2018-2019學年八年級物理上冊 3.2熔化和凝固習題（含解析）（新版）新人教版.doc

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熔化和凝固 本節(jié)課學習重點是晶體熔化和凝固的過程，難點是對熔化和凝固特點的理解。學習本節(jié)課應認真做好實驗，仔細觀察實驗現(xiàn)象，并通過分析和歸納得出結論。中考主要考察：晶體和非晶體熔化和凝固的特點和區(qū)別，用圖像分析晶體熔化和凝固的過程，晶體熔化和凝固條件的理解與應用，熔化與凝固的物態(tài)變化判斷。通常以填空題、選擇題、實驗題等形式出現(xiàn)，通過具體物理現(xiàn)象、圖像等途徑進行考查。 一、物態(tài)變化 1．水循環(huán) 地球是一個“水球”，它表面的72%是水，由于太陽的照射使水溫升高，含有水蒸氣的熱空氣快速上升。在上升過程中，由于高空中空氣溫度較低，水蒸氣遇冷凝結成小水滴或小冰晶，就形成了云。當云層中的小海水滴聚集成大水滴及小冰晶熔化成小水滴聚集成大水滴時，便 降落下來，這就是雨。如果高空的氣溫較低，水還能以雪或冰雹的形式降到地面，雪或冰雹再熔化成水，水又變成水蒸氣上升，繼續(xù)循環(huán)。 2．物態(tài)變化 自然界中，不只是水有三種狀態(tài)，其他物質通常也都有三種狀態(tài)，分別是固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。處于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的物質分到稱為固體、液體和氣體，三種狀態(tài)在一定條件下是可以相互轉化的。 物態(tài)變化：物理學中，將物質由一種狀態(tài)向另一種狀態(tài)的變化稱為物態(tài)變化。 二、熔化 1．熔化的概念 熔化：物質從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程。 2．實驗探究：固體熔化時溫度的變化規(guī)律 提出問題：冰在什么情況下由固體變?yōu)橐后w？冰在熔化過程中與其他周體（比如石蠟）在熔化過程中的溫度變化情況相同嗎？ 猜想與假設：當給冰和石蠟加熱時，它們都會熔化，但其熔化過程可能相同，也可能不同，它們熔化時溫度可能保持不變，也可能發(fā)生變化。 實驗儀器：鐵架臺、石棉網、燒杯、水、冰、石蠟、溫度計、鐘表、火柴 設計實驗與制訂計劃：分別取適量的碎冰和石蠟（碎塊），對它們加熱，因出它們在熔化過程中溫度隨時間的變化關系，并根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制圖像，根據(jù)圖像比較兩者熔化時溫度變的變化規(guī)律有何不同。 進行實驗與收集證據(jù)：分別將碎冰和石端放人兩支試管中，分別加熱碎冰和石蠟，觀察碎冰和石蠟在熔化過程中溫度及狀態(tài)的變化。每隔1 min記錄一次溫度，同時認真觀察冰、石蠟的狀態(tài)變化，直到全部熔化后再記錄3~4次。數(shù)據(jù)記錄如下表： 時間/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 冰的溫度/℃ -10 -8 -6 -4 -2 0 0 0 0 1 2 3 石蠟溫度/℃ -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -2 0 2 5 9 在直角坐標系中，縱軸表示溫度，橫軸表示時間，根據(jù)表格中各個時刻對應的溫度在方格紙上描點.然后將這些點用平滑的曲線連接，便得到熔化時溫度隨時間變化的圖像。 分析論證: ①從圖像甲中看出冰經過緩慢加熱，溫度逐漸升高，當溫度達到0℃時開始熔化，在熔化過程中（第5 tmin~第8 min），雖然繼續(xù)加熱，但冰的溫度保持不變。當冰金部熔化后，溫度又繼續(xù)開高。 ②從圖像乙中看出石蠟在熔化過程中，隨著加熱時間的增長，石蠟的溫度逐漸開高。在此過程中石蠟先變軟然后逐漸變稀，最后熔化為液體。 結論：不同的物質在熔化過程中溫度的變化規(guī)排不同， 有的物質（如冰）在路化過程中雖然繼續(xù)發(fā)熱、但溫皮保持不變，有的物質（如石蠟在熔化過程中先變軟，后安稀，最后好化為液體，且隨著加熱時間的增加溫度直開高。 注意：實驗中用水浴加熱法。水浴加熱法是一種給物體的均勻、間接地加然，并能控制物體溫度上升快慢的好方法。 3．熔點 海波、冰、各種金屬在熔化時不斷吸熱，溫度保持不變，這類固體有確定的熔化溫度叫晶體，晶體熔化時的溫度叫熔點。 蠟、松香、玻璃、瀝青等在熔化過程中不斷吸熱，溫度不斷上升，沒有確定的熔化溫度，這類固體叫非晶體，非晶體沒有確定的熔點。 晶體熔化必須滿足兩個條件：一是達到熔點，二是繼續(xù)吸熱。 三、凝固 1．凝固的概念 物質從液態(tài)變成固態(tài)的過程叫做凝固，晶體熔化形成的液體凝固時有固定的溫度，這個溫度叫做凝固點。由于凝固是熔化的相反過程，所以，同一種晶體的凝固點和熔點是相同的。 2．凝固放熱及其應用 固體熔化時吸熱，所以液體在凝固過程中要放出熱量。例如：在寒冷的地區(qū)，列車?？吭谲囌竞髸r間長了會使剎車系統(tǒng)凍死而影響功能，這時可往輪和剎車裝置上澆一些冷水，利用水凝固放熱，保持裝置溫變不會降得太低而影響功能。冬天，在菜窖中放兩缸水，可利用水凝固放熱，防止蔬菜被凍爛。 3．液體凝固為晶體時的規(guī)律：放熱但溫度不變 4．液體凝固為晶體時的條件：①溫度達到凝固點，②能夠繼續(xù)放熱。二者缺不可。 四、晶體與非晶體對比 晶體 非晶體 物質舉例 海波、冰、食鹽、水晶、明礬、萘、各種金屬 松香、玻璃、蠟、瀝青 熔點和凝固點 有 沒有 熔化過程 吸收熱量，溫度不變 吸收熱量，溫度升高 凝固過程 放出熱量，溫度不變 放出熱量，溫度降低 熔化條件 溫度達到熔點，繼續(xù)吸熱 吸收熱量 熔化圖像 凝固圖像 五、熔化和凝固圖像 如圖所示是晶體萘的熔化和凝固圖像，由圖可知：A點開始計時，B點表示t=5 min時萘的溫度為80 ℃，此時萘仍全部處于固態(tài)。隨著時間的推移，萘不斷吸收熱量，萘吸收的熱量全部用于萘的熔化，溫度保持不變，所以萘的熔點是80 ℃。BC段與時間軸平行，到C點全部熔化成液態(tài)。此后，萘繼續(xù)吸熱升溫，如CD段所示。從圖像看出，B點是80 ℃固態(tài)的萘，C點是80 ℃液態(tài)的萘，BC之間是80 ℃固液共存狀態(tài)的萘。 若從D點起停止加熱后，液態(tài)萘溫度不斷降低。當降到E點（80 ℃）時，開始凝固，凝固過程中不斷放熱，但溫度仍保持80 ℃不變，直到F點全部凝固。以后，固態(tài)萘放熱，溫度才開始下降，即圖線中FG段。 非晶體熔化和凝固時沒有確定的溫度，熔化時吸熱，溫度不斷上升。凝固時放熱，溫度不斷下降。 重難點01 熔化與凝固 關于晶體的熔化和凝固，下列說法正確的是 A．晶體的溫度達到熔點時一定熔化 B．將食鹽放到水中，一會兒水就變咸了，這是熔化現(xiàn)象 C．晶體在凝固過程中要放出熱量 D．晶體在熔化過程中溫度可能上升 【參考答案】C 【詳細解析】晶體的溫度達到熔點時，需要繼續(xù)吸收熱量才能熔化，A不符合題意；將食鹽放到水中，一會兒水就變咸了，這是溶化過程，是擴散現(xiàn)象，B不符合題意；晶體和非晶體在凝固過程中都要放出熱量，C符合題意；晶體在熔化過程中不斷吸收熱量，溫度保持不變，D不符合題意，故選C。 【名師點睛】溶化是指固態(tài)物質在液體中分散開來，最后變成液態(tài)的現(xiàn)象，如糖在水中會溶化；而熔化是固態(tài)物質吸熱變成液態(tài)物質的現(xiàn)象，如冰吸熱變成水。 1．在探究石蠟和海波的熔化規(guī)律時，小琴根據(jù)實驗目的，進行了認真規(guī)范的實驗，獲得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示。則下列四個選項中，判斷錯誤的是 A．石蠟是非晶體 B．海波熔化時的溫度是 48 ℃ C．海波在熔化過程中不需要吸熱 D．42 ℃時，海波的狀態(tài)是固態(tài) 【答案】C 2．把盛有碎冰塊的大試管插入燒杯里的碎冰塊中，如圖所示．用酒精燈對燒杯底部慢慢加熱，當燒杯中的冰塊有大半熔化時，試管中的冰 A．熔化一部分 B．全部熔化 C．一點也不熔化 D．無法判斷 【答案】C 【解析】晶體熔化的條件：一是要達到熔點，二是要繼續(xù)吸熱，且熔化過程中溫度不再升高。當燒杯中的碎冰塊熔化時，溫度保持0 ℃不變，而此時試管中的冰的溫度也會升高到0 ℃，沒有溫度差，不能再吸收到熱量，故不會熔化。故選C。 重難點02 圖像分析 架設兩套完全相同的（如圖甲所示）加熱裝置，兩套裝置的試管中分別裝有少量的相等體積的M固體和N固體。它們的加熱時間—溫度曲線如圖乙所示，在35 min內M物質從固體熔化成了液體，N物質始終是固體。則下列說法正確的是 A．由圖乙可知M、N肯定都是晶體 B．N固體的熔點是100 ℃ C．第12 min時M物質是固態(tài) D．這種加熱方法一般稱為“水浴法”優(yōu)點是被加熱物質受熱較均勻，缺點是加熱溫度一般不會超過100 ℃ 【參考答案】D 【詳細解析】讀圖可知，M有一段時間物質吸熱，但溫度不再升高，說明此時物質達到了熔點，正在熔化，因此這種物質屬于晶體，但在35 min內N物質始終是固體，不能由此確定N是晶體還是非晶體，故ABC錯誤；將裝有固體的試管放入水中加熱（水浴法），溫度變化比較均勻，并且變化比較慢，便于記錄實驗溫度，缺點是加熱溫度一般不會超過100 ℃，故D正確。 1．如圖所示，是A．B兩種物質的熔化圖象。由圖可知 （選填“A．或B”）物質是晶體，該晶體的熔點是 ℃，其熔化過程共經歷了 min。 【答案】A 80 3 【解析】晶體有一定的熔點，在熔化時溫度保持在熔點不變，由圖可知A物質是晶體，此物質的熔點為80 ℃，熔化過程共經歷了3 min。 2．（雙選）如圖是“探究某物質熔化和凝固規(guī)律”的實驗圖象，下列說法正確的是 A．在5 min時，該物質處于固液共存狀態(tài) B．在BC段，該物質不吸熱 C．該物質凝固過程持續(xù)了5 min D．該物質的凝固點是45℃ 【答案】AD 【解析】由題圖知，有一段時間吸熱溫度不變，所以該物質是晶體，從第3 min開始熔化，到第6min結束，為物質的熔化過程；從第12 min開始凝固，到第15 min結束，為物質的凝固過程，故在t=5 min時，該物質處于固液共存狀態(tài)，故A正確；該物質凝固過程持續(xù)了15 min–12 min=3 min，故C錯誤；在BC段為物質的熔化過程，該物質不斷吸熱，但溫度不變，故B錯誤；該物質的凝固對應的溫度是45 ℃，凝固點為45 ℃，故D正確。故選AD。 1．冰箱內壁的霜是水蒸氣凝華成的小冰晶凝華過程中要熱量，市面上銷售的 “無霜” 冰箱是通過加熱系統(tǒng)短時升溫，將霜 （填一種物態(tài)變化名稱）成水后馬上恢復制冷因此“無霜”。 【答案】熔化 2．我國首架擁有完全自主知識產權的大型客機C919在上海浦東機場成功起飛。飛機裝有無錫某企業(yè)生產的3D打印鈦合金零件，3D打印技術之就是在高能激光的作用下。鈦合金粉末會 （選填“吸收”或“放出”）熱量， （填物態(tài)變化名稱）成液態(tài)，然后成型。 【答案】吸收 熔化 【解析】鈦合金粉末在高溫下由固態(tài)變成液態(tài)，是熔化現(xiàn)象，需要吸熱；然后按構件形狀重新結晶成型。 3．常用的溫度計是根據(jù)液體的 原理制成的，如圖1所示的溫度計的一段截圖，讀數(shù)是 ℃。如圖2所示是某物質的熔化圖象，由此判斷該物質是 （選填“晶體”或“非晶體”）。 【答案】熱脹冷縮 -3 晶體 4．小明做“探究物質的熔化特點”實驗時，繪制出如圖所示的圖象，該物質是 （填“晶體”、“非晶體”），圖線中CD段物質處于 態(tài)，此過程中物質 （填“吸收”、“不吸收”）熱量。 【答案】晶體 液 吸收 【解析】由題圖知，該物質在熔化過程中，溫度保持不變，所以該物質是晶體。在BC段處于熔化過程，物質處于固液共存狀態(tài)，CD段物質處于液態(tài)，晶體在熔化過程中，吸收熱量，溫度保持不變。 5．在做“海波熔化”的實驗時，他們采用如圖甲所示的實驗裝置。將裝有海波的大試管放入上面實驗的沸水中并取走酒精燈，溫度計A和B分別測量海波和燒杯中熱水的溫度。根據(jù)兩個溫度計的示數(shù)，繪制出了海波和熱水的溫度隨時間變化的圖象（如圖乙所示）。由圖象可知，在第7 min時，大試管內的海波處于 （選填“固態(tài)”、“液態(tài)”或“固液共存態(tài)”）。第10 min后，海波的熔化將 （選填“繼續(xù)”或“停止”）。 【答案】固液共存態(tài) 停止 【解析】由圖象可知，從第5 min時，達到海波的熔點，開始熔化；第7 min時，海波正處于熔化階段，故海波處于固液共存態(tài)，到第10 min，海波不能繼續(xù)吸熱，海波的熔化將停止。 6．如圖是一款新型水杯，在杯的夾層中封入適量的固態(tài)物質，實現(xiàn)了“快速降溫”和“快速升溫”的功能，使用時，將水杯上下晃動幾分鐘，可以將100 ℃的開水降溫至55 ℃左右的溫水，也可以將冷水升溫到55 ℃左右的溫水，這款水杯被廣泛成稱為“55杯”?！?5杯”的工作原理是 A．首次使用時，必須加注熱水；降溫時利用物質熔化吸熱；升溫時利用凝固放熱 B．首次使用時，必須加注冷水；降溫時利用物質凝固放熱；升溫時利用熔化吸熱 C．首次使用時，加注冷熱水均可；降溫時利用物質熔化吸熱；升溫時利用凝固放熱 D．首次使用時，加注冷熱水均可；降溫時利用物質凝固放熱；升溫時利用熔化吸熱 【答案】A 7．對甲、乙兩種物資同時持續(xù)加熱，其溫度隨時間變化的圖象如圖所示。下列說法正確的是 A．甲物質的沸點一定是 80 ℃ B．乙物質的熔點一定是 60 ℃ C．甲物質在 4~6 min 內一定持續(xù)吸收熱量 D．乙物質在 6~10 min 內一定是固液共存態(tài) 【答案】C 【解析】ABD選項中甲乙兩種物質不能確定本身狀態(tài)，不知道是沸點還是熔點，是錯誤的；由圖知甲物質在 4~6 min 內溫度升高，是持續(xù)吸收熱量的結果，選項C是正確的。故本題正確選項是C。 8．小明利用如圖甲所示裝置探究冰的熔化特點，他每隔相同時間記錄一次溫度計的示數(shù)，并觀察物質的狀態(tài)。繪制成圖象如圖乙所示，下列分析錯誤的是 A．冰是晶體 B．冰的熔點是0 ℃ C．冰的熔化過程持續(xù)了15 min D．冰在熔化過程中吸收熱量，但溫度不變 【答案】C 9．有一支用過后未甩的體溫計，其示數(shù)為39 ℃。用這支體溫計先后去測兩個體溫分別是38 ℃和40 ℃的病人的體溫，體溫計顯示的示數(shù)分別是 A．38 ℃，39 ℃ B．39 ℃，40 ℃ C．38 ℃，40 ℃ D．39 ℃，38 ℃ 【答案】B 【解析】用示數(shù)為39 ℃的體溫計測體溫38 ℃的病人時，水銀不會回到液泡中，一次，示數(shù)仍為39 ℃；用這支體溫計測體溫為40 ℃的病人時，液泡內的水銀膨脹，仍可使液柱上升，達到40 ℃。故選B。 10．用如圖甲所示的裝置“探究萘熔化時溫度的變化規(guī)律”，圖乙、丙是萘熔化時溫度隨時間變化的圖象。請回答下列問題： （1）根據(jù)圖乙可知，萘的熔點約是 ℃； （2）乙圖中CD段物質處于 （填“固態(tài)”“液態(tài)”或“固液共存狀態(tài)”）； （3）某同學在實驗中發(fā)現(xiàn)萘熔化時恒溫過程不明顯（如圖丙），出現(xiàn)這種現(xiàn)象的可能原因是 （寫出一種即可）。 【答案】（1）80 （2）液態(tài) （3）直接用酒精燈加熱 11．如圖所示是“探究海波熔化時溫度的變化規(guī)律”的實驗裝置。 （1）安裝實驗器材時，應按照　 ?。ㄌ睢白陨隙隆被颉白韵露稀保┑捻樞蜻M行。 （2）將裝海波的試管放在盛水的燒杯內加熱并攪拌，而不是用酒精等直接加熱，目的是使試管內的海波 。 （3）下表是實驗中記錄的數(shù)據(jù)。 時間/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 溫度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 49 50 51 海波在第6分鐘時處于 狀態(tài)。 【答案】（1）自下而上 （2）均勻受熱 （3）固液共存 【解析】（1）酒精燈需用外焰加熱，所以要放好酒精燈，再固定鐵圈的高度，按照從下而上的順序進行； （2）將裝有海波的試管放入水中加熱，這是水浴法，采用水浴法，海波的溫度變化比較均勻，并且變化比較慢，便于記錄實驗溫度； （3）由表格知，第6 min時，物體處于熔化過程中，所以為固液共存。 12．小明用如圖所示的實驗裝置，做“探究冰熔化特點”實驗。 （1）將裝有適量碎冰的試管置于燒杯內的溫水中，在碎冰中插入溫度計，圖中溫度計示數(shù)為 ℃． （2）小明設計了一個記錄實驗過程的表格，表格中（a）、（b）兩處應填的內容是：（a） ；（b） 。 （3）小明根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出了冰的熔化圖象，從吸放熱和溫度變化的角度分析，冰的熔化過程和水的沸騰過程具有的共同特點是 。 【答案】（1）-6 （2）時間/min 狀態(tài) （3）吸熱，溫度不變 13．兩個實驗小組分別探究“冰熔化時溫度的變化規(guī)律”和“蠟熔化時溫度的變化規(guī)律”。 （1）實驗中所用溫度計是利用_________________原理工作的。 （2）為減小誤差，實驗過程中宜選用____________（填“大顆?！?、“小顆粒”）的冰塊和蠟塊。 （3）某一小組安裝的實驗裝置如圖1所示，該裝置中缺少了可使用的攪拌器，會導致試管內冰塊或蠟塊___________。在組裝實驗器材時，應該采用下面方案________（填“A”“B”）依次組裝。 A．溫度計、試管、鐵圈、石棉網、酒精燈 B．酒精燈、鐵圈、石棉網、試管、溫度計 （4）改正實驗后，兩實驗小組記錄數(shù)據(jù)匯總如表： 時間/min 0 1 2 3 4 5 6 7 冰的溫度/℃ ﹣20.0 0 0 0 0 10.0 19.9 29.7 冰的狀態(tài) 固態(tài) 固液 固液 固液 固液 液態(tài) 液態(tài) 液態(tài) 蠟的溫度/℃ 35.0 40.0 45.0 49.5 54.0 58.3 62.5 66.6 蠟的狀態(tài) 固態(tài) 固態(tài) 固態(tài) 粘稠 變稀 液態(tài) 液態(tài) 液態(tài) 分析表格中的數(shù)據(jù)，你發(fā)現(xiàn)冰與蠟在熔化過程中的不同點是：冰熔化時溫度__________，蠟熔化時溫度_________。（兩空均選填“上升”、“下降”或“不變”） （5）在上表所示實驗中的第1分鐘末至第3分鐘末的時間內，下列說法正確的是______。 A．冰不斷吸收熱量，但溫度不變 B．冰不吸收熱量，因為它溫度不變 C．蠟不斷吸收熱量，熔化溫度為49.5 ℃ （6）在方格紙中畫出蠟熔化時溫度隨時間變化的圖象。 （7）從圖象中可以看出，加熱條件不變時，蠟的溫度越高，它的溫度升高得越_____（填“快”、“慢”）?！敬鸢浮浚?）液體的熱脹冷縮 （2）小顆粒 （3）受熱不均勻 B （4）不變 上升 （5）A （6）如圖所示 （7）慢 【解析】（1）實驗中所用溫度計是利用液體的熱脹冷縮原理工作的； （2）實驗過程中宜選用顆粒比較小的顆粒，固體受熱比較均勻，減小誤差； （3）實驗裝置中缺少了可使用的攪拌器，會導致試管內冰塊或蠟塊受熱不均勻；在組裝實驗器材時，應該依次組裝酒精燈、鐵圈、石棉網、試管、溫度計； （7）從圖象中可以看出，加熱條件不變時，蠟的溫度越高，它的溫度升高得越慢。