3.2 熔化和凝固-2023-2024學(xué)年八年級物理上冊舉一反三系列（解析版）（人教版）

3.2熔化和凝固（解析版）本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解物質(zhì)的熔化現(xiàn)象；2.理解物質(zhì)的凝固現(xiàn)象；3.了解熔化與凝固時(shí)吸放熱規(guī)律；4.認(rèn)識晶體和非晶體及其物態(tài)變化規(guī)律；5.通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識物質(zhì)熔化規(guī)律。要點(diǎn)一熔化和凝固1．熔化：物質(zhì)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程，稱為熔化；熔化要吸熱。2．凝固：物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程，稱為凝固；凝固要放熱。要點(diǎn)詮釋：3.晶體與非晶體：（1）晶體：有確定熔化溫度的固體稱為晶體。如：冰、海波、各種金屬。（2）非晶體：沒有確定熔化溫度的固體稱為非晶體。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）有無熔點(diǎn)是晶體和非晶體的主要區(qū)別，同一種晶體的凝固點(diǎn)跟它的熔點(diǎn)相同。（2）晶體熔化的條件是：①達(dá)到熔點(diǎn)；②繼續(xù)吸熱。（3）晶體和非晶體的區(qū)別：物理過程晶體非晶體熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)有沒有熔化過程吸收熱量，溫度不變吸收熱量，溫度升高凝固過程放出熱量，溫度不變放出熱量，溫度降低熔化條件溫度達(dá)到熔點(diǎn)，繼續(xù)吸熱吸收熱量熔化圖象凝固圖象（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?！纠浚?023·岳陽）鑄造青銅器時(shí)，工匠將銅料加熱化為銅液注入模具，銅液冷卻成形，青銅器鑄造初步完成。下列說法正確的是（）。A.銅料化為銅液需要放熱 B.銅料化為銅液是熔化C.銅液冷卻成形需要吸熱 D.銅液冷卻成形是凝華【答案】B?！窘馕觥緼B．熔化是固態(tài)變成液態(tài)，銅料化為銅液是熔化現(xiàn)象，熔化過程需要吸熱，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．凝固是液態(tài)變成固態(tài)，銅液冷卻成形是凝固現(xiàn)象，凝固過程需要放熱，故CD錯(cuò)誤。故選B。【變式1】（2023·泰安）下列物態(tài)變化的實(shí)例中，屬于凝固現(xiàn)象的是（）。A.滴水成冰 B.氣凝結(jié)霜 C.冰雪消融 D.濃霧消散【答案】A?！窘馕觥緼．滴水成冰，是液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，是凝固現(xiàn)象，故A符合題意；B．氣凝結(jié)霜，是氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，是凝華現(xiàn)象，故B不符合題意；C．冰雪消融，是固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，是熔化現(xiàn)象，故C不符合題意；D．濃霧消散，是液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，是汽化現(xiàn)象，故D不符合題意。故選A?！咀兪?】（2023·濟(jì)南）我國古代很早就對物態(tài)變化有所認(rèn)識和應(yīng)用。早在公元前21世紀(jì)，我國就掌握了青銅冶鑄技術(shù)。如圖所示的鑄造青銅鐘，就是讓經(jīng)過冶煉的液態(tài)銅在泥模內(nèi)發(fā)生_________制成的。東漢王充所著《論衡》中有“云霧，雨之征也，夏則為露，冬則為霜，溫則為雨，寒則為雪”。其中“露”是空氣中的水蒸氣遇冷發(fā)生_________形成的。【答案】①.凝固；②.液化?！窘馕觥縖1]冶煉的液態(tài)銅在泥模內(nèi)變成固態(tài)的青銅器，這是凝固現(xiàn)象。[2]“露”是空氣中的水蒸氣遇冷變成液態(tài)的小水滴，這是液化現(xiàn)象?！咀兪?】（2023·南充）詩詞是我國優(yōu)秀文化遺產(chǎn)之一，對下列詩句中所包含的物理現(xiàn)象分析正確的是（）。A.“一夜新霜著瓦輕，芭蕉新折敗荷傾。”——“霜”的形成是凝華現(xiàn)象，需要吸熱；B.“可憐九月初三夜，露似真珠月似弓?！薄奥丁钡男纬墒瞧F(xiàn)象，需要放熱；C.“白日黃流漲渭城，三更風(fēng)紫盡成冰?！薄氨钡男纬墒悄态F(xiàn)象，需要放熱；D.“蠟燭有心還惜別，替人垂淚到天明?！薄皽I”的形成是熔化現(xiàn)象，需要放熱【答案】C?！窘馕觥緼．“霜”是空氣中的水蒸氣遇冷凝華為固體的冰晶，附著在建筑物或植被表面，此過程中放熱，故A錯(cuò)誤；B．“露”都是由水蒸氣液化形成的，液化放熱，故B錯(cuò)誤；C．這里的“冰”是水凝固形成的，是凝固現(xiàn)象，需要放熱，故C正確；D．“淚”的形成是屬于蠟燭的熔化現(xiàn)象，需要吸熱，故D錯(cuò)誤。故C正確。要點(diǎn)二晶體熔化規(guī)律1．實(shí)驗(yàn)器材：酒精燈、燒杯、石棉網(wǎng)、試管、溫度計(jì)、火柴、攪拌器、三腳架、鐘表。2．實(shí)驗(yàn)藥品：海波（硫代硫酸鈉）、蜂蠟。3．實(shí)驗(yàn)裝置：4．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）觀察海波熔化時(shí)的現(xiàn)象？（2）當(dāng)溫度達(dá)到40℃后，每隔半分鐘記錄一次海波的溫度。（3）當(dāng)海波開始熔化后繼續(xù)加熱溫度是否升高？如果停止加熱還能繼續(xù)熔化嗎？（4）用記錄的數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖。5．表格：t/min11.522.53……T海波/℃T蜂蠟/℃實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象6．海波、蜂蠟熔化圖象：7．分析論證：從描繪出的圖象容易看出，AB段：海波經(jīng)過緩慢加熱，溫度逐漸升高，仍為固態(tài)；BC段：當(dāng)溫度達(dá)到48℃時(shí)，海波開始熔化，在熔化過程中，雖然繼續(xù)加熱，但海波的溫度保持不變，固液共存；CD段：直到全部熔化后，溫度才繼續(xù)上升，變?yōu)橐簯B(tài)。蜂蠟的熔化過程則不同。由圖象可看出，隨著不斷加熱，蜂蠟的溫度逐漸升高，在此過程中，蜂蠟由硬變軟，最后熔化成液體。要點(diǎn)詮釋：（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)燒杯中的水，可用40℃左右的溫水，待測物質(zhì)的溫度升到40℃時(shí)，開始記錄。（2）應(yīng)選擇較細(xì)的試管，以增大海波的受熱面積，且裝入試管中的海波不宜過多。（3）對海波的加熱應(yīng)較緩慢，為此可在燒杯中加一支溫度計(jì)，用來監(jiān)測燒杯中水的溫度，一般應(yīng)使試管內(nèi)、外溫度計(jì)的示數(shù)差保持在2—3℃左右。（4）晶體熔化規(guī)律實(shí)驗(yàn)?？紗栴}：考查方向解答思路晶體熔化條件達(dá)到熔點(diǎn)、繼續(xù)吸熱熔化曲線特點(diǎn)熔化過程中，固液共存態(tài)溫度不變（曲線水平段）石棉網(wǎng)、燒杯內(nèi)放水的作用受熱均勻確定熔點(diǎn)熔化曲線水平段對應(yīng)的溫度溫度計(jì)的使用注意事項(xiàng)溫度計(jì)應(yīng)放在被測液體中間部位、不能碰器壁、讀取溫度時(shí)不能取出溫度計(jì)儀器安裝順序自下而上晶體與非晶體的區(qū)別晶體有固定熔點(diǎn)，熔化曲線可反映出來熔化過程的吸放熱熔化過程吸熱（內(nèi)能增加）【例】（2023·長沙）環(huán)衛(wèi)工人往結(jié)冰的橋面撒鹽加快冰的熔化，激發(fā)了小明探究鹽水凝固點(diǎn)的興趣。他把兩杯濃度不同的鹽水放入冰箱冷凍室里，當(dāng)杯內(nèi)的鹽水中出現(xiàn)冰塊時(shí)測量它們的溫度，溫度計(jì)的示數(shù)如圖所示（每支溫度計(jì)的單位都是攝氏度），圖乙中溫度計(jì)的示數(shù)為___________℃，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，鹽水的濃度越高，其凝固點(diǎn)越___________。【答案】①.-5；②.低?！窘馕觥縖1]由圖可知，溫度計(jì)的分度值為1℃，且溫度在零刻度以下，因此甲中溫度計(jì)讀數(shù)為-2℃，乙中溫度計(jì)讀數(shù)為-5℃。[2]由甲乙兩圖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，濃度較高的鹽水在更低的溫度下還未凝固，證明鹽水的濃度越高，其凝固點(diǎn)越低?！咀兪?】（2023·武漢）某實(shí)驗(yàn)小組用兩套如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置分別研究海波和石蠟的熔化過程。（1）如圖乙所示，溫度計(jì)顯示的是石蠟在某時(shí)刻的溫度，它的示數(shù)是___________。（2）海波熔化過程中不斷___________（填“放出”或“吸收”）熱量，溫度___________（填“升高”“不變”或“降低”）。（3）兩支試管中分別盛有海波和石蠟，當(dāng)兩者全部熔化后，該實(shí)驗(yàn)小組繼續(xù)研究海波和石蠟的凝固過程。將兩支試管從燒杯中取出，靜置于空氣中自然冷卻，每隔2min同時(shí)記錄一次溫度，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)在同一個(gè)圖像中畫出它們的溫度隨時(shí)間變化的曲線，如圖丙所示。下列說法正確的是___________（填標(biāo)號）。A.石蠟的凝固點(diǎn)為48℃B.實(shí)驗(yàn)室內(nèi)環(huán)境溫度為20℃C.0~15min內(nèi)的任一時(shí)刻，石蠟和海波的溫度都不可能相同【答案】①.36℃；②.吸熱；③.不變；④.B?！窘馕觥浚?）[1]溫度計(jì)的分度值為1℃，因此此時(shí)讀數(shù)為36℃。（2）[2][3]海波是晶體，根據(jù)晶體熔化特點(diǎn)，晶體在熔化過程中吸熱，溫度保持不變。（3）[4]由圖可知，室內(nèi)溫度為20℃，海波和石蠟溫度組件下降；5min的時(shí)候海波和石蠟溫度同為48℃，由于石蠟是非晶體，沒有固定熔點(diǎn)。故選B?！咀兪?】（2023·懷化）圖甲是探究晶體海波熔化過程的實(shí)驗(yàn)裝置，圖乙是海波熔化時(shí)溫度隨時(shí)間變化的曲線圖。由乙圖可知海波熔化時(shí)需要______（選填“吸熱”或“放熱”）且溫度______（選填“升高”或“保持不變”或“降低”）。BC段對應(yīng)溫度如圖丙所示，則海波的熔點(diǎn)是______，可選用______（選填“實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)”或“體溫計(jì)”）進(jìn)行測量?！敬鸢浮竣?吸熱；②.保持不變；③.48；④.實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)?！窘馕觥縖1][2]由乙圖可知海波熔化時(shí)一直在加熱，需要吸熱，且溫度保持不變。[3][4]BC段對應(yīng)溫度如圖丙所示，溫度計(jì)的分度值為1℃，刻度值上大下小，為零上溫度，則海波的熔點(diǎn)是48℃。體溫計(jì)的測量范圍為35~42℃，低于海波的熔點(diǎn)，不能用體溫計(jì)測量，可選用實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)進(jìn)行測量?！咀兪?】（2023·湘潭）用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，探究室溫下冰熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律。（1）將冰打碎后放入燒杯，溫度計(jì)插入碎冰中。圖中溫度計(jì)示數(shù)為__________℃；（2）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成圖所示圖像，可知，AB段該物質(zhì)是__________態(tài)，BC段__________（選填“需要”或“不需”）吸熱；由實(shí)驗(yàn)可知，冰屬于__________（選填“晶體”或“非晶體”）；（3）研究表明晶體的熔點(diǎn)與壓強(qiáng)有關(guān)，壓強(qiáng)越大，晶體的熔點(diǎn)越低，如圖，在溫度較低的環(huán)境中，將拴有重物的細(xì)金屬絲掛在冰塊上，金屬絲下方與冰接觸處的壓強(qiáng)__________（選填“增大”或“減小”），從而使冰的熔點(diǎn)__________（選填“升高”或“降低”）了，金屬絲下方的冰塊熔化，熔化而成的水又很快凝固，金屬絲穿冰塊而過且不留縫隙。【答案】①.-3；②.固；③.需要；④.晶體；⑤.增大；⑥.降低。【解析】（1）[1]由圖可知，溫度計(jì)分度值為1℃，液面在0以下第三個(gè)刻度，所以溫度計(jì)示數(shù)為-3℃。（2）[2][3][4]觀察圖像可知，冰在B點(diǎn)還未開始熔化，即AB段該物質(zhì)為固態(tài)；在C點(diǎn)已經(jīng)完全熔化，而在BC段處于熔化過程中，吸收熱量，溫度保持不變，說明冰有固定的熔化溫度，為晶體。（3）[5][6]晶體的熔點(diǎn)與壓強(qiáng)有關(guān)，壓強(qiáng)越大，晶體的熔點(diǎn)越低。將拴有重物的細(xì)金屬絲掛在冰塊上，壓力一定，金屬絲下方與冰接觸處的部分受力面積較小，增大了壓強(qiáng)，從而降低冰的熔點(diǎn)，使金屬絲下方的冰塊先其它部分的冰熔化。要點(diǎn)三熔化、凝固在生活中的應(yīng)用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。【變式1】（2023·眉山）下列生活中的現(xiàn)象與物態(tài)變化名稱對應(yīng)正確的是（）。A.春天冰雪消融——熔化 B.夏天灑水降溫——液化C.秋天細(xì)雨綿綿——升華 D.冬天大雪紛飛——汽化【答案】A?！窘馕觥緼．春天，冰雪融化是物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)的熔化過程，故A正確；B．夏天灑水降溫，主要是利用水蒸發(fā)時(shí)吸熱的原理，故B錯(cuò)誤；C．雨是水蒸氣液化形成的，是液化現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；D．冬天的雪，是空氣中的水蒸氣遇冷凝華形成的小冰晶，故D錯(cuò)誤。故選A。【變式1】（2023·德陽）如圖所示，關(guān)于生活中的物態(tài)變化，下列說法正確的是（）。A.甲圖中燒開水的時(shí)候，壺口的“白氣”是水汽化吸熱形成的水蒸氣；B.乙圖中用冰箱制作冰棒，發(fā)生了凝固放熱的現(xiàn)象；C.丙圖中初春，湖面上冰化成水是冰升華放熱；D.丁圖中深秋，楓葉上形成霜是水固化放熱【答案】B?！窘馕觥緼．壺口的白氣是水蒸氣遇冷液化形成的小水珠漂浮在空氣中形成的，故A錯(cuò)誤；B．制作冰棒時(shí)水由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，屬于凝固過程，會(huì)放出熱量，故B正確；C．冰化成水由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，屬于熔化過程，需要吸收熱量，故C錯(cuò)誤；D．霜是空氣中的水蒸氣遇冷直接由氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)形成的，屬于凝華過程，會(huì)放出熱量，故D錯(cuò)誤。故選B?！咀兪?】學(xué)習(xí)物態(tài)變化時(shí)，老師寫了一幅對聯(lián)，上聯(lián)是“杯中冰水，水放熱結(jié)冰溫度不降”；下聯(lián)是“盤內(nèi)水冰，冰吸熱化水溫度未升”。該對聯(lián)先后包含的兩種物態(tài)變化分別是和。【答案】凝固；熔化?！窘馕觥可下?lián)是“杯中冰水，水放熱結(jié)冰溫度不降”是指水凝固成冰，放出熱量，溫度保持不變。下聯(lián)是“盤內(nèi)水冰，冰吸熱化水溫度未升”是指冰熔化成水，吸收熱量，溫度保持不變。【變式3】請根據(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，