2027年中考物理一轮复习专题讲义专题04 物态变化
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内容正文:
2027届中考物理(苏科版2024)一轮复习专题讲义
专题 04 物态变化
适用版本:苏科版2024
建议用时:90分钟
题量:51题
专题编号:04
■ 板块一 内容概览
本专题围绕“物态变化”展开,主要包括温度与温度计、熔化和凝固、汽化和液化、升华和凝华。通过本专题复习,帮助学生建立“物质在固、液、气三态间变化时伴随吸热或放热”的物理观念,提升温度计的规范使用、熔化与沸腾实验探究以及运用物态变化规律解释白气、露、霜、雾、雾凇等生活与自然现象的能力。
模块
核心内容
学习要求
温度与温度计
温度、摄氏温度、温度计原理与“六会”、体温计
会用温度计测量温度,知道体温计的结构特点
熔化和凝固
物态变化、晶体与非晶体、熔点凝固点、熔化凝固图像
能区分晶体非晶体,掌握熔化凝固规律与图像
汽化和液化
沸腾与蒸发、沸点、液化两种方式、影响蒸发快慢因素
能辨析蒸发沸腾,解释白气等液化现象
升华和凝华
升华凝华、吸放热、干冰应用、水循环与自然现象
能判断升华凝华现象,解释水循环与自然现象
■ 板块二 考情分析
考查形式
高频考点
分值占比
难度
选择题
温度计使用、物态变化判断、白气现象、吸放热辨析
约 2~3 分/题
易~中
填空题
熔化凝固图像、沸点、液化凝华现象、自然现象成因
约 2~3 分/题
中
实验探究题
探究固体熔化规律、探究水的沸腾特点
约 5~8 分/题
中偏难
综合应用题
熔化沸腾综合、热量计算、水循环
约 4~6 分/题
难
命题趋势
物态变化是中考热学的必考内容,题量稳定、贴近生活,常结合生活情境(白气、眼镜起雾、纸锅烧水、冷藏保鲜)、传统文化(节气、诗词中的物态变化)和自然现象(云、雨、雾、露、霜、雪、雾凇、冰雹)命题,注重考查概念辨析与实验探究。固体熔化和水的沸腾两大实验、晶体非晶体图像、蒸发沸腾异同和升华凝华判断是高频增长点。备考时应重视图像与条件对比,牢记“熔化、汽化、升华吸热,凝固、液化、凝华放热”,并能准确判断每种变化的初末状态。
■ 板块三 知识结构思维导图
■ 板块四 知识点分类(表格对比 · 重难诠释 · 易混易错)
知识点一 温度
项目
内容
要点 / 记忆点
温度
表示物体冷热程度的物理量;热的物体温度高,冷的物体温度低
凭感觉判断冷热不可靠,须用温度计测量
温度计原理
家庭和实验室常用温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的
玻璃泡内装水银、酒精或煤油等测温液体
构造
玻璃泡、测温物质、均匀刻度、内径很细的玻璃管
摄氏温度
规定
说明
单位
摄氏度,符号 ℃
“摄氏度”是整体,不能拆开读、不能漏写小圆圈
0 ℃
标准大气压下冰水混合物的温度定为 0 ℃
无论冰多水多,冰水混合物温度都是 0 ℃
100 ℃
标准大气压下沸水的温度定为 100 ℃
0 ℃ 与 100 ℃ 之间分 100 等份,每份为 1 ℃
零下
0 ℃ 以下数字前加“-”,如 -10 ℃
读作“负10摄氏度”或“零下10摄氏度”
六会
正确要求
常见错误
会认
认清量程(测量范围)和分度值(相邻两刻度的温度差)
不看量程就测量
会选
先估测被测温度,再选量程合适的温度计
温度超过量程会胀破玻璃泡
会拿
拿住温度计上部,手不触及玻璃泡
手温影响玻璃泡使读数不准
会放
玻璃泡全部浸入被测液体,不碰容器底和容器壁
碰底碰壁反映的是容器温度
会读
示数稳定后再读,玻璃泡留在液体中,视线与液面相平
俯视偏大、仰视偏小
会记
不估读,但不漏写单位,零下不忘负号
只写数字漏 ℃
温度计的正确放置与读数:玻璃泡不碰底壁,视线与液面相平
俯视读数:视线高于液面,读数偏大
对比项
实验室温度计
体温计
测温物质
水银 / 酒精 / 煤油
水银
量程
一般 -20 ℃~110 ℃
35 ℃~42 ℃
分度值
1 ℃
0.1 ℃
特殊结构
内径均匀、无缩口
玻璃泡与直管间有很细的缩口(细管)
能否离开被测物
不能离开被测液体读数
离开人体后缩口处水银断开,可离开人体读数
使用前
不能甩
用力向下甩,使水银退回玻璃泡
甲(普通温度计)与乙(体温计):体温计量程窄、分度值小且带缩口
◆ 重难诠释
0 ℃ 不是“没有温度”,而是物体冷热程度与标准大气压下冰水混合物相同;温度只有高低之分,不存在“没有温度”。
读数时“俯大仰小”:俯视视线向下斜,交点在液面上方,读数偏大;仰视则偏小。正确视线应与液柱上表面相平。
体温计示数“只升不降”:测前必须甩,否则测低于原示数的体温时读数不下降,导致测量值偏高。
人体正常体温约 37 ℃,感觉舒适的室温约 25 ℃,标准大气压下冰水混合物 0 ℃、沸水 100 ℃,是常用估测值。
知识点二 熔化和凝固
物态变化
定义
状态方向
熔化
物质从固态变为液态的过程(如冰化成水)
固态 → 液态,吸热
凝固
物质从液态变为固态的过程(如水结成冰)
液态 → 固态,放热
生活中的熔化与凝固:蜡烛、雪糕熔化,水结冰
对比项
晶体
非晶体
定义
熔化时吸热但温度保持不变、有固定熔化温度的固体
熔化时吸热、温度不断上升、没有固定熔化温度的固体
熔点 / 凝固点
有熔点和凝固点,且同一晶体二者相同
没有确定的熔点和凝固点
常见物质
海波、冰、萘、食盐、各种金属、固态水银
石蜡、松香、玻璃、沥青、塑料、橡胶
熔化图像
左:海波(晶体)熔化有水平段;右:石蜡(非晶体)温度持续上升
熔化图像:甲(晶体)BC 段温度不变,乙(非晶体)曲线一直上升
凝固图像:甲(晶体)FG 段水平,乙(非晶体)温度持续下降
条件 / 规律
内容
记忆点
晶体熔化条件
①温度达到熔点;②继续吸热(二者缺一不可)
熔化时吸热但温度不变
晶体凝固条件
①温度达到凝固点;②继续放热
凝固时放热但温度不变
熔化吸热
晶体熔化吸热用于完成熔化,不用于升温
非晶体边吸热边升温边熔化
凝固放热
凝固是熔化的逆过程,凝固向外放热
非晶体边放热边降温边凝固
水浴法加热:使被加热物质受热均匀、缓慢升温,便于观察记录
应用
原理
说明
冰冷却饮料
0 ℃ 的冰比 0 ℃ 的水多一个熔化吸热过程
冰的冷却效果比同温的水更好
菜窖放几桶水
水凝固成冰时放热
使窖内温度不至于太低,保护蔬菜
雪天路面撒盐
掺入杂质降低冰雪熔点(凝固点)
使冰雪在相同气温下更易熔化
◆ 重难诠释
判断晶体、非晶体的关键看有无固定熔点(图像上有无水平段),有水平段是晶体,曲线一直升/降是非晶体。
晶体熔化图像三段:AB 固态吸热升温、BC 固液共存温度不变、CD 液态吸热升温;凝固图像方向相反、规律相同。
熔化吸热、凝固放热,与温度是否改变无关:晶体熔化时温度不变却仍在吸热,热量用来完成状态变化。
晶体温度达到熔点不一定熔化,还须能继续吸热;处于熔点的物质可能是固态、液态或固液共存态。
▲ 易混易错
物体形状改变(如捏橡皮泥、折断铁丝)不是物态变化,物质仍是原状态;只有状态在固、液、气之间改变才是物态变化。
“吸热就升温”是错误认识:晶体熔化、液体沸腾时都吸热但温度不变。
同一晶体的熔点和凝固点相同,但熔化与凝固是两个相反过程,方向和吸放热不能混淆。
知识点三 汽化和液化
物态变化
定义
方式 / 方向
汽化
物质从液态变为气态的过程
蒸发、沸腾;液态 → 气态,吸热
液化
物质从气态变为液态的过程
降温、压缩体积;气态 → 液态,放热
沸腾
内容
要点
概念
液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象
沸腾时有大量气泡产生
沸点
液体沸腾时保持不变的温度
不同液体沸点不同;气压越大沸点越高
沸腾条件
①温度达到沸点;②继续吸热
缺一不可,沸腾时吸热温度不变
气泡
沸腾时气泡上升、变大,到水面破裂
沸腾前气泡上升时变小
沸腾实验装置:烧杯加盖减少热量散失,温度计测水温
甲(沸腾前)气泡上升变小,乙(沸腾时)气泡上升变大
沸腾温度图像:达到沸点后温度保持水平不变
影响蒸发快慢的因素
具体内容
对应生活做法
液体温度
温度越高,蒸发越快
晾在向阳处干得快
液体表面积
表面积越大,蒸发越快
湿衣服展开、积水扫开
表面空气流速
空气流动越快,蒸发越快
通风处、用电吹风吹干
(拓展)空气湿度、液体种类
湿度大蒸发慢;不同液体蒸发快慢不同
雨前闷热、酒精比水易挥发
控制变量探究:温度、表面积、空气流速对蒸发快慢的影响
异同
蒸发
沸腾
发生位置
只在液体表面
液体表面和内部同时
剧烈程度
缓慢、平和
剧烈
温度条件
任何温度下都能发生
达到沸点并继续吸热
温度变化
吸热制冷,自身及周围温度降低
温度保持在沸点不变
相同点
都是液态变气态的汽化现象,都需要吸热
同左
液化
内容
应用 / 记忆点
方式一:降低温度
高温水蒸气遇冷液化成小水滴
呼“白气”、露、雾、眼镜起雾
方式二:压缩体积
常温下压缩气体体积使其液化
打火机、液化石油气,便于储存运输
液化放热
液化是汽化的逆过程,放出热量
水蒸气烫伤比开水烫伤更严重
壶嘴喷出的“白气”是水蒸气遇冷液化的小水滴,不是气态
从冰箱取出的鸡蛋表面水珠,是空气中水蒸气液化形成的
◆ 重难诠释
看得见的“白气”“白雾”都不是水蒸气:水蒸气无色透明看不见,所见“白气”是水蒸气液化的小水滴。
沸腾前后气泡变化相反:沸腾前上层水温低,气泡中水蒸气遇冷液化,气泡上升变小;沸腾时水温一致,气泡上升变大。
蒸发在任何温度下都能发生且只在表面,沸腾须达到沸点且表面内部同时进行;二者都吸热。
蒸发吸热有制冷作用:擦酒精、洒水、出汗吹风降温,都是利用蒸发(汽化)吸热。
撤去酒精灯水短暂继续沸腾,是因为石棉网和烧杯底温度仍高于沸点,水还能继续吸热,并非沸腾不需吸热。
知识点四 升华和凝华
物态变化
定义
实例 / 方向
升华
物质从固态直接变为气态的过程(不经过液态)
樟脑丸变小、冰冻衣服变干、灯丝变细、干冰、碘;吸热
凝华
物质从气态直接变为固态的过程(不经过液态)
霜、冰花、雾凇、灯泡变黑;放热
碘的升华:甲直接加热、乙水浴加热,固态碘直接变成紫色碘蒸气
干冰升华吸热,周围水蒸气液化形成“白气”
雾凇:空气中水蒸气遇冷直接凝华成小冰晶附着在树枝上
冰挂 / 冰棱:水先凝固而成,与凝华的霜成因不同
干冰(固态二氧化碳)升华吸热的应用
原理
人工降雨
干冰升华吸热使气温骤降,水蒸气液化成水滴或凝华成小冰晶,聚集下落成雨
舞台效果
干冰升华降温,空气中水蒸气液化成小水滴,形成烟雾缭绕效果
冷藏 / 储藏
干冰升华吸热力强且无残留物,可作强制冷剂储运食品
医疗手术
干冰使局部组织温度骤降坏死脱落,实现“冷冻”治疗
自然现象
成因
物态变化
云
高空水蒸气液化成小水滴或凝华成小冰晶,悬浮空中
液化、凝华
雨
云中水滴、冰晶聚集变大,下落时冰晶熔化成水
熔化(伴随液化)
雾、露
水蒸气遇冷液化成小水滴,悬浮空中或附着物体
液化
霜、雪
水蒸气遇冷直接变成小冰晶
凝华
冰雹
小冰珠随气流多次升降,反复凝固、熔化而增大
凝固、熔化
甲(露·液化)、乙(霜·凝华)、丙(冰·凝固)、丁(雾·液化)
◆ 重难诠释
升华、凝华强调“直接”:全过程不出现液态,判断时注意区分“先熔化再汽化”与“直接升华”。
六种物态变化中,熔化、汽化、升华吸热;凝固、液化、凝华放热;每一对互为逆过程。
冰花、霜出现在温度高的一侧玻璃上:冬天室内水蒸气遇冷玻璃,在玻璃内侧凝华成冰花。
干冰“冒烟”不是二氧化碳气体(看不见),而是干冰升华吸热使周围水蒸气液化出的小水滴。
▲ 易混易错
凝固与凝华末态都是固态,但凝固从液态变来、凝华从气态直接变来,初状态不同。
汽化与升华末态都是气态,但汽化从液态变来、升华从固态直接变来,初状态不同。
雾、露、“白气”是液化(小水滴);霜、雪、冰花、雾凇是凝华(小冰晶),不要混为一谈。
■ 板块五 考向分类(例题 · 变式)
考向一 温度与温度计
【例题1】
在用温度计测量液体温度时,如图所示的四种方法中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:
A、温度计的玻璃泡与容器底接触了,故A错误。
B、温度计的玻璃泡与容器壁接触了,故B错误;
CD、读数时视线应与温度计管内液面相平,故C错误,D正确。
故选:D。
【变式1-1】
下列说法中,正确的是( )
A.干冰投入热水中会熔化
B.冰在熔化过程中温度不断升高
C.冰箱冷冻室里出现的“霜”,是凝华现象
D.棒冰周围的“白气”,这是由于空气遇冷液化形成的
【答案】C
【解答】解:A、干冰投入热水会升华,水会汽化,故A错误;
B、冰是晶体,在熔化过程中温度不变,故B错误;
C、冰箱冷冻室里出现的“霜”,是凝华现象,故C正确;
D、棒冰周围的“白气”,这是由于空气中的水蒸气遇冷液化形成的,故D错误。
故选:C。
考向二 熔化和凝固
【例题1】
如图所示的是甲、乙两物质熔化时温度随时间变化的图像,下列说法中错误的是( )
A.甲是晶体,乙是非晶体
B.甲在第6min时处于固液共存的状态
C.在第4min到第8min内,甲没有吸热,乙继续吸热
D.甲的熔点是48℃,乙没有固定的熔点
【答案】C
【解答】解:A.晶体有一定的熔点,非晶体没有,由图象可知,甲物质熔化过程中,吸收热量,温度不变,是晶体,乙物质熔化过程中,吸收热量,温度升高,是非晶体,故A正确;
B.甲物质从第4分钟开始熔化,第8分钟熔化结束,第6min时甲物质处于固液共存状态,故B正确;
C.在第4min到第8min内,甲乙物质都吸收热量,故C错误;
D.甲物质从第4分钟开始熔化,第8分钟熔化结束,对应的熔化温度是48℃,熔点是48℃,乙物质是非晶体,没有固定的熔点,故D正确。
故选:C。
【变式1-1】
0℃的室温下,小明将装有碎冰的试管放入盛有温水的烧杯中“探究冰的熔化特点”。用传感器采集数据得到冰和水的温度随时间变化的图像如图。第15min结束实验时,试管中仍有部分碎冰。下列说法正确的是( )
A.冰熔化历时10min,此过程中冰吸收热量,温度不变
B.图中B点时刻试管中冰的量等于A点时刻试管中冰的量
C.第11min时,烧杯中的物质处于固液共存态
D.第4min时,试管中的物质处于固液共存态
【答案】B
【解答】解:A.由图像可知,冰从第5min开始熔化,到第10min结束,熔化历时5min,此过程中冰吸收热量,温度不变,故A错误;
B.由于晶体在熔化过程中需要吸收热量,而从A点到B点,温度为0℃,冰不能吸收热量,即冰的量不会发生变化,故B正确;
C.在冰熔化过程中,烧杯中的水放热,温度降低,但始终处于液态,到第11min时,烧杯中的物质处于液态,故C错误;
D.第4min时,冰还没有开始熔化,此时试管中的物质处于固态;从第5min开始冰熔化,熔化过程中处于固液共存态,所以第4min时,试管中的物质处于固态,故D错误。
故选:B。
【变式1-2】
如图是某物质熔化和凝固的温度﹣时间图像,下列说法正确的是( )
A.该物质的凝固点是45℃
B.在t=5min时,该物质处于液态
C.该物质在BC段不吸热
D.该物质在熔化过程中温度先升高后不变
【答案】A
【解答】解:A、由图知,该物质凝固时对应的温度是45℃,则该物质的凝固点为45℃,凝固点等于熔点,故A正确。
B、由图知,有一段时间内物质吸热但温度不变,所以该物质是晶体,从3min开始熔化,到6min结束,故在t=5min时,该物质处于固液共存态,故B错误。
CD、该物质在BC段,即从3min开始熔化,到6min熔化结束,晶体熔化过程吸热温度保持不变,故CD错误。
故选:A。
【例题2】
蜡烛燃烧时会有部分蜡变为蜡油滴落,滴落后重新变为固态蜡,下列各图中,能正确描述整个过程中温度变化的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解答】解:蜡烛是非晶体,在这一过程中,要先升温再降温,固态非晶体不断吸热升温,开始逐渐变软,变稀,变成液态,这一过程中,温度逐渐升高;而后,物质处于液态,继续吸热升温;再停止加热,液态物质放热降温,液态物质渐渐凝固。
A.是非晶体先凝固降温,后熔化升温的过程,故A错误;
B.是非晶体先熔化升温,后凝固降温的过程,故B正确;
C.是晶体先熔化升温,后凝固降温的过程,故C错误;
D.是晶体先凝固降温,后熔化升温的过程,故D错误。
故选:B。
【变式2-1】
如图所示的四幅图像中能反映石蜡凝固特点的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解答】解:石蜡是非晶体,非晶体在凝固的过程中,温度会持续下降,非晶体没有固定的凝固点,故B正确。
故选:B。
【变式2-2】
如图所示,我国古代科技著作《天工开物》中,对釜的铸造有“铁化如水,以泥固针铁柄勺从嘴受注”这样的记载,其中“铁化如水”描述的物态变化对应的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:“铁化如水”描述的是铁由固态熔化成液态的过程,铁是晶体,晶体熔化的特点是:熔化过程中温度保持不变,熔化前温度升高,熔化后温度继续升高。
A、温度一直上升,没有固定熔点,属于非晶体的熔化图像,故A错误;
B、温度一直下降,属于非晶体的凝固图像,故B错误;
C、温度先下降,然后保持不变,再继续下降,属于晶体的凝固图像,故C错误;
D、温度先升高,然后保持不变(对应晶体的熔点),再继续升高,符合晶体熔化的特点,故D正确。
故选:D。
【例题3】
先进战机机身会采用一种微胶囊自修复材料,其原理是在金属内部埋植固态合金,当机身出现裂纹,系统会控制加热装置工作,使微胶囊内的合金变成液态流出并填充裂纹,然后形成固态合金从而实现损伤修复。其中填充裂纹过程中的物态变化是( )
A.凝固 B.熔化 C.液化 D.凝华
【答案】B
【解答】解:由题意可知,当机身出现裂纹,系统会控制加热装置工作,使微胶囊内的合金从固态熔化成液态流出并填充裂纹,然后凝固放热形成固态合金从而实现损伤修复。
故选:B。
【变式3-1】
“糖画”是中国传统的民间手工艺,艺人将糖汁制成各种造型,在液态糖汁冷却形成如图所示的糖人造型的过程中,发生的物态变化是( )
A.凝固 B.汽化 C.液化 D.熔化
【答案】A
【解答】解:液态糖汁是液体状态,冷却后形成的糖人是固体状态,所以这一过程是物质由液态转变为固态,这个过程属于凝固现象,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【变式3-2】
二十四节气体现了我国古代劳动人民的智慧。下列关于四个节气中所涉及的物态变化,属于凝固的是( )
A.“雨水”,冰雪消融 B.“立夏”,雾绕山峦
C.“冬至”,霜满枝头 D.“大寒”,滴水成冰
【答案】D
【解答】解:A、冰雪消融,是指雪由固态变为液态的水,属于熔化现象,故A错误;
B、雾是空气中的水蒸气遇冷变成的小水珠,属于液化现象,故B错误;
C、霜是空气中的水蒸气在温度较低时由气态直接变成固态的冰晶,属于凝华现象,故C错误;
D、滴水成冰,是指水由液态变成固态的冰,属于凝固现象,故D正确。
故选:D。
【例题4】
在“探究冰和石蜡熔化特点”的实验中。实验装置如图甲、乙所示,观察到电脑屏幕上显示的冰和石蜡熔化的温度﹣时间的图像分别如图丙和丁所示。
(1)在组装器材放置温度传感器时,由于试管内物质熔化后表面会下降,所以温度传感器探头应该放置在物质中间略 靠下 (选填“靠上”或“靠下”)的位置。
(2)实验过程中利用温度传感器采集数据,还要观察冰和石蜡的 状态 变化情况。
(3)由图丙可知冰在熔化时需吸热,温度 不变 (选填“升高”“降低”或“不变”);当加热到第300s时,试管中的物质处于 固液共存 态(选填“固”“液”或“固液共存”);
(4)分析丁图,根据 熔化时吸热,温度不断上升 可以判断石蜡是非晶体。
【答案】(1)靠下;(2)状态;(3)不变;固液共存;(4)熔化时吸热,温度不断上升。
【解答】解:(1)由于物质熔化后表面会下降,为了保证温度传感器探头能始终接触被测物质,应该将探头放置在物质中间偏靠下的位置。
(2)实验中除了采集温度数据,还需要观察冰和石蜡的状态变化,判断它们是否在熔化、熔化过程的特点。
(3)冰是晶体,晶体熔化的特点是吸热、温度不变;第300s时,冰处于熔化过程中,所以试管中的物质处于固液共存态。
(4)分析丁图(石蜡的温度﹣时间图像),根据温度不断上升,没有固定的熔点,可以判断石蜡是非晶体。
故答案为:(1)靠下;(2)状态;(3)不变;固液共存;(4)熔化时吸热,温度不断上升。
【变式4-1】
小明采用如图甲所示的实验装置探究冰的熔化特点。
(1)将温度传感器与计算机连接,设置好数据采集软件的相关参数。为了使温度传感器探头与冰块充分接触,应选用颗粒较 小 (“大”或“小”)的冰块做实验;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使冰块 均匀受热 ;
(2)观察计算机屏幕上显示的冰从开始加热到熔化成水一段时间的温度﹣时间图像,如图乙所示。由图像可知:冰熔化时温度变化特点是 不变 ,此时物质处于 固液共存 状态;
(3)如果将冰块换成石蜡碎块做同样的实验,还需要添加的器材是 酒精灯 ,实验结束后要及时地清洗试管,防止石蜡 凝固 导致探头无法取出。
【答案】(1)小;均匀受热;
(2)不变;固液共存;
(3)酒精灯;凝固。
【解答】解:(1)选用小颗粒冰块,能让温度传感器探头和冰块接触更充分。
水浴法加热的两个优点是:减慢升温速度,同时让冰块受热均匀。
(2)冰是晶体,从图乙的温度﹣时间图像可以看出,冰熔化时持续吸热但温度保持不变;晶体熔化过程中,既有未熔化的固态冰,又有液态水,因此物质处于固液共存状态。
(3)冰的熔点为0℃,用温水即可满足熔化条件,但温水温度不足以让石蜡熔化,因此需要添加酒精灯给烧杯中的水加热;实验结束后温度降低,液态石蜡会凝固为固态,容易卡住温度传感器探头,因此需要及时清洗试管。
故答案为:(1)小;均匀受热;
(2)不变;固液共存;
(3)酒精灯;凝固。
【变式4-2】
冬天给结冰(积雪)道路撒盐,可以有效地防止事故发生,为了解其原因,小明用如图甲所示实验装置,探究盐冰(浓盐水冻成的冰块)熔化时温度的变化规律。
(1)实验中不用酒精灯给盐冰加热,可以 减缓物体升温速度 ,便于实验现象观测和数据记录;
(2)将盐冰碾碎后放入烧杯,温度计插入碎冰中,某时刻温度计示数如图甲所示,读数为 ﹣4 ℃;
(3)根据实验记录数据,作出温度随时间变化图像(如图乙)。
根据图像可知盐冰在熔化时温度 不变 ,内能 增大 ,盐冰的熔点为 ﹣2 ℃;
(4)通过探究可知:为防止事故发生,冬天给结冰(积雪)道路撒盐可以使含盐的冰(雪)在更 低 的温度下熔化。
【答案】(1)减缓物体升温速度;(2)﹣4;(3)不变;增大;﹣2;(4)低。
【解答】解:(1)不用酒精灯给盐冰加热,能减缓物体升温速度,便于实验现象观测和数据记录;
(2)由图乙可知,温度计的最小刻度值是1℃,且液柱在零刻度线下方,因此该温度计的示数是﹣4℃;
(3)晶体熔化时吸收热量、温度不变,内能增大;从图丙中可知,盐冰在熔化过程中温度保持﹣2℃不变,所以熔点是﹣2℃;
(4)冬天给道路撒盐可有效地防止事故发生的原因是,撒盐后会降低水的凝固点,使冰雪在更低温度下熔化。
故答案为:(1)减缓物体升温速度;(2)﹣4;(3)不变;增大;﹣2;(4)低。
考向三 汽化和液化
【例题1】
小清吃雪糕时,看到雪糕周围冒“冷气”,由此她联想到了泡方便面时碗里冒“热气”的情景。以下是她对“冷气”和“热气”的思考,其中正确的是( )
A.都是水蒸气液化形成的小水珠
B.都是空气液化形成的小水珠
C.它们都是汽化成的水蒸气
D.前者是液化形成的,后者是汽化形成的
【答案】A
【解答】解:雪糕温度低,周围空气中的水蒸气遇冷放热,液化成小水珠,悬浮在空气中即呈“白气”状,故“冷气”是液化形成的小水珠。泡方便面时碗里冒“热气”是碗里蒸发出的水蒸气,在上升过程中,遇到温度较低的空气液化成的小水珠;所以它们的本质是相同的,都属于液化现象。故A正确,BCD错误。
故选:A。
【变式1-1】
下列关于“气泡”、“白气”、“白雾”的说法正确的是( )
①图甲中水沸腾时,“气泡”里主要是水汽化形成的水蒸气
②图乙“白气”和图丁“白雾”都是空气中的水蒸气的液化现象
③图丙舞台附近的“白雾”是干冰升华形成的二氧化碳
④图丙“白雾”和图丁“白雾”都是空气中的水蒸气的液化现象
A.①② B.①③ C.①④ D.②④
【答案】C
【解答】解:①图甲中水沸腾时,“气泡”里主要是水汽化形成的水蒸气,故①正确;
②图乙中的“白气”是壶嘴中冒出的水蒸气液化形成的,而图丁中的“白雾”是空气中的水蒸气的液化现象,故②错误;
③图丙舞台附近的“白雾”是干冰升华使周围温度降低,空气中的水蒸气遇冷液化形成“白雾”,故③错误;
④图丙“白雾”和图丁“白雾”都是空气中的水蒸气的液化现象,故④正确。
综上,正确的是①④。
故选:C。
【变式1-2】
如图所示的四种自然现象中,属于液化现象的是( )
A.冰雪消融 B.霜挂枝头
C.晨雾弥漫 D.大雪纷纷
【答案】C
【解答】解:
A、冰化成水是由固态变为液态的过程,属于熔化现象,故A不符合题意;
B、霜是固体,是由空气中的水蒸气遇冷形成的,是凝华现象,故B不符合题意;
C、雾是小水滴,是由空气中的水蒸气遇冷形成的,是液化现象,故C符合题意;
D、雪是固体,是由空气中的水蒸气遇冷形成的,是凝华现象,故D不符合题意。
故选:C。
【例题2】
如图所示,将热水、冰水和室温水(水温与室温相同)分别装入相同的杯中,一段时间后,发现其中两只杯子的杯壁上出现了小水珠。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、室温水、热水 D.室温水、冰水、热水
【答案】B
【解答】解:物质由气态变为液态的过程叫液化,需要放热,即高温水蒸气遇到低温物体才会液化。
室温水的温度等于环境温度,杯内和杯外的温度一样,所以杯壁内外都不会有水蒸气遇冷液化,不会有小水珠出现。
热水温度高于室温,杯内的水蒸气温度较高,遇到温度接近室温的杯壁,会在杯子的内表面液化形成小水珠。
冰水温度低于室温,杯外的空气温度较高,含有较多水蒸气,这些水蒸气遇到温度较低的杯壁,在杯子的外表面液化形成小水珠。
观察图中三个杯子,第一个杯子没有小水珠,应为室温水;第二个杯子小水珠在内部,属于热水;第三个杯子小水珠在外部,属于冰水。所以顺序是室温水、热水、冰水,对应选项B。
故选:B。
【变式2-1】
如图所示为一款智能浴室镜。除雾功能打开,当传感器检测到空气的温度和湿度上升较快时,控制单元会自动打开镜面内的加热装置,防止镜面生雾或进行除雾。下列说法中正确的是( )
A.镜面温度若始终高于室温,就不易生雾
B.镜面上的雾,是空气中的水蒸气汽化形成的
C.加热镜面除雾时,镜面上的雾滴发生液化现象
D.除雾功能关闭时,用干冷毛巾擦去雾滴可以持续防止镜面上雾的再生
【答案】A
【解答】解:A、镜面温度始终高于室温时,空气中的水蒸气遇到温度较高的镜面,不易达到露点温度,从而不易凝结成小水滴,也就不易生雾,故A正确。
B、镜面上的雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,而不是汽化形成的,汽化是液态变为气态的过程,故B错误。
C、加热镜面除雾时,镜面上的雾滴会吸收热量,由液态变为气态,发生汽化现象,而不是液化现象,故C错误。
D、除雾功能关闭时,用干冷毛巾擦去雾滴,由于毛巾是冷的,且擦完后镜面温度仍然较低,周围空气中的水蒸气还是会在镜面上遇冷液化形成雾,不能持续防止镜面上雾的再生,故D错误。
故选:A。
【变式2-2】
如图所示,天气较冷时,戴近视眼镜的人佩戴口罩,眼镜镜片容易变模糊,当他进入温暖的房间后,镜片又变清晰,下列与“变清晰”原理相同的是( )
A.冬天汽车尾气管冒“白气”
B.衣柜樟脑丸“变小”
C.西岭雪山树枝上的“雾凇”
D.教室里的积水“消失”
【答案】D
【解答】解:当他进入温暖的房间后,镜片又变清晰,是水的汽化现象;
A、冬天汽车尾气管冒“白气”,是水蒸气的液化现象,故A不符合题意;
B、衣柜樟脑丸“变小”,是升华现象,故B不符合题意;
C、西岭雪山树枝上的“雾凇”,是水蒸气的凝华现象,故C不符合题意;
D、教室里的积水“消失”,是水的汽化现象,故D符合题意。
故选:D。
【例题3】
小明帮妈妈煮饺子时发现,水沸腾时,用铁勺从锅中盛出一部分水,勺中的水就不再沸腾了如图甲;再将勺子和水一起放回锅中时(注意,不是倒入),锅里的水依旧沸腾着,勺子里的水却不会沸腾如图乙。关于这一现象,下列分析正确的是( )
A.水沸腾时,锅边的“白气”是水汽化所形成的
B.图甲中,勺子中的水不沸腾是因为高于水的沸点
C.图乙中,勺子里的水虽没有沸腾但温度可达沸点
D.图乙中,适当调大火力可以使勺子里的水沸腾
【答案】C
【解答】解:A、水沸腾时,锅边的“白气”是水蒸气液化所形成的,故A错误;
B、勺子里的水达到沸点后,不能继续吸热,故它不能沸腾,故B错误;
C、乙图中勺子里的水虽没有沸腾但温度可达沸点,故C正确;
D、乙图中,调大火力,锅中的水沸腾时水的温度不变,勺子里的水不会沸腾,故D错误。
故选:C。
【变式3-1】
下列做法能使蒸发变慢的是( )
A.用塑料袋把水果包装密封好放在冰箱里
B.洗完头发后,用电吹风将头发吹干
C.洗完衣服后,把衣服摊开晾在向阳通风处
D.用扫把把地面上的积水向周围扫开
【答案】A
【解答】解:A、用塑料袋把水果包装密封好放在冰箱里,既降低了温度,又控制了空气的流动和液体的表面积,可有效减慢蒸发,符合题意;
B、洗完头发后,用电吹风将头发吹干,可加快空气流动,加快了水的蒸发,不合题意;
C、洗完衣服后,把衣服摊开晾在向阳通风处,从提高温度和加快空气流动两个方面,加快了衣服上水分的蒸发,不合题意;
D、扫帚把洒在地面的水向周围扫开,增大了水的表面积,加快了水分的蒸发,不合题意。
故选:A。
【变式3-2】
天气较冷时,从室外进入温暖的房间后,眼镜镜片会变模糊,过一会儿,镜片又会变清晰。下列与“变清晰”原理相同的是( )
A.壶嘴吐“白气” B.樟脑丸“变小”
C.河水结为冰面 D.汗水被风吹干
【答案】D
【解答】解:当他进入温暖的房间后,镜片又变清晰,是水的汽化现象;
A、壶嘴吐“白气”,是水蒸气的液化现象,故A不符合题意;
B、衣柜樟脑丸“变小”,是升华现象,故B不符合题意;
C、河水结为冰面,是水的凝固现象,故C不符合题意;
D、汗水被风吹干,是水的汽化现象,故D符合题意。
故选:D。
【例题4】
茶圣陆羽在《茶经》中,形容沸腾的水“势如奔涛”。物理兴趣小组的小芳与小明同学进行了关于“水沸腾”的实验探究。
(1)如图甲所示是a、b分别是小芳与小明依据自己的实验数据所画出的曲线,分析a、b可知,水沸腾过程中,水的温度 保持不变 。
(2)由图甲的曲线可以看出,a曲线加热至沸腾的时间较长,其原因可能是 水的质量较大 。
(3)图甲a、b曲线升温与降温过程都不是直线,进一步分析可知,水的温度越高, 降温 (填“升温”或“降温”)越快。
(4)小明同学想提高水的沸点到100℃,换用了火力更大的酒精灯加热,这种做法 不可行 (填“可行”或“不可行”)。
(5)小芳和小明对实验装置进行了适当改变,如图乙所示,试管甲管口朝上,试管乙管口朝下,内均有适量水,放在大烧杯的水中固定,然后对大烧杯进行加热,待大烧杯内的水沸腾后,会发现试管中的水 都不能沸腾 (填“都能沸腾”“都不能沸腾”“只有甲沸腾”或“只有乙沸腾”)。
【答案】(1)保持不变;(2)水的质量较大;(3)降温;(4)不可行;(5)都不能沸腾。
【解答】解:(1)根据水沸腾的特点,水在沸腾过程中,需要不断吸收热量,但温度保持不变。所以分析a、b可知,水沸腾过程中,水的温度保持不变。
(2)水加热至沸腾的时间长短与水的质量、初温、酒精灯火焰大小等因素有关。水的质量越大、初温越低,加热至沸腾的时间越长。a曲线加热至沸腾的时间较长,且初温相同,其原因可能是水的质量较大。
(3)水的温度越高,与周围环境的温差越大,根据热传递原理,温差越大,热传递速度越快,所以水散热越快,降温越快。故水的温度越高,降温越快。
(4)水的沸点与气压有关,气压越大,沸点越高。在同一地点,气压基本是不变的,换用火力更大的酒精灯加热,只能加快水吸收热量的速度,使水更快沸腾,但不能改变水上方的气压,所以不能提高水的沸点。因此这种做法不可行。
(5)烧杯中水面上方的气压与甲试管水面上方的气压相等,都等于大气压;乙试管中水面上方的气压大于大气压,则烧杯中水的沸点与甲试管水的沸点相等,乙试管中水的沸点较高。水沸腾时,温度保持沸点不变,甲试管中的温度达到沸点后,不能再吸收热量,则甲试管中的水不能沸腾;乙试管中的水的沸点大于烧杯中的水的沸点,故乙试管中水的温度无法达到沸点,因此乙试管中的水也无法沸腾。
故答案为:(1)保持不变;(2)水的质量较大;(3)降温;(4)不可行;(5)都不能沸腾。
【变式4-1】
实验小组在探究“影响液体蒸发快慢的因素”时,在相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水,进行如图所示的实验探究。
(1)同学们在图甲、乙两次实验中,图乙的水先蒸发完,由此可知,水的 表面积 越大,水蒸发得越快。
(2)甲、丁两次实验中,观察到图丁实验中玻璃板上的水先蒸发完,由此可知水表面的空气流动越快,水蒸发得越 快 ;
(3)分析比较图 甲、丙 两次实验可以探究水蒸发快慢与温度的关系。
(4)该实验采用的研究方法叫做 控制变量 法;
【答案】(1)表面积;
(2)快;
(3)甲、丙;
(4)控制变量。
【解答】解:(1)甲、乙中,水的温度和表面空气流速相同,只有表面积不同,图乙的水先蒸发完,说明水的表面积越大,水蒸发得越快。
(2)甲、丁两次实验中,水的温度和表面积相同,丁图中水面空气流速快,水先蒸发完,说明水表面的空气流动越快,水蒸发得越快。
(3)要探究蒸发快慢与温度的关系,需控制表面积和水面上的空气流速相同,只改变温度,因此应分析比较图甲、丙两次实验。
(4)该实验每次只改变一个影响因素,控制其他因素不变,采用的研究方法叫做控制变量法。
故答案为:(1)表面积;
(2)快;
(3)甲、丙;
(4)控制变量。
【变式4-2】
“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验。
(1)图示是小明组装的实验装置,其错误是 温度计的玻璃泡碰到了容器底部 ,调整装置无误后,在水温升到94.5℃后,每隔10s记录一次温度计的示数,同时注意观察水中 气泡 的变化,直到水沸腾并持续30s后停止加热。
(2)根据数据在图乙中绘制水沸腾前后温度变化的图象。
时间/s
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
水温/℃
94.5
95.3
96.8
98.2
99.2
99.7
100.3
100.5
100.5
100.5
100.5
(3)停止加热后,发现水不能继续沸腾,这说明 水沸腾需要持续吸热 。
(4)探究水的沸点与气压的关系,小明可用乳胶管将气筒与烧瓶口的玻璃管连接,如图丙,并对着图中正在沸腾的水 两者均可 (选填“打气”、“抽气”或“两者均可”),观察水再次沸腾时的温度,重复上述实验,分析比较得出结论。
【答案】(1)温度计的玻璃泡碰到了容器底部;气泡;
(2);
(3)水沸腾需要持续吸热;
(4)两者均可。
【解答】解:(1)图甲的错误是温度计的玻璃泡接触到了容器底部,这样会导致测量的温度不准确。
实验中除了记录温度,还需要观察水中气泡的变化,沸腾前气泡上升时逐渐变小,沸腾时气泡上升时逐渐变大。
(2)根据表格中的数据,在坐标纸上描出对应点。用平滑的曲线将这些点连接起来,图像如下:
。
(3)停止加热后,水不能继续沸腾;这说明水沸腾需要持续吸热,停止加热后,水无法继续吸收热量,沸腾停止。
(4):探究水的沸点与气压的关系时,既可通过打气增大瓶内气压,使沸点升高,待加热至水再次沸腾时测得更高沸点;也可通过抽气减小瓶内气压,使沸点降低,水会自发再次沸腾,测得更低沸点,两种操作均可完成探究。
故答案为:(1)温度计的玻璃泡碰到了容器底部;气泡;
(2);
(3)水沸腾需要持续吸热;
(4)两者均可。
考向四 升华和凝华
【例题1】
物质M通过吸、放热,出现三种不同物态,如图所示,其中由甲到乙发生的物态变化是( )
A.凝华 B.汽化 C.熔化 D.液化
【答案】A
【解答】解:根据图示的转化:甲状态→乙状态需要放热,反之乙物态→甲物态需要吸热;乙状态→丙状态吸热,可以确定乙状态为固态;
丙状态→甲状态需要吸热,反之甲状态→丙状态需要放热;甲状态→乙状态需要放热,可以确定甲状态是气态,则丙物态为液态,甲到乙为气态到固态的转化,称为凝华现象。
故选:A。
【变式1-1】
下列物态变化属于升华的是( )
A.甲图:初春,冰雪消融 B.乙图:盛夏,薄雾消散
C.丙图:金秋,朝露晶莹 D.丁图:寒冬,雪人变小
【答案】D
【解答】解:A、冰雪消融,是冰雪由固态变成液态的过程,属于熔化现象,故A错误;
B、薄雾消散,是物质由液态变成气态的过程,属于汽化现象,故B错误;
C、朝露晶莹,是空气中水蒸气遇冷液化形成的,属于液化现象,故C错误;
D、雪人变小,是雪由固态直接变成气态,属于升华现象,故D正确。
故选:D。
【变式1-2】
“果蔬脆”是将新鲜的果蔬低温冷冻,使果蔬中的水分形成冰晶,再在低温真空环境把冰晶直接变成气态,实现果蔬脱水。该过程水经历的物态变化是( )
A.先凝固后熔化 B.先凝固后升华
C.先凝华后熔化 D.先凝华后升华
【答案】B
【解答】解:将新鲜的果蔬中的水分放入低温环境中,水变成冰晶,物质从液态变为固态是凝固。再在低温真空环境中,冰晶直接变成气态,物质从固态直接变为气态是升华。所以该过程水经历的物态变化是先凝固后升华。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
【例题2】
在观察碘的升华实验中,甲图用“水浴法”加热碘锤,乙图直接将碘锤放在酒精灯火焰上加热,两种方法碘锤中都出现碘蒸气,下列说法正确的是(已知在标准大气压下,水的沸点是100℃,碘的熔点是113.5℃、沸点是184.4℃,酒精灯外焰温度约为400℃)( )
A.观察碘的升华实验,选用图甲装置更合理
B.乙装置中固态碘只发生升华现象
C.选用甲图的加热方式,最主要的目的是使碘锤受热均匀
D.两种方式停止加热后,碘蒸气都会发生液化现象
【答案】A
【解答】解:A、观察碘的升华实验,选用图甲装置更合理,因为甲中水沸腾后温度保持100℃不变,达不到碘的熔点,碘不会发生熔化现象,但可以发生升华现象,故A正确。
B、乙装置中,酒精灯外焰温度超过了碘的熔点和沸点,固态碘可以发生熔化现象,熔化后的碘会发生沸腾现象,固态碘也可以发生升华现象,故B错误。
C、选用甲图的加热方式,最主要的目的是使碘不会发生熔化现象,只会发生升华现象,故C错误。
D、两种方式停止加热后,甲中碘蒸气只发生凝华现象,乙装置会发生液化现象,故D错误。
故选:A。
【变式2-1】
水是人类环境的重要组成部分,自然界中的水通过吸热、放热在固态、液态、气态之间转化,形成了雾、雨、雪、露、霜、雾凇等等自然现象,如图所示是水的三态变化图,下列说法中正确的是( )
A.冰雪消融是丙到乙的过程
B.露珠消失是乙到甲的过程
C.雾的形成是丙到甲的过程
D.雨的形成是甲到丙的过程
【答案】C
【解答】解:由题图可知,物质由丙—甲—乙,都是放热,则丙是气态、甲是液态、乙是固态。
A.冰雪消融是固态熔化为液态的过程,是乙到甲的过程,故A错误,不符合题意;
B.露珠消失是液态露珠汽化为水蒸气,是甲到丙的过程,故B错误,不符合题意;
C.雾是由水蒸气遇冷液化成的小水滴,是丙到甲的过程,故C正确,符合题意;
D.雨可能是水蒸气直接凝华成小冰晶,小冰晶在下降过程中,如果遇到地面附近的气温较高,熔化成的水珠,是乙到甲的过程;也可能是当水蒸气上升到高空中时,遇冷温度下降液化成的水珠,是丙到甲的过程,故D错误,不符合题意。
故选:C。
【变式2-2】
下列自然现象中的“水”物质,都表现为液态的是( )
A.雪、露 B.冰、雹 C.霜、露 D.雨、雾
【答案】D
【解答】解:雪、霜是由空气中的水蒸气直接形成的小冰晶,是固态。雾、露是由空气中的水蒸气液化形成的小水珠,是液态。冰、雹是由水变成的固体,是固态,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选:D。
【例题3】
以下描述中“变多”“变少”的过程,吸热的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】D
【解答】解:①塑料片下的水是水蒸气的液化现象,液化放热;
②烧杯内的冰变小,是冰的熔化现象,熔化过程吸热;
③推动活塞乙醚变多,是气体乙醚的液化现象,液化放热;
④碘粒变少是碘的升华现象,升华吸热。
吸热的是②④,故ABC错误,D正确。
故选:D。
【变式3-1】
对于下列现象的描述,“变多”“变少”的过程中放热的是( )
①冰冻杨梅上的白霜变多;
②烧杯中的冰变少;
③推动活塞液态乙醚变多;
④碘锤中的紫色气体变多。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】A
【解答】解:
冰冻杨梅上的白霜是水蒸气遇冷凝华形成的,凝华放热,白霜“变多”的过程中放热,故①正确;
烧杯中的冰变少是固态冰变成液态水,是熔化过程,熔化吸热,冰“变少”的过程中吸热,故②错误;
液态乙醚变多是气态变液态,是液化过程,液化放热,液态乙醚“变多”的过程中放热,故③正确;
碘锤中的紫色气体变多是固态变气态,是升华现象,升华吸热,紫色气体“变多”的过程中吸热,故④错误;
故A正确,BCD错误。
故选:A。
【变式3-2】
中华诗词蕴含着丰富的物理知识,下列诗词中有关物态变化的分析,正确的是( )
A.“岚雾今朝重,江山此地深。”雾的形成是液化现象,需要放热
B.“青青园中葵,朝露待日晞。”露的形成是汽化现象,需要放热
C.“不知明镜里,何处得秋霜。”霜的形成是凝固现象,需要吸热
D.“皓月方离海,坚冰正满地。”冰的形成是凝华现象,需要放热
【答案】A
【解答】解:A.雾是水蒸气遇冷液化形成小水滴的现象,需要放热,故A正确;
B.露是空气中水蒸气遇冷液化形成小水滴的现象,需要放热,故B错误;
C.“不知明镜里,何处得秋霜”霜的形成是水蒸气遇冷直接凝华形成固态冰晶的现象,需要放热,故C错误;
D.“皓月方离海,坚冰正满地”,冰的形成是液态水凝固形成冰的现象,需要放热,故D错误。
故选:A。
■ 板块六 提优训练
本板块共 16 题,精选综合性强、难度较高的题目,建议限时独立完成,完成后对照解析,重点突破熔化沸腾综合实验与物态变化判断。
1.下列图中是厨房中的一些物态变化,对此解释正确的是( )
A.甲,冻豆腐里面的小孔是豆腐里的水先凝固后熔化造成的
B.乙,把鱼埋在干冰中储存是利用了干冰熔化吸热来保鲜鱼
C.丙,自制简易冰箱利用了水在蒸发过程中放热来保存食物
D.丁,烧水壶嘴附近的“白气”是壶里的水汽化形成的水蒸气
【答案】A
【解答】解:A.豆腐放到冰箱里,豆腐里的水先遇冷先凝固成冰,从冰箱取出后,冰熔化成水形成的,故A正确;
B.把鱼埋在干冰中,利用了干冰升华时会吸收大量的热,从而吸收鱼放出的热量而保持新鲜,故B错误;
C.自制简易冰箱是通过水的蒸发吸热来保持食物处于低温环境,故C错误;
D.水烧开时冒出的大量“白气”,是热的水蒸气遇冷发生液化形成的小水滴,故D错误。
故选:A。
2.如下表中列出了标准大气压下部分物质的熔点,据此分析得出下列结论,其中正确的是( )
物质名称
固态水银
金
铜
铁
钨
固态氢
熔点/℃
﹣39
1064
1083
1535
3410
﹣259
A.水银温度计可以测量零下50℃的低温
B.在1083℃下,铜可能为液态,也可能为固态
C.金块掉进铁水中不会熔化
D.﹣260℃的氢是液态
【答案】B
【解答】解:(1)熔点为晶体从固态变为液态时候的温度,温度低于熔点为固态,高于熔点为液态,等于熔点可能为固态、液态或者固液共存态;
(2)A、温度计的工作原理为液体的热胀冷缩,零下40℃的低温下水银为固态,水银温度计不能使用,故A错误;
B、在1083℃下,铜可能为液态,也可能为固态,故B正确;
C、铁水的温度高于金块的熔点,所以掉进会熔化,故C错误;
D、﹣260℃低于固态氢的熔点,此时氢为固态,故D错误;
故选:B。
3.在碘的升华实验中,图1用电吹风加热碘锤,如图2直接将碘锤放在酒精灯火焰上加热,两种方法碘锤中都出现碘蒸气,下列说法正确的是( )(已知在标准大气压下,吹风机热风的温度约为70℃,碘的熔点是114.5℃,沸点是184.4℃,酒精灯外焰温度约为800℃)
A.选用图1的加热方式,最主要的目的是使碘锤受热均匀
B.图2装置中固态碘只发生升华现象
C.观察碘的升华实验,选用图1装置更合理
D.两种方式停止加热后,碘蒸气都会发生液化现象
【答案】C
【解答】解:A、用电吹风加热的核心目的,不是让碘锤受热均匀,而是控制温度低于碘的熔点(114.5℃),确保碘不会熔化,只发生升华现象,从而验证升华的存在,故A错误;
B、用酒精灯(800℃)加热,温度远高于碘的熔点(114.5℃)和沸点(184.4℃),因此固态碘会先熔化成液态碘,再汽化成碘蒸气,并非只发生升华,故B错误;
C、图1的加热温度(70℃)低于碘的熔点,碘不会熔化,只能通过升华直接变成碘蒸气,能纯净地观察升华现象,观察碘的升华实验,选用图1装置更合理,故C正确;
D、停止加热后,碘蒸气遇冷会凝华(气态直接变为固态),附着在碘锤内壁,而不是液化(液化是气态变为液态),故D错误。
故选:C。
4.关于如图所示的物态变化,下列说法正确的是( )
A.甲:冰凌的形成——凝固、吸热
B.乙:雾凇的形成——升华、吸热
C.丙:露珠的形成——液化、放热
D.丁:湿衣服变干——汽化、放热
【答案】C
【解答】解:A、冰凌的形成是水发生了凝固现象,凝固放热,故A错误;
B、雾凇的形成是水蒸气凝华现象,凝华放热,故B错误;
C、露珠的形成是水蒸气发生了液化现象,液化放热,故C正确;
D、湿衣服变干是发生了蒸发现象,蒸发属于汽化,汽化吸热,故D错误。
故选:C。
5.以下描述“变多”、“变少”的过程中,放热的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】A
【解答】解:①金属盘下的水滴变多,是水蒸气的液化现象,液化放热;
②烧杯内的冰变小,是冰的熔化现象,熔化吸热;
③推动活塞乙醚变多,是气体乙醚的液化现象,液化放热;
④碘颗粒变少是碘的升华现象,升华吸热。
故放热的是①③,故A正确,BCD错误。
故选:A。
6.《淮南子》完整记载的“二十四节气”是中华民族智慧的结晶,有关节气的谚语,下列分析正确的是( )
A.惊蛰:“微雨众卉新,一雷惊蛰始”,雨的形成是汽化现象,需要吸热
B.夏至:“荷风送香气,竹露滴清响”,露的形成是液化,需要放热
C.秋分:“霜降见霜,米谷满仓”,霜的形成是凝华,需要吸热
D.大寒:“厚冰无裂文,短日有冷光”,水结冰时温度降低,不断对外界放热
【答案】B
【解答】解:AB.雨、露都是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,液化需要放热,故A错误,B正确;
C.霜是空气中的水蒸气遇冷直接变成固态的小冰晶,是从气态直接变为固态的过程,属于凝华现象,凝华过程会放出热量,故C错误;
D.水结冰是凝固过程,凝固过程放出热量,但是温度不变,故D错误。
故选:B。
7.2026年3月,在上海弄堂出现了一种相变电热水器。它采用了历经超万次固液转化测试的新型相变材料,利用材料在发生固液转化时吸收或释放大量热量的特性,实现超高密度的热能存储。该材料吸收热量时发生的物态变化是( )
A.熔化 B.凝固 C.升华 D.液化
【答案】A
【解答】解:当材料吸收热量时,会从固态转变为液态,这一过程属于熔化。而如果是释放热量则是凝固。因此吸收热量对应的物态变化是熔化,故A正确,BCD错误。
故选:A。
8.探究“冰熔化和水吸热升温时”的特点,小明用水浴法对试管中的冰加热,如图甲所示。
(1)采用水浴法加热的优点是 受热均匀 ;
(2)加热前,用温度计测得冰的初温如图乙,冰的初温是 ﹣2 ℃;
(3)用温度计测量出不同时刻试管中冰和水的温度,绘制出温度随时间变化的图像,如图丙;观察图丙可知:bc段发生的物态变化是 熔化 ;cd段不是直线,此过程中水吸热升温的特点是 温度越高,升温越慢 ;到这段时间内,若烧杯中的水正在沸腾,那么试管内的水 不会 (会/不会)沸腾;
(4)如图丁所示,烧杯中的水沸腾时,小明将注射器内的冷水注入烧杯中,发现烧杯中的水停止沸腾,则烧杯中水的沸点 不变 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】(1)受热均匀;(2)﹣2;(3)熔化;温度越高,升温越慢;不会;(4)不变。
【解答】解:(1)采用水浴法加热的优点是能够实现均匀、温和的加热,便于观察和控制温度;
(2)乙图中温度计的分度值是2℃,且液面在零刻线以下,读数为﹣2℃,则冰的初温是﹣2℃;
(3)由图丙可知,bc段持续吸热,温度不变,所以是冰的熔化阶段;
由图丙可知,cd段水吸热升温时,开始时温度上升比较快,但随着温度上升,升温速度减慢,则此过程中水吸热升温的特点是:温度越高,升温越慢;
到这段时间内,若烧杯中的水正在沸腾,试管内水的温度到达沸点后,由于试管内外温度相同,试管内的水不能继续吸热,故试管内的水不会沸腾;
(4)水的沸点和气压有关,实验中气压未变,故沸点不变。没有沸腾的原因是烧杯中注入冷水后,水温降低,水的温度低于沸点,故不会沸腾。
故答案为:(1)受热均匀;(2)﹣2;(3)熔化;温度越高,升温越慢;不会;(4)不变。
9.甲、乙两同学分别用完全相同的装置探究“水在沸腾前后温度变化的特点”,如图1所示。根据温度传感器测得的数据得到了水的温度随时间变化的关系图像如图2所示。
(1)由图像可知,水的沸点是 100 ℃,水在沸腾时会产生大量气泡,这些气泡实际上是 水蒸气 。
(2)丙同学发现因为甲、乙同学所用水的质量不同,导致实验的图像存在差异,请判断甲、乙两同学所用水的质量大小关系,并说明理由 乙同学的水质量更大。理由:实验装置完全相同,相同时间内水吸收的热量相同。从图像可知,乙的水从20℃升温到100℃所用时间更长,说明乙的水吸收的热量更多。根据公式可知,比热容c相同、温度变化量Δt 相同,吸收热量Q越多,质量m越大,因此乙的水质量更大 。
(3)丙同学做了“针管烧水”的实验,如图3所示。他用注射器吸入适量80℃左右的水,用牙签将注射口堵住,用力向外拉动活塞,观察到针筒里的水冒泡泡沸腾起来。下列生活现象与其原理一致的是 B 。
A.打开密封的碳酸饮料瓶时,瓶内迅速冒出大量气泡
B.高海拔地区食物难以煮熟
C.密封包装的薯片带到青藏高原包装袋膨胀
【答案】(1)100;水蒸气;
(2)乙同学的水质量更大。理由:实验装置完全相同,相同时间内水吸收的热量相同。从图像可知,乙的水从20℃升温到100℃所用时间更长,说明乙的水吸收的热量更多。根据公式可知,比热容c相同、温度变化量Δt相同,吸收热量Q越多,质量m越大,因此乙的水质量更大;
(3)B。
【解答】解:(1)水沸腾时吸收热量,温度不变,这时的温度就是水的沸点,由图2可知水的沸点是100℃,
水在沸腾时会产生大量气泡,这些气泡实际上是水汽化形成的水蒸气。
(2)乙同学的水质量更大。
理由:实验装置完全相同,相同时间内水吸收的热量相同。从图像可知,乙的水从20℃升温到100℃所用时间更长,说明乙的水吸收的热量更多。根据公式可知,比热容c相同、温度变化量Δt相同,吸收热量Q越多,质量m越大,因此乙的水质量更大
(3)“针管烧水”实验中,向外拉动活塞使针管内气压降低,水的沸点随之降低,因此80℃的水会沸腾。
A:打开碳酸饮料瓶时,瓶内气压降低,二氧化碳溶解度减小,气泡冒出,这是气体溶解度与气压的关系,与沸点无关。
B:高海拔地区气压低,水的沸点低(低于100℃),食物难以煮熟,原理为气压降低,沸点降低,与实验原理一致。
C:薯片包装袋到青藏高原后膨胀,是因为外界气压降低,袋内气压高于外界气压,与沸点变化无关。
故选:B。
故答案为:(1)100;水蒸气;
(2)乙同学的水质量更大。理由:实验装置完全相同,相同时间内水吸收的热量相同。从图像可知,乙的水从20℃升温到100℃所用时间更长,说明乙的水吸收的热量更多。根据公式可知,比热容c相同、温度变化量Δt相同,吸收热量Q越多,质量m越大,因此乙的水质量更大;
(3)B。
10.小华用如图甲所示的器材“探究水在沸腾前后温度的变化特点”。
先在水壶中加入适量的水,将温度计插入玻璃盖孔中,调节铁架台的高度,闭合电水壶的开关,开始加热,当水温升高到80℃后,每隔10s记录一次温度计的示数,将数据填写在下列表格中。
时间/s
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
温度/℃
80
84
88
92
96
99
100
100
100
(1)在第50s时,温度计示数如图乙所示,此时水的温度为 98 ℃;
(2)请根据表格中的数据,在图丙中用描点法绘制出水的温度随时间变化的图像;
(3)分析图像可知:①水沸腾前的特点是 吸收热量,温度不断升高 ;②水沸腾时的特点是 吸收热量,温度保持不变 ;
(4)结合水的沸腾特点可知,元宵节煮汤圆时,当水沸腾以后,用 小火 (选填“大火”或“小火”)煮更合理。
【答案】(1)98;
(2);
(3)吸收热量,温度不断升高;吸收热量,温度保持不变;(4)小火。
【解答】解:(1)图乙中温度计刻度值上大下小为零上温度,分度值为1℃,示数为98℃,第50s时水的温度为98℃;
(2)根据表格数据,在图丙中描点,然后用平滑曲线连接,如图所示:
;
(3)由图像可知,沸腾前(0~70s),温度随时间上升;沸腾时(70s后),温度保持100℃不变,因此水沸腾前吸收热量,温度不断升高;水沸腾时吸收热量,温度保持不变;
(4)水沸腾后温度不再升高,小火足以维持沸腾状态,这样既可以达到节省能源的目的,又可以避免水剧烈沸腾时将汤圆煮破,因此当水沸腾后用小火煮汤圆更合理。
故答案为:(1)98;
(2);
(3)吸收热量,温度不断升高;吸收热量,温度保持不变;(4)小火。
11.如图甲是物理小组探究“晶体熔化和水沸腾时温度的变化规律”的实验装置,烧杯中装有适量的水,试管中装有某种固体颗粒,实验中烧杯和试管中温度计的示数随时间变化的图像如图乙所示。
测温物质
凝固点/℃
( )
水银
﹣39
357
酒精
﹣117
78
(1)由图像可知试管中的物质是 晶体 (填“晶体”或“非晶体”);
(2)分析图象在第8min时,试管里的物质 不能 沸腾(填“能”、“不能”或“不能确定”);
(3)物理小组的同学通过分析表格中的数据来选取本实验中的温度计,你认为表格中括号内应填入的内容是 沸点/℃ ,选取的温度计是 水银 (填“水银”或“酒精”)温度计;
(4)实验中判断试管内物质开始熔化的依据是 有液体出现 (填“温度保持不变”或“有液体出现”),物质开始熔化后,通过分析实验数据可以得出结论:观察图像,该物质完全熔化后的比热容 小于 水的比热容(填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】(1)晶体;
(2)不能;
(3)沸点/℃水银;
(4)有液体出现;小于。
【解答】解:(1)由图乙可知,该物质熔化时存在一段温度不变的过程,说明有固定熔点,因此是晶体。
(2)沸腾的条件是达到沸点,继续吸热,第8min时,试管内物质的温度和烧杯中水的温度相等,无法发生热传递、不能继续吸热,因此不能沸腾。
(3)温度计选择需要考虑测温液体的凝固点和沸点,表格中已经给出凝固点,因此第三列表头为沸点/℃。
本实验中水沸腾温度为98℃,酒精沸点为78℃,低于98℃,无法测量该温度,水银沸点357℃高于98℃,因此选择水银温度计。
(4)晶体熔化过程温度不变,温度保持不变是整个熔化过程的特点,观察到有液体出现才代表开始熔化。
根据公式可知,相同热源相同时间,物质吸收热量相同,质量近似不变时,温度升高越快,比热容越小。该物质完全熔化后,温度升高比烧杯中的水更快,因此比热容小于水的比热容。
故答案为:(1)晶体;
(2)不能;
(3)沸点/℃水银;
(4)有液体出现;小于。
12.在如图甲所示的“纸锅烧水”实验中:
(1)图乙是小明绘制水的温度随时间变化的图像,由图可以看出:水沸腾时,温度变化的特点是 温度不变 ,沸点为 99 ℃;
(2)为了验证水在沸腾过程中是否需要吸热,小明可以 撤去酒精灯 ,观察水是否继续沸腾;
(3)实验小组的同学对实验进行评估:他们认为将纸锅中的水加热至沸腾用时过长,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 减少水的质量(或提高水的初温、给烧杯加盖、调大酒精灯的火焰) ;
(4)查询资料了解到:纸的着火点为183℃,酒精灯火焰温度可达500℃,但纸锅在实验中却不会被点燃,请结合本实验结果说说你的想法: 水沸腾时持续吸热温度不变,温度达不到纸的着火点 ;
(5)图丙是小雨同学采用“水浴法”做的冰熔化实验装置,实验中除了记录试管内物质的温度,还要观察试管内物质的 物态 变化情况,由图丁可知,冰属于 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”),同时观察发现它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,请问时刻以后试管中的水有没有沸腾? 没有 。
【答案】(1)温度不变;99;
(2)撤去酒精灯;
(3)减少水的质量(或提高水的初温、给烧杯加盖、调大酒精灯的火焰);
(4)水沸腾时持续吸热温度不变,温度达不到纸的着火点;
(5)物态;晶体;没有。
【解答】解:(1)从图乙可以看出,水在沸腾后温度不再随时间的增加而变大,而是保持不变,所以水沸腾时温度的变化特点是保持不变。
从图乙可以看出,水温度稳定在99℃,所以沸点为99℃。
(2)为了验证水在沸腾过程中是否需要吸热,小明可以撤去酒精灯,停止加热,观察水是否继续沸腾,若停止加热后水不再沸腾,说明沸腾需要持续吸热。
(3)减少水的质量,意味着需要加热的物质更少,升高相同温度需要的热量也更少;提高水的初温,能缩短水从初始温度到沸点的升温时间;给烧杯加盖可以减少热量向空气中散失;调大酒精灯火焰则能增加单位时间内提供的热量,这些方法都能有效缩短加热时间。
(4)水沸腾时的温度(99℃)低于纸的着火点(183℃),且水沸腾过程中持续吸热、温度保持不变,所以纸锅的温度不会达到着火点,因此纸锅不会被点燃。
(5)在冰的熔化实验中,除了记录温度,还要观察试管内物态的变化情况(比如从固态逐渐变成固液共存态,再变成液态)。
由图丁可以看出,冰在熔化过程中温度保持不变,有固定的熔点,所以冰属于晶体。
水沸腾需要满足两个条件:达到沸点、持续吸热。试管中的水虽然能达到沸点,但它和烧杯中的水温度相同,无法从外界吸收热量,因此不会沸腾。
故答案为:(1)温度不变;99;
(2)撤去酒精灯;
(3)减少水的质量(或提高水的初温、给烧杯加盖、调大酒精灯的火焰);
(4)水沸腾时持续吸热温度不变,温度达不到纸的着火点;
(5)物态;晶体;没有。
13.在“探究冰的熔化特点”和“观察水的沸腾”实验中,小明同学进行了如下操作:
(1)如图甲所示,将装有碎冰的烧杯不用酒精灯加热,直接放置在空气中也可以使冰熔化,实验中要观察冰的 状态变化 并记录各个时刻的温度;
(2)冰完全熔化完后,用酒精灯对烧杯进行加热,如图乙所示,加热一段时间后水沸腾;水中气泡上升过程如图a、b,则图 b 是沸腾时的情况,此时气泡内气体的主要成分是 水蒸气 ;
(3)小明画出了温度随时间变化图像如图丙,则B点时的内能 小于 C点时的内能(选填“大于”、“小于”或“等于”),图丙中线段AB和线段CD倾斜程度不同,原因是该物质在两种物态下 比热容 不同;
(4)同组的小华同学设计了图丁的装置,但是一段时间后,观察到当烧杯中的水沸腾时,试管中的水不会沸腾,此时试管内的水和烧杯中的水相等的物理量是 温度 (选填“温度”、“热量”或“内能”)。
【答案】(1)状态变化;(2)b;水蒸气;(3)小于;比热容;(4)温度。
【解答】解:(1)在探究冰的熔化特点实验中,要观察冰的状态变化并记录各个时刻的温度,以此来探究冰熔化时的温度变化规律和状态变化情况。
(2)水沸腾时,整个容器内水温相同,水内部不停汽化,产生大量水蒸气进入气泡,气泡上升过程中不断变大,所以图b是沸腾时的情况。
水沸腾时,气泡内气体的主要成分是水汽化形成的水蒸气。
(3)如图丙,BC段为冰的熔化过程,冰在熔化过程中,持续吸收热量,温度保持不变,但内能增加,所以B点时的内能小于C点时的内能。
图丙中线段AB为冰的升温过程,线段CD为水的升温过程,线段的倾斜程度不同,原因是该物质在两种物态下的比热容不同,水的比热容大于冰的比热容,水升温较慢。
(4)沸腾的条件是:温度达到沸点,持续吸热。试管中的水会从烧杯的水中吸收热量,温度逐渐升高,直到和烧杯中水的温度相同,达到沸点,此时试管内的水和烧杯内的水温度相等,没有温度差,试管内的水无法继续吸收热量,所以不会沸腾。
故答案为:(1)状态变化;(2)b;水蒸气;(3)小于;比热容;(4)温度。
14.在探究冰熔化的实验过程中,假设试管内的物体在相同时间内吸收相同的热量。
(1)要对试管中的冰均匀加热,应采用甲、乙两图所示装置中的 乙 图所示装置,理由是 使冰块受热均匀 。
(2)实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,此时冰的温度是 ﹣6 ℃。
(3)实验中同学们根据实验数据,绘出了其温度随时间变化的图像,如图丁所示,分析图像可知:
①冰熔化过程中吸收热量,其内能 增大 ,温度 不变 ;
②图丁中线段AB和线段CD倾斜程度不同,原因是该物质在两种物态下 比热容 不同。
(4)试管内所有冰熔化完后,继续实验,当烧杯内的水沸腾时试管内的水 不会 沸腾(选填“会”或“不会”)。
【答案】(1)乙;使冰块受热均匀;(2)﹣6;(3)①增大;不变; ②比热容;(4)不会。
【解答】解:(1)本实验需要对冰均匀加热,乙图采用水浴法加热,相比甲图直接加热,水浴加热能让冰各部分受热更均匀,因此选择乙装置。
(2)图丙温度计的分度值为2℃,液柱顶端在0℃以下第3格,因此读数为﹣6℃。
(3)①冰是晶体,晶体熔化过程中持续吸收热量,因此内能增大,但温度保持不变。
②题目说明相同时间物质吸收热量相同,AB段物质是固态冰,CD段物质是液态水,二者质量相同,吸收相同热量时温度变化不同,根据,可知原因是冰和水的比热容不同。
(4)沸腾的条件是:温度达到沸点,且能持续吸热。烧杯内水沸腾后温度保持不变,试管内的水温度达到沸点后,和烧杯水温度相同,无法继续吸热,因此不会沸腾。
故答案为:(1)乙;使冰块受热均匀;(2)﹣6;(3)①增大;不变; ②比热容;(4)不会。
15.探究“水沸腾前后温度变化的特点”,实验装置如图甲所示:
(1)正确组装后,闭合开关,加热壶中的水,观察实验现象并记录数据,某时刻温度计示数如图甲所示,此时水的温度为 95 ℃;
(2)正确描绘水沸腾时气泡情况的是乙图中的 B 。
(3)若水壶内水的体积为2L,不计热量损失,根据丙图可知,水在20~60s内吸收的热量为 J。【/(kg•℃)】
【答案】(1)95;(2)B;(3)。
【解答】解:(1)图中温度计的分度值为1℃,此时温度计读数为95℃;
(2)水沸腾时从底部产生的气泡在上升的过程中会越来越大,所以能正确描绘水沸腾时气泡情景的是B;
(3)由ρ可知,水壶内水的质量:;
由图甲可知,2kg水在20~40s内温度由94℃升高至98℃,吸收的热量,
相同时间吸收的热量相等,所以2kg水在40~60s内吸收的热量等于20~40s内吸收的热量,所以水在20~60s内吸收的热量。
故答案为:(1)95;(2)B;(3)。
16.如图甲,小明利用该装置进行了“探究水在沸腾前后温度变化的特点”的实验。
(1)向电水壶注入适量的水,闭合开关,水温升高到90℃后,每隔10s记录一次温度计的示数,如下表。第10s时温度计示数如图乙所示,读数为 92 ℃。
时间/s
0
10
20
30
40
50
60
70
温度/℃
90
94
96
97
98
98
98
(2)小明看到电水壶中产生的气泡在上升过程中迅速变大,同时感觉到壶中声音变化,判定水已经沸腾。说明声音可以传递 信息 ,关于水沸腾时气泡上升过程中逐渐变大的原因,说法正确的是 AB 。
A.气泡上升时,所处水的深度变浅,液体压强减小,气泡膨胀
B.沸腾时水持续汽化,不断有水蒸气进入气泡内
C.气泡上升过程中,内部水蒸气受热发生膨胀
(3)分析实验数据可知,水沸腾时的温度特点是 继续吸热,但温度保持不变 。
(4)断开电水壶开关,水逐渐停止沸腾,说明沸腾需要 继续吸热 。
(5)实验后,小明跟老师提出这样的问题:标准大气压下水的沸点是100℃,而实验中水的沸点为什么是98℃?老师将一刚停止沸腾的水放进能抽气的密闭玻璃罩中,如图丙所示,接通抽气机电源,随着玻璃罩中空气的抽出,热水居然重新沸腾起来。通过分析,发生此现象的原因是 抽气机抽气时,玻璃罩内的气压减小,水的沸点降低 。
【答案】(1)92;(2)信息;AB;(3)继续吸热,但温度保持不变;(4)继续吸热;(5)抽气机抽气时,玻璃罩内的气压减小,水的沸点降低。
【解答】解:(1)图中温度计的分度值为1℃,读数92℃。
(2)壶中水的声音变化,妈妈就知道水沸腾了,说明声音可以传递信息;
沸腾时观察到水中的气泡逐渐变大原因是:气泡在上升过程中不断有水蒸气加入,同时气泡在上升时在水中的深度减小,气泡受到水的压强减小导致的,故选:AB;
(3)水沸腾时的温度特点:继续吸热,但温度保持不变(本实验中水的沸点为98℃);
(4)水沸腾的条件是达到沸点且继续吸热,撤去酒精灯后,水不再吸收热量,逐渐停止沸腾,说明水的沸腾需要继续吸热;
(5)抽气机抽气时,玻璃罩内的气压减小,根据气压越低沸点越低可知,此时水的沸点降低,因此在不加热的情况下,水能重新沸腾。
故答案为:(1)92;(2)信息;AB;(3)继续吸热,但温度保持不变;(4)继续吸热;(5)抽气机抽气时,玻璃罩内的气压减小,水的沸点降低。
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2027届中考物理(苏科版2024)一轮复习专题讲义
专题 04 物态变化
适用版本:苏科版2024
建议用时:90分钟
题量:51题
专题编号:04
■ 板块一 内容概览
本专题围绕“物态变化”展开,主要包括温度与温度计、熔化和凝固、汽化和液化、升华和凝华。通过本专题复习,帮助学生建立“物质在固、液、气三态间变化时伴随吸热或放热”的物理观念,提升温度计的规范使用、熔化与沸腾实验探究以及运用物态变化规律解释白气、露、霜、雾、雾凇等生活与自然现象的能力。
模块
核心内容
学习要求
温度与温度计
温度、摄氏温度、温度计原理与“六会”、体温计
会用温度计测量温度,知道体温计的结构特点
熔化和凝固
物态变化、晶体与非晶体、熔点凝固点、熔化凝固图像
能区分晶体非晶体,掌握熔化凝固规律与图像
汽化和液化
沸腾与蒸发、沸点、液化两种方式、影响蒸发快慢因素
能辨析蒸发沸腾,解释白气等液化现象
升华和凝华
升华凝华、吸放热、干冰应用、水循环与自然现象
能判断升华凝华现象,解释水循环与自然现象
■ 板块二 考情分析
考查形式
高频考点
分值占比
难度
选择题
温度计使用、物态变化判断、白气现象、吸放热辨析
约 2~3 分/题
易~中
填空题
熔化凝固图像、沸点、液化凝华现象、自然现象成因
约 2~3 分/题
中
实验探究题
探究固体熔化规律、探究水的沸腾特点
约 5~8 分/题
中偏难
综合应用题
熔化沸腾综合、热量计算、水循环
约 4~6 分/题
难
命题趋势
物态变化是中考热学的必考内容,题量稳定、贴近生活,常结合生活情境(白气、眼镜起雾、纸锅烧水、冷藏保鲜)、传统文化(节气、诗词中的物态变化)和自然现象(云、雨、雾、露、霜、雪、雾凇、冰雹)命题,注重考查概念辨析与实验探究。固体熔化和水的沸腾两大实验、晶体非晶体图像、蒸发沸腾异同和升华凝华判断是高频增长点。备考时应重视图像与条件对比,牢记“熔化、汽化、升华吸热,凝固、液化、凝华放热”,并能准确判断每种变化的初末状态。
■ 板块三 知识结构思维导图
■ 板块四 知识点分类(表格对比 · 重难诠释 · 易混易错)
知识点一 温度
项目
内容
要点 / 记忆点
温度
表示物体冷热程度的物理量;热的物体温度高,冷的物体温度低
凭感觉判断冷热不可靠,须用温度计测量
温度计原理
家庭和实验室常用温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的
玻璃泡内装水银、酒精或煤油等测温液体
构造
玻璃泡、测温物质、均匀刻度、内径很细的玻璃管
摄氏温度
规定
说明
单位
摄氏度,符号 ℃
“摄氏度”是整体,不能拆开读、不能漏写小圆圈
0 ℃
标准大气压下冰水混合物的温度定为 0 ℃
无论冰多水多,冰水混合物温度都是 0 ℃
100 ℃
标准大气压下沸水的温度定为 100 ℃
0 ℃ 与 100 ℃ 之间分 100 等份,每份为 1 ℃
零下
0 ℃ 以下数字前加“-”,如 -10 ℃
读作“负10摄氏度”或“零下10摄氏度”
六会
正确要求
常见错误
会认
认清量程(测量范围)和分度值(相邻两刻度的温度差)
不看量程就测量
会选
先估测被测温度,再选量程合适的温度计
温度超过量程会胀破玻璃泡
会拿
拿住温度计上部,手不触及玻璃泡
手温影响玻璃泡使读数不准
会放
玻璃泡全部浸入被测液体,不碰容器底和容器壁
碰底碰壁反映的是容器温度
会读
示数稳定后再读,玻璃泡留在液体中,视线与液面相平
俯视偏大、仰视偏小
会记
不估读,但不漏写单位,零下不忘负号
只写数字漏 ℃
温度计的正确放置与读数:玻璃泡不碰底壁,视线与液面相平
俯视读数:视线高于液面,读数偏大
对比项
实验室温度计
体温计
测温物质
水银 / 酒精 / 煤油
水银
量程
一般 -20 ℃~110 ℃
35 ℃~42 ℃
分度值
1 ℃
0.1 ℃
特殊结构
内径均匀、无缩口
玻璃泡与直管间有很细的缩口(细管)
能否离开被测物
不能离开被测液体读数
离开人体后缩口处水银断开,可离开人体读数
使用前
不能甩
用力向下甩,使水银退回玻璃泡
甲(普通温度计)与乙(体温计):体温计量程窄、分度值小且带缩口
◆ 重难诠释
0 ℃ 不是“没有温度”,而是物体冷热程度与标准大气压下冰水混合物相同;温度只有高低之分,不存在“没有温度”。
读数时“俯大仰小”:俯视视线向下斜,交点在液面上方,读数偏大;仰视则偏小。正确视线应与液柱上表面相平。
体温计示数“只升不降”:测前必须甩,否则测低于原示数的体温时读数不下降,导致测量值偏高。
人体正常体温约 37 ℃,感觉舒适的室温约 25 ℃,标准大气压下冰水混合物 0 ℃、沸水 100 ℃,是常用估测值。
知识点二 熔化和凝固
物态变化
定义
状态方向
熔化
物质从固态变为液态的过程(如冰化成水)
固态 → 液态,吸热
凝固
物质从液态变为固态的过程(如水结成冰)
液态 → 固态,放热
生活中的熔化与凝固:蜡烛、雪糕熔化,水结冰
对比项
晶体
非晶体
定义
熔化时吸热但温度保持不变、有固定熔化温度的固体
熔化时吸热、温度不断上升、没有固定熔化温度的固体
熔点 / 凝固点
有熔点和凝固点,且同一晶体二者相同
没有确定的熔点和凝固点
常见物质
海波、冰、萘、食盐、各种金属、固态水银
石蜡、松香、玻璃、沥青、塑料、橡胶
熔化图像
左:海波(晶体)熔化有水平段;右:石蜡(非晶体)温度持续上升
熔化图像:甲(晶体)BC 段温度不变,乙(非晶体)曲线一直上升
凝固图像:甲(晶体)FG 段水平,乙(非晶体)温度持续下降
条件 / 规律
内容
记忆点
晶体熔化条件
①温度达到熔点;②继续吸热(二者缺一不可)
熔化时吸热但温度不变
晶体凝固条件
①温度达到凝固点;②继续放热
凝固时放热但温度不变
熔化吸热
晶体熔化吸热用于完成熔化,不用于升温
非晶体边吸热边升温边熔化
凝固放热
凝固是熔化的逆过程,凝固向外放热
非晶体边放热边降温边凝固
水浴法加热:使被加热物质受热均匀、缓慢升温,便于观察记录
应用
原理
说明
冰冷却饮料
0 ℃ 的冰比 0 ℃ 的水多一个熔化吸热过程
冰的冷却效果比同温的水更好
菜窖放几桶水
水凝固成冰时放热
使窖内温度不至于太低,保护蔬菜
雪天路面撒盐
掺入杂质降低冰雪熔点(凝固点)
使冰雪在相同气温下更易熔化
◆ 重难诠释
判断晶体、非晶体的关键看有无固定熔点(图像上有无水平段),有水平段是晶体,曲线一直升/降是非晶体。
晶体熔化图像三段:AB 固态吸热升温、BC 固液共存温度不变、CD 液态吸热升温;凝固图像方向相反、规律相同。
熔化吸热、凝固放热,与温度是否改变无关:晶体熔化时温度不变却仍在吸热,热量用来完成状态变化。
晶体温度达到熔点不一定熔化,还须能继续吸热;处于熔点的物质可能是固态、液态或固液共存态。
▲ 易混易错
物体形状改变(如捏橡皮泥、折断铁丝)不是物态变化,物质仍是原状态;只有状态在固、液、气之间改变才是物态变化。
“吸热就升温”是错误认识:晶体熔化、液体沸腾时都吸热但温度不变。
同一晶体的熔点和凝固点相同,但熔化与凝固是两个相反过程,方向和吸放热不能混淆。
知识点三 汽化和液化
物态变化
定义
方式 / 方向
汽化
物质从液态变为气态的过程
蒸发、沸腾;液态 → 气态,吸热
液化
物质从气态变为液态的过程
降温、压缩体积;气态 → 液态,放热
沸腾
内容
要点
概念
液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象
沸腾时有大量气泡产生
沸点
液体沸腾时保持不变的温度
不同液体沸点不同;气压越大沸点越高
沸腾条件
①温度达到沸点;②继续吸热
缺一不可,沸腾时吸热温度不变
气泡
沸腾时气泡上升、变大,到水面破裂
沸腾前气泡上升时变小
沸腾实验装置:烧杯加盖减少热量散失,温度计测水温
甲(沸腾前)气泡上升变小,乙(沸腾时)气泡上升变大
沸腾温度图像:达到沸点后温度保持水平不变
影响蒸发快慢的因素
具体内容
对应生活做法
液体温度
温度越高,蒸发越快
晾在向阳处干得快
液体表面积
表面积越大,蒸发越快
湿衣服展开、积水扫开
表面空气流速
空气流动越快,蒸发越快
通风处、用电吹风吹干
(拓展)空气湿度、液体种类
湿度大蒸发慢;不同液体蒸发快慢不同
雨前闷热、酒精比水易挥发
控制变量探究:温度、表面积、空气流速对蒸发快慢的影响
异同
蒸发
沸腾
发生位置
只在液体表面
液体表面和内部同时
剧烈程度
缓慢、平和
剧烈
温度条件
任何温度下都能发生
达到沸点并继续吸热
温度变化
吸热制冷,自身及周围温度降低
温度保持在沸点不变
相同点
都是液态变气态的汽化现象,都需要吸热
同左
液化
内容
应用 / 记忆点
方式一:降低温度
高温水蒸气遇冷液化成小水滴
呼“白气”、露、雾、眼镜起雾
方式二:压缩体积
常温下压缩气体体积使其液化
打火机、液化石油气,便于储存运输
液化放热
液化是汽化的逆过程,放出热量
水蒸气烫伤比开水烫伤更严重
壶嘴喷出的“白气”是水蒸气遇冷液化的小水滴,不是气态
从冰箱取出的鸡蛋表面水珠,是空气中水蒸气液化形成的
◆ 重难诠释
看得见的“白气”“白雾”都不是水蒸气:水蒸气无色透明看不见,所见“白气”是水蒸气液化的小水滴。
沸腾前后气泡变化相反:沸腾前上层水温低,气泡中水蒸气遇冷液化,气泡上升变小;沸腾时水温一致,气泡上升变大。
蒸发在任何温度下都能发生且只在表面,沸腾须达到沸点且表面内部同时进行;二者都吸热。
蒸发吸热有制冷作用:擦酒精、洒水、出汗吹风降温,都是利用蒸发(汽化)吸热。
撤去酒精灯水短暂继续沸腾,是因为石棉网和烧杯底温度仍高于沸点,水还能继续吸热,并非沸腾不需吸热。
知识点四 升华和凝华
物态变化
定义
实例 / 方向
升华
物质从固态直接变为气态的过程(不经过液态)
樟脑丸变小、冰冻衣服变干、灯丝变细、干冰、碘;吸热
凝华
物质从气态直接变为固态的过程(不经过液态)
霜、冰花、雾凇、灯泡变黑;放热
碘的升华:甲直接加热、乙水浴加热,固态碘直接变成紫色碘蒸气
干冰升华吸热,周围水蒸气液化形成“白气”
雾凇:空气中水蒸气遇冷直接凝华成小冰晶附着在树枝上
冰挂 / 冰棱:水先凝固而成,与凝华的霜成因不同
干冰(固态二氧化碳)升华吸热的应用
原理
人工降雨
干冰升华吸热使气温骤降,水蒸气液化成水滴或凝华成小冰晶,聚集下落成雨
舞台效果
干冰升华降温,空气中水蒸气液化成小水滴,形成烟雾缭绕效果
冷藏 / 储藏
干冰升华吸热力强且无残留物,可作强制冷剂储运食品
医疗手术
干冰使局部组织温度骤降坏死脱落,实现“冷冻”治疗
自然现象
成因
物态变化
云
高空水蒸气液化成小水滴或凝华成小冰晶,悬浮空中
液化、凝华
雨
云中水滴、冰晶聚集变大,下落时冰晶熔化成水
熔化(伴随液化)
雾、露
水蒸气遇冷液化成小水滴,悬浮空中或附着物体
液化
霜、雪
水蒸气遇冷直接变成小冰晶
凝华
冰雹
小冰珠随气流多次升降,反复凝固、熔化而增大
凝固、熔化
甲(露·液化)、乙(霜·凝华)、丙(冰·凝固)、丁(雾·液化)
◆ 重难诠释
升华、凝华强调“直接”:全过程不出现液态,判断时注意区分“先熔化再汽化”与“直接升华”。
六种物态变化中,熔化、汽化、升华吸热;凝固、液化、凝华放热;每一对互为逆过程。
冰花、霜出现在温度高的一侧玻璃上:冬天室内水蒸气遇冷玻璃,在玻璃内侧凝华成冰花。
干冰“冒烟”不是二氧化碳气体(看不见),而是干冰升华吸热使周围水蒸气液化出的小水滴。
▲ 易混易错
凝固与凝华末态都是固态,但凝固从液态变来、凝华从气态直接变来,初状态不同。
汽化与升华末态都是气态,但汽化从液态变来、升华从固态直接变来,初状态不同。
雾、露、“白气”是液化(小水滴);霜、雪、冰花、雾凇是凝华(小冰晶),不要混为一谈。
■ 板块五 考向分类(例题 · 变式)
考向一 温度与温度计
【例题1】
在用温度计测量液体温度时,如图所示的四种方法中正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式1-1】
下列说法中,正确的是( )
A.干冰投入热水中会熔化
B.冰在熔化过程中温度不断升高
C.冰箱冷冻室里出现的“霜”,是凝华现象
D.棒冰周围的“白气”,这是由于空气遇冷液化形成的
考向二 熔化和凝固
【例题1】
如图所示的是甲、乙两物质熔化时温度随时间变化的图像,下列说法中错误的是( )
A.甲是晶体,乙是非晶体
B.甲在第6min时处于固液共存的状态
C.在第4min到第8min内,甲没有吸热,乙继续吸热
D.甲的熔点是48℃,乙没有固定的熔点
【变式1-1】
0℃的室温下,小明将装有碎冰的试管放入盛有温水的烧杯中“探究冰的熔化特点”。用传感器采集数据得到冰和水的温度随时间变化的图像如图。第15min结束实验时,试管中仍有部分碎冰。下列说法正确的是( )
A.冰熔化历时10min,此过程中冰吸收热量,温度不变
B.图中B点时刻试管中冰的量等于A点时刻试管中冰的量
C.第11min时,烧杯中的物质处于固液共存态
D.第4min时,试管中的物质处于固液共存态
【变式1-2】
如图是某物质熔化和凝固的温度﹣时间图像,下列说法正确的是( )
A.该物质的凝固点是45℃
B.在t=5min时,该物质处于液态
C.该物质在BC段不吸热
D.该物质在熔化过程中温度先升高后不变
【例题2】
蜡烛燃烧时会有部分蜡变为蜡油滴落,滴落后重新变为固态蜡,下列各图中,能正确描述整个过程中温度变化的图像是( )
A. B.
C. D.
【变式2-1】
如图所示的四幅图像中能反映石蜡凝固特点的是( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】
如图所示,我国古代科技著作《天工开物》中,对釜的铸造有“铁化如水,以泥固针铁柄勺从嘴受注”这样的记载,其中“铁化如水”描述的物态变化对应的图像是( )
A. B.
C. D.
【例题3】
先进战机机身会采用一种微胶囊自修复材料,其原理是在金属内部埋植固态合金,当机身出现裂纹,系统会控制加热装置工作,使微胶囊内的合金变成液态流出并填充裂纹,然后形成固态合金从而实现损伤修复。其中填充裂纹过程中的物态变化是( )
A.凝固 B.熔化 C.液化 D.凝华
【变式3-1】
“糖画”是中国传统的民间手工艺,艺人将糖汁制成各种造型,在液态糖汁冷却形成如图所示的糖人造型的过程中,发生的物态变化是( )
A.凝固 B.汽化 C.液化 D.熔化
【变式3-2】
二十四节气体现了我国古代劳动人民的智慧。下列关于四个节气中所涉及的物态变化,属于凝固的是( )
A.“雨水”,冰雪消融 B.“立夏”,雾绕山峦
C.“冬至”,霜满枝头 D.“大寒”,滴水成冰
【例题4】
在“探究冰和石蜡熔化特点”的实验中。实验装置如图甲、乙所示,观察到电脑屏幕上显示的冰和石蜡熔化的温度﹣时间的图像分别如图丙和丁所示。
(1)在组装器材放置温度传感器时,由于试管内物质熔化后表面会下降,所以温度传感器探头应该放置在物质中间略 (选填“靠上”或“靠下”)的位置。
(2)实验过程中利用温度传感器采集数据,还要观察冰和石蜡的 变化情况。
(3)由图丙可知冰在熔化时需吸热,温度 (选填“升高”“降低”或“不变”);当加热到第300s时,试管中的物质处于 态(选填“固”“液”或“固液共存”);
(4)分析丁图,根据 可以判断石蜡是非晶体。
【变式4-1】
小明采用如图甲所示的实验装置探究冰的熔化特点。
(1)将温度传感器与计算机连接,设置好数据采集软件的相关参数。为了使温度传感器探头与冰块充分接触,应选用颗粒较 (“大”或“小”)的冰块做实验;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使冰块 ;
(2)观察计算机屏幕上显示的冰从开始加热到熔化成水一段时间的温度﹣时间图像,如图乙所示。由图像可知:冰熔化时温度变化特点是 ,此时物质处于 状态;
(3)如果将冰块换成石蜡碎块做同样的实验,还需要添加的器材是 ,实验结束后要及时地清洗试管,防止石蜡 导致探头无法取出。
【变式4-2】
冬天给结冰(积雪)道路撒盐,可以有效地防止事故发生,为了解其原因,小明用如图甲所示实验装置,探究盐冰(浓盐水冻成的冰块)熔化时温度的变化规律。
(1)实验中不用酒精灯给盐冰加热,可以 ,便于实验现象观测和数据记录;
(2)将盐冰碾碎后放入烧杯,温度计插入碎冰中,某时刻温度计示数如图甲所示,读数为 ℃;
(3)根据实验记录数据,作出温度随时间变化图像(如图乙)。
根据图像可知盐冰在熔化时温度 ,内能 ,盐冰的熔点为 ℃;
(4)通过探究可知:为防止事故发生,冬天给结冰(积雪)道路撒盐可以使含盐的冰(雪)在更 的温度下熔化。
考向三 汽化和液化
【例题1】
小清吃雪糕时,看到雪糕周围冒“冷气”,由此她联想到了泡方便面时碗里冒“热气”的情景。以下是她对“冷气”和“热气”的思考,其中正确的是( )
A.都是水蒸气液化形成的小水珠
B.都是空气液化形成的小水珠
C.它们都是汽化成的水蒸气
D.前者是液化形成的,后者是汽化形成的
【变式1-1】
下列关于“气泡”、“白气”、“白雾”的说法正确的是( )
①图甲中水沸腾时,“气泡”里主要是水汽化形成的水蒸气
②图乙“白气”和图丁“白雾”都是空气中的水蒸气的液化现象
③图丙舞台附近的“白雾”是干冰升华形成的二氧化碳
④图丙“白雾”和图丁“白雾”都是空气中的水蒸气的液化现象
A.①② B.①③ C.①④ D.②④
【变式1-2】
如图所示的四种自然现象中,属于液化现象的是( )
A.冰雪消融 B.霜挂枝头
C.晨雾弥漫 D.大雪纷纷
【例题2】
如图所示,将热水、冰水和室温水(水温与室温相同)分别装入相同的杯中,一段时间后,发现其中两只杯子的杯壁上出现了小水珠。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、室温水、热水 D.室温水、冰水、热水
【变式2-1】
如图所示为一款智能浴室镜。除雾功能打开,当传感器检测到空气的温度和湿度上升较快时,控制单元会自动打开镜面内的加热装置,防止镜面生雾或进行除雾。下列说法中正确的是( )
A.镜面温度若始终高于室温,就不易生雾
B.镜面上的雾,是空气中的水蒸气汽化形成的
C.加热镜面除雾时,镜面上的雾滴发生液化现象
D.除雾功能关闭时,用干冷毛巾擦去雾滴可以持续防止镜面上雾的再生
【变式2-2】
如图所示,天气较冷时,戴近视眼镜的人佩戴口罩,眼镜镜片容易变模糊,当他进入温暖的房间后,镜片又变清晰,下列与“变清晰”原理相同的是( )
A.冬天汽车尾气管冒“白气”
B.衣柜樟脑丸“变小”
C.西岭雪山树枝上的“雾凇”
D.教室里的积水“消失”
【例题3】
小明帮妈妈煮饺子时发现,水沸腾时,用铁勺从锅中盛出一部分水,勺中的水就不再沸腾了如图甲;再将勺子和水一起放回锅中时(注意,不是倒入),锅里的水依旧沸腾着,勺子里的水却不会沸腾如图乙。关于这一现象,下列分析正确的是( )
A.水沸腾时,锅边的“白气”是水汽化所形成的
B.图甲中,勺子中的水不沸腾是因为高于水的沸点
C.图乙中,勺子里的水虽没有沸腾但温度可达沸点
D.图乙中,适当调大火力可以使勺子里的水沸腾
【变式3-1】
下列做法能使蒸发变慢的是( )
A.用塑料袋把水果包装密封好放在冰箱里
B.洗完头发后,用电吹风将头发吹干
C.洗完衣服后,把衣服摊开晾在向阳通风处
D.用扫把把地面上的积水向周围扫开
【变式3-2】
天气较冷时,从室外进入温暖的房间后,眼镜镜片会变模糊,过一会儿,镜片又会变清晰。下列与“变清晰”原理相同的是( )
A.壶嘴吐“白气” B.樟脑丸“变小”
C.河水结为冰面 D.汗水被风吹干
【例题4】
茶圣陆羽在《茶经》中,形容沸腾的水“势如奔涛”。物理兴趣小组的小芳与小明同学进行了关于“水沸腾”的实验探究。
(1)如图甲所示是a、b分别是小芳与小明依据自己的实验数据所画出的曲线,分析a、b可知,水沸腾过程中,水的温度 。
(2)由图甲的曲线可以看出,a曲线加热至沸腾的时间较长,其原因可能是 。
(3)图甲a、b曲线升温与降温过程都不是直线,进一步分析可知,水的温度越高, (填“升温”或“降温”)越快。
(4)小明同学想提高水的沸点到100℃,换用了火力更大的酒精灯加热,这种做法 (填“可行”或“不可行”)。
(5)小芳和小明对实验装置进行了适当改变,如图乙所示,试管甲管口朝上,试管乙管口朝下,内均有适量水,放在大烧杯的水中固定,然后对大烧杯进行加热,待大烧杯内的水沸腾后,会发现试管中的水 (填“都能沸腾”“都不能沸腾”“只有甲沸腾”或“只有乙沸腾”)。
【变式4-1】
实验小组在探究“影响液体蒸发快慢的因素”时,在相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水,进行如图所示的实验探究。
(1)同学们在图甲、乙两次实验中,图乙的水先蒸发完,由此可知,水的 越大,水蒸发得越快。
(2)甲、丁两次实验中,观察到图丁实验中玻璃板上的水先蒸发完,由此可知水表面的空气流动越快,水蒸发得越 ;
(3)分析比较图 两次实验可以探究水蒸发快慢与温度的关系。
(4)该实验采用的研究方法叫做 法;
【变式4-2】
“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验。
(1)图示是小明组装的实验装置,其错误是 ,调整装置无误后,在水温升到94.5℃后,每隔10s记录一次温度计的示数,同时注意观察水中 的变化,直到水沸腾并持续30s后停止加热。
(2)根据数据在图乙中绘制水沸腾前后温度变化的图象。
时间/s
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
水温/℃
94.5
95.3
96.8
98.2
99.2
99.7
100.3
100.5
100.5
100.5
100.5
(3)停止加热后,发现水不能继续沸腾,这说明 。
(4)探究水的沸点与气压的关系,小明可用乳胶管将气筒与烧瓶口的玻璃管连接,如图丙,并对着图中正在沸腾的水 (选填“打气”、“抽气”或“两者均可”),观察水再次沸腾时的温度,重复上述实验,分析比较得出结论。
考向四 升华和凝华
【例题1】
物质M通过吸、放热,出现三种不同物态,如图所示,其中由甲到乙发生的物态变化是( )
A.凝华 B.汽化 C.熔化 D.液化
【变式1-1】
下列物态变化属于升华的是( )
A.甲图:初春,冰雪消融 B.乙图:盛夏,薄雾消散
C.丙图:金秋,朝露晶莹 D.丁图:寒冬,雪人变小
【变式1-2】
“果蔬脆”是将新鲜的果蔬低温冷冻,使果蔬中的水分形成冰晶,再在低温真空环境把冰晶直接变成气态,实现果蔬脱水。该过程水经历的物态变化是( )
A.先凝固后熔化 B.先凝固后升华
C.先凝华后熔化 D.先凝华后升华
【例题2】
在观察碘的升华实验中,甲图用“水浴法”加热碘锤,乙图直接将碘锤放在酒精灯火焰上加热,两种方法碘锤中都出现碘蒸气,下列说法正确的是(已知在标准大气压下,水的沸点是100℃,碘的熔点是113.5℃、沸点是184.4℃,酒精灯外焰温度约为400℃)( )
A.观察碘的升华实验,选用图甲装置更合理
B.乙装置中固态碘只发生升华现象
C.选用甲图的加热方式,最主要的目的是使碘锤受热均匀
D.两种方式停止加热后,碘蒸气都会发生液化现象
【变式2-1】
水是人类环境的重要组成部分,自然界中的水通过吸热、放热在固态、液态、气态之间转化,形成了雾、雨、雪、露、霜、雾凇等等自然现象,如图所示是水的三态变化图,下列说法中正确的是( )
A.冰雪消融是丙到乙的过程
B.露珠消失是乙到甲的过程
C.雾的形成是丙到甲的过程
D.雨的形成是甲到丙的过程
【变式2-2】
下列自然现象中的“水”物质,都表现为液态的是( )
A.雪、露 B.冰、雹 C.霜、露 D.雨、雾
【例题3】
以下描述中“变多”“变少”的过程,吸热的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【变式3-1】
对于下列现象的描述,“变多”“变少”的过程中放热的是( )
①冰冻杨梅上的白霜变多;
②烧杯中的冰变少;
③推动活塞液态乙醚变多;
④碘锤中的紫色气体变多。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【变式3-2】
中华诗词蕴含着丰富的物理知识,下列诗词中有关物态变化的分析,正确的是( )
A.“岚雾今朝重,江山此地深。”雾的形成是液化现象,需要放热
B.“青青园中葵,朝露待日晞。”露的形成是汽化现象,需要放热
C.“不知明镜里,何处得秋霜。”霜的形成是凝固现象,需要吸热
D.“皓月方离海,坚冰正满地。”冰的形成是凝华现象,需要放热
■ 板块六 提优训练
本板块共 16 题,精选综合性强、难度较高的题目,建议限时独立完成,重点突破熔化沸腾综合实验与物态变化判断。
1.下列图中是厨房中的一些物态变化,对此解释正确的是( )
A.甲,冻豆腐里面的小孔是豆腐里的水先凝固后熔化造成的
B.乙,把鱼埋在干冰中储存是利用了干冰熔化吸热来保鲜鱼
C.丙,自制简易冰箱利用了水在蒸发过程中放热来保存食物
D.丁,烧水壶嘴附近的“白气”是壶里的水汽化形成的水蒸气
2.如下表中列出了标准大气压下部分物质的熔点,据此分析得出下列结论,其中正确的是( )
物质名称
固态水银
金
铜
铁
钨
固态氢
熔点/℃
﹣39
1064
1083
1535
3410
﹣259
A.水银温度计可以测量零下50℃的低温
B.在1083℃下,铜可能为液态,也可能为固态
C.金块掉进铁水中不会熔化
D.﹣260℃的氢是液态
3.在碘的升华实验中,图1用电吹风加热碘锤,如图2直接将碘锤放在酒精灯火焰上加热,两种方法碘锤中都出现碘蒸气,下列说法正确的是( )(已知在标准大气压下,吹风机热风的温度约为70℃,碘的熔点是114.5℃,沸点是184.4℃,酒精灯外焰温度约为800℃)
A.选用图1的加热方式,最主要的目的是使碘锤受热均匀
B.图2装置中固态碘只发生升华现象
C.观察碘的升华实验,选用图1装置更合理
D.两种方式停止加热后,碘蒸气都会发生液化现象
4.关于如图所示的物态变化,下列说法正确的是( )
A.甲:冰凌的形成——凝固、吸热
B.乙:雾凇的形成——升华、吸热
C.丙:露珠的形成——液化、放热
D.丁:湿衣服变干——汽化、放热
5.以下描述“变多”、“变少”的过程中,放热的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
6.《淮南子》完整记载的“二十四节气”是中华民族智慧的结晶,有关节气的谚语,下列分析正确的是( )
A.惊蛰:“微雨众卉新,一雷惊蛰始”,雨的形成是汽化现象,需要吸热
B.夏至:“荷风送香气,竹露滴清响”,露的形成是液化,需要放热
C.秋分:“霜降见霜,米谷满仓”,霜的形成是凝华,需要吸热
D.大寒:“厚冰无裂文,短日有冷光”,水结冰时温度降低,不断对外界放热
7.2026年3月,在上海弄堂出现了一种相变电热水器。它采用了历经超万次固液转化测试的新型相变材料,利用材料在发生固液转化时吸收或释放大量热量的特性,实现超高密度的热能存储。该材料吸收热量时发生的物态变化是( )
A.熔化 B.凝固 C.升华 D.液化
8.探究“冰熔化和水吸热升温时”的特点,小明用水浴法对试管中的冰加热,如图甲所示。
(1)采用水浴法加热的优点是 ;
(2)加热前,用温度计测得冰的初温如图乙,冰的初温是 ℃;
(3)用温度计测量出不同时刻试管中冰和水的温度,绘制出温度随时间变化的图像,如图丙;观察图丙可知:bc段发生的物态变化是 ;cd段不是直线,此过程中水吸热升温的特点是 ;到这段时间内,若烧杯中的水正在沸腾,那么试管内的水 (会/不会)沸腾;
(4)如图丁所示,烧杯中的水沸腾时,小明将注射器内的冷水注入烧杯中,发现烧杯中的水停止沸腾,则烧杯中水的沸点 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
9.甲、乙两同学分别用完全相同的装置探究“水在沸腾前后温度变化的特点”,如图1所示。根据温度传感器测得的数据得到了水的温度随时间变化的关系图像如图2所示。
(1)由图像可知,水的沸点是 ℃,水在沸腾时会产生大量气泡,这些气泡实际上是 。
(2)丙同学发现因为甲、乙同学所用水的质量不同,导致实验的图像存在差异,请判断甲、乙两同学所用水的质量大小关系,并说明理由 。
(3)丙同学做了“针管烧水”的实验,如图3所示。他用注射器吸入适量80℃左右的水,用牙签将注射口堵住,用力向外拉动活塞,观察到针筒里的水冒泡泡沸腾起来。下列生活现象与其原理一致的是 。
A.打开密封的碳酸饮料瓶时,瓶内迅速冒出大量气泡
B.高海拔地区食物难以煮熟
C.密封包装的薯片带到青藏高原包装袋膨胀
10.小华用如图甲所示的器材“探究水在沸腾前后温度的变化特点”。
先在水壶中加入适量的水,将温度计插入玻璃盖孔中,调节铁架台的高度,闭合电水壶的开关,开始加热,当水温升高到80℃后,每隔10s记录一次温度计的示数,将数据填写在下列表格中。
时间/s
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
温度/℃
80
84
88
92
96
99
100
100
100
(1)在第50s时,温度计示数如图乙所示,此时水的温度为 ℃;
(2)请根据表格中的数据,在图丙中用描点法绘制出水的温度随时间变化的图像;
(3)分析图像可知:①水沸腾前的特点是 ;②水沸腾时的特点是 ;
(4)结合水的沸腾特点可知,元宵节煮汤圆时,当水沸腾以后,用 (选填“大火”或“小火”)煮更合理。
11.如图甲是物理小组探究“晶体熔化和水沸腾时温度的变化规律”的实验装置,烧杯中装有适量的水,试管中装有某种固体颗粒,实验中烧杯和试管中温度计的示数随时间变化的图像如图乙所示。
测温物质
凝固点/℃
( )
水银
﹣39
357
酒精
﹣117
78
(1)由图像可知试管中的物质是 (填“晶体”或“非晶体”);
(2)分析图象在第8min时,试管里的物质 沸腾(填“能”、“不能”或“不能确定”);
(3)物理小组的同学通过分析表格中的数据来选取本实验中的温度计,你认为表格中括号内应填入的内容是 ,选取的温度计是 (填“水银”或“酒精”)温度计;
(4)实验中判断试管内物质开始熔化的依据是 (填“温度保持不变”或“有液体出现”),物质开始熔化后,通过分析实验数据可以得出结论:观察图像,该物质完全熔化后的比热容 水的比热容(填“大于”、“等于”或“小于”)。
12.在如图甲所示的“纸锅烧水”实验中:
(1)图乙是小明绘制水的温度随时间变化的图像,由图可以看出:水沸腾时,温度变化的特点是 ,沸点为 ℃;
(2)为了验证水在沸腾过程中是否需要吸热,小明可以 ,观察水是否继续沸腾;
(3)实验小组的同学对实验进行评估:他们认为将纸锅中的水加热至沸腾用时过长,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 ;
(4)查询资料了解到:纸的着火点为183℃,酒精灯火焰温度可达500℃,但纸锅在实验中却不会被点燃,请结合本实验结果说说你的想法: ;
(5)图丙是小雨同学采用“水浴法”做的冰熔化实验装置,实验中除了记录试管内物质的温度,还要观察试管内物质的 变化情况,由图丁可知,冰属于 (选填“晶体”或“非晶体”),同时观察发现它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,请问时刻以后试管中的水有没有沸腾? 。
13.在“探究冰的熔化特点”和“观察水的沸腾”实验中,小明同学进行了如下操作:
(1)如图甲所示,将装有碎冰的烧杯不用酒精灯加热,直接放置在空气中也可以使冰熔化,实验中要观察冰的 并记录各个时刻的温度;
(2)冰完全熔化完后,用酒精灯对烧杯进行加热,如图乙所示,加热一段时间后水沸腾;水中气泡上升过程如图a、b,则图 是沸腾时的情况,此时气泡内气体的主要成分是 ;
(3)小明画出了温度随时间变化图像如图丙,则B点时的内能 C点时的内能(选填“大于”、“小于”或“等于”),图丙中线段AB和线段CD倾斜程度不同,原因是该物质在两种物态下 不同;
(4)同组的小华同学设计了图丁的装置,但是一段时间后,观察到当烧杯中的水沸腾时,试管中的水不会沸腾,此时试管内的水和烧杯中的水相等的物理量是 (选填“温度”、“热量”或“内能”)。
14.在探究冰熔化的实验过程中,假设试管内的物体在相同时间内吸收相同的热量。
(1)要对试管中的冰均匀加热,应采用甲、乙两图所示装置中的 图所示装置,理由是 。
(2)实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,此时冰的温度是 ℃。
(3)实验中同学们根据实验数据,绘出了其温度随时间变化的图像,如图丁所示,分析图像可知:
①冰熔化过程中吸收热量,其内能 ,温度 ;
②图丁中线段AB和线段CD倾斜程度不同,原因是该物质在两种物态下 不同。
(4)试管内所有冰熔化完后,继续实验,当烧杯内的水沸腾时试管内的水 沸腾(选填“会”或“不会”)。
15.探究“水沸腾前后温度变化的特点”,实验装置如图甲所示:
(1)正确组装后,闭合开关,加热壶中的水,观察实验现象并记录数据,某时刻温度计示数如图甲所示,此时水的温度为 ℃;
(2)正确描绘水沸腾时气泡情况的是乙图中的 。
(3)若水壶内水的体积为2L,不计热量损失,根据丙图可知,水在20~60s内吸收的热量为 J。【/(kg•℃)】
16.如图甲,小明利用该装置进行了“探究水在沸腾前后温度变化的特点”的实验。
(1)向电水壶注入适量的水,闭合开关,水温升高到90℃后,每隔10s记录一次温度计的示数,如下表。第10s时温度计示数如图乙所示,读数为 ℃。
时间/s
0
10
20
30
40
50
60
70
温度/℃
90
94
96
97
98
98
98
(2)小明看到电水壶中产生的气泡在上升过程中迅速变大,同时感觉到壶中声音变化,判定水已经沸腾。说明声音可以传递 ,关于水沸腾时气泡上升过程中逐渐变大的原因,说法正确的是 。
A.气泡上升时,所处水的深度变浅,液体压强减小,气泡膨胀
B.沸腾时水持续汽化,不断有水蒸气进入气泡内
C.气泡上升过程中,内部水蒸气受热发生膨胀
(3)分析实验数据可知,水沸腾时的温度特点是 。
(4)断开电水壶开关,水逐渐停止沸腾,说明沸腾需要 。
(5)实验后,小明跟老师提出这样的问题:标准大气压下水的沸点是100℃,而实验中水的沸点为什么是98℃?老师将一刚停止沸腾的水放进能抽气的密闭玻璃罩中,如图丙所示,接通抽气机电源,随着玻璃罩中空气的抽出,热水居然重新沸腾起来。通过分析,发生此现象的原因是 。
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