暑假专题预习-物态变化图像的分析2022-2023学年教科版物理八年级上册（ word版有答案）

14.物态变化图像的分析
【诀窍】
晶体图像似楼梯，非晶图像如滑梯；
上梯熔化又吸热，下梯凝固还放热。
【浅释】
物态变化图像的分析，关键是看图像的走势，若走势上升，则是吸热过程；若走势下降，则为放热过程。同样，物体是晶体还是非晶体，以及确定熔点、沸点、凝固点的大小。看图像“水平段”（与时间轴平行）——“楼梯”，它表示物质虽然继续吸热（或放热），但温度保持不变。因此，这个对应的温度为熔点、沸点或凝固点的值。另外，根据“水平段”还可以确定晶体熔化、凝固和液体沸腾的时间以及物质的状态。
【详解】
图像能直观反映物理变化过程的特点以及物理量之间的变化关系，其中包含的信息是丰富的。物态变化图像，形象直观地表示了物质温度和吸放热之间的关系。按考查的知识点可分为五大类：晶体熔化、液体凝固、液体沸腾、液体蒸发及综合考查。
明确图像上特殊点的物理意义。在熔化和凝固的温度-时间图像中， 如有“水平段”——“楼梯”，即与横轴（时间轴）平行的线段，代表物质为晶体。“水平段”——“楼梯”代表：虽然继续吸热（或放热），但温度保持不变。此水平段所对应的温度是一种特殊的点，即为熔点、凝固点，水平线段上的两个端点表示物质所处的状态不固定，中间点对应物质的状态为固液共存态。
如图所示，在“物质熔化的温度变化曲线”中，AB段表示吸热，温度升高，物质为固态；BC段（熔化过程）——“楼梯”表示吸热，温度不变，物质状态为固液共存态；CD段表示吸热，温度升高，物质为液态。
在“物质凝固的温度变化曲线”中，EF段表示放热，温度降低，物质为液态；FG段（凝固过程）表示放热，温度不变，物质状态为固液共存态；GH段表示放热，温度降低，物质为固态。
在沸腾的温度-时间图像中，“水平段”代表：虽然继续吸热，但温度保持不变。此水平段所示温度是该物质的沸点。
综上，要区分物态变化图像：根据温度升高和下降区分熔化和凝固图像，根据有无熔点和凝固点区分晶体和非晶体的图像，根据曲线的形状区分熔化和沸腾图像。
晶体的熔化图像——“一波三折”，液体的沸腾图像“一波二折”。
【例题】
例1.如图所示为某晶体的温度随时间变化关系图像，试根据图像回答下列问题：
（1）该晶体熔点为________℃，它可能是________，初始温度为________℃。
（2）该晶体在1min时所处的状态是_______态，第4min时处于________态，在第7min时处于______态。
（3）该晶体熔化用了________min。
分析：图像中的信息我们可以从三方面解读：一是温度信息，二是状态信息，三是时间信息。在本题中，这三方面都考查到了。
（1）温度信息：晶体的熔点就是平直的线段所对应的温度值，如果我们将图像整体连贯起来看，会发现BC段与时间轴是重合的，温度对应于0℃，所以它的熔点是0℃，则可以判定这种物质可能是冰；初始温度为线段起始时A点对应的温度，为－5℃；
（2）状态信息：时间为1min时对应于AB段，是固态；4min时对应于BC段，晶体正在熔化，是固、液共存态；7min时对应于CD段，是液态；
（3）时间信息：晶体熔化是指开始熔化到熔化结束，即BC段对应的时间，为6min－2 min＝4min。
本题容易把BC段对应的信息忽略，容易把AD的整段时间看成是熔化时间。避免的方法是多用整体的观点去观察整个图像。
例2．（2017 鄂州）如图甲所示为某物质的熔化图像，根据图像可知（ ）
A.该物质是非晶体 B.第15min该物质处于液态
C.若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中（如图乙所示），则试管内冰的质量会逐渐增加
D.图乙中，冰水混合物的内能会逐渐增加
解析：（1）由图像可知，整个过程中温度有上升的趋势，所以是熔化图像；又因为该物质在熔化过程中温度保持不变，所以该物质是晶体，故A错误。
（2）由图甲可知，该物质从第10min开始熔化，到第20min时全部熔化；则第15min时处于固液共存态，故B错误。
（3）冰水混合物的温度是0℃，由图像知，该物质熔化时的温度是﹣2℃；
将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中时，冰水混合物会向该物质放热，内能减小，冰水混合物中的水会符合凝固结冰的条件，所以冰水混合物中的冰会变多，即冰的质量将变大，故C正确，D错误。
例3.（2017 东营）如图所示，甲、乙分别是酒精在标准大气压下熔化和沸腾时温度随时间变化的图像，下列说法正确的是（ ）
A.固态酒精是非晶体 B.在-117℃时，酒精处于液态
C.酒精温度计可以用来测量沸水的温度 D.酒精在沸腾过程中吸热但温度不变
解析：A.读图甲可知，在-117℃时吸热，但温度不再升高，说明此时物质达到了熔点，正在熔化，因此固体酒精属于晶体，故A错误；
B.在-117℃时，酒精处于熔点温度，可能为固态，可能为液体，可能为固液共存状态，故B错误；
C.由图乙知酒精的沸点为78℃，低于标准大气压下水的沸点，不能用酒精温度计来测量沸水的温度，故C错误；
D.酒精在沸腾过程中吸热但温度不变，故D正确。
故选D。
点评：读物质熔化和液体的沸腾图像时，关键是要从曲线变化中判断物质是否有一定的熔点或沸点，从而确定是否属于晶体和沸腾的特点，再明确不同时间段物质所处的状态。
【练习】
1.（2019·自贡）如图所示为甲、乙两种物质温度T随加热时间t变化的图像，下列说法正确的是（ ）
A.甲物质是晶体，乙物质是非晶体 　　　　　B.甲物质的熔点为210℃
C.乙物质在BC段时处于固液共存状态 　　　D.乙物质在BC段温度不变，不吸热
第1题图 第2题图
2.（2019·苏州）如图甲所示，将质量相等的冰和烛蜡分别装在两个相同的试管中，放入装有水的烧杯中加热绘制出温度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A.图甲中的实验装置，安装时应按照“由上到下”的顺序
B.图甲中两试管放在同一烧杯中加热，可以控制相同时间内冰和烛蜡吸收的热量相同
C.由图乙可知，A图线对应物质的内能先增大后不变再增大
D.由图乙可知，B图线对应物质是冰
3.（2019·临沂）如图所示，是某种固态物质加热变成液态时温度随时间变化的曲线。由图可知该物质（ ）
A.是晶体，熔化持续了8min
B.在A点是液态，B点是固态
C.在A点的内能比B点的小
D.在OA段的比热容比BC段的大
4.（2019·福建）如图甲是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置°
（1）如图乙温度计的示数为________℃。
（2）如图丙是根据实验数据描绘出的海波温度随时间变化的图像。海波熔化过程对应图线中的________段（选填“AB”或“BC”）其熔点为________℃。熔化过程中海波吸收的热量________放出的热虽（选填“大于”“小于“或“等于”）。
（3）用质量为m1的海波做实验，绘制的海波的温度随时间变化的图线如图丁中的a。若用质量为m2（m2＞m1）的海波做实验，得到的图线可能是图丁中的________（选填“b”“c”或“d”）。
5.（2019·德州）小强对热现像的有关实验进行如下探究：
（1）在探究“冰熔化时温度的变化规律”实验中用“水浴法”加热，其目的是使冰______________；根据图甲可知，冰属于________（选填“晶体”“非晶体”）。
（2）完成上述实验后，小强换用其它装置继续探究“水沸腾时温度变化的特点”。加热一段时间后，烧杯内的水温度升高，是通过__________方式增加水的内能。图乙水的沸点没有达到100℃，可能是当地大气压强________（选填“高于”、“低于”或“等于”）1标准大气压。
（3）结合两次实验图像可知：冰的熔化过程和水的沸腾过程具有的共同特点是________________________。
6.（2019·黔东南）小明用如图所示的实验装置探究水沸腾的特点。
（1）请指出图甲中的操作错误：_____________________________________。
（2）如图2是根据实验数据画出的水温度随时间变化的图线。由图可知，水沸腾时的特点是：水继续吸热，温度_________。
（3）为说明水在沸腾过程中是否需要吸热，应______________，观察水是否继续沸腾。
（4）小明再次实验时为节省加热时间，减少了水的质量，请在图乙中画出大致能体现这项措施的图线。
答案：
1.C
2.B
3.C
4.（1）46；（2）BC；48；大于；（3）c。
5.（1）均匀受热；晶体；（2）热传递；低于；（3）继续吸热，温度不变。
6.（1）温度计的玻璃泡碰到容器壁；（2）不变；（3）停止加热；（4）见下图。