题文

在炎热的夏天，我们把矿泉水放入冰箱里冷冻室里，有时会发现当矿泉水结冰后，会把瓶子涨破，请用物理知识解释现象．

题型：问答题  难度：中档

答案

答：矿泉水放入冰箱后会发生凝固现象，在凝固前后质量不变，但由于冰的密度比水的密度小，故体积增大，因此会把瓶子涨破．

据专家权威分析，试题“在炎热的夏天，我们把矿泉水放入冰箱里冷冻室里，有时会发现当矿..”主要考查你对  凝固的规律及其特点，与密度有关的物理现象  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

凝固的规律及其特点与密度有关的物理现象

考点名称：凝固的规律及其特点

• 晶体凝固时的温度特点：放出热量，温度不变；
  
  非晶体凝固时的温度特点：放出热量，温度不断降低
  
  晶体凝固的条件是：①温度要达到凝固点；②继续向外放热
   
  注意：同种晶体的熔点与凝固点是相同的。
  
  晶体和非晶体凝固时的温度变化曲线（如图所示）
  

• 数形结合法在晶体熔化(凝固)过程中的运用
       在物理中常采用数学图像方法，把物理现象或物理量之间的关系表示出来。如用温度一时间图像表达物态变化中熔化、凝固、沸腾的特点。涉及的图像有晶体(或非晶体)熔化图像、凝固图像、水的沸腾图像等。图像法具有直观、形象、简捷和概括力强的独特优点。它能将物理情景、物理过程、物理状态以直观的方式呈现在我们面前。
  例下表是研究冰熔化时记录的实验数据。
  
  
  (1)在图中作出冰的熔化图像；
  (2)从表中可以看出，冰的熔点是____；
  (3)冰熔化过程经历了____min；
  (4)从计时开始，经过12mid，冰的温度是____，状态是____。
   解析：作图时，步骤是先描点再连线；在8～ 16min时,冰的温度保持0℃不变，故其熔点为0℃；熔化过程经历了8min；由表知，从计时开始，经过12min，冰的温度为0℃，此时冰已持续熔化了4min，但并未熔化完，故为固液共存状态。
  答案：(1)冰的熔化图像如图所示
  
  (2)0℃ (3)8 (4)0℃；固液共存状态
  
  图像法描述晶体与非晶体的熔化和凝固过程
  

  	晶体	非晶体
  物质举例	海波、冰、食盐、水晶、明矾、萘、各种金属	松香、玻璃、蜂蜡、沥青
  熔点和凝固点	有	无
  熔化图像	AB段：物质为固态 BC段：熔化过程，物质为固液共存态，吸收热量，温度不变 (此温度为熔点) CD段：物质为液态	熔化过程中，物质吸收热量，温度逐渐升高
  凝固图像	EF段：物质为液态 FG段：凝固过程，物质为固液共存态，放出热量，温度不变 (此温度为凝固点)  GH段：物质为固态	凝固过程中，物质放出热量，温度降低

考点名称：与密度有关的物理现象

• 密度知识的应用：
  

  应用	适用范围	方法
  求物体的质量	不便于直接称量质量的物体	（1）查出该物质的密度ρ，测出体积V （2）根据ρ=m/v的变形公式m=ρV，求出质量
  求物体的体积	形状不规则或不便于直接测量体积的物体	（1）查出物质的密度ρ，用天平测出其质量 （2）根据ρ=m/V的变形公式V=m/ρ求出体积
  求物质的密度	鉴别物质	（1）根据ρ=m/v算出物质的密度 （2）对照密度表，鉴别出什么物质

• 密度的应用：
  密度的应用主要有四个方面：①选择材料；②鉴别物质；③由体积求质量；④由质量求体积。
  
  1．选材料问题
  例1  在生产和生活中，人们常以密度作为所选材料的主要考虑因素，如：用密度较小的铝合金作为飞机外壳的主材料等。下面属于主要从密度的角度考虑选材的是(   )
  A．用塑料做电源插座的外壳
  B．用塑料泡沫做成表演场景中滚落的“石头”
  C．用水作为汽车发动机的冷却液
  D．用橡胶做汽车轮胎
  解析：用塑料泡沫做成表演场景中滚落的“石头”，利用了塑料泡沫密度小的特性。
  答案：B
  
  2. 鉴别物质问题（详见【密度与物质鉴别知识点】）
  
  3. 求质量问题
  例3一块石碑的体积为5米³，取一小块作为这块石碑的样品，测得它的质量是130克，用量简装入100厘米³的水，再把石碑样品完全浸入水中，水面升高到150厘米³处，请你根据以上数据，计算出整块石碑的质量为__kg。
  解析：石碑密度
  
  所以石碑总质量
  
  答案：1.3×10⁴
  
  4. 求体积问题
  例4“五·一”黄金周，征征和妈妈到无锡旅游，买了一只宜兴茶壶，如图所示。她听说宜兴茶壶是用宜兴特有的泥土材料制成的，很想知道这种材料的密度。于是她用天平测出壶盖的质量为44．4g，再把壶盖放入装满水的溢水杯中，并测得溢出水的质量是14．8g。