專題17 探究晶體熔化凝固規(guī)律的實驗問題（原卷版+解析版）--【奪分寶典】熱學(xué)知識體系必考重點（專練）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

1．在探究“固體熔化時溫度變化規(guī)律”的實驗中，取兩個相同的試管A、B，在A試管中放入蜂蠟，在B試管中放入冰，已知蜂蠟是非晶體，冰是晶體，且蜂蠟的沸點高于水的沸點。如圖甲所示，兩個試管放入同一杯水中加熱，請你完成下面的探究實驗：
（1）開始實驗后，某一時刻B試管中溫度計的示數(shù)如圖所示，溫度為 ℃。
（2）兩種物質(zhì)熔化前后溫度隨時間變化關(guān)系的圖象如圖乙所示，通過分析圖象可知，晶體熔化特點是持續(xù)吸熱，。
（3）22min時B試管中的水（填“能”或“不能”）沸騰。從12min到第16min，蜂蠟的內(nèi)能（填“增加”或“不變”）。
【答案】（1）﹣4；（2）溫度保持不變；（3）不能，不變。
【解析】（1）由圖甲可知，溫度計的分度值為1℃，溫度在0℃以下，故示數(shù)為﹣4℃；
（2）由圖乙知，4min到10min是冰的熔化階段，此過程中不斷吸熱，溫度保持不變；
（3）液體沸騰的必須滿足兩個條件：①達到沸點，②繼續(xù)吸熱；由乙圖可知，冰熔化為水后和蜂蠟的溫度升高到98℃時溫度都不再升高，說明燒杯內(nèi)的水已沸騰，且沸點為98℃，由圖知在22min時，B試管內(nèi)的水溫度達到沸點，但不能從燒杯內(nèi)的水中繼續(xù)吸熱，故不能沸騰；從第18min到第22min，蜂蠟的溫度保持和水的沸點溫度98℃相同，故不能從燒杯內(nèi)的水中吸熱，內(nèi)能不變。
2. （2023湖南湘潭）用如圖所示實驗裝置，探究室溫下冰熔化時溫度的變化規(guī)律。

（1）將冰打碎后放入燒杯，溫度計插入碎冰中。圖中溫度計示數(shù)為__________℃；
（2）由實驗數(shù)據(jù)繪制成圖所示圖像，可知， AB段該物質(zhì)是__________態(tài)， BC段__________（選填“需要”或“不需”）吸熱；由實驗可知，冰屬于__________（選填“晶體”或“非晶體”）；
（3）研究表明晶體的熔點與壓強有關(guān)，壓強越大，晶體的熔點越低，如圖，在溫度較低的環(huán)境中，將拴有重物的細金屬絲掛在冰塊上，金屬絲下方與冰接觸處的壓強__________（選填“增大”或“減小”），從而使冰的熔點__________（選填“升高”或“降低”）了，金屬絲下方的冰塊熔化，熔化而成的水又很快凝固，金屬絲穿冰塊而過且不留縫隙。
【答案】（1） -3 （2）固需要晶體（3）增大降低
【解析】（1）由圖可知，溫度計分度值為1℃，液面在0以下第三個刻度，所以溫度計示數(shù)為-3℃。
（2）觀察圖像可知，冰在B點還未開始熔化，即 AB段該物質(zhì)為固態(tài)；在C點已經(jīng)完全熔化，而在BC段處于熔化過程中，吸收熱量，溫度保持不變，說明冰有固定的熔化溫度，為晶體。
（3）晶體的熔點與壓強有關(guān)，壓強越大，晶體的熔點越低。將拴有重物的細金屬絲掛在冰塊上，壓力一定，金屬絲下方與冰接觸處的部分受力面積較小，增大了壓強，從而降低冰的熔點，使金屬絲下方的冰塊先其它部分的冰熔化。
3．利用如圖甲所示的實驗裝置探究“冰熔化時溫度變化的規(guī)律”。
（1）在組裝圖甲中的實驗器材時，需要按照（填“自上而下”或“自下而上”）的順序組裝。
（2）由圖乙可知，冰是（填“晶體”或“非晶體”）。
（3）當加熱至第8min時，試管內(nèi)的物質(zhì)處于（填“固”、“液”或“固液共存”）態(tài)。
（4）由圖乙可知，冰熔化過程共用了分鐘。
【答案】（1）自下而上；（2）晶體；（3）固液共存；（4）6。
【解析】（1）組裝實驗器材時，應(yīng)按照自下而上，酒精燈需用外焰加熱，所以要放好酒精燈，再固定鐵圈的高度；（2）冰在熔化過程中，吸收熱量，但溫度不變，所以說冰是晶體；（3）加熱至第8min時，冰處于熔化過程中，為固液共存態(tài)；（4）從圖象上來看，冰熔化過程共用了6分鐘。
4．“探究冰熔化時溫度的變化規(guī)律”的實驗裝置如圖甲所示。
（1）將裝有適量碎冰的試管放入裝有水的燒杯中，加熱燒杯，記錄試管中溫度計的示數(shù)；實驗時，用“水浴法加熱”，這樣做的目的是______；
（2）安裝實驗器材時，小麗應(yīng)按照______的順序進行（選填“從上到下”或“從下到上”）；
（3）根據(jù)實驗記錄繪制的溫度隨時間變化的圖像如圖乙，由圖像可知：BC段物質(zhì)處于熔化過程中，冰熔化過程中溫度的特點是______，圖像中“b”時刻試管中物體處于______（填物態(tài)）；
（4）試管中的冰完全熔化后，繼續(xù)加熱，溫度隨時間的變化如乙圖中CDE所示，DE段溫度計示數(shù)如圖丙所示，為______℃；
（5）實驗中液面上方的氣壓______（選填“高于”或“低于”）1個標準大氣壓，試管中的水______（選填“會”或“不會”）沸騰。
【答案】（1）使物質(zhì)受熱均勻（2）從下到上（3）吸收熱量、溫度不變固液共存態(tài)
（4） 98 （5）低于不會
【詳解】（1）實驗時，用“水浴法加熱”，這樣做的目的是使物質(zhì)受熱均勻。
（2）酒精燈加熱時用外焰加熱，要先放酒精燈，根據(jù)外焰的高度確定石棉網(wǎng)的高度，再放燒杯，確定試管的高度，最后放入溫度計，溫度計的玻璃泡不能碰到容器底或壁，故應(yīng)按照從下到上的順序進行。
（3）冰熔化過程中溫度的特點是吸收熱量、溫度不變；BC段為熔化過程，圖像中“b”時刻試管中物體處于固液共存態(tài)；
（4）溫度計的分度值為1℃，示數(shù)為98℃。
（5）1標準大氣壓下，水的沸點為100℃，氣壓越低，沸點越低，此時水的沸點為98℃，故實驗中液面上方的氣壓低于1個標準大氣壓；燒杯中的水沸騰后，溫度不再升高，試管中的水溫能達到沸騰的溫度，但不能繼續(xù)吸熱，所以不會沸騰。
5．小明猜想，水中加入別的物質(zhì)后，一定會對水的凝固點產(chǎn)生影響，為了驗證這一猜想，他將一些鹽放入水中，并把鹽水用容器盛好放入冰箱，研究鹽水的凝固過程。每隔一定時間，小明就觀察鹽水狀態(tài)、測出溫度，并將凝固過程記錄的溫度數(shù)據(jù)畫成了凝固圖像如圖甲所示。
（1）從圖像中可以看出鹽水凝固過程用了______分鐘，第5分鐘時呈液態(tài)，凝固點為______℃；
（2）仔細觀察圖像發(fā)現(xiàn)，該物質(zhì)凝固前降溫比凝固后降溫______（填“快”或“慢”）；
（3）如果將一個裝有冰水混合物的試管放入正在熔化的鹽冰水混合物中，如圖乙所示，試管中冰水混合物中的冰的體積會______（填“變多”“變少”或“不變”）；
（4）某天氣溫0℃，小明把一小塊-5℃的冰投入一大杯0℃的水中，冰的體積將______（填“變多”“變少”或“不變”）。
【答案】（1）10 -2 （2）快（3）變多（4）變多
【解析】（1）鹽水是液態(tài)晶體，晶體凝固過程中，繼續(xù)放熱，溫度不變，由圖甲可知，第是鹽水正在凝固的過程，所以鹽水凝固過程用了；鹽水凝固時的溫度為，所以鹽水的凝固點是。
（2）由圖甲可知，凝固前降低了，每分鐘降低了，凝固后降低了，每分鐘降低了，所以該物質(zhì)凝固前降溫比凝固后降溫快。
（3）冰水混合物的溫度是，而正在熔化的鹽冰水混合物是；冰水混合物會向正在熔化的鹽冰水混合物放熱，冰水混合物中的水會達到凝固點而且會繼續(xù)放熱，水會繼續(xù)凝固，則冰水混合物中的冰會變多。
（4）一塊的冰塊放入的水杯中，冰和水存在溫度差，發(fā)生熱傳遞，冰吸收熱量，升高溫度但還沒有達到熔點，不能熔化；水放出熱量，凝固成冰，所以冰變多，水變少。
6. 在“探究固體熔化時溫度變化規(guī)律”的實驗中。
(1)按圖甲所示的實驗裝置組裝器材，最后應(yīng)調(diào)整______（填“酒精燈”或“溫度計”）的位置；
(2)加熱一段時間后，發(fā)現(xiàn)試管中不斷有液態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)，同時溫度計示數(shù)保持不變，從而確定該物質(zhì)是______（填“晶體”或“非晶體”）；
(3)該物質(zhì)全部熔化后繼續(xù)加熱，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出熔化后溫度計示數(shù)隨時間變化的圖象，如圖乙所示，若實驗在標準大氣壓下進行，分析圖象可知，試管中的物質(zhì)______（填“能”或“不能”）沸騰；
(4)另一小組在利用相同的器材進行這一實驗時，觀察到該物質(zhì)熔化時溫度計示數(shù)緩慢上升，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是______（填序號）。
①燒杯中的水過多
②對試管內(nèi)物質(zhì)不斷攪拌
③溫度計的玻璃泡碰到了試管壁
【答案】 (1)溫度計 (2)晶體 (3)不能 (4)①
【解析】(1)安裝時，從下往上調(diào)節(jié)，最后應(yīng)調(diào)整溫度計的位置，溫度計的玻璃泡全部浸入被測物質(zhì)中。
(2)不斷加熱，試管中不斷有液態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)，同時溫度計示數(shù)保持不變，說明物質(zhì)熔化過程中溫度不變，屬于晶體。
(3)由圖可知，在標準大氣壓下將得到圖象中的BC段，這段時間內(nèi)試管中的物質(zhì)能達到沸點，但由于試管內(nèi)外溫度相同，不能繼續(xù)吸熱，故不能沸騰。
(4)①燒杯中的水過多，溫度上升比較緩慢，符合題意；
②對試管內(nèi)物質(zhì)不斷攪拌，物質(zhì)熔化較快，溫度上升較快，不符合題意；
③溫度計的玻璃泡碰到了試管壁，試管壁溫度比較高，溫度計示數(shù)上升快，不符合題意。
7. （2023江蘇泰州）小明利用如圖甲所示的實驗裝置來探究冰的熔化特點。

（1）將裝有適量碎冰的試管置于燒杯內(nèi)的溫水中，這樣做不僅可以使碎冰______，而且便于記錄各時刻的溫度并觀察冰的______；
（2）實驗中某時刻溫度計示數(shù)如圖乙所示，碎冰此時的溫度為______℃；
（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出冰熔化過程的“溫度一時間”圖像（如圖丙），由圖像可知，冰屬于______（晶體／非晶體）；
（4）小明分析圖像還發(fā)現(xiàn)：0至?xí)r段內(nèi)的溫度變化比時刻后的溫度變化快，其主要原因是______。
【答案】（1）受熱均勻狀態(tài) （2） -3 （3）晶體（4）水的比熱容比冰大
【解析】（1）將裝有適量碎冰試管置于燒杯內(nèi)的溫水中，可以使碎冰受熱均勻，碎冰熔化比較緩慢，便于記錄各時刻的溫度并觀察冰的狀態(tài)。
（2）如圖乙，溫度計的分度值是1℃，液面在0刻度以下第3格，所以讀數(shù)為-3℃。
（3）由圖丙可知，冰在熔化的過程中，吸收熱量，溫度保持0℃不變，有固定的熔點，故冰為晶體。
（4）取0至t1時段與t2時刻后一段相等時間觀察，則吸熱相等，物質(zhì)由固態(tài)冰變?yōu)橐簯B(tài)水的過程中質(zhì)量保持不變，水的比熱容比冰大，根據(jù)可知，升高的溫度不同，水升溫比冰要慢。
8. （2023遼寧錦州）小明同學(xué)取a、b兩種粉末各50g，利用如圖甲所示的實驗裝置“探究固體熔化時溫度的變化規(guī)律”:

（1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的溫度一時間圖像，由圖像可以判斷_____物質(zhì)是晶體，第6min時a物質(zhì)為_____態(tài)，a物質(zhì)第9min時的內(nèi)能____（選填“大于”、“小于”或“等于”）第3min時的內(nèi)能；
（2）某時刻，溫度計的示數(shù)如圖所示，為_____℃；若a物質(zhì)在固態(tài)時的比熱容為1.0×103J/（kg·℃），則該物質(zhì)熔化后，液態(tài)時的比熱容為_____J/（kg·℃）。
【答案】（1） a 固液共存大于（2）35 1.5×103
【解析】（1）晶體有固定的熔點和凝固點，非晶體沒有固定的熔點和凝固點，由乙圖可知，a物質(zhì)在熔化過程中吸熱，但溫度保持不變，有固定的熔點，屬于晶體；晶體熔化要經(jīng)過三個狀態(tài)，分別是固態(tài)、固液共存態(tài)、液態(tài)，由乙圖可知，第6min時a物質(zhì)是正在熔化的過程，吸熱，但溫度保持不變，為固液共存態(tài)；晶體在熔化過程中不斷吸熱，內(nèi)能不斷增大，故a物質(zhì)第9min時的內(nèi)能大于第3min時的內(nèi)能。
（2）溫度計的示數(shù)如圖甲所示，該溫度計分度值為1℃，故此時的溫度為35℃；該晶由體固態(tài)到開始熔化用時3min，溫度上升30℃，全部變?yōu)橐后w后用時3min，溫度上升20℃，用同樣的加熱器加熱，吸收的熱量相同，物質(zhì)的質(zhì)量不變，于是有
公式變形得
9. （2023遼寧撫順）小明在家中發(fā)現(xiàn)了爸爸防止血糖過低而食用的葡萄糖粉，想知道它是晶體還是非晶體。于是將葡萄糖粉末帶到學(xué)校的實驗室，組裝如圖所示裝置進行驗證。

（1）器材組裝過程中，a、b、c三個裝置正確安裝順序依次為___________。實驗過程中使用攪拌棒攪拌的目的是___________。
（2）實驗過程中某時刻溫度計的示數(shù)如圖所示，其顯示溫度為______℃。
（3）上表是小明實驗記錄的部分數(shù)據(jù)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知葡萄糖粉______（填“是”或“不是”）晶體。在第5min時，試管中物質(zhì)處于_______狀態(tài)。
（4）從第7min到第8min，試管中物質(zhì)分子熱運動劇烈程度_______（填“加劇”“不變”或“減弱”）。
【答案】（1）cba 使葡萄糖粉（試管內(nèi)物質(zhì)）受熱均勻（2） 58 （3）是固液共存（4）加劇
【解析】（1）實驗儀器的安裝順序為自下而上，依次為cba。
使用玻璃棒攪拌的目的是使試管中的物質(zhì)受熱均勻。
（2）由圖可知，分度值為1℃，故讀數(shù)為58℃。
（3）由表可知，熔化過程中有一段時間溫度不變，說明該固體有固定的熔點，所以是晶體。
由表可知，第5min時，溫度保持不變，處于熔化過程中，所以是固液共存態(tài)。
（4）從第7min到第8min，溫度升高，分子熱運動越劇烈。
10. （2023蘇州）圖甲中，試管裝有適量碎冰，用酒精燈對燒杯中足量的水進行加熱，用溫度計測量不同時刻冰的溫度值，冰的溫度隨時間變化的圖像如圖乙。
（1）甲圖中溫度計示數(shù)為______℃；

（2）根據(jù)圖乙可知冰屬于______（選填“晶體”、“非晶體”）；
（3）de階段試管中水______（選填“正在”、“沒有”）沸騰。
【答案】（1）-4 （2）晶體（3）沒有
【解析】（1）由圖可知，溫度計分度值為1℃，液面在0刻度線下面第四格處，所以示數(shù)為-4℃。
（2）由圖乙可知，冰在熔化過程中，吸熱溫度不變，即冰有固定的熔點，屬于晶體。
（3）液體沸騰的條件是：溫度達到沸點且能繼續(xù)吸熱。de階段試管中水溫度達到了沸點，但由于溫度和燒杯內(nèi)水的溫度相同，無法從燒杯內(nèi)水中吸熱，故沒有沸騰。
時間/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
溫度/℃
57
66
75
84
84
84
84
89
94
99

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