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12.小明学习了物态变化相关知识后猜想:水中加入别的物质后,可能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,小明就观察盐水的状态、测出温度,并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像如图甲所示.
(1)从图像中可以看出盐水从第10 min开始凝固,凝固过程持续了
(2)凝固点为
(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.如图乙所示,试管中的冰水混合物中的冰会
(4)根据以上实验,你认为下列说法正确的是
A.冰的温度一定低于0 ℃
B.物体吸收热量后,温度一定升高
C.任何情况下水的凝固点都是0 ℃
D.冬天下雪后,人们可以通过撒盐的方式使雪尽快熔化
(1)从图像中可以看出盐水从第10 min开始凝固,凝固过程持续了
10
min.(2)凝固点为
-2
℃,实验验证了小明的猜想;盐水在凝固过程中要放热
(选填“吸热”或“放热”).(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.如图乙所示,试管中的冰水混合物中的冰会
变多
(选填“变多”“变少”或“不变”).(4)根据以上实验,你认为下列说法正确的是
D
(填选项字母).A.冰的温度一定低于0 ℃
B.物体吸收热量后,温度一定升高
C.任何情况下水的凝固点都是0 ℃
D.冬天下雪后,人们可以通过撒盐的方式使雪尽快熔化
答案
12.(1)10 (2)-2 放热 (3)变多 (4)D
解析
【分析】
要解答本题，需结合晶体凝固的图像特征、凝固的规律，以及熔点与杂质的关系进行分析：
1. 对于凝固过程的时长，需从凝固图像中找到温度不变的阶段对应的起止时间，计算时间差；
2. 凝固点是晶体凝固时保持不变的温度，晶体凝固过程伴随放热；
3. 通过对比冰水混合物和盐冰水混合物的温度，判断热量传递方向，确定冰的变化；
4. 逐一分析选项，结合物态变化的相关知识判断正误。
【解析】
(1) 观察图甲，盐水从第10 min开始凝固，到第20 min凝固结束，因此凝固过程持续的时间为：$20\ \mathrm{min} - 10\ \mathrm{min} = 10\ \mathrm{min}$。
(2) 晶体凝固时温度保持不变，这个温度即为凝固点，由图像可知盐水凝固时温度为$-2\ \mathrm{℃}$，故凝固点为$-2\ \mathrm{℃}$；凝固过程是放热过程，因此盐水在凝固过程中要放热。
(3) 正在熔化的盐冰水混合物温度为$-2\ \mathrm{℃}$，而试管中冰水混合物的温度为$0\ \mathrm{℃}$，存在温度差，冰水混合物会向盐冰水混合物放热，试管中的水会凝固成冰，因此冰会变多。
(4) 选项分析：
A. 标准大气压下，冰的温度可以为$0\ \mathrm{℃}$，故A错误；
B. 晶体熔化或凝固时，吸收或放出热量但温度不变，故B错误；
C. 水中加入盐后，水的凝固点会降低，并非任何情况下水的凝固点都是$0\ \mathrm{℃}$，故C错误；
D. 撒盐可降低雪的熔点，使雪在低于$0\ \mathrm{℃}$时也能熔化，因此冬天下雪后撒盐能使雪尽快熔化，故D正确。
【答案】
(1)10；(2)-2；放热；(3)变多；(4)D
【知识点】
凝固点、凝固的特点、熔点与杂质的关系
【点评】
本题结合凝固图像考查物态变化的基础知识，需要学生理解晶体凝固的规律，以及熔点受杂质影响的实际应用，题目难度适中，侧重知识的应用。
【难度系数】
0.6
要解答本题，需结合晶体凝固的图像特征、凝固的规律，以及熔点与杂质的关系进行分析：
1. 对于凝固过程的时长，需从凝固图像中找到温度不变的阶段对应的起止时间，计算时间差；
2. 凝固点是晶体凝固时保持不变的温度，晶体凝固过程伴随放热；
3. 通过对比冰水混合物和盐冰水混合物的温度，判断热量传递方向，确定冰的变化；
4. 逐一分析选项，结合物态变化的相关知识判断正误。
【解析】
(1) 观察图甲，盐水从第10 min开始凝固，到第20 min凝固结束，因此凝固过程持续的时间为：$20\ \mathrm{min} - 10\ \mathrm{min} = 10\ \mathrm{min}$。
(2) 晶体凝固时温度保持不变，这个温度即为凝固点，由图像可知盐水凝固时温度为$-2\ \mathrm{℃}$，故凝固点为$-2\ \mathrm{℃}$；凝固过程是放热过程，因此盐水在凝固过程中要放热。
(3) 正在熔化的盐冰水混合物温度为$-2\ \mathrm{℃}$，而试管中冰水混合物的温度为$0\ \mathrm{℃}$，存在温度差，冰水混合物会向盐冰水混合物放热，试管中的水会凝固成冰，因此冰会变多。
(4) 选项分析：
A. 标准大气压下，冰的温度可以为$0\ \mathrm{℃}$，故A错误；
B. 晶体熔化或凝固时，吸收或放出热量但温度不变，故B错误；
C. 水中加入盐后，水的凝固点会降低，并非任何情况下水的凝固点都是$0\ \mathrm{℃}$，故C错误；
D. 撒盐可降低雪的熔点，使雪在低于$0\ \mathrm{℃}$时也能熔化，因此冬天下雪后撒盐能使雪尽快熔化，故D正确。
【答案】
(1)10；(2)-2；放热；(3)变多；(4)D
【知识点】
凝固点、凝固的特点、熔点与杂质的关系
【点评】
本题结合凝固图像考查物态变化的基础知识，需要学生理解晶体凝固的规律，以及熔点受杂质影响的实际应用，题目难度适中，侧重知识的应用。
【难度系数】
0.6
13. 甲、乙两只完全相同的容器内，盛有质量完全相等的水. 其中甲容器内的水温为 $80\ °\mathrm{C}$ 以上，乙容器内的水温在 $10\ °\mathrm{C}$ 左右. 现将两只盛水容器同时放入温度略低于 $0\ °\mathrm{C}$ 的恒温箱内. 关于两只容器内的水完全结成冰所需时间的先后，下列说法中正确的是 （
A.乙比甲先完成结冰
B.甲比乙先完成结冰
C.甲、乙同时完成结冰
D.以上三种情况都有可能
B
）A.乙比甲先完成结冰
B.甲比乙先完成结冰
C.甲、乙同时完成结冰
D.以上三种情况都有可能
答案
13.B 点拨:盛有初温为 80 ℃热水的容器,冷冻的时间相对来说要少得多,看到的现象是表面的冰层总不能连成冰盖,看不到“冰壳”形成的现象,只是沿冰水的界面向液体内生长出针状的冰晶(在初温低于 12 ℃时,看不到这种现象).随着时间的流逝,冰晶由细变粗,这是因为初温高的热水,上层水冷却后密度变大向下流动,形成了液体内部的对流,使水分子围绕着各自的“结晶中心”结成冰.
解析
【分析】
本题考查水凝固过程中的特殊物理现象，解题思路：先明确题目给出的条件（容器完全相同、水的质量相等、环境温度相同，甲为80℃以上的热水，乙为10℃左右的冷水），需结合姆潘巴效应的原理分析：热水内部会形成热对流，加速热量散失，导致结冰时间更短，打破常规认知中“冷水先结冰”的误区。
【解析】
当两个完全相同的容器盛有质量相等的水，放入温度相同的低温环境中时，初温较高的水（甲容器）结冰更快，这一现象为姆潘巴效应。原理如下：初温高的水，上层水冷却后密度变大向下流动，形成液体内部的热对流，使整体热量散失速度加快；而初温低的水对流作用弱，热量散失慢，结冰时间更长。因此甲容器内的水完全结成冰所需时间更短，即甲比乙先完成结冰。
【答案】
B
【知识点】
物态变化（凝固）、热对流
【点评】
本题考查物理中的特殊现象——姆潘巴效应，打破常规认知，需理解水凝固过程中热对流对热量散失的影响，属于拓展性物理知识的应用，对学生的知识拓展要求较高。
【难度系数】
0.3
本题考查水凝固过程中的特殊物理现象，解题思路：先明确题目给出的条件（容器完全相同、水的质量相等、环境温度相同，甲为80℃以上的热水，乙为10℃左右的冷水），需结合姆潘巴效应的原理分析：热水内部会形成热对流，加速热量散失，导致结冰时间更短，打破常规认知中“冷水先结冰”的误区。
【解析】
当两个完全相同的容器盛有质量相等的水，放入温度相同的低温环境中时，初温较高的水（甲容器）结冰更快，这一现象为姆潘巴效应。原理如下：初温高的水，上层水冷却后密度变大向下流动，形成液体内部的热对流，使整体热量散失速度加快；而初温低的水对流作用弱，热量散失慢，结冰时间更长。因此甲容器内的水完全结成冰所需时间更短，即甲比乙先完成结冰。
【答案】
B
【知识点】
物态变化（凝固）、热对流
【点评】
本题考查物理中的特殊现象——姆潘巴效应，打破常规认知，需理解水凝固过程中热对流对热量散失的影响，属于拓展性物理知识的应用，对学生的知识拓展要求较高。
【难度系数】
0.3
