中考物理实验3 （考点精练）探究固体熔化时温度的变化规律（解析版）

实验3探究固体熔化时温度的变化规律反馈练习一．选择题1．如图是“探究石蜡的熔化特点”的实验，下列说法中错误的是（）A．石蜡应碾碎后放入试管中 B．温度计的玻璃泡应放置在石蜡内部 C．“水浴法”加热可以使石蜡受热均匀 D．熔化的过程中，石蜡温度保持不变【解析】A、蜡烛应碾碎后放入试管中，这样蜡烛能均匀受热，故A正确；B、用温度计测温度时，温度计的玻璃泡应插入蜡烛内部，但不能碰容器底和容器壁，故B正确；C、“水浴法”加热可以使蜡烛受热均匀，故C正确；D、石蜡熔化过程中，温度逐渐上升，说明蜡烛是非晶体，没有固定的熔点，故D错误；故选：D。2．如图是小叶同学用火焰稳定的酒精灯对冰块加热“探究冰的熔化特点”实验。图中两条图线中的一条是他依据实验数据绘制而成。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），c冰＝2.1×103J/（kg•℃），m冰＝0.1kg）。酒精灯均匀加热，下列分析不正确的是（）A．小叶绘制的是乙 B．0～2min内冰块吸收的热量为1.05×103J C．10min末，水的末温为5℃ D．2～8min内冰水混合物温度不变，其内能增加【解析】A、由图可知，在0～2min内，冰吸收热量，温度升高了5℃；冰化成水后，质量不变，根据题意可知，水的比热容是冰的比热容的2倍，根据Q＝cm△t可知，水升高5℃所需的热量为冰升高5℃所需热量的2倍，即水升高5℃，所需的加热时间为4min，故乙图线是水的升温图象，故A正确，不符合题意；B、冰吸收的热量为：Q冰＝c冰m冰△t＝2.1×103J/（kg•℃）×0.1kg×5℃＝1.05×103J，故B正确，不符合题意；C、吸热热量一定时，由于冰的比热容小于水的比热容，所以冰升高的温度大于水升高的温度，由于冰在0﹣2min升温5℃，则水在8﹣10min升温要小于5℃，所以在10min末，水的温度要低于5℃，故C错误，符合题意；D、冰在熔化过程中，不断吸热，温度保持不变，内能增加，故D正确，不符合题意。故选：C。3．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℃，以下判断正确的是（）A．两者都采用了“水浴法”加热，目的都是为了均匀受热 B．冰和碘都要经历固态变为液态的过程 C．冰和碘在发生物态变化时都要吸收热量 D．冰和碘在发生物态变化的温度都要升高【解析】A、使用水浴法对“碘锤”加热目的是使碘的温度不高于其熔点，故A错误；B、固态的碘受热容易升华，直接从固态变为气态，故B错误；C、冰受热要熔化，碘受热要升华，熔化和升华都吸热，故C正确；D、冰是晶体，在熔化过程中温度保持不变，故D错误。故选：C。4．小刚探究某物质熔化和沸腾的实验如图甲所示，他把100g某种固体碾碎后放入试管中，插入温度计，再将试管放在装有水的烧杯中加热（物质在相同时间内吸收的热量相等）。根据实验数据画出的图象如图乙所示。实验结束时，小明发现从开始加热到实验结束的10min内消耗4g酒精，酒精的热值3.0×107J/kg，这种物质的液态比热容c＝1.8×103J/（kg•℃）。下列选项错误的是（）A．该物质熔化时温度虽没有改变但内能却增加了 B．从开始沸腾到实验结束物质所吸收的热量为7.2×103J C．该物质固态时的比热容为2.7×103J/（kg•℃） D．该装置能量的转化效率为30%【解析】A、由图可知，该物质是晶体，在熔化的过程中，吸收热量，但温度不变，内能变大，故A正确；B、由图知，从熔化开始到熔化结束的时间为2min，t0＝50℃，t＝90℃，吸收的热量为：Q＝cm（t﹣t0）＝1.8×103J/（kg•℃）×0.1kg×（90℃﹣50℃）＝7200J；由于用同一个热源加热，在相同时间内，物质吸收的热量是相同的，所以从熔化结束升高到沸点所吸收的热量为7200J，沸腾时的时间为2min，吸热为7200J，故B正确；C、用相同的热源加热，在相同的时间内吸收的热量是相同的，由图可知，液态时在2min内吸收的热量是7200J；则在固态时加热的时间为3min，则固态时吸收的热量为：Q'＝Q＝1.5×7200J＝10800J；固态时的比热容为：c'＝＝＝3.6×103J/（kg•℃）；故C错误；D、由图可知该物质从熔点升高到沸点用了2min，从开始加热到实验结束共用10min，从开始加热到实验结束该物质吸收的热量×7200J＝36000J，4g酒精完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝0.004kg×3.0×107J/kg＝120000J，这种装置能量的转化效率：η＝＝×100%＝30%，故D正确。本题选错误的，故选：C。5．如图所示，小美同学对冰和石蜡分别加热，并通过实验过程中记录的实验数据绘制成两种物质的温度随时间变化的图象，下列分析正确的是（）A．甲图中CD段是冰熔化的过程 B．甲图中的AB段的比热容比CD段大 C．甲图中BC、DE段物质内能持续增加 D．乙图象是冰的温度随时间变化的图象【解析】A、甲图象中，BC段和DE段的温度均不变，说明该物质有固定的熔点，是晶体，则此物质是冰；其中，AB段表示冰吸热升温；BC段是冰的熔化过程，熔点为0℃，此过程处于固液共存状态；CD段是水吸热升温；DE段是水的沸腾过程，此过程吸热温度不变，故A错误；B、根据公式Q吸＝cm△t可以知道，当质量和吸收的热量相同时，比热容c和升高的温度△t成反比，AB段的冰温度升高的快，是因为该物质固态时的比热容比液态时的比热容小，故B错误；C、晶体熔化过程和沸腾的特点都是：继续吸热，温度保持不变，内能增加，故C正确；D、冰是晶体，所以冰熔化的图象为甲，故D错误。故选：C。二．填空题6．在做“海波熔化”的实验时，他们采用如图甲的实验装置。将装有海波的大试管放入沸水中并取走酒精灯，温度计A和B分别测量海波和烧杯中热水的温度。根据两个温度计的示数，绘制出了海波和热水的温度随时间变化的图象（如图乙）。由图象可知，在第8min时，大试管内的海波处于（选填“固态”、“液态”或“固液共存态”）。第10min后，海波的熔化将（选填“继续”或“停止”）。【解析】由图象可知，从第5分钟时，达到海波的熔点，开始熔化；第8分钟时，海波正处于熔化阶段，故海波处于固液共存态，到第10分钟，海波不能继续吸热，海波的熔化将停止。故答案为：固液共存态；停止。7．如图甲所示，在0℃的室温下，小明将装有碎冰的试管放入盛有温水的烧杯中，探究“冰的熔化特点”。他用温度计分别测量试管中的冰和烧杯中水的温度变化，用计时器测量所用时间并描绘出“温度﹣时间”变化图象如图乙所示。实验15min后，发现试管中依然有部分碎冰。（1）将装有碎冰的试管放入温水中加热，而不是用酒精灯对试管直接加热，这样做的好处有：①，②。（2）如图丙所示为某时刻A温度计的示数，其读数为℃。（3）分析图乙所示的图象可知：①实验中冰熔化时间为min。②10min后，烧杯中（选填“没有”或“有”）少量冰出现。③15min的实验过程中，试管中冰的质量变化特点是。【解析】（1）将装有冰的试管放入温水中加热，而不是用酒精灯直接对试管加热，这样做不但能使试管受热均匀，而且冰的温度上升速度较慢，便于记录各个时刻的温度；（2）由图知温度计的分度值为1℃，液柱在0℃以下，是﹣4℃；（3）①由图乙知，冰从5min开始熔化，到10min时冰和水的温度相同，由于温度相同，冰不能继续吸热，所以不再熔化，所以熔化时间为10min﹣5min＝5min；②10min后，烧杯中水的温度和冰的温度相同，都为0℃，达到水的凝固点，但水不能继续放热，水不会凝固，烧杯没有少量冰出现；③由图知0﹣5min内，冰温度低于熔点，不会熔化，5﹣10min冰到达熔点，继续吸热，会熔化，冰的质量减少，10﹣15min冰水的温度相同，冰不会继续吸热，不会继续熔化，所以冰的质量不变，综合分析15min的实验过程中，试管中冰的质量变化特点是先不变再减少最后不变。故答案为：（1）①均匀受热；②冰的温度升高较慢，便于记录各个时刻的温度；（2）﹣4；（3）①5；②没有；③先不变再减少最后不变。三．实验探究题8．在探究某种物质熔化过程的实验中，实验小组决定用海波进行实验，装置如图甲。（1）实验中需要的测量工具是温度计和，加热时需要不断观察温度的变化和物质的变化；（2）实验中采用水浴法对试管中的海波加热，是本实验成功的关键，这是因为加热过程中需要尽量做到使海波；（3）实验结束后，他们绘制了温度随时间变化的图线如图所示，由图可知：实验中该物质的熔化过程经历时长min；（4）由图象分析，这种物质的固态比液态同样加热方式下温度上升（选填“快”或“慢”）。【解析】（1）实验中需要用温度计测量温度，用秒表测量所用的时间，加热时还要观察海波的状态变化情况；（2）水浴法能使物质均匀受热，并且水升温缓慢，海波吸热过程较长，利于观察状态的变化和记录测量数据；（3）由图可知，海波从第3min开始熔化到第8min熔化结束，熔化过程共经历了8min﹣3min＝5min；（4）海波是晶体，在未达到熔点温度时是固态，温度大于熔点温度是液态，由图象分析，这种物质的固态比液态同样加热方式下温度上升快。故答案为：（1）秒表；状态；（2）受热均匀；（3）5；（4）快。9．在探究“冰熔化时温度随时间变化规律”的实验中，实验装置如图甲所示。（1）观察图乙，温度计的示数为℃。（2）某同学根据记录的数据绘制了温度随时间变化的图象（如图丙所示），由图象可知：冰是（选填“晶体”或“非晶体”）。（3）根据图象得出的探究结论是：冰在熔化过程中吸收热量，温度（选填“升高”、“降低”或“不变”）。【解析】（1）从图中知，温度计的分度值为1℃，温度计示数为﹣2℃；（2）冰有固定的熔化温度，为晶体；（3）熔化过程温度一直为0℃；故答案为：（1）﹣2；（2）晶体；（3）不变。10．在探究“固体熔化时温度变化规律”的实验中，将质量相等的A、B两种固体物质分别放入两个相同的试管中，再将两个试管同时放入装有水的大烧杯中加热，如图甲所示，图乙和图丙是根据实验数据绘制出的A、B两种物质温度随时间变化的图象。（1）图甲中实验装置的组装顺序是（选填“自下而上”或“自上而下”）。某时刻右侧温度计的示数如图甲所示，温度为℃；（2）由图乙和图丙可知，一定属于晶体的是（选填“A”或“B”）物质，晶体熔化时的特点是（选填“吸收”或“放出”）热量，温度不变；（3）由图丙可知，B物质熔化过程所用时间为分钟，在第6分钟B物质处于态（选填“固”、“液”或“固液共存”）；（4）已知A液体的沸点低于水的沸点，B液体的沸点等于水的沸点，继续给烧杯中的水加热至沸腾并持续一段时间，在水沸腾过程中，试管（选填“A”、“B”或“A”和“B”）内的液体能沸腾。【解析】（1）酒精灯需用外焰加热，温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底，所以组装器材时按照自下而上的顺序进行；如图甲所示，温度计分度值是1℃，液柱在零下，所以温度计示数是﹣2℃；（2）A和B两种物质都在不断吸收热量，物质B在一段时间内吸收热量温度保持不变，物质B是晶体；物质A吸收热量温度不断升高，物质A的熔点可能小于图象中显示的温度，则物质A是非晶体，若物质A的熔点大于图象中显示的温度，则物质A有可能是晶体；晶体熔化时吸热温度不变；（3）由图丙可知，B物质熔化过程所用时间为10min﹣4min＝6min；在第6分钟B物质在熔化过程中，处于固液共存态；（4）当大烧杯中的水沸腾后，尽管不断吸热，但烧杯中的水温度不再升高，保持水的沸点温度不变；已知A液体的沸点低于水的沸点，B液体的沸点等于水的沸点，A液体温度达到沸点后仍然可以继续吸收热量，所以A液体可以沸腾；B液体的沸点等于水的沸点，这时虽然达到了沸点，但不能继续吸收热量，所以试管中的B液体不会沸腾。故答案为：（1）自下而上；﹣2；（2）B；吸收；（3）6；固液共存；（4）A。11．在“探究晶体熔化和凝固规律”的实验中，绘制出了如图所示的图象。（1）图中，海波的熔化过程是段（用图中字母表示），此过程中海波热（选填“吸”或“放”）。（2）图中，海波在D点是态，在G点是态（均选填“固”或“液”）。（3）若探究“海波的熔化”实验中，小明发现海波熔化过快，应采取的操作是。【解析】（1）BC段表示海波的熔化过程，此过程中海波处于固液共存态。此时海波虽然继续吸热，但温度保持不变。（2）由图象可知，AB段表示海波还没有熔化处于固态，BC段是海波的熔化过程，CD段表示海波已经熔化完毕，故D点处于液态，EF段表示凝固过程，在F点已经凝固完毕，故G点处于固态。（3）海波整个熔化过程太快，是因为海波的质量太小，要增加海波的质量或用小火加热。故答案为：（1）BC；吸；（2）液；固；（3）增加海波的质量。12．在做“海波熔化”实验时，两个实验小组分别用了如图1所示甲、乙所示的实验装置进行实验。（1）哪个实验小组的方案好？。请说明原因：。（2）除了上述的实验装置，为了完成实验目的还需要用到的测量仪器是。（3）如表是一个小组的测量数据：时间/min0123456789101112温度/℃40424446484848484848505356请根据表格中的数据在图2中绘制海波熔化时温度随时间变化的图象。（4）某同学自己研究并记录了水凝固过程中温度随时间变化的情况，并根据记录数据断出了如图3所示图象。①图中，2分钟前水处于态。②水凝固过程要（选