17熔化和凝固（培優(yōu)） 知識(shí)講義含練習(xí)答案解析

PAGE熔化和凝固（提高）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道物質(zhì)的三種狀態(tài)，固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)，能描述三種物態(tài)的基本特征；2.知道熔化過程要吸熱，凝固過程要放熱；3.知道晶體和非晶體的區(qū)別；4.理解晶體的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)；5.掌握熔化和凝固過程的溫度時(shí)間圖像；6.通過探究活動(dòng)，使學(xué)生了解圖象是一種比較直觀的表示物理量變化的方法?！疽c(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、物態(tài)變化1、物態(tài)變化：物質(zhì)各種狀態(tài)間的變化叫做物態(tài)變化。2、水的三種狀態(tài)及三種狀態(tài)間的轉(zhuǎn)化：狀態(tài)形狀、體積的固態(tài)（冰）有固定的形狀，很難被壓縮液態(tài)（水）沒有固定的形狀，很難被壓縮氣態(tài)（水蒸氣）沒有固定的形狀，容易被壓縮要點(diǎn)詮釋：1、固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)是物質(zhì)常見的三種狀態(tài)，在常溫下呈現(xiàn)固態(tài)的物體一般稱固體，如：鋼鐵、食鹽等；在常溫下呈現(xiàn)液態(tài)的物質(zhì)，一般稱為液體，如：水、酒精等；在常溫下呈現(xiàn)氣態(tài)的物質(zhì)，一般稱為氣體，如：氧氣、二氧化碳等。2、自然界中的物質(zhì)通常情況下都有三種狀態(tài)，如：常溫下鐵是固態(tài)，加熱至1535℃時(shí)變成液態(tài)；加熱至2750℃時(shí)，變成氣態(tài)。要點(diǎn)二、熔化和凝固1、熔化：物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)叫熔化。2、凝固：物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)叫凝固。3、晶體與非晶體：（1）晶體：有些固體在熔化過程中不斷吸熱，溫度卻保持不變，這類固體有固定的熔化溫度。如：冰、海波、各種金屬。（2）非晶體：有些固體在熔化過程中，不斷吸熱，溫度不斷上升，沒有固定的熔化溫度。如：蠟、松香、玻璃、瀝青。4、熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)：（1）熔點(diǎn)：晶體熔化時(shí)的溫度叫熔點(diǎn)。

（2）凝固點(diǎn)：晶體凝固時(shí)的溫度叫凝固點(diǎn)。

要點(diǎn)詮釋：1、晶體熔化的條件是：（1）溫度達(dá)到熔點(diǎn)（2）繼續(xù)吸熱2、晶體凝固的條件是：（1）達(dá)到凝固點(diǎn)（2）繼續(xù)放熱3、晶體和非晶體的區(qū)別：（1）相同點(diǎn)：都是從固態(tài)變成液態(tài)的過程；在熔化過程中都需要吸熱。（2）不同點(diǎn)：晶體有熔點(diǎn)，非晶體沒有熔點(diǎn)；晶體和非晶體的熔化圖象不同。4、晶體熔化凝固圖象：

圖中AD是晶體熔化曲線圖，晶體在AB段處于固態(tài),吸收熱量溫度升高，在BC段是熔化過程，吸熱，但溫度不變，處于固液共存狀態(tài)，CD段處于液態(tài),吸熱溫度升高，熔化時(shí)間t1~t2；而DG是晶體凝固曲線圖，DE段于液態(tài)，EF段是凝固過程，放熱，溫度不變，處于固液共存狀態(tài)。FG為固態(tài)放熱溫度降低，凝固時(shí)間t3~t4。要點(diǎn)三、【高清課堂《熔化和凝固》】熔化吸熱凝固放熱1、熔化吸熱：晶體熔化時(shí)雖然溫度不變，但是必須加熱，停止加熱，熔化馬上停止。即熔化過程要吸熱。2、凝固放熱：反過來，凝固是熔化的逆過程，液體在凝固時(shí)要放熱，放熱快凝固快，放熱慢凝固慢，不能放熱凝固停止。3、應(yīng)用：北方寒冷的冬天，在地下菜窖里放幾桶水，利用水結(jié)冰時(shí)放熱使窖內(nèi)溫度不會(huì)太低，不會(huì)凍壞青菜。要點(diǎn)詮釋：晶體在熔化和凝固的過程中，溫度沒有達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)，吸收熱量只能使其溫度升高而不能熔化；液體溫度沒有達(dá)到凝固點(diǎn)時(shí)，放出熱量只能使其溫度降低而不能凝固?！镜湫屠}】類型一、熔化和凝固現(xiàn)象1.【高清課堂《熔化和凝固》】下列自然現(xiàn)象中，通過熔化形成的是（）Ａ.春天河里的冰雪化成了水Ｂ.夏天清晨，花葉上的露水Ｃ.秋天，籠罩大地的霧Ｄ.冬天空中紛飛的雪花【思路點(diǎn)撥】辨別物態(tài)變化，首先確定物體開始的狀態(tài)（固、液、氣），物體最后的狀態(tài)（固、液、氣），然后根據(jù)物體變化的名稱來判斷?！敬鸢浮緼【解析】冰化成水是固態(tài)變化為液態(tài)，屬于熔化現(xiàn)象，符合題意；露水是空氣中的水蒸氣遇冷所致，氣態(tài)到液態(tài)不符合題意；霧是空氣中的水蒸氣遇冷所致，氣態(tài)到液態(tài)不符合題意；雪是空氣中的水蒸氣遇冷形成的小冰晶，氣態(tài)到固態(tài)不符合題意?！究偨Y(jié)升華】此類問題是考查對(duì)物態(tài)變化過程中的熔化現(xiàn)象的理解，辨別物態(tài)變化，要搞清楚物質(zhì)的初態(tài)和末態(tài)，如：熔化初態(tài)固態(tài)，末態(tài)是液態(tài)。舉一反三：

【變式】（蘭州中考）下列物態(tài)變化中，屬于凝固現(xiàn)象的是（）A．春天，白霧彌漫B．夏天，大雨滂沱C．秋天，霜打枝頭D．冬天，千里冰封【答案】D類型二、熔化和凝固圖象2.如圖所示，是海波的熔化圖象，下列說法中正確的是（）A．海波的熔點(diǎn)是48℃B．海波在BC段沒有吸收熱量C．在第6分鐘時(shí)海波已全部熔化D．海波在CD段是氣態(tài)【答案】A【解析】BC段為晶體的熔化過程，由圖象可知對(duì)應(yīng)溫度48℃即為海波的熔點(diǎn)，所以A選項(xiàng)正確；圖中BC段為晶體的熔化過程，在這段過程中，溫度不變，但海波仍要吸收熱，所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤；圖中BC段為晶體的熔化過程，第6min即固態(tài)海波的溫度剛升高到熔點(diǎn)，剛開始熔化，所以C錯(cuò)誤；圖中BC段為晶體的熔化過程，海波處于固液共存狀態(tài)，C點(diǎn)是海波剛?cè)咳刍?，處于液態(tài)，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤?！究偨Y(jié)升華】此題考查晶體的熔化圖象，通過圖象得出物理信息：晶體的熔點(diǎn)、初始溫度、熔化過程所用時(shí)間以及各段物質(zhì)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)等。舉一反三：

【變式】（湖州一模）現(xiàn)代建筑出現(xiàn)一種新設(shè)計(jì)：在墻面裝飾材料中均勻混人顆粒狀的小球，球內(nèi)充入一種晶體材料，當(dāng)溫發(fā)升高時(shí)，球內(nèi)材料熔化吸熱；當(dāng)溫度降低時(shí)球內(nèi)材料凝固放熱，使建筑物內(nèi)溫度基本保持不變。圖中表示球內(nèi)材料熔化圖象的是（）【答案】A類型三、綜合應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)探究3.（深圳校級(jí)二模）冰的質(zhì)量一定能增加的是（）A．-10℃的冰投入1℃的水中B．-10℃的冰放入1℃的空氣中C．-2℃的冰放進(jìn)0℃的水中D．0℃的冰放進(jìn)0℃的空氣中【思路點(diǎn)撥】要使冰的質(zhì)量增加，一定有水變成冰．水變成冰是一個(gè)液體變成固體的過程，這個(gè)過程中需要滿足：1、有溫度差，產(chǎn)生熱傳遞；2、達(dá)到凝固點(diǎn)后繼續(xù)放熱，因此此時(shí)需要周圍溫度低于凝固點(diǎn)?！敬鸢浮緾【解析】A、-10℃的冰投入1℃的水中，1攝氏度的水在變?yōu)?度過程中放熱使-10攝氏度的冰溫度上升，所以不能明確在水下降到0攝氏度時(shí)，冰是否也達(dá)到了0攝氏度，如果冰與水的溫度一樣，不再發(fā)生熱傳遞，水不能繼續(xù)放熱不能結(jié)成冰，所以還是原來的冰水混合物，冰可能不增加，不合題意；B、-10℃的冰放入1℃的空氣中，冰放在空氣中，沒有水變成冰，不合題意，C、-2℃的冰放進(jìn)0℃的水中，此時(shí)水與冰有溫差，產(chǎn)生熱傳遞，水可以繼續(xù)放熱結(jié)冰，符合題意；D、0℃的冰放進(jìn)0℃的空氣中，冰放在空氣中，沒有水變成冰，不合題意，故選C?！究偨Y(jié)升華】此題通過水結(jié)冰的條件的考查，要根據(jù)凝固特點(diǎn)進(jìn)行分析。舉一反三：

【變式】如圖所示，將一支盛水的試管插入足夠多的冰水混合物中，那么試管中的水（）A．很快就會(huì)結(jié)成冰B．只要經(jīng)過足夠長的時(shí)間，水肯定會(huì)結(jié)成冰C．在短時(shí)間內(nèi)水不會(huì)結(jié)成冰D．時(shí)間再長水也不會(huì)結(jié)成冰【答案】D4.下表是小明“探究某種物質(zhì)的凝固特點(diǎn)”時(shí)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）（1）分析表中數(shù)據(jù)可知：第min時(shí)的數(shù)據(jù)有明顯錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)時(shí)的室溫是℃。該物質(zhì)在第4min時(shí)的狀態(tài)是態(tài)，它是（選填“晶體”或“非晶體”），在凝固過程中熱量，溫度。（2）課后小明又進(jìn)行了以下探究：如圖所示，在容器A內(nèi)裝水，在容器B內(nèi)裝鹽水，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)容器A內(nèi)有冰出現(xiàn)，由此可以判斷原來容器B內(nèi)鹽水的溫度O℃（選填“高于”、“等于”或“低于”）【答案】（1）1.5；21；固液共存；晶體；放出；不變；（2）低于【解析】（1）從表格中可以得出，在1.5min的時(shí)候是48℃，所以有明顯錯(cuò)誤，到最后溫度一直穩(wěn)定到21℃，所以室溫是21℃；從3min到4.5min溫度一直穩(wěn)定在48℃，為固液共存狀態(tài)，該物質(zhì)有固定的凝固點(diǎn)，說明該物質(zhì)是晶體，該物質(zhì)在凝固的過程中，放出熱量，溫度不變。（2）從圖中可以看出A容器內(nèi)的液體溫度受到B容器的溫度影響，一段時(shí)間內(nèi)，A中出現(xiàn)冰，說明溫度降低，所以B容器的溫度低于O℃?！究偨Y(jié)升華】晶體的凝固過程是一個(gè)放熱的過程，對(duì)于這個(gè)過程所呈現(xiàn)的現(xiàn)象要熟練掌握，同時(shí)對(duì)于凝固曲線圖也要會(huì)畫，學(xué)會(huì)觀察記錄數(shù)據(jù)的表格。舉一反三：

【變式】如下圖是某種固體加熱變成液態(tài)時(shí)的溫度隨時(shí)間變化的曲線圖，觀察圖象并回答：（1）固體在開始加熱時(shí)的溫度為，固體的熔點(diǎn)為。（2）這種物質(zhì)在固態(tài)時(shí)的名稱為。（3）圖中BC段表示物質(zhì)處于狀態(tài)（選填“固態(tài)”、“液態(tài)”或“固液共存”），物質(zhì)在熔化過程中共持續(xù)了分鐘。【答案】（1）-5℃；0℃（2）冰（3）固液共存；4【鞏固練習(xí)】一、選擇1.（寶應(yīng)縣二模）剛從冰箱冷凍室里取出的冰糕，馬上吃時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)舌頭往往會(huì)被凍在冰糕上，這是因?yàn)樯囝^上的水發(fā)生了（）A．熔化B．凝固C．汽化D．凝華2.用0℃的冰和0℃的水冷卻食品，用冰的效果更好。這是因?yàn)?)A．冰比水更涼B．冰比水的溫度低C．冰在熔化時(shí)要吸收大量的熱D．冰可以和食品充分接觸3.炎熱的夏天，在陽光的燒灼下，柏油公路會(huì)變軟，這一現(xiàn)象說明（）A．柏油是非晶體，沒有一定的熔點(diǎn)，受熱后逐漸變軟B．柏油是晶體，受熱后未達(dá)到熔點(diǎn)，先變軟C．柏油是晶體，受熱后達(dá)到熔點(diǎn)，已經(jīng)開始熔化D．柏油的硬度不夠，不能確認(rèn)柏油是晶體還是非晶體4.（深圳校級(jí)二模）海波的熔點(diǎn)是48℃，那么48℃的海波所處的狀態(tài)是（）A．一定是固態(tài)B．一定是液態(tài)C．一定是固、液共存態(tài)D．以上都有可能5.加熱一塊-5℃的冰，則最先出現(xiàn)的現(xiàn)象是()A．冰塊熔化，溫度上升B．冰塊熔化，溫度不變C．冰塊溫度上升D．不發(fā)生變化6.（和平區(qū)一模）如圖是某種物質(zhì)熔化時(shí)溫度隨時(shí)間變化的圖象，從圖象中獲得的信息，以下說法正確的是（）A． 它的沸點(diǎn)是80℃B． 30min時(shí)它是液態(tài)C． 它不是晶體，熔化所用的時(shí)間大約是36minD． 它在第10min～20min過程中不吸收熱量7.物體放出熱量，它的溫度（）A．一定降低B．一定升高C．可能降低，也可能升高D．可能降低，也可能保持不變二、填空8.固體分為和兩類，有一定的熔化溫度，這個(gè)溫度叫，沒有一定的熔化溫度。9.（安慶一模）我國在研制艦載機(jī)時(shí)用到了先進(jìn)的3D激光打印技術(shù)，包括打印鈦合金機(jī)身骨架及高強(qiáng)鋼起落架等，其中的關(guān)鍵技術(shù)是在高能激光的作用下，鈦合金、高強(qiáng)鋼等金屬材料熱量，成液態(tài)（填物態(tài)變化名稱），然后按構(gòu)件形狀重新結(jié)晶。10.在東北，人們冬季里喜歡做“凍豆腐”。光滑細(xì)嫩的豆腐，經(jīng)冷凍再解凍以后，會(huì)出現(xiàn)許多小孔．小孔產(chǎn)生的原因是豆腐里的水先后（填物態(tài)變化名稱）而形成的。11.請(qǐng)根據(jù)下表所列的是幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)，回答問題。（1）考察團(tuán)到南極考察時(shí)，測量氣溫應(yīng)該使用溫度計(jì)；（2）處于-265℃的氫是態(tài)；（3）如果純金戒指不小心掉進(jìn)鋼水中，熔化（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）；（4）白熾燈發(fā)光時(shí)的溫度達(dá)到2000℃以上，因此白熾燈的燈絲應(yīng)選用金屬制成。12.（濱?？h二模）如圖是某同學(xué)常溫下在教室內(nèi)用甲乙裝置分別探究“冰和蠟燭熔化的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)．甲裝置缺少酒精燈加熱是（選填“可行”或“不可行”）的；采用乙裝置加熱方式的優(yōu)點(diǎn)是，根據(jù)探究可知，熔化過程中冰的質(zhì)量（選填“變大”“不變”或“變小”）。三、實(shí)驗(yàn)探究13.炎熱的夏季，家中的蠟燭、柏油路上的瀝青會(huì)變軟。而冰塊熔化時(shí)，沒有逐漸變軟的過程。由此推測，不同物質(zhì)熔化時(shí)，溫度的變化規(guī)律可能不同，我們選用碎冰和碎蠟研究物質(zhì)的熔化過程。為讓碎冰和碎蠟均勻和緩慢地熔化，我們把碎冰放到盛有溫水的燒杯中，把碎蠟放到盛有熱水的燒杯中分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

（1）圖2是（填“冰”或“蠟”）的溫度隨時(shí)間變化的圖象。圖3所示溫度計(jì)顯示的是蠟?zāi)硶r(shí)刻的溫度，它的示數(shù)是℃。（2）在冰和蠟熔化過程中，如果將試管從燒杯拿出來，冰和蠟停止熔化．將試管放回?zé)?，冰和蠟又繼續(xù)熔化．說明固體熔化時(shí)需要。（3）為了使冰和蠟受熱均勻，實(shí)驗(yàn)中采用做法有和。（4）如果讓你自己實(shí)驗(yàn)探究冰和蠟熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律，你在實(shí)驗(yàn)中會(huì)想到注意哪些問題呢？請(qǐng)你至少寫出一條注意事項(xiàng)。四、簡答題14.我國研制的一種聚乙烯材料，超過40℃時(shí)完全熔化，低于15℃時(shí)完全凝固．有人設(shè)計(jì)，把這種材料制成小顆粒，摻在水泥中制成地板或墻板，在晝夜溫度變化大的地區(qū)用這種地板和墻板修筑房屋，便可以起到調(diào)節(jié)室溫的作用。請(qǐng)你解釋，這種設(shè)計(jì)的原理是什么？15.（漳州模擬）成語、諺語、古詩詞是經(jīng)過幾千年歷史錘煉的漢語精華，也蘊(yùn)含著豐富的物理知識(shí)，“冰，水為之，而寒于水”，此句出自《荀子?勸學(xué)》。請(qǐng)寫出其中蘊(yùn)含的物理知識(shí)。【答案與解析】一、選擇1.【答案】B【解析】從冰箱冷凍室中取出的冰糕，用舌頭去添了一下，舌頭被“粘住”了，是由于舌頭上的水遇到溫度較低的冰糕放熱發(fā)生了凝固現(xiàn)象。故選B。2.【答案】C【解析】用質(zhì)量相等的O℃的冰冷卻物體，冰吸收熱量首先熔化成O℃的水，比用O℃的水直接冷卻物體多了一個(gè)冰熔化吸熱的過程，所以要使物體冷卻，用質(zhì)量相等的O℃的冰和O℃的水，冰的效果會(huì)好些。3.【答案】A【解析】柏油是非晶體，所以沒有一定的熔點(diǎn)，它是隨著溫度的升高逐漸由硬變軟；故選A。4.【答案】D【解析】海波的熔點(diǎn)是48℃，所以48℃的海波可能是固態(tài)（達(dá)到熔點(diǎn)尚未熔化），可能是液態(tài)（剛剛?cè)刍Y(jié)束），也可能是固液混合態(tài)（熔化過程中）所以A、B、C是錯(cuò)誤的，D正確，故選D。5.【答案】C【解析】給-5℃的冰加熱，冰的溫度首先要升高，當(dāng)冰的溫度升高到0℃的時(shí)候繼續(xù)吸熱冰才能熔化，在熔化的過程中溫度保持不變。6.【答案】B【解析】分析圖象可知，這是晶體熔化時(shí)的圖象，圖象中呈水平的一段所對(duì)應(yīng)的溫度80℃就是物質(zhì)的熔點(diǎn)，在整個(gè)過程中，物質(zhì)是吸熱的，熔化的過程從第10分鐘開始，到第25分鐘左右結(jié)束，約進(jìn)行了15分鐘。10分鐘以前，該物質(zhì)處于固態(tài)，25分鐘以后，該物質(zhì)處于液態(tài)，因此對(duì)照各選項(xiàng)的說法可知，只有選項(xiàng)B是正確的。故選B。7.【答案】D【解析】晶體在凝固的過程中，雖然繼續(xù)放熱，但溫度是不變的。二、填空8.【答案】晶體；非晶體；晶體；熔點(diǎn)；非晶體9.【答案】吸收；熔化【解析】鈦合金、高強(qiáng)鋼等金屬材料在高溫下由固態(tài)變成液態(tài)，是熔化現(xiàn)象，需要吸熱；然后按構(gòu)件形狀重新結(jié)晶，是凝固現(xiàn)象，凝固放熱，故答案為：吸收；熔化。10.【答案】凝固；熔化11.【答案】（1）酒精；（2）固；（3）會(huì)；（4）鎢．【解析】（1）南極溫度很低，水銀的凝固點(diǎn)是-39℃，拿到南極后凝固變成固態(tài)，無法使用；而酒精的凝固點(diǎn)是-117℃，在南極仍為液態(tài)，可以用來測量氣溫。（2）氫的凝固點(diǎn)是-259℃，當(dāng)它處于-265℃時(shí)，氫已凝固為固態(tài)。（3）因?yàn)榻鸬娜埸c(diǎn)小于鋼的熔點(diǎn)，而液態(tài)的鋼水溫度會(huì)超過1083℃，溫度高于金的熔點(diǎn)1063℃，金會(huì)熔化。（4）白熾燈發(fā)光時(shí)溫度高達(dá)2000℃以上，這個(gè)溫度已經(jīng)超過了金和鋼的熔點(diǎn)，它們會(huì)熔化為液態(tài)，故不能使用；而鎢的熔點(diǎn)高達(dá)3410℃，可以用來制作燈絲。12.【答案】可行；可使物質(zhì)均勻受熱；變小【解析】（1）由于冰在常