水泼洒出去,铁水遇冷放出热量,铁水最后形成铁屑,由液态变成固态,是凝固现象,由于晶体凝固过程中温度保持不变,所以铁水温度不变,综上可知,铁水的温度先降低后不变再降低。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
18. 下图是金属锡的熔化和凝固图像,下列对此图像分析正确的是___________
A.锡的熔化时间是4min,凝固时间是2min
B.第5min时的锡处于固液共存态
C.固态锡达到232℃时一定会熔化
D.AB段锡处于固态,吸收热量,温度升高
E.BC段锡处于固液并存,吸收热量,温度升高
F.EF段锡处于固液并存,放出热量,温度降低
G.FG段锡处于液态,放出热量,温度降低
【答案】ABD
【详解】AB.由图像可知,锡在BC段是熔化过程,EF段是凝固过程,熔化时间为
凝固时间为
第5min时的锡处于熔化过程中,则锡是固液共存态,故AB正确;
C.晶体在熔化过程中需要持续吸收热量,若固态锡达到232℃时不能吸收热量,则锡不会熔化,故C错误;
DEFG.由图像可知,锡在熔化过程中和凝固过程中温度保持不变,所以锡是晶体;AB段锡还没有熔化,处于固态,此过程吸收热量,温度升高;BC段锡是熔化过程,处于固液并存,吸收热量,温度不变;EF段锡处于凝固过程,是固液并存,放出热量,温度不变;FG段锡凝固完成,处于固态,放出热量,温度降低,故D正确;EFG错误。
故选ABD。
【例1】(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)关于3D打印,其过程是:将固态材料在高温下变成液态材料,喷头按照3D图纸设计轨迹运动,将液态材料喷出,材料迅速冷却后形成立体实物。以上描述的打印过程中,涉及到的物态变化和吸放热,下列表述正确的是( )
A.先熔化放热,后凝固吸热
B.先升华放热,后液化吸热
C.先熔化吸热,后凝固放热
D.先液化吸热,后凝华放热
【答案】C
【详解】将固态材料在高温下变成液态材料,属于熔化过程,熔化需要吸收热量;将液态材料喷出,材料迅速冷却后形成立体实物,属于凝固过程,凝固过程需要放出热量。
故选C。
【变式1-1】(2025·四川宜宾·中考真题)如图,下列描述晶体凝固的温度随时间变化曲线符合实际的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】凝固图象整个过程中温度有下降的趋势,若在凝固过程中温度保持不变,则为晶体的凝固图象,否则为非晶体的凝固图象,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C 。
【变式1-2】(2024·山东日照·中考真题)利用图甲所示的实验装置来探究冰的熔化规律,根据实验数据画出冰熔化过程的“温度—时间”图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.试管中装上适量碎冰进行实验,因为碎冰比大块冰的比热容小,熔化的更快
B.实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,说明冰的熔点为-3℃
C.由图乙可知,在的时间内碎冰停止吸热
D.时间内的温度变化比时刻后的温度变化快,原因是水的比热容比冰的大
【答案】D
【详解】A.将装有适量碎冰的试管置于烧杯内的温水中,这样做不仅可以使碎冰受热均匀,而且便于记录各时刻的温度并观察冰的状态,故A错误;
B.图丙中温度计的分度值是1℃,液面在0刻度以下第3格,所以读数为-3℃,说明某时刻冰的温度是-3℃,而不是冰的熔点为-3℃,故B错误;
C.图乙中的时间内,冰在熔化过程中,冰在吸收热量,温度保持0℃不变,故C错误;
D.取0至t1时段与t2时刻后一段相等时间观察,则吸热相等,物质由固态冰变为液态水的过程中质量保持不变,水的比热容比冰大,由 知道,升高的温度不同,水升温比冰要慢,故D正确。
故选D。
【变式1-3】(2025·福建·中考真题)防冻液是一种用于汽车发动机冷却系统的特殊液体。为判断某防冻液在最低气温为-25℃的某地区能否使用,利用图甲装置进行实验。
(1)烧杯中装有适量防冻液,置于制冷剂中,用温度传感器每隔1min记录防冻液的温度,绘制温度随时间变化的图像,如图乙。观察到14~20min防冻液处于固液共存状态,分析图像可知:防冻液在凝固过程中温度 ,凝固点为 ℃,由此判断该防冻液 在该地区使用;
(2)装制冷剂的容器外壁出现霜,这是空气中水蒸气 形成的小冰晶。
【答案】(1) 保持不变 -35 能
(2)凝华
【详解】(1)[1]由乙图可知,14~20min防冻液的温度保持不变,所以防冻液在凝固过程中温度不变。
[2]凝固点为物体凝固过程中温度不变时对应的温度,由乙图可知,凝固点为-35℃。
[3]因为该地区的最低气温为-25℃,高于该款防冻液的凝固点,所以该防冻液可以在该地区使用。
(2)霜是由空气中的水蒸气遇冷凝华放热形成的。
⚡基础速刷
1.烹饪社团课深受大家喜爱,同学们既能学习厨艺,又能品尝美食。小明从冰箱冷藏室拿出一瓶饮料,过一会儿发现饮料瓶表面“出汗了”,此现象涉及的物态变化是( )
A.熔化 B.凝固 C.汽化 D.液化
【答案】D
【详解】熔化是物质由固态变为液态的过程;凝固是物质由液态变为固态的过程;汽化是物质由液态变为气态的过程;液化是物质由气态变为液态的过程。小明从冰箱冷藏室拿出一瓶饮料,过一会儿发现饮料瓶表面“出汗了”,是因为饮料瓶温度较低,空气中的水蒸气遇到温度较低的饮料瓶发生液化,形成小水滴附着在饮料瓶上,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.物理知识与生活息息相关,例如把鱼埋在冰块中,主要是利用了冰___________(填物态变化)时吸热的特点来保鲜鱼;在冰雪覆盖的路面上撒些盐便于除雪,这是为了降低冰雪的___________。
【答案】 熔化 熔点
【详解】[1]冰在熔化过程中会吸收周围环境的热量,从而降低鱼体温度,达到保鲜效果。
[2]盐能降低冰雪的熔点,使冰雪在较低温度下就能熔化,即在0℃以下就雪就开始熔化,便于除雪。
3.2025年1月20日,第九届亚冬会火种在黑龙江哈尔滨成功采集。本届亚冬会火种采集的不同之处在于“以冰燃火”,采火装置是一块直径达60厘米、重达37公斤的“冰透镜”,为了快速点燃火种,应将燃料放在凸透镜的 ___________ 位置,冰属于 ___________ (选填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】 焦点 晶体
【详解】[1]凸透镜能使平行于主光轴的光汇聚在一点,这个点叫焦点;焦点处温度最高,因此为了快速点燃火种,应将燃料放在凸透镜的焦点位置。
[2]冰有固定的熔点,因此冰属于晶体。
4. 中考期间天气炎热,如图1所示,同学们吃雪糕时雪糕附近会冒出“白气”,这些“白气”是空气中的水蒸气遇冷___________(填物态变化)成小水珠形成的。如图2所示,在东北特别寒冷的冬季可以做到泼水成“雪”。泼水成“雪”的过程中,需要___________热量。
【答案】 液化 放出
【详解】[1]物质由气态变为液态的过程叫液化,雪糕周围空气中的水蒸气遇到冷的雪糕时会发生液化现象,变成液态小液滴,即“白气”。
[2]泼出去的水是液态的,“雪”是固态的,由液态变成固态的过程叫凝固,凝固放热,即放出热量。
5. 我国古代科技著作《天工开物》里记载了铸造“钟”和“鼎”的方法,先用泥土制作“模骨”,“干燥之后以牛油、黄蜡附其上数寸”,在油蜡上刻上图案,然后在油蜡的外面用泥土制成外壳。干燥之后,“外施火力炙化其中油蜡”,即让油蜡_________,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”。(以上两空均选填物态变化名称)
【答案】 熔化 凝固
【详解】[1]在“外施火力炙化其中油蜡”的过程中,油蜡从固态变为液态,这个物态变化是熔化。
[2]“在空腔中倒入铜液,待铜液冷却后”,铜液从液态变成固态,这个过程是凝固。
6. 2025年亚洲冬季运动会雪场采用了人工造雪,即利用高压空气将水变成雾状喷出,雾滴在低温环境下快速形成冰晶。该过程中发生的物态变化及对应的吸、放热情况是( )
A.凝固,会吸收热量 B.凝固,会放出热量
C.液化,会吸收热量 D.液化,会放出热量
【答案】B
【详解】由题意知,雾滴在低温环境下快速形成冰晶,雾滴是液态的小水珠,冰晶是固态的小冰晶,因此该过程中的物态变化是凝固,凝固过程中会放出热量。
故选B。
7. 下列关于固体的熔化时温度的变化规律的说法正确的是___________
A.固体都有一定的熔点
B.固体在熔化时都要吸热,但温度保持不变
C.固体在凝固时都要放热,温度降低
D.晶体熔化时吸热,温度保持不变
E.晶体凝固时放热,温度保持不变
F.同种物质的熔点和凝固点相同
G.冰在熔化过程中,持续吸热,温度保持不变
H.晶体和非晶体熔化时都要吸热
【答案】DEFGH
【详解】ABC.根据物质有没有固定的熔点,把固体物质分为两类,有固定熔点的为晶体,没有固定熔点的为非晶体;固体在熔化时都需要吸热,但只有晶体在熔化时温度保持不变;固体在凝固时都需要放热,但晶体在凝固过程中温度保持不变,故ABC错误;
DE.晶体有固定的熔点,所以晶体在熔化时吸热,温度保持不变;晶体在凝固时放热,温度也保持不变,故DE正确;
F.同种物质在熔化时和凝固时的温度是相同的,即同种物质的熔点和凝固点相同,故F正确;
G.晶体在熔化过程中吸收热量,温度保持不变;冰是晶体,所以冰在熔化过程中继续吸热,温度保持不变,故G正确;
H.物质从固态变为液体的过程叫熔化,物质在熔化的过程中都需要吸收热量,所以无论是晶体还是非晶体,在熔化时都需要吸收热量,故H正确。
故选DEFGH。
8. 蔬菜速冻是以低温速冻方式保存蔬菜的加工方法,通过速冻,使蔬菜中的液态水形成冰晶,在不加防腐剂和添加剂的情况下,较大程度抑制微生物的生长,保持蔬菜原有的色泽、风味和各种营养,使蔬菜得以长期保存。以下是四种蔬菜最大冰晶生成带的温度,哪种蔬菜放进冰箱最先形成冰晶( )
A.茄子 B.南瓜
C.白薯 D.芦笋
【答案】A
【详解】由题可知,茄子的冰晶生成带温度范围(− 3.5 ∼ − 0.7 ℃ ),其冰晶生成的最大温度− 0.7 ℃,最接近0℃,说明茄子中的水在较高的温度下即可开始形成冰晶。 其他蔬菜的冰晶生成带温度范围更低,说明它们需要更低的温度才能形成冰晶。由于茄子的冰晶生成带温度最高,故茄子放进冰箱后会最先形成冰晶。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9. 几种物质的熔点如表所示,由表中数据可以得出的正确结论是( )
物质
水银(固)
铜
酒精(固)
钨
铝
钢
纯铁
熔点/℃
-39
1083
-117
3410
660
1515
1535
A.电灯泡内的灯丝宜用钨丝制作,因为它的熔点较高
B.水银温度计在气温为的地方不能使用
C.用铜锅冶炼钢是可以的
D.纯铁掉入钢水中一定能够熔化
【答案】A
【详解】A.根据熔点表,钨的熔点高达3410℃,远高于电灯泡正常工作时的温度,因此电灯泡内的灯丝宜用钨丝制作。故A正确;
B.水银的熔点是−39℃,当气温低于−39 ℃时,水银会凝固成固态,无法再作为温度计的工作物质。但在40℃的气温下,水银是液态,可以正常工作。故B错误;
C.钢的熔点是1515℃,而铜的熔点只有1083℃。如果用铜锅来冶炼钢,当钢的温度达到铜的熔点时,铜锅就会熔化,无法完成冶炼任务。故C错误;
D.纯铁的熔点是1535℃,而钢的熔点稍低,为1515℃。钢水的温度一般会高于其熔点,当钢水的温度高于纯铁的熔点时,纯铁会熔化。当钢水的温度低于纯铁的熔点时,纯铁不会熔化。故D错误。
故选A。
10. 小明用如图甲的装置来“探究冰熔化前后的温度的变化规律”。
(1)安装实验器材时,小明应按照 ___________ 的顺序进行;
(2)实验时,用“水浴法”给试管加热,而不用酒精灯直接给试管加热,目的是为了 ___________ ;
(3)根据实验数据画出了图乙中的温度﹣时间图像ABCD,由图像可以推知冰是 ___________ (选填“晶体”或“非晶体”),依据是冰在熔化时持续吸热且温度 ___________ ;
(4)第7min时,试管内物质处于 ___________ 态;
(5)另一小组的同学在利用相同的器材进行实验时,观察到冰在熔化时温度计示数缓慢上升。产生这一现象的原因可能是 ___________ 。
A.温度计的玻璃泡碰到了试管壁
B.对试管内固体不断搅拌
C.烧杯中的水过多
【答案】(1)自下而上
(2)使物质受热均匀
(3) 晶体 不变
(4)液
(5)A
【详解】(1)安装实验器材时,为了保证用酒精灯的外焰加热,并且温度计的玻璃泡要正确放置,应按照自下而上的顺序进行。因为先安装好酒精灯,根据酒精灯外焰的高度确定铁圈的位置,再安装温度计。
(2)实验时用 “水浴法” 给试管加热,而不用酒精灯直接给试管加热,目的是为了使冰受热均匀。因为直接加热可能会导致试管受热不均,冰熔化的情况不准确,而水浴法可以让冰在各个部位都能较为均匀地吸收热量。
(3)由图乙中的温度 - 时间图像可知,冰在熔化时持续吸热且温度保持不变,晶体在熔化过程中具有这样的特点,所以冰是晶体。
(4)由图像可知,BC段是冰的熔化过程,从第2min 开始到第6min 结束,第7min 时已经过了熔化过程,所以试管内物质处于液态。
(5)A .温度计的玻璃泡碰到了试管壁,试管壁的温度与冰的温度不同,可能导致温度计示数缓慢上升,故A符合题意;
B.对试管内固体不断搅拌,会使冰受热更均匀,不会导致温度计示数缓慢上升,故B不符合题意;
C .烧杯中的水过多,只会影响加热时间,不会影响冰熔化时温度计的示数变化,故C不符合题意。
故选A。
🚀能力跃升
11. 大雪过后路面结冰,环卫工人会在公路上撒盐,如图甲所示,使路面的冰及时融化,确保了行人和车辆的出行安全。为了弄清其中缘由,小张做了一组关于冰熔化的实验。
(1)如图乙,在组装实验器材时,应按照______(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装,_____(选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。
(2)实验采用温度计测量温度,它是根据液体的_______原理制成的。实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,则示数是________℃。
(3)加热一段时间后,小张根据记录的实验数据在丁图中绘制了A图像,由此可知冰是________(选填“晶体”或“非晶体”)。通过实验可知,冰熔化的特点是______________。
(4)完成上述实验后,小张又取了适量淡盐水制成碎盐冰,用相同的热源再次加热,得到丁图中B图像;取适量浓度更大一些的盐水制成碎盐冰,用相同的热源加热,得到丁图中C图像。由以上实验可知,加入盐后冰的熔点会__________(选填“升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】(1) 自下而上 需要
(2) 热胀冷缩
(3) 晶体 见解析
(4)降低
【详解】(1)[1][2]酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,点燃酒精灯,再固定铁圈的高度;而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,则应先放好烧杯后,再调节温度计的高度,所以组装实验器材时,应按照自下而上的顺序。
(2)[1][2]一般液体具有热胀冷缩的性质,液体温度计是根据液体热胀冷缩的原理工作的;图丙中温度计的分度值为1℃,则温度计的示数为-3℃。
(3)[1][2]由图丁可知,冰有固定的熔化温度,故冰为晶体,熔化过程中吸收热量,但温度保持不变。
(4)由图丁可知,A、B、C三个熔化图像,盐水的浓度越大,熔点越低,所以加入盐后冰的熔点会降低。
12. 某小组同学探究“水凝固时温度的变化特点”,所用器材有电子数显式温度计A和B、大试管、烧杯、水、食盐水等,实验装置如图所示。
(1)实验中需要用-18℃食盐水作为降温物质,那么配制的食盐水应放在冰箱__________(选填“冷冻室”或“冷藏室”)一段时间后再使用。
(2)实验中,若温度计A的探头接触试管底,测量的温度会偏__________。
(3)记录的实验数据如下表。
时间t/min
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
盐水的温度T1/℃
-16.9
-16.7
-16.6
-16.5
-15.8
-14.8
-13.9
-13.1
-12.4
-12.2
水的温度T2/℃
3.5
2.2
1.0
0.1
0
0
0
0
-2.5
-4.5
水的状态
液态
固液共存态
固态
①根据实验信息,得出的探究结论是:水凝固时,温度__________。
②假设盐水升温过程中,单位时间内从空气中吸收的热量相同。由实验数据可看出:5~8min与1~4min相比,盐水升高的温度多,说明水凝固放出的热量__________水降温放出的热量。
③5~8min,试管中的物质内能__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)北方的冬天,在存放蔬菜的地窖里放几桶水,可以防止蔬菜冻坏。请写出其物理原理。
【答案】(1)冷冻室
(2)低
(3) 保持不变 大于 变小
(4)水凝固放热
【详解】(1)冰箱冷藏室的温度一般在5℃左右,而冷冻室的温度可达-18℃左右,实验中需要用-18℃食盐水作为降温物质,那么配制的食盐水应放在冰箱冷冻室一段时间后再使用。
(2)由图可知,试管外部为低温的盐水,试管中水的温度比试管外盐水的温度高,因此若温度计A的探头接触试管底,测量的温度会偏低。
(3)[1]水处于固液共存状态时为凝固过程,由表格中的数据可知,此过程中冰水混合物的温度为0℃不变,因此可得出水凝固时,温度保持不变。
[2]假设盐水升温过程中,单位时间内从空气中吸收的热量相同。5~8min与1~4min相比,时间相同,从空气中吸收的热量相同,而5~8min盐水升高的温度多,说明5~8min盐水从试管中吸收了更多的热量,即5~8min冰水混合物放出的热量大于1~4min的水放出的热量,因此说明水凝固放出的热量大于水降温放出的热量。
[3]5~8min,水不断凝固成冰,虽然温度不变,但不断放热,因此试管中的物质内能变小。
(4)北方的冬天,在存放蔬菜的地窖里放几桶水,水凝固的过程中要不断放热,可以使地窖内的温度降低的不至于太低,可以防止蔬菜冻坏。
13. 完成探究“固体熔化时温度的变化规律”实验后,甲、乙、丙三个实验小组根据实验数据描出的温度随时间变化的图像如图所示。下列判断中正确的是( )
A.甲、乙两组实验使用的物质是晶体,丙组使用的物质是非晶体
B.同一晶体的凝固点与熔点不相同
C.甲和乙两个实验组使用的是相同的物质
D.丙组实验过程中,每段时间温度的变化相同
【答案】A
【详解】A.甲、乙两组实验使用的物质有固定的熔点,是晶体,丙没有固定的熔点是非晶体,故A正确;
B.同种晶体熔点和凝固点相同,故B错误;
C.同种晶体熔点相同,由图可知,甲乙两组实验中使用的物质熔点明显不同,甲和乙两个实验组使用的晶体不同,故C错误;
D.由图丙可知,时间与温度图像不是正比例图 像,每段相同的时间温度的变化不相同,故D错误。
故选A。
14. 冬天,小伟发现:同时将浸泡鱼片的水和浸泡鱼片的盐水放在室外的阳台上,浸泡鱼片的水结冰,而浸泡鱼片的盐水却未结冰。盐水未结冰与盐水的浓度有关吗?小伟学习小组的同学们将盛有盐水的烧杯放入冰箱的冷冻室内,并将温度计正确插入盐水中,每隔2min观察一次温度计数据和物质所处的状态,并将数据和物质状态记入下表中。
时间/min
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
温度/℃
4
2
0
-2
-4
-6
-8
-8
-8
-8
-9.6
状态
液
液
液
液
液
液
液、固
液、固
液、固
固
固
(1)根据上表数据,请在图中绘制出整个过程中盐水温度随时间变化的图像。
(2)分析图像可知,该盐水的凝固点是__________℃。请你结合该实验结论,列举一种该结论在日常生活中的应用:__________。
【答案】(1)
(2) -8 撒盐除雪
【详解】(1)根据表格中数据在坐标轴中描点,再将各个点依次连接起来,如图所示:
(2)[1]盐水是晶体,凝固过程中保持凝固点不变,由图得,盐水的凝固点是-8℃。
[2]水的凝固点为0℃,盐水的凝固点低于冰的凝固点,晶体的熔点与凝固点相同,则盐水的熔点低于冰的熔点,则在雪中加盐可以加快雪的熔化。
15. 如图为某物质凝固与熔化过程中的温度—时间图像,下列判断正确的是( )
A.物质在EF段时,处于固态 B.该物质凝固过程用时4min
C.物质在BC段吸热,但温度不变 D.物质为晶体,其熔点为55℃
【答案】B
【详解】A.由图可知,物质在EF段时,处于熔化过程,状态为固液共存态,故A错误;
B.物质从第1min开始凝固,到第5min全部凝固成固态,凝固过程用时4min,故B正确;
C.物质在BC段是凝固过程,凝固放热,但温度不变,故C错误;
D.图像中11min~15min时间段内,温度不变,说明该物质是晶体,其不变的温度就是其熔点,为45℃,故D错误。
故选B。
16. 如图所示的西周晋候鸟尊是中国青铜器中罕见珍品。制作鸟尊青铜器时,先用泥土制成“内范”,在其外部涂适当厚度的蜡,将蜡雕刻成所需形状,称之为“模”,然后在“模”的外面用泥土制成“外范”。通过加热使蜡液流出形成空腔(模具),在空腔中倒入青铜液,待青铜液冷却后,打碎“外范”和“内范”,就得到与“模”一样的青铜器。下列有关说法正确的是( )
A.蜡熔化时温度不变,蜡是晶体
B.将青铜加热到液态是熔化过程,需要放热
C.青铜液冷却到固态是凝华过程,需要吸热
D.青铜液冷却到固态是凝固过程,需要放热
【答案】D
【详解】A.蜡是非晶体,熔化过程中温度不断升高,故A错误;
B.物质由固态变为液态是熔化现象,将青铜加热到液态是熔化过程,熔化吸热,故B错误;
CD.物质由液态变为固态是凝固现象,青铜液冷却到固态是凝固过程,凝固放热,故C错误,D正确。
故选D。
🌟思维挑战
17. 小州同学看到环卫工人在冰雪覆盖的道路上洒盐,她想:含盐的冰熔化时跟纯净的冰熔化时特点有何不同?含盐浓度不同的冰,熔化特点有无区别?为此,她进行了下列探究过程:
她用同样多的纯水、淡盐水、浓盐水分别制得纯冰、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0.5分钟记录一次温度计的示数,同时观察试管中冰块状态的变化。在相同条件下测量三者的温度变化,得到如图所示的三条温度变化曲线(①纯冰、②淡盐冰、③浓盐冰)。
(1)在选择冰块吸热方式时,现有如图所示的三种方法,A(开水加热装置)、B(酒精灯直接加热装置)、C(室温下放置的装置),最佳的方法是__________(选填“A”、“B”或“C”)装置;(实验环境温度大约是10℃)
(2)根据曲线图可知:利用盐水制成的冰__________(选填“是”或“不是”)晶体;浓盐冰的熔点是__________℃;
(3)根据分析可以得到:在冰雪覆盖的道路上洒盐,可以__________(选填“提高”或“降低”)冰的熔点;并且含盐浓度越高的冰,能在更__________的温度下熔化;
(4)她通过分析实验数据和图线,又有了新发现:含盐浓度越高的冰,熔化前升温越__________。
【答案】(1)C
(2) 是 -7
(3) 降低 低
(4)快
【详解】(1) A用开水加热、B用酒精灯直接加热,都会让冰升温熔化速度过快,不方便记录温度、观察状态变化;实验环境温度约为10℃,高于冰的熔点,C装置让冰在室温下吸热熔化,冰受热均匀、熔化速度慢,便于观测实验现象和记录数据,故选C。
(2) 晶体的核心特点是熔化过程中温度保持不变,由图乙可知,盐水制成的冰熔化时存在温度不变的阶段,因此是晶体;浓盐冰对应曲线③,其熔化阶段保持不变的温度为,因此浓盐冰的熔点为。
(3)纯冰熔点为,淡盐冰熔点为,浓盐冰熔点为,说明洒盐可以降低冰的熔点;且含盐浓度越高,冰的熔点越低,因此含盐浓度越高的冰,能在更低的温度下熔化。
(4)熔化前,相同时间内,含盐浓度越高的冰升高的温度更大,因此含盐浓度越高的冰,熔化前升温越快。
18. 小明分别采用如图甲、乙所示的实验装置探究冰和石蜡的熔化特点。
(1)实验中采用“水浴法”而不直接用酒精灯加热,除了能减缓升温之外还能________;
(2)小明发现还未用酒精灯加热,试管中的冰就开始熔化了,此时冰熔化_________(选填“需要”或“不需要”)吸收热量;
(3)如图丙所示是根据冰从开始加热到熔化成水一段时间记录的数据绘制的图像,由图像可知:冰熔化时温度变化特点是_________;图线ab段比cd段升温快是因为_________;
(4)如图丁所示是根据石蜡从开始加热到变成液态一段时间记录的数据绘制的图像,图中ef段石蜡在加热时温度不变的原因是__________;
(5)若冰熔化成水后,甲装置持续加热,试管中的水________(选填“会”或“不会”)沸腾。
【答案】 使物体受热均匀 需要 吸收热量,温度不变 水的比热容大于冰的比热容,质量相同且吸收相同热量时水的升温较慢 蜡在熔化过程中,从烧杯中的水中吸收热量,温度不断升高;而烧杯中的水从酒精灯热源处吸收热量,温度升高,当温度达到水的沸点时,温度保持不变;因此加热一段时间后,当石蜡的温度等于烧杯中水沸腾时的温度时,达不到热传递的条件,石蜡无法从水中吸收热量,温度保持不变,所以,图中ef段石蜡在加热时温度保持不变。 不会
【详解】(1)[1]实验中采用“水浴法”而不直接用酒精灯加热,除了能减缓升温方便记录之外,还能使物体受热均匀。
(2)[2]小明发现还未用酒精灯加热,试管中的冰也开始熔化了,冰块的熔化需要吸收热量,冰块从温水中吸收了热量。
(3)[3]由图丙可知,bc段为冰的熔化过程,温度保持0℃不变,且需不断吸收热量。
[4]ab段对应物质为未熔化的冰,cd段对应物质为熔化后的水,冰和水质量相同,由于水的比热容大于冰的比热容,在吸收相同热量时,水升温慢,冰升温快,所以,图线ab段比cd段升温快。
(4)[5]略。
(5)[6]烧杯中的水沸腾时,温度保持不变,当试管中的水温度达到沸点时,烧杯中的水和试管中的水温度相同,试管中的水不能从烧杯中的水中吸收热量,故试管中的水不会沸腾。
19. 小红同学利用如图甲所示装置对100g冰加热,她每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态,图丙是她根据记录的数据绘制的温度-时间图像。
(1)如图甲装置,对冰进行“水浴”法加热,而不是直接用酒精灯加热,这样做的好处是______;使温度计示数更符合晶体熔化规律。
(2)将温度计正确插入碎冰中,观察温度计示数时视线如图A、B、C所示,其中正确的读法是______视线,如果从视线A读数,会导致测量结果______(选填“偏大”或“偏小”),如图乙所示,此时温度计的示数是______℃;
(3)根据图像丙可知:______段表示冰的熔化过程(选填“AB”、“BC”或“CD”),熔化过程中温度______(选填“升高”、“降低”、“不变”或“先升高再不变”),第10min物质处于______态(选填“固”、“液”或“固液共存”);
(4)如图丁是另一位同学在完成同一实验时绘制的温度-时间图象,老师认为他的数据有问题,老师作出这样的判断的依据是______。
【答案】(1)受热均匀
(2) B 偏大 -36
(3) BC 不变 固液共存
(4)因为冰的吸热能力比水要弱,相同时间,冰的温度应该要比水升高的快,即AB段温度升高要比CD段快,而图中相同。
【详解】(1)使用水浴法能让物质受热更加均匀。
(2)[1]读数时视线应该与液面最低处相平,故应该是A视线。
[2]如果从A处读数,视线对准液面,液面所对刻度偏大,所以读数会偏大。
[3]越往上示数越小,所以这为零下的示数,示数是-36℃。
(3)[1]因为冰是晶体,熔化时温度不变,持续吸热,故应为BC段。
[2]因为冰是晶体熔化过程中温度不变。
[3]第10分钟时,冰正在熔化过程中,处于固液共存状态。
(4)略。
20. 跨学科实践活动
2024年11月25日,沈阳地区迎来了一场大雪,好像是在向人们宣告冬天来了!爱学习的小明同学对与雪相关的一些场景展开项目探究。
【项目分解】
(1)小明同学站在雪地上抬头仰望,纷纷扬扬,徐徐下落的雪花,发出柔和的沙沙声,像是天地间最美的旋律,小明沉醉其中,恍惚间,感觉自己飞向了天空。
(2)大雪过后,感觉这个世界安静了许多,同时也对“下雪不冷,化雪冷”这句民间谚语有了亲身的感受。
(3)交警和路政部门,第一时间向路面洒除雪剂。(就是工业盐,不能食用)
【项目实施】
(1)小明感觉自己飞向了天空,是以 为参照物;
(2)雪后感觉安静主要原因:一是雪后出行的车辆和人员大量减少,相当于在 处减弱噪声;二是雪花轻盈落地后会形成蓬松多孔的雪地,当声音遇到这种结构的物体时,会在小孔和缝隙中发生多次反射,逐渐消耗声音的能量,相当于在传播过程中减弱噪声。而民间谚语的“化雪冷”是因为 ,导致周围环境温度降低;
(3)通过实验知道向路面洒除雪剂的原因;
准备200毫升水,并向水中加盐,测出盐水的凝固点,记录在表中,继续加盐。多次记录盐水的凝固点,数据如下表所示
加盐量(汤勺数)
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
凝固点(℃)
-2
-4
-6
-8
-11
-15
-18
-17
-8
-4
分析表中数据可知,当水中加盐量增大时,其凝固点 (填变化规律);
【项目拓展】
(1)通过今天的研究,小明联想到电影院或音乐厅需要大量的隔音材料,这些隔音材料应该制成 的结构;
(2)冬季汽车使用的防冻液和防冻玻璃水也是通过在水中加入适量的某种物质后,使液体的凝固点 ,防止凝固的。
【答案】下落的雪花 声源 雪熔化吸热 先降低后升高 蓬松多孔 降低
【详解】【项目实施】
(1)[1]以下落的雪花为参照物,小明的相对位置改变,感觉自己飞向了天空。
(2)[2]雪后出行的车辆和人员大量减少,相当于在声源处减弱噪声,可以防止噪声产生。
[3]民间谚语的“化雪冷”是因为雪熔化时需要吸热,导致周围环境温度降低。
(3)[4]分析表中数据可知,当水中加盐量增大时,其凝固点先降低后升高。
【项目拓展】
(1)[5]雪花轻盈落地后会形成蓬松多孔的雪地,当声音遇到这种结构的物体时,会在小孔和缝隙中发生多次反射,逐渐消耗声音的能量,相当于在传播过程中减弱噪声。所以隔音材料应该制成蓬松多孔的结构,可以有效减弱噪声。
(2)[6]冬季汽车使用的防冻液和防冻玻璃水也是通过在水中加入适量的某种物质后,使液体的凝固点降低,防止凝固的。
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