第2课时 熔化和凝固的条件及其应用

PAGEPAGE3第2课时熔化和凝固的条件及其应用课题熔化和凝固的条件及其应用课型新授课教学目标1.通过探究实验，知道物质的熔点、凝固点，了解熔化和凝固变化过程中的吸热和放热现象.2.能运用熔化和凝固的知识说明自然界和生活中的有关现象.教学重点熔化、凝固的条件.教具准备多媒体课件.教学难点熔化和凝固的应用.教学课时1课时课前预习晶体在熔化时吸热，温度不变.液体在凝固成晶体时放热，温度不变.巩固复习教师引导学生复习上一节内容，并讲解布置的作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.新课导入上节课我们学习了熔化和凝固的规律、晶体和非晶体，下面我们就一起来学习熔化和凝固的条件以及它们有哪些应用.进行新课熔化吸热凝固放热现在请大家结合熔化和凝固的实验听一段海波的自白，并回答问题.海波的自白：我叫海波，我的熔点和凝固点都是48℃.现在我的体温恰好是48℃，请你们告诉我，我是应该熔化，还是应该凝固呢？只要你们说得对，我就照你们说的办.学生讨论：48℃既是海波的熔点也是它的凝固点，此时海波是熔化还是凝固，关键要看海波是吸热还是放热.固态海波在温度到达熔点时，吸热则熔化.液态海波在这一温度时，放热则凝固.所以熔化时吸热，凝固时放热.备课笔记知识拓展：吸热或放热，通常称为“热传递”，热量总是自发地从高温物体向低温物体.发生热传递的条件是两个物体之间存在温度差，没有温度差，也就没有吸热放热现象，也没有物态变化

.进行新课板书：1.晶体的熔化条件是：①温度达到熔点；②能够继续吸热.晶体熔化的特点：晶体熔化过程中吸收热量但温度保持不变.2.液体凝固为晶体的条件：①温度达到凝固点；②能够继续放热.液体凝固为晶体的特点：液体凝固为晶体时要放出热量但温度保持不变.3.非晶体在熔化或凝固过程中也吸热或放热，但是温度改变.教师总结：同学们不仅要掌握知识，而且还要会利用所学的知识来解决一些实际问题，解释一些常见的现象.比如：利用这节课的知识同学们应该能够解释北方的冬季较冷，为了妥善地保存蔬菜，多在菜窖里放几桶水，可以利用水结冰时放出热量，使窖内温度不致太低.现在，人们研制出一种聚乙烯材料，在15℃~40℃的范围内熔化或凝固，而熔化或凝固时，温度保持不变.所以，人们将这种材料制成颗粒状，掺在水泥中制成储热地板或墙壁，天气热时颗粒熔化，天气冷时又凝固成颗粒，能调节室内的温度.教学板书课堂小结这节课，我们学习了熔化吸热、凝固放热及其应用的有关知识.这节课就到这，谢谢！教材习题解答【教材P68“练习与应用”】4.解：利用熔化吸热的例子:把海产品放在冰上保鲜.利用凝固放热的例子:北方的冬天，在菜窖里放几桶水，利用水凝固时放热来保存蔬菜.5.猜想:加入酒精后，水的凝固点降低了.应用:可以用作防冻液.难题解答【例1】-5℃的冰投入0℃的水中，假设不与外界发生热交换，足够长时间后冰水混合物温度是0℃，则冰的质量一定是（）A.增加了B.减少了C.不变D无法确定解析：-5℃的冰投入0℃的水中，冰从水中吸热，温度升高，足够长时间后冰水混合物温度是0℃，所以-5℃的冰温度升至0℃，由于不能继续吸热，所以冰未熔化.而冰在吸热的过程中，0℃的水达到凝固点，且能继续放热，所以会有部分水结成冰，故冰的质量一定是增加了，A正确.答案：A备课笔记知识拓展：掺入杂质后，晶体的熔点和凝固点会降低.如冬天汽车的水箱中加入少许酒精，可降低水的凝固点，防止水凝固；在冰冻的路面上撒盐可降低冰的熔点，加快其熔化.布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时内容.教学反思注意培养学生书面或口头表达自己的观点的能力、自我反思和听取意见的意识、初步的信息交流能力，注意养成学生实事求是、尊重自然规律的科学态度.教学过程中老师的疑问：教师点评和总结综合训练一、选择题1.下列数值最接近实际情况的是()A.光在空气中的传播速度为340m/sB.一本初中物理课本的质量约为200gC.教室的门高约为2dmD.一位初中生跑1000m所用的时间约为50s2.2023年10月26日11时14分,长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,顺利将神舟十七号载人飞船送入预定轨道。如图所示,运载火箭加速上升时,认为乘坐飞船的航天员是静止的,所选的参照物是()A.地面工作人员 B.地面的树木C.发射塔架 D.运载火箭3.“影”是我们生活中常见的现象,其中属于光的反射现象的是()4.关于光现象,下列说法正确的是()A.光发生漫反射时,反射角一定等于对应的入射角B.一束光垂直入射到平面镜上,反射角大小为90°C.一束光从空气射到水中,传播速度不发生改变D.电视机的遥控器主要是利用紫外线进行遥控的5.物理上常通过声波的波形图来反映声波的特点,先后敲击甲、乙两个音叉,并把两个音叉振动时发出的声音输入设定相同的同一示波器,观察到的波形图分别如图丙、丁所示,下列判断正确的是()A.甲、乙两音叉发声时,振动的幅度不同B.甲音叉比乙音叉发声的音调低C.甲音叉比乙音叉振动得快D.甲音叉发声的响度比乙音叉发声的响度大6.下列事例属于利用声音传递信息的是()①汽车上的倒车雷达②医用B超诊断仪③超声波清洗眼镜④超声波振动除去人体内结石⑤利用声呐探测鱼群位置⑥铁路工人用铁锤敲击钢轨检查螺栓是否松动A.①②⑤⑥ B.②③⑤⑥ C.③④⑤⑥ D.①②③④7.图甲为我国古代的“节能灯”——“省油灯”,图乙为其部分剖面示意图。向灯盏夹层内注水,有助于减慢油的蒸发,达到省油的目的。关于“省油灯”减慢油蒸发的方法,下列说法正确的是()甲乙A.降低油的温度B.减小油的表面积C.减慢油表面上方的空气流动D.减少油的体积8.“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”的《中国诗词大会》,深受观众的青睐。下列对诗句中涉及的热现象解释正确的是()A.“已是悬崖百丈冰”,冰的形成是凝固现象,需要放热B.“露似真珠月似弓”,露的形成是液化现象,需要吸热C.“斜月沉沉藏海雾”,雾的形成是汽化现象,需要放热D.“霜叶红于二月花”,霜的形成是凝华现象,需要吸热9.如图所示,汽车电子后视镜通过摄像头成像,将车后方路况呈现在显示屏上,下列说法正确的是()A.一只苍蝇停在摄像头上,显示屏会出现苍蝇清晰的像B.屏上的彩色画面是由红、黄、蓝三种色光混合而成的C.当后方车靠近摄像头时,显示屏上车的像变大D.普通后视镜与电子后视镜成像原理相同10.一束光由空气斜射向水中,同时发生反射和折射,下列光路图正确的是()11.已知冰的密度为0.9×103kg/m3,关于冰的相关描述,下列说法正确的是()A.1m3的冰,质量是0.9×103kg/m3B.一块冰全部熔化成水后,质量变小C.水结冰后密度会变小,体积增大D.制作冰凸透镜时,需要把冰磨成中间薄、边缘厚的形状12.在探究凸透镜成像规律的实验中,凸透镜、光屏和烛焰的位置如图所示,光屏上能成一清晰的像,此时蜡烛距凸透镜15cm,下列说法正确的是()①此时的应用是投影仪,且凸透镜的焦距小于15cm②蜡烛距透镜18cm时,可能成放大的实像③保持透镜的位置不动,将蜡烛与光屏的位置进行对调,光屏上能呈现放大的像④将蜡烛逐渐远离凸透镜时,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏左移,同时像在变小A.只有①④正确 B.只有③④正确C.只有①②④正确 D.只有①②③正确二、填空题13.二维码已广泛应用于购物、支付、娱乐、交际等人们生活的各个领域,服务并改变着社会的方方面面。二维码的黑色部分将光(选填“反射”或“吸收”),白色部分将光(选填“反射”或“吸收”)。我们能够从不同的角度看到二维码,是光在这些物体表面发生了的缘故。

14.在空间站用钢笔书写时,墨水不会自动往下流,导致书写断断续续,为此,工程师设计出了如图所示的“太空圆珠笔”。书写过程中,笔芯内墨水的质量(选填“变大”“变小”或“不变”),笔芯内氮气的密度(选填“变大”“变小”或“不变”)。

15.甲、乙两小球竖直下落时的频闪照片(每隔0.02s闪亮一次)如图所示,据此记录,两球均从a下落到b处时,(选填“甲”或“乙”)球做匀速直线运动,甲、乙两球运动的平均速度之比是v甲∶v乙=。

16.四个表面涂着相同颜色漆的大小不同的实心正方体金属块(上面分别标着1、2、3、4四个数字,漆的质量、体积都忽略不计),其中两个是铁块,另两个是铜块(ρ铜>ρ铁)。某同学测量了每个金属块的质量和体积后,描出四个点,如图所示。请你判断,金属块2是(选填“铜”或“铁”)块,金属块3和(选填“1”“2”或“4”)是同样材料的金属块。若用相同质量的铜和铁制成体积相同的球,一定是空心的是(选填“铜”或“铁”)球。

17.2023年9月17日,中国“普洱景迈山古茶林文化景观”被列入《世界遗产名录》。(1)清晨,在白雾笼罩下的茶林犹如人间仙境,如图所示。水先(填写物态变化名称)后液化形成了雾;气体液化时要(选填“吸热”或“放热”)。

(2)阳光照进茶林,人们能从不同的角度看见茶树上的嫩芽,这是因为阳光在嫩芽表面发生了现象。

(3)小丽购买了一盒普洱茶,将其从云南带回到河南。此过程中,这盒普洱茶的质量(选填“变大”“变小”或“不变”)。

三、作图题18.请根据凸透镜对光的作用,将下面的光路图补充完整。19.图甲是游客在水族馆游览的情境。若用点S表示水中鱼的位置,用点S'表示人在A处看到鱼的像的位置,请在图乙中画出人眼在A处看到水中鱼的光路图。四、实验探究题20.在探究水沸腾时温度变化的特点实验中:(1)实验过程中,某时刻温度计的示数如图甲所示,此时水的温度为℃。

(2)水中气泡上升情况如图乙中的(a)(b)所示,则图[选填“(a)”或“(b)”]是水沸腾前的情况。烧杯中的水沸腾时不停地冒出“白气”,这些“白气”实际上是烧杯(选填“内”或“外”)水蒸气液化成的小水珠。

(3)水沸腾时继续加热,水的温度(选填“升高”“降低”或“不变”);两位同学用相同的酒精灯完成实验,分别绘制了水的温度随时间变化的图像如图丙所示,则a所用水的质量(选填“较大”或“较小”)。

(4)查阅资料得到下表信息,本次实验中应选用测温物质为(选填“水银”或“酒精”)的温度计。

测温物质凝固点/℃沸点/℃水银-39357酒精-11778(5)实验时物理老师将装有酒精的试管放入装有亚麻仁油的烧杯中,如图丁所示,用酒精灯给烧杯加热,发现当试管内的酒精沸腾时,烧杯中的亚麻仁油却没有沸腾,由此可知亚麻仁油的沸点比酒精(选填“高”或“低”)。

21.某同学在做光学实验。甲乙丙丁(1)如图甲所示,探究光的反射实验中要使用硬纸板显示光路,在硬纸板上发生的是(选填“镜面”或“漫”)反射。如果硬纸板没有与平面镜垂直放置,当光贴着硬纸板入射时,反射光线、入射光线和法线(选填“在”或“不在”)同一平面内。

(2)接着该同学又探究了平面镜成像特点,如图乙所示,为确定像的位置,应在图中的(选填“a”“b”或“c”)处观察蜡烛A的像,若用物理书挡在玻璃板的后面,则该同学在该处(选填“还能”或“不能”)看到蜡烛A的像。

(3)随后该同学完成了凸透镜成像的实验,实验时凸透镜不动,不断改变物距,测出对应的像距,绘制出物距u和像距v关系图像如图丙所示,则凸透镜的焦距为cm。如图丁所示,光屏上有清晰的像(未画出),所成的像是倒立、的实像;保持蜡烛和光屏不动,只将凸透镜移到cm刻度处,就可以在光屏上再次成清晰的像。

22.小宇的妈妈有两块大小不同的玛瑙石,它们来自同一块原石。小宇想了解玛瑙石的密度,利用实验室的实验器材完成如下操作:甲乙丙丁(1)如图甲所示,将天平放在上,指针恰好指在分度盘的中线处,接下来应该将游码移至零刻度线后向调节平衡螺母,使指针再次指在分度盘的中线处。

(2)将小块玛瑙石放入装有20mL水的量筒中后液面位置如图乙所示,则小块玛瑙石的体积为cm3。

(3)将小块玛瑙石从量筒中拿出,用托盘天平测得的实验数据如图丙所示,则其质量为g,计算出小块玛瑙石的密度是kg/m3。

(4)他想用同样的方法测出大块玛瑙石的密度,发现大块玛瑙石不能直接放入量筒,于是聪明的小宇进行了如图丁所示的操作:①用天平测量大块玛瑙石的质量m1;②将大块玛瑙石放入盛水烧杯后测量烧杯、水和大块玛瑙石的总质量m2,并标记水面位置;③捞出大块玛瑙石,再补水到标记处后测量烧杯和水的总质量m3。根据测得质量值得出大块玛瑙石的密度表达式为ρ玛瑙=。(用符号表示)

(5)小宇测出的(选填“大”或“小”)块玛瑙石的密度更接近真实值。

五、计算题23.学校创新实验小组用一个小降落伞探究物体竖直下落的快慢。现将物体由静止释放,打开降落伞后,物体继续下落。已知物体在3s内下落21m后,再匀速直线下落3s,其速度与时间的关系如图所示,求:(1)该物体在匀速直线运动阶段下落的高度。(2)该物体在6s内下落的总高度。(3)该物体在6s内下落的平均速度。24.冬季里,小明妈妈喜欢做冻豆腐涮火锅,她买来500g鲜豆腐,体积为400cm3,鲜豆腐含水的质量占总质量的45%,将鲜豆腐冰冻后化冻,让水全部流出,形成数量繁多的孔洞,变成了不含水分的海绵豆腐(俗称冻豆腐),在涮火锅时可以充分吸收汤汁,从而使口感更好,如图所示。假设鲜豆腐冰冻后总质量和总体积保持不变,水的密度为1.0g/cm3,冰的密度为0.9g/cm3,求:(1)鲜豆腐的密度。(2)海绵豆腐内所有孔洞的总体积(即鲜豆腐冰冻后冰的体积)。(3)海绵豆腐的实心部分密度(结果保留两位小数)。综合训练1.B解析:光在空气中的传播速度约为3×108m/s,故A不正确。一本初中物理课本的质量约0.2kg,合200g,故B正确。教室的门比普通人的身高要高一些,约为2m,故C不正确。一位初中生跑1000m所用的时间约为4min,合240s,故D不正确。2.D解析:航天员相对于地面树木和发射塔架的位置在发生变化,是运动的,相对于运载火箭没有位置变化,是静止的;被研究的物体本身不能选作参照物,因为以此研究对象为参照物,研究对象永远都是静止的,故A、B、C错误,D正确。3.B解析:摄影属于凸透镜成像,其实质是光的折射现象,故A错误。水中倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故B正确。墙上的手影、树下斑驳的光影,是由光沿直线传播形成的,故C、D错误。4.A解析:漫反射也遵循光的反射定律,所以反射角一定等于对应的入射角,故A符合题意。当光垂直入射平面镜时,反射光线、入射光线和法线三线重合,入射角为0°,反射角也为0°,故B不符合题意。光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,传播速度也会发生变化,不同的介质,传播速度不同,故C不符合题意。电视机遥控器是通过发出不同的红外线实现对电视机遥控的,故D不符合题意。5.C解析:由波形图可知,甲、乙两音叉发声时,振动的幅度相同,故A错误。由甲、乙两音叉振动时发出声音的波形图可以看出在相同的时间内甲音叉振动的次数多,甲音叉振动快,甲音叉发声的音调高,故B错误,C正确。响度是由发声体的振幅决定的,两个音叉振动幅度相同,所以响度相同,故D错误。6.A解析:①汽车上的倒车雷达,利用了声音可以传递信息;②医用B超诊断仪,利用了声音可以传递信息;③超声波清洗眼镜,利用了声音可以传递能量;④超声波排去人体内结石,利用了声音可以传递能量;⑤利用声呐探测鱼群位置,利用了声音可以传递信息;⑥铁路工人用铁锤敲击钢轨检查螺栓是否松动,利用了声音可以传递信息。综上所述,属于声音传递信息的应用是①②⑤⑥;属于声音传递能量的应用是③④。故选A。7.A8.A解析:冰是水的凝固现象,凝固放热,故A正确。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B错误。雾是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴,液化放热,故C错误。霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固态的冰晶,凝华放热,故D错误。9.C解析:一只苍蝇停在摄像头上,苍蝇在凸透镜的焦距之内,成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上,显示屏不会出现苍蝇清晰的像,故A错误。屏上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的,故B错误。当侧后方车靠近摄像头时,物距变小,像距变大,则显示屏上车的像变大,故C正确。普通后视镜是凸面镜,其成像原理是光的反射;而电子后视镜利用的是凸透镜成像,其原理是光的折射,两者的原理不相同,故D错误。10.C解析:A图中光从空气斜射入水中时,折射光线应在法线的右侧,故A错误。B图中两条入射光线,故B错误。C图中符合光的反射定律和折射定律,故C正确。D图中光从空气斜射入水中时,折射光线应在法线的右侧,且反向,故D错误。11.C解析:1m3的冰,质量为m=ρV=0.9×103kg/m3×1m3=900kg,故A错误。物体的质量与物态无关,一块冰全部熔化成水后,质量不变,故B错误。水的密度为1×103kg/m3,水结冰后密度会变小,质量不变,根据ρ=mV可知体积增大,故C正确。凸透镜中间厚、边缘薄,故D12.C解析:蜡烛距凸透镜15cm时,在光屏上成放大的像,可知2f>15cm>f,即15cm>f>7.5cm,①由图可知,此时物距可能位于焦距和2倍焦距之间,成倒立、放大的实像,应用为投影仪,故①正确;②蜡烛距透镜18cm,此时物距可能位于焦距和2倍焦距之间,成倒立、放大的实像,故②正确;③保持透镜的位置不动,将蜡烛与光屏的位置进行对调,此时物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,故③错误;④将蜡烛逐渐远离凸透镜,此时物距变大,根据物远像近像变小,可知为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏左移,同时像在变小,故④正确。13.吸收反射漫反射解析:二维码是由黑白两种颜色组成的,二维码的黑色部分将光吸收,白色部分将光反射。我们能够从不同的角度看到二维码,是光在这些物体表面发生了漫反射的缘故。14.变小变小解析:“太空圆珠笔”在书写过程中,墨水会越来越少,因此笔芯内墨水的质量变小;“太空圆珠笔”采用密封式的气压笔芯,上部充有氮气,书写过程中,依靠气体的压力将墨水推向笔尖,笔芯内氮气的质量不变,体积变大,根据ρ=mV可知,15.甲3∶5解析:甲球在相等时间内通过的路程相同,并且甲做直线运动,所以甲做匀速直线运动。乙在相等的时间内通过的路程不相等,乙做直线运动,所以乙做变速直线运动。从位置a竖直下落到位置b甲球所用时间为0.02s×5=0.1s,乙球所用的时间是0.02s×3=0.06s,甲、乙两球的平均速度之比是v甲∶v乙=st甲∶st16.铁1铜解析:同种物质,密度一定,物体的质量和体积成正比,其m-V图像是过原点的直线;连接原点和点1并延长;连接原点和点4并延长,由图可知分别通过3、2,可见1、3是同种物质甲,4、2是同种物质乙;过点4作横轴的垂线,可得同样体积的甲、乙两种物质,甲的质量大,由ρ=mV可知甲的密度大,可见甲物质是铜、乙物质是铁;所以金属块2是铁块,和金属块3是同样材料做的是金属块1由题可知,铜、铁两种物质质量相同,体积相同,且ρ铜>ρ铁,由ρ=mV可知,V铁>V铜,又因为两个球的实际体积是相同的,17.(1)汽化放热(2)漫反射(3)不变解析:(1)雾是由于水汽化成为水蒸气,水蒸气遇冷又液化成为小水滴;汽化吸热,液化放热。(2)人们能从不同的角度看见茶树上的嫩芽,说明各个方向都有反射的光进入人眼,故发生的是漫反射。(3)将普洱茶从千里之外的云南带回到河南,只是位置发生变化,故质量不变。18.如图所示解析:通过焦点的光经凸透镜折射后平行于主光轴;平行于主光轴的光经凸透镜折射后过焦点。19.如图所示解析:人之所以能看到水中的鱼,是由鱼反射的光线经水面折射后进入人眼,因此光的传播方向大致为S→A;鱼的像是人眼逆着折射光线看到的,所以直接连接AS',与水面的交点O即为入射点;连接S和入射点O即为入射光线。20.(1)84(2)(b)内(3)不变较大(4)水银(5)高解析:(1)由图甲可知,温度计的示数为84℃。(2)沸腾前,气泡中的水蒸气上升时,遇冷液化成水,所以气泡变小,所以(b)是沸腾前的现象;烧杯中冒出的“白气”是烧杯内热的水蒸气液化形成的小水滴。(3)从图丙可知,水沸腾时,继续加热,水的温度不变;由图像可知,(a)的温度变化较慢,和(b)吸收相同的热量,故(a)的质量较大。(4)水的沸点高于酒精的沸点,故酒精温度计不能用,而水银的沸点高于水的沸点,即可判断选用的是水银温度计。(5)烧杯中的酒精沸腾了,而亚麻仁油却没有沸腾,说明温度达到沸点还在吸热,所以亚麻仁油的沸点比酒精高。21.(1)漫在(2)a还能(3)10缩小35解析:(1)实验时从硬纸板前不同的方向都能看到入射光线,是硬纸板表面凹凸不平,光在这里发生了漫反射的缘故。若硬纸板与平面镜不垂直,则镜面的法线不在硬纸板上,入射光线沿硬纸板照射后,反射光不在硬纸板上,则我们在硬纸板上看不到反射光;但此时反射光线、法线、入射光线在同一平面内。(2)实验时,将点燃的蜡烛A放在玻璃板前,把另一支相同的蜡烛B放到玻璃板的另一侧,边移动边观察,使它与A的像重合,因平面镜成像属于光的反射,观察时,眼睛应该在如题图乙中a处观察;平面镜成像原理是光的反射,用物理书挡在玻璃板的后面,不影响平面镜成像,所以该同学还能看到蜡烛A的像。(3)由题图丙可知,当u=20cm时,v=20cm,根据u=v=2f时成倒立、等大的实像,可得2f=20cm,故该凸透镜的焦距为f=10cm。如题图丁所示,光屏上有清晰的像(未画出),此时物距u=50cm-20cm=30cm>2f,成倒立、缩小的实像。保持蜡烛和光屏不动,只将凸透镜移到35cm刻度处,此时物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,根据在光的折射中,光路是可逆的,可知光屏上能再次成清晰的像。22.(1)水平台面右(2)10(3)292.9×103(4)m1ρ解析:(1)将天平放在水平台