3.2 熔化和凝固 题型专练 2026-2027学年初中物理人教版八年级上册
2026-10-14
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人教版(2024)八年级上册 3.2 熔化和凝固 题型专练
【题型1】本节综合
【典例】如图所示是石蜡和海波熔化时,温度变化曲线,下列说法正确的是、( )
A.甲图是石蜡的熔化曲线,其熔点为48℃
B.甲图BC段海波的状态是液态
C.乙图表示非晶体的熔化曲线,非晶体没有确定的熔点
D.甲图是海波熔化曲线,在熔化过程中,不需要持续吸热
【举一反三1】下列对“晶体都有一定的熔点”的理解正确的是( )
A.不论什么晶体的熔点都相同
B.晶体都在一定的温度下熔化,不同的晶体熔化时的温度一般不相同
C.晶体都在一定的温度下熔化,且不同的晶体熔化温度一样
D.晶体必须处在某一地点熔化,离开这一地点就不会熔化
【举一反三2】将不同金属在同一容器中加热,让它们熔化并混合,冷凝后就可以得到合金,则下列合金中,不能用该方法制取的是( )
A.铝镁合金
B.铝铜合金
C.铜铁合金
D.镁铁合金
【举一反三3】将质量相等的冰和石蜡分别装在两个相同的试管中,放入装有水的烧杯中加热,如图甲所示。绘制出二者温度随时间变化的图像,如图乙所示。A图线对应的物质是 (选填“冰”或“蜡烛”)。
【举一反三4】俗话说“下雪不冷化雪冷”,是因为“化雪”过程的物态变化是 ,在这个过程中需要 (选填“吸热”或“放热”),从而使周围环境的温度 (选填“升高”或“降低”)。
【举一反三5】在探究某种物质熔化时温度随时间变化的规律实验中,记录的数据如表所示:
(1)由以上数据,在方格纸上已描出了各点,请用平滑曲线连接各点,画出此物质熔化时温度随时间变化的图象;
(2)由图象可知,此物质是______填(“晶体”或“非晶体”),其熔点是______℃.
【题型2】凝固
【典例】糖画是一种传统民间手工艺,以红、白糖加少许饴糖为原料。将糖用温火熬制,熬到可以牵丝时用小勺舀起糖汁,在石板上飞快地来回浇铸,画出造型,随即用小铲刀将糖画铲起,粘上竹签,便完成制作,如图所示。在糖画制作过程中发生的物态变化有( )
A.先熔化后凝固
B.先熔化后凝华
C.先液化后凝固
D.先液化后凝华
【举一反三1】小盼学完物理知识后决定给自己制作一个玩具。如图所示,他先用泥土做了一个玩具模子,然后加热石蜡使其变成石蜡水,再将石蜡水倒入模子中,冷却定型后便得到了他想要的玩具,冷却定型过程发生的物态变化是( )
A.熔化
B.汽化
C.凝固
D.升华
【举一反三2】糖画是一种传统手工艺,被列为非物质文化遗产,制作过程主要有熬糖、绘制糖画和冷却定型三个步骤。 以勺为笔,用糖作墨,糖汁成画。如图所示,糖汁冷却成糖画的过程中涉及的物态变化及吸、放热说法中正确的是( )
A.熔化 放热
B.凝固 放热
C.熔化 吸热
D.凝固 吸热
【举一反三3】从2011年新年开始,全国范围的低温造成的南方湘黔等地出现冻雨天气严重影响出行.如图所示,冻雨是一种过冷却水滴(温度低于 0 ℃ ),它落到温度更低的物体上时,就可能立刻冻结成外表光滑而透明的冰层.这里所说的冻结是一种________现象(填物态变化名称).
【题型3】晶体的熔化与凝固特点
【典例】如图所示的是某种物质发生物态变化过程中温度−−时间图象.该物态变化过程可能是( )
A.水的凝固过程
B.海波的凝固过程
C.玻璃的凝固过程
D.蜡的凝固过程
【举一反三1】一块冰投入到一杯水中(不与外界发生热传递),冰的质量逐渐增加,由此可以判断是( )
A.冰原来的温度低于0℃
B.冰原来的温度等于0℃
C.冰原来的温度高于0℃
D.以上三种情况均有可能
【举一反三2】固体分晶体和非晶体两种,在①冰、②石蜡、③松香、④铁、⑤海波、⑥沥青这些物中,属于晶体的有 ______ ,属于非晶体的有 ______ .(填序号).
【举一反三3】晓轩同学利用图甲所示的实验装置“探究蜡和冰熔化时温度随时间的变化规律”。
(1)将蜡和冰放入盛水的烧杯中加热,目的是 ;
(2)在组装图甲的器材时,应按照 (选填“由上到下”或“由下到上”)的顺序;
(3)晓轩先探究蜡熔化时温度变化的规律。在实验过程中,他每隔1分钟记一次温度计的示数,同时观察蜡的状态。他记录的数据如下表所示:
晓轩根据表中数据判断:蜡属于 (选填“晶体”或“非晶体”);
(4)晓轩向另一个试管中放入碎冰,继续探究冰熔化时温度变化的规律。在实验过程中,他仍每隔1min记一次温度计的示数,同时观察冰的状态。他利用记录的数据画出如图乙所示的温度一时间图像,由图像可知:冰熔化持续了 min。他还观察到:当时间时,冰处于 态。
【举一反三4】在下图中大致画出晶体海波的凝固图象;
【题型4】非晶体的熔化与凝固特点
【典例】民间艺人将糖加热到流体状态,然后用它在平板上“画成”各种小动物,静待慢慢变硬,后就制作成了栩栩如生的“糖画”,关于“糖画”,下列表述正确的是( )
A.糖是非晶体
B.糖的内能一直在增加
C.糖分子之间只有引力没有斥力
D.糖先熔化后凝固
【举一反三1】如图所示,________图是晶体的熔化图象,________图是非晶体的熔化图象。________图是晶体的凝固图象,________图是非晶体的凝固图象。
【举一反三2】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)安装如图甲所示的实验装置时,应 (选填“点燃”或“不点燃”)酒精灯;图甲所示加热方式叫“水浴加热”,这种加热方式除可以使试管中的固体受热均匀外,还可以 ;
(2)实验中石蜡温度如图乙所示,为 ;
(3)试管中的海波和石蜡全部熔化后,将两支试管从烧杯中取出,静置于空气中自然冷却,每隔2min同时记录一次温度,根据记录数据在同一图像中画出他们的温度随时间变化的曲线,如图丙所示,可知石蜡是 (选填“晶体”或“非晶体”),实验室内环境温度为 。
【举一反三3】小刚选择蜂蜡和海波探究“不同固态物质在熔化过程中温度的变化是否相同”,设计的实验装置如图甲所示。
(1)将装有蜂蜡、海波的试管分别放在盛水的烧杯内加热,而不是直接用酒精灯加热,目的是为了使试管内的物质 。
(2)将温度计正确插入海波中,温度计示数如图乙所示,正确读数是从 (A、B或C)视角去观察;以C视角去观察,与实际值相比温度计的示数 (偏大、偏小或不变)。
(3)图丙是小丽绘制的海波熔化图象,图中BC段表示海波的熔化过程,此过程中海波吸收热量,温度 (选填“升高”“降低”或“不变”);加热到第11min时,物质的状态为 (选填“液态”、“固态”或“固液共存”)。
(4)为了使海波均匀受热,还应该采取的一个措施是 。
(5)图丁是小刚绘制的蜂蜡熔化图象,由图像可知该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”)。
【题型5】熔点与凝固点的影响因素
【典例】下列现象,不可能发生的有( )
A.体温计的玻璃泡上涂上酒精示数会下降
B.“温室效应”会使海平面上升
C.在敞开的锅中烧水,使水沸腾,再用猛火继续加热,则水的温度不会升高
D.冬天司机往水箱里加点酒精是为了降低液体的凝固点
【举一反三1】下列关于热现象的解释正确的是( )
A.冬天司机往水箱里加点酒精是为了提高液体的凝固点
B.皮肤上涂一些酒精会感到凉爽是因为酒精蒸发时放热
C.冻豆腐里面的小孔是由于豆腐里的水先凝固后熔化形成的
D.夏天,汽车内开冷空调,被冷气对吹的车玻璃上有小水珠,小水珠主要集中在玻璃内侧
【举一反三2】冻雨是一种温度低于0℃的过冷水,其外观同一般雨滴,当它落到温度较低的物体上时,立刻冻结成外表光滑而透明的冰层,称为雨凇,雨凇的形成是 (填物态变化名称)现象。为使道路上的冰雪快速熔化,工人们会往雪地上撒盐,因为盐能 (选填“升高”或“降低”)冰的熔点。
【举一反三3】如图甲所示,大雪过后路面结冰,环卫工人会在公路上撒盐,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“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装。实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,则示数是 ℃。
(2)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图象,由此可知冰是 (选填“晶体”或“非晶体”),其在熔化过程中温度 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)完成上述实验后,小张又取了适量淡盐水制成的碎冰,用相同的热源再次加热,得到丁图中B图象。
(4)再次取适量浓度更大一些的盐水制成的碎冰,用相同的热源加热,得到丁图中C图象。由以上实验可知,加入盐后冰的熔点将会 降低 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
【题型6】熔化与凝固的吸放热与温度变化
【典例】明末科学家宋应星编写的《天工开物》是一部百科全书式的科学巨著。书中《冶铸》篇记录了铸造铜钟的过程,大致分为“制模——熔炼——浇铸——脱模——打磨”的过程。下列说法正确的是( )
A.固态铜料化为铜液需要放热
B.固态铜料化为铜液是熔化过程
C.铜液冷却成形需要吸热
D.铜液冷却成形是凝华过程
【举一反三1】如图是“探究某物质熔化和凝固规律”的实验图像,下列说法正确的是( )
A.在t=16min时,该物质处于固态
B.在45℃,该物质一定处于固液共存状态
C.该物质熔化过程持续了6min
D.在DE段,该物质为固态,是降温放热过程
【举一反三2】西周晋侯鸟尊是中国青铜器中罕见的珍品,是山西博物院的“镇院之宝”(如图所示)。制作鸟尊等青铜器时,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。下列分析正确的是( )
A.将蜡加热到液态是熔化过程,会放出热量
B.青铜液冷却到固态是凝固过程,会放出热量
C.青铜液冷却到固态是凝华过程,需吸收热量
D.青铜和蜡熔化过程中,温度均保持不变
【举一反三3】将刚从冰箱冷冻室拿出的冰棍贴紧舌头,舌头常常被粘在冰棍上(如图所示),这是由于舌头上的水遇到低温的冰棍发生了某种物态变化,即 ,该物态变化过程中舌头上的水需要 热量,能反映出该物态变化中水的温度--时间图像是下图中的 。
【题型7】熔化与凝固的温度图象
【典例】“奋斗者”号载人潜水器的壳体使用了我国自主研发的高强度、高韧性钛合金。金属钛是一种晶体,如图所示的四个图像中,能反映金属钛熔化时温度随时间变化规律的是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】如图所示是给某固体加热时温度随时间变化的图像,根据图像可知此物质为 (选填“晶体”或“非晶体”),在t2~t3min内该物质处于 态。
【举一反三2】如图甲所示,将海波放入大试管中,在烧杯中倒入热水。根据温度计A和B的示数,绘制出海波和热水的温度随时间变化的图像,如图乙所示。由图像可知,在第8min时,大试管内的海波处于 (选填“固态” “液态”或“固液共存态”);第10min后,海波的温度将 (选填“直接下降”或“先不变,后下降”)。
【举一反三3】某小组在做“探究海波的熔化”实验时,实验装置如图甲所示。请你完成下列问题:
(1)安装实验装置应按 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行;
(2)小组成员每隔相等时间记录下温度并绘制出温度随时间的变化图像如图乙所示,从图像中发现海波的熔化过程共用了______min。
【举一反三4】小华同学为了探究固体熔化时的温度变化规律,选用A、B两种物质进行实验,得到了这两种物质熔化时温度随时间变化的图象(图甲)。
(1)由图象可知,A、B两种物质中属于晶体的是________。
(2)用温度计测量A物质的温度,某时刻示数如图乙所示,此时,该晶体物质的温度是________℃,处于________态。
【题型8】熔化与凝固的吸放热过程在生活中应用
【典例】如图所示是一款3D打印笔,使用时在笔中装入塑料条,接通电源加热一段时间,塑料条受热变软、变稀后被挤出,在常温下可制成各种立体造型。此过程涉及的物态变化是( )
A.熔化和凝固
B.升华和凝固
C.汽化和液化
D.熔化和凝华
【举一反三1】2022北京冬奥会上,造雪机在工作时不断将水吸入,并持续从前方喷出水雾,在水雾下落过程中形成“白雪”(小冰粒),如图所示。造雪机在造雪过程中,水变成“白雪”发生的物态变化是( )
A.凝华
B.凝固
C.升华
D.液化
【举一反三2】人们在生活中会巧妙地利用物理知识来保存食物。如图的实例中,利用蒸发吸热给食物降温的是( )
A.北方冬天在菜窖里放几桶水
B.把鱼虾埋在冰粒中保鲜
C.利用水和纱布等自制简易冰箱
D.利用干冰给肉类食物保鲜
【举一反三3】冰糖葫芦(如图)的制作方法是:将洗净的山楂穿在竹签上,然后将一定量的白糖放入锅中加热,待白糖 (填物态变化名称)为糖浆后,将山楂蘸上糖浆,等山楂上的糖浆 (选填“吸收”或“放出”)热量变成固态,令人垂涎欲滴的冰糖葫芦就做好了。
【举一反三4】为了从酒精和水的混合液中分离出酒精,小刚同学依据已学过的知识设计了一种方案。他依据水和酒精的凝固点不同,设想可用凝固的方法将水和酒精分开。为此他利用家中的电冰箱冷冻室做了如下的实验:将配有不同比例的水和酒精的混合液放入冷冻室中,并用温度计监测混合液的温度,定时观察,他所测得的数据和观察到的现象如下表:
说明:所用冰箱的冷冻室的最低温度是-8℃.
(1)请你仔细看一看表中的数据和记录的现象,小刚同学是否能把水和酒精从混合液中分离出来?
(2)在水中增加酒精对水的凝固点有什么影响?
(3)这个结论在实际中有什么应用?
(4)采用什么样的方法可以把水和酒精分离开来呢?
【举一反三5】深秋,为避免树上的桔子在夜间气温骤降时被冻伤,果农经常在傍晚给桔子树喷水.虽然水在夜间结了冰,但桔子却没被冻伤,这是为什么?
人教版(2024)八年级上册 第三章 物态变化第2节 熔化和凝固 题型专练(参考答案)
【题型1】本节综合
【典例】如图所示是石蜡和海波熔化时,温度变化曲线,下列说法正确的是、( )
A.甲图是石蜡的熔化曲线,其熔点为48℃
B.甲图BC段海波的状态是液态
C.乙图表示非晶体的熔化曲线,非晶体没有确定的熔点
D.甲图是海波熔化曲线,在熔化过程中,不需要持续吸热
【答案】C
【解析】由图象甲可知,此物质在熔化过程中温度保持大约48℃不变,则该物质为晶体,并且熔点为48℃,而石蜡是非晶体,故A错误;海波是晶体,其熔点为48℃,BC段为晶体的熔化过程,晶体在熔化过程在为固液共存状态,故B错误;由图象乙可知,此物质从一开始加热就熔化,没有固定的熔化温度,故为乙为非晶体,故C正确;甲图是海波的熔化曲线,在熔化过程中仍然需要吸收热量,但温度保持不变,故D错误。
【举一反三1】下列对“晶体都有一定的熔点”的理解正确的是( )
A.不论什么晶体的熔点都相同
B.晶体都在一定的温度下熔化,不同的晶体熔化时的温度一般不相同
C.晶体都在一定的温度下熔化,且不同的晶体熔化温度一样
D.晶体必须处在某一地点熔化,离开这一地点就不会熔化
【答案】B
【解析】晶体都在一定的温度下熔化,不同的晶体熔点不同,晶体达到熔点不一定熔化,必须继续吸热,与地点无关,故ACD错误,B正确。
【举一反三2】将不同金属在同一容器中加热,让它们熔化并混合,冷凝后就可以得到合金,则下列合金中,不能用该方法制取的是( )
A.铝镁合金
B.铝铜合金
C.铜铁合金
D.镁铁合金
【答案】D
【解析】A.镁的熔点649℃,铝的熔点为660℃,则温度高于660℃而低于1090℃时,可利用此法制取铝镁合金,故A不符合题意;
B.铜的熔点为1083℃,铝的熔点为660℃,则温度高于1083℃而低于2467℃时,可利用此法制取铝铜合金,故B不符合题意;
C.铁的熔点为1535℃,铜的熔点为1083℃,则温度高于1535℃而低于2567℃时,可制取铜铁合金,故C不符合题意。
B.铁的熔点为1535℃,而镁的沸点为1090℃,所以不可采用此法制取镁铁合金,故D符合题意。
【举一反三3】将质量相等的冰和石蜡分别装在两个相同的试管中,放入装有水的烧杯中加热,如图甲所示。绘制出二者温度随时间变化的图像,如图乙所示。A图线对应的物质是 (选填“冰”或“蜡烛”)。
【答案】冰
【解析】由图乙可知,B图线对应的物质没有固定的熔点,不是冰,是石蜡。A有熔点,对应物质是冰。
【举一反三4】俗话说“下雪不冷化雪冷”,是因为“化雪”过程的物态变化是 ,在这个过程中需要 (选填“吸热”或“放热”),从而使周围环境的温度 (选填“升高”或“降低”)。
【答案】熔化 吸热 降低
【解析】“化雪”过程是雪由固态的小冰晶变成液态水的过程,是熔化过程,在此过程中需要从周围空气中吸收热量,所以会使周围环境的温度降低。
【举一反三5】在探究某种物质熔化时温度随时间变化的规律实验中,记录的数据如表所示:
(1)由以上数据,在方格纸上已描出了各点,请用平滑曲线连接各点,画出此物质熔化时温度随时间变化的图象;
(2)由图象可知,此物质是______填(“晶体”或“非晶体”),其熔点是______℃.
【答案】(1)(2)晶体;80
【解析】(1)依据图中的原点,用平滑曲线连接各点,图示如下:(2)读图可知,该物质从第10min开始熔化,到第25min结束,该过程吸热,温度不变,该物质是晶体,该物质的熔点是80℃。
【题型2】凝固
【典例】糖画是一种传统民间手工艺,以红、白糖加少许饴糖为原料。将糖用温火熬制,熬到可以牵丝时用小勺舀起糖汁,在石板上飞快地来回浇铸,画出造型,随即用小铲刀将糖画铲起,粘上竹签,便完成制作,如图所示。在糖画制作过程中发生的物态变化有( )
A.先熔化后凝固
B.先熔化后凝华
C.先液化后凝固
D.先液化后凝华
【答案】A
【解析】让白糖变成糖浆,即由固态变为液态,故是熔化;在石板上蘸上糖浆,等糖浆放出热量凝固成固态,这样就做好了糖画。
【举一反三1】小盼学完物理知识后决定给自己制作一个玩具。如图所示,他先用泥土做了一个玩具模子,然后加热石蜡使其变成石蜡水,再将石蜡水倒入模子中,冷却定型后便得到了他想要的玩具,冷却定型过程发生的物态变化是( )
A.熔化
B.汽化
C.凝固
D.升华
【答案】C
【解析】在制造过程中,先将蜡熔化为液体是熔化过程,蜡水再凝固成固态的玩具,是凝固过程。
【举一反三2】糖画是一种传统手工艺,被列为非物质文化遗产,制作过程主要有熬糖、绘制糖画和冷却定型三个步骤。 以勺为笔,用糖作墨,糖汁成画。如图所示,糖汁冷却成糖画的过程中涉及的物态变化及吸、放热说法中正确的是( )
A.熔化 放热
B.凝固 放热
C.熔化 吸热
D.凝固 吸热
【答案】B
【解析】糖汁冷却成糖画的过程中,糖由液态变为固态,属于凝固现象,凝固过程放热。
【举一反三3】从2011年新年开始,全国范围的低温造成的南方湘黔等地出现冻雨天气严重影响出行.如图所示,冻雨是一种过冷却水滴(温度低于 0 ℃ ),它落到温度更低的物体上时,就可能立刻冻结成外表光滑而透明的冰层.这里所说的冻结是一种________现象(填物态变化名称).
【答案】凝固
【解析】冰层是冻雨落到温度更低的物体上时,凝固形成的.
【题型3】晶体的熔化与凝固特点
【典例】如图所示的是某种物质发生物态变化过程中温度−−时间图象.该物态变化过程可能是( )
A.水的凝固过程
B.海波的凝固过程
C.玻璃的凝固过程
D.蜡的凝固过程
【答案】B
【解析】由图知:温度随时间的增加而降低,并且在48℃时保持一段时间不变,符合晶体的凝固特点,所以是晶体凝固过程.玻璃、蜡是非晶体,水的凝固点是0℃不符合题意.
【举一反三1】一块冰投入到一杯水中(不与外界发生热传递),冰的质量逐渐增加,由此可以判断是( )
A.冰原来的温度低于0℃
B.冰原来的温度等于0℃
C.冰原来的温度高于0℃
D.以上三种情况均有可能
【答案】A
【解析】把一块冰投入到一杯水中,在不与外界发生热传递的条件下,冰的质量逐渐增加,说明有一部分水凝固成冰,由水的凝固条件知道水要达到凝固点,还要继续放热,既然水放热则冰就要吸热,冰吸热不仅没有熔化,而且还有部分水凝固成冰,说明冰的温度一定低于0℃,否则冰吸热就一定会熔化而减少,答案选A
【举一反三2】固体分晶体和非晶体两种,在①冰、②石蜡、③松香、④铁、⑤海波、⑥沥青这些物中,属于晶体的有 ______ ,属于非晶体的有 ______ .(填序号).
【答案】①④⑤;②③⑥
【解析】在冰、石蜡、松香、铁、海波、沥青这些物质中,冰、铁、海波属于晶体,有熔点;石蜡、松香、沥青属于非晶体,无熔点.
【举一反三3】晓轩同学利用图甲所示的实验装置“探究蜡和冰熔化时温度随时间的变化规律”。
(1)将蜡和冰放入盛水的烧杯中加热,目的是 ;
(2)在组装图甲的器材时,应按照 (选填“由上到下”或“由下到上”)的顺序;
(3)晓轩先探究蜡熔化时温度变化的规律。在实验过程中,他每隔1分钟记一次温度计的示数,同时观察蜡的状态。他记录的数据如下表所示:
晓轩根据表中数据判断:蜡属于 (选填“晶体”或“非晶体”);
(4)晓轩向另一个试管中放入碎冰,继续探究冰熔化时温度变化的规律。在实验过程中,他仍每隔1min记一次温度计的示数,同时观察冰的状态。他利用记录的数据画出如图乙所示的温度一时间图像,由图像可知:冰熔化持续了 min。他还观察到:当时间时,冰处于 态。
【答案】(1)保证蜡和冰受热均匀(2)由下到上(3)非晶体 (4)3 固液共存
【解析】(1)由实验图可知,实验中使用水浴法加热,将蜡和冰放入盛水的烧杯中加热,可以保证受热均匀。
(2)用酒精灯加热物体时,需用酒精灯的外焰加热,安装装置时,先从下到上,方便调节。
(3)由表格数据可知,蜡熔化过程,温度不断升高,没有固定的熔点,所以蜡是非晶体。
(4)由图乙知,冰从第2min开始熔化,到第5min完全熔化,用时3min。当时间时,冰正在熔化,所以此时,冰处于固液共存态。
【举一反三4】在下图中大致画出晶体海波的凝固图象;
【答案】
【解析】海波是晶体 ,凝固前后都是放热降温的过程,凝固过程中放热但温度保持不变,其凝固点是48℃,所以海波的凝固图象大致是下面的图象:
【题型4】非晶体的熔化与凝固特点
【典例】民间艺人将糖加热到流体状态,然后用它在平板上“画成”各种小动物,静待慢慢变硬,后就制作成了栩栩如生的“糖画”,关于“糖画”,下列表述正确的是( )
A.糖是非晶体
B.糖的内能一直在增加
C.糖分子之间只有引力没有斥力
D.糖先熔化后凝固
【答案】D
【解析】糖属于晶体,故A错误;糖在加热过程中质量不变,温度升高,内能增加,冷却变硬过程中质量不变,温度降低,内能减少,故B错误;分子间同时存在引力与斥力,故C错误;在“将糖加热到流体状态”是固体变成液体,是熔化现象,“静待慢慢变硬”是液体变为固体,是凝固现象,故D正确。
【举一反三1】如图所示,________图是晶体的熔化图象,________图是非晶体的熔化图象。________图是晶体的凝固图象,________图是非晶体的凝固图象。
【答案】乙 丁 丙 甲
【举一反三2】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)安装如图甲所示的实验装置时,应 (选填“点燃”或“不点燃”)酒精灯;图甲所示加热方式叫“水浴加热”,这种加热方式除可以使试管中的固体受热均匀外,还可以 ;
(2)实验中石蜡温度如图乙所示,为 ;
(3)试管中的海波和石蜡全部熔化后,将两支试管从烧杯中取出,静置于空气中自然冷却,每隔2min同时记录一次温度,根据记录数据在同一图像中画出他们的温度随时间变化的曲线,如图丙所示,可知石蜡是 (选填“晶体”或“非晶体”),实验室内环境温度为 。
【答案】(1)点燃 升温缓慢,便于观察/延长熔化时间,便于观察
(2)36
(3)非晶体 20
【解析】(1)使用酒精灯加热时,要用外焰加热,所以要根据酒精灯火焰的高度确定烧杯的高度,所以需要点燃酒精灯。
水浴加热还可以延长熔化时间,以便于实验现象的观察。
(2)图中温度计的分度值为1,示数为36,即石蜡的温度为36。
(3)由图可知,石蜡在凝固过程中没有温度不变的阶段,即没有凝固点,所以石蜡属于非晶体。
石蜡和海波的最终温度都为20,说明室温为20。
【举一反三3】小刚选择蜂蜡和海波探究“不同固态物质在熔化过程中温度的变化是否相同”,设计的实验装置如图甲所示。
(1)将装有蜂蜡、海波的试管分别放在盛水的烧杯内加热,而不是直接用酒精灯加热,目的是为了使试管内的物质 。
(2)将温度计正确插入海波中,温度计示数如图乙所示,正确读数是从 (A、B或C)视角去观察;以C视角去观察,与实际值相比温度计的示数 (偏大、偏小或不变)。
(3)图丙是小丽绘制的海波熔化图象,图中BC段表示海波的熔化过程,此过程中海波吸收热量,温度 (选填“升高”“降低”或“不变”);加热到第11min时,物质的状态为 (选填“液态”、“固态”或“固液共存”)。
(4)为了使海波均匀受热,还应该采取的一个措施是 。
(5)图丁是小刚绘制的蜂蜡熔化图象,由图像可知该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】(1)受热均匀
(2)B 偏小
(3)不变 固液共存
(4)见解析
(5)非晶体
【解析】(1)将装有蜂蜡、海波的试管分别放在盛水的烧杯内加热,运用水浴法加热,目的是为了使试管内的物质受热均匀。
(2)读数时视线应与液柱的上表面相平,所以B正确;以C视角去观察,仰视读数偏小。
(3)由图丙可知,海波的熔点是48℃,BC段是熔化过程,晶体熔化的特点是吸收热量,温度不变;第11分钟处于熔化过程中,所以物质的状态为固液共存态。
(4)除了水浴法,把海波研磨成粉末状,加热过程中进行搅拌,可以进一步使海波受热均匀。
(5)由丁图可知,蜂蜡在熔化过程中温度不断升高,非晶体在熔化过程中吸收热量,温度不断升高,故该物质为非晶体。
【题型5】熔点与凝固点的影响因素
【典例】下列现象,不可能发生的有( )
A.体温计的玻璃泡上涂上酒精示数会下降
B.“温室效应”会使海平面上升
C.在敞开的锅中烧水,使水沸腾,再用猛火继续加热,则水的温度不会升高
D.冬天司机往水箱里加点酒精是为了降低液体的凝固点
【答案】A
【解析】A.因为体温计玻璃泡和玻璃管内径中间存在凹缩处,所以体温计的玻璃泡上涂上酒精示数不会下降,故A符合题意;
B.温室效应是由于二氧化碳增多而导致的,全球气温上升,导致冰融化,海平面自然会上升,故B不符合题意;
C. 因为水沸腾过程温度保持不变,所以水沸腾,再用猛火继续加热,则水的温度不会升高,故C不符合题意;
D.冬天司机往水箱里加点酒精是为了降低液体的凝固点,防止损坏水箱,故D不符合题意。
【举一反三1】下列关于热现象的解释正确的是( )
A.冬天司机往水箱里加点酒精是为了提高液体的凝固点
B.皮肤上涂一些酒精会感到凉爽是因为酒精蒸发时放热
C.冻豆腐里面的小孔是由于豆腐里的水先凝固后熔化形成的
D.夏天,汽车内开冷空调,被冷气对吹的车玻璃上有小水珠,小水珠主要集中在玻璃内侧
【答案】C
【解析】A.冬天气温很低,司机向水箱里加酒精是为了降低水的凝固点,防止水箱中的水结冰,故A错误;
B.往皮肤上涂一些酒精会感到凉爽是因为酒精蒸发时吸热,故B错误;
C.将豆腐置于低温环境中,豆腐中的水会凝固,因冰的密度比水的密度小,所以豆腐中的水凝固后体积变大会将豆腐中的小孔撑大,待豆腐中的冰受热熔化流出后,冻豆腐就做好了,故C正确;
D.夏天,汽车内开冷空调,外面的热空气中的水蒸气遇到冷的玻璃,在玻璃的外表面液化成小水珠,故D错误。
【举一反三2】冻雨是一种温度低于0℃的过冷水,其外观同一般雨滴,当它落到温度较低的物体上时,立刻冻结成外表光滑而透明的冰层,称为雨凇,雨凇的形成是 (填物态变化名称)现象。为使道路上的冰雪快速熔化,工人们会往雪地上撒盐,因为盐能 (选填“升高”或“降低”)冰的熔点。
【答案】凝固 降低
【解析】由题意可知,雨淞是由冻雨凝固形成的。工人们会往雪地上撒盐,因为盐能降低冰的熔点,使冰的熔点降到气温以下,冰可以从空气中吸热尽快熔化。
【举一反三3】如图甲所示,大雪过后路面结冰,环卫工人会在公路上撒盐,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“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装。实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,则示数是 ℃。
(2)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图象,由此可知冰是 (选填“晶体”或“非晶体”),其在熔化过程中温度 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)完成上述实验后,小张又取了适量淡盐水制成的碎冰,用相同的热源再次加热,得到丁图中B图象。
(4)再次取适量浓度更大一些的盐水制成的碎冰,用相同的热源加热,得到丁图中C图象。由以上实验可知,加入盐后冰的熔点将会 降低 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
【答案】(1)自下而上 ﹣3 (2)晶体 不变 (4)降低
【解析】(1)酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;而温度计的玻璃泡要浸没到液体中,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;图丙中温度计的分度值为1℃,则温度计的示数为﹣3℃。
(2)由图象可知,冰有固定的熔化温度,故冰为晶体;熔化过程中吸热,但温度保持不变。
(3)分析图丁可知,加入食盐后冰的熔点将会降低。
【题型6】熔化与凝固的吸放热与温度变化
【典例】明末科学家宋应星编写的《天工开物》是一部百科全书式的科学巨著。书中《冶铸》篇记录了铸造铜钟的过程,大致分为“制模——熔炼——浇铸——脱模——打磨”的过程。下列说法正确的是( )
A.固态铜料化为铜液需要放热
B.固态铜料化为铜液是熔化过程
C.铜液冷却成形需要吸热
D.铜液冷却成形是凝华过程
【答案】B
【解析】固态铜料化为铜液,是熔化现象,需要吸热,故A不符合题意,B符合题意;铜液冷却成形,是凝固现象,需要放热,故C、D不符合题意。
【举一反三1】如图是“探究某物质熔化和凝固规律”的实验图像,下列说法正确的是( )
A.在t=16min时,该物质处于固态
B.在45℃,该物质一定处于固液共存状态
C.该物质熔化过程持续了6min
D.在DE段,该物质为固态,是降温放热过程
【答案】A
【解析】ABC.图中有一段时间吸热但温度不变,所以该物质是晶体,从3min开始熔化,到6min结束,熔化时间为3min;从12 min到 l5 min,放热但温度不变,所以,EF段为凝固过程,由图像可知C、E点物质为液态,B、F点物质为固态,BC、EF段为固液共存态,在 16 min 时,该物质处于固态,在45℃,该物质可能处于固态、固液共存态、液态,故 A正确,BC错误;
D.在DE段,该物质处于液态,不断放热,温度降低,故D错误。
【举一反三2】西周晋侯鸟尊是中国青铜器中罕见的珍品,是山西博物院的“镇院之宝”(如图所示)。制作鸟尊等青铜器时,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。下列分析正确的是( )
A.将蜡加热到液态是熔化过程,会放出热量
B.青铜液冷却到固态是凝固过程,会放出热量
C.青铜液冷却到固态是凝华过程,需吸收热量
D.青铜和蜡熔化过程中,温度均保持不变
【答案】B
【解析】将蜡加热到液态是熔化过程,会吸收热量,故A错误;青铜液冷却到固态是凝固过程,凝固放热,故B正确、C错误;青铜是晶体,熔化过程中,温度保持不变,蜡是非晶体,熔化过程中吸收热量,温度升高,故D错误。
【举一反三3】将刚从冰箱冷冻室拿出的冰棍贴紧舌头,舌头常常被粘在冰棍上(如图所示),这是由于舌头上的水遇到低温的冰棍发生了某种物态变化,即 ,该物态变化过程中舌头上的水需要 热量,能反映出该物态变化中水的温度--时间图像是下图中的 。
【答案】凝固 放出 D
【解析】舌头会被“冻”在冰棍上,是由于舌头上的水分遇到比较冷的冰棍形成的冰晶造成的,液态变为固态的现象叫凝固,该过程放出热量。
刚开始舌头上的水大于0℃,当遇到温度低的冰棍时放出热量,温度下降,直到凝固成冰;由于冰是晶体,在凝固过程中温度不变,一直为0℃;当凝固完成后,继续放出热量,温度开始下降,在0℃以下,故ABC不符合题意,D符合题意。
【题型7】熔化与凝固的温度图象
【典例】“奋斗者”号载人潜水器的壳体使用了我国自主研发的高强度、高韧性钛合金。金属钛是一种晶体,如图所示的四个图像中,能反映金属钛熔化时温度随时间变化规律的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】金属钛熔化时需要吸热,熔化前后吸收热量钛的温度都会上升,故A、B错误;金属钛是一种晶体,熔化时吸收热量温度不变,熔化图像中有一段水平的直线,故C错误,D正确。
【举一反三1】如图所示是给某固体加热时温度随时间变化的图像,根据图像可知此物质为 (选填“晶体”或“非晶体”),在t2~t3min内该物质处于 态。
【答案】晶体 液
【解析】由图可知,固体在熔化过程中温度保持不变,有固定的熔化温度即熔点,所以属于晶体。
由图知,固体由第t1min开始熔化,到第t2min完全熔化完,在t2~t3min内该物质处于液态。
【举一反三2】如图甲所示,将海波放入大试管中,在烧杯中倒入热水。根据温度计A和B的示数,绘制出海波和热水的温度随时间变化的图像,如图乙所示。由图像可知,在第8min时,大试管内的海波处于 (选填“固态” “液态”或“固液共存态”);第10min后,海波的温度将 (选填“直接下降”或“先不变,后下降”)。
【答案】固液共存态 先不变,后下降
【解析】由图像可知,海波加热后5~10min的这段时间吸热温度不变,这是海波熔化的过程,第8min处于海波熔化过程中,故海波是固液共存态。
第10min后,烧杯中水的温度降到了海波的熔点,温度相同,海波不能继续吸热,停止熔化,从图像可知,气温为12℃,低于海波的凝固点,海波开始放热凝固,凝固时温度不变,当凝固完成后继续放热温度降低,故第10min后,海波的温度将先不变,后下降。
【举一反三3】某小组在做“探究海波的熔化”实验时,实验装置如图甲所示。请你完成下列问题:
(1)安装实验装置应按 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行;
(2)小组成员每隔相等时间记录下温度并绘制出温度随时间的变化图像如图乙所示,从图像中发现海波的熔化过程共用了______min。
【答案】自下而上 7
【解析】(1)酒精灯需用外焰加热,所以先放好酒精灯,然后调整试管的高度,最后调整温度计的高度,所以要按照自下而上的顺序进行。
(2)晶体熔化时,温度保持不变,由图可知,BC段是海波的熔化过程,熔化时间为12min﹣5min=7min
【举一反三4】小华同学为了探究固体熔化时的温度变化规律,选用A、B两种物质进行实验,得到了这两种物质熔化时温度随时间变化的图象(图甲)。
(1)由图象可知,A、B两种物质中属于晶体的是________。
(2)用温度计测量A物质的温度,某时刻示数如图乙所示,此时,该晶体物质的温度是________℃,处于________态。
【答案】(1)A (2)58 液
【解析】(1)由图甲知,A有一段时间温度保持不变,所以为晶体;B在熔化过程中温度不断升高,所以为非晶体;
(2)图乙中温度计的分度值为1 ℃,示数为58 ℃,A物质在熔化时保持48 ℃不变,所以A物质的熔点为48 ℃,58 ℃时A物质已经熔化完成,处于液态。
【题型8】熔化与凝固的吸放热过程在生活中应用
【典例】如图所示是一款3D打印笔,使用时在笔中装入塑料条,接通电源加热一段时间,塑料条受热变软、变稀后被挤出,在常温下可制成各种立体造型。此过程涉及的物态变化是( )
A.熔化和凝固
B.升华和凝固
C.汽化和液化
D.熔化和凝华
【答案】A
【解析】接通电源加热一段时间,塑料条受热变软,属于熔化;在常温下可制成各种立体造型,属于凝固,B、C、D不符合题意,A符合题意。
【举一反三1】2022北京冬奥会上,造雪机在工作时不断将水吸入,并持续从前方喷出水雾,在水雾下落过程中形成“白雪”(小冰粒),如图所示。造雪机在造雪过程中,水变成“白雪”发生的物态变化是( )
A.凝华
B.凝固
C.升华
D.液化
【答案】B
【解析】水变成雪的过程是液态变固态的过程,这是凝固现象。
【举一反三2】人们在生活中会巧妙地利用物理知识来保存食物。如图的实例中,利用蒸发吸热给食物降温的是( )
A.北方冬天在菜窖里放几桶水
B.把鱼虾埋在冰粒中保鲜
C.利用水和纱布等自制简易冰箱
D.利用干冰给肉类食物保鲜
【答案】C
【解析】A.北方冬天在菜窖里放几桶水,是利用水凝固时放热来维持菜窖里的温度,防止蔬菜被冻坏,故A不符合题意;
B.把鱼虾埋在冰粒中保鲜,是利用冰熔化吸收鱼虾的热量来给鱼虾降温的,故B不符合题意;
C.自制简易冰箱是通过水蒸发吸收食物的热量来给食物降温的,故C符合题意;
D.利用干冰给肉类食物保鲜是利用了干冰升华吸热,从而给肉类食物降温,故D不符合题意。
【举一反三3】冰糖葫芦(如图)的制作方法是:将洗净的山楂穿在竹签上,然后将一定量的白糖放入锅中加热,待白糖 (填物态变化名称)为糖浆后,将山楂蘸上糖浆,等山楂上的糖浆 (选填“吸收”或“放出”)热量变成固态,令人垂涎欲滴的冰糖葫芦就做好了。
【答案】熔化 放出
【解析】白糖放入锅中加热,由固态变成液态,叫做熔化;山楂上的糖浆由液态变成固态,发生凝固现象,凝固放热。
【举一反三4】为了从酒精和水的混合液中分离出酒精,小刚同学依据已学过的知识设计了一种方案。他依据水和酒精的凝固点不同,设想可用凝固的方法将水和酒精分开。为此他利用家中的电冰箱冷冻室做了如下的实验:将配有不同比例的水和酒精的混合液放入冷冻室中,并用温度计监测混合液的温度,定时观察,他所测得的数据和观察到的现象如下表:
说明:所用冰箱的冷冻室的最低温度是-8℃.
(1)请你仔细看一看表中的数据和记录的现象,小刚同学是否能把水和酒精从混合液中分离出来?
(2)在水中增加酒精对水的凝固点有什么影响?
(3)这个结论在实际中有什么应用?
(4)采用什么样的方法可以把水和酒精分离开来呢?
【答案】(1)不能 (2)在水中添加酒精后,凝固点降低 (3)在冬天,向作为汽车冷却液的水中,添加一些酒精,降低水的凝固点,以免水结冰 (4)对混合物加热,并使其温度保持略高于78℃,由于酒精的沸点是78℃,所以酒精不断变成气态由混合液中逸出,把这种酒精蒸汽收集起来再冷凝,就可使水和酒精分开
【解析】解:(1)从表格中知水和酒精的混合液从−4~−8℃根据混合比例的不同凝固情况不同,但是酒精都不能从水中分离出来,故不能将水和酒精从混合液中分开。
(2)水的凝固点为0℃,根据数据可知,在水中添加酒精后,会使水的凝固点降低。
(3)冬天,汽车循环水中加少量防冻液可以降低水的凝固点,防止水结冰。
(4)可以利用酒精和水沸点不同的特点进行蒸馏:对混合物加热,并使其温度保持略高于78℃,由于酒精的沸点是78℃,所以酒精不断变成气态由混合液中逸出,把这种酒精蒸汽收集起来再冷凝,就可使水和酒精分开。
【举一反三5】深秋,为避免树上的桔子在夜间气温骤降时被冻伤,果农经常在傍晚给桔子树喷水.虽然水在夜间结了冰,但桔子却没被冻伤,这是为什么?
【答案】果农在傍晚给桔子树喷水.虽然水在夜间结了冰,但同时水凝固时对外发热,这样可以保证桔子的温度不会下降太低而被冻坏.
【解析】晶体凝固时对外放热。果农在傍晚给桔子树喷水.虽然水在夜间结了冰,但同时水凝固时对外发热,这样可以保证桔子的温度不会下降太低而被冻坏.
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