物理八年级上册(2024)第2节 熔化和凝固精品课时训练
展开专题3.2 熔化和凝固
核心素养学习目标
1.物理观念:(1)能区别物质的气态、液态和固态三种形态,知道物质的固态和液态之间是可以转化的
(2)知道熔化曲线和凝固曲线的物理含义,并知道晶体和非晶体的区别;
(3)了解图像在物理探究中的作用。
2.科学思维:学会利用图像法解决物理规律,学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象,具有初步的观察能力、分析概括能力。
3.科学探究:通过合作交流,学会探究晶体熔化与凝固特点实验过程及其注意事项。
4.科学态度与责任:培养学生观察思考,勇于发现乐于探究的学习习惯,以及应用物理知识解决实际问题的能力。
探究固体熔化时温度变化的规律是重点;晶体和非晶体的凝固时的特点和区别,对曲线图的理解是难点。
知识解读易错警示示
知识点1. 熔化和凝固
1.物态变化:物质各种状态之间的变化叫做物态变化。
物质有三种基本形态,固态、液态和气态。
物体的温度发生变化时,三种状态之间能发生相互变化。
2.熔化和凝固:
(1)物质从固态变成液态的过程叫做熔化,从液态变成固态的过程叫做凝固。
(2)注意区别熔化和溶化
熔化:是物质从固态变成液态的过程,是一种物态变化的过程,这个过程需要加热。所以用“火”旁“熔”,例如加热冰熔化为水,蜡加热要熔化。
溶化指固体溶解,是某固态物质,在另一种液态物质分散成单个分子或离子的扩散过程。此过程不需要加热,但是必须有液体,所以用三点水旁“溶”,如把糖放在水中溶化成糖水。
3.固体熔化和凝固时的温度变化规律
(1)注意:酒精灯外焰加热,水浴加热、并且加热的过程中要用搅拌器不断地搅拌冰块或者海波(被加热物体受热均匀)。
(2)现象:海波经过缓慢加热,温度逐渐上升,当温度达到48℃时,海波开始熔化。在熔化过程中,虽然继续加热,但海波的温度始终保持在熔点不变,直到熔化完后,温度才继续上升。停止加热,变成液态的海波又逐渐变成固态,温度还是始终保持在熔点不变,等到所有的海波全变成固态时,温度才又继续下降。
石蜡的熔化过程则不同,随着不断加热,石蜡的温度不断上升,在此过程中,石蜡由硬变软变稀,最后熔化为液体。停止加热,由稀变软,又变成固态,温度不断降低。
知识点2. 熔点和凝固点
根据物质在熔化时有无固定的熔化温度可将物质分为两类:晶体和非晶体。
晶体:有固定的熔化温度的物质称为晶体,如海波、冰、石英、所有金属等。
(2)非晶体:没有固定的熔化温度的物质称为非晶体,如石蜡、沥青、玻璃、橡胶等。
2.熔点和凝固点
(1)熔点:晶体熔化时的温度叫做晶体的熔点,晶体都有一定的熔点,如冰的熔点是0℃、海波的熔点是48℃、萘的熔点是80℃。
(2)凝固点:晶体凝固时的温度叫做晶体的的凝固点,同种晶体的熔点与凝固点相同。
知识点3. 熔化吸热和凝固放热
1.晶体熔化需要两个条件:温度必须达到熔点;让晶体继续吸热。晶体凝固也需要两个条件:温度必须降到凝固点;让晶体继续放热。
2.晶体在处于熔点和凝固点时,可能处于液态,可能处于固态,也可能处于固液共存状态。
注意!
易错点:
易错1. 熔化的条件理解易错
认为晶体达到熔点就会熔化,液体达到沸点就会沸腾。
冰的熔点是0℃,有些同学就认为冰达到0℃就会熔化。事实上,冰熔化的条件是:
(1)达到熔点;(2)继续吸热,当冰块正在熔化时,如果撤掉热源,冰块吸不到热将不再熔化。
易错2. 三种类型物态变化图像分析
1、探究物质熔化、凝固和沸腾的规律时,一般会利用图象形象地描述物质温度和吸收热量(即加热时间)之间的关系,这种方法叫图象法。
2、探究蒸发快慢的影响因素的实验中一般要利用控制变量法
3、物态变化的图象直观、形象地表示了物质温度和吸放热之间的关系。熔化和凝固图象中若有一段与时间轴平行的直线,则该物质是晶体;否则该物质是非晶体。
典例精讲明确考向向
考点1. 晶体与非晶体
【例题1】下列各物质中,全部都是晶体的一组是( )
A.食盐、玻璃、铜B.冰、海波、钨
C.铜、松香、铁D.金、沥青、石蜡
【答案】B
【解析】A.食盐、玻璃、铜这三种固体中玻璃是非晶体,故A不符合题意;
B.冰、海波、钨这三种固体都有固定的熔化温度是晶体,故B符合题意;
C.铜、松香、铁这三种固体中松香是非晶体,故C不符合题意;
D.金、沥青、石蜡这三种固体中沥青、石蜡是非晶体,故D不符合题意。
故选B。
考点2. 凝固及凝固放热
【例题2】(2024齐齐哈尔市)“山坡上有的地方雪厚点,有的地方草色还露着;……那水呢,不但不结冰,反倒在绿萍上冒着点热气。……”上面的文字节选于老舍先生的《济南的冬天》一文。关于文中所涉及的一些现象,用物理知识解释正确的是( )
A. “雪”的形成是液化现象B. “结冰”是凝固现象
C. “热气”的形成是升华现象D. “冰”是非晶体,没有熔点
【答案】B
【解析】A.雪是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶,故A错误;
B.水结成冰,由液态变成固态,属于凝固现象,故B正确;
C.绿萍上冒着点热气是水蒸气遇冷液化形成的液态小水滴,故C错误;
D.冰是晶体,有固定的熔点,故D错误。
故选B。
【例题3】同学们都玩过肥皂泡泡,如图所示是小梦同学在﹣9℃的室外玩肥皂泡泡时拍摄的照片。他发现肥皂泡泡在很冷的室外会迅速结冰,掉落在地面如同散落的玻璃球,神奇极了。对这一现象包含的物态变化及吸放热情况判断正确的是( )
A.这是凝固现象,需要放热
B.这是凝固现象,需要吸热
C.这是熔化现象,需要吸热
D.这是熔化现象,需要放热
【答案】A
【解析】物态变化最重要的一点就是找到物体的起始状态和最终状态,然后根据相应的概念就能确定此时发生的物态变化。
A.题上给的信息是肥皂泡泡在很冷的室外会迅速结冰,所以是凝固,而凝固现象就是要吸热的,故A正确。
B.凝固现象是要吸热的,而它却说凝固需要吸热,这是知识性的错误,故B错误。
C.题上给的信息是肥皂泡泡在很冷的室外会迅速结冰,最终状态是冰,不可能是熔化,故C错误。
D.首先结成冰不是熔化现象,且熔化是需要吸热而不是放热。故D错误。
故选:A。
考点3. 物质熔化时温度随加热时间变化的图像理解
【例题4】如图为甲、乙两种物质温度T随加热时间t变化的图象,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
【答案】C
【解析】A.甲从一开始就熔化,没有固定的熔化温度,即甲没有熔点,所以甲是非晶体。乙物质在熔化过程中有温度不变的过程,即乙有一定的熔点,所以乙是晶体;故A错误;
B.分析图象可知,乙有一定的熔点,熔点为210℃,甲没有熔点,故B错误;
C.因为晶体有一定的熔点,在熔化过程中是固液共存状态的,故乙物质在BC段时处于固液共存状态,故C正确;
D.乙物质在BC段是晶体的熔化过程,此时吸收热量,但温度不变,故D错误。
考点4. 晶体熔化时温度随时间变化规律的实验
【例题5】在探究冰熔化时温度随时间变化规律的实验中,将装有少量碎冰的试管放入装有适量水的烧杯中,实验装置如图甲所示。
(1)为了达到较好的效果,实验中应该用酒精灯火焰中的 加热,选用 (选填“碎冰块”或“大冰块”)进行实验。
(2)观察图乙,此时温度计的示数为 ℃。
(3)某同学根据记录的数据绘制了温度随时间变化的图像(如图丙所示)。由图像可知:第10min时,该物质处于 状态。
【答案】(1)外焰;碎冰块;(2)﹣3;(3)固态共存;
【解析】(1)酒精灯燃烧过程中,火焰不同位置的温度不同,外焰的温度最高,应该用外焰去加热;较大的冰块受热不均匀,较小的冰块受热均匀;
(2)使用温度计测量温度时,首先要明确温度计的量程和分度值,读数时视线与液柱最末端所对刻线相垂直;
(3)晶体在熔化过程是处于固液共存状态;
【解答】(1)酒精灯燃烧过程中,火焰不同位置的温度不同,外焰的温度最高,为了加快实验速度,应该用外焰去加热;为了使冰受热均匀,实验过程中宜选用碎冰块;
(2)图乙中温度计10℃又分成10个小刻度,故分度值为1℃,温度计的示数在零刻度以下,表示零下,所以读数为﹣3℃;
(3)由图丙可知冰从第5分钟开始熔化,到第15分钟完全熔化完,所以熔化过程经历了10分钟,第10min时熔化还没完成处于固液共存状态.
方法总结思维进阶
一、晶体和非晶体的区别
二、理解固体熔化特点
(1)区分熔化图像和凝固图像的方法:温度上升的是熔化,温度下降的是凝固;
(2)区分晶体图像和非晶体图像的方法:有固定熔点和凝固点(有横线)的是晶体图像,没有固定熔点和凝固点(没有横线)的是非晶体图像。
注意:同种物质的熔点=凝固点
(3)熔化的条件:达到熔点;继续吸热。两个条件,缺一不可。
(4)凝固的条件:达到凝固点;继续放热。两个条件,缺一不可。
三、探究晶体熔化实验需要掌握的技巧技能
(1)安装装置时,应按照由下至上的顺序。
(2)石棉网的作用:时烧杯受热均匀。
(3)加热过程中不断搅拌的目的:使物体受热均匀
(4)实验选取小颗粒目的是:使温度计的玻璃泡与固体充分接触;容易受热均匀。
(5)采用水浴法的优点:使物体受热均匀;是物体受热缓慢,便于观察温度变化规律。
(6)试管放置要求:试管中所装物体完全浸没水中;试管不接触烧杯底或烧杯壁。
(7)烧杯口处出现白气的成因:水蒸气预冷形成的小水珠。
(8)熔化前后曲线的倾斜程度不一样的原因:同种物质在不同状态下的比热容不同。
(9)收集多组数据的目的是:得出普遍规律。
课节精练达标培优
(满分100分,答题时间30分钟,根据下面给出的试题答案与解析自测自评)
一、选择题(每小题6分,共54分)
1.将某种金属制成的勺放入15℃的水中,金属勺没有熔化;将该金属勺放入45℃的水中,发现金属勺逐渐熔化。该金属的熔点可能是( )
A.10℃B.30℃C.50℃D.60℃
【答案】B
【解析】晶体熔化的条件:达到熔点,继续吸收热量。
将某种金属制成的勺放入15℃的水中,金属勺没有熔化,说明金属勺的熔点大于15℃;将该金属勺放入45℃的水中,发现金属勺逐渐熔化,说明金属勺的熔点小于45℃;所以,金属勺的熔点在15℃到45℃之间。
故选:B。
2. 以勺为笔,用糖作墨,糖汁成画。如图所示,糖汁冷却成糖画的过程中,发生的物态变化是( )
A. 沸腾B. 凝固C. 熔化D. 升华
【答案】B
【解析】糖汁冷却成糖画的过程中,由液态变为固态,属于凝固。
故选B。
3.关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是( )
A.晶体和非晶体在熔化过程中温度都上升;
B.晶体熔化时吸热,非晶体熔化时不吸热;
C.晶体有熔点,非晶体没有熔点;
D.天上飘落的雪花是非晶体
【答案】C
【解析】A.晶体有固定的熔点,在熔化过程中,温度始终保持不变,故A不正确;
B.晶体和非晶体在熔化时都需要吸收热量,故B不正确;
C.晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,故C正确;
D.天上飘落的雪花是晶体,故D不正确。
故选C。
4. 下列自然现象与物态变化名称对应正确的是( )
A. 初春,冰雪消融——熔化B. 夏天,大雾弥漫——汽化
C. 深秋,霜打枝头——凝固D. 冬天,冰封江面——凝华
【答案】A
【解析】A.冰雪消融是固态的冰雪变为液态的水,是熔化现象,故A正确;
B.雾是液态的小水滴,是水蒸气遇冷变成的,是液化现象,故B错误;
C.霜是固态的小冰晶,是水蒸气遇冷变成的,是凝华现象,故C错误;
D.冰是固态的,是液态的水遇冷变成的,是凝固现象,故D错误,故选A。
5. 下列对应的物态变化中,属于熔化的是( )
A. 冬天河水结冰 B. 铁丝网上的霜 C. 冰袋给病人降温 D. 冒出的“白气”
【答案】C
【解析】A.冰的形成是水由液态变为固态的凝固现象,故A不符合题意;
B.霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶,故B不符合题意;
C.用冰袋能给病人降温,是因为固态冰熔化过程中吸热,故C符合题意;
D.“白气”是水蒸气液化形成的,故D不符合题意。
6. 自然现象中蕴含着丰富的物理知识。图中属于凝固的是( )
A. 冰雪消融 B. 露珠形成 C. 滴水成冰 D. 雾凇结枝
【答案】C
【解析】A.冰雪消融是固态的冰雪变成液态的水,是熔化现象,故A不符合题意;
B.露珠是水蒸气遇冷变成液体的水,是液化现象,故B不符合题意;
C.滴水成冰是液态的水变成固态的冰,是凝固现象,故C符合题意;
D.雾凇是固态的小冰晶,是水蒸气遇冷直接变成的,是凝华现象,故D不符合题意。
故选C。
7.如图所示,由冰的熔化曲线可知( )
A.冰是非晶体。
B.冰的熔点为0℃。
C.冰的熔化过程经历了5min。
D.冰在熔化过程中,吸收热量,温度持续升高
【答案】B
【解析】A.冰是非晶体。错误,冰是晶体;B.冰的熔点为0℃。正确;C.冰的熔化过程经历了5min。错误,冰熔化过程是指2-5min,过程是3min;D.冰在熔化过程中,吸收热量,温度持续升高。错误,熔化过程,吸收热量,温度不变;故选B。
8.长征系列运载火箭表面涂有一层特殊材料,可避免火箭因高速飞行与空气摩擦生热而被烧毁的危险。这种材料能起这种作用的主要原因是( )
A.材料坚硬,不怕热;
B.材料非常光滑,不易与空气产生摩擦生热;
C.材料不传热;
D.材料温度升高时熔化、汽化吸热
【答案】D
【解析】火箭和空气摩擦产生大量的热量,火箭表面涂了一层特殊材料,特殊材料熔化并汽化时吸收热量,火箭的温度不致很高,保护火箭,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
9.中央电视台的《中国诗词大会》节目深受观众的青睐,下列对古诗文中涉及的物态变化现象进行解释,其中正确的是( )
A.“青青园中葵,朝露待日晞。”露在日出后逐渐消失是升华现象;
B.“雾凇沆砀,天与云与山与水,上下一白。”雾凇的形成是凝固现象;
C.“大雪河冰封,冬至不行船。”冰的形成是凝固现象;
D.“腾蛇乘雾,终为土灰。”雾的形成是汽化现象
【答案】C
【解析】A.露是液态的水,日出后吸热变为水蒸气,是汽化现象,故A错误;
B.雾凇是附着在树枝上的小冰晶,是水蒸气遇冷凝华形成的,故B错误;
C.冰是水在温度降低到凝固点时放热凝固形成的,故C正确;
D.雾是水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故D错误。
故选C。
二、填空题(每空3分,共30分)
1.先进战机机身会采用一种为微胶囊自修复材料。其原理是在金属内部埋植固态合金,当机身出现裂纹,系统会控制加热装置工作,使微胶囊内的合金 (填物态变化名称)成液态流出并填充裂纹,然后 (选填“吸热”或“放热”)形成固态合金从而实现损伤修复。
【答案】熔化;放热。
【解析】物质从固态变为液态的过程叫做熔化,物质从液态变为固态的过程叫做凝固;熔化吸热、凝固放热。
由题意可知,当机身出现裂纹,系统会控制加热装置工作,使微胶囊内的合金从固态熔化成液态流出并填充裂纹,然后凝固放热形成固态合金从而实现损伤修复。
2. 如图是某种物质熔化时温度随加热时间变化的图像(假设在加热过程中物质的质量不变,单位时间内吸收的热量相同)。由图像可看出该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),该物质熔化过程的特点是 。
【答案】晶体;继续吸热,温度不变。
【解析】(1)晶体和非晶体在熔化过程中的区别:晶体在熔化过程中,温度不变;非晶体在熔化过程中温度不断上升,晶体熔化时的温度为熔点。
(2)晶体熔化过程中,继续吸热,但温度不变,内能增加。
【解答】(1)由图知,该物质在熔化过程中,温度保持0℃不变,所以该物质为晶体。并且熔点为0℃。
(2)该物质熔化过程的特点是继续吸热,但温度不变。
3.如图是“探究某物质熔化和凝固规律”的实验图像。在BC段该物质吸收热量,温度 ,此时物质是 态;在第15min,该物质是 态;该物质的熔点 °C,凝固点是 °C;该物质熔化过程持续了 min。
【答案】不变;固液共存;固态;45;45;3。
【解析】由图可知,在BC段该物质处于熔化过程中,此时吸收热量,温度不变,物质处于固液共存状态。
由图可知,在第15min,该物质恰好全部凝固完成,所以此时物质处于固态。
同种晶体的熔点和凝固点相同,由图可知,物质有固定的熔化温度和凝固温度,属于晶体,则该物质的熔点、凝固点都是45°C。
由图可知,该物质在3min时开始熔化,6min时熔化完成,所以该物质熔化过程持续了3min。
三、实验题(共16分)
1. (8分)严在“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验中,实验装置如图甲所示。
(1)实验时应将__________(选填:“碎冰”或“整块冰”)放入图甲装置试管中,将试管放入装有水的烧杯中加热的优点是使冰__________,便于观察试管中冰的状态变化;
(2)观察图乙,温度计的示数为__________℃;
(3)某同学根据记录的数据绘制了冰熔化时温度随时间变化的图像(如图丙所示),由图像可知:冰属于__________(选填:“晶体”或“非品体”)。
【答案】 (1)碎冰 均匀受热 (2)-3 (3)晶体
【解析】(1)为了减小熔化时间,实验时应将碎冰放入图甲装置试管中;将试管放入装有水的烧杯中加热是水浴法加热,冰块受热更均匀,便于观察试管中冰的状态变化和记录冰熔化过程中的温度变化。
(2)由图乙可知,温度计的分度值为1℃,且液柱液面在零摄氏度以下,故此时温度计的示数为 -3℃。
(3)由图丙可知,时,吸收热量,冰的温度不变,处于熔化过程,因此冰有固定的熔点,属干晶体。
2. (8分)如图甲是小桂“探究海波熔化的特点”的实验装置。
(1)(4分)小桂安装器材时应该______(选填“由上往下”或“由下往上”)安装。
(2)(4分)图乙是小桂根据实验数据绘制温度时间图像,由图像可知,海波熔化时温度保持不变,此温度为____,可以判断海波是_______体。
【答案】 (1)由下往上 (2)48 晶
【解析】(1)如图甲所示,本实验中,需控制用外焰加热,因此安装器材时,应由下往上安装。
(2)如图乙所示,海波在熔化过程中,有一段固定不变的温度,这个温度叫熔点,是48℃,晶体为有固定熔点的物质,因此海波为晶体。
状态
形状(固定/不固定)
体积(固定/不固定)
固定
固定
固定
液态
不固定
固定
气态
不固定
不固定
晶 体
非 晶 体
熔点和凝固点
有
没有
熔化过程
吸收热量,温度不变,物质
处于固、液共存状态。
吸收热量,温度升高,物质先变稀,
最后成为液体。
熔化条件
温度达到熔点,继续吸热。
吸收热量
凝固条件
温度达到凝固点,继续放热。
放出热量
熔化图像
凝固图像
举 例
海波、水晶、食盐、各种金属
沥青、玻璃、松香、石蜡
初中物理人教版八年级上册第2节 熔化和凝固综合训练题: 这是一份初中物理人教版八年级上册<a href="/wl/tb_c11986_t7/?tag_id=28" target="_blank">第2节 熔化和凝固综合训练题</a>,共36页。试卷主要包含了选择题,填空题,实验探究题等内容,欢迎下载使用。
初中物理人教版八年级上册第三章 物态变化第2节 熔化和凝固课后测评: 这是一份初中物理人教版八年级上册<a href="/wl/tb_c11986_t7/?tag_id=28" target="_blank">第三章 物态变化第2节 熔化和凝固课后测评</a>,共36页。试卷主要包含了选择题,填空题,实验探究题等内容,欢迎下载使用。
人教版八年级上册第2节 熔化和凝固课后测评: 这是一份人教版八年级上册第2节 熔化和凝固课后测评,共10页。试卷主要包含了2课时 熔化和凝固,晶体,非晶体等内容,欢迎下载使用。