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问答题
冰的体积变大还是变小？
在物理小组活动的时候，小明提出了这样一个问题：“水在结冰的时候体积如何变化？”小刚立即做出了回答：“根据物体热胀冷缩的性质，水结冰时的体积当然是变小的。”但小红提出了相反的意见：“如果体积变小的话，那么冰的密度会变大，冰将会沉入水中。但事实上冰会浮在水面上，所以体积应变大。”
到底谁对谁错呢？小刚提出了通过实验去解决这个问题，并提出了自己的实验方案：“在小药瓶中装满水，放到冰箱中使水完全凝固，然后看看冰面是下降了还是升高了，不就行了吗？”大家都赞同这个方法，于是他们立即动手实验。于是他们在小容器中装满水后放入冰箱让它结冰，结果发现冰面是向上凸起的。
再请回答下列问题：
（1）从小明他们的实验中，可以得到什么结论？。
（2）这个实验经历了：
A、猜想与假说；B、设计实验；C、归纳结论；D、进行实验；E、提出问题。
小明他们采取的步骤顺序是：___________________。（填字母）
（3）这种现象会产生什么危害？请举出一个例子即可： _____________________________ _。

本题信息：2012年期末题物理问答题难度较难来源:牛青丹
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本试题 “冰的体积变大还是变小？在物理小组活动的时候，小明提出了这样一个问题：“水在结冰的时候体积如何变化？”小刚立即做出了回答：“根据物体热胀冷缩的性质，水结...” 主要考查您对
凝固的规律及其特点

控制变量法和科学探究的过程
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凝固的规律及其特点
控制变量法和科学探究的过程

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

控制变量法：
物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。例如以下的探究实验：
探究影响蒸发快慢的因素；
探究力与运动的关系
探究影响滑动摩擦力大小的因素；
探究影响压力的作用效果的因素；
探究影响液体压强大小的因素；
探究影响浮力大小的因素；
探究影响动能大小的因素；
探究影响重力势能大小的因素；
验证欧姆定律

科学探究过程：
科学探究过程的一些环节：提出问题、猜想和假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作。

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