沪科版九年级全册第二节 熔化与凝固学案设计

第十二章  温度与物态变化

课时12.2  熔化与凝固

素养目标

         物理观念

1.概念

(1)熔化：物质从固态变为液态的过程；

(2)凝固：物质从液态变为固态的过程。

2.规律

(1)晶体熔化条件：温度达到熔点，持续吸热。

(2)晶体凝固条件：温度达到凝固点，持续放热。

         科学思维

 1.为了能更准确观察冰熔化过程中的温度，在实验过程中采用“水浴法”加热。

 2. 在探究出物质的熔化特点后，用逆向思维得到晶体和非晶体的凝固特点和规律。

         科学探究

  在探究物质熔化过程中的温度变化规律时，采用图像法处理实验数据，培养学生根据实验现 象归纳出相关物理规律的能力。

         科学态度与责任

 激发学生对自然现象之间关系的兴趣，培养学生团队合作与交流的能力。

题型汇总：探究物质熔化的特点及规律、探究物质凝固的特点及规律、晶体的熔化和凝固条件。

知识梳理

         晶体与非晶体

1. 晶体内部的原子按照一定规律排列。非晶体内部原子的排列无规则。
2. 常见的晶体和非晶体：

 （1） 晶体：各种金属、水晶、砖石、海波、冰

 （2）非晶体：玻璃、沥青、石蜡、塑料、松香

3.  晶体与非晶体的区别：

（1）晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点。

（2）晶体在熔化过程中温度保持不变，非晶体在熔化过程中温度不断升高。

（3）非晶体熔化时由硬逐渐变软，最后变成液体；晶体没有变软的过程，而是在固定的温度下熔化为液体。

         熔化与熔点

1. 熔化（melting）：物质从固态变为液态的过程叫做熔化。
2.  熔点：晶体熔化时的温度。

熔化是物质状态变化的一个过程，完成这样的过程都需要一定的时间。

3. 熔化条件：到达熔点，持续吸热。
4. 熔化特点：持续吸热，温度不变。

探究物体熔化特点（水浴加热法）

 注意事项：装置自下向上组装；冰要压为碎冰；用酒精灯的外焰；温度计要插入碎冰的内部，不要接触容器壁和容器底；温度计读数时将温度计的玻璃泡浸泡在被测物质中读数；视线与温度计内液面齐平；为了防止水沸腾过于厉害，在烧杯中可以适当加入碎瓷片；为了便于读数，要缓缓加热；每半分钟或者1分钟记录一次。

以冰为例：

冰的熔化记录表

5. 物质熔点的应用：

不同物质的熔点一般不同，人们根据在生产生活中的需要选用不同熔点的材料。

（1）灯泡的灯丝用钨制成，因为钨的熔点高，不易熔化。

（2）电路焊接材料用锡制成，因为锡的熔点低，很容易熔化。

（3）两种以上的晶体混合形成新的固体，新的固体的熔点比熔点最低的那种组成晶体的熔点还要低。

6. 熔化与吸热（熔化是一个吸热过程）

（1）微观解释：分子动理论指出——温度升高，固体分子震动加剧，分子间距离加大，分子力变弱，部分分子就能够自由游动，呈现“流动性”（开始熔化），继续加热，越来越多的分子能够自由游动（达到熔融状态），外观上表现为液态。

（2）晶体熔化过程中，外界的加热用于克服分子力作用，增大分子间距离（转化为分子势能），温度不会升高。

（3）非晶体在熔化过程中，温度越高熔化就越快。

         冰与凝固

1. 凝固：物质从液态变为固态的过程。

2. 同一种晶体的熔点和凝固点是相同的温度值

3. 实验：液态铁在冷水中冷却——观察放热过程

用酒精灯加热铁至液态——迅速放入适量冷水中——看到冷水在沸腾（液态铁同时也变成了固态的铁）——说明凝固过程中要放热

4. 凝固曲线的理解

考点突破

考点一  熔化凝固的 温度--时间 图像

1、小明用电冰箱制冰块，他在制冰盒里倒入一些冷水，然后放入电冰箱冷冻室，过一段时间冰块就制好了．如图的几幅图中，哪一个图可以表示制冰过程中水的温度变化曲线（        ）

【解析】水是晶体，放入冰箱后变成冰，是凝固的过程，凝固过程中温度保持不变，故图像应该是晶体的凝固图像。A是晶体的熔化图像；B是非晶体的凝固图像；C是晶体的熔化图像；

D是晶体的凝固图像。

【答案】D

考点二  晶体和非晶体的区别

2、铺设柏油马路时，需要把沥青由固态熔化成液态．下列图象能正确表示这一过程的是（        ）

【解析】沥青属于非晶体，无固定的熔点；沥青由固态熔化成液态需要升温．

【答案】B

考点三  晶体和非晶体的区别

3、某同学在做物质的熔化实验时，测得的数据如表所示：

（1）根据表中数据在直角坐标中描出图象．

（2）由图象可知，该物质的熔点为________.

（3）它的熔化过程，大约持续了________min，这一过程是________（选填“吸”或“放”）热过程，温度________（选填“上升”“不变”或“下降”）．该物质在第7min 时处于________（选填“固态”“固液共存态”或“液态”）．

【解析】（1）先根据数据描点，再连线。

（2）由图象可知，该物质在48℃时，吸收热量，温度不变，所以该物质的熔点为48℃．

（3）它的熔化过程，大约持续了7min−5min=2min，这一过程吸热，温度不变．该物质在第7min时刚好熔化完，处于液态．

【答案】（1）略   （2）48℃    （3）2、吸、不变、液态

考点三  熔化吸热与凝固放热在生活中的应用

4、春节期间，我们常会看到民间艺人在制作“糖画”．他先让白糖颗粒________成糖浆，然后用勺舀起糖浆在光滑的大理石板上绘制出各种精美的图案，糖浆________成了如图所示的栩栩如生的“糖画”．（以上均填写物态变化名称）

【解析】让白糖颗粒变成糖浆，即由固态变为液态，故是熔化现象；在石板上蘸上糖浆，等糖浆放出热量凝固成固态，这样就做好了糖画．

【答案】熔化、凝固

题组A  基础过关练

 1.  冬天路面容易结冰，对车辆安全行驶带来危害，为了使雪尽快融化，工人在路面上喷洒食盐，这是因为（        ）

A.盐使积雪的熔点降低

B.盐使积雪的温度升高到0℃而熔化

C.盐使积雪的熔点升高

D.喷洒盐后的雪不再属于晶体，不需要达到熔点就可以熔化

【答案】A

【解析】工人在路面上喷洒食盐，这是因为盐能使积雪的熔点降低。

2.  小美同学对冰加热，她将冰熔化成水直到沸腾的过程，绘制成如图所示的温度随时间变化的图象．下列分析正确的是（        ）

A.该物质在AB段和CD段都要吸热

B.该物质熔化过程持续了5min

C.处于0℃的该物质一定是固液共存状态

D.该物质在B、C两点时状态相同

【解析】A．该物质在AB段和CD段的温度不断升高，都要吸热，故A正确；

B．该物质在第1min开始熔化，第4min熔化过程结束，故熔化过程持续了3min，故B错误；

C．该物质处于0℃时，可能是固态、可能是液态、也可能是固液共存状态，故C错误；

D．该物质在B点时是固态，在C点时是液态，中间过程为固液共存状态，故D错误。

【答案】A

3.  如图是甲、乙两种物质物态变化过程中温度随时间变化的图象，甲图象反映的可能是（      ），乙图象反映的可能是（      ）

A.蜡的熔化过程        B.蜡的凝固过程 

C.海波的熔化过程      D．海波的凝固过程

【答案】D、A

【解析】由甲图知，甲的温度随时间的增加而降低，所以是凝固过程，在温度变化过程中，甲有一条平行于横轴（时间）的线段，说明在此段时间内温度没有发生变化，所以此时间的温度值即为该物体的凝固点，而只有晶体才有凝固点，故甲为晶体，可能是海波．故甲图可能是海波的凝固过程，第一个空应填D．

由乙图知，乙的温度一直升高，故是熔化过程，而乙没有温度不变的过程，应该是非晶体，故乙可能是蜡的熔化过程，故第二个空应填A．

4.  如图是某液态物质放在室温下凝固时温度随时间变化的图象。由图象可知该物质的熔点是_____℃，凝固过程所经历的时间是________min，第13min该物质处于________态。

【答案】48、4、固

【解析】从图象中辨别晶体与非晶体主要看这种物质是否有一定的熔点，即有一段时间这种物质放热，但温度不升高，而此时就是这种物质凝固的过程。

同一晶体的熔点和凝固点相同，晶体凝固过程中，处于固液共存状态，凝固完毕处于固态。不再变化的温度是室温。由图象可以看出，该物体在48℃时温度保持不变，故该物质的熔点是48℃，

该物质从第5min开始凝固，到9min凝固完毕，凝固过程经历的时间为9min-5min=4min，第13min该物质处于固态。

题组B  能力提升练

5. 某同学用一种加热器将质量为500g的冰持续加热使其熔化直至沸腾，记录并绘制出温度—时间图像，如图所示，根据该图像：

（1）可以看出该物质在C点的内能________（填“大于”“等于”或“小于”）B点的内能。

 （2）还可以看出AB段的比热容________（填“大于”“等于”或“小于”）CD段的比热容。

 （3）可以判断BC段物质状态为________。

 （4）可以计算出冰的比热容为________J/(kg.℃)。

【解析】略

【答案】（1）大于 （2）小于 （3）固液共存 （4）2.1×103

6. 用如图甲所示的装置探究某种物质熔化的规律．

（1）实验中，应始终注意观察试管中物质的温度和________，并每隔0.5min 记录一次温度计的示数，其中，第1min时温度计的示数如图乙所示，读数时视线正确的是________（选填“A”“B”或“C”，示数为________℃．

 （2）实验采用如图甲的水浴加热的好处是________，试管中的物质颗粒应该尽量________（选填“大”或“小”）一点．

 （3）根据下表和（1）中温度计的读数，在上图丙中画出这段时间内该物质的温度随时间变化的图象．

（4）在该物质熔化过程中，如果将试管从烧杯中拿出来，该物质会停止熔化；将试管放回烧杯后，该物质又继续熔化．说明固体熔化时需要________（选填“吸收”或“放出”）热量．

 （5）该物质的熔点是________℃，熔化共用时________min．

 （6）该物质是________．（选填“晶体”或“非晶体”）

【答案】（1）物态变化、B、4   （2）能使物体均匀受热、小

【解析】（3）如解答图所示  （4）吸收   （5）0、2   （6）晶体

（1）实验中，应始终注意观察试管中物质的温度和物态变化，并每隔0.5min记录一次温度计的示数，其中，第1min时温度计的示数如图乙所示，读数时视线正确的是B，示数为-4℃

（2）实验采用如图甲的水浴加热的好处是能使物体均匀受热；试管中的物质颗粒应该尽量小一点．

（4）在该物质熔化过程中，如果将试管从烧杯中拿出来，该物质会停止熔化；将试管放回烧杯后，该物质又继续熔化．说明固体熔化时需要吸收热量．

（5）根据（3）中画出的图可知该物质在0℃时温度保持不变，故熔点是0℃，熔化共用时4min-2min=2min．

（6）该物质有固定的熔点，是晶体．

题组C  培优拔尖练

7. 小丽选择蜂蜡和海波探究“不同固态物质在熔化过程中温度的变化是否相同”，设计的实验装置如图甲所示。

（1）将装有蜂蜡、海波的试管分别放在盛水的烧杯内加热，两不是直接用酒精灯加热，目的量为了使试管内的物质________；

 （2）将温度计正确插入蜂蜡和海波中，观察温度计示数时视线A、B、C如图乙所示，其中正确的是________。此时温度计的示数________℃；

 （3）丙图是小丽绘制的海波的熔化图象，图中BC段表示海波的熔化过程，此过程中海波________（选填“吸收”或“放出”）热量，温度________（选填“升高”“降低”或“不变”）。第10min海波处于________（选填“固”“液”或“固液共存”）态；

【答案】（1）受热均匀  （2）B、42 （3）吸收、不变、固液共存

【解析】略

8.  积雪在行人的踩踏下消融得更快，是因为冰的熔点与压强有关，压强越大，熔点越低。相同压力下，冰与水之间的摩擦比冰与冰之间的摩擦小得多，虽然冰的表面比大多数物体表面都要光滑，但对于速度滑冰和花样滑冰还远不够，运动员都要穿上装有锋利冰刀的冰鞋，请解释：为什么要把冰刀磨得很锋利？

【解析】冰刀锋利，在压力相同的情况下，受力面积越小压强越大，冰的熔点会随受到压强的增大而减小，在冰刀与冰面间形成水膜，使得摩擦力减小，利于速度滑冰与花样滑冰。

【答案】冰刀锋利，在压力相同的情况下，受力面积越小压强越大，冰的熔点会随受到压强的增大而减小，在冰刀与冰面间形成水膜，使得摩擦力减小，利于速度滑冰与花样滑冰。