4.5物质的熔化与凝固学案（含答案）

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第5节 熔化与凝固
〖要点整理〗
1.物态变化
通常情况下，物质存在的形态有固态、液态和气态。物质的三种状态在一定条件下可以相互转化，这样变化称为物态变化。
2.固体的分类
（1）晶体：有确定的熔化温度（熔点）。如海波、冰、食盐、萘、石英、各种金属等。
（2）非晶体：没有固定的熔化温度（无熔点）。如蜡、松香、玻璃、沥青等。
注：判断晶体和非晶体的关键是，看物体有没有固定的熔点，晶体有一定的熔点，而非晶体没有。
3.熔化
（1）熔化：物质从固态变成液态的过程叫做熔化。熔化的过程需要吸热。
注：熔化是一个持续的过程，这个过程是吸热过程。
（2）熔化实例：春天“冰雪消融”。
（3）熔化规律：
① 晶体在熔化过程中，要不断地吸热，但温度保持在熔点不变。
② 非晶体在熔化过程中，要不断地吸热，且温度不断升高。
4.凝固
（1）凝固：物质从液态变成固态的过程叫做凝固，凝固的过程需要放热。
（2）凝固实例：“滴水成冰”。
（3）凝固规律
①晶体在凝固过程中，要不断地放热，但温度保持在熔点不变。
②非晶体在凝固过程中，要不断地放热，且温度不断降低。
（4）晶体凝固必要条件：温度达到凝固点、不断放热。
（5）凝固放热
①北方冬天的菜窖里，通常要放几桶水。（利用水凝固时放热，防止菜冻坏）
②炼钢厂，“钢水”冷却变成钢，车间人员很易中暑。（钢水凝固放出大量的热）
重点提示：晶体的熔化图像（ABCD段）和晶体的凝固图像（DEFG）分析：
AB：固态（吸热升温）
BC：固液共存（熔化过程，温度不变，继续吸热）
CD：液态（吸热升温）
DE：液态（放热降温）
EF：固液共存（凝固过程，温度不变，继续放热）
FG：固态（放热降温）
该图说明：① 该物质是晶体。② 晶体的熔点等于凝固点。③ 该物质熔化和凝固过程温度都不变。
〖例题解析〗
〖例题1〗[2015锦州]在“探究冰和蜡熔化时温度的变化规律”的实验中：






（1）如图甲所示，温度汁的玻璃泡要______固体粉末中，不要碰到试管底或试管壁。
（2）若某时刻温度计的示数如图甲所示，则此时温度计的读数为______℃。
（3）如图乙、丙所示，是小明绘制的冰和蜡的熔化图象，则______是蜡的熔化图象，判断的依据是 。
（4）实验中小林同学发现冰熔化时间短，不便于观察熔化时的现象，在不改变原来实验装置的情况下，请你告诉她一种延长冰熔化时间的方法： 。
（5）细心的小丽发现：在图象乙中，物质第1分钟和第5分钟升高的温度不同，其原因是 。
解析：（1）用温度计测量固体粉末的温度，则温度汁的玻璃泡要完全浸没在固体粉末中；
（2）由图甲知，温度计的分度值为1℃，示数为48℃；
（3）图乙，物质在熔化过程中温度保持0℃不变，所以乙是晶体；图丙，整个过程中温度都在升高，是非晶体的熔化图象，则为蜡的熔化图象；
（4）实验中可以将冰的质量增加或者调小酒精灯的火焰；
（5）第1min是冰，第5min是水，由于冰的比热容小于水的比热容，所以相同质量的冰和水吸收相同的热量，冰温度升高较快。
答案：见解析。
〖例题2〗把盛有碎冰块的大试管插入烧杯里的碎冰块中，用酒精灯在烧杯底部慢慢加热，如图所示，当烧杯中的冰块大部分熔化时，试管中的冰（ ）
A.也熔化一部分 B.全部熔化
C.一点儿都没熔化 D.下边的熔化，上边的没熔化
解析：冰是晶体，冰熔化时须满足两个条件：(1)温度达到熔点0 ℃；(2)持续吸热。本题中，烧杯里的冰块虽然大部分已熔化，但熔化过程尚未结束，温度仍保持在熔点0 ℃，试管中的碎冰块通过热传递，温度也达到了冰的熔点0 ℃，但由于此时烧杯和试管间没有温度差，故它们之间不发生热传递，所以试管内的冰块无法继续吸热，也就不能熔化。
答案：C。
〖巩固基础〗
1.下列说法正确的是（??）
A.金属在熔化和液态金属凝固的过程中，温度均保持不变 B.物体吸收热量后，温度一定升高
C.任何情况下水的沸点都是100℃ D.任何情况下冰的温度一定低于0℃
2.在寒冷的雪山高原上，边防战士生活得非常艰苦，常从野外取雪化成水，再加热饮用。如图所示，其中能正确反映雪化成水这个过程的图象是（ ）




3.甲、乙两盆水里都有冰块，甲盆中的冰多些，乙盆中的冰少些；甲盆放在阳光下，乙盆放在背阴处，在两盆里冰块都还未完全熔化时，那么（ ）
A.甲盆水的温度比乙盆水的温度高 B.乙盆水的温度比甲盆水的温度高
C.两盆水的温度相同 D.不用温度计测量无法比较两盆水的温度
4.下雪天，路面上积有厚厚的一层白雪，为了使雪很快熔化，常看到洒水车往路面上喷洒盐水， 这是因为（ ）
A.盐水使冰的熔点降低 B.盐水使冰的熔点升高
C.盐水使冰的温度升高到0 ℃而熔化 D.洒上盐水后，雪变成了冰水混合物，温度为0 ℃，而使冰熔化
5.如图是物质在熔化时温度随时间变化的图象，下列从图象中获得的信息不正确的是（ ）
A.这种物质是晶体，其熔点为48℃
B.在BC段物质处于固液共存状态
C.在BC段物质不吸收热量，温度不变
D.第10分钟后物质处于液态
6.在北方的冬天，汽车的驾驶员常把水和酒精的混合物作为汽车冷却系统中的冷却液体，这是因为这种混合液具有 ( )
A.较低的熔点 B.较低的凝固点 C.较低的沸点 D.更容易蒸发
7.冻豆腐做菜味道鲜美，原因在于内部有许多小孔，这些小孔的成因是 ( )
A.豆腐自身冻缩而成 B.外界的冰雪扎进豆腐里而成
C.豆腐自身膨胀而成 D.豆腐里的水先凝固成冰，再熔化成水形成的
8.“风雨送春归，飞雪迎春到，已是悬崖百丈冰，犹有花枝俏”节选自一代伟人毛泽东的《卜算子·咏梅》，请你指出包含了凝固这种物态变化的一项是(　 　)
A.风雨送春归 B.飞雪迎春到
C.已是悬崖百丈冰 D.犹有花枝俏
9.要使温度高的物体冷却下来，用质量相等的0℃的冰比0℃的水更好，是因为( )
A.冰比水更凉些 B.冰比水的热量少，容易降温
C.冰比水更容易吸热 D.温度相同，但冰熔化成水时吸收热量
10.把冰水混合物放在-10 ℃ 的室外，混合物的温度将（ )
A.等于 0℃ B.高于0℃ C.低于 0℃ D.无法确定
11.在炎热的夏天，当我们用手去摸冰箱冷冻室的内壁时，有时会有粘手的感觉，你能解释其中的原因吗？
12.如下图所示，小李同学用此装置探究冰熔化过程中温度变化情况。





t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
t/℃ -4 -3 -2 -1 0 0 0 1 3 5



（1）他将观察到的温度计示数变化情况记录在表中，请根据表中数据，在右上图的坐标纸上画出冰熔化过程中的温度—时间图象。
（2）某时刻温度计的读数如上图所示，此时的温度是 ℃；
（3）为减小误差，实验过程中宜选用较大的冰块还是较小的冰块？ ；
（4）如果将冰块换成石蜡碎块做同样的实验，石蜡熔化过程中所得到的温度—时间图象是否与冰的相同？为什么？ 。
13.下表是小薇同学探究某种物质凝固过程规律时所记录的实验数据。由于疏忽，她把一个温度值读错了，请你帮助小薇分析实验数据并回答
时间／mim 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
温度／℃ 98 91 85 80 79 69 79 75 71 67 64 61
(1)错误的数据是________。
(2)该物质凝固后是________(选填“晶体”或“非晶体”)，原因是_______________________________。
(3)从上表中，你还能发现什么新的规律，请你写出一条 。
〖提高能力〗
1.上物理课复习时，老师写下一副热学对联，上联是“杯中冰水，水结冰冰温未降”；下联是“盘内水冰，冰化水水温不升”。对联中包含的物态变化是 和 。
“水结冰冰温未降”和“冰化水水温不升”说明 。
2.[2009益阳]有一杯掺有少量酒精的水，李涛同学想测出这杯混合液的凝固温度（水的凝固点为0 0C，酒精的凝固点为-117 0C）。他将这杯液体放入冰箱的冷冻室内，并将温度计正确插入混合液中，每隔2min把观察的现象和数据记入表一中。
表一
时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
温度/ 0C 4 2 0 -2 -4 -6 -6 -6 -6 -6 -8 -11
状态 液 液 液 液 液 固、液 固、液 固、液 固、液 固、液 固 固
（1）请你根据表一的数据画出混合液的温度随时间变化的图象（作图略）。
（2）该混合液的凝固点是 0C,当实验进行到21min时,该混合液体所处的状态是 态。
（3）在水中渗酒精，混合液的凝固点比水的凝固点 (填“高”或“低”)。实验结束后，李涛同学又想知道一定量的水中掺入酒精后的凝固点的高低是否与掺入酒精质量的多少有关，于是他又用玻璃杯取与第一次实验质量相等的水，在水中掺入质量更少的酒精，放入冰箱内重做实验，把观察到的现象和数据记入表二中。
表二
时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
温度/ 0C 6 4 2 0 -2 -4 -4 -4 -4 -4 -6 -9
状态 液 液 液 液 液 固、液 固、液 固、液 固、液 固、液 固 固
（4）根据表一和表二的数据分析可知，一定量的水中掺入酒精质量减少，混合液的凝固温度 （填“升高”“降低”或“不变”）。
3.[2009仙桃]晶体在熔化过程中要不断地吸收热量，小明由此提出问题：晶体熔化过程中吸收热量的多少与哪些因素有关？他的猜想是：
猜想一：晶体熔化过程中吸收热量的多少可能与晶体的种类有关。
猜想二：晶体熔化过程中吸收热量的多少可能与晶体的质量有关。
为了验证猜想一，他选择了甲、乙两种晶体进行实验，其探究过程如下：
（1）取一定质量的晶体甲，用如左图所示的装置加热，得到了熔化时温度随时间变化的图象如右图所示，则晶体甲熔化过程大约持续的时间t1= min。
（2）取 ，用同样的实验装置加热，记下熔化过程所用的时间t2。
（3）比较t1和t2，若t1和t2不相等，则说明猜想一是 （选填“正确”或“错误”）的。
4.[2010大连]在探究“某固体熔化时温度与时间的关系”实验中，实验装置如图所示。





（1）试管中的固体颗粒大一点好还是小一点好？???????? 。
（2）实验中，使烧杯中的水缓慢升温的最终目的是????????。
（3）根据正确实验获得的信息，划出该固体熔化时温度与时间的关系图像如图所示。
①从图像中可看出，该固体是????（选填“晶体”或“非晶体”）。
②从图像中可看出，在0~t1区间，单位时间内固体的温度变化越来越小。请对这个现象进行合理的解释。
5.[2012福州]在探究“冰的熔化特点”实验中，
（1）如图甲所示，是小明根据实验数据作出的冰加热时温度随时间变化的图像。分析图像可知，冰的熔点是____℃，其熔化过程的特点是____________。在第6min该物质处于__________（选填“固态”、“液态”或“固液共存状态”）。
2）另一个小组为了使物质更快受热，实验装置如图乙所示，你认为该装置存在的不足是_____________________。

6.[2013淮安]某兴趣小组在研究冰熔化实验时，发现冰熔化时有快有慢，他们想知道影响冰熔化速度的因素，于是提出了以下两种猜想：
猜想1：环境温度可能会影响冰熔化速度。
猜想2：冰的形状可能会影响冰熔化速度。
（1）请你列举生活中一个实例说明“猜想1”是合理的： 。
（2）小丽同学对“猜想2”有自己的想法，为了验证“猜想2”，小丽设计了如下实验方案：
（a）量出50mL蒸馏水3份，分别倒入容积都为50mL的长方体、正方体和球体塑料模型盒中。
（b）倒入模型盒中时确保没有水溅出。
（c）把模型盒放到冰箱冷冻室里，冷冻足够长时间。
（d）用字母A、B、C分别给3个烧杯做标注。
（e）把模型盒从冰箱里拿出来，迅速将每个冰块放入对应的烧杯中。
（f）观察并记录三冰块熔化所用的时间。
请你回答下列问题（已知实验中的三冰块表面积从大到小依次是长方体、正方体和球体）：
①该实验方案步骤（a）、（b）的设计目的是： 。
②小丽通过实验分析，验证了冰块的形状会影响冰块熔化速度，在这三种形状的冰块中，熔化最慢的是：______，并说明理由： 。
7.[2014连云港]小华同学利用图甲所示装置对100g冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态，图乙是他根据记录的数据绘制的温度﹣时间图象，根据图象可知：





（1）冰属于　 （选填“晶体”或“非晶体”）；
（2）在BC阶段物质处于　 状态（选填“固体”、“液体”或“固液共存”）；
（3）设相同时间内物质吸收的热量相同，则BC阶段物质共吸收了　 J的热量（c冰=2.1×103J/kg?℃，c水=4.2×103J/kg?℃）；
（4）图丙是另一位同学在完成同一实验时绘制的温度﹣时间图象，老师认为他的C段数据有问题，老师做出这样的判断的依据是　 。
8.[2013包头]用图甲所示的实验装置探究烧杯内的某种物质熔化时温度的变化规律。实验过程中，电热棒的功率保持恒定。

⑴ 某时刻温度计的示数如图甲所示，此刻物质的温度是 ℃；
⑵ 根据实验数据描绘出加热过程中烧杯内物质的温度随时间变化图像如图乙所示，该物质的熔点是 ℃；
⑶ t2时刻该物质处于 态；
⑷ 比较t2与t3时刻的热能， 时刻杯内物质的热能较大，理由是 ；
⑸ 已知0～t1与t5～t6的加热时间相等，由图乙可知两段时间内，物质的温度升高不同，由此可得出：这种物质固态时的比热容比液态时的比热容 。作出此判断的依据是 。（用公式表示）
9.[2016扬州]某综合实践活动小组在制作一个医用冷藏盒时，不知道给药品降温用冰好，还是盐水结成的冰好？他们动手测量了盐水的凝固点。?
⑴在选择器材时，小明提出不要使用量程为﹣2℃～102℃的温度计，要使用量程为﹣20℃～102℃的温度计，这样考虑主要是基于什么假设？　 　。?
⑵小明和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图象如图所示，则小明所测盐水的凝固点是　 　℃。?
⑶他们同时发现所测得盐水凝固点并不相同，于是对比了双方实验过程，发现烧杯中装水都是200ml，小明加了1汤匙的盐，而小红加了3汤匙的盐，由此作出猜想：盐水的凝固点与盐水的浓度有关。接着多次实验得出不同浓度盐水的凝固点，数据记录如下表：
盐水浓度（%） 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 36
凝固点（℃） 0 ﹣2 ﹣4 ﹣6 ﹣8 ﹣11 ﹣15 ﹣18 ﹣17 ﹣1.8 ﹣0.4 0
分析表格中数据可知，当盐水浓度增大时，其凝固点　 　。?
⑷小明由表格数据得到盐水浓度为21%时凝固点最低，其值为﹣18℃，你认为他的判断准确吗？　 　（准确/不准确），你判断的理由是　 　。?
⑸你认为给冷藏盒中药品降温最好选用　 　。（冰/适当浓度盐水结成的冰）?
10.小聪在“探究晶体的熔化规律”实验中，所用装置如图所示。下表为他记录的实验数据，请根据装置和表中数据回答下列问题：
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7
温度/℃ －4 －2 0 0 0 0 1 2



(1)实验中，将装有晶体的试管放入盛有水的烧杯中加热，试管在水中的深度要适当。
其“适当”的含义是： 和 。
(2)该晶体的熔点是 ℃。
(3)小聪从数据中还发现：该物质在开始2min比最后2min升温快，这是由于它在固态时的吸热能力比液态时的吸热能力 (选填“强”或“弱”)造成的。
11.某品牌汽车使用一段时间后，日行灯的反光碗上面部分就开始发白，影响反光效果。
⑴初步探究
【猜想】日行灯工作时的高温使反光碗表面物质熔化后变白。
【查阅资料】反光碗材料为表面镀铬的团状模塑料，它的耐热性比一般工程塑料好，热变形温度为 200～280℃ ，可长期在 130℃ 下使用。铬的熔点为 1800℃ 。
【实验】该灯正常工作时，每 20 min 测一次反光碗发白处附近的温度，发现温度逐渐升高，3h后保持在 75℃ 左右。上述实验中需要用到的测量仪器有 。
【分析评价】 上述获取的证据能否支持猜想并说明理由： 。
⑵进一步探究
【观察】 发现灯座的焊接点附近有松香残迹。
【查阅资料】松香外观为淡黄色至淡棕色（粉末为白色），有松节油气味，密度为 1.0g～1.09g/cm3 ，软化点为 72～76℃ ，沸点约为 300℃ ，加热后能挥发，不溶于水，能溶于酒精等有机溶剂。
【提出假设】反光碗上面部分发白是由于 而产生的。
【制订方案】发白处用来 清洗，使它溶解。
【实验】按制订方案清洗，表面的白色固体溶解，反光碗重新变得光亮。








参考答案
〖巩固基础〗
1.A 2.B 3.C 4.A 5.C 6.B 7.D 8.C 9.D 10.A 11.手上的水遇冷凝固，所以粘手
12.（1）略。（2）4；（3）较小；（4）不同，石蜡是非晶体，没有固定的熔化温度。
13.(1)69。(2)晶体、凝固时放热温度不变。(3)开始降温快，凝固时不变，凝固后降温慢。
〖提高能力〗
1.凝固、熔化
2.⑴作图略。⑵-6、固。⑶低。⑷升高。
3.⑴7.5。⑵相等质量的晶体乙。⑶正确。
4.⑴小一点。
⑵使温度缓慢上升，便于读取温度计示数，便于准确确定晶体的熔点。
⑶①晶体。②0～t1区间，水的温度越来越高，水的温度与环境温度的差越来越大，故单位时间内热量散失越来越多，因单位时间内水吸收的热量不变，所以用于升温的热量就越来越少，由Q=cm△t中c不变、m不变，可知单位时间内固体的温度变化越来越小。
5．（1）0、吸热温度不变、固液共存状态。（2）受热不均匀，升温快，不便观察。
6.（1）冰箱里冰块不易熔化。（2）①形状不同，保证质量相等。②球体，因为表面积最小，热传递的面积就小，熔化就慢。
7. （1）晶体；（2）固液共存；（3）4.2×103；（4）同种物质状态不同，比热容不同。
8.⑴ -8；⑵0；⑶固液共存；⑷ t3、熔化时在不断吸热；⑸ 小、
9.⑴液体的凝固点可能比较低；?⑵-4；?⑶先降低后升高；?⑷不准确，应在盐水浓度为21%左右设置更小的浓度梯度；⑸适当浓度盐水结成的冰。?
10.(1)晶体要浸没在水中、试管不要碰触烧杯底部； (2)0；(3)弱。
11.温度计和计时器、不支持，灯工作温度低于反光碗表面物质的熔化温度、松香的挥发造成的、酒精












t/℃

o

t/min



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