初中物理中考复习 专题03 探究晶体熔化与凝固特点的实验题（解析版）

专题03 探究晶体熔化与凝固特点的实验题

探究晶体熔化实验需要学通的基础知识

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：

（1）使物体受热均匀；

（2）是物体受热缓慢，便于观察温度变化规律。

6．试管放置要求：

（1）试管中所装物体完全浸没水中；

（2）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．融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。

【例题1】（2019山东东营）图甲是探究“水的沸腾”实验装置。

（1）安装实验器材时，应按照　   　（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序进行。

（2）A、B、C三种读数方法正确的是　   　（填字母代号）。

（3）由图乙可知，水的沸点是　   　℃．水沸腾过程中不断吸热，温度　   　（选填“升高”、“降低”或“保持不变”）。

（4）实验器材中纸板的作用：　   　、　   　。

（5）实验结束后，移开酒精灯，发现烧杯内的水没有立即停止沸腾，可能的原因是　   　。

【答案】（1）自下而上；（2）B；（3）98；保持不变；（4）减少热量散失；防止热水溅出伤人（防止水蒸气遇冷液化成小水珠附在温度计上影响读数）；（5）石棉网的温度高于水的沸点，水能继续吸热。

【解析】（1）实验器材的安装遵循由左到右，自下而上的原则，首先确定点燃酒精灯的高度，再把铁圈固定在酒精灯的外焰处，然后依次放烧杯纸板温度计；

（2）读取温度计示数时，视线应与温度计内液面相平，故B正确；

（3）水在沸腾过程中，虽然不断吸热，但温度保持不变。由数据知，水在沸腾过程中温度保持98℃不变，所以沸点是98℃。

（4）使用中心有孔的纸板盖住烧杯，可以减少热量的散失，同时也可以防止热水溅出伤人（防止水蒸气遇冷液化成小水珠附在温度 计上影响读数）。

（5）石棉网的温度高于水的沸点，水继续吸热，故水没有立即停止沸腾。

【例题2】（2020苏州）小明分别采用图甲、乙所示的实验装置探究烛蜡、冰的熔化特点。

（1）组装甲装置时，A、B两部件中应先固定　   　部件；探究时采用“水浴法”而不直接用酒精灯加热除了能减缓升温速度，还能使试管　   　；

（2）图乙中温度计的示数为　   　℃；

（3）根据实验数据作出两者温度随时间变化的图象（如图丙），其中蜡烛的图象是图　   　（①/②）；图①中bc段对应的时间内，试管里物质的内能　   　（变大/变小/不变）。

【答案】（1）B；受热均匀；（2）﹣4；（3）②；变大。

【解析】（1）在实验中需要用酒精灯的外焰加热，所以应先确定铁圈的高度，即先固定B；在调节过程中，要点燃酒精灯；水浴法能使物质均匀受热，减缓升温的速度；

（2）由图可知，温度计的分度值为1℃，温度在0℃以下，示数为﹣4℃；

（3）由图可知，图①中的物质在熔化时温度不变，为晶体，即为冰；图②中的物质吸热，温度一直升高，没有固定的熔点，为非晶体，即是蜡烛；

图①中bc段对应的时间内，试管里冰吸收热量，内能变大。

1. （2020辽宁阜新）在探究“海波熔化时温度的变化规律”的实验中，使用的实验装置如图甲所示：

(1)组装实验器材时，合理的顺序是______（填序号）。

①温度计②石棉网③装水的烧杯④酒精灯⑤装有海波的试管

(2)为了使试管中的海波受热均匀，应选择______的海波进行实验（选填“大颗粒”或“小颗粒”）。

(3)图乙是某时刻温度计的示数，温度是______℃。

(4)图丙是根据实验数据绘制的海波熔化时温度随时间变化的图像，图像中的__________段（选填“AB”或“BC”）表示海波的熔化过程。海波在B点的内能__________C点的内能（选填“大于”“等于”或“小于”）。

(5)由实验可知，当海波的温度处于48℃时，其状态是_______。

A.固态 B.固液共存状态 C.可能固态、液态，也可能固液共存状态

【答案】  (1) ④②③⑤①    (2) 小颗粒    (3)42    (4) BC    小于    (5) C

【解析】(1)酒精灯要使用外焰加热，所以合理顺序应先放好酒精灯，由其外焰高度确定铁圈及石棉网的高度；将装水的烧杯放到石棉网上，安装装有海波的试管，最后安装温度计，其合理的顺序是：④②③⑤①。

(2)实验中宜选用小颗粒的海波，能使海波均匀受热。

(3)图乙中温度计的分度值是1℃，温度计的示数是42℃。

(4)从图丙中可知，海波在熔化过程中温度保持48℃不变，BC段表示海波的熔化过程。

海波熔化过程中，吸收热量，内能增大，所以海波在B点的内能小于C点的内能。

(5)海波的熔点是48℃，所以48℃的海波可能是固态（达到熔点尚未熔化），可能是液态（刚刚熔化结束），也可能是固液混合态（熔化过程中），故选C。

2.（2020湖北武汉）图甲是探究海波熔化时温度变化规律的实验装置，图乙是根据实验数据绘制的温度随时间变化的图象。

(1)该物质熔点是__________℃；

(2)从图象中发现海波熔化时间过短，下列措施中，一定不能延长海波熔化时间的是_______(填序号)；

①增加试管中海波的质量     ②增加烧杯中水的质量    ③降低烧杯中水的初温 ④撤掉酒精灯或用“小火”加热

(3)夏天，我们要喝冰凉的饮料，往往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，从而使饮料的温度下降得更多。

【答案】 (1) 48    (2) ③    (3) 温度   吸收

【解析】(1)由图乙知，该物质的熔点为48℃。

(2)①可以增加海波质量，可以延长海波熔化的时间，故①不符合题意；

②增加水的质量，在吸收相同的热量时，水的温度上升得较缓，从而延长海波熔化的时间，故②不符合题意；

③降低烧杯中水的初温，只能使加热的时间延长，不能延长海波熔化的时间，故③符合题意；

④撤去酒精灯或用小火加热，可以减少水吸收的热量，从而使的温度上升得较缓，可以延长海波的熔化时间，故④不符合题意。

故选③。

(3)夏天，我们要喝冰凉的饮料，往往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温度更低，另一方面是因为冰块熔化成水的过程中吸收热量，从而使饮料的温度下降得更多。

3.（2020湖北宜昌）为了研究冰的熔化过程，小红与小明同学选取了两只相同的烧杯和质量相等的碎冰，分别设计了如图所示的实验装置。他们从冰的温度-7℃开始，每隔1分钟记录次温度，直至冰完全熔化，绘制了温度随时间变化的图像如下甲、乙所示。

(1)实验刚开始，小明测冰的温度时，温度计示数如上图所示，此示数是____℃；据图像可以得出冰的熔点是____℃。

(2)小红未对冰块进行加热，可是冰块仍然熔化了，于是小红认为冰的熔化不需要吸热。她的看法是____（选填“正确”或“错误”）的。小红同学绘制的图像是____ （选填“甲”或“乙”）图。

【答案】    (1) -13     0    (2)错误    甲

【解析】(1)实验刚开始，小明测冰的温度时，温度计示数如上图所示，温度计示数越往下越大，则说明位于0℃以下，温度计的分度值为1℃，指示位置在10℃以下第3个小格，此示数是-13℃。

由于冰是晶体，故冰熔化时温度保持不变，据图像可以得出冰的熔点是0℃。

(2)由于环境温度高于冰的熔点，故可观察到未对冰块进行加热，冰块从周围吸热仍然会熔化，故她的看法是错误的。

由甲、乙图可知，乙图中单位时间内吸收的热量更多，温度变化速度更大，而小红同学尚未加热，故绘制的图像是甲图。

4．小明用甲图装置，探究固体熔化现律”，记录的实验数据如表所示：

（1）请根据实验数据在乙图中作出固体熔化的图象。

（2）根据做出的图象，可以判断此固体是______（选填“晶体”或“非晶体）。

（3）通过数据分析得出，该物质在固体状态下的比热容_________它在液体状态下的比热容（选填“大于”等于”或“小于”）。

【答案】（1）见解析中图（2）晶体（3）小于。

【解析】（1）利用描点法做出固体熔化的图象。由表中数据，描点可得固体熔化的图象，如下图所示：

（2）晶体和非晶体的区别--是否有熔点（凝固点），注意晶体在熔点（凝固点）阶段，温度是一个固定数值，表现在图象上就是一段水平线段。分析图象可知，物质在第2分钟时温度升到0℃，然后温度保持恒定，直到第5分钟开始继续升温，即该固体有一定的熔化温度，所以是晶体，其熔点为0℃；

（3）比热容越大，则吸收相同热量时温度变化越小；同种物质在不同状态下内能不同。 物质由固态熔化为液态，其质量不变；用同一装置加热，在相同时间内，吸收的热量相同；由图可知，在相同时间内，固态时温度升高的多，根据q=cm△t可知，该物质在固体状态下的比热容较小。（3）问可以不用作答，待学过第十三章内能后再解决。

5．在探究“物质熔化规律”的实验中，小芳将质量相等的冰和石蜡分别装在两个相同的试管中，并放在同一个装有水的大烧杯中进行加热，如图甲所示。根据实验数据绘制的温度随时间变化的图象，如图丙。请回答下列问题：

（1）如图甲中的器材安装顺序是　   　（选填“从上至下”或“从下至上”）。

（2）实验中某时刻温度计示数如图乙，此时温度计示数为　   　℃。

（3）如图丙中　   　（选填“A”或“B”）是冰，熔化过程经历了　   　min。

（4）当冰全部熔化后，继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一段时间，发现试管中的水始终不会沸腾，其原因可能是　   　。

【答案】（1）从下至上；（2）﹣4； （3）A；4；（4）试管中的水达到沸点后不能继续吸热。

【解析】

（1）在使用酒精灯时，需要用其外焰加热，所以要先根据酒精灯确定铁圈的位置。又因为使用温度计时，温度计的玻璃泡要完全浸没在液体中，但不能碰到容器底和容器壁，所以要根据温度计的长度确定横杆的位置，因此按照“由下至上”安装实验装置。

（2）由图可知，温度计的分度值是1℃，温度计的读数是﹣4℃。

（3）分析图象A 可知，在0℃时，图线呈水平，此时的温度就是冰的熔点，熔化经历的时间为

6min﹣2min＝4min；

（4）冰全部熔化成水后继续用酒精灯不断地加热，当试管中的水与烧杯中的水均达到沸点后，烧杯中的水可以从酒精灯继续吸热，能够沸腾，但试管中的水可以达到沸点但无法从烧杯的水中继续吸热，因此试管中的水最终不会沸腾。

6.如图是“探究物质熔化规律”的实验装置．实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内，再将试管放入大烧杯的水中，用酒精灯加热，观察固体的熔化过程．

（1）将固体物质和温度计分别放入试管内，再将试管放入大烧杯的水中进行加热固体的好处是__________．

（2）如图所示为读取温度计示数的方法，正确的是__________（选填“A”、“B”或“C”）．

（3）该固体熔化的图像如图，由图像可知该物质是__________（选填“晶体”或“非晶体”）．该物质的熔化过程用了__________min，BC段该物质处于__________态．

【答案】（1）固体受热均匀（2）B（3）晶体   8   固液共存

【解析】（1）将固体物质和温度计分别放入试管内，再将试管放入大烧杯的水中进行加热固体的好处是固体受热均匀．

（2）如图所示为读取温度计示数的方法，正确的是B．

（3）由图像可知该物质是晶体．该物质的熔化过程用了8min，BC段该物质处于固液共存状态．

7.在探究固体的熔化实验中，把分别装有固体a与b的试管放在盛水的烧杯内加热。将温度计正确的插入两种固体中，实验转置如图甲所示，固体a的熔化图象如图乙所示，固体b的熔化图象如图丙所示。

（1）固体a熔化过程中，继续加热，温度       （选填“升高”、“降低”或“不变”）。内能      （选填“增加”、“减少”或“不变”）。此时a处于        状态（选填“固”、“液”或“固液共存”）。

（2）固体b熔化过程中温度        （选填“升高”、“降低”或“不变”）；

（3）某时刻温度计的读数如图丁所示，温度计的读数为       ℃。

【答案】（1）不变；增加；固液共存；（2）升高；（3）28

【解析】（1）由图乙知，物质a在熔化过程中，吸收热量，温度不变，所以该物质为晶体，

晶体在熔化过程中不断吸热，温度不变，但内能增加，晶体在熔化过程中处于固液共存状态；

（2）由图丙知，固体b熔化过程中温度不断升高，故b为非晶体；

（3）温度计的分度值为1℃，且液柱在零刻度线的上方，因此该温度计的示数是28℃。

8．小明和小华在综合实践活动中想制作一个医用冷藏盒，不知道给药品降温用冰好，还是用盐水结成的冰好？他们动手测量了盐水的凝固点．

（1）在选择温度计时，有量程分别为“﹣2℃～102℃”和“﹣20℃～102℃”的温度计，应选择量程为　    　的温度计，这样选择的原因是　        　．

（2）在测量过程中，他们同时发现所测得盐水的凝固点并不相同，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，而小华加了3汤匙的盐，由此作出猜想：盐水的凝固点可能与盐水的浓度有关，接着他们进行了多次实验得出了不同浓度盐水的凝固点，数据记录如下表：

分析表格中数据可知：当盐水浓度增大时，其凝固点　         　．

（3）你认为给冷藏盒中的药品降温最好选用　      　．（选填“冰”或“适当浓度的盐水结成的冰”）

（4）实验后，他们联想到冬天在冰雪覆盖的路面上撒盐便于除雪，原因是　　．

【答案】（1）﹣20℃～102℃；盐水的凝固点可能低于﹣2℃；（2）先降低后升高；（3）适当浓度的盐水结成的冰；（4）积雪上洒盐水是掺有杂质，积雪的熔点降低，使积雪熔化．

【解析】若盐水的凝固点低于﹣2℃时，使用量程为﹣2℃～102℃的温度计就不能测出盐水的凝固点；根据表中盐水浓度从0～36%，凝固点从0℃降低然后上升到0℃可得出结论；根据盐冰的熔点低于0℃分析；当有杂质掺入时熔点会降低．

（1）要使用量程为﹣20℃～102℃的温度计，主要考虑盐水的凝固点低于﹣2℃时，便于测出盐水的凝固点；

（2）从表格中的数据可看出，盐水的浓度一直在变大，而盐水的凝固点是先降低后又升高；

（3）药品要求在0℃以下存放，要求所选物质的熔点在0℃以下，冰的熔点是0℃，盐冰的熔点低于0℃，所以冷藏盒中应使用盐水冰块；

（4）寒冷的冬季，向积雪撒盐，在其它条件相同时，积雪上洒盐水是掺有杂质，积雪的熔点降低，使积雪熔化．

9．如图甲，是“探究某种固体物质熔化时温度变化规律”的实验装置（该物质的沸点为217.9℃）．图乙是根据实验数据描绘出的该物质在熔化过程中温度随时间变化的图象．

（1）该物质的熔点是　　℃．

（2）该物质在AB段的比热容　   　在CD段的比热容．（选填“大于”“小于”或“等于”）

（3）实验小组的同学发现加热20min后继续加热，被研究物质的温度却不再升高，这是因为　                           　．

【答案】（1）80；（2）小于；（3）此时液体已经到达沸点，开始沸腾．

【解析】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．解决此题要结合热量公式Q=cm△t进行求解，由表格可知AB段和CD段的温度变化，从而可比较二者比热容关系．液体沸腾时吸收热量，温度保持不变．

（1）由图知，该物质在熔化过程中，温度保持80℃不变，所以该物质为晶体．并且熔点为80℃．

（2）由图象可知，在相同的时间内，该物质在AB段的升温比CD段快，由Q=cm△t可知，物质在AB段的比热容小于CD比热容．

（3）液体沸腾的特点：不断吸收热量，温度保持不变，因此加热20min后，被研究物质的温度不再升高，这是因为此时液体已经到达沸点，开始沸腾．

10.（2020沈阳）安安和康康共同探究物质A和物质B熔化时温度的变化规律。

(1)实验所用装置如图甲所示，在安装上有一处明显的错误，其错误之处是______；

(2)调整好器材后，他们开始实验，如图乙所示，读取温度计示数的方法正确的是______（选填“a”、“b”或“c”）；

(3)在实验过程中，他们每隔记录一下物质A和物质B的温度，并把数据记录在表格里。根据表中数据可以判断______（选填“物质A”或“物质B”）是晶体，它在这段时间内处于______（选填“固态”、“固液共存”或“液态”）状态，在此过程中它的内能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

物质A、物质B熔化时温度随时间变化情况的记录表

【答案】 (1)试管B碰到了烧杯底    (2) b    (3)物质A     固液共存     增大

【解析】(1)使用水浴法加热物质时，试管的底部不能碰到容器底或容器壁，故图甲装置中存在的错误是：试管B碰到了烧杯底。

(2)使用温度计测量物体温度，读数时，视线要与温度计液柱上表面相平，不能俯视或仰视，故ac错误，b正确。故选b。

(3)由表格数据可知，物质A和B都在不断吸收热量，物质A有一段时间吸收热量，但温度保持不变，故物质A是晶体。

物体A在这段时间，继续吸热，温度保持不变，属于熔化过程，故物质A此时处于固液共存状态。

晶体在熔化过程不断继续吸收热量，内能不断增大。