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C
C
$-2°\mathrm{C}$


固液共存
盐水冰
晶体
纯水冰
盐水冰
解:盐水冰 
盐水冰熔化时温度保持不变,可使保温瓶内温度长时间保持在​$ 0℃$​以下。
解:两杯质量相同、浓度不同的盐水放在冰箱冷冻室内制得温度相同的盐水冰,在相同加热条件下,观察它们的温度变化及状态。
解:
①准备三个相同的可密封水杯,向其中加入质量相同、初始温度相同的热水并密封;
②取三个相同的茶叶盒,分别用纸、棉花、泡沫塑料塞满茶叶盒内部空间,将三个水杯分别放入三个茶叶盒中,制成三个“保温杯”;
③每隔相同的时间(如10分钟),用温度计测量并记录每个水杯内水的温度;
④对比相同时间内三个水杯中水的温度变化,温度下降越慢,说明对应的材料保温性能越好。
【分析】
要解决这道题,我们需要先明确晶体熔化的核心特点:晶体有固定的熔点,熔化过程中温度保持不变。首先观察表格中的温度数据,针对每个问题逐一分析:
1. 对于熔点的判断:找到温度保持不变的数值,就是晶体的熔点,对比纯水冰和盐水冰的熔点,就能得出谁的熔化温度更低;
2. 判断物质状态:温度低于熔点时为固态,温度等于熔点且处于熔化过程中时为固液共存态;
3. 判断谁先熔化:看哪种冰先达到熔点并开始保持温度不变;
4. 判断是否为晶体:有固定熔点的就是晶体;
5. 选择保温用的冰:要满足保温瓶内温度在0℃以下,需要选择熔化温度低于0℃且能保持该温度的冰;
6. 设计探究实验:探究盐水冰熔点与浓度的关系,需用控制变量法,控制其他条件相同,只改变盐水浓度,观察熔点变化。
【解析】
(1) ① 从表格数据可知,盐水冰在加热到8min后,温度保持-2℃不再变化,根据晶体熔化时温度不变的特点,可知盐水冰的熔点是$\boldsymbol{-2℃}$;纯水冰的熔点是0℃,因此与纯水冰相比,盐水冰能在更低的温度下熔化。
② 加热到10min时,纯水冰的温度为-0.4℃,低于其熔点0℃,还未开始熔化,因此纯水冰是固态;盐水冰在8min后温度保持-2℃不变,处于熔化过程中,因此盐水冰处于固液共存态;对比两者的熔化时间,盐水冰在8min就开始熔化,而纯水冰在12min才达到熔点开始熔化,因此盐水冰先熔化。
③ 盐水冰有固定的熔化温度(熔点),符合晶体的特征,因此盐水冰属于晶体。
④ 观察表格数据,纯水冰在12min时温度达到0℃,而盐水冰的温度始终保持-2℃,因此纯水冰先达到0℃。
(2) 选择盐水冰,原因是:盐水冰熔化时温度保持-2℃不变,能使保温瓶内温度长时间保持在0℃以下,满足保温瓶内温度在0℃以下的要求。
(3) 实验设计:取质量相同、浓度不同的两杯盐水,放入冰箱冷冻室制得温度相同的盐水冰;在相同的加热条件下,分别测量并记录两种盐水冰的温度变化,观察它们的熔点是否存在差异,以此探究盐水冰的熔点与浓度的关系。
【答案】
(1) ① $\boldsymbol{-2℃}$;低
② 固;固液共存;盐水冰
③ 晶体
④ 纯水冰
(2) 盐水冰;盐水冰熔化时温度保持不变,可使保温瓶内温度长时间保持在0℃以下。
(3) 取质量相同、浓度不同的盐水,制成温度相同的盐水冰,在相同加热条件下,测量并记录它们的温度变化,观察熔点是否不同。
【知识点】
晶体熔化特点、熔点判断、控制变量法
【点评】
本题通过实验数据表格,考查了晶体熔化的相关知识,重点考查学生从表格中提取有效信息的能力,同时涉及控制变量法在实验设计中的应用,将理论知识与实验数据结合,加深对晶体熔化规律的理解。
【难度系数】
0.6
【分析】
要探究纸、棉花、泡沫塑料的保温性能,需采用控制变量法来保证实验的科学性,即控制除保温材料外的所有变量相同,比如水杯规格、水的质量和初始温度等,这样才能通过单一变量(保温材料)的改变来探究其对保温效果的影响。具体思考逻辑:首先要准备相同的实验载体和初始条件一致的热水,确保实验起点相同;然后分别用三种材料制作“保温杯”,设置对比组;接着通过定时测量水温来记录热量散失情况;最后根据相同时间内的温度变化判断保温性能,温度下降越慢,保温性能越好。
【解析】
①准备三个相同的可密封水杯,向其中加入质量相同、初始温度相同的热水并密封;
②取三个相同的茶叶盒,分别用纸、棉花、泡沫塑料塞满茶叶盒内部空间,将三个水杯分别放入三个茶叶盒中,制成三个“保温杯”;
③每隔相同的时间(如10分钟),用温度计测量并记录每个水杯内水的温度;
④对比相同时间内三个水杯中水的温度变化,温度下降越慢,说明对应的材料保温性能越好。
【答案】
①准备三个相同的可密封水杯,向其中加入质量相同、初始温度相同的热水并密封;
②取三个相同的茶叶盒,分别用纸、棉花、泡沫塑料塞满茶叶盒内部空间,将三个水杯分别放入三个茶叶盒中,制成三个“保温杯”;
③每隔相同的时间(如10分钟),用温度计测量并记录每个水杯内水的温度;
④对比相同时间内三个水杯中水的温度变化,温度下降越慢,说明对应的材料保温性能越好。
【知识点】
控制变量法、保温性能探究
【点评】
本实验巧妙运用控制变量法排除无关变量的干扰,同时将难以直接测量的保温性能转换为容易观测的水温变化量,实验设计贴合实际、操作简便,能直观有效地对比出不同材料的保温效果,帮助理解保温材料的性能差异。
【难度系数】
0.7