物理第三章 物态变化综合与测试学案设计

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【学习目标】
1.理解温度的概念，了解生活环境中常见的温度值，会用温度计测量温度；
2.了解气态、液态和固态是物质存在的三种形态；
3.知道物质的固态、液态、气态之间的相互转化；
4.正确识别现实生活中的几种物态变化现象；
5.利用物态变化中的吸、放热规律解决问题。
【知识网络】
【要点梳理】
要点一、温度 温度计
1、摄氏温度的规定：在一标准大气压下，把冰水混合物的温度规定为0℃，把1标准大气压下沸水的温度规定为100℃,0℃和100℃之间有100个等份，每个等份代表1摄氏度。
2、使用方法：
（1）温度计与待测物体充分接触但不要碰到容器的底或壁；
（2）待示数稳定后再读数；
（3）读数时，视线要与液面上表面相平，温度计仍与待测物体紧密接触。
要点诠释：
1、温度计是利用液体的热胀冷缩的性质来工作的，必须保证液体不凝固、不汽化。
2、体温计使用时不“甩一甩”，会造成温度“只上升、不下降”、即“低温不准高温准”。
要点二、物态变化
1、六种物态变化示意图：
2、晶体和非晶体：
（1）区别：晶体有固定的熔化（或凝固）温度，非晶体没有固定的熔化（或凝固）温度。
（2）熔化（或凝固）条件：（1）达到熔点（或凝固点）（2）继续吸热（或放热）。
（3）特点：晶体熔化（或凝固）的过程中，吸收（或放出）热量，温度不变。
3、蒸发和沸腾：
（1）相同点：都是汽化现象，都需要吸热。
（2）不同点：蒸发是在任何温度下，在液体表面缓慢进行的汽化现象；沸腾是液体表面和内部同时进行的比较剧烈的汽化现象，需要达到沸点。
（3）影响蒸发快慢的因素：①液体温度高低；②液体表面积大小；③液体表面空气流动的快慢。
（4）液体沸腾的条件：①温度达到沸点；②继续吸热。
要点诠释：
1、液化的两种方法是，降低温度（所有气体都可液化）和压缩体积。液化的好处：体积缩小，便于储存和运输。如：液化石油气。
2、注意三个不变的温度，晶体熔化（或凝固）的过程吸热（或放热），温度不变；液体沸腾的过程吸热温度不变。
3、升华现象：冬天冰冻的衣服干了，灯丝变细，卫生球变小；凝华现象：霜，树挂、窗花的形成过程。
【典型例题】
类型一、温度的测量
1.关于温度计，请你填写以下空格。
（1）温度计是根据液体的 的性质制成的。
（2）如图是体温计和寒暑表的一部分，其中 图是体温计，分度值是 ，甲、乙两温度计的示数分别为 ℃和 ℃。
（3）下表是几种物质的沸点和凝固点。

①南极的最低温度为-88.3℃。应选用 温度计来测量南极气温，因为 ；
②在标准大气压下，沸水的温度为100℃．应选用 温度计来测量沸水温度，因为
。
【答案】（1）热胀冷缩；（2）甲；0.1℃；38.5℃；-5℃；（3）酒精；酒精在-88.3℃时仍处于液态，而水银已经凝固；水银；水银在100℃时仍处于液态，而酒精已经汽化。
【解析】①温度计的原理是根据液体的热胀冷缩的性质制成的。②根据图中温度计的量程和分度值，可以判断出甲是体温计，乙是寒暑表。读数时应注意分度值，以及数据的“零上”与“零下”。③因为南极的最低温度为-88.3℃。所以应该选凝固点低的物质做测温物质，故选酒精温度计。沸水的温度为100℃。所以应该选沸点高的物质做测温物质，故选水银温度计。
【总结升华】题目主要考察了温度计的原理，以及温度计的选择标准的了解和掌握，根据测量需求选择合适的温度计。
举一反三：
【变式】（2015秋•房县期中）水银的凝固点-39℃、酒精的凝固点-117℃，在寒冷的漠河地区应该使
用 温度计测量当地气温（选填“水银”、“酒精”），这种温度计是根据 原理制成的。
【答案】酒精；液体的热胀冷缩
类型二、物态变化的判断
2.（2014秋•淮南期末）下列各种现象，解释正确的是（ ）
A．樟脑丸的消失是熔化现象，这是吸热的过程
B．烧开水，壶嘴冒的白烟是水蒸气，这是汽化现象
C．冬天，教室的玻璃外侧容易出现小水珠，这是液化现象
D．人工降雨，利用了干冰升华要吸热
【答案】D
【解析】A、衣橱中放的樟脑丸逐渐变少，是由固态直接变成了气态，属于升华现象，升华吸热，该选项不正确；B、烧开水，壶嘴冒的白烟是水蒸气是温度较高的水蒸气遇冷凝结成的小水滴，属于液化现象，该选项不正确；C、冬天教室玻璃内侧形成的小水珠，是室内温度较高的水蒸气遇冷凝结成的小水滴，属于液化现象，该选项不正确；D、干冰就是固态的二氧化碳，在常温下可以迅速升华为气态的二氧化碳，升华要吸热，与空气中的水蒸气发生热传递，水蒸气就会放出热量液化成小水滴，这就是人工降雨的原理，该选项正确；故选D。
【总结升华】分析生活中的热现象属于哪种物态变化，关键要看清物态变化前后，物质各处于什么状态；另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
举一反三：
【变式】下列有关物态变化的解释，错误的是（ ）
A．暮春，小草挂上露珠，是液化形成的
B．盛夏，人在电风扇下吹风感到清凉，是蒸发的原因
C．深秋，时有白霜生成，是凝固所致
D．隆冬，冰冻的衣物晾干，为升华现象
【答案】C
类型三、晶体和非晶体
3.如图所示，是甲、乙两种液态物质的凝固图象，从图中可看出其中 物质是晶体，它的凝固点是 ℃，在第8min时，这种晶体处于 状态。
【答案】乙；80；固液共存
【解析】（1）由图可见，乙图象中有一段与时间轴平行的线段，此过程温度保持不变，因此乙物质是晶体；（2）图中线段过程为凝固过程，对应的温度为凝固点，从第5min开始凝固，到第10min结束，持续了5min，此时处于固液共存状态；（3）第8min时，物质处于凝固过程，因此处于固液共存状态。
【总结升华】此题通过图象分析考查了晶体和非晶体在凝固过程中的区别，要知道晶体在熔化（或凝固）过程中吸收（或放出）热量温度保持不变，非晶体在熔化（或凝固）过程中，吸收（或放出）热量温度不断变化。
举一反三：
【变式】图是某物质物态变化时温度随时间变化的图象。由图可知，该图象是 （填“熔化”或“凝固”）时温度变化曲线，该物质的熔点是 ℃。
【答案】凝固；80
类型四、沸腾的条件
4.（2016•句容市一模）星期天，小华在家烧水煮饺子。当水烧开准备下饺子时，妈妈提醒他锅里的水量少了点，于是小华又往锅里迅速加了一大碗水（水量比锅里少），用同样大的火直至将水再次烧开。下面能反映小华整个烧水过程中温度随时间变化的图象是（ ）
水在常温下，吸收热量，温度不断升高，达到一定温度时，不断吸收热量，温度保持不变，这个不变的温度是水此时的沸点；水的沸点跟气压有关，跟初温、质量多少都没有关系。
【答案】A
【解析】水沸腾之后，温度保持不变，当向锅里迅速加了一大碗水后，锅内水的温度降低，然后在加热过程中，水吸热温度上升，达到沸点继续沸腾，在此过程中，水面上的气压不变，所以水的沸点与原来相同，据此分析可知；A图象符合题意，BC图象的沸点与原来不同，不符合题意；D图象中水的温度不可能直接从很低的温度达到沸点，应该有一个升温过程，故D不符合题意。故选A。
【总结升华】本题通过图象考查了液体的沸点跟气压的关系以及液体沸腾时的特点。
举一反三：
【变式】如图所示，甲为盛有水的烧杯，试管乙直插入甲容器的水中（试管未碰底）。甲烧杯受到酒精灯持续加热后，发现乙试管内的液体沸腾起来了，根据下表提供的有关信息，可判断试管乙内的液体一定是： 。
【答案】酒精
类型五、实验探究
5.小明猜想，水中加入别的物质后，一定会对水的凝固点产生影响，为了验证这一猜想，他将一些盐放入水中，并把盐水用容器盛好放入冰箱，研究盐水的凝固过程。每隔一定时间，小明就观察盐水状态、测出温度，并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图象如图所示。
（1）从图象中可以看出盐水从第 分钟开始凝固，凝固过程用了 分钟。
（2）凝固点为 ℃。实验验证了小明的猜想，因为与水相比，凝固点变 了（选填“高”或“低”）。
（3）如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中如图所示，试管中的冰水混合物中的冰会 （选填“变多”、“变少”或“不变”）。
【答案】（1）10；10（2）-2；低（3）变多
【解析】（1）晶体凝固的过程中温度是保持不变的，在图象中与横轴平行的一段是温度保持不变的；
盐水从第10分钟开始凝固，到第20分钟凝固完成，凝固过程用了10分钟；（2）从图象可知，保持不变的温度是-2℃，故该盐水的凝固点是-2℃；水的凝固点是0℃，所以与水相比，盐水的凝固点变低；（3）冰水混合物的温度是0℃，而盐冰水混合物的温度是-2℃；冰水混合物会向盐冰水混合物放热，冰水混合物中的水会达到凝固结冰的条件，冰水混合物中的冰会变多。
【总结升华】题目考查了晶体凝固，晶体凝固的条件，达到凝固点，继续放热；晶体凝固图象。
6.如图1是小明和小华在观察“水的沸腾”实验中的情景，对水加热了较长时间后水才沸腾，他们记录的数据如表所示：

（1）请指出他们在实验操作中错误之处： 。（2）在纠正错误后他们继续实验，观察到水沸腾时的现象如图2中的 （填“甲”或“乙”）图，水沸腾时吸收热量，温度 （填“升高”“不变”或“降低”）。
（3）本次实验中水沸腾时的温度为 。
（4）根据记录在图3中画出水的沸腾图象。
（5）实验中发现，水从开始加热到沸腾的这段时间过长，造成这种现象的原因可能是： 。（给出一种原因即可）
（6）在图4中，甲容器内盛有水，乙容器内盛有下表所列的一种液体。在一个标准大气压下，若对甲容器的底部持续加热，最终发现乙容器内的液体发生沸腾，则乙容器内盛的液体是 。
A、酒精 B、水 C、煤油 D、酒精或水
1标准大气压下几种物质的沸点（℃）
【答案】（1）①读数时视线斜视；②温度计的玻璃泡与容器底部相接触（2）乙；不变（3）99℃（4）（5）水太多（6）A
【解析】（1）在读数时，视线应与液柱的上表面相平，而图中斜视了；温度计的玻璃泡不能碰到容器壁和容器底。而图中温度计的玻璃泡与容器底部相接触。（2）沸腾时，有大量气泡产生，气泡在上升过程中体积增大。所以乙图是沸腾时的现象。水沸腾时要不断吸热，但温度不变。（3）观察表格中的数据可知，当第8分钟时，继续加热水的温度不再升高，说明此时水已沸腾。（4）横轴为时间，纵轴为温度，依次找出对应点并描线。（5）造成水从开始加热到沸腾的时间过长的原因可能是：水的质量太大，水的初温太低，加热时烧杯没有加盖造成了热量的散失等。（6）甲容器中是水，水在标准大气压下的沸点是100℃，液体沸腾后温度不变，所以甲容器中水的温度最高是100℃。根据沸腾的条件：达到沸点；继续吸热。乙容器中的液体要沸腾，沸点必须小于水的沸点，这样浸在水中的乙容器中的液体才能达到沸点并且继续吸热，选项中只有酒精的沸点低于水的沸点。
【总结升华】此题主要考查了温度计的使用。水沸腾时的现象及特点，在“探究水的沸腾实验”中，要学会通过记录数据画出曲线图，并能通过数据或图象准确找出沸点温度，同时知道如何缩短水从开始加热到沸腾的时间，从而使实验进行更顺利。
几种物质的沸点（1个标准大气压）
物质
沸点（℃）
物质
沸点（℃）
水
100
甘油
290
煤油
150
酒精
78
时间/min
…
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
水温/℃
…
92
93
94
95
96
97
98
99
99
99
物 质
沸 点
酒 精
78℃
水
100℃
煤 油
150℃