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课时3.2熔化和凝固(教师版)_初物_八年级上下册+九年级全一册物理_八年级物理上册_讲义

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第三章 物态变化(解析版) 课时3.2 熔化和凝固 2022年课程标准 物理素养 物理观念:物态变化,熔化和凝固,熔点和凝固点,晶体和非晶 1.1.3经历物态变化的实验探究过 体,熔化吸热和凝固放热。 程,知道物质的熔点、凝固点和 科学思维:通过探究实验使学生学会用图像探究物理规律的方法。 沸点,了解物态变化过程中的吸 科学探究:研究固体熔化时温度的变化规律。 热和放热现象。能运用物态变化 科学态度与责任:通过观察、实验以及探究的过程激发学生的学习 知识说明自然界和生活中的有关 兴趣和对科学的求知欲望,使学生体会到科学探究的乐趣,理解科 现象。 学与生活的紧密联系。 知识点一、物态变化 1.物态变化 问 题 业生产中常将钢水铸造成有一定形状的工件。钢水在变成工件的过程中,它的状态发生了怎样的变 化?在状态变化的过程中,钢水吸热还是放热? (1)物质的三态 自然界中的物质,通常以固态、液态、气态三种形式存在。例如各种金属块、冰块等处于固态;水、 油处于液态;空气、水蒸气处于气态。 (2)物态变化 随着温度的变化,物质会在固、液、气三种状态之间变化。例如天气热的时候,从冰柜中拿出的冰, 一会儿就变成了水,再过一段时间水干了,变成看不见的水蒸气,跑得无影无踪。通常呈固态的铝、铜、 铁等金属,在温度很高时也会变成液态、气态;通常呈气态的氧气、氮气、氢气等,在温度很低时也会变 成液态、固态。 物质各种状态间的变化叫作物态变化。 知识点二、熔化和凝固1.熔化和凝固的概念 (1)物质从固态变成液态的过程叫作熔化。如天气热的时候,从冰柜中拿出的冰,一会儿就变成了 水。 (2)物质从液态变成固态的过程叫作凝固。如将半杯水放入冰箱冷冻室一段时间后,水结成冰。 2.研究固体熔化时温度的变化规律 从冰箱冷冻室中取出一块冰块放入碗中,在室温下不久冰块就开始熔化,之后一段时间 内碗里都是冰和水混合在一起的情况。如果用温度计测量,就会发现尽管冰在逐渐熔化 提出问题 变少,但水的温度并没有升高。这是怎么回事?想一想:其他物质熔化时的温度是否也 不变? 海波、石蜡、铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、大试管、温度计、搅拌器、水、火柴。 实验器材和 实验装置 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 设计实验 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。 (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℃,每隔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 表1 海波熔化时温度、状态随时间变化情况记录表 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 进行实验与 海波的温 40 42 44 46 48 48 48 48 48 48 50 53 56 收集证据 度/℃ 状态 固态 固液共存 液态 表2 石蜡熔化时温度、状态随时间变化情况记录表 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 石蜡的温 52 55 58 61 62 63 64 65 66. 69 72 74 76 度/℃ 5 状态 固态 黏稠状态 液态(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。 分析与论证 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知,海波吸收热量,温度逐渐上升,温度达到48℃时开 始熔化。熔化过程中继续吸热,温度保持不变;熔化完,继续吸热升温。 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。 (1)物质在熔化过程中都要吸收热量。 (2)不同的物质在熔化过程中温度的变化规律不同。有的物质(如海波)在熔化过程中 实验结论 虽然继续吸热,但温度保持不变;有的物质(如石蜡)在熔化过程中先变软,后变稀, 最后熔化为液体,且随着加热时间的延续温度逐渐升高。 (1)安装实验器材要按照自下而上的顺序进行,目的使用酒精灯外焰加热。 (2)让海波、石蜡均匀受热的三种措施:①采用水浴法加热;②在加热过程中用搅拌器 不断搅拌;③将物质研碎。 (3)选用小颗粒固体的目的:可以使固体受热均匀,便于与温度计的玻璃泡充分接触。 交流与反思 (4)烧杯中的水要适量,原因是:①水太多会延长实验时间;②水太少不能使固体浸 没,会造成固体受热不均匀。 (5)撤掉酒精灯后,固体停止熔化;继续加热又开始熔化,这样操作说明:固体熔化需 要吸热。 3. 液体凝固时温度的变化规律 对液态海波停止加热后,温度逐渐降低,当温度降到48C时,液态海波开始凝固。在凝固过程中, 海波的温度保持不变,直至凝固完毕,温度才会继续下降;如甲图所示。石蜡的凝固过程则不同,停止加热后,石蜡由稀变稠,又变成固态,温度不断降低。由于凝固是熔 化的逆过程,当物质从液态变成固态时,会向外界放出热量。如乙图所示。 在探究海波和石蜡的熔化规律时,记录的实验数据如下表所示。请根据表中的实验数 据回答下列问题; 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4 海波的温度/℃ 42 44 46 48 48 48 48 48 48 50 53 56 0 4 石蜡的温度/℃ 41 42 44 46 47 48 49 51 52 54 56 59 0 (1)在海波和石蜡这两种物质中,属于晶体的是 ;该物质在熔化时,持续吸热,温度 ; (2)当该晶体的温度为46℃时,它处于 态;(选填“固”、“液”或“固液共存”) (3)该晶体的熔点是 ℃。 【答案】 海波 不变 固 48 【详解】(1)[1][2]晶体有熔点,非晶体没有熔点。由表格数据知,石蜡熔化时,不断吸收热量,温度不 断升高,没有熔点,所以石蜡是非晶体;海波熔化时,不断吸收热量,从第4至第9分钟温度保持48℃ 不变,有熔点,所以海波是晶体。 (2)[3]由表格数据知,当该晶体的温度为46℃时,属于熔化前,即晶体没有熔化,它处于固态。 (3)[4]从第4至第9分钟温度保持不变,是晶体的熔化阶段,温度保持48℃不变,故熔点为48℃。 知识点三、熔点和凝固点 1. 晶体和非晶体 两种固体熔化过程的主要区别是:海波有固定的熔化温度,石蜡没有固定的熔化温度。 (1)晶体:有固定熔化温度的固体叫作晶体。例如冰、海波、食盐、石英、萘、各种金属等。晶体 熔化时温度的变化曲线如图甲所示。 (2)非晶体:没有固定的熔化温度的固体叫作非晶体。常见的一些非晶体:如石蜡、松香、玻璃、 沥青等。 非晶体熔化时温度的变化曲线如图乙所示。2. 熔点和凝固点 (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。非晶体没有凝固点。 3. 一些晶体的熔点 晶体 熔点/℃ 晶体 熔点/℃ 钨 3 410 海波 48 铁 1 538 冰 0 铜 1 083 固态水银 -39 金 1 064 固态酒精 -117 铅 328 固态氮 -210 锡 232 固态氧 -218 固态碘 114 固态氢 -259 奈 80.5 固态氦 -272 特别提醒 (1)如果在一种晶体中掺入其他物质,则该物质的熔点与凝固点会发生变化。例如,在水中加入食 盐或酒精,可降低水的凝固点(冰的熔点),所以冬天在大量积雪的公路上撒盐可以降低冰雪的熔点, 加速冰雪的熔化。 (2)水银和酒精作为测温物质时,需要注意气温与物质熔点的大小。例如北方某地冬天气温低于 39℃,则不能选水银温度计,原因时水银在低于39℃时,是固态。 4. 熔化和凝固图像 (1)熔化图像晶体熔化图像中,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)凝固图像 晶体的凝固图像中,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。 (3)晶体熔化条件:①温度达到熔点;②继续吸热。 (4)晶体凝固条件:①温度达到凝固点;②继续放热。 如图是某物质的熔化图像,该物质是 (填“晶体”或“非晶体”) ;该物质 在熔化过程中,温度 ;第4min时,物质处于 状态。 【答案】 晶体 不变 固液共存 【详解】[1]由图可知,物质有固定的熔点,故该物质是晶体。 [2]晶体物质在熔化过程中需要吸热,但温度保持不变。 [3]从图像可以看出,在第4min,此晶体物质处于熔化过程中,所以处于固液共存状态。 知识点四、熔化吸热 凝固放热熔化吸热 凝固放热 ①北方在冬天时在菜窖里放几桶水,利用水 ①要喝冰凉的饮料,往往会在饮料中加上一 结冰凝固时放出的热量来使窖内温度不至于 些冰块,并不是直接加冷水。这是因为冰块 降太低,以免菜被冻坏。 的温度更低,冰块熔化成水的过程中要吸收 ②现在人们研制出一种聚乙烯材料,在15 热量,从而使饮料的温度下降的更多。 ℃~40 ℃熔化或凝固,而熔化或凝固时,温 应用 ②夏天,在饭菜的上面放冰块可防止饭菜变 度保持不变。把这种材料制成颗粒状,掺在 馊,因为冰熔化吸热,使冷空气下沉。 水泥中制成储热地板或墙壁,天气热时(温 ③鲜鱼保鲜,用0℃的冰比0℃的水效果好 度超过40 ℃)颗粒熔化吸热,天气冷时(温 (冰熔化吸热)。 度低于15 ℃)又凝固放热成颗粒,能有效调 节室内的温度。 原始社会末期,我国已出现青铜器。古人制作青铜器时,先制作“模具”,将青铜 (填物态变化名称)成青铜液后倒入模具,冷却后就得到与“模”一样的青铜器。我国的铁器时代出现 比青铜时代要晚一些,主要是由于铁比青铜的 高,难以冶炼。 【答案】 熔化 熔点 【详解】[1]固态青铜原料加热化为液体,是固态变液态的熔化过程. [2]由于铁比青铜的熔点高,铁比青铜难以熔化,所以铁比青铜更加难以冶炼。 问题一:研究固体熔化时温度的变化规律 实验常考考向 (1)使用适量的物质(海波、石蜡)的原因:避免加热时间过长; (2)器材安装顺序:自下而上; (3)实验中,石棉网的作用:使烧杯均匀受热; (4)采用水浴法的好处:是物质均匀受热; (5)记录时间间隔不能过长:否则可能记录不到温度不变的过程; (6)海波熔化和石蜡熔化的主要区别是什么: 海波熔化分为固态、固液共存态和液态三个物质状态;海波有明显的转折点,熔化时温度保持不 变。石蜡没有明显转折点,温度一直在发生变化。 (7)晶体熔化图像的分析和实验结论。 【典例1】(2024·黑龙江绥化·模拟预测)小明和小华在学习熔化和凝固时,分别采用如图甲、乙所 示的实验装置探究烛蜡、冰的熔化特点。(1)组装甲装置时,A、B两部件中应先固定 (填“A”或“B”)部件;探究时采用“水浴法”而 不直接用酒精灯给试管加热,除了能减缓升温速度,还能使烛蜡和冰 ; (2)实验中某时刻温度计的示数如图乙所示,其示数为 ℃; (3)根据实验数据做出烛蜡和冰温度随时间变化的图像(如图丙所示),图 (填“①”或 “②”)是蜡烛熔化的图像。图①中bc段对应的时间内,试管里物质所处的状态是 (填“固 态”“液态”或“固液共存态”),该物质熔化时的特点是 。 【答案】 B 受热均匀 -4 ② 固液共存态 吸收热量,温度不变 【详解】(1)[1]由于需用酒精灯外焰加热,要先放好酒精灯,再固定铁圈的高度;所以在安装实验器材 时,要按照自下而上的顺序进行,先固定B部件。 [2]水浴法加热,除了能减缓升温速度,便于测量温度,还能使烛蜡和冰受热均匀。 (2)[3]图乙中温度计的分度值是1℃,且液面在0℃以下,因此图乙中温度计的示数为-4℃。 (3)[4]蜡烛是非晶体,在熔化过程中持续吸热,温度不断升高,因此蜡烛的熔化图像是图②。 [5][6]图①中bc段对应的时间内,试管里物质在熔化过程中,所处的状态是固液共存态,此物质的熔点是 0℃,该物质熔化时的特点是:吸收热量、温度不变。 【变式1-1】(2024·湖北荆州·模拟预测)2024年1月荆州突降大雪,路面结冰,环卫工人在马路上 撒盐,使路面的冰及时融化,确保了行人和车辆的出行安全。如图甲所示,为了弄清其中缘由,小美同 学做了一组关于冰熔化的实验。 (1)如图乙,在组装实验器材时,为确定烧杯支架的位置 (选填“需要”或“不需要”)点燃酒 精灯。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,小美根据记录的实验数据在丁图中绘制了 图象,由此可知冰是 (选填 “晶体”或“非晶体”),其在熔化过程中内能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)完成上述实验后,小美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 图象; 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 图象;由以上实验可知, 加入盐后冰的熔点将会 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。 【答案】 需要 -3℃ 晶体 增大 降低【详解】 (1)[1]在组装实验器材时,要调整烧杯的高度,使烧杯底部与温度计玻璃泡接触,所以需要先点燃酒精 灯确定烧杯的高度。 [2]温度计的分度值是1℃,液柱指在0℃以下,所以温度计的示数是-3℃。 (2)[3]由图象知,冰在熔化过程中温度保持不变,所以冰是晶体。 [4]冰在熔化过程中,不断吸收热量,温度保持不变,但内能增大。 (3)[5]分析图丁可知,B淡盐水制成的碎冰的熔点为-2℃,C浓盐水制成的碎冰的熔点为-4℃,所以加 入盐后冰的熔点将会降低。 【变式1-2】(2024·广东潮州·三模)在研究“固体熔化时温度的变化规律”实验中,同学们选用不 同物质进行实验。甲同学选择的实验物质是石蜡,实验装置如图(a)所示。 (1)除了图(a)中实验器材外,还需要的测量工具是 ; (2)实验时,要把石蜡块研磨成颗粒状,石蜡颗粒 (选填“大”或“小”)一些好; (3)实验中,为了使温度计所测温度能够反映试管中所有石蜡颗粒的温度,应该进行下列哪个操作? (将正确选项前的字母填写在横线上) A.用搅拌器不断搅拌烧杯中的水 B.用温度计不断搅拌石蜡颗粒 C.用搅拌器不断搅拌石蜡颗粒 D.用酒精灯直接加热试管 (4)甲同学进行了正确操作,当温度升到42℃开始计时,第2min发现试管中出现少许液体,第7min时 石蜡已经全部变成液态。他根据实验数据画出的图像如图(b)所示; ①根据图像可以得出的探究结论是:石蜡熔化时,温度 ; ②由图像可知,石蜡是 (选填“晶体”或“非晶体”)。 (5)乙同学是在家中做实验,他选择的实验物质是冰,从冰箱冷冻室取出碎冰装在试管中,发现还没有 加热就有一部分冰熔化了,如图(c)所示。因此,他认为:冰熔化不需要吸收热量。请简要分析他的观 点是否正确, (选填“正确”或“不正确”)理由是 【答案】 秒表 小 C 不断升高 非晶体 错误 见解析 【详解】(1)[1]根据图象可知,探究“固体熔化时温度的变化规律”实验中,需要记录固态熔化时的温 度和时间,故除了图(a)中实验器材外,还需要的测量工具是秒表。 (2)[2]实验时,要把石蜡块研磨成颗粒状,是为了让石蜡更容易熔化,因此石蜡颗粒研磨得小一些好。 (3)[3]实验中,为了使温度计所测温度能够反映试管中所有石蜡颗粒的温度,需要让所有石蜡颗粒与温 度计接触,而温度计不能作为搅拌工具,因此可用搅拌器不断搅拌石蜡颗粒,故C符合题意,ABD不符 合题意。故选C。 (4)①②[4][5]晶体与非晶体的区别为熔化时是否有确定的熔点,由图像可知,石蜡熔化时,随着加热时 间的增加,温度不断升高,没有确定的熔点,因此石蜡是非晶体。 (5)[6][7]将碎冰从冰箱冷冻室中拿出后,外界空气温度高,碎冰温度低,碎冰从空气中吸收了热量,导 致还没有加热就有部分冰熔化了,因此乙同学的观点是错误的。 问题二:熔化和凝固 【角度1】晶体熔化和凝固的特点 晶体熔化和凝固图像和特点 晶体熔化图象 晶体凝固图象 (1)分析晶体的熔化图象:AB段:物质处于固态,表示晶体吸热升温的过程。BC段:物质处于固 液共存态,表示晶体熔化过程,吸收热量,温度不变。CD段:物质处于液态,表示液体吸热升温过程。 (2)分析晶体的凝固图象:DE段:物质处于液态,物质放热降温的过程;EF段:物质处于固液共 存态,晶体溶液的凝固过程,放出热量,温度不变;FG段:物质处于固态,晶体放热降温过程。 【典例2】(2024·天津南开·三模)如图是甲、乙两种固态物质在加热过程中温度随时间变化关系的 图像,由图像可以判断( ) A.甲物质是晶体 B.80℃的乙物质可能是液态 C.甲物质在第5min时开始熔化 D.0~12min为乙物质的熔化过程 【答案】B 【详解】A.甲在整个过程中温度不断上升,所以是非晶体,乙有一段时间内温度保持不变,所以乙是晶体,故A不符合题意; BD.由图可知,乙物质为晶体,熔点为80℃,从第5分钟开始熔化,12分钟完全熔化,所以80℃的乙 物质可能是固态、液态或固液共存态,5~12min为乙物质的熔化过程,故B符合题意,D不符合题意; C.甲物质是非晶体,随加热时间的变化,一直在熔化,故C不符合题意。 故选B。 【变式2-1】(22-23八年级下·山东日照·期末)用图像来描述物理现象,是物理中常用的方法之一, 它简单明了。从图中读出的物理信息错误的有( ) A.甲是非晶体,熔化过程中吸热,温度逐渐升高 B.乙是晶体,熔化过程中吸热,但温度不变 C.乙物质在B时刻是固态,C时刻是固液共存状态 D.乙物质的熔点是210℃ 【答案】C 【详解】A.甲图象中,物质在熔化过程中温度不断升高,没有固定的熔点,是非晶体熔化图象,熔化过 程中吸热,温度逐渐升高,故A正确,不符合题意; B.乙图象中,物质在熔化过程中温度保持不变,有固定的熔点,是晶体熔化图象,熔化过程中吸热,但 温度不变,故B正确,不符合题意; C.乙图象中,物质在BC段属于熔化过程,处于固液共存态,物质在B时刻还没有熔化,所以是固态, 在C时刻刚熔化完,是液态,故C错误,符合题意; D.乙图象中,物质在熔化过程中温度保持210℃不变,所以熔点为210℃,故D正确,不符合题意。 故选C。 【变式2-2】(2024·江苏南通·二模)用如图甲的两套相同装置,分别对相等质量的固体M、N 加热。 温度随加热时间变化的曲线如图乙,在35min 内 M 物质从固体熔化成了液体,N 物质始终是固体。关 于则下列说法错误的是( ) A.水浴法让被加热物体受热均匀 B.N的部分数据可能是捏造的 C.M的沸点是80℃ D.N可能是晶体【答案】C 【详解】A.水浴法让被加热物体受热面积增大,充分且均匀受热受热,故A正确,A不符合题意; BD.长时间加热N 物质始终是固体温度还没达到其熔点,有固定熔点的是晶体,而晶体的熔化图形在熔 化前是一条直线,不是曲线。故BD正确,BD不符合题意; C.M的图像明显是晶体的熔化图像,在熔化过程中温度保持不变;温度保持不变的图像对应的温度是晶 体的熔点不是沸点。故C错误,C符合题意。 故选C。 【角度2】熔化吸热和凝固放热的现象和应用 熔化吸热和凝固放热的现象和应用 首先判断物质变化前后的状态,再根据熔化和凝固的概念进行判断。如从冰箱里拿出来的冰,过一 会冰变小了,水增多了,可以判断是冰变成水即涉及的物态变化为熔化。 【典例3】(23-24八年级下·广东汕尾·期末)炎炎夏季,小明将一杯水放入冰箱的冷冻室里,经过一 段时间后,杯中的水变成了冰块,这个过程发生的物态变化是 ;小明在可乐里加入冰块后能降 低可乐的温度,这主要是因为冰块 (填物态变化名称)时会 (选填“吸收”或“放 出”) 热量。 【答案】 凝固 熔化 吸收 【详解】[1] 水变成了冰块,物质由液态变成固态,发生的物态变化为凝固。 [2][3] 炎热的夏天,由冰箱的冷冻室中取出一些冰块,放进可乐杯中,由于冰块的温度比可乐的温度低, 所以冰块从可乐中吸收热量,由固态的冰熔化成液态的水,熔化过程吸收热量。 【变式3-1】(2024·湖北·模拟预测)2024年2月,湖北部分地区出现了严重的“冻雨”。“冻雨” 是高空中的冰晶、雪花下降到2~3千米时,周围温度升高 成低于 的过冷却水滴,当它接触到低 于 的地面和物体时,就会迅速 成外表光滑、晶莹透明的冰壳,又称为“雨凇”。(两空均填物 态变化名称) 【答案】 熔化 凝固 【详解】[1]冰晶、雪花是固体,周围温度升高时,会熔化成水。 [2]过冷却水滴接触到低于0°C的地面和物体时,就会迅速变成冰,由液态到固态,是凝固。 【变式3-2】(2024·安徽淮北·二模)如图所示,冰糖葫芦是中国传统小吃,最早可以追溯到南宋时 期,吃起来又酸又甜,十分美味。其制作方法也很简单,它是将山楂用竹签串成串后蘸上熬制好的糖浆 水,待糖浆水冷却变硬后就做成了冰糖葫芦。在这个过程中出现的物态变化是 。 【答案】凝固【解析】【小题1】在山楂上蘸上糖浆,等糖浆放出热量凝固成固态,这样就做好了冰糖葫芦。所以在这 个过程中出现的物态变化是凝固。 【变式3-3】(2024·安徽六安·一模)如图所示是市面上出售的一种网红食品——“炒酸奶”。将 的液态氮和酸奶倒入容器中,液态氮迅速吸收大量热量,使酸奶瞬间 (选填物态变化名称) 成块。 【答案】凝固 【详解】液态氮迅速吸收大量热量,导致液态酸奶温度降低,由液态变为固态,物态变化为凝固。 【基础强化】 1.(2024·广西·中考真题)在探究晶体熔化时温度的变化规律的实验中,如图所示,此时温度计的读数 为 ℃。观察到晶体在熔化过程中温度不变,说明晶体在熔化过程中 (选填“有”或 “没有”)固定的熔化温度。 【答案】 45 有 【详解】[1]由图可知,温度计的分度值为1℃,此时温度计的读数为45℃。 [2]晶体在熔化过程中吸收热量,温度不变,说明说明晶体在熔化过程中有固定的熔化温度。 2.(2024·吉林·二模)小杜同学进行“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验,图甲所示,此时温度计 的示数为 ℃。图乙是根据实验数据画出的图像,图像中 (选填“AB”“BC”或“CD”)段表示 冰的熔化过程。【答案】 8 BC 【详解】[1] 图甲所示温度计分度值为1℃,液柱在零上,所以此时温度计的示数为8℃。 [2] 冰是晶体,熔化时,持续吸热,但温度不变,所以图像中BC段表示冰的熔化过程。 3.(2024·山东菏泽·一模)2024年2月20日,菏泽市普降一场非雪非雹的小冰粒。根据气象部门介绍小 冰粒学名为霰(xiàn),是一种白色不透明的球形的颗粒固态降水。霰的形成是过冷云中的小水珠接触到 降落的冰晶时,迅速 (填物态变化名称)并粘黏附着在其上形成的固态颗粒,此过程要 热量。 【答案】 凝固 放出 【详解】[1][2]液态变成固态是凝固过程,小水珠接触到冰晶时迅速放热凝固成固态颗粒。 4.(2024·江西景德镇·三模)如图是“泼水成冰”的游戏,游戏时在零下30℃以下的极寒环境下将滚烫 的开水泼出, 将看到成片的冰晶徐徐飘落。 “泼水成冰”是水 形成的(填物态变化的名称), 此过程需要 (选填“吸热”或“放热”)。 【答案】 凝固 放热 【详解】[1][2]“泼水成冰”是水由液态变成固态,物态变化为凝固,凝固放热。 【素养提升】 5.(2024·湖南长沙·模拟预测)几种金属物质的熔点(标准大气压下)如下表所示。下列说法正确的是 ( ) 物质名称 固态水银 金 铜 铁 钨 熔点/℃ -39 1064 1083 1535 3410 A.铜球掉入铁水中不会熔化 B.金在1064℃时一定处于固液共存状态 C.水银温度计可测量零下40℃的气温 D.用钨丝作白炽灯的灯丝,是因为钨的熔点高 【答案】D【详解】A.铜的熔点是1083℃,铁的熔点是1535℃,所以铁水的最低温度也要在1535℃,高于铜的熔 点,铜球掉入铁水中,温度达到了铜的熔点,又能从铁水中吸热,故铜球能熔化,故A错误; B.金是晶体,在熔化过程中不断吸热,温度不变,在1064℃时,可能处于固态、可能处于液态,也可能 处于固液共存状态,故B错误; C.水银温度计不可测量零下40℃的气温,因为在零下39℃时,水银已经开始凝固,故C错误; D.用钨丝作白炽灯的灯丝,是因为钨的熔点高,在灯泡发光时,不易被熔断,故D正确。 故选D。 6.(2024·广东惠州·模拟预测)盐溶液浓度与其凝固点关系如图所示。如果现气温为-12℃,则浓度为 多少的盐溶液不可能发生凝固( ) 盐溶液浓 5% 10% 16% 20% 度 凝固点 -3℃ -6℃ -9℃ -16℃ A.5% B.10% C.16% D.20% 【答案】D 【详解】表中只有浓度为20%的盐溶液凝固点低于-12℃,所以如果现气温为-12℃,则浓度为20%的 盐溶液不可能发生凝固,故D符合题意,ABC不符合题意。 故选D。 7.(2024·河南周口·模拟预测)如图甲所示,在“探究晶体熔化和凝固规律”的实验中,绘制出了如图 乙所示的图像。下列说法错误的是( ) A.实验时,不直接将装有晶体的试管放在酒精灯上加热,而是放入盛有水的烧杯中加热,这样做的 好处是晶体受热均匀 B.图乙中,晶体的熔化过程是BC段,处于固液共存状态,此过程中晶体放热 C.图乙中,晶体在D点时是液态,在G点时是固态 D.由图像可知该晶体的熔点和凝固点相等,均为50℃ 【答案】B 【详解】A.实验中,不是用酒精灯直接对试管加热,而是把装有晶体的试管放在水中加热,这种加热方 法叫做水浴法加热,这样做的好处是晶体受热均匀,故A正确,不符合题意; B.图乙中,晶体的熔化过程是BC段,处于固液共存状态,熔化过程中,吸收热量,温度不变,故B错 误,符合题意; C.CD段晶体已经熔化完毕,处于升温过程,D点处于液态,EF段是固液共存状态,FG段是降温过程,是固态,故在G点时是固态,故C正确,不符合题意; D.晶体熔化过程和凝固过程温度不变,由图像可知该晶体的熔点和凝固点相等,均为50℃,故D正确, 不符合题意。 故选B。 8.(2024·湖北荆门·模拟预测)2023年春节前夕,湖北遭遇了罕见的大规模冻雨侵袭,导致交通大面积 的瘫痪,下列关于“冻雨”的说法正确的是( ) A.冻雨是雪熔化后凝固形成的 B.冻雨是雨水凝固形成的 C.当出现冻雨情景时,我们可以在路面上撒盐来提高冰的熔点,防止路面结冰 D.冻雨在环境温度达到0℃时就会熔化 【答案】B 【详解】AB.冻雨是雨水直接由液态变为固态的冰,故A错误,B正确; C.当出现冻雨情景时,在路面上撒盐来降低冰的熔点,加快冰的熔化,不是提熔点,故C错误; D.熔化的条件是温度达到熔点,并且持续吸热,当环境温度为0℃时,虽然温度达到了熔点,但环境温 度与冰温度一样,导致冰无法吸收热量,无法熔化,故D错误。 故选B。 9.(2024·江苏盐城·二模)小明通过实验寻找冰熔化时需要吸热的证据。用图示两个相同的保温容器, 在两个容器中放入同样的适量的温水,然后向甲容器中加冰块,向乙容器中加水,待冰熔化完,比较甲、 乙容器中的水温。实验在标准大气压下进行,对于后加入的冰块和水,应满足( ) A.质量相同,冰块的温度低于0℃ B.质量相同,冰块和水的温度均为0℃ C.冰块的质量比水的大,两者温度相同 D.冰块的质量比水的小,两者温度相同 【答案】B 【详解】实验中,向甲容器中加冰块,向乙容器中加水,待冰熔化完,比较甲、乙容器中的水温,不但 应满足冰的质量与水的质量相同,还要控制冰的温度与水的温度相同,故B符合题意,ACD不符合题意。 故选B。 10.(2024·湖南常德·模拟预测)把一个装有碎冰块的试管插入装有适量碎冰块的烧杯中,在烧杯底部用 酒精灯加热,下列说法正确的是( ) A.试管和烧杯中的冰同时熔化 B.试管中的冰先熔化 C.烧杯中的冰完全熔化后试管中的冰才开始熔化 D.试管中的冰始终不能熔化 【答案】C 【详解】冰是晶体,若给烧杯中的冰加热时,烧杯中的冰会熔化,但完全熔化前温度保持不变,所以试管中的冰能达到熔点,但由于温度相同没有热传递,则不能从烧杯中继续吸热,所以烧杯中的冰完全熔 化前,试管中的冰不能熔化,若烧杯中的冰完全熔化后,继续吸热,温度升高,此时试管中的冰达到熔 点,能继续吸热,所以试管中的冰开始熔化,故ABD不符合题意,C符合题意。 故选C。 【能力培优】 11.(23-24八年级上·江苏无锡·阶段练习)小明猜想水中加入别的物质后一定会对水的凝固点产生影响, 为了验证,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。每隔一定时间, 小明就观察盐水状态、测出温度,并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像,如图1所示。 (1)从图像中可以看出盐水从第10分钟开始凝固,凝固过程用了 分钟。15分钟物体处于 (选填“固态”“液态”“固液共存态”) (2)从图像中得到晶体的液态物质在凝固时的温度将 ;(选填“变大”“变小”或“不 变”) (3)凝固点为 ℃。实验验证了小明的猜想,因为与水相比,凝固点变 了(选 填“高”或“低”); (4)如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中,如图2所示,试管中的冰水混 合物中的冰会 (选填“变多”、“变少”或“不变”)。 【答案】 10 固液共存态 不变 -2 低 变多 【详解】(1)[1]从第10min开始凝固,到第20min完全凝固,凝固过程挂线了10min。 [2]第15分钟时,物质还没有凝固完毕,所以处于固液共存状态。 (2)[3]从图1中得知,液体在凝固时,温度保持不变。 (3)[4]读图1可知,盐水凝固过程中温度保持在-2℃不变,故盐水的凝固点为-2℃。 [5]水的凝固点为0℃。故将水中增加了其他物质后,其凝固点将降低。 (4)[6]冰水混合物的温度为-2℃,正在凝固的盐水的温度为-2℃。故冰水混合物将向外放热,有更多的 水凝固成冰,所以冰会变多。 12.(23-24八年级上·江苏南京·阶段练习)小兵用图 中的实验装置来探究某物质的熔化特点。时间 (1)实验中采用“水浴法”加热的好处有:①能减缓物体升温速度,便于实验现象观测和数据记录;② 能使 ; (2)实验表格如表所示,则表格中(a)、(b)两处应填写 和 ; (3)实验中,他所测得的温度值比真实值要高,则他可能是按图2中的 (选填“A”、“B” 或“C”)方法进行读数的; (4)他改正了错误的读数方法后,又正确地进行了实验,并根据所记录的实验数据描绘该物质的温度随 时间变化的关系图像,如图3所示,第8min时,该物质处于 态,在第7min时,若将试管从 温水中取出,并立即放入熔点为-4℃的盐冰水混合物中,此时试管中该物质的温度 (选填 “升高”“降低”或“不变”),其原因是 。 (5)小红也组装了图1中的器材来探究该物质的熔化特点。实验时,她观察水中的试管底部和周围,发 现试管最底部的物质最先发生熔化,这是由她在实验时的一处操作错误引起的,则:该错误可能是 。 (6)图4是将装有液态海波的大试管放入室温的水中。根据温度计A和B的示数,绘制了海波和水的温 度随时间变化的图像(如图5)。由图像可知,在第2min时,大试管内的海波处于 态(选 填“固”、“液”或“固液共存”)。在第10min时,海波 (能/不能)继续凝固,其原因 是 。 【答案】 物质受热均匀 状态 温度 A 固液共存 不变 冰水混合物放热, 一部分水凝固,凝固过程温度不变 实验时将试管碰到烧杯底部 液 不能 第 时海 波的温度和水的温度相等,不会发生热传递 【详解】(1)[1]实验中采用“水浴法”加热的好处不仅能减缓物体升温速度,便于实验现象观察和数据 记录,也能使物质受热均匀。 (2)[2][3]在固体熔化时温度变化规律的实验探究中,应注意观察试管中物质的温度和状态变化,则设计 的表格中应填写状态和温度。 (3)[4]温度计进行读数时,仰视会使结果偏小,俯视会使结果偏大,小兵所测得的温度值比真实值要高, 可能按A方法进行读数。 (4)[5][6][7]通过图像 段温度保持不变,可知该物质此时属于熔化过程,熔化吸热,其在第8min处 于固液共存态,属于晶体;在第 时是熔化过程,处于固液共存态,取出并立即放入熔点为 的盐冰水混合物中,根据热传递的条件,冰水混合物放热,水的质量减少,冰的质量增大,则一部分水凝固, 晶体在凝固过程温度保持不变。 (5)[8]实验时若将试管碰到烧杯底部,则接近火焰处,温度偏高,则最底部的物质最先发生熔化。则小 红错误操作可能是实验时将试管碰到烧杯底部。 (6)[9][10][11]由图像可知,在第 时,大试管内的海波还没有凝固,处于液态,此过程中,海波不 断放热;第 时海波的温度和水的温度相等,不会发生热传递,海波的凝固已经停止。 13.(23-24八年级上·四川绵阳·期末)小聪在探究“冰熔化时温度变化的规律”的实验中,分别在烧杯 和试管中放入适量的碎冰,并各放了一支温度计,组成如图甲所示的实验装置,完成下面的探究实验。 (1)实验中需要的测量工具是温度计和 。安装实验器材时,小聪应按 照 (选填“自 下而上”或“自上而下”)的顺序进行; (2)实验中应用 (选填“颗粒较大”或“颗粒较小”)的碎冰,用“水浴法”加热的目的是 ; (3)实验过程中A、B两个温度计的示数随时间变化的图像如图乙所示,通过分析图像可知, (选填“实”或“虚”)线是试管内碎冰的温度随时间变化的图像。第7min时烧杯内的碎冰处于 态,此时试管内的碎冰 (选填“能”或“不能”)熔化; (4)通过实验可以得出晶体熔化的条件:温度达到熔点, 。 【答案】 停表 自下而上 颗粒较小 使物质受热均匀 虚 固液共存 不能 继续吸热 【详解】(1)[1]实验中需要每隔相同的时间记录一次温度,所以需要的测量工具还有停表。 [2]实验时,用酒精灯的外焰加热烧杯,温度计的玻璃泡不能碰到烧杯底,所以应自下而上安装器材。 (2)[3][4]实验时,应用较小颗粒的碎冰,用水浴法进行加热,可使碎冰的受热更均匀。 (3)[5]由图乙知,实线所示温度先达到0摄氏度,虚线所示温度后达到0摄氏度,即实线对应的碎冰先 熔化,虚线对应的碎冰后熔化。酒精灯对烧杯中的碎冰加热,试管中的碎冰吸收烧杯中碎冰的热量,温 度升高,则烧杯中的温度比试管中的温度高,所以烧杯中碎冰先熔化,试管中的碎冰后熔化,可知,实 线是烧杯中碎冰的温度随时间变化图像,虚线是试管中碎冰随时间变化的图像。 [6]由图乙知,烧杯中的碎冰熔化过程从第4min到第10min,第7min处于熔化过程,碎冰处于固态共存态。 [7]第7min,试管内外的温度都为0,达到冰的熔点,但试管中的碎冰不能继续吸热,不能熔化。 (4)[8]烧杯中的碎冰达到熔化温度,且继续吸热,能熔化,试管中的碎冰达到熔化温度,不能继续吸热, 不能熔化,所以晶体熔化的条件是:温度达到熔点,且继续吸热。