专题09探究固体熔化凝固特点的实验问题

2023年中考物理必考重点难点压轴题25个小微专题精炼（全国通用）专题09探究固体熔化凝固特点的实验问题1.在探究“海波熔化时温度的变化规律”的实验中，使用的实验装置如图甲所示：(1)组装实验器材时，合理的顺序是______（填序号）。①温度计②石棉网③装水的烧杯④酒精灯⑤装有海波的试管(2)为了使试管中的海波受热均匀，应选择______的海波进行实验（选填“大颗粒”或“小颗粒”）。(3)图乙是某时刻温度计的示数，温度是______℃。(4)图丙是根据实验数据绘制的海波熔化时温度随时间变化的图像，图像中的__________段（选填“AB”或“BC”）表示海波的熔化过程。海波在B点的内能__________C点的内能（选填“大于”“等于”或“小于”）。(5)由实验可知，当海波的温度处于48℃时，其状态是_______。A.固态B.固液共存状态C.可能固态、液态，也可能固液共存状态【答案】(1)④②③⑤①(2)小颗粒(3)42(4)BC小于(5)C【解析】(1)酒精灯要使用外焰加热，所以合理顺序应先放好酒精灯，由其外焰高度确定铁圈及石棉网的高度；将装水的烧杯放到石棉网上，安装装有海波的试管，最后安装温度计，其合理的顺序是：④②③⑤①。(2)实验中宜选用小颗粒的海波，能使海波均匀受热。(3)图乙中温度计的分度值是1℃，温度计的示数是42℃。(4)从图丙中可知，海波在熔化过程中温度保持48℃不变，BC段表示海波的熔化过程。海波熔化过程中，吸收热量，内能增大，所以海波在B点的内能小于C点的内能。(5)海波的熔点是48℃，所以48℃的海波可能是固态（达到熔点尚未熔化），可能是液态（刚刚熔化结束），也可能是固液混合态（熔化过程中），故选C。2.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温度时间图像，由图像可知，海波熔化时温度保持不变，此温度为___________，可以判断海波是___________体。（3）小桂观察乙图发现，和两段图像中，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。3.李严在“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__________（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，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。4.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（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。（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。5.如图甲是小亮设计的能做“探究冰熔化时温度的变化规律”和“探究水沸腾时温度变化的特点”实验的装置。（1）是小亮设计的能做“探究冰熔化时温度的变化规律”和小亮利用如图甲所示的装置进行实验，其中存在两处错误，请找出一处并说明原因：___________；（2）改正错误后重新实验，观察并记录温度计A的示数，作出如图乙所示的图像。通过图乙分析可知冰是___________（选填“晶体”或“非晶体”）；（3）图乙中，t1~t2阶段试管中的物质处于___________状态，此过程中温度不变，内能___________；（4）观察并记录温度计B的示数，绘制出图丙的图像，根据图像可知水的沸点为___________℃，说明当地的大气压___________1个标准大气压；（5）观察到烧杯中的水已沸腾，且A、B两温度计示数相同，此时试管中的水___________沸腾（选填“会”或“不会”）。【答案】（1）B温度计的感温泡碰到了容器底（或A温度计的感温泡没有埋没在碎冰块中）（2）晶体（3）固液共存增大（4）95小于（5）不会【解析】（1）根据温度计的使用方法，由甲图可知，存在的错误是：一是B温度计的感温泡碰到了容器底；要测碎冰块的温度，将A温度计的感温泡埋没在碎冰块中，所以第二个错误是A温度计的感温泡没有埋没在碎冰块中。（2）通过图乙可知,冰t1~t2阶段，冰吸收热量，温度保持不变，符合晶体熔化特点，所以冰是晶体。（3）由乙图可知，t1~t2阶段冰处于熔化过程中，物质处于固液共存状态，此过程吸收热量，温度不变，内能增大。（4）由丙图图像可知，水升高到95℃就不再升高，说明水已经沸腾了，所以水的沸点为95℃；由于1标准大气压下，水的沸点为100℃，并且沸点随气压的升高而升高，而此时水的沸点为95℃，小于100℃，说明当地的大气压小于1个标准大气压。（5）烧杯中的水已沸腾，且A、B两温度计示数相同，说明试管和烧杯中水温度相同，不存在温度差，所以试管中的水不能从烧杯中吸收热量，所以试管中的水不会沸腾。6.图甲是某小组“探究海波熔化时温度变化规律”的实验装置，每隔记录一次温度值。实验数据记录如下表：时间/01234567891011海波的温度/4044464848484848485053（1）实验中需要的测量工具是温度计和___________；（2）在时，温度计的示数如图乙所示，此时的温度为___________；（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；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。7.用如图甲所示装置“探究冰熔化时温度的变化规律”：①将碎冰装入试管中，安装好器材开始实验，熔化过程中试管中的碎冰逐渐变少，此过程碎冰吸收热量，温度___________；②图乙是实验过程中某时刻温度计示数，此时温度为___________℃；③实验结束后烧杯中的水没有沸腾，但水面却降低了，原因是水温升高，蒸发___________（选填“加快”或“减慢”）。【答案】①.不变②.4③.加快【解析】①因冰是晶体，故冰在熔化过程中吸收热量，但温度保持在熔点不变。②由图乙可知，温度计的分度值为1℃，故温度计的示数为4℃。③实验结束后水的温度升高，使得水的蒸发加快，导致水面下降。8.学习小组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。9.在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中：（1）图甲中组装实验器材正确是：___________；（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，升高的温度为物质熔化前后质量不变，相同时间内吸收的热量相同，根据可知，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。10.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”）。【答案】（1）碎冰块（2）晶体（3）减少（4）不变【解析】（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，水沸腾时达到沸点后温度不变，持续吸热。11.（2022辽宁抚顺）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___________态。【答案】（1）物体受热均匀，且温度变化较慢，便于记录实验温度（2）由下而上（3）81（4）晶体（5）温度保持不变固液共存态【解析】（1）采用“水浴法”加热的好处是物体受热均匀，且温度变化比较慢，便于记录实验温度。（2）酒精灯加热需用使用外焰加热，所以安装器材时要按照“由下而上”的顺序组装。（3）由图可知，温度计的分度值为1℃，液面对应的刻度线为81，所以示数为81℃。（4）因为晶体熔化时具有固定的熔点，非晶体没有，晶体熔化时，吸热温度不变，非晶体熔化时，吸热温度上升。