2024年苏科版八上物理第4章 物态变化
4.3熔化和凝固
知识点清单:
1.熔化和凝固:物质从固态变为液态叫熔化;从液态变为固态叫凝固。
(1)物质熔化时要吸热;凝固时要放热。
(2)熔化和凝固是可逆的两物态变化过程。
2.固体可分为晶体和非晶体
(1)有固定的熔化温度的固体叫作晶体。 如冰、萘、食盐、海波、明矾、石英、水晶、石墨、金刚石、各种金属等。
没有固定的熔化温度的固体叫作非晶体。 如松香、烛蜡、玻璃、沥青、橡胶、塑料等。
(2)熔点
晶体熔化时的温度叫作熔点,熔点是晶体的物理特性之一,不同的晶体熔点一般不同。
(3)晶体熔化要同时具备两个条件
①温度达到熔点;②继续吸热。
液态晶体凝固时的条件:①温度达到凝固点;②继续放热。
(4)同一晶体的熔点和凝固点相同。
3.晶体的熔化、凝固曲线:
图像解读:AB段是固态,吸热升温;BC段是固液共存,吸热温度不变;CD段是液态,吸热升温;DE段是液态,放热降温;EF段是固液共存,吸热温度不变;FG段是固态,放热降温。
4.熔化、凝固的应用与防止
(1)应用
①利用冰熔化吸热,冷冻食品可以保鲜;②冬天菜窖内放几桶水,利用水降温放热和凝固放热可防止蔬菜冻坏;③高烧病人利用冰袋中的冰熔化吸热可以降温;④夏天吃冰棒,由于冰棒熔化吸热,人感到凉快;⑤钢铁厂生产钢材;⑥把塑料颗粒熔化后注人钢模中,冷却后便凝固成塑料盆。
(2)防止
①冬天为了防止水管冻裂,可以用保温材料包裹水管和龙头;②冬天为防止路面上的积雪影响交通,可向水中撒一些盐或融雪剂以降低凝固点;③冬天为防止汽车散热管中的水凝固而影响散热,可在水中加一些防冻剂以降低凝固点;④为防止青藏铁路路基冻土层熔化影响安全,在路基两侧插有热棒以降温。
巩固训练
一、单选题
1.下列物质中,均属于晶体的一组是( )
A.玻璃、食盐 B.铁、松香
C.塑料、蜂蜡 D.冰、石英
2.把一块0℃的冰投入0℃的水里(周围气温也是0℃),过了一段时间后,下列说法正确的是( )
A.冰全部熔化 B.冰和水的多少都没变
C.水有少部分凝固 D.冰有少部分熔化
3.2023年12月初,山西迎来了入冬后的首次大范围降雪,部分地区积雪厚度达到10cm。相关部门及时在路面抛撒了“融雪剂”,极大地保障了人们的出行安全。积雪消融的过程中发生的物态变化是( )
A.熔化 B.凝固 C.液化 D.凝华
4.如图所示的四幅图像中能反映晶体凝固特点的是( )
A. B.
C. D.
5.夏季,我们吃雪糕感到凉爽,其中蕴含的物理知识是( )
A.凝固放热 B.熔化吸热 C.汽化吸热 D.升华吸热
6.制取合金常用的方法是将两种或多种金属(或非金属)一起加热到某一定温度,使其全部熔化,再冷却成为合金。根据表中的数据判断(其它条件均满足),下列合金不宜采用上述方法制取的是( )
金属 钠 镁 铝 铜 铁
熔点/℃ 97.5 649 660 1083 1535
沸点/℃ 1883 1090 2467 2657 2750
A.铁铜合金 B.铁铝合金 C.钠铝合金 D.镁铁合金
7.老师在教室内(室温25℃)为大家表演用意念弯勺子的魔术,如图所示,只见他用两个手指紧捏勺柄,过了一会儿,他轻轻一抖,勺子就从手捏处弯了,而老师手上沾有部分银白色的液体,原来勺子是用镓做的。则镓的熔点可能是( )
A.5℃ B.30℃ C.45℃ D.80℃
8.如图是海波和蜡烛的熔化实验图像,以下说法正确的( )
A.甲在第2min时是固态
B.甲在ab段温度不变,所以不吸热
C.甲的温度达到48℃后,不再吸热
D.乙是海波,因为海波是非晶体
9.利用图甲所示的实验装置来探究冰的熔化规律,根据实验数据画出冰熔化过程的“温度—时间”图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.试管中装上适量碎冰进行实验,因为碎冰比大块冰的比热容小,熔化的更快
B.实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,说明冰的熔点为-3℃
C.由图乙可知,在的时间内碎冰停止吸热
D.时间内的温度变化比时刻后的温度变化快,原因是水的比热容比冰的大
10.在探究固体熔化特点实验中,小华用图甲实验装置给某固体加热,图乙是小华根据此实验绘制的温度和时间的图像,已知当地的气压为一个标准大气压,该固体的熔点是T1,标准大气压下其液态物质的沸点是T2,以下说法中不正确的是( )
A.T1一定小于100℃
B.DE段其液态物质处于沸腾
C.若T2>100℃,则t=100℃
D.该物质固态比液态升温慢
二、填空题
11.夏天往饮料中加少量冰块,加冰后饮料温度 (选填“会”或“不会”)达到零下10℃,冰块属于 (选填“晶体”或“非晶体”)。
12.2024年1月5日,“2024中国冰雪旅游发展论坛”在哈尔滨举行,本届论坛以“共享冰雪欢乐,共迎亚冬盛会”为主题。冰是由于水因温度降低 (填物态变化名称)形成的;随着温度的上升,冰又会变成水,此过程 热。
13.小明想探究不同浓度的盐水凝固点有什么不同,他把两杯浓度不同的盐水放入冰箱冷冻室里,当杯内的盐水中出现冰块时测量它们的温度,温度计的示数如图所示(每支温度计的单位都是摄氏度),图乙中温度计的示数为 ℃,从实验现象可知,盐水的浓度越高,其凝固点越 。冬天环卫工人往有积雪的公路上撒盐是为了 雪的熔点(选填“降低”,“提高”)。
14.中国商代早期已能用火法炼制青铜。先把选好的铜锡合金矿石加入熔剂,再放在炼炉内,燃木炭熔炼,等火候成熟,取精炼铜液,弃去炼渣,即得初铜。矿石变成铜液发生的物态变化是 ,该过程是 热的。
15.如图表示的是某种物质在1个标准大气压下加热的过程中,温度随时间变化的规律。则该物质的熔点是 ,这种物质是 (填物质名称),它属于 (填“晶体”或“非晶体”);这种物质从开始熔化到完全熔化大约持续了 min,在这段时间内不断吸收热量,温度却 ;在第6分钟该物质的状态是 态。
16.在《太空“冰雪”实验》中,用沾了结晶核的毛根触碰过饱和乙酸钠溶液形成的液体球,液体球迅速 (填物态变化名称)成“固态冰球”。此过程的特点是 (选填“吸收”或“放出”)热量,温度 。
17.《天工开物》记录了我国古代的传统手工技术。如图甲所示,人们晾晒豆株时要尽量将豆株铺开,这样做可以改变液体的表面积,从而 (选填“加快”或“减慢”)水分的蒸发。图乙中匠人正在将铁水凝固成釜,此过程中铁水的温度 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
18.在河南省新乡市辉县西沟村,夏天里的淙淙流水在冬季化成美丽的冰挂,晶莹剔透,悬挂于层峦叠嶂中,非常壮观。冰挂的形成属于 现象,该过程需要 热。
19.2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,发射取得圆满成功。如图所示,火箭用四氧化二氮、偏二甲肼作为推进剂,是因为它们的 。火箭加速上升过程中,与大气剧烈摩擦可能会导致金属外壳熔化,这是通过 的方式改变金属外壳内能的,因此火箭外壳必须采用熔点 (选填“高”或“低”)的金属材料制作。
20.下表列出了水银和酒精在一个标准大气压下的熔点和沸点,根据表中数据回答:若要测量标准大气压下沸水的温度,温度计的玻璃泡里应选 做测温液体,若要测量南极冬天的气温,温度计的玻璃泡里应选 做测温液体(选填“水银”或“酒精”)。有一支温度计,读数不准但刻度是均匀的,该同学将这支温度计放入冰水混合物中时读数是2℃,将这支温度计放入沸水中时读数是92℃(气压为1个标准大气压)。他用这支温度计测量一杯热水的温度读数是65℃,由上述可知,这杯水的实际温度是 ℃。
物质 水银 酒精
熔点/℃ ﹣39 ﹣117
沸点/℃ 357 78
三、作图题
21.小阳从冰箱里取出温度为-6℃的碎冰,对其进行加热,加热4min时有水出现,又经过6min冰块完全消失,又继续加热8min,温度计示数升高到6℃。请在图中画出这段时间内冰和水的温度随时间变化的大致图像。
四、实验题
22.小明和小丽想要探究海波熔化时温度的变化情况,于是进行了如下实验。
(1)如图甲所示是小明组装好的实验装置,小丽指出实验装置有一处不恰当的地方是 ;
(2)重新安装好实验装置后,将试管放在盛水的烧杯内加热,这样加热的好处是使海波 ;
(3)小明根据实验数据绘制的海波的温度随时间变化的图线如图乙中的a,根据实验画出的温度随时间变化的图线得出结论:海波是晶体,其熔化时的特点是吸收热量,但 ;
(4)小丽增加海波的质量后再用相同实验装置重做实验,得到的图线可能是图乙中的 (选填“b”“c”或“d”),你判断的理由是 ;
(5)小丽联想到夏天喝冰凉的饮料,会在饮料中加入适量冰块,而不是直接加入与冰块质量相等的冷水,一方面是因为冰块的 更低,另一方面是因为冰块熔化成水的过程中 热量,使饮料的温度下降更多;
(6)他们通过查阅资料得知一个大气压下海波的沸点为100°C,,小明推测:如果一直加热下去,试管中的海波会沸腾,小丽认为他的推测是 的,原因是 。
23.如图甲是小亮设计的能做“探究冰熔化时温度的变化规律”和“探究水沸腾时温度变化的特点”实验的装置。
(1)是小亮设计的能做“探究冰熔化时温度的变化规律”和小亮利用如图甲所示的装置进行实验,其中存在两处错误,请找出一处并说明原因: ;
(2)改正错误后重新实验,观察并记录温度计A的示数,作出如图乙所示的图像。通过图乙分析可知冰是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(3)图乙中,t1~t2阶段试管中的物质处于 状态,此过程中吸收热量,温度 ;
(4)观察并记录温度计B的示数,绘制出图丙的图像,根据图像可知水的沸点为 ℃,说明当地的大气压 (选填“等于”、“低于”或“高于”)1个标准大气压;图丁、戊是小亮观察到的气泡在水中变化的现象,则 (选填“丁”或“戊”)图是水沸腾时的情形;
(5)观察到烧杯中的水已沸腾,且A、B两温度计示数相同,此时试管中的水 沸腾(选填“会”或“不会”)。
五、科普阅读题
24.阅读短文,回答问题。
神秘的“铁棒”
青藏铁路是目前世界上海拔最高、里程最长的高原铁路。当你来到青藏高原时,一定会在铁路旁发现一个特别的现象,那就是路基两旁时不时会闪过一排排齐刷刷插入地底的“铁棒”。
这些“铁棒”的名字叫做热棒,它是用来给冻土降温的。所谓冻土,就是指温度低于0℃时,水分冻结的土壤或疏松岩石。一碗水全成了冰,这些冰的体积要大于原来液态时的水,青藏高原的冻土在夏季会松动,而冬季又重新冻成固态变得坚硬,体积也膨胀起来。这冬夏之间的变化对于铁路来说是致命的,反复冻融容易造成土层结构破坏、地基承载力降低、边坡失稳等不良结果。
一根热棒的长度有7m,我们在可可西里路段看到的热棒有5m都插在冻土里,露出地面的两米热棒上面焊接着一层层散热片。热棒的中心是空的,里面有大量的氨气,热棒里的氨气在天气转凉的时候变为液态氨流到热棒的底部储存起来,同时将这些热量通过散热片散发到空气中去。来年开春的时候温度升高,储存在热棒底部的液氨会吸收冻土里的热量,慢慢变成氨气,带着冻土层里的热量一起上升到热棒顶部,这样夏季冻土层里的热量就会源源不断地被吸出,保持了冻土层的低温状态,从而确保地基的稳定性。
(1)夏天冻土消融时体积会 (选填“变大”或“变小”),冬天重新变回冻土时体积又会 (选填“变大”或“变小”)。
(2)热棒内的氨在冬天会发生 现象,放出热量;春夏又会发生 现象,吸收热量。
(3)如果没有热棒,会对铁路造成 影响。(写一条即可)
(4)小明想乘车从拉萨到格尔木,并欲欣赏沿途的风景,你建议他购买下面哪次列车?
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参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B A D B D B A D B
11. 不会 晶体
12. 凝固 吸
13. -5 低 降低
14. 熔化 吸
15. 0℃ 冰 晶体 5 保持不变 固液共存
16. 凝固 放出 不变
17. 加快 不变
18. 凝固 放
19. 热值大 做功 高
20. 水银 酒精 70
21.
22.(1)试管内海波没有全部浸没在水中(意思答对即可)
(2)受热均匀
(3)温度保持不变
(4) c 物质熔点不变,质量越大,从相同初温到达熔点需要的时间越长
(5) 温度 吸收
(6) 错误 当烧杯中水达到100℃会沸腾温度不再升高,海波无法继续吸热。(意思答对即可)
23.(1)B温度计的感温泡碰到了容器底(或A温度计的感温泡没有埋没在碎冰块中)
(2)晶体
(3) 固液共存 不变
(4) 95 低于 丁
(5)不会
24.(1) 变小 变大
(2) 液化 汽化
(3)土层结构破坏、地基承载力降低、边坡失稳等
(4)Z918
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