初中物理熔点和凝固点实验题

小明想从酒精和水的混合液中把酒精分离出来。他想，水的凝固点是0℃，酒精的凝固点是﹣117℃。于是他把混合液放入温度为﹣5℃的冰箱的冷冻室中，经过相当长的时间后，水并没有凝固，酒精没能分离出来。水为什么在0℃以下还没凝固呢？请你就此问题提出合理的猜想：                                                  。

下雪天，小明在放学回家的路上，看到环卫工人向雪中撒盐，引发了他的思考：雪的熔点可能与所含杂质的多少有关。小明知道，同种物质的凝固点和它的熔点相同。于是，他回家拿盐水做了实验，并得到如下实验数据。

盐水浓度	0	4	8	12	16	20	24	26
凝固点	0

（1）请你根据表中的数据，在图中绘制出盐水凝固点随浓度变化的图象。

（2）分析实验数据可获取的信息有： 　　（写出一条即可）。

（3）为了减少因路面积雪造成的交通事故，请你再列举一条具体措施： 　　。

实验是检验理论正确与否的关键。欣丽同学在学习物质熔化和凝固这部分知识的过程中，做了探究“某种物质熔点和凝固点”的实验，得到的实验数据，如图甲和乙所示。

（1）甲图中温度计显示的读数为　         　；

（2）乙图所代表的物态变化过程为　          　（选填“①”或“②”）；

①熔化

②凝固

（3）这种物质的熔点或凝固点约为　           　。

小华在电视节目里看到，在气温低于 $0^{°}\text{C}$的寒冷冬季，为保障交通安全，交警在积雪的路面上撒盐，路面的冰雪就会融化；在没撒盐的道路上，汽车反复碾压也会使积雪熔化，她对上述积雪熔化的原因作出如下猜想：

$A$．加盐可能使冰雪在低于 $0^{°}\text{C}$时熔化

$B$．汽车碾压增大了压强，冰雪就可能在低于 $0^{°}\text{C}$时熔化

$C$．汽车碾压使冰层变薄了，冰雪就可能在低于 $0^{°}\text{C}$时熔化

为验证她的猜想，同学们用冰块模拟冰雪进行了如下探究：

（1）在气温较低时，将冰块放入易拉罐中并加入适量的盐，用筷子搅拌大约半分钟，观察到有些冰块已经熔化，用温度计测量罐中冰水混合物的温度，温度计示数低于 $0^{°}\text{C}$，证明猜想 $A$是　　（选填“正确”或“错误” $)$的；同时观察到罐底出现了白霜，这是发生了　　现象（填物态变化名称）

（2）如图所示，在气温低于 $0^{°}\text{C}$的室外用窄长凳支起甲、乙、丙三块冰块，甲和乙的厚度相等并大于丙的厚度，把完全相同的三根细钢丝分别挂在冰块上，钢丝下分别挂上体积相同的实心铁块和泡沫块，过一段时间后，甲、丙上的钢丝都陷入到冰块中相同的深度，乙上的钢丝未明显陷入冰块。

通过比甲、乙中钢丝陷入冰块的情况可知：甲中钢丝下的冰受到的压强　　（选填“增大”、“减小”或“不变” $)$，使冰发生了熔化，此时冰的熔点　　（选填“高于”、“低于”或“等于” $)0^{°}\text{C}$，说明猜想 $B$是　　（选填“正确”或“错误” $)$的，比较甲和丙则可说明猜想　　是错误的。

（3）探究结束后，他们查阅相关资料，知道了晶体的熔点均受压强的影响，当冰熔化成水时密度　　，体积　　（均选填“增大”、“减小”或“不变” $)$，才会出现（2）中的现象。

小明和小华在综合实践活动中想制作一个医用冷藏盒，不知道给药品降温用冰好，还是用盐水结成的冰好？他们动手测量了盐水的凝固点。

（1）在选择温度计时，有量程分别为“ $-2^{°}\text{C}~{102}^{°}\text{C}$”和“ $-{20}^{°}\text{C}~{102}^{°}\text{C}$”的温度计，应选择量程为　　的温度计，这样选择的原因是　　。

（2）在测量过程中，他们同时发现所测得盐水的凝固点并不相同，于是对比了双方实验过程，发现烧杯中装水都是 $200\mathit{mL}$，小明加了1汤匙的盐，而小华加了3汤匙的盐，由此作出猜想：盐水的凝固点可能与盐水的浓度有关，接着他们进行了多次实验得出了不同浓度盐水的凝固点，数据记录如下表：

盐水浓度 $(\%)$	0	3	6	9	12	15	18	21	24	27	30	36
凝固点 ${(}^{°}\text{C})$	0	$-2$	$-4$	$-6$	$-8$	$-11$	$-15$	$-18$	$-17$	$-1.8$	$-0.4$	0

分析表格中数据可知：当盐水浓度增大时，其凝固点　　。

（3）你认为给冷藏盒中的药品降温最好选用　　。（选填“冰”或“适当浓度的盐水结成的冰” $)$

（4）实验后，他们联想到冬天在冰雪覆盖的路面上撒盐便于除雪，原因是　　。

为救治病人，急需将一种药品送到偏远的山村，这种药品要求在0℃以下存放，常用保温瓶不能满足需要。同学们经过讨论，为保障药品在0℃以下存放，设计了如图所示的冷藏盒。

（1）其中药品应放置于   （A/B）处，另一处空间放置低温物质。
（2）关于保温盒填充材料，你选择                  （铝合金/发泡塑料/砂石）。
（3）关于放置在保温瓶内的低温物质的选择，小明认为只要放普通冰块即可，小华却认为应该放置由盐水凝固而成的冰块（简称“盐冰”）。
你支持   的选择，依据是：①这两种冰，   的熔点更低；②   （题目中的某段文字）。
（4）进一步分析其原理：低温物质在运输途中发生   （填物态变化）而吸收大量的热，从而保证冷藏效果。

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，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像如图所示．

(1)从图像中可以看出盐水从第10分钟开始凝固，凝固过程用了_______分钟．
(2)从图像中得到晶体的液态物质在凝固时的温度将______．(填“变大”“变小”或“不变”)
(3)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“高或低”)
(4)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”)．

积雪对公路行车的危害主要表现在路况的改变。路面积雪经车辆压实后，车轮与路面的摩擦力减小，汽车易左右滑摆。同时，汽车的制动距离也难以控制，一旦车速过快、转弯太急，都可能发生交通事故。专家研究表明，气温不同，积雪的厚薄不同，对汽车的危害也不一样。当积雪厚度在5~15cm，气温在0℃左右时，汽车最容易发生事故。因为在这种条件下，路面上的冰雪常会呈“夜冻昼化”状态。此时，护路工人常在路面上撒大量的盐，以避免“夜冻昼化”现象，即在相同气温条件下，融化了的冰雪不再结冰，从而减少交通事故的发生。
提出问题：在相同气温条件下，为什么水不再结冰了？
猜想与假设：请你用学过的物理知识，针对这一现象产生原因提出一个合理的猜想，并说出你猜想的理由。
猜想：                                                            
理由：                                                            
设计实验方案：针对你的猜想，晓欣设计一个实验方案验证猜想的正确性。
实验方案及主要步骤如下：
取三个杯子，分别盛清水、淡盐水、浓盐水，放入冰箱里，每隔5分钟用温度计测一次温度，并观察是否有结冰现象，若结冰，结冰的顺序是否是清水、淡盐水、浓盐水。                                                                 
进行实验、记录数据：（略）
分析与交流：嘉嘉对晓欣的实验方案提出了自己的看法，觉得需要改进，你觉得哪里需要改进：                                                                  。
得出结论：（略）

随着时代的发展和社会的进步，小轿车已经逐步进入普通百姓的家庭。去年寒假，小明家新买了一辆国产小轿车，当天天气晴朗，爸爸带他一起去试车，小明拿着汽车使用说明书想要了解汽车的功能。

（1）说明书上提到该汽车上的导航系统采用的是令国人骄傲的北斗导航系统，该系统通过　       　（选填“超声波”或“电磁波”）实现卫星和汽车之间的信号传输。

（2）汽车启动后，爸爸不小心碰到了方向盘旁边的一个手柄，导致玻璃水喷到前挡风玻璃的外侧，雨刮器自动工作，刮去了玻璃水。小明想，这么冷的天，玻璃水为什么不会凝固呢？应该是这款玻璃水的凝固点比普通水的凝固点　        　（选填“高”或“低”）的缘故。

（3）爸爸刚把车开出不久，车窗上出现了“哈气”，雨刮器　       　（选填“能”或“不能”）将“哈气”快速刮去。

（4）车内空调既能调节温度，又能调节风速，还能调节出风口的吹风方向。小明结合所学知识判断，如果要快速提高车内整体温度，除了调节好温度和风速之外，出风口最好是向　        　（选填“上”或“下”）吹暖风。

（5）说明书上提到了“驾驶员疲劳提示”的功能，小明经仔细阅读说明书得知，在高速公路上行驶时，汽车会智能地分析出司机的疲劳程度。如果发现司机打瞌睡，车内会立即响起警报声警示司机。如果司机连续驾驶达到 $2h$，仪表盘上会亮起一盏提示灯，提示司机休息。

①小明回家后，根据说明书对这个功能的介绍，设计了一个“驾驶员疲劳提示”的模拟电路，如图所示。当司机打瞌睡时，相当于只有开关 $S_1$闭合，铁片被电磁铁 $A$吸引向左偏，电铃响起（相当于警报声响起）：当司机连续驾驶达到 $2h$时，相当于只有开关 $S_2$闭合，铁片被电磁铁 $B$吸引向右偏，灯泡亮起（相当于提示灯亮起）。图中虚线框内电源的一端已经与铁片相连，还有一根导线没有画出，请你用笔画线代替导线，完成模拟电路的设计。

②小明按照设计，正确连接电路，上述功能均已在测试中实现。但由于两个电磁铁完全相同，在开关 $S_1$和 $S_2$同时闭合时，两个电磁铁吸引铁片的力也相同，导致铁片处于原中间位置静止不动，虚线框内电路无法接通，电铃和灯泡都不工作。这相当于司机连续驾驶 $2h$的同时又恰好打瞌睡，但警报系统不工作，无法起到警示作用。结合学过的“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的知识，小明只在原电路中又连入了一个阻值合适的定值电阻，就解决了这个问题。请你在后面横线处写出这个定值电阻是与哪个电磁铁如何连接的：　                                         　。