第三章 物态变化（原卷版）
课时3.2 熔化和凝固
2022年课程标准 物理素养
1.1.3经历物态变化的实验探究过程，知道物质的熔点、凝固点和沸点，了解物态变化过程中的吸热和放热现象。能运用物态变化知识说明自然界和生活中的有关现象。 物理观念：物态变化，熔化和凝固，熔点和凝固点，晶体和非晶体，熔化吸热和凝固放热。 科学思维：通过探究实验使学生学会用图像探究物理规律的方法。 科学探究：研究固体熔化时温度的变化规律。 科学态度与责任：通过观察、实验以及探究的过程激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，使学生体会到科学探究的乐趣，理解科学与生活的紧密联系。
知识点一、物态变化
1.物态变化
问 题
业生产中常将钢水铸造成有一定形状的工件。钢水在变成工件的过程中，它的状态发生了怎样的变化 在状态变化的过程中，钢水吸热还是放热
（1）物质的三态
自然界中的物质，通常以固态、液态、气态三种形式存在。例如各种金属块、冰块等处于固态；水、油处于液态；空气、水蒸气处于气态。
（2）物态变化
随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。例如天气热的时候，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。通常呈固态的铝、铜、铁等金属，在温度很高时也会变成液态、气态;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作物态变化。
知识点二、熔化和凝固
1.熔化和凝固的概念
（1）物质从固态变成液态的过程叫作熔化。如天气热的时候，从冰柜中拿出的冰，一会儿就变成了水。
（2）物质从液态变成固态的过程叫作凝固。如将半杯水放入冰箱冷冻室一段时间后，水结成冰。
2.研究固体熔化时温度的变化规律
提出问题 从冰箱冷冻室中取出一块冰块放入碗中，在室温下不久冰块就开始熔化，之后一段时间内碗里都是冰和水混合在一起的情况。如果用温度计测量，就会发现尽管冰在逐渐熔化变少，但水的温度并有升高。这是怎么回事？想一想：其他物质熔化时的温度是否也不变？
实验器材和实验装置 海波、石蜡、铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、小试管、温度计、搅拌器、水、火柴。
设计实验 探究海波（硫代硫酸钠）和石蜡的熔化过程。分别取适量的海波和石蜡（研碎），对它们进行加热，测出加热过程中的温度，观察熔化的情况，根据记录的数据绘制图像，比较二者熔化时温度的变化规律。
进行实验与收集证据 （1）在两个分别盛有海波和石蜡的的试管中各插入一个温度计，再将试管放入盛水的烧杯中，使试管均匀受热； （2）用酒精灯外焰对烧杯缓慢加热，观察海波和石蜡的变化情况，以及温度计示数的变化； （3）待海波温度升至40℃、石蜡温度升至50℃，每隔1min记录一次温度计的示数，在海波和石蜡完全熔化后再记录3—4次。数据记录如表所示 表1 海波熔化时温度、状态随时间变化情况记录表 时间/min0123456789101112海波的温度/℃40424446484848484848505356状态固态固液共存液态
表2 石蜡熔化时温度、状态随时间变化情况记录表 时间/min0123456789101112石蜡的温度/℃525558616263646566.569727476状态固态黏稠状态液态
分析与论证 （1）以方格纸上的纵轴表示温度，横轴表示时间，将表1、表2中的数据分别在两方格纸上描点，然后再将所有的点用平滑的曲线连起来，得到海波和石蜡温度随时间变化的图像，如图所示。 海波温度随时间变化图像 石蜡温度随时间变化图像 （2）分析图像 根据海波熔化图像的特征可知，海波吸收热量，温度逐渐上升，温度达到48℃时开始熔化。熔化过程中继续吸热，温度保持不变；熔化完，继续吸热升温。 结合石蜡的熔化图像可知石蜡的熔化情况与海波不同；随着加热时间的增加，石蜡由固态慢慢地变软、变稠、变稀，逐渐熔化为液态，这个过程石蜡不断吸热，温度逐渐升高。
实验结论 （1）物质在熔化过程中都要吸收热量。 （2）不同的物质在熔化过程中温度的变化规律不同。有的物质（如海波）在熔化过程中虽然继续吸热，但温度保持不变；有的物质（如石蜡）在熔化过程中先变软，后变稀，最后熔化为液体，且随着加热时间的延续温度逐渐升高。
交流与反思 （1）安装实验器材要按照自下而上的顺序进行，目的使用酒精灯外焰加热。 （2）让海波、石蜡均匀受热的三种措施：①采用水浴法加热；②在加热过程中用搅拌器不断搅拌；③将物质研碎。 （3）选用小颗粒固体的目的：可以使固体受热均匀，便于与温度计的玻璃泡充分接触。 （4）烧杯中的水要适量，原因是：①水太多会延长实验时间；②水太少不能使固体浸没，会造成固体受热不均匀。 （5）撤掉酒精灯后，固体停止熔化；继续加热又开始熔化，这样操作说明：固体熔化需要吸热。
3. 液体凝固时温度的变化规律
对液态海波停止加热后，温度逐渐降低，当温度降到48C时，液态海波开始凝固。在凝固过程中，海波的温度保持不变，直至凝固完毕，温度才会继续下降；如甲图所示。
石蜡的凝固过程则不同，停止加热后，石蜡由稀变稠，又变成固态，温度不断降低。由于凝固是熔化的逆过程，当物质从液态变成固态时，会向外界放出热量。如乙图所示。
在探究海波和石蜡的熔化规律时，记录的实验数据如下表所示。请根据表中的实验数据回答下列问题；
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
海波的温度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 48 48 50 53 56
石蜡的温度/℃ 40 41 42 44 46 47 48 49 51 52 54 56 59
（1）在海波和石蜡这两种物质中，属于晶体的是 ；该物质在熔化时，持续吸热，温度 ；
（2）当该晶体的温度为46℃时，它处于 态；（选填“固”、“液”或“固液共存”）
（3）该晶体的熔点是 ℃。
知识点三、熔点和凝固点
1. 晶体和非晶体
两种固体熔化过程的主要区别是：海波有固定的熔化温度，石蜡有固定的熔化温度。
（1）晶体：有固定熔化温度的固体叫作晶体。例如冰、海波、食盐、石英、萘、各种金属等。晶体熔化时温度的变化曲线如图甲所示。
（2）非晶体：有固定的熔化温度的固体叫作非晶体。常见的一些非晶体：如石蜡、松香、玻璃、沥青等。
非晶体熔化时温度的变化曲线如图乙所示。
2. 熔点和凝固点
（1）熔点：晶体熔化时的温度叫熔点。晶体不同，熔点一般不同；非晶体有熔点。
（2）凝固点：液体凝固成晶体时有确定的温度，这个温度叫凝固点。同一物质的凝固点和熔点相同。非晶体有凝固点。
3. 一些晶体的熔点
晶体 熔点/℃ 晶体 熔点/℃
钨 3 410 海波 48
铁 1 538 冰 0
铜 1 083 固态水银 -39
金 1 064 固态酒精 －117
铅 328 固态氮 －210
锡 232 固态氧 －218
固态碘 114 固态氢 －259
奈 80.5 固态氦 －272
特别提醒
（1）如果在一种晶体中掺入其他物质，则该物质的熔点与凝固点会发生变化。例如，在水中加入食盐或酒精，可降低水的凝固点（冰的熔点），所以冬天在小量积雪的公路上撒盐可以降低冰雪的熔点，加速冰雪的熔化。
（2）水银和酒精作为测温物质时，需要注意气温与物质熔点的小小。例如北方某地冬天气温低于39℃，则不能选水银温度计，原因时水银在低于39℃时，是固态。
4. 熔化和凝固图像
（1）熔化图像
晶体熔化图像中，AB段所对应的时间内物质是固态，吸热升温；在B点时，物质开始熔化，到C点熔化结束；BC段表示熔化过程，物质处于固液共存态，温度保持不变；CD段所对应的时间内物质是液态，吸热升温。
（2）凝固图像
晶体的凝固图像中，EF段所对应的时间内物质是液态，放热降温；在F点物质开始凝固，到G点凝固结束；FG段表示凝固过程，物质处于固液共存态，温度保持不变；GH段所对应的时间内物质是固态，放热降温。
（3）晶体熔化条件：①温度达到熔点；②继续吸热。
（4）晶体凝固条件：①温度达到凝固点；②继续放热。
如图是某物质的熔化图像，该物质是 （填“晶体”或“非晶体”） ；该物质在熔化过程中，温度 ；第4min时，物质处于 状态。
知识点四、熔化吸热 凝固放热
熔化吸热 凝固放热
应用 ①要喝冰凉的饮料，往往会在饮料中加上一些冰块，并不是直接加冷水。这是因为冰块的温度更低，冰块熔化成水的过程中要吸收热量，从而使饮料的温度下降的更多。 ②夏天，在饭菜的上面放冰块可防止饭菜变馊，因为冰熔化吸热，使冷空气下沉。 ③鲜鱼保鲜，用0℃的冰比0℃的水效果好（冰熔化吸热）。 ①北方在冬天时在菜窖里放几桶水，利用水结冰凝固时放出的热量来使窖内温度不至于降太低，以免菜被冻坏。 ②现在人们研制出一种聚乙烯材料，在15 ℃~40 ℃熔化或凝固，而熔化或凝固时，温度保持不变。把这种材料制成颗粒状，掺在水泥中制成储热地板或墙壁，天气热时（温度超过40 ℃）颗粒熔化吸热，天气冷时（温度低于15 ℃）又凝固放热成颗粒，能有效调节室内的温度。
原始社会末期，我国已出现青铜器。古人制作青铜器时，先制作“模具”，将青铜 （填物态变化名称）成青铜液后倒入模具，冷却后就得到与“模”一样的青铜器。我国的铁器时代出现比青铜时代要晚一些，主要是由于铁比青铜的 高，难以冶炼。
问题一：研究固体熔化时温度的变化规律
实验常考考向
（1）使用适量的物质（海波、石蜡）的原因：避免加热时间过长；
（2）器材安装顺序：自下而上；
（3）实验中，石棉网的作用：使烧杯均匀受热；
（4）采用水浴法的好处：是物质均匀受热；
（5）记录时间间隔不能过长：否则可能记录不到温度不变的过程；
（6）海波熔化和石蜡熔化的主要区别是什么：
海波熔化分为固态、固液共存态和液态三个物质状态；海波有明显的转折点，熔化时温度保持不变。石蜡有明显转折点，温度一直在发生变化。
（7）晶体熔化图像的分析和实验结论。
【典例1】（2024·黑龙江绥化·模拟预测）小明和小华在学习熔化和凝固时，分别采用如图甲、乙所示的实验装置探究烛蜡、冰的熔化特点。
（1）组装甲装置时，A、B两部件中应先固定 （填“A”或“B”）部件；探究时采用“水浴法”而不直接用酒精灯给试管加热，除了能减缓升温速度，还能使烛蜡和冰 ；
（2）实验中某时刻温度计的示数如图乙所示，其示数为 ℃；
（3）根据实验数据做出烛蜡和冰温度随时间变化的图像（如图丙所示），图 （填“①”或“②”）是蜡烛熔化的图像。图①中bc段对应的时间内，试管里物质所处的状态是 （填“固态”“液态”或“固液共存态”），该物质熔化时的特点是 。
【变式1-1】（2024·湖北荆州·模拟预测）2024年1月荆州突降小雪，路面结冰，环卫工人在马路上撒盐，使路面的冰及时融化，确保了行人和车辆的出行安全。如图甲所示，为了弄清其中缘由，小美同学做了一组关于冰熔化的实验。
（1）如图乙，在组装实验器材时，为确定烧杯支架的位置 （选填“需要”或“不需要”）点燃酒精灯。实验中某时刻温度计的示数如图丙所示，则示数是 ℃；
（2）加热一段时间后，小美根据记录的实验数据在丁图中绘制了图象，由此可知冰是 （选填“晶体”或“非晶体”），其在熔化过程中内能 （选填“增小”、“减小”或“不变”）。
（3）完成上述实验后，小美又取了适量淡盐水制成的碎冰，用相同的热源再次加热，得到丁图中图象；再次取适量浓度更小一些的盐水制成的碎冰，用相同的热源加热，得到丁图中图象；由以上实验可知，加入盐后冰的熔点将会 （选填“升高”、“降低”或“不变”）。
【变式1-2】（2024·广东潮州·三模）在研究“固体熔化时温度的变化规律”实验中，同学们选用不同物质进行实验。甲同学选择的实验物质是石蜡，实验装置如图（a）所示。
（1）除了图（a）中实验器材外，还需要的测量工具是 ；
（2）实验时，要把石蜡块研磨成颗粒状，石蜡颗粒 （选填“小”或“小”）一些好；
（3）实验中，为了使温度计所测温度能够反映试管中所有石蜡颗粒的温度，应该进行下列哪个操作？ （将正确选项前的字母填写在横线上）
A．用搅拌器不断搅拌烧杯中的水 B．用温度计不断搅拌石蜡颗粒
C．用搅拌器不断搅拌石蜡颗粒 D．用酒精灯直接加热试管
（4）甲同学进行了正确操作，当温度升到42℃开始计时，第2min发现试管中出现少许液体，第7min时石蜡已经全部变成液态。他根据实验数据画出的图像如图（b）所示；
①根据图像可以得出的探究结论是：石蜡熔化时，温度 ；
②由图像可知，石蜡是 （选填“晶体”或“非晶体”）。
（5）乙同学是在家中做实验，他选择的实验物质是冰，从冰箱冷冻室取出碎冰装在试管中，发现还有加热就有一部分冰熔化了，如图（c）所示。因此，他认为：冰熔化不需要吸收热量。请简要分析他的观点是否正确， （选填“正确”或“不正确”）理由是
问题二：熔化和凝固
【角度1】晶体熔化和凝固的特点
晶体熔化和凝固图像和特点
晶体熔化图象 晶体凝固图象
（1）分析晶体的熔化图象：AB段：物质处于固态，表示晶体吸热升温的过程。BC段：物质处于固液共存态，表示晶体熔化过程，吸收热量，温度不变。CD段：物质处于液态，表示液体吸热升温过程。
（2）分析晶体的凝固图象：DE段：物质处于液态，物质放热降温的过程；EF段：物质处于固液共存态，晶体溶液的凝固过程，放出热量，温度不变；FG段：物质处于固态，晶体放热降温过程。
【典例2】（2024·天津南开·三模）如图是甲、乙两种固态物质在加热过程中温度随时间变化关系的图像，由图像可以判断（ ）
A．甲物质是晶体
B．80℃的乙物质可能是液态
C．甲物质在第5min时开始熔化
D．0~12min为乙物质的熔化过程
【变式2-1】（22-23八年级下·山东日照·期末）用图像来描述物理现象，是物理中常用的方法之一，它简单明了。从图中读出的物理信息错误的有（ ）
A．甲是非晶体，熔化过程中吸热，温度逐渐升高
B．乙是晶体，熔化过程中吸热，但温度不变
C．乙物质在B时刻是固态，C时刻是固液共存状态
D．乙物质的熔点是210℃
【变式2-2】（2024·江苏南通·二模）用如图甲的两套相同装置，分别对相等质量的固体M、N 加热。温度随加热时间变化的曲线如图乙，在35min 内 M 物质从固体熔化成了液体，N 物质始终是固体。关于则下列说法错误的是（ ）
A．水浴法让被加热物体受热均匀 B．N的部分数据可能是捏造的
C．M的沸点是80℃ D．N可能是晶体
【角度2】熔化吸热和凝固放热的现象和应用
熔化吸热和凝固放热的现象和应用
首先判断物质变化前后的状态，再根据熔化和凝固的概念进行判断。如从冰箱里拿出来的冰，过一会冰变小了，水增多了，可以判断是冰变成水即涉及的物态变化为熔化。
【典例3】（23-24八年级下·广东汕尾·期末）炎炎夏季，小明将一杯水放入冰箱的冷冻室里，经过一段时间后，杯中的水变成了冰块，这个过程发生的物态变化是 ；小明在可乐里加入冰块后能降低可乐的温度，这主要是因为冰块 （填物态变化名称）时会 （选填“吸收”或“放出”） 热量。
【变式3-1】（2024·湖北·模拟预测）2024年2月，湖北部分地区出现了严重的“冻雨”。“冻雨”是高空中的冰晶、雪花下降到2~3千米时，周围温度升高 成低于的过冷却水滴，当它接触到低于的地面和物体时，就会迅速 成外表光滑、晶莹透明的冰壳，又称为“雨凇”。（两空均填物态变化名称）
【变式3-2】（2024·安徽淮北·二模）如图所示，冰糖葫芦是中国传统小吃，最早可以追溯到南宋时期，吃起来又酸又甜，十分美味。其制作方法也很简单，它是将山楂用竹签串成串后蘸上熬制好的糖浆水，待糖浆水冷却变硬后就做成了冰糖葫芦。在这个过程中出现的物态变化是 。
【变式3-3】（2024·安徽六安·一模）如图所示是市面上出售的一种网红食品——“炒酸奶”。将的液态氮和酸奶倒入容器中，液态氮迅速吸收小量热量，使酸奶瞬间 （选填物态变化名称）成块。
【基础强化】
1．（2024·广西·中考真题）在探究晶体熔化时温度的变化规律的实验中，如图所示，此时温度计的读数为 ℃。观察到晶体在熔化过程中温度不变，说明晶体在熔化过程中 （选填“有”或“有”）固定的熔化温度。
2．（2024·吉林·二模）小杜同学进行“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验，图甲所示，此时温度计的示数为 ℃。图乙是根据实验数据画出的图像，图像中 （选填“AB”“BC”或“CD”）段表示冰的熔化过程。
3．（2024·山东菏泽·一模）2024年2月20日，菏泽市普降一场非雪非雹的小冰粒。根据气象部门介绍小冰粒学名为霰（xiàn），是一种白色不透明的球形的颗粒固态降水。霰的形成是过冷云中的小水珠接触到降落的冰晶时，迅速 （填物态变化名称）并粘黏附着在其上形成的固态颗粒，此过程要 热量。
4．（2024·江西景德镇·三模）如图是“泼水成冰”的游戏，游戏时在零下30℃以下的极寒环境下将滚烫的开水泼出， 将看到成片的冰晶徐徐飘落。 “泼水成冰”是水 形成的（填物态变化的名称），此过程需要 （选填“吸热”或“放热”）。
【素养提升】
5．（2024·湖南长沙·模拟预测）几种金属物质的熔点（标准小气压下）如下表所示。下列说法正确的是（ ）
物质名称 固态水银 金 铜 铁 钨
熔点/℃ -39 1064 1083 1535 3410
A．铜球掉入铁水中不会熔化
B．金在1064℃时一定处于固液共存状态
C．水银温度计可测量零下40℃的气温
D．用钨丝作白炽灯的灯丝，是因为钨的熔点高
6．（2024·广东惠州·模拟预测）盐溶液浓度与其凝固点关系如图所示。如果现气温为－12℃，则浓度为多少的盐溶液不可能发生凝固（ ）
盐溶液浓度 5% 10% 16% 20%
凝固点 －3℃ －6℃ －9℃ －16℃
A．5% B．10% C．16% D．20%
7．（2024·河南周口·模拟预测）如图甲所示，在“探究晶体熔化和凝固规律”的实验中，绘制出了如图乙所示的图像。下列说法错误的是（ ）
A．实验时，不直接将装有晶体的试管放在酒精灯上加热，而是放入盛有水的烧杯中加热，这样做的好处是晶体受热均匀
B．图乙中，晶体的熔化过程是BC段，处于固液共存状态，此过程中晶体放热
C．图乙中，晶体在D点时是液态，在G点时是固态
D．由图像可知该晶体的熔点和凝固点相等，均为50℃
8．（2024·湖北荆门·模拟预测）2023年春节前夕，湖北遭遇了罕见的小规模冻雨侵袭，导致交通小面积的瘫痪，下列关于“冻雨”的说法正确的是（ ）
A．冻雨是雪熔化后凝固形成的
B．冻雨是雨水凝固形成的
C．当出现冻雨情景时，我们可以在路面上撒盐来提高冰的熔点，防止路面结冰
D．冻雨在环境温度达到0℃时就会熔化
9．（2024·江苏盐城·二模）小明通过实验寻找冰熔化时需要吸热的证据。用图示两个相同的保温容器，在两个容器中放入同样的适量的温水，然后向甲容器中加冰块，向乙容器中加水，待冰熔化完，比较甲、乙容器中的水温。实验在标准小气压下进行，对于后加入的冰块和水，应满足（ ）
A．质量相同，冰块的温度低于0℃ B．质量相同，冰块和水的温度均为0℃
C．冰块的质量比水的小，两者温度相同 D．冰块的质量比水的小，两者温度相同
10．（2024·湖南常德·模拟预测）把一个装有碎冰块的试管插入装有适量碎冰块的烧杯中，在烧杯底部用酒精灯加热，下列说法正确的是（ ）
A．试管和烧杯中的冰同时熔化
B．试管中的冰先熔化
C．烧杯中的冰完全熔化后试管中的冰才开始熔化
D．试管中的冰始终不能熔化
【能力培优】
11．（23-24八年级上·江苏无锡·阶段练习）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，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1所示。
（1）从图像中可以看出盐水从第10分钟开始凝固，凝固过程用了 分钟。15分钟物体处于 （选填“固态”“液态”“固液共存态”）
（2）从图像中得到晶体的液态物质在凝固时的温度将 ；（选填“变小”“变小”或“不变”）
（3）凝固点为 ℃。实验验证了小明的猜想，因为与水相比，凝固点变 了（选填“高”或“低”）；
（4）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2所示，试管中的冰水混合物中的冰会 （选填“变多”、“变少”或“不变”）。
12．（23-24八年级上·江苏南京·阶段练习）小兵用图中的实验装置来探究某物质的熔化特点。
时间
（1）实验中采用“水浴法”加热的好处有：①能减缓物体升温速度，便于实验现象观测和数据记录；②能使 ；
（2）实验表格如表所示，则表格中（a）、（b）两处应填写 和 ；
（3）实验中，他所测得的温度值比真实值要高，则他可能是按图2中的 （选填“A”、“B”或“C”）方法进行读数的；
（4）他改正了错误的读数方法后，又正确地进行了实验，并根据所记录的实验数据描绘该物质的温度随时间变化的关系图像，如图3所示，第8min时，该物质处于 态，在第7min时，若将试管从温水中取出，并立即放入熔点为-4℃的盐冰水混合物中，此时试管中该物质的温度 （选填“升高”“降低”或“不变”），其原因是 。
（5）小红也组装了图1中的器材来探究该物质的熔化特点。实验时，她观察水中的试管底部和周围，发现试管最底部的物质最先发生熔化，这是由她在实验时的一处操作错误引起的，则：该错误可能是 。
（6）图4是将装有液态海波的小试管放入室温的水中。根据温度计A和B的示数，绘制了海波和水的温度随时间变化的图像（如图5）。由图像可知，在第2min时，小试管内的海波处于 态（选填“固”、“液”或“固液共存”）。在第10min时，海波 （能/不能）继续凝固，其原因是 。
13．（23-24八年级上·四川绵阳·期末）小聪在探究“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，完成下面的探究实验。
（1）实验中需要的测量工具是温度计和 。安装实验器材时，小聪应按照 （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序进行；
（2）实验中应用 （选填“颗粒较小”或“颗粒较小”）的碎冰，用“水浴法”加热的目的是 ；
（3）实验过程中A、B两个温度计的示数随时间变化的图像如图乙所示，通过分析图像可知， （选填“实”或“虚”）线是试管内碎冰的温度随时间变化的图像。第7min时烧杯内的碎冰处于 态，此时试管内的碎冰 （选填“能”或“不能”）熔化；
（4）通过实验可以得出晶体熔化的条件：温度达到熔点， 。
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第三章 物态变化（解析版）
课时3.2 熔化和凝固
2022年课程标准 物理素养
1.1.3经历物态变化的实验探究过程，知道物质的熔点、凝固点和沸点，了解物态变化过程中的吸热和放热现象。能运用物态变化知识说明自然界和生活中的有关现象。 物理观念：物态变化，熔化和凝固，熔点和凝固点，晶体和非晶体，熔化吸热和凝固放热。 科学思维：通过探究实验使学生学会用图像探究物理规律的方法。 科学探究：研究固体熔化时温度的变化规律。 科学态度与责任：通过观察、实验以及探究的过程激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，使学生体会到科学探究的乐趣，理解科学与生活的紧密联系。
知识点一、物态变化
1.物态变化
问 题
业生产中常将钢水铸造成有一定形状的工件。钢水在变成工件的过程中，它的状态发生了怎样的变化 在状态变化的过程中，钢水吸热还是放热
（1）物质的三态
自然界中的物质，通常以固态、液态、气态三种形式存在。例如各种金属块、冰块等处于固态；水、油处于液态；空气、水蒸气处于气态。
（2）物态变化
随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。例如天气热的时候，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。通常呈固态的铝、铜、铁等金属，在温度很高时也会变成液态、气态;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作物态变化。
知识点二、熔化和凝固
1.熔化和凝固的概念
（1）物质从固态变成液态的过程叫作熔化。如天气热的时候，从冰柜中拿出的冰，一会儿就变成了水。
（2）物质从液态变成固态的过程叫作凝固。如将半杯水放入冰箱冷冻室一段时间后，水结成冰。
2.研究固体熔化时温度的变化规律
提出问题 从冰箱冷冻室中取出一块冰块放入碗中，在室温下不久冰块就开始熔化，之后一段时间内碗里都是冰和水混合在一起的情况。如果用温度计测量，就会发现尽管冰在逐渐熔化变少，但水的温度并有升高。这是怎么回事？想一想：其他物质熔化时的温度是否也不变？
实验器材和实验装置 海波、石蜡、铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、小试管、温度计、搅拌器、水、火柴。
设计实验 探究海波（硫代硫酸钠）和石蜡的熔化过程。分别取适量的海波和石蜡（研碎），对它们进行加热，测出加热过程中的温度，观察熔化的情况，根据记录的数据绘制图像，比较二者熔化时温度的变化规律。
进行实验与收集证据 （1）在两个分别盛有海波和石蜡的的试管中各插入一个温度计，再将试管放入盛水的烧杯中，使试管均匀受热； （2）用酒精灯外焰对烧杯缓慢加热，观察海波和石蜡的变化情况，以及温度计示数的变化； （3）待海波温度升至40℃、石蜡温度升至50℃，每隔1min记录一次温度计的示数，在海波和石蜡完全熔化后再记录3—4次。数据记录如表所示 表1 海波熔化时温度、状态随时间变化情况记录表 时间/min0123456789101112海波的温度/℃40424446484848484848505356状态固态固液共存液态
表2 石蜡熔化时温度、状态随时间变化情况记录表 时间/min0123456789101112石蜡的温度/℃525558616263646566.569727476状态固态黏稠状态液态
分析与论证 （1）以方格纸上的纵轴表示温度，横轴表示时间，将表1、表2中的数据分别在两方格纸上描点，然后再将所有的点用平滑的曲线连起来，得到海波和石蜡温度随时间变化的图像，如图所示。 海波温度随时间变化图像 石蜡温度随时间变化图像 （2）分析图像 根据海波熔化图像的特征可知，海波吸收热量，温度逐渐上升，温度达到48℃时开始熔化。熔化过程中继续吸热，温度保持不变；熔化完，继续吸热升温。 结合石蜡的熔化图像可知石蜡的熔化情况与海波不同；随着加热时间的增加，石蜡由固态慢慢地变软、变稠、变稀，逐渐熔化为液态，这个过程石蜡不断吸热，温度逐渐升高。
实验结论 （1）物质在熔化过程中都要吸收热量。 （2）不同的物质在熔化过程中温度的变化规律不同。有的物质（如海波）在熔化过程中虽然继续吸热，但温度保持不变；有的物质（如石蜡）在熔化过程中先变软，后变稀，最后熔化为液体，且随着加热时间的延续温度逐渐升高。
交流与反思 （1）安装实验器材要按照自下而上的顺序进行，目的使用酒精灯外焰加热。 （2）让海波、石蜡均匀受热的三种措施：①采用水浴法加热；②在加热过程中用搅拌器不断搅拌；③将物质研碎。 （3）选用小颗粒固体的目的：可以使固体受热均匀，便于与温度计的玻璃泡充分接触。 （4）烧杯中的水要适量，原因是：①水太多会延长实验时间；②水太少不能使固体浸没，会造成固体受热不均匀。 （5）撤掉酒精灯后，固体停止熔化；继续加热又开始熔化，这样操作说明：固体熔化需要吸热。
3. 液体凝固时温度的变化规律
对液态海波停止加热后，温度逐渐降低，当温度降到48C时，液态海波开始凝固。在凝固过程中，海波的温度保持不变，直至凝固完毕，温度才会继续下降；如甲图所示。
石蜡的凝固过程则不同，停止加热后，石蜡由稀变稠，又变成固态，温度不断降低。由于凝固是熔化的逆过程，当物质从液态变成固态时，会向外界放出热量。如乙图所示。
在探究海波和石蜡的熔化规律时，记录的实验数据如下表所示。请根据表中的实验数据回答下列问题；
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
海波的温度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 48 48 50 53 56
石蜡的温度/℃ 40 41 42 44 46 47 48 49 51 52 54 56 59
（1）在海波和石蜡这两种物质中，属于晶体的是 ；该物质在熔化时，持续吸热，温度 ；
（2）当该晶体的温度为46℃时，它处于 态；（选填“固”、“液”或“固液共存”）
（3）该晶体的熔点是 ℃。
【答案】 海波 不变 固 48
【详解】（1）[1][2]晶体有熔点，非晶体有熔点。由表格数据知，石蜡熔化时，不断吸收热量，温度不断升高，有熔点，所以石蜡是非晶体；海波熔化时，不断吸收热量，从第4至第9分钟温度保持48℃不变，有熔点，所以海波是晶体。
（2）[3]由表格数据知，当该晶体的温度为46℃时，属于熔化前，即晶体有熔化，它处于固态。
（3）[4]从第4至第9分钟温度保持不变，是晶体的熔化阶段，温度保持48℃不变，故熔点为48℃。
知识点三、熔点和凝固点
1. 晶体和非晶体
两种固体熔化过程的主要区别是：海波有固定的熔化温度，石蜡有固定的熔化温度。
（1）晶体：有固定熔化温度的固体叫作晶体。例如冰、海波、食盐、石英、萘、各种金属等。晶体熔化时温度的变化曲线如图甲所示。
（2）非晶体：有固定的熔化温度的固体叫作非晶体。常见的一些非晶体：如石蜡、松香、玻璃、沥青等。
非晶体熔化时温度的变化曲线如图乙所示。
2. 熔点和凝固点
（1）熔点：晶体熔化时的温度叫熔点。晶体不同，熔点一般不同；非晶体有熔点。
（2）凝固点：液体凝固成晶体时有确定的温度，这个温度叫凝固点。同一物质的凝固点和熔点相同。非晶体有凝固点。
3. 一些晶体的熔点
晶体 熔点/℃ 晶体 熔点/℃
钨 3 410 海波 48
铁 1 538 冰 0
铜 1 083 固态水银 -39
金 1 064 固态酒精 －117
铅 328 固态氮 －210
锡 232 固态氧 －218
固态碘 114 固态氢 －259
奈 80.5 固态氦 －272
特别提醒
（1）如果在一种晶体中掺入其他物质，则该物质的熔点与凝固点会发生变化。例如，在水中加入食盐或酒精，可降低水的凝固点（冰的熔点），所以冬天在小量积雪的公路上撒盐可以降低冰雪的熔点，加速冰雪的熔化。
（2）水银和酒精作为测温物质时，需要注意气温与物质熔点的小小。例如北方某地冬天气温低于39℃，则不能选水银温度计，原因时水银在低于39℃时，是固态。
4. 熔化和凝固图像
（1）熔化图像
晶体熔化图像中，AB段所对应的时间内物质是固态，吸热升温；在B点时，物质开始熔化，到C点熔化结束；BC段表示熔化过程，物质处于固液共存态，温度保持不变；CD段所对应的时间内物质是液态，吸热升温。
（2）凝固图像
晶体的凝固图像中，EF段所对应的时间内物质是液态，放热降温；在F点物质开始凝固，到G点凝固结束；FG段表示凝固过程，物质处于固液共存态，温度保持不变；GH段所对应的时间内物质是固态，放热降温。
（3）晶体熔化条件：①温度达到熔点；②继续吸热。
（4）晶体凝固条件：①温度达到凝固点；②继续放热。
如图是某物质的熔化图像，该物质是 （填“晶体”或“非晶体”） ；该物质在熔化过程中，温度 ；第4min时，物质处于 状态。
【答案】 晶体 不变 固液共存
【详解】[1]由图可知，物质有固定的熔点，故该物质是晶体。
[2]晶体物质在熔化过程中需要吸热，但温度保持不变。
[3]从图像可以看出，在第4min，此晶体物质处于熔化过程中，所以处于固液共存状态。
知识点四、熔化吸热 凝固放热
熔化吸热 凝固放热
应用 ①要喝冰凉的饮料，往往会在饮料中加上一些冰块，并不是直接加冷水。这是因为冰块的温度更低，冰块熔化成水的过程中要吸收热量，从而使饮料的温度下降的更多。 ②夏天，在饭菜的上面放冰块可防止饭菜变馊，因为冰熔化吸热，使冷空气下沉。 ③鲜鱼保鲜，用0℃的冰比0℃的水效果好（冰熔化吸热）。 ①北方在冬天时在菜窖里放几桶水，利用水结冰凝固时放出的热量来使窖内温度不至于降太低，以免菜被冻坏。 ②现在人们研制出一种聚乙烯材料，在15 ℃~40 ℃熔化或凝固，而熔化或凝固时，温度保持不变。把这种材料制成颗粒状，掺在水泥中制成储热地板或墙壁，天气热时（温度超过40 ℃）颗粒熔化吸热，天气冷时（温度低于15 ℃）又凝固放热成颗粒，能有效调节室内的温度。
原始社会末期，我国已出现青铜器。古人制作青铜器时，先制作“模具”，将青铜 （填物态变化名称）成青铜液后倒入模具，冷却后就得到与“模”一样的青铜器。我国的铁器时代出现比青铜时代要晚一些，主要是由于铁比青铜的 高，难以冶炼。
【答案】 熔化 熔点
【详解】[1]固态青铜原料加热化为液体，是固态变液态的熔化过程.
[2]由于铁比青铜的熔点高，铁比青铜难以熔化，所以铁比青铜更加难以冶炼。
问题一：研究固体熔化时温度的变化规律
实验常考考向
（1）使用适量的物质（海波、石蜡）的原因：避免加热时间过长；
（2）器材安装顺序：自下而上；
（3）实验中，石棉网的作用：使烧杯均匀受热；
（4）采用水浴法的好处：是物质均匀受热；
（5）记录时间间隔不能过长：否则可能记录不到温度不变的过程；
（6）海波熔化和石蜡熔化的主要区别是什么：
海波熔化分为固态、固液共存态和液态三个物质状态；海波有明显的转折点，熔化时温度保持不变。石蜡有明显转折点，温度一直在发生变化。
（7）晶体熔化图像的分析和实验结论。
【典例1】（2024·黑龙江绥化·模拟预测）小明和小华在学习熔化和凝固时，分别采用如图甲、乙所示的实验装置探究烛蜡、冰的熔化特点。
（1）组装甲装置时，A、B两部件中应先固定 （填“A”或“B”）部件；探究时采用“水浴法”而不直接用酒精灯给试管加热，除了能减缓升温速度，还能使烛蜡和冰 ；
（2）实验中某时刻温度计的示数如图乙所示，其示数为 ℃；
（3）根据实验数据做出烛蜡和冰温度随时间变化的图像（如图丙所示），图 （填“①”或“②”）是蜡烛熔化的图像。图①中bc段对应的时间内，试管里物质所处的状态是 （填“固态”“液态”或“固液共存态”），该物质熔化时的特点是 。
【答案】 B 受热均匀 -4 ② 固液共存态 吸收热量，温度不变
【详解】（1）[1]由于需用酒精灯外焰加热，要先放好酒精灯，再固定铁圈的高度；所以在安装实验器材时，要按照自下而上的顺序进行，先固定B部件。
[2]水浴法加热，除了能减缓升温速度，便于测量温度，还能使烛蜡和冰受热均匀。
（2）[3]图乙中温度计的分度值是1℃，且液面在0℃以下，因此图乙中温度计的示数为-4℃。
（3）[4]蜡烛是非晶体，在熔化过程中持续吸热，温度不断升高，因此蜡烛的熔化图像是图②。
[5][6]图①中bc段对应的时间内，试管里物质在熔化过程中，所处的状态是固液共存态，此物质的熔点是0℃，该物质熔化时的特点是：吸收热量、温度不变。
【变式1-1】（2024·湖北荆州·模拟预测）2024年1月荆州突降小雪，路面结冰，环卫工人在马路上撒盐，使路面的冰及时融化，确保了行人和车辆的出行安全。如图甲所示，为了弄清其中缘由，小美同学做了一组关于冰熔化的实验。
（1）如图乙，在组装实验器材时，为确定烧杯支架的位置 （选填“需要”或“不需要”）点燃酒精灯。实验中某时刻温度计的示数如图丙所示，则示数是 ℃；
（2）加热一段时间后，小美根据记录的实验数据在丁图中绘制了图象，由此可知冰是 （选填“晶体”或“非晶体”），其在熔化过程中内能 （选填“增小”、“减小”或“不变”）。
（3）完成上述实验后，小美又取了适量淡盐水制成的碎冰，用相同的热源再次加热，得到丁图中图象；再次取适量浓度更小一些的盐水制成的碎冰，用相同的热源加热，得到丁图中图象；由以上实验可知，加入盐后冰的熔点将会 （选填“升高”、“降低”或“不变”）。
【答案】 需要 －3℃ 晶体 增小 降低
【详解】
（1）[1]在组装实验器材时，要调整烧杯的高度，使烧杯底部与温度计玻璃泡接触，所以需要先点燃酒精灯确定烧杯的高度。
[2]温度计的分度值是1℃，液柱指在0℃以下，所以温度计的示数是-3℃。
（2）[3]由图象知，冰在熔化过程中温度保持不变，所以冰是晶体。
[4]冰在熔化过程中，不断吸收热量，温度保持不变，但内能增小。
（3）[5]分析图丁可知，B淡盐水制成的碎冰的熔点为-2℃，C浓盐水制成的碎冰的熔点为-4℃，所以加入盐后冰的熔点将会降低。
【变式1-2】（2024·广东潮州·三模）在研究“固体熔化时温度的变化规律”实验中，同学们选用不同物质进行实验。甲同学选择的实验物质是石蜡，实验装置如图（a）所示。
（1）除了图（a）中实验器材外，还需要的测量工具是 ；
（2）实验时，要把石蜡块研磨成颗粒状，石蜡颗粒 （选填“小”或“小”）一些好；
（3）实验中，为了使温度计所测温度能够反映试管中所有石蜡颗粒的温度，应该进行下列哪个操作？ （将正确选项前的字母填写在横线上）
A．用搅拌器不断搅拌烧杯中的水 B．用温度计不断搅拌石蜡颗粒
C．用搅拌器不断搅拌石蜡颗粒 D．用酒精灯直接加热试管
（4）甲同学进行了正确操作，当温度升到42℃开始计时，第2min发现试管中出现少许液体，第7min时石蜡已经全部变成液态。他根据实验数据画出的图像如图（b）所示；
①根据图像可以得出的探究结论是：石蜡熔化时，温度 ；
②由图像可知，石蜡是 （选填“晶体”或“非晶体”）。
（5）乙同学是在家中做实验，他选择的实验物质是冰，从冰箱冷冻室取出碎冰装在试管中，发现还有加热就有一部分冰熔化了，如图（c）所示。因此，他认为：冰熔化不需要吸收热量。请简要分析他的观点是否正确， （选填“正确”或“不正确”）理由是
【答案】 秒表 小 C 不断升高 非晶体 错误 见解析
【详解】（1）[1]根据图象可知，探究“固体熔化时温度的变化规律”实验中，需要记录固态熔化时的温度和时间，故除了图（a）中实验器材外，还需要的测量工具是秒表。
（2）[2]实验时，要把石蜡块研磨成颗粒状，是为了让石蜡更容易熔化，因此石蜡颗粒研磨得小一些好。
（3）[3]实验中，为了使温度计所测温度能够反映试管中所有石蜡颗粒的温度，需要让所有石蜡颗粒与温度计接触，而温度计不能作为搅拌工具，因此可用搅拌器不断搅拌石蜡颗粒，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（4）①②[4][5]晶体与非晶体的区别为熔化时是否有确定的熔点，由图像可知，石蜡熔化时，随着加热时间的增加，温度不断升高，有确定的熔点，因此石蜡是非晶体。
（5）[6][7]将碎冰从冰箱冷冻室中拿出后，外界空气温度高，碎冰温度低，碎冰从空气中吸收了热量，导致还有加热就有部分冰熔化了，因此乙同学的观点是错误的。
问题二：熔化和凝固
【角度1】晶体熔化和凝固的特点
晶体熔化和凝固图像和特点
晶体熔化图象 晶体凝固图象
（1）分析晶体的熔化图象：AB段：物质处于固态，表示晶体吸热升温的过程。BC段：物质处于固液共存态，表示晶体熔化过程，吸收热量，温度不变。CD段：物质处于液态，表示液体吸热升温过程。
（2）分析晶体的凝固图象：DE段：物质处于液态，物质放热降温的过程；EF段：物质处于固液共存态，晶体溶液的凝固过程，放出热量，温度不变；FG段：物质处于固态，晶体放热降温过程。
【典例2】（2024·天津南开·三模）如图是甲、乙两种固态物质在加热过程中温度随时间变化关系的图像，由图像可以判断（ ）
A．甲物质是晶体
B．80℃的乙物质可能是液态
C．甲物质在第5min时开始熔化
D．0~12min为乙物质的熔化过程
【答案】A
【详解】A．甲在整个过程中温度不断上升，所以是非晶体，乙有一段时间内温度保持不变，所以乙是晶体，故A不符合题意；
BD．由图可知，乙物质为晶体，熔点为80℃，从第5分钟开始熔化，12分钟完全熔化，所以80℃的乙物质可能是固态、液态或固液共存态，5~12min为乙物质的熔化过程，故B符合题意，D不符合题意；
C．甲物质是非晶体，随加热时间的变化，一直在熔化，故C不符合题意。
故选B。
【变式2-1】（22-23八年级下·山东日照·期末）用图像来描述物理现象，是物理中常用的方法之一，它简单明了。从图中读出的物理信息错误的有（ ）
A．甲是非晶体，熔化过程中吸热，温度逐渐升高
B．乙是晶体，熔化过程中吸热，但温度不变
C．乙物质在B时刻是固态，C时刻是固液共存状态
D．乙物质的熔点是210℃
【答案】B
【详解】A．甲图象中，物质在熔化过程中温度不断升高，有固定的熔点，是非晶体熔化图象，熔化过程中吸热，温度逐渐升高，故A正确，不符合题意；
B．乙图象中，物质在熔化过程中温度保持不变，有固定的熔点，是晶体熔化图象，熔化过程中吸热，但温度不变，故B正确，不符合题意；
C．乙图象中，物质在BC段属于熔化过程，处于固液共存态，物质在B时刻还有熔化，所以是固态，在C时刻刚熔化完，是液态，故C错误，符合题意；
D．乙图象中，物质在熔化过程中温度保持210℃不变，所以熔点为210℃，故D正确，不符合题意。
故选C。
【变式2-2】（2024·江苏南通·二模）用如图甲的两套相同装置，分别对相等质量的固体M、N 加热。温度随加热时间变化的曲线如图乙，在35min 内 M 物质从固体熔化成了液体，N 物质始终是固体。关于则下列说法错误的是（ ）
A．水浴法让被加热物体受热均匀 B．N的部分数据可能是捏造的
C．M的沸点是80℃ D．N可能是晶体
【答案】B
【详解】A．水浴法让被加热物体受热面积增小，充分且均匀受热受热，故A正确，A不符合题意；
BD．长时间加热N 物质始终是固体温度还没达到其熔点，有固定熔点的是晶体，而晶体的熔化图形在熔化前是一条直线，不是曲线。故BD正确，BD不符合题意；
C．M的图像明显是晶体的熔化图像，在熔化过程中温度保持不变；温度保持不变的图像对应的温度是晶体的熔点不是沸点。故C错误，C符合题意。
故选C。
【角度2】熔化吸热和凝固放热的现象和应用
熔化吸热和凝固放热的现象和应用
首先判断物质变化前后的状态，再根据熔化和凝固的概念进行判断。如从冰箱里拿出来的冰，过一会冰变小了，水增多了，可以判断是冰变成水即涉及的物态变化为熔化。
【典例3】（23-24八年级下·广东汕尾·期末）炎炎夏季，小明将一杯水放入冰箱的冷冻室里，经过一段时间后，杯中的水变成了冰块，这个过程发生的物态变化是 ；小明在可乐里加入冰块后能降低可乐的温度，这主要是因为冰块 （填物态变化名称）时会 （选填“吸收”或“放出”） 热量。
【答案】 凝固 熔化 吸收
【详解】[1] 水变成了冰块，物质由液态变成固态，发生的物态变化为凝固。
[2][3] 炎热的夏天，由冰箱的冷冻室中取出一些冰块，放进可乐杯中，由于冰块的温度比可乐的温度低，所以冰块从可乐中吸收热量，由固态的冰熔化成液态的水，熔化过程吸收热量。
【变式3-1】（2024·湖北·模拟预测）2024年2月，湖北部分地区出现了严重的“冻雨”。“冻雨”是高空中的冰晶、雪花下降到2~3千米时，周围温度升高 成低于的过冷却水滴，当它接触到低于的地面和物体时，就会迅速 成外表光滑、晶莹透明的冰壳，又称为“雨凇”。（两空均填物态变化名称）
【答案】 熔化 凝固
【详解】[1]冰晶、雪花是固体，周围温度升高时，会熔化成水。
[2]过冷却水滴接触到低于0°C的地面和物体时，就会迅速变成冰，由液态到固态，是凝固。
【变式3-2】（2024·安徽淮北·二模）如图所示，冰糖葫芦是中国传统小吃，最早可以追溯到南宋时期，吃起来又酸又甜，十分美味。其制作方法也很简单，它是将山楂用竹签串成串后蘸上熬制好的糖浆水，待糖浆水冷却变硬后就做成了冰糖葫芦。在这个过程中出现的物态变化是 。
【答案】凝固
【解析】【小题1】在山楂上蘸上糖浆，等糖浆放出热量凝固成固态，这样就做好了冰糖葫芦。所以在这个过程中出现的物态变化是凝固。
【变式3-3】（2024·安徽六安·一模）如图所示是市面上出售的一种网红食品——“炒酸奶”。将的液态氮和酸奶倒入容器中，液态氮迅速吸收小量热量，使酸奶瞬间 （选填物态变化名称）成块。
【答案】凝固
【详解】液态氮迅速吸收小量热量，导致液态酸奶温度降低，由液态变为固态，物态变化为凝固。
【基础强化】
1．（2024·广西·中考真题）在探究晶体熔化时温度的变化规律的实验中，如图所示，此时温度计的读数为 ℃。观察到晶体在熔化过程中温度不变，说明晶体在熔化过程中 （选填“有”或“有”）固定的熔化温度。
【答案】 45 有
【详解】[1]由图可知，温度计的分度值为1℃，此时温度计的读数为45℃。
[2]晶体在熔化过程中吸收热量，温度不变，说明说明晶体在熔化过程中有固定的熔化温度。
2．（2024·吉林·二模）小杜同学进行“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验，图甲所示，此时温度计的示数为 ℃。图乙是根据实验数据画出的图像，图像中 （选填“AB”“BC”或“CD”）段表示冰的熔化过程。
【答案】 8 BC
【详解】[1] 图甲所示温度计分度值为1℃，液柱在零上，所以此时温度计的示数为8℃。
[2] 冰是晶体，熔化时，持续吸热，但温度不变，所以图像中BC段表示冰的熔化过程。
3．（2024·山东菏泽·一模）2024年2月20日，菏泽市普降一场非雪非雹的小冰粒。根据气象部门介绍小冰粒学名为霰（xiàn），是一种白色不透明的球形的颗粒固态降水。霰的形成是过冷云中的小水珠接触到降落的冰晶时，迅速 （填物态变化名称）并粘黏附着在其上形成的固态颗粒，此过程要 热量。
【答案】 凝固 放出
【详解】[1][2]液态变成固态是凝固过程，小水珠接触到冰晶时迅速放热凝固成固态颗粒。
4．（2024·江西景德镇·三模）如图是“泼水成冰”的游戏，游戏时在零下30℃以下的极寒环境下将滚烫的开水泼出， 将看到成片的冰晶徐徐飘落。 “泼水成冰”是水 形成的（填物态变化的名称），此过程需要 （选填“吸热”或“放热”）。
【答案】 凝固 放热
【详解】[1][2]“泼水成冰”是水由液态变成固态，物态变化为凝固，凝固放热。
【素养提升】
5．（2024·湖南长沙·模拟预测）几种金属物质的熔点（标准小气压下）如下表所示。下列说法正确的是（ ）
物质名称 固态水银 金 铜 铁 钨
熔点/℃ -39 1064 1083 1535 3410
A．铜球掉入铁水中不会熔化
B．金在1064℃时一定处于固液共存状态
C．水银温度计可测量零下40℃的气温
D．用钨丝作白炽灯的灯丝，是因为钨的熔点高
【答案】D
【详解】A．铜的熔点是1083℃，铁的熔点是1535℃，所以铁水的最低温度也要在1535℃，高于铜的熔点，铜球掉入铁水中，温度达到了铜的熔点，又能从铁水中吸热，故铜球能熔化，故A错误；
B．金是晶体，在熔化过程中不断吸热，温度不变，在1064℃时，可能处于固态、可能处于液态，也可能处于固液共存状态，故B错误；
C．水银温度计不可测量零下40℃的气温，因为在零下39℃时，水银已经开始凝固，故C错误；
D．用钨丝作白炽灯的灯丝，是因为钨的熔点高，在灯泡发光时，不易被熔断，故D正确。
故选D。
6．（2024·广东惠州·模拟预测）盐溶液浓度与其凝固点关系如图所示。如果现气温为－12℃，则浓度为多少的盐溶液不可能发生凝固（ ）
盐溶液浓度 5% 10% 16% 20%
凝固点 －3℃ －6℃ －9℃ －16℃
A．5% B．10% C．16% D．20%
【答案】D
【详解】表中只有浓度为20%的盐溶液凝固点低于－12℃，所以如果现气温为－12℃，则浓度为20%的盐溶液不可能发生凝固，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
7．（2024·河南周口·模拟预测）如图甲所示，在“探究晶体熔化和凝固规律”的实验中，绘制出了如图乙所示的图像。下列说法错误的是（ ）
A．实验时，不直接将装有晶体的试管放在酒精灯上加热，而是放入盛有水的烧杯中加热，这样做的好处是晶体受热均匀
B．图乙中，晶体的熔化过程是BC段，处于固液共存状态，此过程中晶体放热
C．图乙中，晶体在D点时是液态，在G点时是固态
D．由图像可知该晶体的熔点和凝固点相等，均为50℃
【答案】A
【详解】A．实验中，不是用酒精灯直接对试管加热，而是把装有晶体的试管放在水中加热，这种加热方法叫做水浴法加热，这样做的好处是晶体受热均匀，故A正确，不符合题意；
B．图乙中，晶体的熔化过程是BC段，处于固液共存状态，熔化过程中，吸收热量，温度不变，故B错误，符合题意；
C．CD段晶体已经熔化完毕，处于升温过程，D点处于液态，EF段是固液共存状态，FG段是降温过程，是固态，故在G点时是固态，故C正确，不符合题意；
D．晶体熔化过程和凝固过程温度不变，由图像可知该晶体的熔点和凝固点相等，均为50℃，故D正确，不符合题意。
故选B。
8．（2024·湖北荆门·模拟预测）2023年春节前夕，湖北遭遇了罕见的小规模冻雨侵袭，导致交通小面积的瘫痪，下列关于“冻雨”的说法正确的是（ ）
A．冻雨是雪熔化后凝固形成的
B．冻雨是雨水凝固形成的
C．当出现冻雨情景时，我们可以在路面上撒盐来提高冰的熔点，防止路面结冰
D．冻雨在环境温度达到0℃时就会熔化
【答案】A
【详解】AB．冻雨是雨水直接由液态变为固态的冰，故A错误，B正确；
C．当出现冻雨情景时，在路面上撒盐来降低冰的熔点，加快冰的熔化，不是提熔点，故C错误；
D．熔化的条件是温度达到熔点，并且持续吸热，当环境温度为0℃时，虽然温度达到了熔点，但环境温度与冰温度一样，导致冰无法吸收热量，无法熔化，故D错误。
故选B。
9．（2024·江苏盐城·二模）小明通过实验寻找冰熔化时需要吸热的证据。用图示两个相同的保温容器，在两个容器中放入同样的适量的温水，然后向甲容器中加冰块，向乙容器中加水，待冰熔化完，比较甲、乙容器中的水温。实验在标准小气压下进行，对于后加入的冰块和水，应满足（ ）
A．质量相同，冰块的温度低于0℃ B．质量相同，冰块和水的温度均为0℃
C．冰块的质量比水的小，两者温度相同 D．冰块的质量比水的小，两者温度相同
【答案】A
【详解】实验中，向甲容器中加冰块，向乙容器中加水，待冰熔化完，比较甲、乙容器中的水温，不但应满足冰的质量与水的质量相同，还要控制冰的温度与水的温度相同，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
10．（2024·湖南常德·模拟预测）把一个装有碎冰块的试管插入装有适量碎冰块的烧杯中，在烧杯底部用酒精灯加热，下列说法正确的是（ ）
A．试管和烧杯中的冰同时熔化
B．试管中的冰先熔化
C．烧杯中的冰完全熔化后试管中的冰才开始熔化
D．试管中的冰始终不能熔化
【答案】B
【详解】冰是晶体，若给烧杯中的冰加热时，烧杯中的冰会熔化，但完全熔化前温度保持不变，所以试管中的冰能达到熔点，但由于温度相同有热传递，则不能从烧杯中继续吸热，所以烧杯中的冰完全熔化前，试管中的冰不能熔化，若烧杯中的冰完全熔化后，继续吸热，温度升高，此时试管中的冰达到熔点，能继续吸热，所以试管中的冰开始熔化，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
【能力培优】
11．（23-24八年级上·江苏无锡·阶段练习）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，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1所示。
（1）从图像中可以看出盐水从第10分钟开始凝固，凝固过程用了 分钟。15分钟物体处于 （选填“固态”“液态”“固液共存态”）
（2）从图像中得到晶体的液态物质在凝固时的温度将 ；（选填“变小”“变小”或“不变”）
（3）凝固点为 ℃。实验验证了小明的猜想，因为与水相比，凝固点变 了（选填“高”或“低”）；
（4）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2所示，试管中的冰水混合物中的冰会 （选填“变多”、“变少”或“不变”）。
【答案】 10 固液共存态 不变 -2 低 变多
【详解】（1）[1]从第10min开始凝固，到第20min完全凝固，凝固过程挂线了10min。
[2]第15分钟时，物质还有凝固完毕，所以处于固液共存状态。
（2）[3]从图1中得知，液体在凝固时，温度保持不变。
（3）[4]读图1可知，盐水凝固过程中温度保持在-2℃不变，故盐水的凝固点为-2℃。
[5]水的凝固点为0℃。故将水中增加了其他物质后，其凝固点将降低。
（4）[6]冰水混合物的温度为-2℃，正在凝固的盐水的温度为-2℃。故冰水混合物将向外放热，有更多的水凝固成冰，所以冰会变多。
12．（23-24八年级上·江苏南京·阶段练习）小兵用图中的实验装置来探究某物质的熔化特点。
时间
（1）实验中采用“水浴法”加热的好处有：①能减缓物体升温速度，便于实验现象观测和数据记录；②能使 ；
（2）实验表格如表所示，则表格中（a）、（b）两处应填写 和 ；
（3）实验中，他所测得的温度值比真实值要高，则他可能是按图2中的 （选填“A”、“B”或“C”）方法进行读数的；
（4）他改正了错误的读数方法后，又正确地进行了实验，并根据所记录的实验数据描绘该物质的温度随时间变化的关系图像，如图3所示，第8min时，该物质处于 态，在第7min时，若将试管从温水中取出，并立即放入熔点为-4℃的盐冰水混合物中，此时试管中该物质的温度 （选填“升高”“降低”或“不变”），其原因是 。
（5）小红也组装了图1中的器材来探究该物质的熔化特点。实验时，她观察水中的试管底部和周围，发现试管最底部的物质最先发生熔化，这是由她在实验时的一处操作错误引起的，则：该错误可能是 。
（6）图4是将装有液态海波的小试管放入室温的水中。根据温度计A和B的示数，绘制了海波和水的温度随时间变化的图像（如图5）。由图像可知，在第2min时，小试管内的海波处于 态（选填“固”、“液”或“固液共存”）。在第10min时，海波 （能/不能）继续凝固，其原因是 。
【答案】 物质受热均匀 状态 温度 A 固液共存 不变 冰水混合物放热，一部分水凝固，凝固过程温度不变 实验时将试管碰到烧杯底部 液 不能 第时海波的温度和水的温度相等，不会发生热传递
【详解】（1）[1]实验中采用“水浴法”加热的好处不仅能减缓物体升温速度，便于实验现象观察和数据记录，也能使物质受热均匀。
（2）[2][3]在固体熔化时温度变化规律的实验探究中，应注意观察试管中物质的温度和状态变化，则设计的表格中应填写状态和温度。
（3）[4]温度计进行读数时，仰视会使结果偏小，俯视会使结果偏小，小兵所测得的温度值比真实值要高，可能按A方法进行读数。
（4）[5][6][7]通过图像段温度保持不变，可知该物质此时属于熔化过程，熔化吸热，其在第8min处于固液共存态，属于晶体；在第时是熔化过程，处于固液共存态，取出并立即放入熔点为的盐冰水混合物中，根据热传递的条件，冰水混合物放热，水的质量减少，冰的质量增小，则一部分水凝固，晶体在凝固过程温度保持不变。
（5）[8]实验时若将试管碰到烧杯底部，则接近火焰处，温度偏高，则最底部的物质最先发生熔化。则小红错误操作可能是实验时将试管碰到烧杯底部。
（6）[9][10][11]由图像可知，在第时，小试管内的海波还有凝固，处于液态，此过程中，海波不断放热；第时海波的温度和水的温度相等，不会发生热传递，海波的凝固已经停止。
13．（23-24八年级上·四川绵阳·期末）小聪在探究“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，完成下面的探究实验。
（1）实验中需要的测量工具是温度计和 。安装实验器材时，小聪应按照 （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序进行；
（2）实验中应用 （选填“颗粒较小”或“颗粒较小”）的碎冰，用“水浴法”加热的目的是 ；
（3）实验过程中A、B两个温度计的示数随时间变化的图像如图乙所示，通过分析图像可知， （选填“实”或“虚”）线是试管内碎冰的温度随时间变化的图像。第7min时烧杯内的碎冰处于 态，此时试管内的碎冰 （选填“能”或“不能”）熔化；
（4）通过实验可以得出晶体熔化的条件：温度达到熔点， 。
【答案】 停表 自下而上 颗粒较小 使物质受热均匀 虚 固液共存 不能 继续吸热
【详解】（1）[1]实验中需要每隔相同的时间记录一次温度，所以需要的测量工具还有停表。
[2]实验时，用酒精灯的外焰加热烧杯，温度计的玻璃泡不能碰到烧杯底，所以应自下而上安装器材。
（2）[3][4]实验时，应用较小颗粒的碎冰，用水浴法进行加热，可使碎冰的受热更均匀。
（3）[5]由图乙知，实线所示温度先达到0摄氏度，虚线所示温度后达到0摄氏度，即实线对应的碎冰先熔化，虚线对应的碎冰后熔化。酒精灯对烧杯中的碎冰加热，试管中的碎冰吸收烧杯中碎冰的热量，温度升高，则烧杯中的温度比试管中的温度高，所以烧杯中碎冰先熔化，试管中的碎冰后熔化，可知，实线是烧杯中碎冰的温度随时间变化图像，虚线是试管中碎冰随时间变化的图像。
[6]由图乙知，烧杯中的碎冰熔化过程从第4min到第10min，第7min处于熔化过程，碎冰处于固态共存态。
[7]第7min，试管内外的温度都为0，达到冰的熔点，但试管中的碎冰不能继续吸热，不能熔化。
（4）[8]烧杯中的碎冰达到熔化温度，且继续吸热，能熔化，试管中的碎冰达到熔化温度，不能继续吸热，不能熔化，所以晶体熔化的条件是：温度达到熔点，且继续吸热。
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