3.2熔化和凝固 学案(有答案)

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3.2熔化和凝固 学案(有答案)

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/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
【学习目标】
1. 知道什么是物态变化
2. 知道固体熔化的规律
3. 掌握晶体与非晶体熔化和凝固的特点
4. 根据熔化和凝固的特点选择合适的温度计
5. 能知道生活中对应的一些熔化和凝固的现象
【自主学习】
一、物态变化
固态、液态和气态是物质常见的三种状态。天气热的时候,从冰柜中拿出的冰,一会儿就变成了水,再过一段时间水干了,变成看不见的水蒸气,跑得无影无踪。
随着温度的变化,物质会 三种状态之间变化。
通常呈固态的铝、铜、铁等金属,在温度很高时也会变成 ;
通常呈气态的氧气、氮气、氢气等,在温度很低时也会变成液态、固态。物质各种状态间的变化叫做 。
二、熔化和凝固
实验:探究固体熔化的规律
实验器材如图所示,我们需要注意的是组装的顺序应为 ,这样是为了方便调整器材的高度,避免不必要的麻烦。
加热时要用酒精灯外焰加热(外焰的温度最高,能够缩短加热的时间,提高实验效率)。温度计的玻璃泡要 插入待测物中(和测量水温一样)。
石棉网的作用:使得烧杯底部 ,避免炸裂。
水浴加热器(条件不太好的是用搅拌器代替)的作用是想要待测物受热均匀。
有时候还会出现撤去酒精灯后,烧杯中的水依旧能维持一段时间的加热状态,原因是石棉网上还有 ,还能提供一段时间(时间较短)的热量。
用来加热的固体为小颗粒最佳,目的是方便 ,越容易熔化。(一大坨的话,这一坨内部可能受热就没有外面“好”)。
三、熔点和凝固点
下图为两种物质的熔化曲线图,值得注意的是,只有“海波”这类物质才有“固液共存态”。B所对应的温度叫做 ,B~C这个过程中虽然温度不变,但是持续加热,吸收的热量逐渐变大。B点时的瞬间为固体,C点时的瞬间为液态,B~C为固液共存态。
如果记录的时间间隔太长或者待测物太少,均会导致BC段变得比较 。(“长”/“短”)
像有“海波”这样的熔化曲线的物质叫做 ,有“石蜡”这样类型的熔化曲线的物质叫做 。
下图是晶体和非晶体的熔化与凝固图像:
四、熔化吸热、凝固放热
晶体在熔化过程中虽然温度不变,但是必须 ,熔化过程才能完成,这表明晶体在熔化过程中吸热。反过来,液体在凝固成晶体的过程中放热,但是 不变。非晶体在熔化或凝固过程中也吸热或放热,但是温度 。
夏天,如果我们要喝冰凉的饮料,往往会在饮料中加上几个冰块,而不是直接加冷水。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热,从而使饮料的温度下降得更多。
在北方的冬天,为了很好地保存蔬菜,人们通常会在菜窖里放几桶水,这样可以利用水 时放出的热使窖内的温度不会太低(随着时代的不同,存储方式也会多种多样)。
【例1】冬天,室外已结冰。某同学把酒精和水的混合液体放到室外(温度大约为-5 ℃),经过相当长时间后,从室外取回混合液体时,却发现混合液体没有凝固。就这个现象你能提出什么猜想 根据这个猜想举出一个可能应用的例子。
【例2】小何与小冯在做“探究海波的熔化”实验时,实验装置如图甲所示。请你完成下列问题:
(1)安装实验装置应按 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行。而将装有海波的试管浸没在水中进行实验是为了让海波 ;
(2)图甲温度计示数为 ℃;小冯每隔相等时间记录下温度并绘制出温度随时间的变化图像如图乙所示,从图像中发现海波的熔化过程共用了 min;
(3)如图乙,在第3min时海波处于 (选填“固”或“液”)态;若在第10min时将装有海波的试管从热水中取出置于空气中,则此时海波 (选填“会”或“不会”)继续熔化。
(4)从图像上看,海波熔化过程中温度 ,海波是 (“晶体”或者“非晶体”),在10min中时属于 ,海波的熔点是 。
(5)小何在做该实验时发先BC段极短,询问小冯后得知 。
(6)心急的小冰为了在不改变质量的情况下用了图丙的方式使得海波快速受热,同组的大冰却认为这种方式不妥,大冰的理由是: 。
【例3】小明猜想水中加入别的物质后,一定会对水的凝固点产生影响,为了验证这一猜想,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程.每隔一定时间,小明就观察盐水状态、测出温度,并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像,如图甲.如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中如图乙,则下列说法正确的是( )
A.由甲图可知,盐水的凝固点为2℃
B.由甲图可知,盐水的凝固过程用时20min
C.乙图中,试管中冰水混合物中的冰会变少
D.乙图中,烧杯中盐冰水混合物中水会变多
【例4】如图所示,分别表示甲、乙、丙、丁四种物质吸热或放热过程中温度随时间变化的图线,下列说法正确的是( )
A.甲种物质是晶体,图线表示的是凝固过程
B.乙种物质是非晶体,图线表示的可能是熔化过程
C.丙种物质是非晶体,图线表示的是凝固过程
D.丁种物质是晶体,图线表示的是凝固过程
【例5】如图甲是观察某物质熔化和凝固特点的实验装置,图乙是根据实验绘制的温度随时间变化的图像,下列说法错误的是(  )
A.甲图中该实验装置正确安装顺序是CBA
B.该物质是晶体,熔化过程用时约10分钟
C.在第15分钟,该物质处于固液共存状态
D.80℃的该物质一定处于固液共存状态
【例6】小明想探究水中加入别的物质后,会否对水的凝固点产生影响,为此,他向水中加盐制成盐水,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。每隔一定时间,小明观察盐水状态、测出温度,并根据记录的数据作出了温度一时间图像如图甲所示。
(1)从图像可以看出盐水的凝固过程用了 min;凝固过程 (选填“吸收”、“放出”)热量,盐水结成的盐冰是 (选填“晶体”、“非晶体”)。
(2)如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中如图乙所示,试管中冰水混合物中的冰会 (选填“增多”、“减少”、“不变”)
(3)实验中盐水的凝固点为 ℃。为了交通安全,人们常在不能及时熔化的积雪地面上散融雪剂(如图丙所示),常用融雪剂的成分是工业用盐(非食用盐),请解释融雪剂可加快积雪熔化的原因是 。
【归纳整理】
【课后巩固
1.下列物质中,更加适合用来冷却和加热的是(  )
A.0℃的冷水和100℃的水蒸气 B.0℃的冰和100℃的水蒸气
C.0℃的冷水和100℃的沸水 D.0℃的冰和100℃的沸水
2.春节假期,小明看到民间艺人制作“糖画”,如图所示,用它画成各种小动物图案,再慢慢晾干变硬。关于制作“糖画”的全过程(  )
A.糖的物态变化是先熔化后凝固
B.糖的物态变化是先凝固后熔化
C.糖的温度一直在升高
D.糖的温度一直在降低
3.把盛有碎冰块的大试管插入烧杯里的碎冰块中,如图所示。用酒精灯对烧杯底部慢慢加热,当烧杯中的冰块有大半熔化时,试管中的冰(  )
A.熔化一部分
B.全部熔化
C.一点也不熔化
D.无法判断
4.水的凝固点是,如果把的冰放在的房间里,则(   )
A.冰一定会熔化,但不会全变成水 B.冰一定不会熔化
C.冰可能会熔化也可能不会熔化 D.冰将全部熔化
5.如图所示,北方冬季贮菜,为防止地窖的菜被冻坏,人们常在地窖里放几桶水,这是利用了水(  )
A.凝固放热
B.比热容小吸收的热量多
C.汽化吸热
D.比热容大放出的热量多
6.两盆水里面都有没熔化的冰块,一盆放在阳光下,一盆放在阴凉处,两盆的水温相比(   )
A.在阳光下的那盆水的温度高
B.在阴凉处的那盆水的温度高
C.两盆一样高
D.无法确定
7.水在自然界以不同形态存在。雨、露、雾、霜、雹、水蒸气、都是水的“化身”,属于固态的有 ,液态的有 ,气态的有 。
8.据《周礼》记载,冰鉴是我国智慧的古人发明的可以给食物保鲜的容器,剖面图如图所示。在外部容器内装入冰块,利用冰块 (填物态变化名称)吸热的原理,达到保鲜食物的目的。

9.如图所示,水中加冰块,喝着比较凉爽,是因为冰块在 (填物态变化名称)时吸热,冰块消失前饮料温度的特点是 .
10.据新闻报道,吉林省一“熊孩子”因好奇舔路灯杆舌头被“粘”住,公安民警让温水顺着路灯杆缓缓流到男孩舌头与路灯杆接触点后,男孩方才得救。男孩舌头被“粘”住的原因是舌头上的液体遇冷 (填物态变化名称)。这个过程需要 。
11.如图所示,在天宫课堂上,王亚平老师触碰乙酸钠溶液球后,液体球迅速“结冰”,成为一个白色固体小球,这属于 (填写物态变化名称)现象;此过程要 (选填“吸热”或“放热”)。
12.荀子的名篇《劝学》中说:“冰,水为之,而寒于水”。句中的“寒”表示的物理量是 ,水在 (填物态变化名称)过程中变为冰,实际温度 。
13.固态物质分为晶体和非晶体,图甲为某物质的凝固图像,根据图像可知该物质固态时是 ;若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中,如图乙,则试管内冰的质量将 。
14.光纤熔接机(如图)主要用于光通信项目中光缆的对接和维护,主要是靠高压电弧放电将需要对接的两光纤断面 (填写物态变化名称),同时用高精度运动机构平缓推进让两根光纤融合成一根,再让光纤 (选填“吸热”或“放热”)凝固,即完成对接。
15.如图甲是“探究固体熔化时的特点”实验装置,请按要求回答以下问题。
(1)安装图甲所示的实验器材时,应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序进行,除图甲所示器材外,还需要的测量工具是 ;
(2)实验前应在试管内装入适量 (选填“颗粒较大”或“颗粒较小”)的海波和石蜡,采用“水浴法”加热除了可以减缓升温速度,还能使物质 ;
(3)图乙是根据实验数据做出的海波和石蜡的温度随时间变化的图像,其中 (选填“a”或“b”)是石蜡的熔化图像。第5min时海波处于 (选填“固态”、“液态”或“固液共存态”);
(4)有同学发现,在海波熔化过程中撤去酒精灯,海波仍能继续熔化一段时间,原因是海波可以继续 (选填“吸收”或“放出”)热量;
(5)实验中收集多组数据是为了 (选填“A”或“B”)。
A.寻找普遍规律
B.减小实验误差
16.小华设计了如图的甲、乙两种装置来探究“冰的物态变化规律”。
(1)该实验应选用 选填(“大冰块”或“碎冰块”)来进行实验,效果更好些;
(2)为了使试管中的冰受热均匀且便于记录各时刻的温度值,小华应选用 (选填“甲”或“乙”)装置来进行实验;
(3)用酒精灯对烧杯加热,当试管中的冰完全熔化后,继续加热一段时间,如图丙是整个实验过程中温度随时间的变化图象,由图象可知:冰熔化的过程是BC段,在第4分钟时处于 状态;
(4)图象丙中,在实验过程中BC段和DE段,温度保持不变,此过程中 。
A.都不吸热
B.BC段吸热,DE段不吸热
C.都吸热
D.BC段不吸热,DE段吸热
17.利用图甲的装置探究海波熔化时温度的变化规律。图乙中的ABCD和AEFG分别是根据实验数据绘制的海波温度随时间变化的图像。
(1)图甲中,将装有海波的试管放入水中加热是为了使海波 ;
(2)实验中需要测量的物理量是时间和温度,并及时观察海波的 ;
(3)分析图乙中的图像AEFG,在4 5min时间内,试管内的海波处于 态;
(4)分析图乙中的两个图像可以看出,海波熔化时尽管不断吸热,但温度 ;
(5)图乙中的两个图像有所不同,可能的原因是海波的 不同。
18.图甲是探究“冰熔化时温度变化规律”的实验,图乙是实验中某时刻温度计的示数,图丙是根据实验数据画出的图像;
(1)装有碎冰的烧杯直接放置在空气中,应选用颗粒 (选填“较大”或“较小”)的冰块做实验。不用酒精灯加热,这样做,既能使烧杯 ,而且冰的温度升高较 (选填“快”或“慢”),便于记录各个时刻的温度;
(2)实验中,应始终注意观察烧杯中冰的 变化,并每隔1min记录一次 的示数,由图乙可读出某时刻温度计的示数是 ℃;
(3)由图丙可知,冰在熔化过程中吸热,温度 (选填“升高”、“不变”或“降低”),第6分钟处于 态,冰的熔化过程共经历了 分钟。
19.不同物质由固态变成液态的过程中,温度的变化规律相同吗?小明分别采用如图甲、乙所示的实验装置探究石蜡、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,还能使试管内的物质 ;
(2)图乙中读取温度计示数的方法正确的是 (选填“a”“b”或“c”),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像(如图丙),其中石蜡的熔化图像是图 (选填①或②),判断依据是 ;
(4)要减少冰从开始加热到熔化的时间采用的方法是 ,图①中物质在bc之间处于
(选填“固态”、“液态”或“固液共存态”)。
1.某综合实践活动小组在制作一个医用冷藏盒时,不知道给药品降温用冰好,还是盐水结成的冰好?他们动手测量了盐水的凝固点。
(1)在选择器材时,小明提出不要使用量程为-2℃~102℃的温度计,要使用量程为-20℃~102℃的温度计,这样考虑主要是基于什么假设? ;
(2)小明和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图像如图所示,则小明所测盐水的凝固点是 ℃;
(3)他们同时发现所测得盐水凝固点并不相同,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,而小红加了3汤匙的盐,由此做出猜想∶盐水的凝固点与盐水的浓度有关。接着多次实验得出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 ;
(4)小明由表格数据得到盐水浓度为21%时凝固点最低,其值为-18℃,你认为他的判断准确吗?
(填“准确”或“不准确”),你判断的理由是: ;
(5)你认为给冷藏盒中药品降温最好选用 (填“冰”或“适当浓度盐水结成的冰”)。
2.图甲所示是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)如图乙所示是根据实验数据描绘的海波温度随时间变化的图像,熔化过程对应图线中的 段(选填“AB”或“BC”),在熔化过程中海波吸收热量,但温度 (选填“升高”“降低”或“不变”),它是一种 (选填“晶体”或“非晶体”);
(2)本实验中使用隔水加热(水浴法)的目的是:
1、 ;2、 ;
(3)用质量m1的海波实验,绘制的温度随时间变化的图线如图丙中的a,若用质量为m2(m2>m1)的海波做实验,得到的图线可能是图丙中的 (选填“b”“c”或“d”);
(4)实验器材的组装需要 (选填“由上而下”或“由下而上”),大试管的位置也要恰当,在这里的“恰当”的具体要求是 。
(5)在实验中发现萘熔化时恒温过程不明显(如图丙)。出现这种现象的可能原因是 (写出一种即可)。
3.小明尝试用学过的物理知识解释一些生活现象,下列说法中不正确的是(   )
A.在某高寒地区,要使用酒精温度计而不是水银温度计来测量气温,这是因为液态水银比液态酒精的凝固点低
B.小明爸爸用电烙铁把玩具中断开的电路重新焊接好,焊锡发生的物态变化是先熔化后凝固
C.雪天为了使积雪快速熔化,环卫工人在路面上撒盐,这是因为盐使积雪的熔点降低
D.炎热的夏天,沥青表面被烤化,这是熔化现象
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
【参考答案】
【自主学习】
一、物态变化:固、液、气 ;液态和气态;物态变化
二、熔化和凝固:自下而上;全部;受热均匀;余温;受热均匀
三、熔点和凝固点:熔点;短;晶体;非晶体
四、继续加热;温度;改变
【例1】两种不同凝固点的物质相互混合,凝固点会变得更低,且向着凝固点更低的物质靠近,但是这个还是和两种物质混合时的“多少”有关
【例2】(1)自下而上、受热均匀;(2)7 ;(3)固、不会;(4)保持不变、晶体、固液共存态、48℃ ;(5)海波质量太小(或者记录时间的间隔太长);(6)物质和试管受热不均匀,且这样容易使得试管炸裂,造成危险
【例3】D 【例4】B 【例5】D
【例6】(1)10、放出、晶体;(2)增多;(3)-2、融雪剂的凝固点比雪低
【课后巩固】
基础练习
1. B 2. A 3. C 4. B 5. A 6. C
7. 霜、雹;雨、露、雾; 8. 熔化 9. 熔化、保持不变
10. 凝固、放热 11. 凝固、放热 12. 温度、凝固、保持不变
13. 晶体、增加 14. 熔化、放热
15. (1)自下而上、秒表;(2)颗粒较小、受热均匀;(3)a 、固液共存态;(4)吸收;(5)A
16. (1)碎冰块;(2)乙 ;(3)固液共存;(4)B
17. (1)均匀受热;(2)温度、状态;(3)固液共存;(4)不变;(5)质量
18. (1)较小 、受热均匀 、慢;(2)状态、温度计、-4;(3)升高、固液共存、 4
19. (1)A 、受热均匀;(2)b、-4;(3)② 、没有熔点;(4) 减少冰的质量、固液共存态
能力提升
1. (1)盐水的凝固点可能低于-2℃;(2)-4;(3)先降低后升高;(4)不准确、表格能看出21%时最低,但不代表整个变化趋势下,这个点就是最低的峰值;(5)适当浓度盐水结成的冰
2. (1)BC、不变、晶体;(2)可以使海波受热均匀(温度上升较慢,便于记录)、保护试管,防止其炸裂;(3)C;(4)自下而上、 试管内的海波必须完全浸没,且不碰到杯壁和杯底;
(5) 荼的质量太少
3. A
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

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