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- 2021-11-10 发布
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第三章 物态变化
一、考点知识梳理
(一)温度
1.温度:物体的冷热程度。生活中温度的常用单位是℃,读作摄氏度。
注意:日常生活中,人们常常凭感觉判断物体的冷热,这种判断受环境等因素的影响,往往是不可靠的,要准确判断和测量温度,就要选择科学的测量工具—温度计。
练习:学校操场上的地砖,在太阳下晒比在树荫下的温度更高。
2.温度计
(1)温度计的工作原理:利用液体热胀冷缩的性质制成的。
(2)温度计是标度方法:在1个标准大气压下,把冰水混合物的温度规定为0℃,把沸水的温度规定为100℃,在0℃和100℃之间,平均分成100等份,每等份代表1℃。
(3)温度计的使用
①使用前,要认清分度值和量程,被测液体的温度不能超出其量程;
②使用时,温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中;
③温度计的玻璃泡不要碰到容器底或容器壁;
④一定要待温度计的示数稳定后再读数;
⑤读数时温度计的玻璃泡要继续留在被测液体中,视线要与温度计中液柱的上表面相平。
注意:温度计的量程是指温度计所能测量的最高温度和最低温度。温度计的分度值反映了温度计的准确程度,分度值越小的温度计,所测得的数据越精确。观察温度计时,必须看清0℃刻度的位置,液柱的液面在0℃刻度的下方时,显示的温度为负值,即低于0℃的为“零下温度”。
(4)体温计、实验室用温度计、寒暑表的主要区别
构造
量程
分度值
用法
体温计
玻璃泡和直玻璃管之间有一段细小的缩口
35-42℃
0.1℃
离开人体读数;用前需甩
实验室用温度计
玻璃泡和直玻璃管之间无细小缩口
-20-110℃
1℃
不能离开被测物体读数;不能甩
寒暑表
-30-50℃
1℃
注意:在对体温计进行消毒时,要用酒精轻轻擦拭,包括用热水煮沸。
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(二)熔化和凝固
1、物质的三种状态
物态变化:物质从一种状态变到另一种状态。自然界物质的存在有固态、液态和气态三种状态。
练习:通常水有几种状态存在?影响它的不同状态的因素是什么?
答案:水通常以液态形式存在,当温度降低时,水能结冰,变成固态,当温度升高时,水又可以变成水蒸气,以气态形式存在。可见水能以三种状态存在:固态、液态和气态。能影响水不同存在状态的因素是温度的高低。
2、熔化
(1)概念:物质从固态变成液态的过程。
(2)特点:熔化时需要吸收热量。
(3)晶体熔化的条件:一是温度要达到熔点,二是继续吸热。两个条件缺一不可。
(4)晶体熔化时的特点:吸热但温度不断上升。
(5)非晶体在熔化过程中,要不断地吸热,温度不断上升。
注意:晶体吸热熔化时温度保持不变,此时温度是它的熔点,晶体的温度要升高到熔点时才开始熔化。非晶体的熔化温度是变化的,非晶体没有熔点。
3、凝固
(1)概念:物质从液态变成固态的过程。
(2)特点:凝固时需要放出热量。
(3)晶体凝固的条件:一是温度要达到凝固点,二是能够继续放热。两个条件缺一不可。
(4)同种晶体的熔点与凝固点是相同的。
(5)非晶体在凝固过程中,要不断地放热,且温度不断下降。
练习:我们常见卖鱼的人在鱼周围放上一些冰,这是为什么?
答案:这是因为冰熔化时要吸热,带走鱼身上的热,使鱼和鱼周围的空气温度降低,防止鱼因高温而变质,起到保鲜的作用。
练习:深秋,为避免树上的橘子在夜间气温骤降时被冻伤,果农经常在傍晚给橘子树喷水。虽然水在夜间结了冰,但橘子却没有被冻伤,这是为什么?
答案:利用水结冰来防止橘子被冻伤,是利用了水凝固时放出热量。在凝固过程中温度保持不变,这样橘子的温度不至于降到太低,把橘子冻伤。
注意:
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判断晶体、非晶体的方法是:(1)从有无熔点(或凝固点)来判断,晶体有熔点(或凝固点),非晶体没有熔点(或凝固点)。(2)从熔化过程中的现象来判断,晶体熔化过程:固态→固液混合态→液态;非晶体熔化过程:固态→软→稀→液态。(3)从熔化(或凝固)图象来判断,关键是观察图象中是否存在一段平行于时间轴的线段,有则为晶体,没有则为非晶体。
(三)汽化和液化
1、汽化
(1)概念:物质从液态变为气态的过程,汽化过程中物质要吸收热量。
(2)汽化的两种方式:蒸发和沸腾。
(3)蒸发:只是在液体表面发生的汽化现象。蒸发能在任何温度下进行。蒸发要吸热,所以有制冷作用。
(4)影响蒸发快慢的因素有:①液体的温度;②液体的表面积;③液面上方空气的流动速度。
(5)沸腾:在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。沸腾要吸热,且温度保持不变。
注意:(1)蒸发在任何温度下都可发生,只发生在液体表面,是一种缓慢的汽化现象。(2)沸腾在一定的温度(沸点)下才发生,同时发生在液体的表面和内部,是一种剧烈的汽化现象。
2、液化
(1)概念:物质从气态变为液态的过程,液化过程中物质要放出热量。
(2)液化的方法:①降低温度;②压缩体积。液化石油气就是在普通温度下,用压缩体积的办法,把石油气液化装在钢罐里的。
注意:常见的液化现象:水蒸气遇到冷的物体如草、石块、树叶等发生液化形成露水;雾是空气中的水蒸气遇到空气中的尘埃发生的液化现象;烧开水时冒“白气”,冬天人嘴里呼出“白气”,夏天冰棒周围冒的“白气”,这些“白气”都是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠。
练习:清晨,花草、树叶上常挂有露珠,这些露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,在阳光照射下它们又会慢慢消失,这是露珠发生了汽化的缘故。(填物态变化的名称)
练习:端午节,小明和小丽帮妈妈煮粽子。煮粽子的水烧开后,小明认为要继续将火烧得很旺,使锅内水剧烈沸腾,这样会很快将粽子煮熟。小丽则认为,水沸腾后改用小火,让锅内水微微沸腾,同样能很快将粽子煮熟。你认为谁的想法更合理?你的理由是什么?
分析:液体沸腾的特点是继续吸热,但温度保持不变,故无论是用小火还是大火,锅内的水的温度是一样的,将粽子煮熟的时间也差不多,但小火可以节省燃料,且不会使水剧烈汽化而干锅。
答案:小丽的想法更合理
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只要能维持水沸腾,不论用大火还是小火,水的温度都不会改变;火太大,既浪费能源,又会使水因剧烈汽化而容易干锅。
(四)升华和凝华
1、升华
(1)定义:物质由固态直接变成气态的过程。
(2)特点:升华时要吸收热量。
2、凝华
(1)定义:物质由气态直接变成固态的过程。
(2)特点:升华时要放出热量。
3、常见的升华现象:碘加热升华、干冰升华用于人工降雨、寒冷冬天冰冻的衣服变干、樟脑球变小、灯丝变细等。
4、常见的凝华现象:雪和霜的形成、冬天树枝上“雾凇”的形成、冬天窗户内侧形成的“冰花”、从冰箱冷冻室取出的冷冻食品上白色“粉末”的形成等。
练习:用久了的灯泡会发黑,是因为钨丝受热,发生升华现象,由固态变成气态;钨蒸气遇冷,又在灯泡内壁上凝华使灯泡变黑。
二、重点难点解读
例1.小雯同学利用如图所示的装置做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验:
(1)组装实验装置时,放置石棉网的铁圈位置和悬挂温度计的铁夹位置非常重要,应当先调整固定 的位置(选填“铁圈”或“铁夹”).
(2)实验时,小雯向烧杯中倒入热水而不用冷水,这种做法的优点是 .
(3)小雯在水温升高到88℃时开始计时,每隔1min记录1次温度,直到水沸腾后几分钟为止,记录的数据如下表:
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
88
90
92
94
96
98
98
98
98
分析上表记录的实验数据,可知水沸腾时的温度为 ℃.
(4)若烧杯中水的质量为0.2kg,则从计时开始到水沸腾的过程中,水的内能 (选填“增大”、“减小”或“不变”),水所吸收的热量为 J.[已知c水=4.2×103J/(kg•℃)].
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例2:物态变化在一年四季中随处可见,下列说法中正确的是( )
A. 春天的早晨,经常出现大雾,这是液化现象
B. 夏天使用空调时,常看到出风口冒“白汽”,这是凝华现象
C. 秋天的早晨,花草上经常会出现小的露珠,这是熔化现象
D. 冬天的早晨,地面上经常会出现白色的霜,这是凝固现象
例3:(2014•
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河南)如图,把少量碘放入锥形瓶中,瓶口加盖玻璃片.微微加热,瓶中充满紫色的碘蒸气,此过程碘发生的物态变化是 .停止加热,碘蒸气凝华,看到的现象是 .
答案:升华;紫色会逐渐消失,瓶内出现碘固体
解析:(1)在烧瓶里放少量的固态碘颗粒,然后把烧瓶放在酒精灯上微微加热,瓶内出现紫色气体,是因为固态碘直接变成了碘蒸气弥散在瓶内,这说明碘发生了升华现象;
例4:如图所示为某固体加热时温度随时间变化的图象.
(1)该固体为 (选填“晶体”或“非晶体”),因为其有固定的熔点,且熔点为 ℃.
(2)处在图中CD阶段时,该物体为 .(选填“固态”、“液态”或“气态”)
(3)处在图中BC和DE阶段时,物体需 .(选填“吸热”或“放热”)
(4)吸收相同的热量,在AB阶段比在CD阶段温度上升快,这是因为该物质在AB阶段时的比热容比在CD阶段时的 .
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三、巩固练习热身:
1. (2014•厦门)(多选题)如图所示,年初在同安区出现的雾凇被许多网友误传为雪,雾凇和雪形成过程的相同点是( )
A.都由水直接变成 B. 都由水蒸气直接变成
C.都要放出热量 D. 内能都保持不变
2. (2014•遵义)如图所示的温度计,关于它的说法正确的是( )
A. 该温度计是根据固体热胀冷缩的原理制成的
B. 在使用该温度计测量物体温度时,可以离开被测物体读数
C. 该温度计的量程是20~100℃
D. 该温度计此时的示数为32℃
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3. (2013•平凉)如图所示的是某种物质发生物态变化过程中“温度﹣时间”图象.该该物态变化过程可能是( )
A.冰的熔化过程 B. 蜡的熔化过程 C. 玻璃的凝固过程 D. 海波的凝固过程
4. (2014•南京)下列对生活中一些现象的解释错误的是( )
A. 用冰袋给高热病人降温,是因为冰熔化吸热
B. 用手沾些冷水去拿包子不会太烫,是因为水汽化吸热
C. 在寒冷的北方不用水银温度计测量气温,是因为水银的凝固点较低
D. 舞台上用干冰能制造白雾,是因为干冰升华吸热使水蒸气液化
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5. (2014•玉林)如图所示,下列图象能反映水沸腾过程的是( )
考点:沸腾及沸腾条件
6. (2014•牡丹江)下列生活中的现象与熔化有关的是( )
A.饮料中的冰块变小 B. 人从水中出来感到冷
C.衣柜中的樟脑片变小 D. 冰箱冷冻室内壁上结霜
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7. (2013•茂名)下列做法能使水的蒸发加快的是( )
A. 将湿衣服晾在密闭的卫生间内
B. 将弄湿的作业本子打开放在向阳的窗台上
C. 将用后的墨水瓶盖拧紧
D. 用保鲜袋将水果包好放在冰箱内
8. (2014•广西)下列现象属于凝华的是( )
A.初春,冰雪消融 B. 盛夏,冰棍上冒“白气”
C.深秋,草叶上有露珠 D. 严冬,树枝上挂雾凇
考点:生活中的凝华现象
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9.(2014•常德)小华尝试比较地沟油和花生油的物理性质,她将这两种油放入冰箱的冷藏室降温,发现当这两种油的温度都降到7℃时,地沟油变为固态而花生油仍为液态,这说明地沟油和花生油具有不同的( )
A.密度 B. 硬度 C. 凝固点 D. 沸点
10.(2014•海南)小红在做“探究水的沸腾”实验时,绘制的水的温度随时间变化的图象如图所示,由图象可知:水的沸点为 ℃,由下表可知,实验中应选用测温物质为 的温度计.
测温物质
凝固点/℃
沸点/℃
水银
﹣39
357
酒精
﹣117
78
11. (2014•衡阳)如图所示是某种物质融化时温度随时间变化的图象,由图象可判断出这种物质是晶体,这种物质的熔点是 ℃.从刚刚开始熔化到完全熔化大约持续的时间为 min,该过程中晶体 热量(选填“吸收”或“放出”).
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12. (2014•牡丹江)在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中,小强用酒精灯给烧杯中的水加热.
(1)如图甲所示,在加热过程中,会看到从烧杯底部逐渐出现一些较大的气泡,有些气泡没有上升到水面就消失了,这些气泡里也含有一些水蒸气,气泡里的水蒸气去哪里了? (请利用物态变化的知识说明).
(2)当水温接近90℃时,每隔0.5min记录一次温度.加热到第3min时,水开始沸腾,如图乙所示,沸腾时,水中形成的大量气泡不断上升,这是一种剧烈的 现象.(填物态变化名称)
(3)如图丙所示,小强根据测得的数据绘制出了温度与时间关系的图象,分析图象可知:沸腾前,水的温度 (选填“升高”、“不变”或“降低”),当水的温度达到 ℃时开始沸腾,沸腾过程中,水的温度 (选填“升高”、“不变”或“降低”),但仍需要 (选填“吸热”或“放热”).
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变但仍需要继续吸热.
考点:探究水的沸腾实验
13.(2014•宜昌)如图甲所示,在“探究水沸腾时温度变化特点”的实验中:
(1)小红观察到水中产生大量的气泡,不断上升变大,到水面破裂开来,此时水的温度是 ℃,要使此温度计的示数继续继续上升,可采用的办法是 .
(2)小红同学又认真观察了家里烧开水的过程,发现当水沸腾时,壶嘴口不断有“白气”出现时;但通过进一步的仔细观察却发现出现“白气”的位置总是与壶嘴口有一小段距离,在壶嘴位置却几乎看不见“白气”(如图乙).请你用所学的物理知识解释上面的两个现象.
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(1)把石棉网垫在烧杯下,并将试管放在水中加热,是为了使固体粉末受热 (选填“均匀”或“不均匀”).
(2)将温度计插入试管中时,温度计的玻璃泡要全部插入固体粉末中,不要碰到试管底或 .若某时刻温度计的示数如图乙所示,则此时温度计的读数为 ℃.
(3)下表是实验中记录的数据.
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
温度/℃
40
42
44
46
48
48
48
48
48
50
53
根据表中数据可知,该物质的熔点是 ℃;该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”).
(4)能反映上述固体熔化时温度变化规律的是图丙中的 .
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15. (2014•淮安)如图甲所示,是“”研究水沸腾时温度变化特点的装置图.
(1)实验过程中,依据观察到的 现象,判定水开始沸腾.
(2)图乙是实验第5min时温度计的示数,将其读数记录到表中.
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度/℃
90
92
94
96
97
99
99
99
99
(3)根据记录的数据,在坐标系中画出温度随时间的变化图象.
(4)通过实验可知,水沸腾时,温度 (选填“逐渐升高”、“保持不变”或“逐渐减低”);停止加热,谁不能继续沸腾,说明沸腾过程中水需要继续 .
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四、中考预测展望:
1. 下列与声现象有关的说法中不正确的是( )
A. 两名宇航员在太空中不能直接对话,是因为真空不能传声
B. 环保部门在一些主干道旁设置噪声监测设备,是为了减弱噪声
C. 公路旁安装隔音墙是为了在传播过程中减弱噪声
D. 只有主人说出暗语时才能打开“声纹锁”,其辨别声音的主要依据是音色
2.架设两套完全相同的(如图甲所示)加热装置,两套装置的试管中分别装有少量的相等体积的M固体和N固体.它们的加热时间﹣﹣温度曲线如图乙所示(M为实线,N为虚线),在35min内M物质从固体熔化成了液体,N物质始终是固体.则下列说法正确的是( )
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A.这种加热方法一般称为“水浴法”优点是被加热物质受热经较均匀,缺点是加热温度一般不会超过100℃
B.由图乙知,M、N肯定都是晶体
C.由图乙知,M、N肯定都是非晶体
D.由图乙知,M肯定是晶体,N肯定是非晶体
3.你知道吗,自然界中的云、雨、雾、露、霜、雪、雹都是小水滴的“杰作”,海洋上空的水蒸气因为 投向了大海的怀抱,“调皮”的水滴因为 使河床干涸.(填物态变化名称)
4. 小明从冰箱内拿出一杯自制的冰淇淋,过了一会儿,杯内的冰淇淋化了,杯的外壁出现了一层水珠,前者是 现象,后者是 现象(填物态变化的名称),后一现象的发生需要 热.
答案:熔化;液化;放
解析:(1)杯内的冰淇淋化了是物质从固态变成液态,是熔化过程,熔化需要吸收热量.
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(2)杯的外壁出现了一层水珠,是空气中的水蒸气遇冷液化成的小水珠沾在杯外壁上,液化放出热量.
考点:熔化与熔化吸热特点;液化及液化现象
5. 如图所示是某液体物质在降温过程中温度随时间变化关系的图象,由图可判断此物质是属于 (选填“晶体”或“非晶体”).从t=0起经过 min后该物质完全变为固体,在这个过程中,该物质的内能将 (选填“增大”、“不变”或“减小”)
6.如图所示,是物质三种状态下的物理模型,丙图的物质处于 状态,物质由甲图直接变成丙图的过程叫做 (填物态变化名称).
7.冰糖葫芦(如图)的制作方法是:将洗净的山楂穿在竹签上,然后将一定量的白糖放入锅中加热,待白糖 (填物态变化名称)为糖浆后,将山楂蘸上糖浆,等山楂上的糖浆
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(选填“吸收”或“放出”)热量变成固态,令人垂涎欲滴的冰糖葫芦就做好了.冰糖葫芦看上去红彤彤的,是因为在太阳光的照射下只反射 .
8. 某班同学在做“观察水沸腾”实验,A、B、C三组同学分别从图甲、乙装置中任选一套来完成实验(实验室已准备多套甲、乙装置).
(1)A、B两组同学共同选用图甲的实验装置,发现将水加热至沸腾时的时间却不同,他们绘制的温度随时间变化的图象如图丙所示,a,b两种图象不同的原因是水的 不同.
(2)C组同学选择的是图乙装置,他们发现所测水的沸点 100℃(填“高于”、“低于”或“等于”).
(3)通过分析图丙,归纳出水沸腾的特点是:水在沸腾过程中,温度 ,且不断 .
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9. 在探究“海波的熔化特点”实验中.
(1)图甲所示,是小明根据实验数据做出的海波熔化图象,由图象甲可知海波的熔点应为 ℃.其熔化过程特点是 ,熔化过程经历了 分钟.
(2)另一小组为了使物质更快受热,采用图乙所示装置,你认为该装置存在的不足是 .
10.小明在实验室探究冰熔化和水沸腾时温度的变化特点,根据测量结果画出相关图象,如图甲所示;
(1)要完成这两个实验,都需要的测量仪器是计时器和 .
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(2)水沸腾时温度计示数如图乙所示,该示数是 段所对应的温度值(选填“AB”和“DE”).
(3)如图甲(a)所示,BC段该物质的状态为 .
(4)OA段与BC段的倾斜程度不同,这是因为 .
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