七下第三章 第2节 物态变化 举一反三(含解析)

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七下第三章 第2节 物态变化 举一反三(含解析)

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第2节 物态变化
考点一、热与热量
(一)物体的吸热与放热
实验操作 (1)在小烧杯里装约13杯的热水,在大烧杯里装12杯冷水,分别用温度计测出温度;(2)将小烧杯放到大烧杯内,使小烧杯浮在水中,每过1min,分别测出两个烧杯中的水温
数据记录
现象 热水的温度降低,冷水的温度升高,最后两者的温度相等
分析 引起两个烧杯中水温变化的原因是小烧杯中的热水放出能,大烧杯中的冷水吸收能
结论 温度不同的两个物体之间会发生热传递。发生热传递时,能会从温度高的物体传向温度低的物体。高温物体放出了能,温度降低;低温物体吸收了能,温度升高
(二)热量的定义:物体吸收或放出热的多少叫作热量,用符号Q 表示。
(三)热量的单位:热量的单位是焦耳,简称焦,符号为J 。它是为纪念英国科学家焦耳而命名的。更大的热量单位是千焦,符号为kJ 。
温度和热量的区别
温度(是状态量) 热量(是过程量)
区别 概念 表示物体的冷热程度 在热传递过程中,传递能量的多少
表述 用“降低”“升高”等表述 用“放出”“吸收”等表述
单位 摄氏度(℃) 焦耳(J)
(四)物体吸、放热和温度、质量的关系
酒精灯的使用方法
操作 步骤 图示
点燃酒精灯 在点燃酒精灯时,用火柴自下而上点燃,不能用一个酒精灯对着另一个去点,这样容易流出酒精引发火灾
熄灭酒精灯 酒精灯在使用完之后,禁止用嘴吹,要用灯帽盖灭,盖完之后再揭开,最后再盖一下
观察酒精灯的火焰 (1)焰心:温度相对较低,大约为50℃至80℃ 。(2)内焰:温度适中,大约为90℃至160℃ 。(3)外焰:温度最高,可以达到约400℃至500℃,加热时一般用外焰
用酒精灯加热试管中的少量液体 (1)点燃酒精灯;(2)试管夹应夹在试管的中上部,大约离试管口1/3处;(3)试管口朝上,倾斜大约45 放置于外焰加热。这样可以保证试管有最大的受热面积,同时避免液体沸腾时喷出伤人
典例1:在探究水和食用油吸热能力的实验中,小金同学猜想物体温度升高吸收热量的多少可能与质量和物质的种类有关。为了验证猜想,同组的同学经过讨论,制订了两个方案。
方案一:让研究对象升高相同的温度,然后比较它们吸收的热量。
方案二:让研究对象吸收相同的热量,然后比较它们升高的温度。
(1)实验室准备了两个规格相同的电加热器、两支温度计、两个烧杯、秒表、适量的水和食用油,为了完成实验,还需要   。
(2)两方案中水和食用油吸热多少是通过   来反映的。
(3)为了验证猜想,小金做了如下实验:在两个相同的烧杯中分别盛有质量相等的水和食用油,用两个规格相同的电加热器进行加热,下表是他的实验记录。根据实验记录可以知道:小金选择   (填“方案一或“方案二”)进行实验。
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6
水的温度/℃ 20 22 24 26 28 30 32
油的温度/℃ 20 24 28 32 36 40 44
变式1:下列关于热量的说法中正确的是(  )
A.100℃的热水和0℃的冷水混合后,水温一定是50℃
B.温度降低得多的物体,放出的热量一定多
C.热量一定是从高温物体传递给低温物体,或从物体的高温部分传递给低温部分
D.温度高的物体具有的热量多
变式2:对于热量的认识,下列说法中正确的是(  )
A.温度高的物体放出的热量多,温度低的物体放出的热量少
B.温度高的物体所含的热量多,温度低的物体所含的热量少
C.同一物体温度改变得越大,吸收或放出的热量越多
D.质量大的物体比质量小的物体所含的热量多
变式3:酒精灯是实验室中常用的仪器。为探究酒精灯火焰的温度,如图小外同学取一根小木棒放在酒精灯的焰心部位,一定时间后观察现象。
(1)对于“一定时间”较合理的是(  )
A.2分钟 B.20秒 C.2秒 D.0.2秒
(2)小外要判断火焰不同部分温度的高低,需观察的是   ;
(3)由实验现象可以得出酒精灯火焰温度最高的部位是   。
考点二、熔化与凝固
(一)物态变化
随着温度的变化(温度是物态变化的决定因素),物质会在固态、液态、气态(同一种物质在固、液、气之间的变化)三种状态之间发生变化,这种变化叫作物态变化。
(二)熔化与凝固的概念
①熔化:物质从固态变成液态的过程,如冰变成水,铁块在高温下变成铁水等,都属于熔化现象。
②凝固:物质从液态变成固态过程,如水结成冰,铁水遇冷变成铁块或铁片等,都属于凝固现象。
熔化、溶化和融化的区别
①熔化是指物质从固态变成液态的过程,熔化时要吸收热量,所以用火字旁“熔”。例如,给糖块加热,糖块熔化成糖浆。
②溶化是指固态物质在液体中分散开来,最后变成液态的混合物的现象,要发生溶化必须有液体,所以用三点水旁“溶”。例如,食盐溶于水,形成盐水。
③融化特指冰、雪、霜等受热后化成水,多用于日常用语或文学作品中。
目的 不同物质在由固态变成液态的过程中,温度的变化规律及物质的状态变化
实验器材 铁架台、酒精灯、石棉网(使烧杯受热均匀)、烧杯、试管、温度计、水、海波、松香、秒表、火柴等
设计实验和实验过 (1)将海波装进小试管,并在小试管中插入温度计,如图所示。将小试管放入盛有水的烧杯里,缓慢加热,观察海波状态的变化。从温度达到40 ℃时开始,每隔0.5 min 记录一次温度,直到海波全部熔化后再记录4 5 次。(2)改用松香做实验,重复上述过程
注意:①为了使固体受热均匀,试管应选择较细的,且装入的海波和松香不要太多,同时应用酒精灯缓慢加热。②实验时,海波和松香应适量,目的是避免加热时间过短或过长,影响实验效果。
数据记录 记录温度时间间隔不要太长,否则可能记录不到温度不变的过程。
数据处理 以纵轴表示温度,横轴表示时间,根据表中的数据用描点法画出海波和松香的熔化图像,如图
实验现象及分析 海波受热温度逐渐升高,当温度达到48℃时开始熔化,继续加热,温度保持不变,由固态变成固、液共存态,直至全部熔化后,温度又开始上升。说明海波要达到一定温度(48℃)才开始熔化,且熔化过程中温度不变。松香受热过程中,温度持续上升,固体由硬变软、变稀,最后变成液体。说明松香没有一定的熔化温度,且熔化过程中温度不断上升
探究结论 由实验探究可知,一部分固体物质(如海波)熔化时温度不变,需要不断吸热,熔化过程中处于固、液共存态。一部分固体物质(如松香)熔化时温度不断升高,需要吸热,是一个逐渐变软再变稀的过程
拓展:水浴法是一种能给物体均匀、间接地加热,并能控制温度上升速度的好方法。如海波的熔化温度是48℃,而酒精灯火焰的温度高达几百摄氏度,如果用酒精灯直接给海波加热,由于海波不能均匀受热,将难以观察到其熔化过程中温度不变的过程。而把试管放入盛水的烧杯中,用酒精灯对烧杯加热,通过烧杯中的水缓慢、均匀加热试管时,试管内的海波均匀受热,缓慢升温,从而能够有充分的时间观察现象、测量温度,最终得出结论。
(三)液体凝固的特点
(1)在海波熔化结束一段时间后,停止加热,海波的温度逐渐降低,但并不会凝固,只有当温度降到48℃时,海波才开始凝固,且在凝固的过程中,海波的温度保持不变,直到全部凝固后,温度才继续下降。
(2)对液态的松香停止加热后,松香逐渐由稀变软最后变成固态,在这一过程中松香温度不断降低。
(3)由此可知,凝固过程是熔化的逆过程,当物质由液态变成固态时,会向外界放热。
(四)晶体和非晶体
分类 定义 常见物质
晶体 有些固体在熔化过程中不断吸热,温度却保持不变,有固定的熔化温度,这类固体叫作晶体 海波、冰、萘、食盐、各种金属等
非晶体 有些固体在熔化过程中,只要不断地吸热,温度就会不断地上升,没有固定的熔化温度,这类固体叫作非晶体 石蜡、松香、玻璃、沥青、塑料、橡胶等
(五)熔点与凝固点
①熔点:晶体熔化时的温度叫作熔点。不同的晶体熔点不同,熔点是物质的一种特性。
②凝固点:晶体在凝固的过程中,温度保持不变,这个温度叫作凝固点。同一种晶体的凝固点和它的熔点相同。非晶体没有固定的凝固温度。
(六)晶体和非晶体熔化、凝固现象的比较
晶体 非晶体
熔化过程中 吸热,温度不变 吸热,温度升高
凝固过程中 放热,温度不变 放热,温度降低
熔点、凝固点 有熔点、凝固点,同种晶体的熔点、凝固点相同 没有固定的熔点和凝固点
熔化条件 温度达到熔点,不断吸热 不断地吸热
凝固条件 温度达到凝固点,不断放热 不断地放热
熔化图像
凝固图像
典例1:(2025七下·永康期末)如图所示是探究“某种固体物质熔化特点”的实验装置。
(1)器材组装时,应按照   (填“自上而下”或“自下而上”)的顺序;
(2)实验中,采用“水浴法”加热, 目的是:①使该固体受热均匀;②使该固体升温   ,便于观察现象和记录数据;
时间/ min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
温度 40 42 44 46 48 48 48 48 48 50 52
(3)上表中记录了实验中测得的数据。当此物质温度为48℃时,它的状态为    (填“一定是固态” “一定是液态” “一定是固液共存态”或“固态、液态、固液共存态都有可能”);
(4)如果实验中,该物质熔化的时间过短,将不便于观察现象。请你为此提出改进方法:   。
变式1:(2024七下·宁波期中)如图所示,是一定质量的某物质熔化时温度随时间变化的图像,由图像可知(  )
A.该物质是非晶体
B.该物质的熔点是50℃
C.该物质在熔化过程中吸热且温度升高
D.该物质在第15分钟中,处于固、液共存状态
变式2:(2025七下·天台期末)我国春秋初年就掌握了高超的铸铁技术。图1是某环境下铸造铁器过程中铁的温度随时间变化的图像,图2是物态变化时构成物质的分子(或原子)的间距变化示意图。
(1)由图1可知, 铁属于   (选填“晶体”或“非晶体”),凝固点是   ℃。
(2)若图2中的甲、乙、丙分别表示铁的三种状态,则乙表示   。
变式3:(2025七下·义乌月考)实验室里,同学们进行探究“冰熔化过程中温度变化规律”的实验。
(1)组装实验装置时,对于P和Q,应先调整   (选填“P”或“Q”)的位置;
(2)实验中通过水对试管加热,而不是直接加热试管,目的是    ;
(3)根据实验数据,小科画出了其温度随时间变化的图象如图乙所示,分析图象后可知:
①冰熔化过程中温度   ;
②不考虑热量损失,第2-4min冰吸收的热量   (选填“大于”、“小于”或“等于”)第10-12min水吸收的热量。
考点三、汽化与液化
(一)汽化的概念:物质都由液态变成了气态。物质从液态变为气态的过程叫作汽化(“汽化”不能写成“气化”)。
液化的概念:物质都由气态变成了液态。物质从气态变为液态的过程叫作液化。
(二)蒸发
(1)蒸发的概念:生活中我们发现,洒在地上的水过一会儿就不见了,晾在太阳下的湿衣服不久后也干了。这是因为,虽然没有达到水的沸点,但是水也发生了汽化,变成了气体。这种在任何温度下都能进行的汽化现象叫作蒸发。蒸发是汽化的另一种方式。
(2)蒸发的特点
(a) 在任何温度下都可以发生,如湿衣服在四季都可以晾干;
(b) 只发生在液体表面;
(c) 是缓慢的汽化现象。
(3)现象探究:影响蒸发快慢的因素
探究过程 如图所示,在相同条件下,将湿衣服放在阳光下和阴凉处,比较衣服晾干的快慢 如图所示,在相同条件下,将湿衣服展开与叠起来,比较衣服晾干的快慢 如图所示,在相同条件下,将湿衣服放在通风处和无风处,比较衣服晾干的快慢
现象 阳光下衣服干得快 展开的衣服干得快 通风处的衣服干得快
分析 阳光下温度高,水蒸发快 展开的衣服表面积大,水蒸发快 通风处空气的流速大,水蒸发快
探究归纳 上述现象说明,对同一种液体,影响蒸发快慢的因素有:(1)液体的温度。液体的温度越高,蒸发越快。(2)液体的表面积。液体的表面积越大,蒸发越快。(3)液面上方空气流动的快慢。液体表面上方空气流动越快,蒸发越快
(4)用分子运动的观点解释蒸发现象
从分子的运动来看,液体内大量分子总在不停地运动,其中有些分子运动的速度较大。当这些分子处于液体表面时,就容易克服其他分子对它们的引力,脱离液体进入空气中,这个过程就是蒸发。蒸发只发生在液体的表面。
(5)蒸发致冷
实验过程 温度计置于空气中,读数12 ℃ ;温度计插入酒精中,读数12 ℃ ;温度计从酒精中取出后,读数降至6 ℃ ,后慢慢升高到12 ℃
实验现象 温度计从酒精中取出后,读数先下降后回升
实验分析与结论 温度计从酒精中取出,酒精蒸发会从周围的物体中吸收热量,从而导致周围物体温度降低。说明液体蒸发时吸热,温度降低
实际运用 ①病人发高烧时,使用温水擦拭患者额头、颈部、腋下等,通过水分蒸发吸热使病人体温下降。②炎热的夏季,人能利用汗液的蒸发来调节体温
(三)沸腾
(1)概念:沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
实验思路 我们可以通过将水加热至沸腾,测量水温,根据记录的数据绘制图像,得出水在沸腾前后温度变化特点。实验器材:铁架台、酒精灯、温度计、陶土网、烧杯、秒表、水、带孔硬纸板
实验过程 (1)按从下往上的顺序组装实验装置,在烧杯中加入适量清水,将温度计插入水中,确保温度计的玻璃泡浸没在水中,但不要触及烧杯壁和烧杯底。(2)用酒精灯外焰给水加热,用温度计测量水温,当水温接近90℃时开始计时,每隔0.5min读数一次并记录温度值,直到水沸腾4 5min后为止。观察到的现象如下:
①沸腾前,对水加热,水的温度不断升高;烧杯底部有气泡产生,且温度越高,气泡越多,气泡在上升过程中体积逐渐变小,直至消失,如图甲所示。②沸腾时,对水加热,水的温度保持不变;烧杯内有大量的气泡产生,气泡在上升过程中体积逐渐变大,到达水面破裂,如图乙所示。
实验结论 以时间为横轴,温度为纵轴,在坐标纸上建立直角坐标系,根据表中记录的数据在坐标系中描点,再用平滑的曲线把它们连接起来,画出水沸腾前后温度随时间变化的图像,如图所示。
实验结论 (1)水在一定温度下会发生沸腾;(2)水在沸腾前,吸热、温度不断升高;水在沸腾后,吸热、温度保持不变;(3)水的沸腾是一种剧烈的汽化现象
(2)沸腾的条件:① 液体达到一定温度;②继续吸热。(二者缺一不可)
(3)用分子运动的观点解释沸腾现象:用分子运动的观点看,液体沸腾时,不但处于液面的速度较大的分子要脱离液体表面跑到空气中,而且处于液体内部气泡壁上速度较大的分子也要脱离气泡壁跑到气泡中。所以,沸腾是比蒸发剧烈得多的汽化现象,二者在本质上是相同的。
(4)沸点
(5)蒸发和沸腾的相同点与不同点:
现象 蒸发 沸腾
共同点 都属于汽化现象,都要吸热
不同点 发生部位 液体表面 液体表面和内部
剧烈程度 缓慢 剧烈
发生条件 任何温度 达到沸点,继续吸热
影响因素 液体温度的高低,液体表面积的大小,液体表面上方的空气流速 液体的种类及液体上方气压的大小
不同点 能否观察到 不容易观察到 能,会迅速产生大量气泡
主要应用 致冷、降温 烧开水、分馏
(四)液化
(1)常见的水蒸气液化现象
(2)液化的两种方法
①降低温度
生活实例 在烧杯里加热水,将一块干玻璃片盖在烧杯上,可以看到玻璃片的下表面会附着一些小水珠 冬季的早晨,人说话时嘴里不断地呼出“白气” 在寒冷冬季的早晨,窗户玻璃的内侧出现一层水雾,变得模糊不清
分析原因 水蒸气遇到较冷的玻璃片液化成小水珠 人呼出的水蒸气遇到冷空气液化成小水滴 室内的水蒸气遇到较冷的玻璃液化成小水滴
归纳总结 水蒸气遇冷液化,即温度降到足够低时,气体会发生液化
②压缩体积
实验过程及现象 a.将少量乙醚吸进注射器,取下针头,用橡皮帽把注射器的小孔堵住。b.握住注射器的下端,用食指顶住注射器口,此时注射器内的乙醚为气态。c.向内推动活塞,注射器内的乙醚气体变为液态
归纳总结 气态的乙醚(乙醚是易燃、易爆气体,操作时要远离明火,保证空气流通)体积压缩变为了液态的乙醚,即压缩体积可以使气态的物质发生液化
(3)气体液化在生活中的应用
液化气体的优点:气体经液化后体积减小到原来的1/1000 左右,便于运输、储存和使用。
(4)汽化和液化的对比
前后状态变化 吸、放热情况 方式或方法
汽化 液态→气态 吸热 蒸发或沸腾
液化 气态→液态 放热 降低温度或压缩体积
(5)汽化和液化在生活中的应用
①热管:热管的金属外壳内衬垫一层多孔材料的吸液芯,吸液芯中充以酒精或其他液体,中心是气腔。当管的一端受热时,热端吸液芯内的液体吸热汽化,蒸气沿气腔跑到冷端,在冷端放热液化后,又顺着吸液芯回到热端,如此循环往复。卫星就是利用热管将热从向阳面“搬”到背阴面,使两侧的温度趋于平衡。
②电冰箱:低沸点的冷凝剂在蒸发器里汽化,吸收了冷冻室里的热,使冷冻室里的温度降低。压缩机将产生的蒸汽抽走,压入冷凝器,使之液化并把冰箱里带来的热放出。冷凝剂液化后重新回到蒸发器里,如此循环工作,从而使冷冻室保持相当低的温度。
典例1:(2025七下·义乌月考)小明在厨房中发现:
(1)壶里的水烧开以后,壶嘴上方冒出一团团“白气”。这“白气”实质上是一些小水珠。小明仔细观察又发现:“白气”从喷出到消失要经历三个物理过程。
①靠近壶嘴的地方,我们什么也看不见。这是因为壶内水沸腾时产生了大量的水蒸气,在壶嘴附近由于温度比较   ,仍然保持气体状态。
②水蒸气离开壶嘴一段距离以后,   形成“白气”。(②③两题填物态变化名称)
③“白气”进一步上升,分散到干燥的空气中,发生   现象,我们又什么也看不见了。
(2)冬天,在炉子上烧菜的时候,火焰熄灭前、后一瞬间会出现如图所示两种情景,你可以确定   是火焰熄灭前的图片。
变式1:关于液化现象,下列描述中正确的是(  )
A.冬季从户外走进温暖的室内,眼镜的镜片上出现水雾
B.夏季从室外走进空调房内,眼镜的镜片上出现水雾
C.冬季凌晨玻璃窗户外侧常出现水珠
D.夏季开着空调的小汽车内侧玻璃上常出现水珠
变式2:(2024七下·海曙期中)某科学兴趣小组的同学在学习了影响蒸发快慢的因素后,决定探究液体蒸发的快慢与液体种类的关系。他们选择了水和酒精进行如图甲所示的实验。
(1)某兴趣小组的同学将A、B两个容器放在同一通风的环境中,还需设置B组的温度为   ℃。
(2)该兴趣小组的同学根据实验过程,绘制了容器中水和酒精在蒸发时体积随时间变化的图像,其中C为酒精,D为水。据图可以得出的结论是   。
(3)环境中的湿度越大,水分蒸发得越慢,如果将A组的环境湿度调节为50%,请在图乙中画出容器中水的体积随时间变化的曲线   。
变式3:某兴趣小组用如图甲所示的实验装置探究水沸腾的特点。
(1)安装实验器材时,如图甲所示,应按照   (填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行。请指出图甲中的错误操作:   。
(2)实验中,小华观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同,如图乙所示,其中表示沸腾时气泡上升情况的是图   (填“a”或“b”)。
(3)为了说明水的沸腾过程是否需要吸热,应   ,观察水是否沸腾。
(4)在水沸腾后,烧杯上方出现了大量的“白气”,请解释“白气”是如何形成的:  。
(5)小华完成了实验,并根据实验数据作出了如图丙所示的温度随时间变化的图像,他发现温度计示数的上升先慢后快再慢,产生这种现象的原因是____(填字母)。
A.整个过程中酒精灯的火焰忽大忽小,放热不均匀
B.开始加热时有纸盖,减少了热量的损失
C.开始要加热石棉网和烧杯,后来水温较高时散热变快
考点四、升华和凝华
1.升华和凝华概念:物体从固态直接变成气态的过程叫作升华,从气态直接变成固态的
过程叫作凝华。
2.用分子运动的观点解释升华和凝华:升华是固态物质表面的分子克服其他分子对它的引力进入空气中的过程;而凝华则是气体分子碰到固态物质的表面,并被固态物质分子的引力所束缚的过程。
3.升华吸热、凝华放热:物质升华时要吸收热量,凝华时要放出热量。人们常利用升华吸热的特性来降低物体的温度。
典例1:天津地区一年四季分明,严冬的早晨在窗玻璃上会出现“冰花”。下列说法正确的是(  )
A.冰花主要是水凝固形成的 B.冰花主要是水蒸气升华形成的
C.冰花出现在窗玻璃内侧 D.冰花出现在窗玻璃外侧
变式1:利用干冰进行人工降雨的主要过程是:干冰(固态二氧化碳)在高空中直接变成气体,高空中的水蒸气遇冷直接变成冰晶,冰晶下落时变成雨。以下分析错误的是( )
A.干冰直接变成气体是升华过程 B.干冰直接变成气体是放热过程
C.水蒸气直接变成冰晶是凝华过程 D.冰晶下落时变成雨是吸热过程
变式2:(2025七下·绍兴期末)哈尔滨吸引了众多游客前来尝试“泼水成冰”游戏, “泼水成冰”的游戏需要滚烫的开水在零下30℃以下的极寒环境中才能成功。关于“泼水成冰”的原理说法错误的是(  )
A.开水提供水蒸气的物态变化过程是升华,升华需要吸热
B.图中水蒸气在极寒环境下遇冷放热直接凝华成小冰晶
C.和“泼水成冰”形成原理相同的自然现象还有霜的形成
D.用滚烫的开水而不用冷水是因为开水在短时间内能提供大量的水蒸气
变式3:某物理兴趣小组在学习物态变化知识时做了如下实验:
(1)如图甲所示,在密封的碘锤内放入适量的碘颗粒:将碘锤在热水中加热。你会看到瓶内出现   ,而碘晶粒逐渐消失;将碘锤从热水中拿出,在瓶上方的凹槽内滴几滴水,过一会儿在瓶壁上方出现很多紫色碘颗粒,是由于   。
(2)接着他们利用干冰做了相关实验:在烧杯中放入适量的水,向水中放入一小块干冰,观察到水中很快有大量气泡产生,同时水面有大量“白气”,如图乙所示。水面上的大量“白气”是   (填“水蒸气”“液态水”或“二氧化碳气体”),气泡的主要成分是   (填“白气”“二氧化碳气体”或“水蒸气”),此实验中杯中水温会   (填“上升”“下降”或“不变”)。
5.物态变化总结
物质存在三种状态:固态、液态和气态。这三种状态之间又存在着六种物态变化:熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华。各过程的吸、放热情况与联系如图所示。
6.云、雨、雾、露、霜、雪
自然现象 成因 涉及物态变化
云 太阳光照射,温度升高,地面上的水汽化为水蒸气,含有水蒸气的高温空气上升,在上升过程中,空气逐渐冷却,水蒸气液化成小水滴或凝华成小冰晶,大量的小水滴或小冰晶悬浮在高空,形成了云 汽化、液化、凝华
雨 空气中的水蒸气形成云后,云中的小水珠或小冰晶随着气流运动,它们相遇后越聚越大,达到一定程度后就会下落。在下落过程中,小冰晶吸热熔化成小水珠,与原来的小水珠一起落到地面,形成了雨 熔化
雾 水蒸气在空气中遇冷液化成小水珠,这些小水珠附着在悬浮于空气中的灰尘上,形成了雾 液化
露 空气中的水蒸气遇到温度较低的树叶、花草等,液化成小水珠附着在它们的表面,形成了露 液化
霜、雪 霜是地表附近的水蒸气在温度迅速降低时凝华成的小冰晶;如果高空的水蒸气凝华成小冰晶,可能会以雪的形式降落到地面 凝华
典例1:“缥缈的雾,晶莹的露,凝重的霜,轻柔的雪,同样的水分子,装扮着我们生活的时空。”这是一首描述科学现象的抒情诗。对这首诗中所描述的科学现象,下列理解中正确的是(  )
A.“缥缈的雾”是汽化现象 B.“晶莹的露”是液化现象
C.“凝重的霜”是液化现象 D.“轻柔的雪”是熔化现象
变式1:(2025七下·杭州期末)下列如图自然现象都是由物态变化形成的,其中解释正确的是(  )
A.图①“飘渺的雾”是汽化现象
B.图②“美丽的云”是升华现象
C.图③“凝重的霜”是凝华现象
D.图④“神奇的雾淞”是凝固现象
变式2:(2025七下·宁波期末)诗词是我国优秀文化遗产之一,描写万千气象的诗句更是寄托着诗人的情思,对下列诗句中所包含的物理现象分析正确的是(  )
A.“露香消渴桂花芳,天气偏饶八月凉”中“露”的形成是熔化现象,需要吸热
B.“孟冬十月,北风徘徊,天气肃清,繁霜霏霏”中“霜”的形成是凝华现象,需要吸热
C.“3mm滩头风浪晚,雾重烟轻,不见来时伴”中“雾”“烟”的形成是液化现象,需要放热
D.“人家寒食清明后,天气轻烟细雨中”中“雨”的形成是液化现象,需要放热
变式3:“ 赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”的《中国诗词大会》深受观众青睐。中华诗词蕴含着丰富的科学知识。以下对诗句中有关物态变化的分析,正确的是(  )
A.“天街小雨润如酥,草色遥看近却无。”雨的成因之一是液化现象,需吸热
B.“月 落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠。”霜的形成是凝华现象,需放热
C.“北国风光,千里冰封,万里雪飘。”雪的形成是熔化现象,需吸热
D.“庭院深深深几许,云窗雾阁春迟”雾的形成是凝固现象,需放热
1.下列关于热现象的说法正确的是(  )
A.0℃的冰,其内能为零
B.同一物体温度升高,内能增加
C.物体吸收的热量越多,其温度越高
D.物体的温度越高其含有的热量越多
2.(2024七下·鄞州月考)在下列各图中,能正确描述铁路铁轨的铸造过程中温度变化的是(  )
A. B. C. D.
3.(2024七下·宁波期中)生活中,人们常常把碗放在锅内的水中蒸食物,要求是碗不能与锅底接触,当锅里的水沸腾时,碗里的水会(  )
A.稍后沸腾
B.同时沸腾
C.温度总是低于锅内水的温度,不会沸腾。
D.温度能够达到沸点,但不会沸腾
4.(2024七下·宁波月考)扇扇子感到身上很凉爽和进入空调房感觉到凉爽分别是因为(  )
A.扇来的风把身体周围的热空气赶跑,空调房没有热气
B.扇来的风是凉的,空调的风把身上的热吹掉了
C.扇来的风加快了身上汗液的蒸发,汗液蒸发时要吸热,空调房里本身温度低
D.扇来的风把身上的热吹掉了,空调房内没有热气
5.(2024七下·海曙期中)中国古诗词中蕴含了丰富的科学知识,下列说法正确的是(  )
A.“寒露洁秋空,遥山纷在瞩”——露的形成是熔化现象
B.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠”——霜的形成是凝华现象
C.“斜月沉沉藏海雾,碣石潇湘无限路”——雾的形成是汽化现象
D.“梅须逊雪三分白,雪却输梅一段香”——雪的形成是液化现象
6.汽车开了空调后,前挡风玻璃表面有时会出现“水雾”。下列说法中正确的是(  )
A.夏天,水雾出现在玻璃的外表面;冬天,水雾出现在玻璃的内表面
B.夏天,水雾出现在玻璃的内表面;冬天,水雾出现在玻璃的外表面
C.无论冬夏,水雾是车外空气中的水蒸气遇冷液化后形成的
D.无论冬夏,水雾是车内空气中的水蒸气遇冷液化后形成的
7.(2024七下·宁波期中)冰棍是人们喜爱的一种冷饮,有关物态变化过程和现象下列说法正确的是(  )
A.冰棍制作的最后一个步骤是凝华过程
B.从冰箱拿出的冰棍包装袋上“白粉”的形成是凝固过程
C.打开包装袋,冰棍周围出现的“白气”是汽化现象
D.吃冰棍解热是因为熔化过程吸热
8.(2024七下·奉化期末)如图所示的甜品,在下面盛有水的盘中加了干冰,甜品碗的周围冒着大量的“白气”,拿起碗,看到下面盘中的水在“沸腾”着。下列说法正确的是(  )
A.“白气”是干冰升华成的二氧化碳气体
B.“白气”是盛水盘中的水汽化形成的
C.盘里的水“沸腾”是因为干冰升华使盘中的水吸热后沸腾
D.盘里的水“沸腾”是因为干冰升华成二氧化碳气体从水中冒出
9.用如图所示方式给试管中的冰水混合物加热,在不断加热的过程中,下列现象或事实描述错误的是( )
A.试管中的冰会熔化,烧杯中的水会汽化
B.试管中的冰水混合物,在冰熔化过程中内能增加
C.烧杯中的水在沸腾前会不断以蒸发的形式汽化
D.试管中的水因达不到沸点而不能沸腾
10.如图所示,容器底部装有水,水上面浮有一层沸点比水高的油。如果对容器底部加热,那么下列说法中正确的是(  )
A.开始油蒸发,水不蒸发,然后同时沸腾
B.水先沸腾,油后沸腾,但水和油同时蒸发
C.油蒸发,水不蒸发,直到水全部汽化后,油才沸腾
D.油蒸发,水不蒸发,然后水先沸腾,最后同时沸腾
11.(2023七下·宁海期中)小宁按照书本中的实验要求“探究水的沸腾”。
(1)当水沸腾时的情况如图   (选填“A”或“B”)所示,上升的气泡内主要是   (选填“空气”或“水蒸气”)
(2)小宁前后绘制了两次水沸腾时的温度-时间图象如图C所示,其原因是水的   不同。
12.(2024七下·鄞州期末)图甲为某物质的熔化图像,根据图像可知:
(1)第15min时该物质处于   (填状态)。
(2)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),则试管内冰的质量会   ,冰水混合物的温度会   (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
13.(2025七下·路桥期末)加湿器是一种可以增加空气湿度的设备,已广泛用于日常生活。加湿器内部起关键作用的是超声波雾化片,可以将水“震碎”成极细小的液滴形成白雾,白雾很快“消失”,从而增加空气湿度。
(1)加湿器形成的白雾很快“消失”,该过程为   (填写物态变化)。
(2)下列生活场景中,与该加湿器增加空气湿度原理相似的是   (可多选)。
①晾晒衣服尽量用衣架将湿衣服撑开
②洗手间的干手器通过高速气流吹干手上的水分
③使用电吹风的热风档往往比冷风档更快吹干头发
④扫开操场的积水,加快场地干燥
14.(2025七下·杭州月考)科学就在身边,试着用所学知识解释下列问题。
(1)如图,甲、乙两烧杯中分别装有冰块和热水,上方都盖有玻璃板,过一会将会看到甲玻璃板的   (“内侧”或“外侧”)有小水珠出现,小水珠的形成都是由于水蒸气   (填物态变化)形成的。
(2)为了控制卫星内部的温度在一定范围内,保护卫星内部的电子设备,科学家发明了热管。如图所示为热管传热的原理示意图,金属外壳内衬垫一层由多孔材料做成的吸液芯,芯中充有某种液体,其中心是气腔。卫星利用热管将热量从向阳面“搬”到背阴面,使整体温度趋于平衡。下列对于热管原理的解释,正确的是____(填字母)。
A.热端吸热升华,冷端放热凝华 B.热端吸热汽化,冷端放热液化
C.热端放热汽化,冷端吸热液化 D.热端放热升华,冷端吸热凝华
15.(2025八上·义乌开学考)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,实验装置如图甲所示,固体a的熔化图像如图乙所示,固体b的熔化图像如图丙所示。
(1)固体a熔化过程中,继续加热,温度   (选填“升高”“降低”或“不变”),此时a处于   态(选填“固”“液”或“固液共存”)。
(2)固体b属于一种   (选填“晶体”或“非晶体”)。
(3)已知标准大气压下,水的沸点为100℃。标准大气压下,烧杯与试管中均加入水,通过酒精灯加热,当烧杯中的水沸腾时,试管中的水   沸腾。(选填“会”或“不会”)
16.(2024七下·镇海区期末)实验室里,同学们进行探究“冰熔化过程中温度变化规律”实验。
(1)组装实验装置时,对于P和Q,应先调整    (选填“P”或“Q”)的位置;
(2)实验中通过水对试管加热,而不是直接加热试管,目的是    ;
(3)根据实验数据,小科画出了其温度随时间变化的图象如图乙所示,分析图象后可知:①冰熔化过程中   ;
②不考虑热量损失,第2﹣4min冰吸收的热量    (选填“大于”、“小于”或“等于”)第10﹣12min水吸收的热量。
17.(2025七下·义乌期末)在探究“冰熔化时温度变化的规律”的实验中,分别在烧杯和试管中放入适量的碎冰,并各放了一支温度计组成如图甲所示的实验装置,完成下面探究实验。
(1)在探究“冰的熔化规律”的实验中,宜选用   (选填“碎冰块” “体积较大的冰块”)。
(2)点燃酒精灯给烧杯加热,一段时间后温度计A的示数如图甲,此时温度计示数为   ℃。
(3)实验过程中A、B两个温度计的示数随时间变化的图象如图乙,通过分析图象可知,   (填“实”或“虚”)线是试管内碎冰温度随时间变化的图象,第7min时试管内的碎冰处于   态。
18.(2025七下·宁波期末)沸腾是常见的生活现象,其中蕴含着丰富的科学道理。
(1)图甲是“观察水沸腾”实验的两套装置图,更合适的装置是   (选填字母)。
(2)小科同学在对水加热时,当水温上升到90℃后,每隔1min记一次温度计的示数直至沸腾一段时间,记录的数据如表所示。请根据记录,在图乙中画出水的温度随时间变化的曲线图象。
时间/ min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
水温/℃ 90 93 95 96 97 97.5 98 98.5 99 99 99
(3)在加热过程中,为了缩短时间,将烧杯中的水倒掉一部分继续加热,直至水沸腾。以下是其加热过程的温度随时间变化的图象,正确的是____。
A. B.
C. D.
19.(2025七下·诸暨期末)科学创新小组设计并制作了一个能将水温调控在48℃左右的自动控温杯,结构示意图如图甲,其夹层填充物为海波晶体(熔点为48℃)。小组同学为检测该自动控温杯控温功能,做了如下测试:
(1)原理分析:选择海波作为填充物的原因是,海波熔化过程中持续吸热,温度保持   (选填“上升”、 “不变”或“下降”)
(2)实验验证:在杯中装满100℃的水,盖紧杯盖,摇动杯子,每隔一段时间测量杯中水和海波的温度,并作出温度与时间的曲线图(图乙),发现并没有快速使水达到48℃,请你分析可能的原因   ;
(3)方案迭代:在改进实验后,重复上述实验,并作出温度与时间的曲线图(图丙);请利用题目信息结合所学科学知识,解释热水能快速降温到48℃并维持不变的原因   。
20.(2025七下·玉环期末)课堂上老师演示用纸锅烧水,如图甲所示。已知纸在空气中温度达到183℃就可以燃烧,为什么水能烧开而纸锅不会燃烧呢 带着这个问题,同学们开始探究“水沸腾时温度变化的特点”。
(1)为完成该实验,除了图中的器材外,还需要的测量工具是   ;
(2)用初温为94℃的水做实验,其优点是   。
(3)请在图丁中将图丙收集到的数据绘制成“温度一时间”的关系图像:
(4)交流评估环节中,同学们提出各自的观点,其中正确的有____(填字母)。
A.实验测得水的沸点低于100 ℃,一定是因为温度计已损坏
B.纸锅烧水实验中,纸锅不会燃烧是因为水的沸点低于183℃,且水沸腾时要不断吸热
C.若纸锅中不装水,则它放在火焰上就会燃烧,纸锅燃烧属于化学变化
21.(2025七下·天台期末)某科学兴趣小组利用图甲装置探究水沸腾时的特点。
(1)在安装实验器材时,应按照   (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序进行。
(2)该实验测得水的沸点是   ℃。
(3)实验结束后撤去酒精灯,水还能继续沸腾一小会儿的原因是   。
(4)有同学查阅标准大气压下水的沸点数据后,认为该实验失败。你的看法是   
22.(2025七下·天台期末)电冰箱是常见的家用电器。图甲是电冰箱的工作原理图,其中冷凝剂(沸点为零下在冷冻室的蒸发器内汽化,蒸汽被空气压缩机压缩液化,流经冷凝器后重新回到蒸发器里,如此循环工作,从而使冷冻室保持相当低的温度。
(1)冷凝剂在冷凝器中液化时   (选填“吸热”或“放热”),从而将冷冻室内的热能散失到冰箱外面。
(2)若冷凝剂的质量恒为a克,请在图乙中画出冷凝剂汽化时质量和体积之间的关系图。
(3)冰箱冷冻室门上的密封条用久了易老化,气密性降低,外部空气进入室内,冷冻室的侧壁上就形成厚厚的霜。请解释这些霜的形成原因。   。
23.(2025七下·杭州期末)物态变化是自然界中常见的物质变化,下图是研究物态变化的三个实验及图像。
(1)如图甲所示,是“探究物质的熔化规律”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,再放入大烧杯的水中,观察固体的熔化过程.试管内物质在熔化过程中,某同学根据实验记录的数据描绘出该物质的温度随时间变化的图像,如图乙,则可知该物质是   (填“晶体”或“非晶体”);图像BC段是   过程。
(2)如图丙所示,“研究水的沸腾”的实验中。温度计刚插入热水时,管壁模糊,很难看清示数,原因是   ;水在沸腾过程中,温度将   (填“升高”、“降低”或“不变”)。
(3)如图丁所示,在两个相同的试管中分别装入质量和温度相同的水,然后将沸腾时产生的水蒸气通入试管甲中,水蒸气在甲中几乎全部液化,待甲中的水面上升一段高度后,停止通入水蒸气,测出此时甲中水的温度为t1,再   (填实验操作),摇匀后测出已试管中的水温t2,比较t1、t2,若t1   t2(选填“>”、“<”或“=”),则说明水蒸气液化放热。
24.(2025七下·杭州八县期末)水是生活中常见的物质之一,在一定条件下,水的存在形态会发生变化。
(1)下列场景与液化现象有关的是   :
①晾晒湿衣服; ②梅雨季节墙砖上挂满水珠;③冬天眼镜起雾;
④舞台使用干冰营造“仙雾缭绕”场景;⑤打开冰箱时看到白雾; ⑥盐场晒盐。
(2)科学家发现:水在超低温下能形成比蜂蜜还黏稠的“高密度液态水”;在一定环境中,常温常压下的水可以瞬间结成冰,俗称“热冰”。下列有关说法正确的是(  ).
A.组成“高密度液态水”、 “热冰”和普通水的元素各不相同
B.“高密度液态水”、 “热冰”的存在表明水的化学性质与温度有关
C.水在常温常压下瞬间结成冰,是因为水分子因受到阻碍停止运动
D.“高密度液态水”、 “热冰”的化学性质和普通水相同
(3)我国的航天事业随着科技的发展蒸蒸日上,2025年4 月24 日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。4月25 日1 时许,神舟二十号航天员乘组成功入驻中国空间站,与神舟十九号航天员乘组实现中国航天史上第6次“太空会师”。如图,在火箭发射塔的底部往往安装大大的水槽,火箭发射时,我们可以看到在发射塔下会升起一团巨大的白雾。请结合所学知识,解释白雾产生的原因。
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
知识归纳
典例分析
举一反三
课后巩固
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第2节 物态变化
考点一、热与热量
(一)物体的吸热与放热
实验操作 (1)在小烧杯里装约13杯的热水,在大烧杯里装12杯冷水,分别用温度计测出温度;(2)将小烧杯放到大烧杯内,使小烧杯浮在水中,每过1min,分别测出两个烧杯中的水温
数据记录
现象 热水的温度降低,冷水的温度升高,最后两者的温度相等
分析 引起两个烧杯中水温变化的原因是小烧杯中的热水放出能,大烧杯中的冷水吸收能
结论 温度不同的两个物体之间会发生热传递。发生热传递时,能会从温度高的物体传向温度低的物体。高温物体放出了能,温度降低;低温物体吸收了能,温度升高
(二)热量的定义:物体吸收或放出热的多少叫作热量,用符号Q 表示。
(三)热量的单位:热量的单位是焦耳,简称焦,符号为J 。它是为纪念英国科学家焦耳而命名的。更大的热量单位是千焦,符号为kJ 。
温度和热量的区别
温度(是状态量) 热量(是过程量)
区别 概念 表示物体的冷热程度 在热传递过程中,传递能量的多少
表述 用“降低”“升高”等表述 用“放出”“吸收”等表述
单位 摄氏度(℃) 焦耳(J)
(四)物体吸、放热和温度、质量的关系
酒精灯的使用方法
操作 步骤 图示
点燃酒精灯 在点燃酒精灯时,用火柴自下而上点燃,不能用一个酒精灯对着另一个去点,这样容易流出酒精引发火灾
熄灭酒精灯 酒精灯在使用完之后,禁止用嘴吹,要用灯帽盖灭,盖完之后再揭开,最后再盖一下
观察酒精灯的火焰 (1)焰心:温度相对较低,大约为50℃至80℃ 。(2)内焰:温度适中,大约为90℃至160℃ 。(3)外焰:温度最高,可以达到约400℃至500℃,加热时一般用外焰
用酒精灯加热试管中的少量液体 (1)点燃酒精灯;(2)试管夹应夹在试管的中上部,大约离试管口1/3处;(3)试管口朝上,倾斜大约45 放置于外焰加热。这样可以保证试管有最大的受热面积,同时避免液体沸腾时喷出伤人
典例1:在探究水和食用油吸热能力的实验中,小金同学猜想物体温度升高吸收热量的多少可能与质量和物质的种类有关。为了验证猜想,同组的同学经过讨论,制订了两个方案。
方案一:让研究对象升高相同的温度,然后比较它们吸收的热量。
方案二:让研究对象吸收相同的热量,然后比较它们升高的温度。
(1)实验室准备了两个规格相同的电加热器、两支温度计、两个烧杯、秒表、适量的水和食用油,为了完成实验,还需要   。
(2)两方案中水和食用油吸热多少是通过   来反映的。
(3)为了验证猜想,小金做了如下实验:在两个相同的烧杯中分别盛有质量相等的水和食用油,用两个规格相同的电加热器进行加热,下表是他的实验记录。根据实验记录可以知道:小金选择   (填“方案一或“方案二”)进行实验。
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6
水的温度/℃ 20 22 24 26 28 30 32
油的温度/℃ 20 24 28 32 36 40 44
【答案】(1)托盘天平
(2)加热时间的长短
(3)方案二
【解析】在此实验中用酒精灯加热的时间长短表示水和沙吸热的多少。不同种物质,质量相同,升高相同的温度,吸收的热量不相同,比热容大的物质,吸收的热量多;不同种物质,质量相同,吸收相同的温度,比热容小的物质升温快,比热容大的物质,升温慢;
【解答】(1) 验室准备了两个规格相同的电加热器、两支温度计、两个烧杯、秒表、适量的水和食用油,为了完成实验,还需要准备托盘天平,因为该物质的种类不同,但是质量需要相同;
(2)两方案中水和食用油吸热多少是通过加热的时间长短来反映的。
(3)加热的时间相同表示吸收的热量相同,通过观察升高的温度来研究物体温度升高吸收热量的多少可能与质量和物质的种类有关;选择的是方案二;
故答案为:(1) 托盘天平(2)加热时间的长短 (3) 方案二
变式1:下列关于热量的说法中正确的是(  )
A.100℃的热水和0℃的冷水混合后,水温一定是50℃
B.温度降低得多的物体,放出的热量一定多
C.热量一定是从高温物体传递给低温物体,或从物体的高温部分传递给低温部分
D.温度高的物体具有的热量多
【答案】C
【解析】物体吸收或放出热的多少叫作热量。热量是在热传递过程中,热转移的数量,所以热量是一个过程量,离开热传递谈热量是没有意义的。热传递是热从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。影响物体吸收或放出热量的因素分别是物体升高的温度和物体的质量。
【解答】选项A:混合后的温度取决于两者的质量和比热容,只有在质量相等且比热容相同的情况下才会是50℃。故A错误,不符合题意。
选项B:放出的热量不仅取决于温度变化,还取决于物体的质量、比热容等因素。温度降低得多不一定意味着放出的热量多。故B错误,不符合题意。
选项C:热量的传递方向是由高温物体(或高温部分)向低温物体(或低温部分)传递,这是热力学的基本内容。故C正确,符合题意。
选项D:热量是传递过程中的能量形式,物体本身并不“具有”热量,而是具有内能。温度高的物体内能可能较高,但不能说“热量多”。故D错误,不符合题意。
故正确答案是C。
变式2:对于热量的认识,下列说法中正确的是(  )
A.温度高的物体放出的热量多,温度低的物体放出的热量少
B.温度高的物体所含的热量多,温度低的物体所含的热量少
C.同一物体温度改变得越大,吸收或放出的热量越多
D.质量大的物体比质量小的物体所含的热量多
【答案】C
【解析】物体吸收或放出热的多少叫作热量。影响物体吸收或放出热量的因素①物体升高的温度:对于质量相同的同种物质而言,温度升高(或降低)得越多,吸收(或放出)的热量也就越多。②物体的质量:同种物质升高(或降低)相同的温度,质量越大,吸收(或放出)的热量越多。热量是在热传递过程中,热转移的数量,所以热量是一个过程量,离开热传递谈热量是没有意义的,所以我们不能说“某物体含有或具有多少热量”,更不能比较两个物体热量的大小,只能说“物体吸收或放出了多少热量”。
【解答】选项A:物体放出的热量不仅与温度有关,还与质量、比热容和温度变化量有关。仅凭温度高低无法确定放出热量的多少。故A错误,不符合题意。
选项B:热量是过程量,不能说"含有"或"所含"热量。物体具有的是内能而非热量。故B错误,不符合题意。
选项C:根据影响吸收或房产热量的因素来说i,对于同一物体,温度变化ΔT越大,吸收或放出的热量Q就越多。故C正确,符合题意。
选项D:同B选项,热量不是状态量,不能说"含有"热量。且内能大小不仅取决于质量,还与温度、物质种类等有关。
故正确答案是 C。
变式3:酒精灯是实验室中常用的仪器。为探究酒精灯火焰的温度,如图小外同学取一根小木棒放在酒精灯的焰心部位,一定时间后观察现象。
(1)对于“一定时间”较合理的是(  )
A.2分钟 B.20秒 C.2秒 D.0.2秒
(2)小外要判断火焰不同部分温度的高低,需观察的是   ;
(3)由实验现象可以得出酒精灯火焰温度最高的部位是   。
【答案】(1)C
(2)木棒的颜色变化(变焦程度)
(3)外焰
【解析】(1)根据木棒放在火焰上后随加热时间的变化规律判断;
(2)将木棒放在火焰上后,在开始燃烧前会碳化,且温度越高,碳化的越厉害,颜色越深。
(3)木棒碳化程度最高的位置,火焰的温度最高。
【解答】(1)将木棒放在火焰中时,如果时间过短,那么还没有开始碳化,无法区分;加热时间过长,木棒开始燃烧,也无法判断,而加热几秒是最合适的,故选C。
(2)小外要判断火焰不同部分温度的高低,需观察的是:木棒的颜色变化(变焦程度);
(3)根据实验可知,将木棒放在外焰的位置时碳化程度最高,因此火焰温度最高的部位为外焰。
考点二、熔化与凝固
(一)物态变化
随着温度的变化(温度是物态变化的决定因素),物质会在固态、液态、气态(同一种物质在固、液、气之间的变化)三种状态之间发生变化,这种变化叫作物态变化。
(二)熔化与凝固的概念
①熔化:物质从固态变成液态的过程,如冰变成水,铁块在高温下变成铁水等,都属于熔化现象。
②凝固:物质从液态变成固态过程,如水结成冰,铁水遇冷变成铁块或铁片等,都属于凝固现象。
熔化、溶化和融化的区别
①熔化是指物质从固态变成液态的过程,熔化时要吸收热量,所以用火字旁“熔”。例如,给糖块加热,糖块熔化成糖浆。
②溶化是指固态物质在液体中分散开来,最后变成液态的混合物的现象,要发生溶化必须有液体,所以用三点水旁“溶”。例如,食盐溶于水,形成盐水。
③融化特指冰、雪、霜等受热后化成水,多用于日常用语或文学作品中。
目的 不同物质在由固态变成液态的过程中,温度的变化规律及物质的状态变化
实验器材 铁架台、酒精灯、石棉网(使烧杯受热均匀)、烧杯、试管、温度计、水、海波、松香、秒表、火柴等
设计实验和实验过 (1)将海波装进小试管,并在小试管中插入温度计,如图所示。将小试管放入盛有水的烧杯里,缓慢加热,观察海波状态的变化。从温度达到40 ℃时开始,每隔0.5 min 记录一次温度,直到海波全部熔化后再记录4 5 次。(2)改用松香做实验,重复上述过程
注意:①为了使固体受热均匀,试管应选择较细的,且装入的海波和松香不要太多,同时应用酒精灯缓慢加热。②实验时,海波和松香应适量,目的是避免加热时间过短或过长,影响实验效果。
数据记录 记录温度时间间隔不要太长,否则可能记录不到温度不变的过程。
数据处理 以纵轴表示温度,横轴表示时间,根据表中的数据用描点法画出海波和松香的熔化图像,如图
实验现象及分析 海波受热温度逐渐升高,当温度达到48℃时开始熔化,继续加热,温度保持不变,由固态变成固、液共存态,直至全部熔化后,温度又开始上升。说明海波要达到一定温度(48℃)才开始熔化,且熔化过程中温度不变。松香受热过程中,温度持续上升,固体由硬变软、变稀,最后变成液体。说明松香没有一定的熔化温度,且熔化过程中温度不断上升
探究结论 由实验探究可知,一部分固体物质(如海波)熔化时温度不变,需要不断吸热,熔化过程中处于固、液共存态。一部分固体物质(如松香)熔化时温度不断升高,需要吸热,是一个逐渐变软再变稀的过程
拓展:水浴法是一种能给物体均匀、间接地加热,并能控制温度上升速度的好方法。如海波的熔化温度是48℃,而酒精灯火焰的温度高达几百摄氏度,如果用酒精灯直接给海波加热,由于海波不能均匀受热,将难以观察到其熔化过程中温度不变的过程。而把试管放入盛水的烧杯中,用酒精灯对烧杯加热,通过烧杯中的水缓慢、均匀加热试管时,试管内的海波均匀受热,缓慢升温,从而能够有充分的时间观察现象、测量温度,最终得出结论。
(三)液体凝固的特点
(1)在海波熔化结束一段时间后,停止加热,海波的温度逐渐降低,但并不会凝固,只有当温度降到48℃时,海波才开始凝固,且在凝固的过程中,海波的温度保持不变,直到全部凝固后,温度才继续下降。
(2)对液态的松香停止加热后,松香逐渐由稀变软最后变成固态,在这一过程中松香温度不断降低。
(3)由此可知,凝固过程是熔化的逆过程,当物质由液态变成固态时,会向外界放热。
(四)晶体和非晶体
分类 定义 常见物质
晶体 有些固体在熔化过程中不断吸热,温度却保持不变,有固定的熔化温度,这类固体叫作晶体 海波、冰、萘、食盐、各种金属等
非晶体 有些固体在熔化过程中,只要不断地吸热,温度就会不断地上升,没有固定的熔化温度,这类固体叫作非晶体 石蜡、松香、玻璃、沥青、塑料、橡胶等
(五)熔点与凝固点
①熔点:晶体熔化时的温度叫作熔点。不同的晶体熔点不同,熔点是物质的一种特性。
②凝固点:晶体在凝固的过程中,温度保持不变,这个温度叫作凝固点。同一种晶体的凝固点和它的熔点相同。非晶体没有固定的凝固温度。
(六)晶体和非晶体熔化、凝固现象的比较
晶体 非晶体
熔化过程中 吸热,温度不变 吸热,温度升高
凝固过程中 放热,温度不变 放热,温度降低
熔点、凝固点 有熔点、凝固点,同种晶体的熔点、凝固点相同 没有固定的熔点和凝固点
熔化条件 温度达到熔点,不断吸热 不断地吸热
凝固条件 温度达到凝固点,不断放热 不断地放热
熔化图像
凝固图像
典例1:(2025七下·永康期末)如图所示是探究“某种固体物质熔化特点”的实验装置。
(1)器材组装时,应按照   (填“自上而下”或“自下而上”)的顺序;
(2)实验中,采用“水浴法”加热, 目的是:①使该固体受热均匀;②使该固体升温   ,便于观察现象和记录数据;
时间/ min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
温度 40 42 44 46 48 48 48 48 48 50 52
(3)上表中记录了实验中测得的数据。当此物质温度为48℃时,它的状态为    (填“一定是固态” “一定是液态” “一定是固液共存态”或“固态、液态、固液共存态都有可能”);
(4)如果实验中,该物质熔化的时间过短,将不便于观察现象。请你为此提出改进方法:   。
【答案】(1)自下而上
(2)缓慢
(3)固态、液态、固液共存态都有可能
(4)增加该物质的质量
【解析】(1)组装装置的顺序:自下而上、从左往右。
(2)水浴加热的优势:受热均匀,减少误差;固体升温慢,便于测量温度。
(3)固体在熔化时温度保持不变,可知属于晶体,温度等于熔点,可能是固态、液体或固液共存态。
(4)增大物体的质量,在熔化时需要吸收更多的热量,熔化时间变长。
【解答】(1)要根据酒精灯外焰的高度确定烧杯的位置,可知组装装置时,应按照自下而上的顺序。
(2)水浴加热,固体升温慢,便于记录数据。
(3)根据表中数据可知,该物体的熔点为48℃,可知在48℃时,可能为固态、液体或固液共存态。
(4)要延长熔化时间,可以增大物质的质量。
变式1:(2024七下·宁波期中)如图所示,是一定质量的某物质熔化时温度随时间变化的图像,由图像可知(  )
A.该物质是非晶体
B.该物质的熔点是50℃
C.该物质在熔化过程中吸热且温度升高
D.该物质在第15分钟中,处于固、液共存状态
【答案】D
【解析】晶体在熔化过程中吸热、温度不变,该不变的温度叫熔点,晶体在熔化过程中处于固液混合状态;非晶体在熔化过程中吸热、温度升高。
【解答】由图象可知,该物质在熔化过程中虽然继续吸热,但温度保持不变,其熔点是80℃,所以该物质是晶体。该物质在15分钟中,处于固、液共存状态。故A、B、C错误,而D正确。故选D。
变式2:(2025七下·天台期末)我国春秋初年就掌握了高超的铸铁技术。图1是某环境下铸造铁器过程中铁的温度随时间变化的图像,图2是物态变化时构成物质的分子(或原子)的间距变化示意图。
(1)由图1可知, 铁属于   (选填“晶体”或“非晶体”),凝固点是   ℃。
(2)若图2中的甲、乙、丙分别表示铁的三种状态,则乙表示   。
【答案】(1)晶体;1538 (2)固态
【解析】(1)晶体在熔化和凝固时温度保持不变,对应的温度为熔点或凝固点。
(2)甲为气态,丙为液态,乙为固态。
【解答】(1)由图可知,铁在熔化和凝固时温度不变,可知属于晶体,凝固点为1538℃。
(2)由图可知,乙中铁原子排列最紧密、有序,可知表示的是固态。
变式3:(2025七下·义乌月考)实验室里,同学们进行探究“冰熔化过程中温度变化规律”的实验。
(1)组装实验装置时,对于P和Q,应先调整   (选填“P”或“Q”)的位置;
(2)实验中通过水对试管加热,而不是直接加热试管,目的是    ;
(3)根据实验数据,小科画出了其温度随时间变化的图象如图乙所示,分析图象后可知:
①冰熔化过程中温度   ;
②不考虑热量损失,第2-4min冰吸收的热量   (选填“大于”、“小于”或“等于”)第10-12min水吸收的热量。
【答案】(1)Q
(2)使冰受热均匀
(3)保持不变;等于
【解析】(1)酒精灯需要用外焰加热,因此先放好酒精灯,再固定好铁圈的高度,故应按照自下而上的顺序进行安装器材;
(2)探究固体熔化时温度的变化规律实验时,一般都采用水浴法,物体受热均匀,温度变化比较慢,便于记录实验温度;
(3)①根据晶体熔化的特点解答;
②相同的酒精灯在相同时间内放出相同的热量,据此分析解答。
【解答】(1)在实验中需要用酒精灯的外焰加热,所以应根据酒精灯外焰的高度确定铁圈的高度,按照自下而上的顺序进行安装,所以在组装实验装置时,应先调整Q的位置;
(2)实验中通过水对试管加热,而不是直接加热试管,这种加热方法叫水浴法,该方法能使冰受热均匀;
(3)①根据丙图可知,冰熔化过程中温度保持不变;
② 第2-4min和第10-12min加热时间相等,则不考虑热量损失,第2-4min冰吸收的热量等于第10-12min水吸收的热量。
考点三、汽化与液化
(一)汽化的概念:物质都由液态变成了气态。物质从液态变为气态的过程叫作汽化(“汽化”不能写成“气化”)。
液化的概念:物质都由气态变成了液态。物质从气态变为液态的过程叫作液化。
(二)蒸发
(1)蒸发的概念:生活中我们发现,洒在地上的水过一会儿就不见了,晾在太阳下的湿衣服不久后也干了。这是因为,虽然没有达到水的沸点,但是水也发生了汽化,变成了气体。这种在任何温度下都能进行的汽化现象叫作蒸发。蒸发是汽化的另一种方式。
(2)蒸发的特点
(a) 在任何温度下都可以发生,如湿衣服在四季都可以晾干;
(b) 只发生在液体表面;
(c) 是缓慢的汽化现象。
(3)现象探究:影响蒸发快慢的因素
探究过程 如图所示,在相同条件下,将湿衣服放在阳光下和阴凉处,比较衣服晾干的快慢 如图所示,在相同条件下,将湿衣服展开与叠起来,比较衣服晾干的快慢 如图所示,在相同条件下,将湿衣服放在通风处和无风处,比较衣服晾干的快慢
现象 阳光下衣服干得快 展开的衣服干得快 通风处的衣服干得快
分析 阳光下温度高,水蒸发快 展开的衣服表面积大,水蒸发快 通风处空气的流速大,水蒸发快
探究归纳 上述现象说明,对同一种液体,影响蒸发快慢的因素有:(1)液体的温度。液体的温度越高,蒸发越快。(2)液体的表面积。液体的表面积越大,蒸发越快。(3)液面上方空气流动的快慢。液体表面上方空气流动越快,蒸发越快
(4)用分子运动的观点解释蒸发现象
从分子的运动来看,液体内大量分子总在不停地运动,其中有些分子运动的速度较大。当这些分子处于液体表面时,就容易克服其他分子对它们的引力,脱离液体进入空气中,这个过程就是蒸发。蒸发只发生在液体的表面。
(5)蒸发致冷
实验过程 温度计置于空气中,读数12 ℃ ;温度计插入酒精中,读数12 ℃ ;温度计从酒精中取出后,读数降至6 ℃ ,后慢慢升高到12 ℃
实验现象 温度计从酒精中取出后,读数先下降后回升
实验分析与结论 温度计从酒精中取出,酒精蒸发会从周围的物体中吸收热量,从而导致周围物体温度降低。说明液体蒸发时吸热,温度降低
实际运用 ①病人发高烧时,使用温水擦拭患者额头、颈部、腋下等,通过水分蒸发吸热使病人体温下降。②炎热的夏季,人能利用汗液的蒸发来调节体温
(三)沸腾
(1)概念:沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
实验思路 我们可以通过将水加热至沸腾,测量水温,根据记录的数据绘制图像,得出水在沸腾前后温度变化特点。实验器材:铁架台、酒精灯、温度计、陶土网、烧杯、秒表、水、带孔硬纸板
实验过程 (1)按从下往上的顺序组装实验装置,在烧杯中加入适量清水,将温度计插入水中,确保温度计的玻璃泡浸没在水中,但不要触及烧杯壁和烧杯底。(2)用酒精灯外焰给水加热,用温度计测量水温,当水温接近90℃时开始计时,每隔0.5min读数一次并记录温度值,直到水沸腾4 5min后为止。观察到的现象如下:
①沸腾前,对水加热,水的温度不断升高;烧杯底部有气泡产生,且温度越高,气泡越多,气泡在上升过程中体积逐渐变小,直至消失,如图甲所示。②沸腾时,对水加热,水的温度保持不变;烧杯内有大量的气泡产生,气泡在上升过程中体积逐渐变大,到达水面破裂,如图乙所示。
实验结论 以时间为横轴,温度为纵轴,在坐标纸上建立直角坐标系,根据表中记录的数据在坐标系中描点,再用平滑的曲线把它们连接起来,画出水沸腾前后温度随时间变化的图像,如图所示。
实验结论 (1)水在一定温度下会发生沸腾;(2)水在沸腾前,吸热、温度不断升高;水在沸腾后,吸热、温度保持不变;(3)水的沸腾是一种剧烈的汽化现象
(2)沸腾的条件:① 液体达到一定温度;②继续吸热。(二者缺一不可)
(3)用分子运动的观点解释沸腾现象:用分子运动的观点看,液体沸腾时,不但处于液面的速度较大的分子要脱离液体表面跑到空气中,而且处于液体内部气泡壁上速度较大的分子也要脱离气泡壁跑到气泡中。所以,沸腾是比蒸发剧烈得多的汽化现象,二者在本质上是相同的。
(4)沸点
(5)蒸发和沸腾的相同点与不同点:
现象 蒸发 沸腾
共同点 都属于汽化现象,都要吸热
不同点 发生部位 液体表面 液体表面和内部
剧烈程度 缓慢 剧烈
发生条件 任何温度 达到沸点,继续吸热
影响因素 液体温度的高低,液体表面积的大小,液体表面上方的空气流速 液体的种类及液体上方气压的大小
不同点 能否观察到 不容易观察到 能,会迅速产生大量气泡
主要应用 致冷、降温 烧开水、分馏
(四)液化
(1)常见的水蒸气液化现象
(2)液化的两种方法
①降低温度
生活实例 在烧杯里加热水,将一块干玻璃片盖在烧杯上,可以看到玻璃片的下表面会附着一些小水珠 冬季的早晨,人说话时嘴里不断地呼出“白气” 在寒冷冬季的早晨,窗户玻璃的内侧出现一层水雾,变得模糊不清
分析原因 水蒸气遇到较冷的玻璃片液化成小水珠 人呼出的水蒸气遇到冷空气液化成小水滴 室内的水蒸气遇到较冷的玻璃液化成小水滴
归纳总结 水蒸气遇冷液化,即温度降到足够低时,气体会发生液化
②压缩体积
实验过程及现象 a.将少量乙醚吸进注射器,取下针头,用橡皮帽把注射器的小孔堵住。b.握住注射器的下端,用食指顶住注射器口,此时注射器内的乙醚为气态。c.向内推动活塞,注射器内的乙醚气体变为液态
归纳总结 气态的乙醚(乙醚是易燃、易爆气体,操作时要远离明火,保证空气流通)体积压缩变为了液态的乙醚,即压缩体积可以使气态的物质发生液化
(3)气体液化在生活中的应用
液化气体的优点:气体经液化后体积减小到原来的1/1000 左右,便于运输、储存和使用。
(4)汽化和液化的对比
前后状态变化 吸、放热情况 方式或方法
汽化 液态→气态 吸热 蒸发或沸腾
液化 气态→液态 放热 降低温度或压缩体积
(5)汽化和液化在生活中的应用
①热管:热管的金属外壳内衬垫一层多孔材料的吸液芯,吸液芯中充以酒精或其他液体,中心是气腔。当管的一端受热时,热端吸液芯内的液体吸热汽化,蒸气沿气腔跑到冷端,在冷端放热液化后,又顺着吸液芯回到热端,如此循环往复。卫星就是利用热管将热从向阳面“搬”到背阴面,使两侧的温度趋于平衡。
②电冰箱:低沸点的冷凝剂在蒸发器里汽化,吸收了冷冻室里的热,使冷冻室里的温度降低。压缩机将产生的蒸汽抽走,压入冷凝器,使之液化并把冰箱里带来的热放出。冷凝剂液化后重新回到蒸发器里,如此循环工作,从而使冷冻室保持相当低的温度。
典例1:(2025七下·义乌月考)小明在厨房中发现:
(1)壶里的水烧开以后,壶嘴上方冒出一团团“白气”。这“白气”实质上是一些小水珠。小明仔细观察又发现:“白气”从喷出到消失要经历三个物理过程。
①靠近壶嘴的地方,我们什么也看不见。这是因为壶内水沸腾时产生了大量的水蒸气,在壶嘴附近由于温度比较   ,仍然保持气体状态。
②水蒸气离开壶嘴一段距离以后,   形成“白气”。(②③两题填物态变化名称)
③“白气”进一步上升,分散到干燥的空气中,发生   现象,我们又什么也看不见了。
(2)冬天,在炉子上烧菜的时候,火焰熄灭前、后一瞬间会出现如图所示两种情景,你可以确定   是火焰熄灭前的图片。
【答案】(1)高;液化;汽化 (2)乙
【解析】(1)①②根据液化需要向外放热分析;
③物质从液态变成气态叫汽化。
(2)温度越低,则水蒸气越容易液化,看到白气的量越多。
【解答】(1)①靠近壶嘴的地方,温度较高,水蒸气不容易发生液化,仍然保持气态,因此靠近壶嘴的地方,我们什么也看不见。
②水蒸气离开壶嘴上升一段距离以后由于遇冷会液化变为小水珠形成“白气”。
③“白气”进一步上升,会汽化变为水蒸气,即“白气”消失。
(2)因为水蒸气遇冷时才易发生液化,所以在火焰熄灭前,炉子上方空气温度较高,液化现象不明显,我们所看到的“白气”较少,故可以确定乙是火焰熄灭前的图片。
变式1:关于液化现象,下列描述中正确的是(  )
A.冬季从户外走进温暖的室内,眼镜的镜片上出现水雾
B.夏季从室外走进空调房内,眼镜的镜片上出现水雾
C.冬季凌晨玻璃窗户外侧常出现水珠
D.夏季开着空调的小汽车内侧玻璃上常出现水珠
【答案】A
【解析】液化是指气体遇冷变为液体的过程。
【解答】选项A:因为户外的眼镜镜片温度较低,进入温暖的室内后,空气中的水蒸气遇到冷的镜片液化成小水滴,形成水雾。故A正确,符合题意。
选项B:夏季室外温度高,眼镜镜片温度也较高,进入空调房后,镜片温度高于周围空气温度,不会出现水雾。故B错误,不符合题意。
选项C:冬季凌晨户外温度很低,玻璃窗内侧的温度较高,水蒸气在玻璃窗内侧遇冷液化成水珠,而不是外侧。故C错误,不符合题意。
选项D:夏季车内开着空调,车内温度较低,车外高温高湿的空气遇到冷的车窗玻璃,水蒸气在外侧液化成水珠。故D错误,不符合题意。
故正确答案为A。
变式2:(2024七下·海曙期中)某科学兴趣小组的同学在学习了影响蒸发快慢的因素后,决定探究液体蒸发的快慢与液体种类的关系。他们选择了水和酒精进行如图甲所示的实验。
(1)某兴趣小组的同学将A、B两个容器放在同一通风的环境中,还需设置B组的温度为   ℃。
(2)该兴趣小组的同学根据实验过程,绘制了容器中水和酒精在蒸发时体积随时间变化的图像,其中C为酒精,D为水。据图可以得出的结论是   。
(3)环境中的湿度越大,水分蒸发得越慢,如果将A组的环境湿度调节为50%,请在图乙中画出容器中水的体积随时间变化的曲线   。
【答案】(1)30
(2)液体蒸发快慢与液体种类有关,在湿度、温度、液体表面积大小相同时,酒精蒸发得比水快。
(3)
【解析】(1)利用控制变量法分析;
(2)根据酒精和水的体积﹣时间图像分析,用时短的,就是蒸发快的;
(3)环境中的湿度越大,水分蒸发越慢,相同的水,用时就要越长。
【解答】(1)利用控制变量法分析;
(2)根据酒精和水的体积﹣时间图像分析,用时短的,就是蒸发快的;
(3)环境中的湿度越大,水分蒸发越慢,相同的水,用时就要越长。
变式3:某兴趣小组用如图甲所示的实验装置探究水沸腾的特点。
(1)安装实验器材时,如图甲所示,应按照   (填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行。请指出图甲中的错误操作:   。
(2)实验中,小华观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同,如图乙所示,其中表示沸腾时气泡上升情况的是图   (填“a”或“b”)。
(3)为了说明水的沸腾过程是否需要吸热,应   ,观察水是否沸腾。
(4)在水沸腾后,烧杯上方出现了大量的“白气”,请解释“白气”是如何形成的:  。
(5)小华完成了实验,并根据实验数据作出了如图丙所示的温度随时间变化的图像,他发现温度计示数的上升先慢后快再慢,产生这种现象的原因是____(填字母)。
A.整个过程中酒精灯的火焰忽大忽小,放热不均匀
B.开始加热时有纸盖,减少了热量的损失
C.开始要加热石棉网和烧杯,后来水温较高时散热变快
【答案】(1)自下而上;温度计的玻璃泡接触了容器壁
(2)a
(3)停止加热
(4)“白气”是热的水蒸气遇到冷的空气液化成的小水珠
(5)C
【解析】(1)实验装置应按照从左到右、自下而上的顺序进行安装。结合图像和沸腾的条件进行分析。温度计使用时玻璃泡要全部浸入被测液体中,不能碰到容器底或容器壁,不要马上读数,要等玻璃泡中的液体温度与被测物体温度一致,读数时,玻璃泡要继续留在液体中。
(2)本题研究的是“探究水沸腾的特点”的实验,掌握该实验的注意事项,能从图像中获取有用的信息,并能结合所学的知识分析实验现象是解题的关键。
(3)温度低的冷水吸收能而升高温度,吸收的能即为吸热。
(4)气体是看不见的,因此白气为液态小水珠。
(5)影响物体吸收或放出热量的因素①物体升高的温度和②物体的质量。
【解答】(1)酒精灯需用外焰加热,放好酒精灯,再固定铁圈的高度,然后调节温度计的高度,所以安装实验器材时,应按照自下而上的顺序进行。图甲中的错误操作是温度计的玻璃泡接触了容器壁。
(2)如图乙所示,图a中气泡在上升过程中体积逐渐增大,是沸腾时的情况;图b中气泡在上升过程中体积逐渐减小,是沸腾前的情况。
(3)为了说明水的沸腾过程是否需要吸热,可在水沸腾后停止加热,观察水是否能够继续沸腾。
(4)烧杯上方的“白气”是热的水蒸气遇到冷的空气液化成的小水珠。
(5)开始加热时,酒精灯要加热石棉网和烧杯,所以水温上升较慢,然后水温上升加快;水温较高时,由于水温和环境温度相差较大,散热较快,同时水的汽化较快,汽化需要吸热,所以水温上升又变慢。
故正确答案为:(1)自下而上;(2)a;(3)停止加热;(4)“白气”是热的水蒸气遇到冷的空气液化成的小水珠;(5)C。
考点四、升华和凝华
1.升华和凝华概念:物体从固态直接变成气态的过程叫作升华,从气态直接变成固态的
过程叫作凝华。
2.用分子运动的观点解释升华和凝华:升华是固态物质表面的分子克服其他分子对它的引力进入空气中的过程;而凝华则是气体分子碰到固态物质的表面,并被固态物质分子的引力所束缚的过程。
3.升华吸热、凝华放热:物质升华时要吸收热量,凝华时要放出热量。人们常利用升华吸热的特性来降低物体的温度。
典例1:天津地区一年四季分明,严冬的早晨在窗玻璃上会出现“冰花”。下列说法正确的是(  )
A.冰花主要是水凝固形成的 B.冰花主要是水蒸气升华形成的
C.冰花出现在窗玻璃内侧 D.冰花出现在窗玻璃外侧
【答案】C
【解析】物体直接由气态变为固态的过程叫凝华。知道冰花是由空气中的水蒸气遇到比较冷的窗玻璃凝华形成的。
【解答】严冬的早晨在窗玻璃上出现的“冰花”,是室内空气中的水蒸气遇到比较冷的窗玻璃凝华形成的小冰晶,附着在窗玻璃内侧。
变式1:利用干冰进行人工降雨的主要过程是:干冰(固态二氧化碳)在高空中直接变成气体,高空中的水蒸气遇冷直接变成冰晶,冰晶下落时变成雨。以下分析错误的是( )
A.干冰直接变成气体是升华过程 B.干冰直接变成气体是放热过程
C.水蒸气直接变成冰晶是凝华过程 D.冰晶下落时变成雨是吸热过程
【答案】B
【解析】干冰是固态的二氧化碳,因此干冰由固态直接变成气态的二氧化碳的过程,叫升华,需要吸热,故A正确不合题意,B错误符合题意;
水蒸气直接变成冰晶,其实就是气态直接变成固态,属于凝华现象,故C正确不合题意;
冰晶下落时,由固态变成液态发生熔化现象,应该是吸热过程,故D正确不合题意。
变式2:(2025七下·绍兴期末)哈尔滨吸引了众多游客前来尝试“泼水成冰”游戏, “泼水成冰”的游戏需要滚烫的开水在零下30℃以下的极寒环境中才能成功。关于“泼水成冰”的原理说法错误的是(  )
A.开水提供水蒸气的物态变化过程是升华,升华需要吸热
B.图中水蒸气在极寒环境下遇冷放热直接凝华成小冰晶
C.和“泼水成冰”形成原理相同的自然现象还有霜的形成
D.用滚烫的开水而不用冷水是因为开水在短时间内能提供大量的水蒸气
【答案】A
【解析】物质由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固。
六种物态变化过程中,都伴随着吸热或放热;其中放出热量的物态变化有:凝固、液化、凝华;吸热的有:熔化、汽化、升华。
【解答】 A.开水提供水蒸气是汽化现象,汽化吸热,故A错误符合题意;
B.霜是空气中水蒸气遇冷凝华形成的,泼水成冰是水蒸气凝华成的冰晶,它们的原理相同,故B正确不合题意;
C.水蒸气在极寒环境下可以直接放热凝华成小冰晶,故C正确不合题意;
D.用滚烫的开水而不用冷水,由于开水在短时间内能提供大量的水蒸气,故D正确不合题意;
故选A。
变式3:某物理兴趣小组在学习物态变化知识时做了如下实验:
(1)如图甲所示,在密封的碘锤内放入适量的碘颗粒:将碘锤在热水中加热。你会看到瓶内出现   ,而碘晶粒逐渐消失;将碘锤从热水中拿出,在瓶上方的凹槽内滴几滴水,过一会儿在瓶壁上方出现很多紫色碘颗粒,是由于   。
(2)接着他们利用干冰做了相关实验:在烧杯中放入适量的水,向水中放入一小块干冰,观察到水中很快有大量气泡产生,同时水面有大量“白气”,如图乙所示。水面上的大量“白气”是   (填“水蒸气”“液态水”或“二氧化碳气体”),气泡的主要成分是   (填“白气”“二氧化碳气体”或“水蒸气”),此实验中杯中水温会   (填“上升”“下降”或“不变”)。
【答案】(1)碘蒸气;碘蒸气遇冷凝华(2)液态水;二氧化碳气体;下降
【解析】(1)固态的碘颗粒吸热后,由固态直接变成气态的碘蒸气,从而发生升华现象。碘蒸气放热后,由气态直接变成固态的碘颗粒,从而发生凝华现象。
(2)水蒸气和二氧化碳气体都是无色透明的,则“白气”肯定不是水蒸气或二氧化碳。干冰从水中吸收大量的热,由固态直接变成气态的二氧化碳,于是水中出现大量的气泡。水面上方的水蒸气放热后,由气态变成液态发生液化现象,从而形成大量的小水珠,这就是看到的“白气”。
【解答】(1)如图甲所示,在密封的碘锤内放入适量的碘颗粒:将碘锤在热水中加热。你会看到瓶内出现碘蒸气,而碘晶粒逐渐消失;将碘锤从热水中拿出,在瓶上方的凹槽内滴几滴水,过一会儿在瓶壁上方出现很多紫色碘颗粒,是由于碘蒸气遇冷凝华。
(2)接着他们利用干冰做了相关实验:在烧杯中放入适量的水,向水中放入一小块干冰,观察到水中很快有大量气泡产生,同时水面有大量“白气”,如图乙所示。水面上的大量“白气”是液态水,气泡的主要成分是二氧化碳气体,此实验中杯中水温会下降。
5.物态变化总结
物质存在三种状态:固态、液态和气态。这三种状态之间又存在着六种物态变化:熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华。各过程的吸、放热情况与联系如图所示。
6.云、雨、雾、露、霜、雪
自然现象 成因 涉及物态变化
云 太阳光照射,温度升高,地面上的水汽化为水蒸气,含有水蒸气的高温空气上升,在上升过程中,空气逐渐冷却,水蒸气液化成小水滴或凝华成小冰晶,大量的小水滴或小冰晶悬浮在高空,形成了云 汽化、液化、凝华
雨 空气中的水蒸气形成云后,云中的小水珠或小冰晶随着气流运动,它们相遇后越聚越大,达到一定程度后就会下落。在下落过程中,小冰晶吸热熔化成小水珠,与原来的小水珠一起落到地面,形成了雨 熔化
雾 水蒸气在空气中遇冷液化成小水珠,这些小水珠附着在悬浮于空气中的灰尘上,形成了雾 液化
露 空气中的水蒸气遇到温度较低的树叶、花草等,液化成小水珠附着在它们的表面,形成了露 液化
霜、雪 霜是地表附近的水蒸气在温度迅速降低时凝华成的小冰晶;如果高空的水蒸气凝华成小冰晶,可能会以雪的形式降落到地面 凝华
典例1:“缥缈的雾,晶莹的露,凝重的霜,轻柔的雪,同样的水分子,装扮着我们生活的时空。”这是一首描述科学现象的抒情诗。对这首诗中所描述的科学现象,下列理解中正确的是(  )
A.“缥缈的雾”是汽化现象 B.“晶莹的露”是液化现象
C.“凝重的霜”是液化现象 D.“轻柔的雪”是熔化现象
【答案】B
【解析】物质由固态变成液态叫作熔化,由液态变成气态叫作汽化,由固态直接变成气态叫作升华,这三种物态变化需要吸收热量;物质由气态变成液态叫作液化,由液态变成固态叫作凝固,由气态直接变成固态叫作凝华,这三种物态变化需要放出热量。物态变化要根据物质在变化前后的状态来判断,理解六种物态变化的吸热和放热情况是解题的关键。
【解答】选项A:雾是空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴悬浮在空气中,属于液化现象,不是汽化。故A错误,不符合题意。
选项B:露是空气中的水蒸气在夜间遇冷液化成小水滴附着在物体表面,属于液化现象。故B正确,符合题意。
选项C:霜是空气中的水蒸气直接凝华成固态冰晶附着在物体表面,属于凝华现象,不是液化。故C错误,不符合题意。
选项D:雪是水蒸气在高空凝华成固态冰晶降落,属于凝华现象,不是熔化。故D错误,不符合题意。
故正确答案是B。
变式1:(2025七下·杭州期末)下列如图自然现象都是由物态变化形成的,其中解释正确的是(  )
A.图①“飘渺的雾”是汽化现象
B.图②“美丽的云”是升华现象
C.图③“凝重的霜”是凝华现象
D.图④“神奇的雾淞”是凝固现象
【答案】C
【解析】根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称。
【解答】 A.“缥缈的雾”是由水蒸气液化而成的,是液化现象,故A错误;
B.“美丽的云”是由水蒸气液化而成的,是液化现象,故B错误;
C.“凝重的霜”是由空气中的水蒸气凝华而成的,是凝华现象,故C正确;
D.“神奇的雾凇”水蒸气凝华成的小冰晶形成的,是凝华现象,故D错误。
故选C。
变式2:(2025七下·宁波期末)诗词是我国优秀文化遗产之一,描写万千气象的诗句更是寄托着诗人的情思,对下列诗句中所包含的物理现象分析正确的是(  )
A.“露香消渴桂花芳,天气偏饶八月凉”中“露”的形成是熔化现象,需要吸热
B.“孟冬十月,北风徘徊,天气肃清,繁霜霏霏”中“霜”的形成是凝华现象,需要吸热
C.“3mm滩头风浪晚,雾重烟轻,不见来时伴”中“雾”“烟”的形成是液化现象,需要放热
D.“人家寒食清明后,天气轻烟细雨中”中“雨”的形成是液化现象,需要放热
【答案】D
【解析】 物质从固态到液态的过程叫做熔化,物质从液态变成固态的过程叫做凝固;物质从液态变为气态叫做汽化,物质从气态变为液态叫做液化;物质从固态直接变成气态叫升华,物质从气态直接变成固态叫凝华;熔化、汽化、升华吸热,凝固、液化、凝华放热
【解答】 A.“露”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,附着在植被表面,液化过程需要放热,而不是熔化现象,故A错误;
B.“霜”是空气中的水蒸气遇冷直接凝华成的小冰晶,凝华是放热过程,故B错误;
C.“雾”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,属于液化现象,需要放热。但此处的“烟”通常是指空气中的灰尘等颗粒物,或燃烧产生的固体小颗粒等,其形成过程不属于液化现象,故C错误;
D.“雨”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,液化过程需要放热,故D正确。
变式3:“ 赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”的《中国诗词大会》深受观众青睐。中华诗词蕴含着丰富的科学知识。以下对诗句中有关物态变化的分析,正确的是(  )
A.“天街小雨润如酥,草色遥看近却无。”雨的成因之一是液化现象,需吸热
B.“月 落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠。”霜的形成是凝华现象,需放热
C.“北国风光,千里冰封,万里雪飘。”雪的形成是熔化现象,需吸热
D.“庭院深深深几许,云窗雾阁春迟”雾的形成是凝固现象,需放热
【答案】B
【解析】确定物质的初始态和终末态,从而确定物态变化的名称。
【解答】A.雨是空气中的水蒸气由气态变成液态发生液化现象形成的,需要放热,故A错误;
B.霜是空气中的水蒸气由气态直接变成固态发生凝华现象形成的,需要放热,故B正确;
C.雪也是空气中的水蒸气由气态直接变成固态发生凝华现象形成的,需要放热,故C错误;
D.雨是空气中的水蒸气由气态变成液态发生液化现象形成的,需要放热,故D错误。
1.下列关于热现象的说法正确的是(  )
A.0℃的冰,其内能为零
B.同一物体温度升高,内能增加
C.物体吸收的热量越多,其温度越高
D.物体的温度越高其含有的热量越多
【答案】B
【解析】 A.一切物体都具有内能。
B.内能是物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和,影响内能的因素有温度、状态、质量等;
C.物体的内能发生变化,可能表现在物体的温度变化,也可能是状态的变化;
D.热量是个过程量,只能说物体吸收或放出多少热量,不能说物体具有或含有多少热量。
【解答】A.一切物体的分子都在不停的做无规则运动,所以一切物体都具有内能,0℃的冰块内能不为零,故A错误;
B.同一物体温度升高,内能一定增加,故B正确;
C.物体吸热时,内能增大,但温度可能不变,例如:晶体在熔化过程中虽然继续吸热,温度是不变的,故C错误;
D.热量是个过程量,只有发生热传递时说物体吸收或放出多少热量,不能说物体具有或含有多少热量,故D错误。
故选B。
2.(2024七下·鄞州月考)在下列各图中,能正确描述铁路铁轨的铸造过程中温度变化的是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】铁是金属,是晶体,在铸造铁轨的过程中,应先将铁熔化,达到一定温度后进行浇铸,并重新使其凝固成固体。据晶体的熔化和凝固特点,可对以上选项进行分析。
【解答】A、该图是晶体先凝固降温,后熔化升温的过程,故A不合题意;
B、该图是非晶体先凝固降温,后熔化升温的过程,故B不合题意;
C、该图是非晶体先熔化升温,后凝固降温的过程,故C不合题意;
D、该图是晶体先熔化升温,后凝固降温的过程,故D符合题意;
故答案为:D。
3.(2024七下·宁波期中)生活中,人们常常把碗放在锅内的水中蒸食物,要求是碗不能与锅底接触,当锅里的水沸腾时,碗里的水会(  )
A.稍后沸腾
B.同时沸腾
C.温度总是低于锅内水的温度,不会沸腾。
D.温度能够达到沸点,但不会沸腾
【答案】D
【解析】液体沸腾条件:一是达到沸点,二是需要继续吸热,但沸腾时温度不再改变,结合这些可以解决本题。
【解答】开始锅与碗中的水都会吸热升温,但当锅中的水达到沸点时吸热会沸腾起来,但温度不再升高。此时碗中的水也会达到沸点,但由于碗中的水与锅中水的温度相同,不能继续吸热,所以碗中的水不会沸腾。故答案为:D。
4.(2024七下·宁波月考)扇扇子感到身上很凉爽和进入空调房感觉到凉爽分别是因为(  )
A.扇来的风把身体周围的热空气赶跑,空调房没有热气
B.扇来的风是凉的,空调的风把身上的热吹掉了
C.扇来的风加快了身上汗液的蒸发,汗液蒸发时要吸热,空调房里本身温度低
D.扇来的风把身上的热吹掉了,空调房内没有热气
【答案】C
【解析】(1)影响蒸发快慢的因素有温度、表面积和液体表面上方的空气流动;
(2)热传递的条件是有温度差,温度差越大,热传递的效果越好。
【解答】扇扇子扇来的风加快了身上汗液的蒸发,汗液蒸发时要吸热,感到身上很凉爽;进入空调房感觉到凉爽是因为空调房温度比人体温度低得多,空气从人体吸热,故C正确。
故选:C。
5.(2024七下·海曙期中)中国古诗词中蕴含了丰富的科学知识,下列说法正确的是(  )
A.“寒露洁秋空,遥山纷在瞩”——露的形成是熔化现象
B.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠”——霜的形成是凝华现象
C.“斜月沉沉藏海雾,碣石潇湘无限路”——雾的形成是汽化现象
D.“梅须逊雪三分白,雪却输梅一段香”——雪的形成是液化现象
【答案】B
【解析】物质由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固,由液态变为气态叫汽化,由气态变为液态叫液化,由固态直接变为气态叫升华,由气态直接变为固态叫凝华。
【解答】A、露是空气中的水蒸气遇冷形成的小水珠,属于液化现象,故A错误;
B、霜是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶,属于凝华现象,故B正确;
C、雾是空气中的水蒸气遇冷形成的小水珠,属于液化现象,故C错误;
D、雪是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶,属于凝华现象,故D错误。
故答案为:B。
6.汽车开了空调后,前挡风玻璃表面有时会出现“水雾”。下列说法中正确的是(  )
A.夏天,水雾出现在玻璃的外表面;冬天,水雾出现在玻璃的内表面
B.夏天,水雾出现在玻璃的内表面;冬天,水雾出现在玻璃的外表面
C.无论冬夏,水雾是车外空气中的水蒸气遇冷液化后形成的
D.无论冬夏,水雾是车内空气中的水蒸气遇冷液化后形成的
【答案】A
【解析】根据液化的知识分析判断。
【解答】前挡风玻璃上的“水雾”是空气中的水蒸气从气态变成液态发生液化形成的小水珠。无论夏天还是冬天,挡风玻璃的温度都很低,则要求水蒸气的温度要高一些才行。夏天时,车外的水蒸气温度高,因此水雾出现在玻璃的外表面;冬天时,车内的水蒸气温度高,则水雾出现在玻璃的内表面,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
7.(2024七下·宁波期中)冰棍是人们喜爱的一种冷饮,有关物态变化过程和现象下列说法正确的是(  )
A.冰棍制作的最后一个步骤是凝华过程
B.从冰箱拿出的冰棍包装袋上“白粉”的形成是凝固过程
C.打开包装袋,冰棍周围出现的“白气”是汽化现象
D.吃冰棍解热是因为熔化过程吸热
【答案】D
【解析】利用各种物态变化的定义,逐个分析选择项中的提到的物理现象,从而得到符合题意的答案.
【解答】解:A、冰棍制作的最后一个步骤液态变成固态,是凝固过程.故A错误;
B、从冰箱拿出的冰棍包装袋上“白粉”的形成是水蒸气遇冷凝华成的小冰晶,故B错误
C、冰棍“冒”出的“白气”是空气中的水蒸气液化形成的小水滴,此过程需要放热.故C错误.
D、吃冰棍解热,是因为熔化过程要吸收人体的热量,故D正确.
故选D
8.(2024七下·奉化期末)如图所示的甜品,在下面盛有水的盘中加了干冰,甜品碗的周围冒着大量的“白气”,拿起碗,看到下面盘中的水在“沸腾”着。下列说法正确的是(  )
A.“白气”是干冰升华成的二氧化碳气体
B.“白气”是盛水盘中的水汽化形成的
C.盘里的水“沸腾”是因为干冰升华使盘中的水吸热后沸腾
D.盘里的水“沸腾”是因为干冰升华成二氧化碳气体从水中冒出
【答案】D
【解析】物质由固态变为液态的过程叫熔化,由液态变为固态的过程叫凝固;由液态变为气态的过程叫汽化,由气态变为液态的过程叫液化;物质由固态直接变为气态的过程叫升华,由气态直接变为固态的过程叫凝华。
【解答】AB:甜品周围的“白气”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的液态小水滴,故A、B错误;
C:水的沸腾过程需要吸收热量,干冰升华吸热,水放热,不能沸腾,故C错误;
D:碗里的干冰升华成二氧化碳从水中冒出,造成水面翻腾,看起来像是在“沸腾”,故D正确。
故选:D。
9.用如图所示方式给试管中的冰水混合物加热,在不断加热的过程中,下列现象或事实描述错误的是( )
A.试管中的冰会熔化,烧杯中的水会汽化
B.试管中的冰水混合物,在冰熔化过程中内能增加
C.烧杯中的水在沸腾前会不断以蒸发的形式汽化
D.试管中的水因达不到沸点而不能沸腾
【答案】D
【解析】(1)汽化的方式有蒸发和沸腾两种,蒸发随时随地地进行,沸腾需要达到沸点,继续吸热。
(2)熔化指物质由固态转变成液态,熔化要吸热。
【解答】A、试管中的冰达到熔点以后不能继续吸热,故试管里的冰不会熔化,烧杯中的水会汽化,故A不符合题意。
B、试管中的冰水混合物,在冰熔化过程中继续吸热,故内能增加,故B不符合题意。
C、烧杯中的水在沸腾前会不断以蒸发的形式汽化,故C不符合题意。
D、试管中的水达到沸点以后不能继续吸热,故它不能沸腾,故D符合题意。
故答案为:D。
10.如图所示,容器底部装有水,水上面浮有一层沸点比水高的油。如果对容器底部加热,那么下列说法中正确的是(  )
A.开始油蒸发,水不蒸发,然后同时沸腾
B.水先沸腾,油后沸腾,但水和油同时蒸发
C.油蒸发,水不蒸发,直到水全部汽化后,油才沸腾
D.油蒸发,水不蒸发,然后水先沸腾,最后同时沸腾
【答案】C
【解析】蒸发是指在任何温度下都能进行的汽化现象,蒸发只发生在液体的表面,温度越高,蒸发越快。沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。沸腾条件是温度达到沸点;继续吸热。特点是沸腾是在液体内部和表面同时进行的;液体沸腾时,温度保持不变。
【解答】液体在任何温度下都能蒸发,故在开始加热时,上层的油会发生蒸发现象,同时由于油膜的覆盖,使得油下面的水无法蒸发,但随着加热,当将水加热到沸点后,继续加热,水就沸腾了,即发生汽化,由于水沸腾后温度保持不变,且水的沸点低于油的沸点,故此时油不会沸腾,直到水全部汽化后,油的温度才能升高,当温度升到油的沸点时,继续加热,油才可以沸腾。
故之前答案为C。
11.(2023七下·宁海期中)小宁按照书本中的实验要求“探究水的沸腾”。
(1)当水沸腾时的情况如图   (选填“A”或“B”)所示,上升的气泡内主要是   (选填“空气”或“水蒸气”)
(2)小宁前后绘制了两次水沸腾时的温度-时间图象如图C所示,其原因是水的   不同。
【答案】(1)A;水蒸气
(2)质量
【解析】(1)水沸腾前,底部产生的气泡上升时逐渐变小;水沸腾时,底部产生的气泡上升时逐渐变大。根据汽化的知识解答。
(2)根据图片比较升高温度大小,根据加热时间比较吸收热量大小,根据Q=cm△t确定二者的哪个因素不同即可。
【解答】(1)在A图中,气泡上升时越来越大,则此时水沸腾。水沸腾时,水不断变成水蒸气,则气泡内主要是水蒸气。
(2)根据图像可知,二者升高的温度相同,比热容相同,且二者加热时间不同,那么吸收的热量不同。根据Q=cm△t可知,此时吸收的热量与质量成正比,即水的质量不同。
12.(2024七下·鄞州期末)图甲为某物质的熔化图像,根据图像可知:
(1)第15min时该物质处于   (填状态)。
(2)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),则试管内冰的质量会   ,冰水混合物的温度会   (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1)固液共存 (2)增大;不变
【解析】物质由固态变成液态的过程叫做熔化,物质由液态变成固态的过程叫做凝固。固态、液态和气态是物质常见的三种状态,物质会在固、液、气三种状态之间变化。常温下空气处于气态,酒精处于液态,铜处于固态。根据固体熔化的不同特点,固体可分为晶体和非晶体两类。晶体具有一定的熔化温度。熔化时温度保持不变。非晶体没有一定的熔化温度,熔化时温度持续上升。固体熔化时要从外界吸热。晶体熔化的温度叫做熔点,熔点会受大气压的影响而发生变化,例如,一个标准大气压下,冰的熔点为0℃,当压力升高时,冰的熔点也会相应提升,当压力下降时,冰的熔点也会降为0℃以下。不同晶体的熔点不同。同一个晶体的凝点与熔点相同。非晶体在凝固过程中,要不断放热,且温度不断下降,非晶体没有固定熔点;
【解答】(1)第15min时该物质处于固液共存态;0-10分钟属于固态,10-20分钟是固液共存态,20-30分钟是液态;
(2)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),则试管内冰的质量会增加,因为正在熔化的物质中会吸热,冰水混合物被吸热,水结成冰,所以冰的质量增加,水在凝固的过程中会放热并且温度保持不变,所以冰水混合物的温度会 不变 ;
故答案为:(1)固液共存(2)增大;不变
13.(2025七下·路桥期末)加湿器是一种可以增加空气湿度的设备,已广泛用于日常生活。加湿器内部起关键作用的是超声波雾化片,可以将水“震碎”成极细小的液滴形成白雾,白雾很快“消失”,从而增加空气湿度。
(1)加湿器形成的白雾很快“消失”,该过程为   (填写物态变化)。
(2)下列生活场景中,与该加湿器增加空气湿度原理相似的是   (可多选)。
①晾晒衣服尽量用衣架将湿衣服撑开
②洗手间的干手器通过高速气流吹干手上的水分
③使用电吹风的热风档往往比冷风档更快吹干头发
④扫开操场的积水,加快场地干燥
【答案】(1)汽 化 /蒸 发
(2)①④
【解析】液体温度、液体表面积、液体表面的空气流速是影响液体蒸发快慢的影响因素。
【解答】(1)加湿器形成的白雾是小液滴,“消失”是小液滴变成水蒸气,由液态变为气态,该过程为汽化(或蒸发 )。
(2)加湿器增加空气湿度的原理是通过增大液体表面积(“震碎”成小液滴 ),加快蒸发(汽化 )。①晾晒衣服用衣架撑开,增大了液体(水 )的表面积,加快蒸发,与加湿器原理相似;②干手器用高速气流,是加快液体表面空气流动速度,加快蒸发,与加湿器(靠增大表面积 )原理不同;③电吹风热风档提高温度,加快蒸发,与加湿器(靠增大表面积 )原理不同;④扫开积水增大液体表面积,加快蒸发,与加湿器原理相似。
14.(2025七下·杭州月考)科学就在身边,试着用所学知识解释下列问题。
(1)如图,甲、乙两烧杯中分别装有冰块和热水,上方都盖有玻璃板,过一会将会看到甲玻璃板的   (“内侧”或“外侧”)有小水珠出现,小水珠的形成都是由于水蒸气   (填物态变化)形成的。
(2)为了控制卫星内部的温度在一定范围内,保护卫星内部的电子设备,科学家发明了热管。如图所示为热管传热的原理示意图,金属外壳内衬垫一层由多孔材料做成的吸液芯,芯中充有某种液体,其中心是气腔。卫星利用热管将热量从向阳面“搬”到背阴面,使整体温度趋于平衡。下列对于热管原理的解释,正确的是____(填字母)。
A.热端吸热升华,冷端放热凝华 B.热端吸热汽化,冷端放热液化
C.热端放热汽化,冷端吸热液化 D.热端放热升华,冷端吸热凝华
【答案】(1)外侧;液化
(2)B
【解析】(1)乙中杯内的温度较高,遇到冷的玻璃板会液化,所以乙中小水珠在内侧。
(2)物态变化:熔化:由固态转化为液态,熔化吸热;凝固:由液态转化为固态,凝固放热;凝华:由气态转化为固态,凝华放热;升华:由固态转化为气态,升华吸热;汽化:由液态转化为气态,汽化吸热;液化:由气态转化为液态,液化放热。
【解答】(1)甲外侧的水蒸气温度较高,遇到冷的玻璃片后在其表面液化成小液滴,所以小液滴在玻璃板的外侧。
(2)热端的液体吸收热量汽化成气体,热端的温度降低,气体向上运动到冷端,气体在冷端遇冷,气体液化成小液滴,放出热量,冷端的温度升高。
故答案为:B。
15.(2025八上·义乌开学考)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,实验装置如图甲所示,固体a的熔化图像如图乙所示,固体b的熔化图像如图丙所示。
(1)固体a熔化过程中,继续加热,温度   (选填“升高”“降低”或“不变”),此时a处于   态(选填“固”“液”或“固液共存”)。
(2)固体b属于一种   (选填“晶体”或“非晶体”)。
(3)已知标准大气压下,水的沸点为100℃。标准大气压下,烧杯与试管中均加入水,通过酒精灯加热,当烧杯中的水沸腾时,试管中的水   沸腾。(选填“会”或“不会”)
【答案】(1)不变;固液共存
(2)非晶体
(3)不会
【解析】(1)晶体熔化时,虽然吸热,但是温度保持不变。晶体熔化前为固态,熔化后为液态,熔化中为固液共存态;
(2)晶体有熔点,而非晶体没有熔点;
(3)液体沸腾的条件:①达到沸点;②继续吸热。
【解答】(1)根据乙图可知,固体a熔化过程中,继续吸热,但是温度不变,此时处于固液共存态;
(2)固态b熔化时温度不断升高,没有熔点,因此为非晶体;
(3)根据题意可知,试管中的水可以从烧杯中的水吸热,从而达到水的沸点100℃,但是此时内外水温一致,因此不能再从外面吸热,因此试管中的水不会沸腾。
16.(2024七下·镇海区期末)实验室里,同学们进行探究“冰熔化过程中温度变化规律”实验。
(1)组装实验装置时,对于P和Q,应先调整    (选填“P”或“Q”)的位置;
(2)实验中通过水对试管加热,而不是直接加热试管,目的是    ;
(3)根据实验数据,小科画出了其温度随时间变化的图象如图乙所示,分析图象后可知:①冰熔化过程中   ;
②不考虑热量损失,第2﹣4min冰吸收的热量    (选填“大于”、“小于”或“等于”)第10﹣12min水吸收的热量。
【答案】Q;使冰受热均;不变;等于
【解析】(1)酒精灯需要用外焰加热,因此先放好酒精灯,再固定好铁圈的高度,故应按照自下而上的顺序进行安装器材;
(2)探究固体熔化时温度的变化规律实验时,一般都采用水浴法,物体受热均匀,温度变化比较慢,便于记录实验温度;
(3)冰熔化过程中,吸热,但温度保持不变;用加热时间的长短可以间接反映物质吸收热量的多少,加热时间越长,物质吸收的热量越多。
【解答】(1)在实验中需要用酒精灯的外焰加热,所以应根据酒精灯外焰的高度确定铁圈的高度,按照自下而上的顺序进行安装,所以在组装实验装置时,应先调整Q的位置。
(2)实验中通过水对试管加热,而不是直接加热试管,这种加热方法叫水浴法,能使冰受热均匀。
(3)分析图像后知道,①冰熔化过程中,温度不变。
(4)不考虑热量损失,加热时间越长,物质吸收的热量越多,第2-4min和第10-12min加热时间相等,所以第2-4min冰吸收的热量等于第10-12min水吸收的热量
17.(2025七下·义乌期末)在探究“冰熔化时温度变化的规律”的实验中,分别在烧杯和试管中放入适量的碎冰,并各放了一支温度计组成如图甲所示的实验装置,完成下面探究实验。
(1)在探究“冰的熔化规律”的实验中,宜选用   (选填“碎冰块” “体积较大的冰块”)。
(2)点燃酒精灯给烧杯加热,一段时间后温度计A的示数如图甲,此时温度计示数为   ℃。
(3)实验过程中A、B两个温度计的示数随时间变化的图象如图乙,通过分析图象可知,   (填“实”或“虚”)线是试管内碎冰温度随时间变化的图象,第7min时试管内的碎冰处于   态。
【答案】(1)碎冰块
(2)-2
(3)虚;固液共存
【解析】(1)在探究“冰的熔化规律”的实验中,为了让冰受热均匀,选择碎冰块实验;
(2)温度计读数时应看清分度值,视线与液柱的液面相平;
(3)烧杯中的冰直接与酒精灯火焰接触,升温较快。晶体熔化前为固态,熔化中为固液共存态,熔化后为液态。
【解答】(1)在探究“冰的熔化规律”的实验中,为了让冰受热均匀,选择碎冰块实验;
(2)如图甲温度计的分度值是1℃,液柱在零下,所以温度计示数为-2℃;
(3)由于酒精灯直接对烧杯加热,而试管中的冰要从烧杯中获得热量,因此烧杯中的冰会比试管中的冰先熔化,则通过分析图象可知,实线先达到熔点,为烧杯中碎冰熔化图象,则虚线是试管内碎冰温度随时间变化的图象;第7min时烧杯内的碎冰正在熔化,处于固液共存态。
18.(2025七下·宁波期末)沸腾是常见的生活现象,其中蕴含着丰富的科学道理。
(1)图甲是“观察水沸腾”实验的两套装置图,更合适的装置是   (选填字母)。
(2)小科同学在对水加热时,当水温上升到90℃后,每隔1min记一次温度计的示数直至沸腾一段时间,记录的数据如表所示。请根据记录,在图乙中画出水的温度随时间变化的曲线图象。
时间/ min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
水温/℃ 90 93 95 96 97 97.5 98 98.5 99 99 99
(3)在加热过程中,为了缩短时间,将烧杯中的水倒掉一部分继续加热,直至水沸腾。以下是其加热过程的温度随时间变化的图象,正确的是____。
A. B.
C. D.
【答案】(1)B
(2)
(3)B
【解析】(1)给烧杯加盖可减少热量的散失,会缩短加热的时间;
(2)首先根据表格中的数据进行描点,然后将各点用平滑的曲线连接起来;
(3)吸收热量相同时,水量越少,温度变化越快。
【解答】(1)读图可知B图中给烧杯加了盖子,这样可减少热量的散失,故从开始加热到水沸腾用时较短,则选择的是B套装置;
(2)据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来。如图所示:
(3)当实验完成了一半时,将烧杯中的水倒掉了一部分,此时水温低于沸点,再继续加热时,由于水量减少,所以升温比一开始要更快,最后水达到沸点;综上所述,水温的变化规律是:先上升,再突然有一小段下降,再快速上升,直至沸腾;故只有B图象符合题意。
故选B。
19.(2025七下·诸暨期末)科学创新小组设计并制作了一个能将水温调控在48℃左右的自动控温杯,结构示意图如图甲,其夹层填充物为海波晶体(熔点为48℃)。小组同学为检测该自动控温杯控温功能,做了如下测试:
(1)原理分析:选择海波作为填充物的原因是,海波熔化过程中持续吸热,温度保持   (选填“上升”、 “不变”或“下降”)
(2)实验验证:在杯中装满100℃的水,盖紧杯盖,摇动杯子,每隔一段时间测量杯中水和海波的温度,并作出温度与时间的曲线图(图乙),发现并没有快速使水达到48℃,请你分析可能的原因   ;
(3)方案迭代:在改进实验后,重复上述实验,并作出温度与时间的曲线图(图丙);请利用题目信息结合所学科学知识,解释热水能快速降温到48℃并维持不变的原因   。
【答案】(1)不变
(2)海波质量太小/水质量太大
(3)开水倒入杯中后,海波吸收热量温度升高,当海波温度上升到48℃时,达到熔点,海波继续吸热但温度不变,水温也下降至48℃,达到热平衡
【解析】熔化是指指金属、石蜡等固体受热变成液体或胶体状态。对物质进行加热,使物质从固态变成液态的过程。它是物态变化中比较常见的类型。熔化需要吸收热量,是吸热过程。晶体有一定的熔化温度,叫做熔点。非晶体没有一定的熔化温度。熔化的逆过程是凝固。
【解答】(1)原理分析:选择海波作为填充物的原因是,海波熔化过程中持续吸热,温度保持不变,海波是晶体,晶体熔化时温度保持不变;
(2)实验验证:在杯中装满100℃的水,盖紧杯盖,摇动杯子,每隔一段时间测量杯中水和海波的温度,并作出温度与时间的曲线图(图乙),发现并没有快速使水达到48℃,请你分析可能的原因 海波质量太小/水质量太大 ;该杯子时靠海波熔化吸热,使水温下降的;
(3)方案迭代:在改进实验后,重复上述实验,并作出温度与时间的曲线图(图丙);请利用题目信息结合所学科学知识,解释热水能快速降温到48℃并维持不变的原因 : 开水倒入杯中后,海波吸收热量温度升高,当海波温度上升到48℃时,达到熔点,海波继续吸热但温度不变,水温也下降至48℃,达到热平衡
故答案为:(1)不变(2)海波质量太小/水质量太大(3)开水倒入杯中后,海波吸收热量温度升高,当海波温度上升到48℃时,达到熔点,海波继续吸热但温度不变,水温也下降至48℃,达到热平衡
20.(2025七下·玉环期末)课堂上老师演示用纸锅烧水,如图甲所示。已知纸在空气中温度达到183℃就可以燃烧,为什么水能烧开而纸锅不会燃烧呢 带着这个问题,同学们开始探究“水沸腾时温度变化的特点”。
(1)为完成该实验,除了图中的器材外,还需要的测量工具是   ;
(2)用初温为94℃的水做实验,其优点是   。
(3)请在图丁中将图丙收集到的数据绘制成“温度一时间”的关系图像:
(4)交流评估环节中,同学们提出各自的观点,其中正确的有____(填字母)。
A.实验测得水的沸点低于100 ℃,一定是因为温度计已损坏
B.纸锅烧水实验中,纸锅不会燃烧是因为水的沸点低于183℃,且水沸腾时要不断吸热
C.若纸锅中不装水,则它放在火焰上就会燃烧,纸锅燃烧属于化学变化
【答案】(1)秒表等计时工具都给分
(2)可以缩短沸腾前的加热时间:节约能源等
(3)
(4)B;C
【解析】(1)探究水沸腾时温度变化的特点,需要测量时间。
(2)影响达到沸腾时间的因素:①液体的质量大小;②液体的初温;③加热的方式。
(3)依据具体的数据,在坐标系中描点,再用平滑曲线依次连接这些点,进而获得“温度-时间”关系图像。
(4)纸锅不会燃烧是因为在标准大气压下,水的沸点是100℃,水沸腾时持续吸热,温度却保持在沸点不变。纸与水接触,热传递可使纸的温度维持在接近100℃的状态,远低于其183℃的着火点,所以纸锅不会燃烧。
【解答】(1)探究水沸腾时温度变化的特点,除了图中显示的器材,还需测量时间的工具,通常是秒表。
(2)用94℃初温水做实验的优点:能缩短将水加热至沸腾所需的时间,更快观察到实验现象,提升实验效率。
(3)需依据图丙具体的数据,在图丁的坐标系中,先标记出各数据对应的坐标点,再用平滑曲线依次连接这些点,进而获得“温度-时间”关系图像,如图所示:
(4)A.实验测得水的沸点低于100℃,更可能受气压等因素影响,因只有在标准大气压下水的沸点才是100℃,不一定是温度计损坏,故A错误;
B.纸锅不燃烧,确实是由于水沸点低于纸的着火点,且水沸腾吸热维持温度恒定,让纸无法达着火点,故B正确;
C.纸锅不装水会燃烧,燃烧会生成新物质,属于化学变化,故C正确。
故选BC。
21.(2025七下·天台期末)某科学兴趣小组利用图甲装置探究水沸腾时的特点。
(1)在安装实验器材时,应按照   (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序进行。
(2)该实验测得水的沸点是   ℃。
(3)实验结束后撤去酒精灯,水还能继续沸腾一小会儿的原因是   。
(4)有同学查阅标准大气压下水的沸点数据后,认为该实验失败。你的看法是   
【答案】(1)自下而上
(2)98
(3)铁圈温度高,水能继续吸热(合理即可)
(4)不一定失败,可能是当时大气压小于标准大气压
【解析】(1)组装装置的顺序:自下而上、从左往右。
(2)根据水在沸腾时温度保持不变结合图像进行分析,注意分度值。
(3)水沸腾的条件:温度达到沸点且能继续吸热。
(4)水的沸点与大气压有关,大气压越大,水的沸点越高。
【解答】(1)实验时要证据酒精灯位置调整烧杯位置,再由烧杯位置确定试管的位置,可知应按照自下而上的顺序安装器材。
(2)水在沸腾时温度不变,由图可知,水的沸点为98摄氏度。
(3)实验结束后撤去酒精灯,水还能继续沸腾一小会儿,是因为石棉网、铁圈等温度较高,水仍能吸热。
(4)此时水的沸点小于大气压下水的沸点,可能是因为此时的气压小于标准大气压,所有实验不一定失败。
22.(2025七下·天台期末)电冰箱是常见的家用电器。图甲是电冰箱的工作原理图,其中冷凝剂(沸点为零下在冷冻室的蒸发器内汽化,蒸汽被空气压缩机压缩液化,流经冷凝器后重新回到蒸发器里,如此循环工作,从而使冷冻室保持相当低的温度。
(1)冷凝剂在冷凝器中液化时   (选填“吸热”或“放热”),从而将冷冻室内的热能散失到冰箱外面。
(2)若冷凝剂的质量恒为a克,请在图乙中画出冷凝剂汽化时质量和体积之间的关系图。
(3)冰箱冷冻室门上的密封条用久了易老化,气密性降低,外部空气进入室内,冷冻室的侧壁上就形成厚厚的霜。请解释这些霜的形成原因。   。
【答案】(1)放热
(2)
(3)外部空气进入室内,空气中的水蒸汽遇冷凝华成小冰晶,长时间积累就形成了厚厚的霜。
【解析】(1)液化向外放热, 将冷冻室内的热能散失到冰箱外面。
(2)根据质量的定义进行判断。
(3)霜是由空气中的水蒸气凝华形成的。
【解答】(1)由气态转化为液态的过程称为液化,液化放热。
(2)质量值的是物体所含物质的多少,其大小与物体的状态无关,可知质量不变,图像为。
(3)密封性不好,空气中的水蒸气进入室内,空气中的水蒸汽遇冷凝华成小冰晶,长时间积累就形成了厚厚的霜。
23.(2025七下·杭州期末)物态变化是自然界中常见的物质变化,下图是研究物态变化的三个实验及图像。
(1)如图甲所示,是“探究物质的熔化规律”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,再放入大烧杯的水中,观察固体的熔化过程.试管内物质在熔化过程中,某同学根据实验记录的数据描绘出该物质的温度随时间变化的图像,如图乙,则可知该物质是   (填“晶体”或“非晶体”);图像BC段是   过程。
(2)如图丙所示,“研究水的沸腾”的实验中。温度计刚插入热水时,管壁模糊,很难看清示数,原因是   ;水在沸腾过程中,温度将   (填“升高”、“降低”或“不变”)。
(3)如图丁所示,在两个相同的试管中分别装入质量和温度相同的水,然后将沸腾时产生的水蒸气通入试管甲中,水蒸气在甲中几乎全部液化,待甲中的水面上升一段高度后,停止通入水蒸气,测出此时甲中水的温度为t1,再   (填实验操作),摇匀后测出已试管中的水温t2,比较t1、t2,若t1   t2(选填“>”、“<”或“=”),则说明水蒸气液化放热。
【答案】(1)晶体;熔化
(2)水蒸气在温度计上液化形成小水珠;不变
(3)将烧瓶内开水倒入乙中直至与甲中水面相平,;>
【解析】(1)晶体有熔点,非晶体没有熔点;晶体熔化时不断吸热,但是温度保持不变。
(2)根据水蒸气的液化的知识解答。根据液体沸腾的特点解答。
(3)烧瓶内的水和水蒸气的温度相同,将烧瓶内的水加入乙试管,直到与甲试管内水面相平,然后比较两个试管内的水的温度即可。
【解答】(1)根据乙图可知,该物质熔化时温度保持不变,即有熔点,那么为晶体。图像BC段不断吸热,但是温度不变,应该是熔化过程。
(2)如图丙所示,“研究水的沸腾”的实验中。温度计刚插入热水时,管壁模糊,很难看清示数,原因是:水蒸气在温度计上液化形成小水珠;水在沸腾过程中,温度将不变。
(3)如图丁所示,在两个相同的试管中分别装入质量和温度相同的水,然后将沸腾时产生的水蒸气通入试管甲中,水蒸气在甲中几乎全部液化,待甲中的水面上升一段高度后,停止通入水蒸气,测出此时甲中水的温度为t1,再将烧瓶内开水倒入乙中直至与甲中水面相平 ,摇匀后测出已试管中的水温t2,比较t1、t2,若t1>t2,则说明水蒸气液化放热。
24.(2025七下·杭州八县期末)水是生活中常见的物质之一,在一定条件下,水的存在形态会发生变化。
(1)下列场景与液化现象有关的是   :
①晾晒湿衣服; ②梅雨季节墙砖上挂满水珠;③冬天眼镜起雾;
④舞台使用干冰营造“仙雾缭绕”场景;⑤打开冰箱时看到白雾; ⑥盐场晒盐。
(2)科学家发现:水在超低温下能形成比蜂蜜还黏稠的“高密度液态水”;在一定环境中,常温常压下的水可以瞬间结成冰,俗称“热冰”。下列有关说法正确的是(  ).
A.组成“高密度液态水”、 “热冰”和普通水的元素各不相同
B.“高密度液态水”、 “热冰”的存在表明水的化学性质与温度有关
C.水在常温常压下瞬间结成冰,是因为水分子因受到阻碍停止运动
D.“高密度液态水”、 “热冰”的化学性质和普通水相同
(3)我国的航天事业随着科技的发展蒸蒸日上,2025年4 月24 日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。4月25 日1 时许,神舟二十号航天员乘组成功入驻中国空间站,与神舟十九号航天员乘组实现中国航天史上第6次“太空会师”。如图,在火箭发射塔的底部往往安装大大的水槽,火箭发射时,我们可以看到在发射塔下会升起一团巨大的白雾。请结合所学知识,解释白雾产生的原因。
【答案】(1)②③④⑤
(2)D
(3)高温的气体使水槽里的水汽化,汽化的水遇冷液化,就形成了白雾
【解析】(1)根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称;
(2)A.根据质量守恒定律分析;
B.物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质叫物理性质;
C.一切分子都在运动;
D.分子是保持物质化学性质的最小微粒。
(3)从液化和汽化两个方面解释白雾的形成原因。
【解答】(1)①晾晒湿衣服,水从液态变成气态发生汽化现象;
②梅雨季节墙砖上挂满水珠,水蒸气从气态变成液态发生液化现象;
③冬天眼镜起雾,屋内温度高,而镜片温度低,则水蒸气从气态变成液态发生液化现象;
④舞台使用干冰营造“仙雾缭绕”场景,干冰升华吸收大量的热,而水蒸气从气态变成液态发生液化现象;
⑤打开冰箱时看到白雾,冰箱内部温度低,外面的水蒸气从气态变成液态发生液化现象;
⑥盐场晒盐,属于水从液态变成气态发生汽化现象。
故选②③④⑤。
(2)A.组成“高密度液态水”、 “热冰”和普通水的元素相同,故A错误;
B.“高密度液态水”、 “热冰”的存在表明水的物理性质与温度有关,故B错误;
C.水在常温常压下瞬间结成冰,是因为温度降低导致水分子运动减慢,故C错误;
D.“高密度液态水”、 “热冰”的化学性质和普通水相同,故D正确。
故选D。
(3)火箭发射时,我们可以看到在发射塔下会升起一团巨大的白雾,产生的原因为:高温的气体使水槽里的水汽化,汽化的水遇冷液化,就形成了白雾。
典例分析
举一反三
典例分析
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典例分析
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典例分析
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知识归纳
典例分析
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课后巩固
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