【八上人教物理】专题04 晶体熔化与凝固实验问题（解析版）

第1/14页专题04晶体熔化与凝固实验问题1．图甲为探究冰熔化特点的实验装置，图乙为观察“碘锤”中的物态变化实验装置。已知标准大气压下，冰和碘的熔点分别是0℃和113.5℃.对比两实验有以下判断1）冰和碘都经历了固态变为液态的过程2）冰和碘在物态变化过程中都需要吸收热量。这两个判断()A．只有（1）正确B．只有（2）正确C．都正确D．都错误【答案】B【解析】甲图中试管中的冰放在装水的烧杯中，冰会在试管内吸热熔化；图乙酒精灯给“碘锤”中固态碘加热，固态碘吸热升华；升华是指物体直接从固态变成气态，没有液态这一中间状态，故碘没有经历固态到液态的过程。所以，题干中（1）说法错误2）说法正确。故选：B。2．如甲是“探冗石蜡的熔化特点”实验，图乙是某时刻温度计的示数，下列说法中错误的是()A．为减小误差，实验应采用体积较小的石蜡B．温度计的示数为38℃C．如果将石蜡碎块换成冰块做该实验，冰块熔化过程中的温度变化情况与石蜡的相同D．“水浴法”加热可以使石蜡受热均匀的【答案】C【解析】A、为减小误差，实验应采用体积较小的石蜡，便于石蜡吸热，故A正确；B、由图乙知，温度计的分度值为1℃,示数为38℃；故B正确；C、石蜡在熔化过程中，温度升高，如果将石蜡碎块换成冰块做该实验，冰块烙化过程中的温度保持不变，变化情况与石蜡的不同，故C错误；D、“水浴法”加热可以使石蜡受热均匀，故D正确。故选：C。第2/14页3．利用如图甲所示的实验装置探究“冰熔化时温度变化的规律”。（1）在组装图甲中的实验器材时，需要按照（填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装。（2）由图乙可知，冰是（填“晶体”或“非晶体”）。（3）当加热至第8min时，试管内的物质处于（填“固”、“液”或“固液共存”）态。（5）由图乙可知，冰熔化过程共用了分钟。【答案】（1）自下而上2）晶体3）固液共存4）小。【解析】（1）组装实验器材时，应按照自下而上，酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度2）冰在熔化过程中，吸收热量，但温度不变，所以说冰是晶体3）加热至第8min时，冰处于熔化过程中，为固液共存态；（4）从图象上来看，冰熔化过程共用了6分钟。4.（2023湖南怀化）图甲是探究晶体海波熔化过程的实验装置，图乙是海波熔化时温度随时间变化的曲线图。由乙图可知海波熔化时需要（选填“吸热”或“放热”）且温度（选填“升高”或“保持不变”或“降低”）。BC段对应温度如图丙所示，则海波的熔点是C，可选用（选填“实验室温度计”或“体温计”）进行测量。【答案】吸热保持不变48实验室温度计【解析】由乙图可知海波熔化时一直在加热，需要吸热，且温度保持不变。BC段对应温度如图丙所示，温度计的分度值为l℃,刻度值上大下小，为零上温度，则海波的熔点是48℃。体温计的测量范围为35~42℃,低于海波的熔点，不能用体温计测量，可选用实验室温度计进行测量。5.（2023无锡）用如图所示的装置探究冰的熔化特点，将装有适量碎冰的试管置于烧杯内的温水中，冰热量，温度升高。当冰开始熔化时，温度计的示数如图所示为℃,冰在熔化过程中温度计的示数，第3/14页由此可知，冰属于晶体。【答案】吸收0保持不变【解析】将装有适量碎冰的试管置于烧杯内的温水中，由于温水的温度高于碎冰，所以温水不断失去热量，碎冰不断吸收热量，温度不断升高。观察图中温度计发现，分度值为1℃,温度计中液柱面指示在0℃刻度线，所以温度计的示数为0℃。冰在熔化过程中，不断吸热，但温度不变，所以温度计的示数保持不变，由于冰有固定熔点，所以冰属于晶体。6.（2023广东省）如题图所示，小明在某次观察晶体升华现象时，用酒精灯加热装有某晶体颗粒的锥形瓶，发现锥形瓶内出现有色气体玻璃板瓶内底部还出现少量液体。气体形成的过程需要（选填“吸热”或“放热”）；该晶体熔化的原因是。【答案】吸热晶体的升华点和熔点很接近【解析】由于用酒精灯加热晶体颗粒，说明气体形成的过程需要吸热。玻璃板瓶内底部还出现少量液体，该晶体熔化的原因是酒精灯火焰的温度高于晶体的熔点。7.（2023湖南长沙）环卫工人往结冰的桥面撒盐加快冰的熔化，激发了小明探究盐水凝固点的兴趣。他把两杯浓度不同的盐水放入冰箱冷冻室里，当杯内的盐水中出现冰块时测量它们的温度，温度计的示数如图所示（每支温度计的单位都是摄氏度），图乙中温度计的示数为℃,从实验现象可知，盐水的浓度越高，其凝固点越。第4/14页【答案】-5低【解析】由图可知，温度计的分度值为l℃,且温度在零刻度以下，因此甲中温度计读数为-2℃,乙中温度计读数为-5℃。由甲乙两图的实验现象，浓度较高的盐水在更低的温度下还未凝固，证明盐水的浓度越高，其凝固点越低。8.（2023苏州）图甲中，试管装有适量碎冰，用酒精灯对烧杯中足量的水进行加热，用温度计测量不同时刻冰的温度值，冰的温度随时间变化的图像如图乙。（l）甲图中温度计示数为℃;（2）根据图乙可知冰属于（选填“晶体”、“非晶体”（3）de阶段试管中水（选填“正在”、“没有”）沸腾。【答案】（1）-4（2）晶体（3）没有【解析】（l）由图可知，温度计分度值为l℃,液面在0刻度线下面第四格处，所以示数为-4℃。（2）由图乙可知，冰在熔化过程中，吸热温度不变，即冰有固定的熔点，属于晶体。（3）液体沸腾的条件是：温度达到沸点且能继续吸热。de阶段试管中水温度达到了沸点，但由于温度和烧杯内水的温度相同，无法从烧杯内水中吸热，故没有沸腾。9.图甲是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。实验时将装有海波的试管放到水中加热，而不用酒精灯直接给试管加热，这样做既可以使海波受热，又可以使海波的温度上升较慢，便于记录数据。根据实验数据绘制的图象如图乙所示，由图象可知海波是，第9min时海波处于（填物质的状态）。【答案】均匀晶体液态【解析】将装有海波的试管放入水中加热，这是水浴法，采用水浴法，可以时海波受热比较均匀，并且温度变化第5/14页比较慢，便于记录实验温度。由图乙可知，海波在熔化过程中，温度保持48℃不变，海波为晶体。由图乙可知，第9min海波已经熔化结束，处于液态。10.小刚同学在探究某种物质熔化特点的实验中，根据实验数据画出了该物质熔化过程中温度随时间变化的图像。由图像可知，该物质是（选填“晶体”或“非晶体”其熔点是℃,在熔化过程中温度；在加热6min时，该物质处于（选填“固态”、“液态”或“固液共存态”）。【答案】①.晶体②.80③.不变④.固液共存态【解析】由图像可知，BC段吸收热量温度保持不变，所以该物质是晶体。熔化过程中保持不变的温度即为该物质的熔点，由图可知，BC段为熔化过程，保持的温度为80℃,故该物质的熔点为80℃。在加热6min时，该物质处于熔化过程，一部分已经熔化为液体，一部分还没来得及熔化，处于固态，所以在加热6min时，物质处于固液共存态。11.（2023湖北荆州）用如图甲所示的装置探究某物质的熔化规律。（1）组装器材时，应先固定（选填“A”、“B”或“C”（2）下列措施不能使物质受热均匀的是；A．加热过程中不断搅拌B．通过水给试管加热C．温度计的玻璃泡完全浸没在物质中（3）加热到某一时刻温度计示数如图乙所示，其温度为℃;（4）根据实验数据绘出该物质的温度—时间图像如图丙所示，该物质是（选填“晶体”或“非晶体”（5）另一小组同学用相同物质进行实验，绘制出的温度—时间图像中没有出现明显的水平段，原因可能是。（写出一种即可）第6/14页【答案】（1）C（2）C（3）38（4）晶体（5）物质受热不均匀，导致温度测量不准确【解析】（l）实验中为了让酒精灯用外焰加热，温度计的玻璃泡浸没在被测液体中，且温度计的玻璃泡不能碰到容器底或容器壁，所以组装器材时，要从下到上组装，则应先固定C。（2）A．加热过程中不断搅拌，可以使被加热液体受热均匀，故A不符合题意；B．通过水给试管加热，采用水浴加热，可以使试管受热均匀，故B不符合题意；C．温度计的玻璃泡完全浸没在物质中，使得测量的温度准确，不能使物质受热均匀，故C符合题意。故选C。（3）由图乙得，温度计的分度值为l℃,其温度为38℃。（4）由图丙可知，BC段物质吸收热量，温度保持不变，即该物质有固定的熔化温度，即该物质由固定的熔点，故该物质是晶体。（5）另一小组同学用相同物质进行实验，该物质是晶体，熔化过程中，温度保持不变，而实验时绘制出的温度—时间图像中没有出现明显的水平段，原因可能是物质受热不均匀，导致温度测量不准确。12.（2023武汉）某实验小组用两套如图甲所示的实验装置分别研究海波和石蜡的熔化过程。（l）如图乙所示，温度计显示的是石蜡在某时刻的温度，它的示数是。（2）海波熔化过程中不断（填“放出”或“吸收”）热量，温度（填“升高”“不变”或“降低”）。（3）两支试管中分别盛有海波和石蜡，当两者全部熔化后，该实验小组继续研究海波和石蜡的凝固过程。将两支试管从烧杯中取出，静置于空气中自然冷却，每隔2min同时记录一次温度，根据记录数据在同一个图像中画出它们的温度随时间变化的曲线，如图丙所示。下列说法正确的是（填标号）。A.石蜡的凝固点为48℃B.实验室内环境温度为20℃C.0~l5min内的任一时刻，石蜡和海波的温度都不可能相同【答案】36℃吸热不变B【解析】（1）温度计的分度值为l℃,因此此时读数为36℃。（2）海波是晶体，根据晶体熔化特点，晶体在熔化过程中吸热，温度保持不变。（3）由图可知，室内温度为20℃,海波和石蜡温度组件下降；5min的时候海波和石蜡温度同为48℃,由于石第7/14页蜡是非晶体，没有固定熔点。故选B。13.如图甲是小桂“探究海波熔化的特点”的实验装置。（1）小桂安装器材时应该（选填“由上往下”或“由下往上”）安装。（2）图乙是小桂根据实验数据绘制的温度一时间图像，由图像可知，海波熔化时温度保持不变，此温度为 C，可以判断海波是体。（3）小桂观察乙图发现，AB和CD两段图像中，温度升高快慢不同，这是因为物质在不同状态时的（选填“密度”或“比热容”）不同造成的。【答案】（1）由下往上（2）48晶（3）比热容【解析】（1）如图甲所示，本实验中，需控制用外焰加热，因此安装器材时，应由下往上安装。（2）如图乙所示，海波在熔化过程中，有一段固定不变的温度，这个温度叫熔点，是48℃,晶体为有固定熔点的物质，因此海波为晶体。（3）如图乙所示，AB段为固态，CD段为液态，相同时间内海波吸热相同，AB段升温比CD段快说明固态海波比液态海波比热容小。14.严在“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验中，实验装置如图甲所示。（1）实验时应将（选填：“碎冰”或“整块冰”）放入图甲装置试管中，将试管放入装有水的烧杯中加热的优点是使冰，便于观察试管中冰的状态变化；（2）观察图乙，温度计的示数为℃;（3）某同学根据记录的数据绘制了冰熔化时温度随时间变化的图像（如图丙所示），由图像可知：冰属于第8/14页 （选填：“晶体”或“非品体”）。【答案】（1）碎冰均匀受热（2）-3（3）晶体【解析】（1）为了减小熔化时间，实验时应将碎冰放入图甲装置试管中；将试管放入装有水的烧杯中加热是水浴法加热，冰块受热更均匀，便于观察试管中冰的状态变化和记录冰熔化过程中的温度变化。(2)由图乙可知，温度计的分度值为1℃,且液柱液面在零摄氏度以下，故此时温度计的示数为-3℃。(3)由图丙可知，25min时，吸收热量，冰的温度不变，处于熔化过程，因此冰有固定的熔点，属干晶体。15.图甲是用海波和石蜡“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置。（1）组装器材时，应先固定图甲中的选填“A”“B”或“C”）（2）开始实验后，某一时刻温度计的示数如图甲所示，温度为℃;（3）根据实验数据绘制的两种物质熔化时温度随时间变化图像如图乙所示，由图像可知石蜡是（选填“晶体”或“非晶体”），海波熔化持续了min；（4）由实验可得到晶体熔化特点：；（5）由实验可知，晶体的温度是熔点时，可能处于态。A．固B．液C．固液共存【答案】（1）C（2）38（3）非晶体6（4）吸收热量，温度不变（5）ABC（或“固态、液态、固液共存态”）【解析】（1）由于要用酒精灯的外焰加热，所以需先根据酒精灯应先固定图甲中的C的高度。（2）开始实验后，某一时刻温度计的示数如图甲所示，该温度计的分度值为1℃,零刻度线在30℃下方，故此时温度为38℃。（3）根据实验数据绘制的两种物质熔化时温度随时间变化图像如图乙所示，由图像可知石蜡整个熔化过程没有固定的熔化温度，故石蜡是非晶体。由图像如图乙所示海波熔化从第4分钟开始熔化到第10分钟熔化结束，故熔化持续了2_t1=10min_4min=6min（4）由图甲和图乙知，整个熔化过程持续加热，所以实验可得到晶体熔化特点：吸收热量，温度保持不变。第9/14页（5）由图乙可知，晶体的温度是熔点时，可能没熔化，可能处于熔化过程中，也可能熔化结束，故晶体可能处于固态、液态或固液共存态，故ABC符合题意。故选ABC。16.图甲是某小组“探究海波熔化时温度变化规律”的实验装置，每隔1min记录一次温度值。实验数据记录如下表：时间/min0123456789海波的温度4044464848484848485053（1）实验中需要的测量工具是温度计和；（2）在1min时，温度计的示数如图乙所示，此时的温度为oC；（3）由记录的实验数据可知海波是（选填“晶体”或“非晶体”（4）由实验知，海波熔化需要的条件是：①;②继续吸收热量；（5）另一小组在利用相同的器材进行这一实验时，观察到海波熔化过程中温度计示数缓慢上升。产生这一现象的原因可能是（填字母）。A．烧杯中的水少B．对试管内的海波不断搅拌C．温度计的玻璃泡碰到了试管壁D．海波熔化过程中吸热，温度升高【答案】（1）停表（2）42（3）晶体（4）温度达到熔点（5）C【解析】（1）由表中数据可知，实验需要测量温度和时间，实验中需要的测量工具是温度计和停表。（2）如图乙，温度计的分度值为1℃,读数为42℃。（3）由记录的实验数据可知，海波在固定的温度开始熔化，熔化时温度不变，因此海波是晶体。（4）通过实验可知，海波熔化需要达到48℃,熔化过程中，需要继续加热，由此可知海波熔化需要的条件是：①温度达到熔点；②继续吸收热量。（5）海波在固定的温度开始熔化，熔化时温度不变，进行这一实验时，观察到海波熔化过程中温度计示数缓慢上升；A．该物质是晶体，熔化过程中温度是不变的，烧杯中的水少，不会影响温度计的示数，故A不符合题意；B．对试管内的海波不断搅拌，试管中海波受热更加均匀，不可能出现以上情况，故B不符合题意；第10/14页C．温度计的玻璃泡碰到了试管壁，因为烧杯中水的温度高于海波的温度，温度计示数缓慢上升，故C符合题意；D．海波是晶体，熔化过程中吸热，但温度保持不变，故D不符合题意。故选C。17.学习小组的同学用如图甲所示的装置，探究某种晶体熔化时温度变化的规律。（1）图甲中组装器材的顺序是（填“从上至下”或“从下至上”）。（2）待温度升高到50℃,每隔1min记录一次温度计的示数，根据记录的数据得到如图乙的图象，则该晶体的熔点是℃,熔化经历了min，该物质在固态时的比热容液态时的比热容（填“大于”“小于”或“等于”）。（3）另一小组的同学发现，在晶体熔化过程中撤去酒精灯，晶体还会继续熔化，原因是水的温度（填“低于”或“高于”）晶体的温度，可以继续吸收热量。【答案】从下至上8015小于高于【解析】（1）在使用酒精灯时，需要用其外焰加热，所以要先根据酒精灯确定铁圈的位置。又因为使用温度计时，温度计的玻璃泡要完全浸没在液体中，但不能碰到容器底和容器壁，所以要根据温度计的长度确定横杆的位置，因此按照“从下至上”安装实验装置。（2）晶体在熔化时不变的温度即为该晶体的熔点，如图乙可知该晶体的熔点是80℃,熔化从第10min开始到第25min结束，总共持续了15min；通过图象可以看出，固态时的图象的倾斜程度要大于液体时图象的倾斜程度，即在相同的时间内（吸收相同的热量）固态时的温度变化大，吸热能力强，所以该物质在固态时的比热容小于液态时的比热容。（3）在晶体熔化过程中撤去酒精灯，晶体还会继续熔化，原因是烧杯内水的温度高于试管内晶体的熔点，两者存在温度差，晶体可以继续吸收热量。18.在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中：第11/14页（1）图甲中组装实验器材正确的是填字母）（2）加热一段时间，试管中的物质开始熔化，接下来的操作是选填“继续”或“停止”）加热。根据记录数据绘制了该物质熔化时温度随加热时间变化的图像，如图乙所示；（3）通过图像可知：该物质熔化时温度（选填“升高”“降低”或“不变”（4）分析图像可知：该物质在（选填“固态”或“液态”）时，吸热能力强。【答案】（1）A（2）继续（3）不变（4）液态【解析】（1）B装置中，试管中的物质没有完全浸没在水中，受热不均匀；C装置中，温度计玻璃泡触碰到了容器壁，温度测量不准确，故组装实验器材正确的是A装置。（2）当试管中的物质开始熔化，接下来需要继续加热物质才能熔化，如果停止加热，则物质不能继续熔化。（3）通过图像可知，10～25min内，物质处于熔化过程中，该物质熔化时温度不变。（4）分析图像可知，0～10min内，物质处于固态，升高的温度为25～35min内，物质处于液态，升高的温度为Δt'物质熔化前后质量不变，相同时间内吸收的热量相同，根据c可知，物质在液态时温度变化更小，则比热容更大，故物质在液态时的吸热能力更强。19.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”第12/14页（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”）。【答案】（1）碎冰块（2）晶体（3）减少（4）不变【解析】（l）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（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，水沸腾时达到沸点后温度不变，持续吸热。20．小明所在的学习小组开展了“冰熔化时温度的变化规律”的实验探究，在标准大气压下，利用如图甲所示的实验装置进行探究：（1）根据实验数据，小明作出了冰熔化时温度随时间变化的图像，如图乙所示，冰属于（选填“晶体”或“非晶体”）。（2）该物质在第5分钟时，处于（选填“固态”、“液态”或“固液共存”）状态。（3）冰在熔化过程中（选填“吸收”或“放出”）热量，温度保持不变。（4）实验过程中温度计的示数如图甲所示，读数为℃。（5）甲图装置中，石棉网的主要作用是。【答案】（1）晶体2）固液共存3）吸收445）使烧杯底部受热均匀。【解析】（1）固体分为晶体与非晶体。晶体有固定的熔点，而非晶体没有。（2）晶体的熔化时吸收热量，但是温度保持不变；非晶体的熔化时吸收热量，温度持续上升。第13/14页（3）晶体熔化时处于固液共存状态；非晶体熔化时由稠变稀，最终全部变为液态。（4）读取温度计示数时我们要看清它的量程、分度值、液柱表面的位置。（5）石棉网由两片铁丝网夹着一张石棉水浸泡后晾干的棉布做的，铁是热的优良导体。解1）由图乙可知，该坐标系中，横轴表示时间，纵轴表示温度。图线中，有一段与横轴重合的线段，这就表明：在3～8min，该物质虽然吸收热量，但温度保持不变，符合晶体的熔化特点，所以冰是晶体。（2）该物质在第5min时处于熔化过程，由晶体的熔化特点可知，该物质处于固液共存状态。（3）晶体熔化过程中需要持续吸热才能继续熔化下去，否则熔化过程将停止。（4）该温度计的分度值为1℃,液面在0℃以下第四个，所以图甲中温度计的示数为一4℃。（5）酒精灯的外焰主要集中在烧杯底部中心位置，若不使用石棉网，火焰长时间集中在烧杯中心位置可能导致烧杯爆裂。而使用石棉网，可使烧杯底部均匀受热，这样烧杯就不会出现爆裂的现象，更加安全。【点评】本题属于考查晶体熔化特点的基础类实验题，难度不大，却是各地中考试题中的常客。21.帮助小明完成“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验。（1）小明采用“水浴法”加热，这样做的好处是。（2）小明使用A、B两支温度计，分别测量固体和水的温度。组装实验器材时应该（填“由下而上”或“由上而下”）依次安装。（3）实验时，每隔一段时间记录一次温度计的示数。某时刻温度计B的示数如图甲所示，为℃。（4）图乙是温度计A、B的温度随时间变化的图像。小明观察时发现，试管内出现液体时A的示数就不再升高，当固体全部变成液体后温度再升高。此现象说明固体是（填“晶体”或“非晶体”）。（5）t0时刻烧杯中的水开始沸腾，分析图像可知，水沸腾的特点是：吸收热量，。t0时刻试管中的物质处于