专题04 温度和物态变化（解析版）

主题一 声光热 专题04 温度和物态变化 考点内容 课标要求 命题预测 温度及温度计 了解液体温度计 的工作原理。会用常 见温度计测量温度。 主要考查温度的估测及温度计的使用。题型主要是选 择题和填空题，有时也会出现在热学实验中。主要命题点 有：温度的估测、普通液体温度计和体温计的使用和读数 等。 物态变化 经历物态变化的 实验探究过程，知道 物质的熔点、凝固 点 和沸点，了解物态变 化过程中的吸热和放 热现象。能运用物态 变化 知识说明自然界 和生活中的有关现 象。 物态变化是热现象部分的重要考点，也是考查热点， 命题较为集中。主要考查六种物态变化及温度与时间的关 系等。常见考题类型是选择题、填空题，实验探究题、有 时也会出现在综合题中。命题点有：六种物态变化的辨 析，吸、放热情况的辨析，熔化、凝固、沸腾时温度与时 间的关系，熔化、凝固、沸腾的特点和图像分析，影响蒸 发的因素，液化的方式，自然界水循环过程等。 1．（新情境）（2023·山西）西周晋侯鸟尊是中国青铜器中罕见的珍品，是山西博物院的“镇院之 宝”（如图所示）。制作鸟尊等青铜器时，先用泥土制成“内范”，在其外部涂适当厚度的蜡，将蜡雕刻 成所需形状，称之为“模”，然后在“模”的外面用泥土制成“外范”。通过加热使蜡液流出形成空腔 （模具），在空腔中倒入青铜液，待青铜液冷却后，打碎“外范”和“内范”，就得到与“模”一样的青 铜器。下列分析正确的是（ ） ．将蜡加热到液态是熔化过程，会放出热量 B．青铜液冷却到固态是凝固过程，会放出热量 ．青铜液冷却到固态是凝华过程，需吸收热量 D．青铜和蜡熔化过程中，温度均保持不变 【答】B 【解析】．蜡从固态到液态是熔化过程，此过程吸热，故错误； B．青铜液体变成固体的过程是凝固，此过程放热，故B 正确，错误； D．青铜是晶体，熔化过程温度保持不变，蜡是非晶体，熔化过程温度升高，故D 错误。 故选B。 2．（跨学科）（2023·大连）《诗经•国风》中“蒹葭苍苍，白露为霜”的诗句流传甚广。形成 “露”的物态变化是（ ） ．液化 B．汽化 ．熔化 D．升华 【答】 【解析】生活中“云”、“雨”、“雾”、“露”等现象的形成原因都是空气中的水蒸气遇冷放热液 化成小水珠的过程，故诗句“蒹葭苍苍，白露为霜”中“露”是水蒸气遇冷液化而成的，故符合题意，故 BD 不符合题意。 故选。 3．（新考法）（2023·大连）某科技小组为了比较“泡沫塑料和棉花的保温性能”，用大烧杯、小 烧杯、温度计、计时器、热水等器材进行实验。把小烧杯放进大烧杯中，在两个烧杯之间塞满保温材料， 将热水倒入小烧杯中，盖好插有温度计的盖子。实验装置如图所示： （1）实验中，要控制两个小烧杯中热水的 和初温相同； （2）根据实验数据，在方格纸上画出了图甲装置中的热水温度与时间的图像，并描出了乙装置中的 热水温度与时间的坐标点； ①请在方格纸上，将乙装置中的热水温度与时间的图像补充完整 ； ②根据图像可知，保温性能好的材料是 。理由是： ； （3）分析图象，你还有什么新的发现？（写出一条即可） 【答】 质量 泡沫塑料 见解析 见解析 【解析】（1）[1]在实验中，为了使实验结论准确、可靠，需要控制水的初温和质量相同。 （2）②[3][4]由图像可知，在相同时间内，装置甲中的热水温度比装置乙中的降低慢，因此泡沫塑 料保温效果好。 （3）[5]由图像可知，当温度降到20℃时，温度不再变化，所以室温为20℃。 ►考向一 温度及温度计 1．（2023·宁夏）下列物理量的估测值与实际相符的是（ ） ．宁夏冬季的平均气温约为20℃ B．室的高度一般约为3m ．眼保健操的时长约为15 分钟 D．某中学生百米赛跑的速度约为20m/s 【答】B 【解析】．宁夏在我国北方，冬季最高温度不到20℃，故平均气温不可能为20°，故不符合题意； B．室的长度一般约为9m，宽度大约7m，高度一般约为3m，故B 符合题意； ．眼保健操的时长约为5 分钟，故不符合题意； D．某中学生百米赛跑的速度约为5m/s，故D 不符合题意。 故选B。 2．（2023·常德）如图所示，温度计的示数为 ℃。 【答】37 【解析】温度计的分度值为1℃，液柱位于30℃刻度线以上第7 个小格处，则其示数为37℃。 3（2023·北京）小强在小瓶里装满带颜色的水，在橡皮塞上插进一根细玻璃管，使橡皮塞塞住瓶口， 这就做了一个简易温度计，如图甲所示。小强将简易温度计分别放入温度不同的水中，观察到细管中液面 的位置如图乙、丙所示，则图 所反映的是放入温度较低的水中的情况。 【答】丙 【解析】小强自制的简易温度计是利用小瓶内水的热胀冷缩的规律工作的。当将此温度计放入温度较 低的水中时，小瓶中的水因受冷而收缩，细管中的水柱下降，则细管中的液面比甲低，故图丙是放入温度 较低的水中的情况。 解题技巧： 1 温度表示物体的冷热程度 2 液体温度计是用液体的热胀冷缩的性质制成的 3 温度计的使用方法 使用前：(1)观察量程；(2)认清分度值。 使用时“三要三不能”：(1)玻璃泡要全部浸入液体中，不能接触到容器底或容器壁；(2)要待示数 稳定后再读数，不能在示数变化过程中读数；(3)读数时，玻璃泡要留在液体中，视线与液柱上表面相 平，不能随意读数。 ►考向二 物态变化 4．（2023·兴安盟）下列物态变化中属于凝华现象的是（ ） ． 冰雪消融 B． 露珠晶莹 ． 白雾弥漫 D． 霜满枝头 【答】D 【解析】．冰雪消融，固态的雪变成液态的水，是熔化现象，故不符合题意； B．露的形成，是空气中的水蒸气遇冷形成的小水珠，是液化现象，故B 不符合题意； ．白雾，是空气中的水蒸气遇冷形成的，是液化现象，故不符合题意； D．霜满枝头，是空气中的水蒸气遇冷变成固态的白色冰晶，属于凝华现象，故D 符合题意。 故选D。 5．（2023·西藏）自然界中的物质通常有三种状态，在一定条件下它们之间可以相互转化，转化情 况如图所示。根据图中知识，下列描述正确的是（ ） ．霜的形成是熔化现象 B．露的形成是液化现象 ．雪的形成是汽化现象 D．雾的形成是凝华现象 【答】B 【解析】．霜是固态的小冰晶，是由空气中的水蒸气遇冷直接凝华形成的，故错误； B．露是液态的小水滴集合而成的，是由空气中的水蒸气遇冷液化形成的，故B 正确； ．雪是固态的小冰晶，是由空气中的水蒸气遇冷直接凝华形成的，故错误； D．雾是液态的小水滴，是由空气中的水蒸气遇冷液化形成的，故D 错误。 故选B。 6．（2023·巴中）下列有关物态变化说法正确的是（ ） ．春天冰雪消融，是凝固现象 B．夏天在地面上洒水能有效降温，是因为水蒸发吸热 ．秋天小草上露珠的形成，是汽化现象 D．冬天北方的屋檐上有时会形成冰柱，是凝华现象 【答】B 【解析】．春天冰雪消融，冰遇热熔化成水，由固态变成液态，是熔化现象，故错误； B．夏天在地面上洒水，地面上的水蒸发成水蒸气，蒸发的过程中会吸热，能够降低一些温度，故B 正确； ．秋天小草上露珠是空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴形成的，是液化现象，故错误； D．冬天北方的屋檐上的冰柱，是屋檐上的水在流下来的过程中遇冷凝固形成的，是凝固现象，故D 错误。 故选B。 7．（多选）（2023·十堰）地球表面70%以上是海洋，但可供人类直接利用的淡水资源不足全部水 资源的万分之一，提高节水意识是公民的义务和责任。如图是水循环示意图，下列说法正确的是（ ） ．地表水吸热，汽化成水蒸气 B．水蒸气与冷空气接触，液化成小水滴 ．小水滴遇到更冷的气流，凝华成小冰晶 D．小冰晶降落过程中，液化成雨水 【答】B 【解析】．地表水吸热，由液态变为气态，发生了汽化，变成成水蒸气，故正确； B．水蒸气与冷空气接触，遇冷液化，由气态变为液态，发生液化现象，变成水滴，故B 正确； ．小水滴遇到更冷的气流，由液态变为固态，凝固成小冰晶，故错误； D．小冰晶在降落过程中，由固态变为液态，熔化成雨水，故D 错误。 故选B。 8．（2023·仙桃）如图是市面上出售的一种红食品——“炒酸奶”。将 的液态氮和酸奶倒入 容器中，液态氮迅速汽化 （选填“吸收”或“放出”）大量热量，使酸奶瞬间 （填物态变 化名称）成块。 【答】 吸收 凝固 【解析】[1][2]将 的液态氮和酸奶倒入容器中，液态氮迅速汽化，同时吸收大量的热量，使环 境温度急剧降低，酸奶瞬间由液体凝固成块。 9．（2023·淄博）如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图象，由图象可以判断该物质是 （选填“晶体”或“非晶体”），在第6m 时该物质处于 状态。 【答】 晶体 固液共存 【解析】[1]从图象可以看出，此物质在熔化过程中保持50℃不变，所以此物质是晶体。 [2]该物质从4m 是开始熔化，到8m 时熔化结束，则该物质的熔化过程用了4m，第6m 物质处于固 液共存。 10．（2023·荆州）用如图甲所示的装置探究某物质的熔化规律。 （1）组装器材时，应先固定 （选填“”、“B”或“”）； （2）下列措施不能使物质受热均匀的是 ； ．加热过程中不断搅拌 B．通过水给试管加热 ．温度计的玻璃泡完全浸没在物质中 （3）加热到某一时刻温度计示数如图乙所示，其温度为 ℃； （4）根据实验数据绘出该物质的温度—时间图像如图丙所示，该物质是 （选填“晶体”或“非 晶体”）； （5）另一小组同学用相同物质进行实验，绘制出的温度—时间图像中没有出现明显的水平段，原因 可能是 。（写出一种即可） 【答】 38 晶体 物质受热不均匀，导致温度测量不准确 【解析】（1）[1]实验中为了让酒精灯用外焰加热，温度计的玻璃泡浸没在被测液体中，且温度计的 玻璃泡不能碰到容器底或容器壁，所以组装器材时，要从下到上组装，则应先固定。 （2）[2]．加热过程中不断搅拌，可以使被加热液体受热均匀，故不符合题意； B．通过水给试管加热，采用水浴加热，可以使试管受热均匀，故B 不符合题意； ．温度计的玻璃泡完全浸没在物质中，使得测量的温度准确，不能使物质受热均匀，故符合题意。 故选。 （3）[3]由图乙得，温度计的分度值为1℃，其温度为38℃。 （4）[4]由图丙可知，B 段物质吸收热量，温度保持不变，即该物质有固定的熔化温度，即该物质由 固定的熔点，故该物质是晶体。 （5）[5]另一小组同学用相同物质进行实验，该物质是晶体，熔化过程中，温度保持不变，而实验时 绘制出的温度—时间图像中没有出现明显的水平段，原因可能是物质受热不均匀，导致温度测量不准确。 11．（2023·甘孜）小杨同学在做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”的实验时，用到的器材有 铁架台、试管、温度计、秒表、石棉等，如图甲所示。 （1）在安装实验器材时，应按照 （选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序进行； （2）实验中某时刻温度计的示数如图乙所示，其示数为 ℃； （3）根据实验中记录的数据，描绘出温度与时间的变化图像（如图丙所示），则水在沸腾的过程中 不断吸热，温度 （选填“升高”“降低”或“不变”）； （4）实验数据表明：实验所在地的大气压 （选填“小于”或“大于”）1 个标准大气压。 【答】 自下而上 93 不变 小于 【解析】（1）[1]实验时应用酒精灯的外焰加热，因此应先根据外焰的高度安装下面的铁夹，再根据 试管的高度固定中间的铁夹，最后根据温度计的位置固定最上面的铁夹，因此安装实验器材，应按照自下 而上的顺序进行。 （2）[2]如图乙，温度计的分度值是1℃，液柱在零上，所以温度计示数是93℃ （3）如图所示可知，35m 之后图线为水平线，温度不再变化，说明水已经沸腾，水沸腾过程中，继 续吸收热量但温度保持不变。 （4）[4]标准大气压下水的沸点为100℃，气压越低，水的沸点越低；实验数据可知，水的沸点为 97℃，实验所在地的大气压小于标准大气压。 解题技巧： 1 判断物态变化的方法 判断物态变化的关键是先看清过程中物质的始、末状态，然后再根据各物态变化的定义来判断辨别 物态变化，要求能够根据现象指出属于何种物态变化，并能指出哪些变化过程吸热，哪些变化过程放 热。吸热的物态变化过程有熔化、汽化、升华放热的物态变化过程有凝固、放化、凝华。 2 影响液体蒸发快慢的因素有液体的温度、液体的表面积和液体上方空气的流动速度，还有液体种 类。 3 气体液化的两个方式：降低温度、压缩体积。 4 三个条件 (1)晶体熔化的条件：达到熔点，继续吸热。 (2)晶体凝固的条件：达到凝固点，继续放热。 (3)液体沸腾的条件：达到沸点，继续吸热。 5 图像 （1）熔化图象：晶体熔化的图象中先有一段温度随时间上升的线段，温度达到熔点后再有一段平 行于时间轴的线段，熔化完毕后是一段温度随时间上升的线段；非晶体熔化的图象始终是温度随时间上 升的曲线，没有与时间轴平行的线段。 （2）凝固图象：晶体的凝固图象中先有一段温度随时间下降的线段，温度达到凝固点后再有一段 平行于时间轴的线段，凝固完毕后是一段温度随时间下降的线段；非晶体凝固的图象始终是温度随时间 下降的曲线，没有与时间轴平行的线段。 （3）沸腾图像：升温，然后温度不变化 1．（2023·哈尔滨）关于“水沸腾规律”实验，下列描述不正确的是（ ） ．水沸腾时，大量气泡在水中生成，上升、变小 B．水沸腾时吸热且温度不变 ．水的沸点可能低于100℃ D．提高水的初温，可缩短实验时间 【答】 【解析】．水沸腾时，大量气泡在水中生成，上升变大，直到水面破裂，故不正确，符合题意； B．水沸腾时吸热且温度不变，故B 正确，不符合题意； ．水的沸点可能低于100℃，故正确，不符合题意； D．提高水的初温，可缩短实验时间，故D 正确，不符合题意。 故选。 2．（2023·呼和浩特）水是万物之源，亦是生命之源。斗转星移，岁月更迭，水的形态会发生变化。 关于自然界水的物态变化及吸放热，下列说法正确的是（ ） ．寒冬，堆好的雪人，过了几天发现变小了，是因为雪吸热后熔化 B．洗热水澡后，卫生间玻璃变得模糊，是因为水吸热后汽化 ．游泳上岸后，身上感觉冷是因为水吸热后升华 D．滴水成冰，是因为水放热后凝固 【答】D 【解析】．雪人没有熔化却变小了，是因为雪直接升华为水蒸气，升华吸热，故错误； B．洗热水澡后，卫生间玻璃变得模糊，是因为水蒸气遇冷液化形成的小水珠，液化放热，故B 错误； ．游泳上岸后，身上感觉冷是因为水吸热后变成水蒸气，属于汽化现象，故错误； D．滴水成冰，是因为水放热后由液态变成固态，属于凝固现象，故D 正确。 故选D。 3．（2023·南通）下列日常生活中的做法与物理知识对应正确的是（ ） ．洒水降温—熔化吸热 B．冰袋冷敷—升华吸热 ．蒸汽熨烫—液化放热 D．干冰保鲜—凝华放热 【答】 【解析】．洒水降温是利用蒸发吸热，故不符合题意； B．冰袋冷敷是利用熔化吸热，故B 不符合题意； ．蒸汽熨烫是利用水蒸气液化放热熨烫使衣物平整，故符合题意； D．干冰保鲜是利用升华吸热，故D 不符合题意。 故选。 4．（2023·菏泽）下面列举的现象发生的过程中，需要吸收热量的是（ ） ．夏日清晨草叶上出现了露珠 B．冰柜内壁表面结霜 ．铸造铜器时铜材料被熔化成液体 D．冬天屋檐下形成冰锥 【答】 【解析】．夏日清晨草叶上出现了露珠，是水蒸气液化形成的，液化放热，故不符合题意； B．冰柜内壁表面结霜，是水蒸气凝华形成的小冰晶，凝华放热，故B 不符合题意； ．铸造铜器时铜材料被熔化成液体，熔化吸热，故符合题意； D．冬天屋檐下形成冰锥，是水凝固形成的，凝固放热，故D 不符合题意。 故选。 5．（2023·德阳）如图所示，关于生活中的物态变化，下列说法正确的是（ ） ．甲图中烧开水的时候，壶口的“白气”是水汽化吸热形成的水蒸气 B．乙图中用冰箱制作冰棒，发生了凝固放热的现象 ．丙图中初春，湖面上冰化成水是冰升华放热 D．丁图中深秋，枫叶上形成霜是水固化放热 【答】B 【解析】．壶口的白气是水蒸气遇冷液化形成的小水珠漂浮在空气中形成的，故错误； B．制作冰棒时水由液态变为固态，属于凝固过程，会放出热量，故B 正确； ．冰化成水是由固态变为液态，属于熔化过程，需要吸收热量，故错误； D．霜是空气中的水蒸气遇冷直接由气态变为固态形成的，属于凝华过程，会放出热量，故D 错误。 故选B。 6．（2023·北京）将某种金属制成的勺放入15℃的水中，金属勺没有熔化；将该金属勺放入45℃ 的水中，发现金属勺逐渐熔化。该金属的熔点可能是（ ） ．10℃ B．30℃ ．50℃ D．60℃ 【答】B 【解析】金属属于晶体，其温度达到熔点并且继续吸热时，金属就会熔化。根据题目表述此金属的熔 点在15℃到45℃之间，故B 符合题意，D 不符合题意。 故选B。 7．（2023·贵州）“走遍大地神州，醉美多彩贵州。”梵净山主峰时而薄雾缭绕，时而雾散峰青。 此现象主要包含下列哪两种物态变化（ ） ．熔化和凝华 B．液化和汽化 ．汽化和熔化 D．凝固和升华 【答】B 【解析】薄雾是空气中的水蒸气液化形成的小水珠；雾散是因为小水珠汽化成了水蒸气。 故选B。 8．（2023·抚顺）某校传统文化节上，语文老师所出对联的上联是：“雨雾霜雪露，迎阳则消”， 物理老师接的下联是：“金银铜铁锡，遇火则熔”。关于其中的知识，下列说法正确的是（ ） ．霜的消失是汽化现象 B．露的形成是液化现象 ．雾形成过程需要吸热 D．铜熔化过程需要放热 【答】B 【解析】．霜的消失是由固态变成气态，是升华现象，故错误； B．露是由空气中的水蒸气遇冷液化形成的，是液化现象，故B 正确； ．雾由空气中的水蒸气遇冷液化形成的，是液化现象，液化放热，故错误； D．铜熔化过程需要吸热，故D 错误。 故选B。 9．（2023·临沂）沂蒙山区地处中纬度区、属温带季风区大陆性气候，气温适宜，四季分明，物态 变化万千。下列物态变化，需要吸收热量的是（ ） ． 冰雪消融 B． 雾绕山峦 ． 霜满枝头 D． 滴水成冰 【答】 【解析】．冰雪消融，物质由固态变为液态，是熔化现象，需要吸收热量，故符合题意； B．雾绕山峦，雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠，是液化现象，需要放出热量，故B 不符 合题意； ．霜满枝头，霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶，凝华需要放出热量，故不符合题意； D．滴水成冰，物质由液态变为固态，是凝固