第三章 物态变化(解析版)
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知识点回顾
知识点1:温度
1、温度定义:表示物体冷热程度的物理量。
2、温度的单位:
(1)国际单位制中采用热力学温度。
(2)常用单位是摄氏度(符号是℃) 规定:在一个标准大气压下冰水混合物的温度为0度,沸水的温度为100度,它们之间分成100等份,每一等份叫1摄氏度 某地气温-3℃读做:零下3摄氏度或负3摄氏度。
※换算关系T=t + 273K。
3、温度的测量——温度计(常用液体温度计):
(1)温度计构造:下有玻璃泡,里盛水银、煤油、酒精等液体;内有粗细均匀的细玻璃管,在外面的玻璃管上均匀地刻有刻度。
(2)温度计的原理:利用液体的热胀冷缩进行工作。
(3)温度计的分类及比较:
分类 实验用温度计 寒暑表 体温计
用途 测物体温度 测室温 测体温
量程 -20℃~110℃ -30℃~50℃ 35℃~42℃
分度值 1℃ 1℃ 0.1℃
所用液体 水 银煤油(红) 酒精(红) 水银
特殊构造 玻璃泡上方有缩口
使用方法 使用时不能甩,测物体时不能离开物体读数 使用前甩可离开人体读数
(4)温度计的使用方法:
①使用前:观察它的量程,判断是否适合待测物体的温度;并认清温度计的分度值,以便准确读数。
②使用时:温度计的玻璃泡全部浸入被测液体中,不要碰到容器底或容器壁;温度计玻璃泡浸入被测液体中稍候一会儿,待温度计的示数稳定后再读数;读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与温度计中液柱的上表面相平。
※体温计使用前应该把玻璃管内的液体甩回玻璃泡内!
知识点2:熔化和凝固
1、熔化:
(1)熔化定义:物体从固态变成液态叫熔化。
(2)晶体:有固定熔化温度(熔点)的物体。比如:海波、冰、石英水晶、食盐、明矾、奈、各种金属。
(3)晶体熔化时特点:固液共存,吸收热量,温度不变。
(4)熔点:晶体熔化时的温度。
※晶体熔化条件:(1)达到熔点。(2)继续吸热。
(5)非晶体:没有固定熔化温度(熔点)的物体。比如:松香、石蜡玻璃、沥青、蜂蜡。
(6)非晶体熔化时特点:吸收热量,先变软变稀,最后变为液态温度不断上升,熔化过程中温度不断升高。
2、凝固:
(1)凝固定义:物质从液态变成固态叫凝固。
(2)晶体凝固时特点:固液共存,放出热量,温度不变。
(3)凝固点:晶体熔化时的温度。
※晶体凝固条件:(1)达到凝固点。(2)继续放热。
※同种物质的熔点凝固点相同。
(4)非晶体凝固时特点:放热,逐渐变稠、变黏、变硬、最后成固体,温度不断降低。
知识点3:汽化和液化
1、汽化(汽化时需要吸收热)
(1)汽化定义:物质从液态变为气态叫汽化。
(2)汽化方式:蒸发和沸腾。
定义:液体在任何温度下都能发生的,并且只在液体表面发生的汽化现象叫蒸发。
蒸发 影响因素:①液体的温度;②液体的表面积;③液体表面空气的流动。
作用:蒸发吸热(吸外界或自身的热量),具有制冷作用。
定义:在一定温度下,在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象叫沸腾。
沸 沸点:液体沸腾时的温度。
腾 沸腾条件:①达到沸点。②继续吸热
沸点与气压的关系:一切液体的沸点都是气压减小时降低,气压增大时升高。
2、液化(液化时需要放出热)
(1)液化定义:物质从气态变为液态叫液化。
(2)液化方法:①降低温度;②压缩体积,如:氢的储存和运输、液化气。
(3)好处:体积缩小便于运输。
知识点4:升华和凝华
1、升华:
(1)升华定义:物质从固态直接变成气态的过程;升华吸热。
(2)生活中常见的升华现象:碘升华、结冰衣服也干了、干冰升华吸热、樟脑片消失、用久的钨丝灯变黑。
2、凝华:
(1)凝华定义:物质从气态直接变成固态的过程,凝华放热。
(2)生活中常见凝华现象:霜和雪的形成、冬天看到树上的“雾凇”、冬天,外界温度极低,窗户内侧可看见“冰花”(室内水蒸气凝华)。
物质三态变化图:
典例分析
考点1 温度
【典例1】(2022 六盘水)游泳时为了谨防抽筋现象,最适宜的水温是( )
A.10℃ B.20℃ C.28℃ D.40℃
【答案】C。
【解答】解:适合游泳的水温有很多,一般室内游泳池的水温在26~28℃,而儿童池和残疾人池的水温则略高一些,所以下水前应试试水温,最适宜的水温约为28℃。
故选:C。
【典例2】(2022 潮南区模拟)在防控“新冠”期间,学校要求每位同学测体温,901班值日生张莉同学用同一只体温计正确测出甲同学的体温为36.5℃,插入消毒液后擦干又分别测了乙、丙、丁三位同学的体温,读数正确,记录如下:①甲同学36.5℃,②乙同学36.5℃,③丙同学37.1℃同学,④丁同学37.1℃。请你判定上述情况中可能不准确的体温记录是( )
A.①和② B.③和④ C.②和④ D.①和③
【答案】C。
【解答】解:根据体温计的特点,使用前用力甩一下玻璃泡上方的水银才能回到玻璃泡中;
张莉同学用同一只体温计正确测出甲同学的体温为36.5℃,所以甲同学的体温是准确的;
没有甩的体温计的读数是36.5℃,直接用来测量乙的体温,若乙的体温高于36.5℃,体温计中的水银会上升,测量是比较准确的;若乙的体温不高于36.5℃,体温计中的水银不会下降,依然显示的是36.5℃,所以乙的体温有可能不准确;
再测量丙的体温,体温计显示的是37.1℃,说明在36.5℃的基础上水银柱上升了,所以测量是准确的;
对于丁的体温与乙的分析相同,可能是37.1℃,有可能低于37.1℃,所以丁的体温可能不准确。
故选:C。
【典例3】(2022 常州一模)如图所示温度计的示数是 ﹣2 ℃。我国南极科考队成功到达南极的最高点“冰穹”,该地的气温达零下80℃以下,该温度计内的测温液体为酒精,酒精的凝固点为零下78℃,该温度计 不能 (能/不能)测量“冰穹”的气温。
【答案】﹣2;不能。
【解答】解:(1)在图上找到0℃的位置,可以确定是零下,每一个大格是10℃,每一个小格是1℃,所以示数是﹣2℃;
(2)南极的气温最低可达﹣80℃,酒精的凝固点是﹣78℃,高于南极的最低温度,所以不可以使用。
故答案为:﹣2;不能。
【典例4】(2022 自贡)在标准大气压下,把正在熔化的冰块拿到温度为0℃的房间里,冰块能不能继续熔化?为什么?
【解答】答:晶体熔化的条件是:达到熔点,继续吸热。在标准大气压下,把冰块拿到0℃的房间里,虽然达到了熔点,但是冰与周围环境的温度都是0℃,所以没有温度差,不会有热传递现象发生,冰不能吸热,所以冰不会熔化。
考点2 熔化和凝固
【典例5】(2022 娄底)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象。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
【答案】B。
【解答】解:A、需要用酒精灯的外焰加热,组装仪器的顺序为自下而上,故A错误;
B、实验中,需要观察试管内物质的状态,记录温度和加热时间,故B正确;
CD、由图像可知,该物质从第10min~20min之间一直吸收热量,温度不变,所以该物质的熔点(凝固点)是80℃,故该物质是晶体,故CD错误。
故选B。
【典例6】(2022 集美区模拟)航天员王亚平在“天宫课堂”中向人们展示了太空“冰雪”实验,液体球体与沾了结晶核的毛根碰触后迅速变成了热乎乎的“冰球”。下列实例与此物态变化相同的是( )
A.北方冬天在菜窖里放几桶水 B.海鲜快递用冰袋保鲜
C.感冒发高烧时在身体上擦拭酒精 D.衣柜里的樟脑丸变小
【答案】A。
【解答】解:液体球体与沾了结晶核的毛根碰触后迅速变成了热乎乎的“冰球”是凝固现象,凝固放热;
A.北方的冬天,在菜窖里放几桶水,是为了利用水凝固会放热,避免冻坏蔬菜,故A符合题意;
B.海鲜快递用冰袋保鲜,是利用冰熔化吸热,使海鲜保持低温,防止腐烂变质,故B不符合题意;
C.感冒发高烧时在身体上擦拭酒精是利用的酒精蒸发吸收热量,使病人体温降低,故C不符合题意;
D.衣柜里的樟脑丸变小,是固体的樟脑丸直接变为了气态,是升华现象,故D不符合题意。
故选:A。
【典例7】(2022 宜昌)如图为关于“55°”水杯的图片。将沸水倒入这种杯中摇一摇,便可使水温快速变为55℃,并在一定时间内保持温度不变,这是因为杯的内壁和外壁间贮存了一种颗粒,这种颗粒是 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”),使沸水降温利用了它 熔化吸热 的特点。
【答案】晶体;熔化吸热。
【解答】解:由题意可知,将沸水倒入“55°”水杯后摇一摇,便可使水温快速变为55℃,并在一定时间内保持温度不变,
说明这种颗粒由固体变为液体时吸热但温度保持不变,故这种颗粒是晶体,使沸水降温利用了它熔化吸热的特点。
故答案为:晶体;熔化吸热。
【典例8】(2022 沈阳)在探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验中,小雨所用实验装置如图甲所示。
(1)为了使冰受热均匀,试管中应加入 碎冰块 (选填“碎冰块”或“大冰块”);
(2)小雨绘制出冰熔化时温度随时间变化的图像,如图乙所示,由图像可知冰是 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”);
(3)小雨还想利用这套实验装置探究水沸腾时温度变化的特点,他先把试管和搅拌棒取出,再把温度计插入烧杯的水中。为了缩短给水加热的时间,烧杯中的水应该 减少 (选填“增加”或“减少”)一些。记录测量数据后,小雨又绘制出了水沸腾时温度随时间变化的图像,如图丙所示;
(4)小雨通过对比图乙和图丙,发现冰的熔化过程和水的沸腾过程有着相同的特点:都需要吸收热量,温度都 不变 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】(1)碎冰块;(2)晶体;(3)减少;(4)不变。
【解答】解:(1)为了使冰受热均匀,试管中应加入碎冰块,更容易搅拌;
(2)由冰熔化图像发现,冰熔化时温度有一段保持不变,说明持续吸热温度不变,即为晶体的熔点,所以冰是晶体;
(3)为了缩短给水加热的时间,烧杯中的水应该减少,质量越少,吸收同样多的热量,升温更快;
(4)由冰的熔化图像和水的沸腾图像发现,冰熔化过程持续吸热温度不变,水达到沸点后温度不变,持续吸热,故冰的熔化过程和水的沸腾过程有着相同的特点:都需要吸收热量,温度都不变。
故答案为:(1)碎冰块;(2)晶体;(3)减少;(4)不变。
考点3 汽化和液化
【典例9】(2022 辽宁)用酒精消毒时,酒精沾在手上会迅速汽化。下列现象中的物态变化与其相同的是( )
A.壶口“白气” B.浓雾消散
C.露珠形成 D.冰雕变小
【答案】B。
【解答】解:酒精是液体,酒精擦在身上,变成了气体,物质由液态变成气态,是汽化过程;
A、冒“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故A错误;
B、浓雾消散是由液态变成气态的过程,是汽化现象,故B正确;
C、露珠形成是由气态变成液态的过程,是液化现象,故C错误;
D、冰雪消融是冰熔化为液态的水,是熔化过程,故D错误。
故选:B。
【典例10】(2022 桂林一模)桂林市春季经常出现返潮现象,俗称“回南天”。返潮时,墙壁和地板都非常潮湿,甚至“出水”,这是( )
A.熔化现象 B.液化现象 C.升华现象 D.凝华现象
【答案】B。
【解答】解:
墙壁和地板“出水”,是空气中的水蒸气液化形成的水滴,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
【典例11】(2022 河南)在干旱缺水的地区,可用塑料布收集露水,如图所示。露形成时发生的物态变化是 液化 ,该物态变化过程要 放出 热量,所以露的形成多在夜间。
【答案】液化;放出。
【解答】解:露是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴,液化放热。
故答案为:液化;放出。
【典例12】(2022 淮安)如图1所示,探究水沸腾时温度的变化特点。
(1)组装器材,温度计用细线挂到铁杆A上,调节铁杆A到合适的位置固定,目的是 将温度计的玻璃泡放入水中,不要碰到容器壁或容器底 。
(2)由图2中水沸腾时温度计的示数,读得水的沸点为 98 ℃。
(3)观察到水沸腾时烧杯的上方出现大量的“白气”,“白气”是由水蒸气 液化 形成的,杯口附近 D (选填“C”或“D”)处的“白气”更浓。
(4)撤去酒精灯,水不能持续沸腾,说明水沸腾时需要 吸收热量 。
【答案】(1)将温度计的玻璃泡放入水中,避免碰到容器壁或容器底;(2)98;(3)液化;D;(4)吸收热量。
【解答】解:(1)组装器材,温度计用细线挂到铁杆A上,调节铁杆A到合适的位置固定,目的是将温度计的玻璃泡放入水中,避免碰到容器壁或容器底;
(2)由图知温度计的分度值为1℃,示数为98℃;
(3)水沸腾时烧杯的上方出现大量的“白气”,“白气”是由水蒸气液化形成的,杯口附近C处温度高、D处的温度低,D处的“白气”更浓;
(4)撤去酒精灯,水不能持续沸腾,说明水沸腾时需要吸收热量。
故答案为:(1)将温度计的玻璃泡放入水中,避免碰到容器壁或容器底;(2)98;(3)液化;D;(4)吸收热量。
考点4 升华和凝华
【典例13】(2022 鞍山模拟)如图是小菲制霜的两种方法。图甲,她把冰块放在装有适量食盐的易拉罐中;图乙,她将一块干冰放在金属勺子上。过一会就看到易拉罐外壁和勺子表面都出现了白霜。以下说法正确的是( )
A.两种方法中,霜的形成都是凝固现象
B.制霜的过程中,冰和干冰都吸收热量
C.冰中加盐是为了升高冰的熔点
D.勺子下方出现的“白气”是二氧化碳
【答案】B。
【解答】解:A.霜是空气中的水蒸气凝华形成的,故A错误;
B.冰熔化吸热,干冰升华也是吸热,故B正确;
C.冰中加盐是为了降低冰的熔点,使冰在更低的温度下熔化,故C错误;
D.勺子下方出现的“白气”是水蒸气液化形成的小水滴,故D错误。
故选:B。
【典例14】(2022 凉山州)深秋早晨草地上出现的霜是 凝华 (填物态变化名称)现象,它的形成需要 放 热。
【答案】凝华;放。
【解答】解:霜是水蒸气遇冷凝华而成的,凝华放热。
故答案为:凝华;放。
【典例15】(2022 信阳模拟)寒假期间,小明帮妈妈做饭时,发现家里的液化气瓶用了一段时间后,液化气瓶的外壁结了一层“冰”,如图所示。这是由于液化气在使用时 汽化 吸热,使液化气瓶温度降低,空气中的水蒸气遇到温度较低的液化气瓶直接 凝华 而形成的。(均填物态变化名称)
【答案】汽化;凝华。
【解答】解:液化气瓶的外壁结了一层“冰”,这是由于液化气在使用时汽化吸热,使液化气瓶温度降低,空气中的水蒸气遇到温度较低的液化气瓶直接凝华而形成的。
故答案为:汽化;凝华。
【典例16】(2022 遵化市一模)小明同学在实验室进行了如下两个实验。
(1)小明记录的某种物质在熔化过程中温度随时间变化的图像如图1所示,由图像可以看出,这种物质的熔点是 340 ℃,该物质属于 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(2)如图2所示,小明将盛有冷水的烧瓶放在装有少量碘颗粒的烧杯口处,用酒精灯给烧杯加热。不久可观察到烧杯内固态碘减少且出现紫色的碘蒸气,此物态变化过程需要 吸收 热量;过一会儿还可以观察到烧瓶底部附有少量细小的碘晶体,这是 凝华 现象。
【答案】(1)340;晶体;(2)吸收;凝华。
【解答】解:(1)由图像可以看出,该物质在熔化过程中,温度保持340℃不变,所以该物质为晶体,并且熔点为340℃;
(2)烧杯内固态碘减少且出现紫色的碘蒸气,是碘的升华现象,此物态变化过程需要吸收热量;观察到烧瓶底部附有少量细小的碘晶体,这是凝华现象。
故答案为:(1)340;晶体;(2)吸收;凝华。
巩固训练
一、选择题。
1.(2022 新疆)正在发烧的小军的体温可能是( )
A.35℃ B.36℃ C.39℃ D.49℃
【答案】C。
【解答】解:人的正常体温约为36.5℃,变化不大;发烧时,人的体温略高于正常的体温,所以39℃是发烧时的体温;而49℃远远高于了人的体温,是错误的;综上所述,C正确。
故选:C。
2.(2022 镇江)下列优美的诗词中,加点字涉及的物态变化属于凝固的是( )
A.天接云涛连晓雾 B.瀚海阑干百丈冰
C.霜重鼓寒声不起 D.露湿丛兰月满庭
【答案】B。
【解答】解:A、雾是水蒸气从气态变为液态是液化过程,液化放热,故A错误;
B、冰是由水变成冰的过程,是凝固现象,故B正确;
C、霜是水蒸气遇冷变成的小冰晶,是凝华过程,凝华放热,故C错误;
D、露是水蒸气遇冷变成小水珠,是液化过程,液化放热,故D错误。
故选:B。
3.(2022 沈阳)如图所示,炎热的夏季,小雨向盛有常温饮料的杯中加入一些小冰块,一段时间后冰块变小,同时观察到杯的外壁出现一些小水珠,下列说法正确的是( )
A.杯中冰块的内能为零 B.杯中饮料含有的热量减少
C.杯外壁小水珠的形成需要吸收热量 D.杯外壁小水珠是水蒸气液化形成的
【答案】D。
【解答】解:A、任何温度下物体都有内能,所以杯中冰块的内能不为零,故A错误;
B、热量为过程量,不能说饮料含有热量,故B错误;
C、杯外壁小水珠是空气中的水蒸气液化形成的,需要放出热量,故C错误;
D、杯外壁小水珠是空气中水蒸气液化形成的,故D正确。
故选:D。
4.(2022 菏泽)在北方的冬天,湿度较大的清晨会看到雾凇,形成雾凇的物态变化是( )
A.汽化 B.液化 C.凝固 D.凝华
【答案】D。
【解答】解:树枝上雾凇,是空气中的水蒸气骤然遇冷直接变成小冰晶附着在树枝上形成的,属于凝华现象,故D正确、ABC错误。
故选:D。
5.(2022 锦州)中国特有的二十四节气惊艳亮相北京冬奥会的开幕式,对下列节气中涉及到的物态变化现象,分析正确的是( )
A.“雨水”——雨的形成是升华现象 B.“寒露”——露的形成是汽化现象
C.“霜降”——霜的形成是凝华现象 D.“大雪”——雪的形成是熔化现象
【答案】C。
【解答】解:A、雨水主要是云层中的水蒸气遇冷液化形成的,故A不正确;
B、露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故B不正确;
C、霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶,故C正确;
D、雪是云层中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶,故D不正确。
故选:C。
二、填空题。
6.(2021 陕西)液体温度计是利用液体 热胀冷缩 的性质制成的,如图所示体温计的示数为 36.5 ℃。
【答案】热胀冷缩;36.5。
【解答】解:常用的液体温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的;
图示的体温计的量程为35℃~42℃,一个大格表示1℃,里面有10个小格,因此它的分度值为0.1℃.因此它的读数为36℃+0.5℃=36.5℃。
故答案为:热胀冷缩;36.5。
7.(2022 寻乌县三模)如图是世界上最早的伽利略温度计。当外界温度增大时,瓶内气体会向下运动使玻璃管内的液柱下降。可见伽利略温度计是根据 气体 的热胀冷缩原理制成的;如果外界温度不变,而周围大气压突然增大,则该温度计的示数会 减小 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】气体;减小。
【解答】解:伽利略温度计是根据气体的热胀冷缩原理制成的;当外界温度增大时,瓶内气体受热膨胀,会向下运动使玻璃管内的液柱下降,所以玻璃管上的温度刻度值越向下越大,如果外界温度不变,而周围大气压突然增大,则玻璃管内的液柱会上升,因此该温度计的示数会减小。
故答案为:气体;减小。
8.(2022 西华县三模)在北京冬奥会上,为了营造完美高山滑雪赛道,需要用人工造雪来保证赛道质量。如图所示是造雪机将水注入专用喷嘴接触高压空气,将水分割成小水滴,并喷到寒冷的空气中,这些小水滴 凝固 (填一种物态变化名称)成冰晶落到地面,这就是人工造雪,发生该物态变化时会 放热 (选填“吸热”或“放热”)。
【答案】凝固;放热。
【解答】解:由题意可知,人工造雪是将水注入专用喷嘴或喷枪接触高压空气,将水分割成微小的粒子并喷到寒冷的空气中,这些微小的粒子(小水滴)凝固成小冰晶。发生该物态变化时会放热。
故答案为:凝固;放热。
9.(2022 汇川区模拟)如图所示,是锡的熔化和凝固的图像,根据图像回答:
(1)锡属于 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”);
(2)锡在第9min时处于 液 态(选填“固”“液”“气”);
(3)锡在第4min时的内能 小于 第6min时的内能(选填“大于”“等于”“小于”)。
【答案】(1)晶体;(2)液;(3)小于。
【解答】解:(1)由图可知,锡在230℃时开始熔化,所以其熔点为230℃,则该物质是晶体;
(2)固态的锡从3min开始熔化,到7min结束,因此锡在第9min时处于液态;
(3)晶体熔化过程吸收热量,温度保持不变,但内能增加,所以锡在第4min时的内能小于第6min时的内能。
故答案为:(1)晶体;(2)液;(3)小于。
10.(2022 十堰)2022年6月4日,长征二号F遥十四运载火箭开始加注燃料推进剂,于6月5日圆满完成神舟十四号发射任务。运载火箭燃料推进剂选择密度小、热值 大 的气体燃料,采用 降低温度 和压缩体积的方法使气体燃料液化。神舟飞船进入太空后,利用太阳能电池板供电,太阳能属于 可再生 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
【答案】大;降低温度;可再生。
【解答】解:火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有密度小、热值大,完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比,液态氢可以释放出更多的热量。
火箭中的燃料和氧化剂是液态的,它是通过采用降低温度和压缩体积的方法使气体燃料液化;
太阳能可以从自然界源源不断获得,属于可再生能源。
故答案为:大;降低温度;可再生。
11.(2022 泰州二模)如图所示,在“观察水蒸气液化”的实验中,用酒精灯对烧瓶加热一段时间后,发现瓶中水量减少,这主要是由于水 汽化 造成的(填物态变化名称);而金属盘底部出现水滴,这是由于金属盘的温度 较低 ,使水蒸气发生 液化 而形成的;根据金属盘温度升高这一现象 不能 (能/不能)得出气体液化会放热的结论。
【答案】汽化;较低;液化;不能。
【解答】解:如图所示,用酒精灯对烧瓶加热一段时间后,发现瓶中水量减少,这是由于水在高温下发生了汽化现象变成了水蒸气,大量的水蒸气跑到烧瓶外造成的;
金属盘底部出现水滴,是温度较高的水蒸气遇到温度较低的金属盘液化成小水滴,附着在金属盘底部;
金属盘温度升高这一现象能得出水蒸气液化会放热的结论,但不能得出其它气体液化放热。
故答案为:汽化;较低;液化;不能。
三、实验探究题。
12.(2022 绥化三模)小明做“探究某种物质熔化规律”的实验装置如图甲所示,图乙是根据实验数据画出的物质温度随时间变化的图象。(该物质的沸点为220℃)
(1)实验中采用水浴法加热的好处是使物质 受热均匀 ,并且可以让试管中的固体 缓慢 (填“尽快”或“缓慢”)熔化。
(2)试管中的物质是一种 晶体 (填“晶体”或“非晶体”),熔化过程经历了 10 min。
(3)29min后继续加热时,温度计示数不再升高的原因是 温度达到水的沸点,物质不能继续吸热 。
【答案】(1)受热均匀;缓慢;(2)晶体;10;(3)温度达到水的沸点,物质不能继续吸热。
【解答】解:(1)“水浴法”加热的好处是可以使被加热物质受热更加均匀,减缓升温速度,便于记录实验数据;
(2)晶体有一定的熔点,图乙所示的图像中显示该物质在熔化时即BC阶段试管中的物质温度不变,所以该物质是晶体。熔化过程从第8min~18min,所以熔化时间为10min;
(3)温度达到水的沸点,物质不能继续吸热,所以29min后继续加热时,温度计示数不再升高。
故答案为:(1)受热均匀;缓慢;(2)晶体;10;(3)温度达到水的沸点,物质不能继续吸热。
13.(2022 青岛)茶圣陆羽在《茶经》中,形容沸腾的水“势如奔涛”。小明组装了如图甲所示的装置,探究水沸腾的特点。
(1)装置中温度计的使用存在错误,请指出: 温度计玻璃泡碰到了烧杯壁 。
(2)改正错误后进行实验,某时刻温度计的示数如图乙所示,此时水的温度为 92 ℃。
(3)持续加热至水沸腾,观察到“势如奔涛”的景象,这是一种剧烈的汽化现象。实验表明,水沸腾过程中,温度 不变 ,需要 吸收 热量。
(4)根据实验数据绘制了温度随时间变化的图象,如图丙所示,其中图线的 BC 段表示水的沸腾过程。
(5)你知道吗,通过降温居然也能使水沸腾。如图丁所示,将刚停止沸腾的水装入烧瓶,迅速塞上瓶塞并倒置,然后向瓶底浇冷水,发现水重新沸腾起来,原因是瓶内气体温度降低,气压减小,水的沸点 降低 。
【答案】(1)温度计玻璃泡碰到了烧杯壁;(2)92;(3)不变;吸收;(4)BC;(5)降低。
【解答】解:(1)观察甲图可知,图中有的错误是温度计玻璃泡碰到了烧杯壁;
(2)图乙知温度计的分度值为1℃,温度计的示数为92℃,即此时水的温度为92℃;
(3)(4)水沸腾时吸热但温度保持不变,所以丙图图线的BC段表示水的沸腾过程;
(5)水停止沸腾后。迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,会看到烧瓶中的水重新沸腾。因为当向瓶底浇冷水时,瓶内气体温度突然降低,瓶内的水蒸气遇冷液化,气压减小,瓶内液面上方气压减小,导致沸点降低,所以水重新沸腾起来。
故答案为:(1)温度计玻璃泡碰到了烧杯壁;(2)92;(3)不变;吸收;(4)BC;(5)降低。
四、解答题。
14.(2021 黑龙江)物理学是一门十分有趣的科学,课堂上老师让同学们观察了这样一个有趣的实验,如图所示:水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,水会停止沸腾;迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,则烧瓶中的水会发生什么现象?并解释发生这种现象的原因。
【解答】答:烧瓶中的水重新沸腾;
因为当向瓶底浇冷水时,瓶内气体温度突然降低,水蒸气液化成小水滴,导致瓶内液面上方气压减小,且水的沸点随气压的减小而降低,所以水重新沸腾。
精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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第三章 物态变化(原卷版)
知识导航
知识点回顾
知识点1:温度
温度定义:表示物体冷热程度的物理量。
2、温度的单位:
(1)国际单位制中采用热力学温度。
(2)常用单位是摄氏度(符号是℃) 规定:在一个标准大气压下冰水混合物的温度为0度,沸水的温度为100度,它们之间分成100等份,每一等份叫1摄氏度 某地气温-3℃读做:零下3摄氏度或负3摄氏度。
※换算关系T=t + 273K。
3、温度的测量——温度计(常用液体温度计):
(1)温度计构造:下有玻璃泡,里盛水银、煤油、酒精等液体;内有粗细均匀的细玻璃管,在外面的玻璃管上均匀地刻有刻度。
(2)温度计的原理:利用液体的热胀冷缩进行工作。
(3)温度计的分类及比较:
分类 实验用温度计 寒暑表 体温计
用途 测物体温度 测室温 测体温
量程 -20℃~110℃ -30℃~50℃ 35℃~42℃
分度值 1℃ 1℃ 0.1℃
所用液体 水 银煤油(红) 酒精(红) 水银
特殊构造 玻璃泡上方有缩口
使用方法 使用时不能甩,测物体时不能离开物体读数 使用前甩可离开人体读数
(4)温度计的使用方法:
①使用前:观察它的量程,判断是否适合待测物体的温度;并认清温度计的分度值,以便准确读数。
②使用时:温度计的玻璃泡全部浸入被测液体中,不要碰到容器底或容器壁;温度计玻璃泡浸入被测液体中稍候一会儿,待温度计的示数稳定后再读数;读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与温度计中液柱的上表面相平。
※体温计使用前应该把玻璃管内的液体甩回玻璃泡内!
知识点2:熔化和凝固
1、熔化:
(1)熔化定义:物体从固态变成液态叫熔化。
(2)晶体:有固定熔化温度(熔点)的物体。比如:海波、冰、石英水晶、食盐、明矾、奈、各种金属。
(3)晶体熔化时特点:固液共存,吸收热量,温度不变。
(4)熔点:晶体熔化时的温度。
※晶体熔化条件:(1)达到熔点。(2)继续吸热。
(5)非晶体:没有固定熔化温度(熔点)的物体。比如:松香、石蜡玻璃、沥青、蜂蜡。
(6)非晶体熔化时特点:吸收热量,先变软变稀,最后变为液态温度不断上升,熔化过程中温度不断升高。
2、凝固:
(1)凝固定义:物质从液态变成固态叫凝固。
(2)晶体凝固时特点:固液共存,放出热量,温度不变。
(3)凝固点:晶体熔化时的温度。
※晶体凝固条件:(1)达到凝固点。(2)继续放热。
※同种物质的熔点凝固点相同。
(4)非晶体凝固时特点:放热,逐渐变稠、变黏、变硬、最后成固体,温度不断降低。
知识点3:汽化和液化
1、汽化(汽化时需要吸收热)
(1)汽化定义:物质从液态变为气态叫汽化。
(2)汽化方式:蒸发和沸腾。
定义:液体在任何温度下都能发生的,并且只在液体表面发生的汽化现象叫蒸发。
蒸发 影响因素:①液体的温度;②液体的表面积;③液体表面空气的流动。
作用:蒸发吸热(吸外界或自身的热量),具有制冷作用。
定义:在一定温度下,在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象叫沸腾。
沸 沸点:液体沸腾时的温度。
腾 沸腾条件:①达到沸点。②继续吸热
沸点与气压的关系:一切液体的沸点都是气压减小时降低,气压增大时升高。
2、液化(液化时需要放出热)
(1)液化定义:物质从气态变为液态叫液化。
(2)液化方法:①降低温度;②压缩体积,如:氢的储存和运输、液化气。
(3)好处:体积缩小便于运输。
知识点4:升华和凝华
1、升华:
(1)升华定义:物质从固态直接变成气态的过程;升华吸热。
(2)生活中常见的升华现象:碘升华、结冰衣服也干了、干冰升华吸热、樟脑片消失、用久的钨丝灯变黑。
2、凝华:
(1)凝华定义:物质从气态直接变成固态的过程,凝华放热。
(2)生活中常见凝华现象:霜和雪的形成、冬天看到树上的“雾凇”、冬天,外界温度极低,窗户内侧可看见“冰花”(室内水蒸气凝华)。
物质三态变化图:
典例分析
考点1 温度
【典例1】(2022 六盘水)游泳时为了谨防抽筋现象,最适宜的水温是( )
A.10℃ B.20℃ C.28℃ D.40℃
【典例2】(2022 潮南区模拟)在防控“新冠”期间,学校要求每位同学测体温,901班值日生张莉同学用同一只体温计正确测出甲同学的体温为36.5℃,插入消毒液后擦干又分别测了乙、丙、丁三位同学的体温,读数正确,记录如下:①甲同学36.5℃,②乙同学36.5℃,③丙同学37.1℃同学,④丁同学37.1℃。请你判定上述情况中可能不准确的体温记录是( )
A.①和② B.③和④ C.②和④ D.①和③
【典例3】(2022 常州一模)如图所示温度计的示数是 ℃。我国南极科考队成功到达南极的最高点“冰穹”,该地的气温达零下80℃以下,该温度计内的测温液体为酒精,酒精的凝固点为零下78℃,该温度计 (能/不能)测量“冰穹”的气温。
【典例4】(2022 自贡)在标准大气压下,把正在熔化的冰块拿到温度为0℃的房间里,冰块能不能继续熔化?为什么?
考点2 熔化和凝固
【典例5】(2022 娄底)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象。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
【典例6】(2022 集美区模拟)航天员王亚平在“天宫课堂”中向人们展示了太空“冰雪”实验,液体球体与沾了结晶核的毛根碰触后迅速变成了热乎乎的“冰球”。下列实例与此物态变化相同的是( )
A.北方冬天在菜窖里放几桶水 B.海鲜快递用冰袋保鲜
C.感冒发高烧时在身体上擦拭酒精 D.衣柜里的樟脑丸变小
【典例7】(2022 宜昌)如图为关于“55°”水杯的图片。将沸水倒入这种杯中摇一摇,便可使水温快速变为55℃,并在一定时间内保持温度不变,这是因为杯的内壁和外壁间贮存了一种颗粒,这种颗粒是 (选填“晶体”或“非晶体”),使沸水降温利用了它 的特点。
【典例8】(2022 沈阳)在探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验中,小雨所用实验装置如图甲所示。
(1)为了使冰受热均匀,试管中应加入 (选填“碎冰块”或“大冰块”);
(2)小雨绘制出冰熔化时温度随时间变化的图像,如图乙所示,由图像可知冰是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(3)小雨还想利用这套实验装置探究水沸腾时温度变化的特点,他先把试管和搅拌棒取出,再把温度计插入烧杯的水中。为了缩短给水加热的时间,烧杯中的水应该 (选填“增加”或“减少”)一些。记录测量数据后,小雨又绘制出了水沸腾时温度随时间变化的图像,如图丙所示;
(4)小雨通过对比图乙和图丙,发现冰的熔化过程和水的沸腾过程有着相同的特点:都需要吸收热量,温度都 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
考点3 汽化和液化
【典例9】(2022 辽宁)用酒精消毒时,酒精沾在手上会迅速汽化。下列现象中的物态变化与其相同的是( )
A.壶口“白气” B.浓雾消散
C.露珠形成 D.冰雕变小
【典例10】(2022 桂林一模)桂林市春季经常出现返潮现象,俗称“回南天”。返潮时,墙壁和地板都非常潮湿,甚至“出水”,这是( )
A.熔化现象 B.液化现象 C.升华现象 D.凝华现象
【典例11】(2022 河南)在干旱缺水的地区,可用塑料布收集露水,如图所示。露形成时发生的物态变化是 ,该物态变化过程要 热量,所以露的形成多在夜间。
【典例12】(2022 淮安)如图1所示,探究水沸腾时温度的变化特点。
(1)组装器材,温度计用细线挂到铁杆A上,调节铁杆A到合适的位置固定,目的是 。
(2)由图2中水沸腾时温度计的示数,读得水的沸点为 ℃。
(3)观察到水沸腾时烧杯的上方出现大量的“白气”,“白气”是由水蒸气 形成的,杯口附近 (选填“C”或“D”)处的“白气”更浓。
(4)撤去酒精灯,水不能持续沸腾,说明水沸腾时需要 。
考点4 升华和凝华
【典例13】(2022 鞍山模拟)如图是小菲制霜的两种方法。图甲,她把冰块放在装有适量食盐的易拉罐中;图乙,她将一块干冰放在金属勺子上。过一会就看到易拉罐外壁和勺子表面都出现了白霜。以下说法正确的是( )
A.两种方法中,霜的形成都是凝固现象
B.制霜的过程中,冰和干冰都吸收热量
C.冰中加盐是为了升高冰的熔点
D.勺子下方出现的“白气”是二氧化碳
【典例14】(2022 凉山州)深秋早晨草地上出现的霜是 (填物态变化名称)现象,它的形成需要 热。
【典例15】(2022 信阳模拟)寒假期间,小明帮妈妈做饭时,发现家里的液化气瓶用了一段时间后,液化气瓶的外壁结了一层“冰”,如图所示。这是由于液化气在使用时 吸热,使液化气瓶温度降低,空气中的水蒸气遇到温度较低的液化气瓶直接 而形成的。(均填物态变化名称)
【典例16】(2022 遵化市一模)小明同学在实验室进行了如下两个实验。
(1)小明记录的某种物质在熔化过程中温度随时间变化的图像如图1所示,由图像可以看出,这种物质的熔点是 ℃,该物质属于 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(2)如图2所示,小明将盛有冷水的烧瓶放在装有少量碘颗粒的烧杯口处,用酒精灯给烧杯加热。不久可观察到烧杯内固态碘减少且出现紫色的碘蒸气,此物态变化过程需要
热量;过一会儿还可以观察到烧瓶底部附有少量细小的碘晶体,这是 现象。
巩固训练
一、选择题。
1.(2022 新疆)正在发烧的小军的体温可能是( )
A.35℃ B.36℃ C.39℃ D.49℃
2.(2022 镇江)下列优美的诗词中,加点字涉及的物态变化属于凝固的是( )
A.天接云涛连晓雾 B.瀚海阑干百丈冰
C.霜重鼓寒声不起 D.露湿丛兰月满庭
3.(2022 沈阳)如图所示,炎热的夏季,小雨向盛有常温饮料的杯中加入一些小冰块,一段时间后冰块变小,同时观察到杯的外壁出现一些小水珠,下列说法正确的是( )
A.杯中冰块的内能为零 B.杯中饮料含有的热量减少
C.杯外壁小水珠的形成需要吸收热量 D.杯外壁小水珠是水蒸气液化形成的
4.(2022 菏泽)在北方的冬天,湿度较大的清晨会看到雾凇,形成雾凇的物态变化是( )
A.汽化 B.液化 C.凝固 D.凝华
5.(2022 锦州)中国特有的二十四节气惊艳亮相北京冬奥会的开幕式,对下列节气中涉及到的物态变化现象,分析正确的是( )
A.“雨水”——雨的形成是升华现象 B.“寒露”——露的形成是汽化现象
C.“霜降”——霜的形成是凝华现象 D.“大雪”——雪的形成是熔化现象
二、填空题。
6.(2021 陕西)液体温度计是利用液体 的性质制成的,如图所示体温计的示数为 ℃。
7.(2022 寻乌县三模)如图是世界上最早的伽利略温度计。当外界温度增大时,瓶内气体会向下运动使玻璃管内的液柱下降。可见伽利略温度计是根据 的热胀冷缩原理制成的;如果外界温度不变,而周围大气压突然增大,则该温度计的示数会 (填“增大”“减小”或“不变”)。
8.(2022 西华县三模)在北京冬奥会上,为了营造完美高山滑雪赛道,需要用人工造雪来保证赛道质量。如图所示是造雪机将水注入专用喷嘴接触高压空气,将水分割成小水滴,并喷到寒冷的空气中,这些小水滴 (填一种物态变化名称)成冰晶落到地面,这就是人工造雪,发生该物态变化时会 (选填“吸热”或“放热”)。
9.(2022 汇川区模拟)如图所示,是锡的熔化和凝固的图像,根据图像回答:
(1)锡属于 (选填“晶体”或“非晶体”);
(2)锡在第9min时处于 态(选填“固”“液”“气”);
(3)锡在第4min时的内能 第6min时的内能(选填“大于”“等于”“小于”)。
10.(2022 十堰)2022年6月4日,长征二号F遥十四运载火箭开始加注燃料推进剂,于6月5日圆满完成神舟十四号发射任务。运载火箭燃料推进剂选择密度小、热值 的气体燃料,采用 和压缩体积的方法使气体燃料液化。神舟飞船进入太空后,利用太阳能电池板供电,太阳能属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
11.(2022 泰州二模)如图所示,在“观察水蒸气液化”的实验中,用酒精灯对烧瓶加热一段时间后,发现瓶中水量减少,这主要是由于水 造成的(填物态变化名称);而金属盘底部出现水滴,这是由于金属盘的温度 ,使水蒸气发生 而形成的;根据金属盘温度升高这一现象 (能/不能)得出气体液化会放热的结论。
三、实验探究题。
12.(2022 绥化三模)小明做“探究某种物质熔化规律”的实验装置如图甲所示,图乙是根据实验数据画出的物质温度随时间变化的图象。(该物质的沸点为220℃)
(1)实验中采用水浴法加热的好处是使物质 ,并且可以让试管中的固体 (填“尽快”或“缓慢”)熔化。
(2)试管中的物质是一种 (填“晶体”或“非晶体”),熔化过程经历了 min。
(3)29min后继续加热时,温度计示数不再升高的原因是
。
13.(2022 青岛)茶圣陆羽在《茶经》中,形容沸腾的水“势如奔涛”。小明组装了如图甲所示的装置,探究水沸腾的特点。
(1)装置中温度计的使用存在错误,请指出: 。
(2)改正错误后进行实验,某时刻温度计的示数如图乙所示,此时水的温度为 ℃。
(3)持续加热至水沸腾,观察到“势如奔涛”的景象,这是一种剧烈的汽化现象。实验表明,水沸腾过程中,温度 ,需要 热量。
(4)根据实验数据绘制了温度随时间变化的图象,如图丙所示,其中图线的 段表示水的沸腾过程。
(5)你知道吗,通过降温居然也能使水沸腾。如图丁所示,将刚停止沸腾的水装入烧瓶,迅速塞上瓶塞并倒置,然后向瓶底浇冷水,发现水重新沸腾起来,原因是瓶内气体温度降低,气压减小,水的沸点 。
四、解答题。
14.(2021 黑龙江)物理学是一门十分有趣的科学,课堂上老师让同学们观察了这样一个有趣的实验,如图所示:水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,水会停止沸腾;迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,则烧瓶中的水会发生什么现象?并解释发生这种现象的原因。
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