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人教版(2024)八年级上册(2024)第三章 物态变化第2节 熔化和凝固习题
展开•知识点1 熔化和凝固及其特点
•知识点2 晶体和非晶体的区别
•知识点3 熔化和凝固的温度—时间图象
•知识点4 熔化和凝固的探究实验
•作业 巩固训练
知识点1
熔化和凝固及其特点
1、熔化:物质从固态变为液态的过程叫熔化;晶体熔化时的温度叫熔点。
2、熔化过程的特点:物质熔化时要吸收热量;对晶体来说,熔化时固、液共存,物质温度不变。
3、晶体熔化的条件
(1)温度达到熔点。
(2)继续吸热。
4、凝固:物质从液态变为固态的过程叫凝固,熔化和凝固是可逆的两各物态变化过程。
5、凝固过程的特点:固、液共存,物质凝固时要放出热量,温度不变。
6、凝固点:晶体凝固时的温度叫凝固点,同种物质的熔点、凝固点相同。
7、凝固的条件
(1)达到凝固点。
(2)继续放热。
【典例1-1】2024年春节前后,武汉遭遇冻雨灾害天气,冻雨是一种温度低于冷水,其外观同一般雨滴相同,当它落到温度为下的物体上时,会立即变成雨凇(如图所示)。关于雨凇的形成,下列说法正确的是( )
A.是凝固过程,要放出热量
B.是凝固过程,要吸收热量
C.是凝华过程,要放出热量
D.是凝华过程,要吸收热量
【答案】A
【详解】由题意可知,雨凇的形成是从液态转化为固态的过程,是凝固现象,凝固时向外放热。
故选A。
【典例1-2】2024年2月20日,菏泽市普降一场非雪非雹的小冰粒。根据气象部门介绍小冰粒学名为霰(xiàn),是一种白色不透明的球形的颗粒固态降水。霰的形成是过冷云中的小水珠接触到降落的冰晶时,迅速(填物态变化名称)并粘黏附着在其上形成的固态颗粒,此过程要热量。
【答案】 凝固 放出
【详解】[1][2]液态变成固态是凝固过程,小水珠接触到冰晶时迅速放热凝固成固态颗粒。
【变式1-1】如图,商周时期,我国劳动人民就熟练掌握了青铜器铸造技术。铸造青铜器时,工匠将铜料加热化为铜液注入模具,铜液在模具中冷却成型,青铜器铸造初步完成。关于青铜器铸造过程中的物态变化,下列分析正确的是( )
A.先熔化后凝固B.先液化后凝固C.先熔化后凝华D.先汽化后升华
【答案】A
【详解】在青铜器铸造过程中,工匠将铜料加热化为铜液,铜由固态变为液态,是熔化过程;铜液注入模具后,铜液由液态变为固态,是凝固过程,故A正确,BCD 错误。
故选A。
【变式1-2】如图是“泼水成冰”的游戏,游戏时在零下30℃以下的极寒环境下将滚烫的开水泼出, 将看到成片的冰晶徐徐飘落。 “泼水成冰”是水形成的(填物态变化的名称),此过程需要(选填“吸热”或“放热”)。
【答案】 凝固 放热
【详解】[1][2]“泼水成冰”是水由液态变成固态,物态变化为凝固,凝固放热。
知识点2
晶体和非晶体的区别
1、晶体和非晶体:固体可分为晶体和非晶体。
2、晶体:熔化时有固定熔点的物质;非晶体:熔化时没有固定熔点的物质。
3、晶体和非晶体的根本区别是:晶体有熔点(熔化时温度不变继续吸热),非晶体没有熔点(熔化时温度升高,继续吸热)。
【典例2-1】以下给出的物质都属于晶体的是( )
①松香 ②铜 ③玻璃 ④冰
A.①②B.②③C.②④D.①③
【答案】C
【详解】晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,常见的晶体有各种金属、萘、冰、海波、酒精等,常见的非晶体有松香、玻璃、沥青、石蜡等,所以①松香是非晶体,②铜是晶体,③玻璃是非晶体,④冰是晶体,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【典例2-2】用如图甲所示装置探究“固体熔化时温度的变化规律”,得到该物质温度随时间变化的图像如图所示。由图像可知,该固体是(选填“晶体”或“非晶体”),图像中的CD段表示该物质处于态。
【答案】 晶体 液
【详解】[1]由图象可知,该固体有固定的熔点,是晶体。
[2]图象中的BC段,表示它的熔化过程,温度不变,处于固液共存状态,CD段固体全部熔化,该段物体处于液态。
【变式2-1】关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A.晶体和非晶体在熔化过程中温度都升高B.晶体有熔点,非晶体没有熔点
C.晶体熔化时吸热,非晶体熔化时不吸热D.当晶体处于熔点温度时,它的状态一定是固液同态
【答案】B
【详解】ABC.晶体熔化时温度保持不变,有确定的熔化温度,有熔点,非晶体熔化时温度不断升高,没有确定的熔化温度,没有熔点,晶体和非晶体熔化时都需要持续吸热,故AC错误,B正确;
D.当晶体处于熔点温度时,可能是固态,也可能是液态,还可能是固液共存态,故D错误。
故选B。
【变式2-2】如图所示是甲、乙两种物质温度随加热时间变化的图像,其中(填“甲”或“乙”)物质是晶体,其熔点为℃,第3min时乙是态。
【答案】 乙 210 固液共存
【详解】[1]晶体的特征是有固定的熔点,由图像可知甲物质的温度随加热时间的增加一直升高,而乙物质在加热到2-4min内温度不变,4min之后温度继续升高,符合晶体熔化时的温度变化特点,所以乙物质是晶体。
[2]在第2-4min内,乙物质温度为210℃不变,持续吸热,所以可知乙物质的熔点为210℃。
[3]第3min时乙物质处于开始熔化但没有完全熔化的阶段,此时乙物质处于固液共存态。
知识点3
熔化和凝固的温度—时间图象
1、凝固、熔化温度时间--图象:
2、要抓住晶体和非晶体熔化和凝固时特点:晶体有一定的熔点(凝固点),熔化(凝固)时温度不变,继续吸热(放热),用比较法来记住它们的特点。
【典例3-1】用图像来描述物理现象,是物理中常用的方法之一,它简单明了。从图中读出的物理信息错误的有( )
A.甲是非晶体,熔化过程中吸热,温度逐渐升高
B.乙是晶体,熔化过程中吸热,但温度不变
C.乙物质在B时刻是固态,C时刻是固液共存状态
D.乙物质的熔点是210℃
【答案】C
【详解】A.甲图象中,物质在熔化过程中温度不断升高,没有固定的熔点,是非晶体熔化图象,熔化过程中吸热,温度逐渐升高,故A正确,不符合题意;
B.乙图象中,物质在熔化过程中温度保持不变,有固定的熔点,是晶体熔化图象,熔化过程中吸热,但温度不变,故B正确,不符合题意;
C.乙图象中,物质在BC段属于熔化过程,处于固液共存态,物质在B时刻还没有熔化,所以是固态,在C时刻刚熔化完,是液态,故C错误,符合题意;
D.乙图象中,物质在熔化过程中温度保持210℃不变,所以熔点为210℃,故D正确,不符合题意。
故选C。
【典例3-2】如图所示,为甲、乙两种物质熔化过程的温度T随加热时间t变化的图像。由图可知,甲物质为(选填“晶体”或“非晶体”),乙物质在BC段处于状态。
【答案】 非晶体 固液共存
【详解】[1]由图可知,甲在熔化过程中温度一直在升高,没有固定的熔点,所以属于非晶体。
[2]乙在BC段温度保持不变,所以乙属于晶体,在BC段时处于固液共存态。
【变式3-1】如图所示是海波和石蜡熔化时温度随时间变化的图像,则以下说法正确的是()
A.乙的熔点随温度升高而升高
B.甲对应石蜡,乙对应海波
C.甲在第10min时是固态
D.甲在ab段不断吸热
【答案】D
【详解】A. 从图可以看出,乙整个过程中温度不断上升,没有固定的熔点,故A错误;
B.甲有固定的熔化温度,是晶体,故甲对应的是海波,乙整个过程中温度不断上升,没有固定的熔点,是非晶体,故乙对应的是石蜡,故B错误;
C.甲到8min熔化完成,在第10min时是液态,故C错误;
D.甲在ab段处于熔化过程,此时继续吸热,温度保持不变,故D正确。
故选D。
【变式3-2】如图所示是某种物质发生物态变化时的图像。据图回答:
(1)从图中可看出,这种物质是 (“ 晶体 ”、“非晶体 ”);
(2)在BC段,物质是 态;该物质的熔点应该是 ℃;
(3)A至C段的过程叫做熔化,需要 热量;D至F段的过程叫做凝固,需要 热量。
【答案】 晶体 固液共存 80 吸收 放出
【详解】(1)[1]分析图象可知,BC段是一条水平线段,说明随着加热时间的进行,在这一段内温度不变,所以BC是该物质的熔化过程,且为晶体。
(2)[2][3]由图可知,BC段表示该物质的熔化过程,该物质是固液共存状态,对应的温度就是晶体的熔点,为80℃。
(3)[4][5]A至C段的过程叫做熔化,熔化需要吸热;D至F段的过程叫做凝固,凝固放热。
知识点4
熔化和凝固的探究实验
1、实验目的:通过实验探究,知道晶体在熔化过程中温度和状态变化的变化有什么特点。
2、实验器材:晶体(海波或者水)、铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、试管、温度计、搅拌器、停表。
3、实验步骤
步骤①在小试管中放入了少量的晶体物质海波,将搅拌器和温度计的玻璃泡插入试管里的海波粉中,温度计的玻璃泡不要接触试管壁和底,要埋在海波粉中;(试管中晶体粉末不宜过多,只要全部熔化后仍能浸没温度计测温泡即可)
步骤②在大烧杯中注入足量的温水(35~40℃之间),把试管放在大烧杯的水中,将烧杯放在铁架台的石棉网上,用酒精灯加热。
步骤③用搅拌器不停地搅动海波,当海波温度升到 40 ℃时,每隔 1分钟记录一次海波的温度,并观察海波的状态;(等各组的熔化过程完成后继续加热几分钟,然后撤去酒精灯和热水)。
步骤④最后根据记录的数据在坐标纸上画出海波的温度随时间变化的图线。
实验结论:晶体在熔化过程中,继续加热,温度保持不变;晶体全部熔化为液体时,继续加热,温度变高。
【典例4-1】在研究“固体熔化时温度的变化规律”实验中,同学们选用不同物质进行实验。甲同学选择的实验物质是石蜡,实验装置如图(a)所示。
(1)除了图(a)中实验器材外,还需要的测量工具是;
(2)实验时,要把石蜡块研磨成颗粒状,石蜡颗粒(选填“大”或“小”)一些好;
(3)实验中,为了使温度计所测温度能够反映试管中所有石蜡颗粒的温度,应该进行下列哪个操作?(将正确选项前的字母填写在横线上)
A.用搅拌器不断搅拌烧杯中的水 B.用温度计不断搅拌石蜡颗粒
C.用搅拌器不断搅拌石蜡颗粒 D.用酒精灯直接加热试管
(4)甲同学进行了正确操作,当温度升到42℃开始计时,第2min发现试管中出现少许液体,第7min时石蜡已经全部变成液态。他根据实验数据画出的图像如图(b)所示;
①根据图像可以得出的探究结论是:石蜡熔化时,温度;
②由图像可知,石蜡是(选填“晶体”或“非晶体”)。
(5)乙同学是在家中做实验,他选择的实验物质是冰,从冰箱冷冻室取出碎冰装在试管中,发现还没有加热就有一部分冰熔化了,如图(c)所示。因此,他认为:冰熔化不需要吸收热量。请简要分析他的观点是否正确,(选填“正确”或“不正确”)理由是
【答案】 秒表 小 C 不断升高 非晶体 错误 见解析
【详解】(1)[1]根据图象可知,探究“固体熔化时温度的变化规律”实验中,需要记录固态熔化时的温度和时间,故除了图(a)中实验器材外,还需要的测量工具是秒表。
(2)[2]实验时,要把石蜡块研磨成颗粒状,是为了让石蜡更容易熔化,因此石蜡颗粒研磨得小一些好。
(3)[3]实验中,为了使温度计所测温度能够反映试管中所有石蜡颗粒的温度,需要让所有石蜡颗粒与温度计接触,而温度计不能作为搅拌工具,因此可用搅拌器不断搅拌石蜡颗粒,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(4)①②[4][5]晶体与非晶体的区别为熔化时是否有确定的熔点,由图像可知,石蜡熔化时,随着加热时间的增加,温度不断升高,没有确定的熔点,因此石蜡是非晶体。
(5)[6][7]将碎冰从冰箱冷冻室中拿出后,外界空气温度高,碎冰温度低,碎冰从空气中吸收了热量,导致还没有加热就有部分冰熔化了,因此乙同学的观点是错误的。
【变式4-1】某实验小组利用如图所示装置探究某物质熔化时温度的变化规律。装置中采用“水浴”加热的好处是。由图可知,该物质是(填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】 均匀受热 晶体
【详解】[1]水浴法加热时,实验物质浸没水中,受到更均匀。
[2]图乙中,该物质在10min到20min的过程,温度保持不变,是熔化过程,有固定的熔化温度,是晶体。
【变式4-2】2024年1月荆州突降大雪,路面结冰,环卫工人在马路上撒盐,使路面的冰及时融化,确保了行人和车辆的出行安全。如图甲所示,为了弄清其中缘由,小美同学做了一组关于冰熔化的实验。
(1)如图乙,在组装实验器材时,为确定烧杯支架的位置(选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,则示数是℃;
(2)加热一段时间后,小美根据记录的实验数据在丁图中绘制了图象,由此可知冰是(选填“晶体”或“非晶体”),其在熔化过程中内能(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)完成上述实验后,小美又取了适量淡盐水制成的碎冰,用相同的热源再次加热,得到丁图中图象;再次取适量浓度更大一些的盐水制成的碎冰,用相同的热源加热,得到丁图中图象;由以上实验可知,加入盐后冰的熔点将会(选填“升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】 需要 -3℃ 晶体 增大 降低
【详解】
(1)[1]在组装实验器材时,要调整烧杯的高度,使烧杯底部与温度计玻璃泡接触,所以需要先点燃酒精灯确定烧杯的高度。
[2]温度计的分度值是1℃,液柱指在0℃以下,所以温度计的示数是-3℃。
(2)[3]由图象知,冰在熔化过程中温度保持不变,所以冰是晶体。
[4]冰在熔化过程中,不断吸收热量,温度保持不变,但内能增大。
(3)[5]分析图丁可知,B淡盐水制成的碎冰的熔点为-2℃,C浓盐水制成的碎冰的熔点为-4℃,所以加入盐后冰的熔点将会降低。
一、单选题
1.如图所示是《天工开物》中记载的古人造兽糖的情景,先将固体状态的糖放入瓦罐中用慢火煎化,然后倒入兽形模具,冷却脱模就成为兽糖。造兽糖过程发生的物态变化是( )
A.仅熔化B.仅凝固C.先熔化后凝固D.先凝固后熔化
【答案】C
【详解】固体状态的糖放入瓦罐中用慢火煎化,熔化成液体状态的糖;将液体状态的糖倒入兽形模具,液体状态的糖凝固成固体状态的兽形糖,所以造兽糖过程发生的物态变化是先熔化后凝固,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.有些冰雕作品制作过程是这样的,将水注入模具中,在低温下,水会逐渐形成冰雕作品,这一过程涉及到的物态变化和对应的吸放热情况说法正确的是( )
A.凝固 放热B.凝固 吸热C.凝华 吸热D.凝华 放热
【答案】A
【详解】水在低温下变成冰的过程属于凝固,凝固会放出热量。
故选A。
3.如图是某种物质熔化图像,根据图像判断下列正确的是( )
A.该物质处于50℃时一定是固液共存状态
B.该物质的熔化过程用了50分钟
C.该物质熔化过程温度持续升高
D.图像中BC段表示该物质的熔化过程
【答案】D
【详解】ACD.由图知,此物质在熔化过程中保持50℃不变,则该物质为晶体,并且熔点为50℃;BC段表示物质的熔化过程,此过程吸热,但温度不变,B点刚开始熔化物质处于固态,C点熔化结束处于液态,中间过程为固液共存状态,故AC错误,D正确;
B.该物质从第20min刚开始熔化到第50min完全熔化完,熔化过程持续了30min,故B错误。
故选D。
4.下列物质中,均属于晶体的一组是( )
A.塑料、沥青、蜂蜡B.蜂蜡、食盐、石英
C.萘、铁、松香D.海波、冰、黄金
【答案】D
【详解】A.塑料、沥青、蜂蜡都是非晶体,故A不符合题意;
B.食盐、石英是晶体,蜂蜡是非晶体,故B不符合题意;
C.萘、铁是晶体,松香是非晶体,故C不符合题意;
D.黄金是金属,属于晶体,海波、冰都是晶体,故D符合题意。
故选D。
5.如图所示是“探究某物质熔化和凝固规律”的实验图像,下列说法正确的是( )
A.在D点,该物质处于固态
B.在段,该物质吸热但温度保持不变
C.在C点,该物质处于液态
D.在13min时,该物质处于固态
【答案】C
【详解】由图知该物质在BC段吸收热量,温度不变,可知图像为晶体的熔化和凝固图像。
AC.在BC段为该晶体的熔化过程,在C点时,该物质全部熔化为液态,在CD段为液体吸热升温过程,在D点,该物质处于液态,故A错误,C正确;
BD.EF段,即时,为该物质的凝固过程,固态时,为晶体的物质凝固时放热,但温度保持不变,在13min时,该物质处于固液混合状态,故BD错误。
故选C。
6.有一种金属存放在30℃的煤油中时是固态,当煤油温度变为45℃后,它逐渐熔化,该金属可能是( )
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【详解】有一种金属存放在30℃的煤油中时是固态,当煤油温度变为45℃后,它逐渐熔化。由此可知该金属熔点应该高于30℃,但低于45℃。故C符合题意。
故选C。
7.根据信息分析问题是初中生应该锻炼的能力。根据小资料中的信息,下列分析正确的是()
小资料:
A.用铝锅可以熔化铜
B.在常温和标准大气压下,水银可能是固态
C.把一块的冰放到的房间里,冰会熔化
D.在寒冷的()北极地区,可以使用酒精温度计测温
【答案】D
【详解】A.根据小资料,铝的熔点低于铜的熔点,所以用铝锅不能熔化铜,故A错误;
B.由小资料可知,水银的熔点是零下39℃,常温时温度高于水银的熔点,所以是液体,故B错误;
C.把一块-10℃的冰放到0℃的房间里,虽然冰的温度能达到熔点,但不能继续吸收热量,所以冰不能熔化,故C错误;
D.-50℃高于固态酒精的熔点,所以在-50℃时酒精是液体,可以使用酒精温度计测北极地区温度,故D正确。
故选D。
8.如图所示,图甲是萘的熔化图像,图乙是塑料的凝固图像。下列说法正确的是( )
A.萘和塑料都是晶体B.萘的熔化过程用了5min
C.萘在B点时为固液共存态D.与塑料具有相似凝固图像的物质有松香、石蜡、海波
【答案】B
【详解】A.图中奈熔化时温度不变,是晶体,塑料凝固时温度改变,是非晶体;故A错误;
B.萘的熔化从5min开始,10min结束,熔化过程用了10min-5min=5min,故B正确;
C.萘在B点时该到达熔点,是固态,故C错误;
D.塑料是非晶体,与塑料具有相似凝固图象的物质有松香、石蜡,而海波是晶体,故D错误。
故选B。
9.如图甲是“探究某种物体熔化特点”的实验装置,图乙是根据实验数据描绘出的该物体在熔化过程中温度随时间变化的图像。下列说法中正确的是( )
A.该物体是非晶体
B.熔化过程用了16min
C.用水浴加热是为了使物体受热均匀
D.该物体熔化过程中温度先升高再不变后升高
【答案】C
【详解】A.由图可知,此固体物质在熔化时,吸收热量,温度保持不变,即有固定的熔化温度,因而是晶体,故A错误;
B.该物质从第4min开始熔化,第14min熔化结束,所以整个熔化过程用了
故B错误;
C.采用水浴法加热的好处是可以让试管中固体受热均匀,故C正确;
D.晶体在熔化过程中吸收热量,温度保持不变,故D错误。
故选C。
10.西周晋候鸟尊是中国青铜器中罕见的珍品(如图所示).制作鸟尊等青铜器时,先用泥土制成“内范”,在其外部涂适当厚度的蜡,将蜡雕刻成所需形状,称之为“模”,然后在“模”的外面用泥土制成“外范”。通过加热使蜡液流出形成空腔“模具”,在空腔中倒入青铜液,待青铜液冷却后,打碎“外范”和“内范”,就得到与“模”一样的青铜器。下列分析正确的是( )
A.将蜡加热到液态是熔化过程,蜡会放出热量
B.青铜液冷却到固态是凝固过程,青铜液会放出热量
C.青铜液冷却到固态是凝华过程,青铜液会放出热量
D.青铜和蜡熔化过程中,温度均保持不变
【答案】B
【详解】A.将蜡加热到液态,蜡从固态到液态是熔化过程,此过程吸热,故A错误;
BC.青铜液冷却到固态,青铜液体变成固体的过程是凝固,此过程放热,故B正确,C错误;
D.青铜是晶体,熔化过程温度保持不变,蜡是非晶体,熔化过程温度升高,故D错误。
故选B。
二、填空题
11.如图所示是市面上出售的一种网红食品——“炒酸奶”。将的液态氮和酸奶倒入容器中,液态氮迅速吸收大量热量,使酸奶瞬间(选填物态变化名称)成块。
【答案】凝固
【详解】液态氮迅速吸收大量热量,导致液态酸奶温度降低,由液态变为固态,物态变化为凝固。
12.读出图中此时温度计的示数为℃;水在自然界以不同形态存在。雨、露、雾、霜、水蒸气、“白气”都是水的“化身”,其中属于固态的是。
【答案】 64 霜
【详解】[1]由图可知,此温度计示数由下往上越来越大,说明示数代表零上,60℃到70℃之间有十个小格,分度值为1℃,示数为64℃。
[2]雨、露、雾、“白气”都是液态的水,水蒸气是水的气态形式,霜是固态的。
13.早在公元前1650年,我国劳动人民就掌握了青铜器铸造技术。如图所示,用石杓舀出液态铜倒入陶范中冷却成固态的过程中需要(选填“吸热”或“放热”)。
【答案】放热
【详解】液态铜倒入陶范中冷却成固态的过程,是由液态变成固态的过程,属于凝固现象,凝固放热。
14.糖画是我国的一种民间艺术。用小勺子将糖汁倒在玻璃上画出戏曲人物、小动物等造型,待糖汁(填物态变化名称)后,栩栩如生的糖画就制成了。
【答案】凝固
【详解】将糖汁倒在玻璃上上,糖汁放出热量由液态变成固态,属于凝固现象。
15.如图是萘熔化时温度随时间变化的图象。从开始熔化到完全熔化,大约持续分钟,在10分钟时,萘处于(固态/液态/固液共存状态)
【答案】 15 固态
【解析】【小题1】[1]萘从第10min开始熔化,第25min结束熔化,故冰熔化经历了15min。
[2]萘从第10min开始熔化,所以在10分钟时萘处于固态。
16.12月31日,只有河南•戏剧幻城用一场绽放在百亩麦田之上的盛大铁花,送别了2023年最后一个冬日。表演者先将铁块放入炉子中变成铁水,然后通过击打铁汁形成“铁花”,“铁花”又点燃烟花鞭炮,场景蔚为壮观,如图所示。其中使用的铁汁的温度应(选填“低于”“等于”或“高于”)铁的熔点;耀眼的铁花在空气中 (填物态变化名称)成铁,这个过程要(选填“吸收”或“放出”)热量。
【答案】 等于 凝固 放出
【详解】[1]铁是晶体,在熔化时温度保持不变,所以铁汁的温度等于铁的熔点。
[2][3]液态铁花在空气中遇冷凝固成固态铁,这个过程需要向外放出热量。
17.2022年7月23日,我国自主研制的火星探测器“天问一号”经历了4亿公里来到火星,对着陆区详细勘测后,携带火星车的着陆器利用降落伞和反推火箭在火星表面着陆,并开展为期90个火星日(一个火星日约24小时39分35.2秒)的巡视探测任务。火星大气稀薄,昼夜温差大,全年平均温度可达-143℃~35℃之间,为了应对火星上的极端天气,火星车“祝融号”(如图)表面包裹着一层纳米气凝胶,同时有集热窗口共同保证其能在一个理想的温度水平。集热窗内的材料为固体正十一烷(熔点-26℃,沸点196℃),该材料为(选填“晶体”或“非晶体”),白天吸收阳光后,晚上通过(填写物态变化名称)放出热量。
【答案】 晶体 凝固
【详解】[1]“正十一烷”的熔点为-26℃,故其为晶体。
[2]火星大气稀薄,昼夜温差大,全年平均温度可达-143℃~35℃之间,白天温度高,吸收热量熔化,夜晚温度低,低于“正十一烷”的凝固点-26℃,这种物质会凝固。
18.“铁树银花落,万点星辰开”炽热的铁水,温度超过1600℃,手艺人准确判断其温度,快速而敏捷地完成一系列动作:舀铁水、抛向空中、全力击打,成就了“铁花”璀璨千年的光芒。如图所示是打铁花的情景,湖面上“铁花”的“倒影”是由于光发生了(选填“反射”或“折射”)形成的(选填“实像”或“虚像”)。炽热的铁水被抛向空中,全力击打,形成“铁花”时,向周围空气(选填“吸收”或“释放”)热量,迅速冷却,(填物态变化)形成细小铁颗粒落到湖面。
【答案】 反射 虚像 放出 凝固
【详解】[1][2]平面镜成像的原理是光的反射,所成的像不是由实际光线会聚成的,是虚像。湖面上“铁花”的“倒影”是由于光发生了反射形成的虚像。
[3][4]物质由液态变成固态的过程叫凝固,凝固放热。炽热的铁水被抛向空中,全力击打,形成“铁花”时,向周围空气吸收热量,迅速冷却,凝固形成细小铁颗粒落到湖面。
三、实验题
19.小南同学想利用图甲所示的装置来探究海波熔化的特点。
①如图乙是根据实验数据描绘出的海波温度随时间变化的图像。则海波的熔点是℃,47℃的海波,状态是;
②用质量为的海波做实验,绘制的海波的温度随时间变化的图线如图丙中的a,若用质量为()的海波做实验,得到的图线可能是图丙的图线(选填“b”“c”或“d”)。
【答案】 48 固态 c
【详解】[1][2]根据晶体的熔化特点可知,保持不变的温度即为熔点,因此海波的熔点为48℃,而47℃的海波未达到熔点,因此不熔化,处于固态。
[3]同种物质熔化时的温度即熔点相同,若只是质量增加,熔化前需要加热的时间会变长,因此c图像符合题意。
20.为了探究固体的熔化特点,小明分别取了50g的a、b两种固体粉末,利用如图甲所示相同的实验装置来进行探究。(已知当地气压为标准大气压)。
(1)小明根据实验数据绘制了如图乙所示的温度—时间图象,由图可知:b物质第12min的内能(选填“<”“>”或“=”)第4min时的内能,第8min时b物质为(选填“固”“液”或“固液共存”)态;
(2)前4min内,a、b两物质的比热容(选填“>”“<”或“=”),若b物质在固态时的比热容为,,则熔化后的比热容为;
(3)通过查阅资料得知b物质是海波(又叫硫代硫酸钠——),属于(选填“晶体”或“非晶体”)其沸点为100℃。如不改变现有装置,一直加热下去,当烧杯中的水沸腾时,试管中的海波(选填“会”或“不会”)沸腾;
(4)将装置甲中的试管取出继续加热烧杯中的水至沸腾后停止加热,烧杯中的水停止沸腾,说明水沸腾的条件是:达到还需要继续。有同学提出水沸腾需要的时间有点长,你认为可以怎样改进?。
【答案】 > 固液共存 > 晶体 不会 沸点 吸热 增加水的初温、减少水的质量等均可
【详解】(1)[1]晶体熔化时,吸收热量,温度不变,内能增加,所以b物质第12min的内能大于第4min时的内能。
[2]晶体熔化过程中,处于固液共存状态,所以第8min时b物质为固液共存态。
(2)[3]前4min内,a、b两物质吸收的热量相同,b物质升高的温度大于a物质升高的温度,根据Q=cmΔt可知,a物质的比热容大于b物质的比热容。
[4]0-4min,b物质熔化过程吸收的热量
12-16min,b物质熔化后升高的温度
Δt′=70℃−50℃=20℃12-16min与0-4min内b物质吸收的热量相同,根据Q=cmΔt可知,熔化后的比热容
(3)[5]由图象可知,b物质有固定的熔化温度,所以b物质是晶体。
[6]当烧杯中的水沸腾时,温度不再变化,试管中的海波虽然达到沸点,但不能继续吸热,所以不能沸腾。
(4)[7][8]将装置甲中的试管取出继续加热烧杯中的水至沸腾后停止加热,烧杯中的水停止沸腾,说明水沸腾的条件是:达到沸点还需要继续吸热。
[9]增加水的初温、减少水的质量、加大火力等均可。
晶体
非晶体
熔化
凝固
金属
A汞
B铯
C铷
D钾
熔点/℃
29
39
63
几种晶体的熔点(标准大气压)
晶体
熔点/
晶体
熔点/
晶体
熔点/
钨
3410
铝
660
固态水银
铁
1535
铅
328
固态甲苯
钢
1515
锡
232
固态酒精
灰铸铁
1177
萘
80.5
固态氮
铜
1083
海波
48
固态氧
金
1064
冰
0
固态氢
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