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第20讲物态变化
一、选择题：本大题共15小题，共60分。
1.如图为我国纳西族东巴象形文字“晒干”，所描述的物态变化是（）
A. 液化 B. 熔化 C. 汽化 D. 凝固
2.中国传统文化博大精深，传统民间艺人会制作一种“糖画”，先把糖加热到流体状态，用它画成各种小动物图案，如图所示，再慢慢晾干变硬，送给小朋友。关于制作“糖画”的全过程，下列表述正确的是( )
A. 糖发生的物态变化是先凝固后熔化 B. 糖发生的物态变化是先熔化后凝固
C. 糖的温度一直在升高 D. 糖的温度一直在降低
3.生活中常把碗放在大锅内的水中蒸食物，碗与锅底不接触，如图所示，当锅里的水开始沸腾后，碗中的水将( )
A. 同时沸腾 B. 稍后沸腾
C. 不会沸腾，温度能够达到水的沸点 D. 不会沸腾，温度总是低于水的沸点
4.在探究水沸腾时温度变化特点的实验中，某同学用如图甲所示的实验装置进行实验，并绘制了如图乙所示的图线①。现将烧杯中的水冷却至室温，倒掉约三分之一的水，保持其他条件不变，重做上述实验并绘制了图线，此图线是（）
A. ① B. ② C. ③ D. ④
5.如图所示是小明在做“探究物质熔化规律”实验时，根据实验数据绘制的温度随时间变化的关系图像，由图像可知（）
A. 该物质在BC段处于液态 B. 该物质在BC段内能不变
C. 该物质熔化过程持续了约4 min D. 该物质是非晶体
6.如图表示某晶体的物态变化过程，其中甲、乙、丙分别表示三种物态。下列分析正确的是（）
A. 甲为气态 B. 甲→乙的过程需要放热
C. 乙→丙的过程与露珠形成过程相同 D. BC段对应的温度为该晶体的熔点
7.将某物质加热，其温度随时间变化的关系如图所示。关于该物质，下列说法中正确的是（）
A. 质量相同的该物质d点的内能跟c点一样大
B. 50℃时该物质可能处于液态
C. 该物质是晶体，熔点为80℃
D. 用该物质制成的液体温度计能测量沸水的温度
8.《天工开物》记载的“透火焙干”是造纸的一道工序，其做法是将刚生产出的湿纸张贴在烤火的墙上（如图）。给墙壁烤火能加快湿纸变干的主要原因是（）
A. 升高湿纸的温度 B. 增大湿纸的表面积
C. 改变湿纸中的液体种类 D. 加快湿纸表面的空气流动
9.如图所示，在与打火机出气孔相连的导气管外部中央滴了一滴水，然后打开打火机气阀，点燃末端排出的气体，导气管外的水滴迅速变成了冰粒。关于该装置发生的现象，下列说法错误的是( )
A. 导气管外的水滴变成冰粒，是熔化现象
B. 气阀打开后，液态的丁烷汽化并吸热
C. 导气管末端的丁烷气体燃烧时，化学能转化为内能
D. 打火机中的丁烷是通过压缩体积的方法使它液化的
10.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
11.以下描述中“变多”“变少”的过程，吸热的是（）
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
12.如图所示，小李点了一款神奇的甜品，周围冒着白气，询问后得知，原来是下面盛水的碗里加了干冰，拿掉上面的碗，看到下面碗里的液体“沸腾”着。下列说法正确的是( )
A. 甜品周围的白气是空气中的水蒸气汽化的现象
B. 甜品周围的白气是干冰升华成的二氧化碳气体
C. 碗里液体“沸腾”是因为干冰升华使碗中的水吸热后沸腾
D. 碗里液体“沸腾”是因为干冰升华成二氧化碳从水中冒出
13.下列是关于水蒸发致冷现象的解释：①水分子运动速度有大有小；②剩余的水内能减少，温度降低；③剩余的水分子运动速度相对较小；④速度大的水分子动能大，更易摆脱周围分子的“束缚”，跑到空气中。此解释合理的顺序是（）
A. ①④③② B. ②③①④ C. ③①④② D. ④③②①
14.图甲是观察物质熔化和凝固现象的实验装置，图乙是根据实验数据绘制的温度随时间变化图像。以下说法正确的是（）
A. 安装图甲所示的器材时，应按ABC的先后顺序进行安装
B. 实验中，需要观察试管内物质的状态，并记录温度和加热时间
C. 由图乙可知，该物质的熔点为90℃
D. 该物质属于非晶体
15.国家速滑馆在冬奥会历史上首次采用“二氧化碳跨临界直冷制冰”技术。技术原理简化如图，下列说法正确的是（）
A. CO2经过压缩机时温度降低 B. CO2经过冷凝器时发生凝华
C. CO2经过膨胀阀时发生升华 D. CO2经过蒸发器时吸收热量
二、填空题：本大题共6小题，共36分。
16.2022年4月16日，“天宫一号”的三位宇航员乘坐返回舱回到了地球。进入大气层时，返回舱外包裹的烧蚀材料在高温下发生分解、熔化、蒸发和升华等变化。烧蚀材料发生上述变化的过程中会________（填“吸收”或“放出”）热量，使舱内保持合适的温度，保障了宇航员和设备的安全。
17.如图是某型号空调扇的示意图，空气通过湿帘时，湿帘表面的水在________过程中________热量，产生的湿冷空气被风机吹出。一定质量的空气通过空调扇后，这部分空气（不含增加的水蒸气）的内能________。
18.核能是一种高效清洁的能源。2020年11月，具有完全自主产权的“华龙一号”核电机组并网发电。如图是核电机组示意图，通过三个回路的设计有效提高了安全性。
（1）一回路：反应堆中核燃料反应产生大量的热，从而将水加热到约320℃，气压达到150多个标准大气压，此时水不会沸腾的原因是_________________________________________。
（2）二回路：蒸汽发生器中的水被加热后_______（填物态变化名称）成水蒸气，这些水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。
（3）三回路：核电站通常建在海边用海水作冷凝剂，原因是海水量多且__________。
19.电冰箱里制冷设备主要有三部分：蒸发器、空气压缩机和冷凝器。冰箱中使用的制冷剂是一种沸点 (填“高”或“低”)的物质，制冷剂进入冷冻室内的蒸发器后发生剧烈 (填物态变化)现象，使食物降温保鲜，在这一过程中，制冷剂内能 (填“增加”“减少”或“不变”)。
20.用同一热源给一定质量的水加热，其温度与时间的关系如图中图线a所示，若其他条件不变：
（1）仅增加水的质量。__（解答过程在下方作答区完成）
（2）仅增大液面大气压强。__（解答过程在下方作答区完成）
（3）既增加水的质量，同时减小液面大气压强。
这三种情况中，温度与时间的关系图线分别对应________、________、________（填“a”“b”“c”或“d”）。
21.小华在电视节目里看到，在气温低于0 ℃的寒冷冬季，为保障交通安全，交警在积雪的路面上撒盐，路面的冰雪就会熔化；在没撒盐的道路上，汽车反复碾压也会使积雪熔化，她对上述积雪熔化的原因做出如下猜想：
A．加盐可能使冰雪在低于0 ℃时熔化。
B．汽车碾压增大了压强，冰雪就可能在低于0 ℃时熔化。
C.汽车碾压使冰层变薄了，冰雪就可能在低于0 ℃时熔化。
为验证她的猜想，同学们用冰块模拟冰雪进行了如下探究：
(1)在气温较低时，将冰块放入易拉罐中并加入适量的盐，用筷子搅拌大约半分钟，观察到有些冰块已经熔化，用温度计测量罐中冰水混合物的温度，温度计示数低于0 ℃，证明猜想A是____(填“正确”或“错误”)的；同时观察到罐底出现了白霜，这是发生了____(填物态变化名称)现象。
(2)如图所示，在气温低于0 ℃的室外用窄长凳支起甲、乙、丙三块冰块，甲和乙的厚度相等并大于丙的厚度，把完全相同的三根细钢丝分别挂在冰块上，钢丝下分别挂上体积相同的实心铁块和泡沫块，过一段时间后，甲、丙上的钢丝都陷入到冰块中相同的深度，乙上的钢丝未明显陷入冰块。
通过比较甲、乙中钢丝陷入冰块的情况可知：甲中钢丝下的冰受到的压强____(填“大”“小”或“不变”)，使冰发生了熔化，此时冰的熔点____(填“高于”“低于”或“等于”)0 ℃，说明猜想B是____(填“正确”或“错误”)的，比较甲和丙则可说明猜想____是错误的。
(3)探究结束后，他们查阅相关资料，知道了晶体的熔点均受压强的影响。当冰熔化成水时，密度____，体积____，才会出现(2)中的现象。(均填“增大”“减小”或“不变”)
三、实验探究题：本大题共3小题，共24分。
22.小华同学利用图甲所示的装置探究某物质熔化的特点，他每隔1 min记录一次温度计的示数，观察物质的状态，并作出温度随时间变化规律的图像，如图乙所示。
（1）实验中通过水对试管加热，而不是直接加热试管，目的是______________（写一点即可）。
（2）图乙中第4 min时，物质处于__________态。
（3）该物质的熔化特点：吸收热量，温度_______。该物质是_______（选填“晶体”或“非晶体”）。
23.小明和小华都选用如图甲所示的实验装置“探究水沸腾时温度变化的特点”。
（1）实验时，给盛水的烧杯加热，是通过________方式改变水的内能。
（2）水沸腾时，继续加热，水的温度________（选填“升高”“降低”或“不变”）。
（3）实验过程中两位同学分别绘制了水的温度随时间变化的图像（如图乙所示），两位同学图像不同的原因是水的________不同。
（4）水沸腾后，将水倒入烧瓶，发现水停止沸腾。如图丙所示，用橡皮塞塞住烧瓶口并将其倒置，向烧瓶底部浇冷水，发现水重新沸腾了。这是因为浇冷水后瓶内水蒸气________（填物态变化的名称），瓶内气压减小，水的沸点________（选填“升高”“降低”或“不变”）。
24.如图为验证沸腾条件的实验装置。关于小烧杯内水的最终状况，同学们有不同看法。
小明认为：温度达到沸点，且会沸腾。
小李认为：温度达到沸点，但不会沸腾。
小红认为：温度达不到沸点，不会沸腾。
通过实验观察到小烧杯内的水没有沸腾，所以小明的观点是错误的。为了验证小李和小红的观点，观察并记录温度计甲和乙的示数变化，如下表。
时间（分钟） 0 3 6 9 12 15 18 21 24
甲的示数(℃) 40 57 71 81 91 97 100 100 100
乙的示数(℃) 40 48 61 74 84 90 94 94 94
（1）通过实验数据分析，_______的观点是正确的。
（2）在0至18分钟内，小烧杯中水的温度从40℃上升到94℃，其原因是小烧杯中的水从大烧杯中吸收的热量_______（选填“大于”“等于”或“小于”）小烧杯中的水蒸发散失的热量。
（3）18分钟以后，为什么小烧杯中水的温度保持94℃稳定，但又低于大烧杯中水的温度(100℃)？请分析其原因。_____________________________________________________________________________________________。
（4）为了验证液体的沸腾除了要满足温度达到沸点，还需要继续吸热的条件，同学们经过讨论，认为只需改进原装置即可。如图所示的改进方案中，_______更合理。
四、解答题：本大题共1小题，共10分。
25.(本小题10分)
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在杯中装满100℃的水，盖紧杯盖，摇动杯子，水温下降到48℃并稳定在此温度一段时间；②t2时，将杯内的水倒掉，迅速加入20℃的水，盖紧杯盖，摇动杯子，水温上升到48℃并保持一段时间。上述检测过程中水温随时间变化曲线如图乙所示。请用所学知识解释图乙中ac段水温变化的原因。（提示：图乙中de段不必作答）
答案和解析
1.【答案】C
【解析】略
2.【答案】B
【解析】略
3.【答案】C
【解析】略
4.【答案】D
【解析】略
5.【答案】C
【解析】略
6.【答案】D
【解析】略
7.【答案】B
【解析】略
8.【答案】A
【解析】略
9.【答案】A
【解析】略
10.【答案】A
【解析】略
11.【答案】D
【解析】略
12.【答案】D
【解析】略
13.【答案】A
【解析】【分析】
略
【解答】
略
14.【答案】B
【解析】略
15.【答案】D
【解析】略
16.【答案】吸收
【解析】略
17.【答案】蒸发 吸收 减少
【解析】略
18.【答案】（1）气压增大，水的沸点升高 （2）汽化 （3）比热容大
【解析】略
19.【答案】低；汽化；增加
【解析】【分析】
略
【解答】
略
20.【答案】c ；b； d
【解析】略
21.【答案】（1）正确；凝华
（2）大；低于；正确；C
（3）增大；减小
【解析】略
22.【答案】（1）使物质均匀受热 （2）固液共存 （3）不变 ； 晶体
【解析】略
23.【答案】（1）热传递 （2）不变 （3）质量 （4）液化 降低
【解析】略
24.【答案】（1）小红 （2）大于 （3）小烧杯中的水不断向外界散热，而小烧杯中的水温保持稳定，则小烧杯中的水需从大烧杯中吸收热量，因此小烧杯中的水温低于大烧杯中的水温 （4）方案2
【解析】略
25.【答案】在杯中装满100℃的水，盖紧杯盖，摇动杯子，海波吸收热量，水放出热量，水的温度会降低，海波的熔点为48℃，海波熔化过程中，吸收热量，温度保持不变，所以水的温度下降到48℃并稳定在此温度一段时间，如图ac所示。
【解析】略
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