内容正文:
13.4 升华与凝华
一、选择题
1.以下自然现象的形成原因与其他三项不同的是( )
A.屋顶的霜 B.窗玻璃上的冰花
C.树枝上的雾凇 D.水面上的冰
2.如图所示,是哈尔滨冰雕展中展出的“机车火车头”冰雕作品。当地的气温一直持续在0℃以下,奇怪的是冰雕作品在一天天变小,此过程发生的物态变化是( )
A.汽化 B.液化 C.升华 D.凝华
3.“霜降”是中国传统的二十四节气之一,霜的形成属于( )
A.熔化 B.液化 C.升华 D.凝华
4.小丽端午节在家里帮助妈妈打扫卫生,她取下白炽灯擦干净灰尘,但发现白炽灯玻璃泡的下面比新灯泡变黑了一些。她通过上网查阅,发现这是灯丝物态变化形成的。你认为下列关于灯丝发生物态变化过程的四个说法,正确的是( )
A.先升华,后凝华 B.先升华,后凝固
C.先汽化,后液化 D.先熔化,后凝固
5.在学校组织的物理知识情景剧中,甲、乙、丙、丁四位同学分别扮演霜、雾、冰、水蒸气,他们的台词正确的是( )
A.甲:我是由水凝华而来,期间需要吸热
B.乙:我是由水汽化而来,期间需要放热
C.丙:我是由水凝固而来,期间需要吸热
D.丁:我既可以变成甲,也可以变成乙,期间均需要放热
6.下列有关物态变化现象判断正确的是( )
A.冬天,户外的人呼出“白气”是汽化现象
B.饮料杯中的冰块体积逐渐变小是液化现象
C.冬天教室窗户玻璃上的冰花是凝华现象
D.衣柜中樟脑片过一段时间会变小是熔化现象
7.天气炎热,小明在吃冷饮时观察到一些现象,下列分析正确的是( )
A.将冷饮从冰箱里拿出时,感觉到“粘”手是凝固造成的
B.包装盒外面的霜,是液化造成的
C.打开冷饮包装纸,看到有“白气”生成是升华造成的
D.吃冷饮时感到凉爽,主要是凝华造成的
8.为防止食物腐败变质,可利用冰块或干冰使食物降温。这是因为( )
A.冰块和干冰熔化吸热
B.冰块和干冰升华吸热
C.冰块升华吸热、干冰熔化吸热
D.冰块熔化吸热、干冰升华吸热
9.中华诗词蕴藏着丰富的物理知识,下列对古诗词中涉及的物态变化解释正确的是( )
A.“山明水净夜来霜,数树深红出浅黄”——霜的形成是凝固现象
B.“欲渡黄河冰塞川,将登太行雪满山”——冰的形成是凝华现象
C.“可怜九月初三夜,露似真珠月似弓”——露的形成是液化现象
D.“天接云涛连晓雾,星河欲转千帆舞”——雾的形成是汽化现象
二、填空题
10.在加热固体碘的实验过程中,我们会看见杯内产生紫色的气体,这是因为固体碘吸热发生了 (填物态变化名称),停止加热待冷却后,在干净的玻璃片上出现了黑色颗粒,这是因为气态碘又发生了 (填物态变化名称)的原因,生活中 (选填“露”“冰”或“霜”)的形成与这一物态变化相同。
11.滑雪是很多人喜欢的冬季运动,当自然界降雪不足时,滑雪场需要“人工造雪”;在0℃以下的天气里,造雪机喷射出水雾,这些雾滴遇到冷空气发生 ,形成“人工雪”(填物态变化名称)
12.冰箱内壁的霜是水蒸气 (填一种物态变化名称)成的小冰晶,凝华过程中要 热量(选填“吸收”或“放出”),市面上销售的“无霜”冰箱是通过加热系统短时升温,将霜 (填一种物态变化名称)成水后马上恢复制冷,因此“无霜”。
13.在课外小实验中,同学们将碎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,测得易拉罐中冰和盐水混合物的温度低于0℃,同时发现易拉罐的底部外有白霜形成,该白霜的形成是 (填物质变化名称)现象,在形成白霜的过程中会 (填“吸收”或“放出”)热量。
14.固态、液态和气态是物质常见的三种状态。如图是某种物质三种状态的微观模型,该物质由图甲状态变为图丙状态时,发生的物态变化为 。
三、实验探究题
15.如图是小红做“观察碘升华”的实验装置。
她的操作是:在烧杯中放少量的碘,烧杯口放一只装有冷水的烧瓶,用酒精灯给烧杯加热。
(1)结合你的探究经历,描述小红观察到的实验现象。
(2)交流评估时,小明查阅了部分物质的熔点、沸点(见表),他发现碘的熔点是113.6℃,碘的沸点是184.25℃,酒精灯的火焰温度约400℃,他认为小红所做的实验中,碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程,小红的实验并不能得出碘升华的结论,请你针对小明的质疑,选用上述器材或补充必要的辅助器材设计一个实验,证明碘直接从固态变为气态,写出实验方案并扼要说明。
标准大气压下部分物质的熔点(凝固点)、沸点(℃):
物质
水
酒精
煤油
碘
铜
铁
金
熔点
(凝固点)
0
﹣117
﹣30
113.6
1083
1535
1064
沸点
100
78.5
150
184.25
2360
2750
2500
四、解答题
16.2011年1月8日,在寒冷的吉林,天空出现了“三个太阳”的罕见“幻日”奇观。这是由于在寒冷的冬天,空气中的水蒸气 (填物态变化名称)形成小冰晶。
五、简答题
17.在观察碘的升华实验时,小原和小艳查阅相关资料得知:碘的熔点约为113.6℃,沸点约为184.4℃关于碘的加热使用了两种不同的方式:A.用热水加热;B.用酒精灯加热(酒精灯外焰温度为400~600℃)。经过多次实验验证,确认A方式更为科学合理,请你简述A方式的合理之处。
13.4 升华与凝华
参考答案与试题解析
一、选择题
1.以下自然现象的形成原因与其他三项不同的是( )
A.屋顶的霜 B.窗玻璃上的冰花
C.树枝上的雾凇 D.水面上的冰
【答案】D
【分析】本题需要逐个分析所给出选项是属于哪一种物态变化,再与其他物态变化作比较,从而得出答案。
【解答】解:A.屋顶的霜本质是小冰晶,是由屋顶的水蒸气遇冷直接凝华而成的。
B.窗玻璃上的冰花本质是小冰晶,是由室内的水蒸气遇到较冷的玻璃凝华形成的。
C.树枝上的雾凇本质是小冰晶,是在低温时由空气中的水蒸气直接凝华形成的。
D.水面上的冰是由水凝固而形成的。
A、B、C三种自然现象的形成均是凝华,D选项是凝固。故ABC错误,D正确
故选:D。
【点评】本题考查了常见的自然现象中的物态变化,需学生熟记。
2.如图所示,是哈尔滨冰雕展中展出的“机车火车头”冰雕作品。当地的气温一直持续在0℃以下,奇怪的是冰雕作品在一天天变小,此过程发生的物态变化是( )
A.汽化 B.液化 C.升华 D.凝华
【答案】C
【分析】(1)在一定条件下,物体的三种状态﹣﹣固态、液态、气态之间会发生相互转化,这就是物态变化;
(2)物质由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固。
【解答】解:当地的气温一直持续在0℃以下,达不到冰的熔点,故冰不会熔化;而冰雕作品在一天天变小,是因为冰由固态直接升华为气态,成为水蒸气;
故ABD错误;C正确。
故选:C。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
3.“霜降”是中国传统的二十四节气之一,霜的形成属于( )
A.熔化 B.液化 C.升华 D.凝华
【答案】D
【分析】物质从气态直接变为固态的过程叫凝华。
【解答】解:霜是空气中水蒸气遇冷凝华形成的。
故选:D。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
4.小丽端午节在家里帮助妈妈打扫卫生,她取下白炽灯擦干净灰尘,但发现白炽灯玻璃泡的下面比新灯泡变黑了一些。她通过上网查阅,发现这是灯丝物态变化形成的。你认为下列关于灯丝发生物态变化过程的四个说法,正确的是( )
A.先升华,后凝华 B.先升华,后凝固
C.先汽化,后液化 D.先熔化,后凝固
【答案】A
【分析】物质从固态直接变为气态的过程是升华;物质从气态直接变为固态的过程是凝华。
【解答】解:灯丝在高温下直接升华为气态,气态的钨遇温度低的灯泡壁后凝华。所以灯泡变黑。
故选:A。
【点评】本题利用所学知识解释了用久的白炽灯变黑的原因,考查了有关升华和凝华的知识,难度不大。
5.在学校组织的物理知识情景剧中,甲、乙、丙、丁四位同学分别扮演霜、雾、冰、水蒸气,他们的台词正确的是( )
A.甲:我是由水凝华而来,期间需要吸热
B.乙:我是由水汽化而来,期间需要放热
C.丙:我是由水凝固而来,期间需要吸热
D.丁:我既可以变成甲,也可以变成乙,期间均需要放热
【答案】D
【分析】液化是由气态变成液态的过程,凝华是由气态直接变成固态的过程,升华是由固态直接变成气态的过程,熔化是由固态变成液态的过程。
【解答】解:A、霜是空气中的水蒸气遇冷凝华而来的,凝华放热,故A错误;
B、雾是空气中的水蒸气遇冷液化而来的,液化放热,故B错误;
C、冰是水凝固而来的,凝固放热,故C错误;
D、水蒸气可以直接凝华为霜,也可以液化为雾,凝华和液化都放热,故D正确。
故选:D。
【点评】判断物态变化主要看物体由什么状态变为什么状态,然后根据各种物态变化的概念得出结论;物态变化知识是中考必考的知识点,需要掌握。
6.下列有关物态变化现象判断正确的是( )
A.冬天,户外的人呼出“白气”是汽化现象
B.饮料杯中的冰块体积逐渐变小是液化现象
C.冬天教室窗户玻璃上的冰花是凝华现象
D.衣柜中樟脑片过一段时间会变小是熔化现象
【答案】C
【分析】(1)在一定条件下,物体的三种状态﹣﹣固态、液态、气态之间会发生相互转化,这就是物态变化;
(2)物质由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固。
【解答】解:
A、冬天,人们口中呼出的“白气”,是水蒸气遇冷液化形成小水滴;故A错误;
B、饮料杯中的冰块体积逐渐变小是冰熔化成水,熔化现象;故B错误;
C、冬天窗户玻璃上的冰花是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶;故C正确;
D、衣柜中樟脑片过一段时间会变小,是由固态直接变成了气态,是升华现象;故D错误。
故选:C。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
7.天气炎热,小明在吃冷饮时观察到一些现象,下列分析正确的是( )
A.将冷饮从冰箱里拿出时,感觉到“粘”手是凝固造成的
B.包装盒外面的霜,是液化造成的
C.打开冷饮包装纸,看到有“白气”生成是升华造成的
D.吃冷饮时感到凉爽,主要是凝华造成的
【答案】A
【分析】利用各种物态变化的定义,逐个分析选择项中的提到的物理现象,从而得到符合题意的答案。
【解答】解:A、将冷饮从冰箱里拿出时,感觉到“粘”手是手上的水凝固造成的,故A正确;
B、包装盒外面的霜是水蒸气遇冷凝华成的小冰晶。故B错误;
C、冰棍“冒”出的“白气”是空气中的水蒸气液化形成的小水滴,是液化现象。故C错误。
D、吃冷饮时感到凉爽是因为冷饮在熔化过程要吸收人体的热量,故D错误。
故选:A。
【点评】关于物态变化的题目,首先要确定物质原来所处的状态与现在的状态,结合物态变化的定义来突破这种类型的题目。
8.为防止食物腐败变质,可利用冰块或干冰使食物降温。这是因为( )
A.冰块和干冰熔化吸热
B.冰块和干冰升华吸热
C.冰块升华吸热、干冰熔化吸热
D.冰块熔化吸热、干冰升华吸热
【答案】D
【分析】(1)物质由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固。
(2)六种物态变化过程中,都伴随着吸热或放热;其中放出热量的物态变化有:凝固、液化、凝华;吸热的有:熔化、汽化、升华。
【解答】解:干冰(固态二氧化碳)常温下易升华,由固态直接变为气态,在升华过程中需要从外界吸收大量的热,会使食品温度降低,起到防止腐烂变质的作用;
冰块熔化时,由固态变为液态,在熔化过程中需要从外界吸收大量的热,会使食品温度降低,起到保鲜的作用。
故选:D。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
9.中华诗词蕴藏着丰富的物理知识,下列对古诗词中涉及的物态变化解释正确的是( )
A.“山明水净夜来霜,数树深红出浅黄”——霜的形成是凝固现象
B.“欲渡黄河冰塞川,将登太行雪满山”——冰的形成是凝华现象
C.“可怜九月初三夜,露似真珠月似弓”——露的形成是液化现象
D.“天接云涛连晓雾,星河欲转千帆舞”——雾的形成是汽化现象
【答案】C
【分析】物质由固态变为液态的过程叫熔化,由液态变为固态的过程叫凝固;由液态变为气态的过程叫汽化,由气态变为液态的过程叫液化;物质由固态直接变为气态的过程叫升华,由气态直接变为固态的过程叫凝华。其中,熔化、汽化、升华吸收热量,凝固、液化、凝华放出热量。
【解答】解:A.霜是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶,是凝华现象,故A错误;
B.冰是液态的水凝固形成的固体,故B错误;
C.露是空气中的水蒸气液化形成的小水滴,故C正确;
D.露是空气中的水蒸气遇冷形成的小水珠,是液化现象,故D错误。
故选:C。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
二、填空题
10.在加热固体碘的实验过程中,我们会看见杯内产生紫色的气体,这是因为固体碘吸热发生了 升华 (填物态变化名称),停止加热待冷却后,在干净的玻璃片上出现了黑色颗粒,这是因为气态碘又发生了 凝华 (填物态变化名称)的原因,生活中 霜 (选填“露”“冰”或“霜”)的形成与这一物态变化相同。
【答案】升华;凝华;霜。
【分析】(1)物质从固态直接变成气态的现象称为升华,在升华过程需要向周围吸收热量;
(2)物质从气态直接变为固态的过程叫凝华,在凝华过程需要向周围放出热量。
【解答】解:
在烧杯里放少量的固态碘颗粒,然后把烧杯放在酒精灯上微微加热,固态碘直接变成了碘蒸气,发生了升华现象;
过一会儿,碘蒸气直接变成了固态的碘,附着在玻璃片上,发生了凝华现象;
露是空气中的水蒸气在地面附近遇冷液化成小水珠,附着在花草上形成的,冰是水凝固形成的;霜是空气中的水蒸气遇冷凝华成小冰晶,附着在屋顶及地面形成的;所以,生活中霜的形成与这一物态变化相同。
故答案为:升华;凝华;霜。
【点评】掌握六种物态变化,以及物态变化的吸热和放热情况,会用物态变化解释生活中的问题。
11.滑雪是很多人喜欢的冬季运动,当自然界降雪不足时,滑雪场需要“人工造雪”;在0℃以下的天气里,造雪机喷射出水雾,这些雾滴遇到冷空气发生 凝固 ,形成“人工雪”(填物态变化名称)
【答案】凝固。
【分析】物质由气态直接变为固态的现象叫凝华,凝华放热;物质由液态变为固态的现象叫凝固,凝固放热。
【解答】解:自然界的雪空气中的水蒸气直接变为固态的小冰晶,是凝华现象;造雪机喷射出水雾,微小的水滴遇到冷空气凝固形成小冰晶。
故答案为:凝固。
【点评】本题考查物态变化,记住变化前后的物质状态是解题的关键。
12.冰箱内壁的霜是水蒸气 凝华 (填一种物态变化名称)成的小冰晶,凝华过程中要 放出 热量(选填“吸收”或“放出”),市面上销售的“无霜”冰箱是通过加热系统短时升温,将霜 熔化 (填一种物态变化名称)成水后马上恢复制冷,因此“无霜”。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)物质由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固;
(2)六种物态变化过程中,都伴随着吸热或放热;其中放出热量的物态变化有:凝固、液化、凝华;吸热的有:熔化、汽化、升华。
【解答】解:冰箱内壁的霜是水蒸气凝华成的小冰晶是凝华过程,凝华放热;
市面上销售的“无霜”冰箱是通过加热系统短时升温,是霜吸热从固态变成液态,是熔化过程。
故答案为:凝华;放出;熔化。
【点评】本题主要考查学生对生活中常见的物态变化的认识和了解,是一道基础题。
13.在课外小实验中,同学们将碎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,测得易拉罐中冰和盐水混合物的温度低于0℃,同时发现易拉罐的底部外有白霜形成,该白霜的形成是 凝华 (填物质变化名称)现象,在形成白霜的过程中会 放出 (填“吸收”或“放出”)热量。
【答案】见试题解答内容
【分析】物质由固态直接变为气态叫升华,物质由气态直接变为固态叫凝华,升华吸热,凝华放热。
【解答】解:将碎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,测得易拉罐中冰和盐水混合物的温度低于0℃,空气中的水蒸气遇冷凝结成白霜,属于凝华现象,是放热的过程。
故答案为:凝华;放出。
【点评】本题考查了物态变化以及吸、放热情况,注重了物理和生活的联系,属于中考的热点。
14.固态、液态和气态是物质常见的三种状态。如图是某种物质三种状态的微观模型,该物质由图甲状态变为图丙状态时,发生的物态变化为 升华 。
【答案】升华。
【分析】(1)物质常见的三种状态:固态、液态和气态。固态时分子间间隙小,排列整齐和紧密;液体时分子间间隙变大,排列不规则;气态时分子间间隙最大,排列杂乱无章。
(2)物质的三态可以发生相互转化,固态变为液态叫熔化;液体变为固态叫凝固;液态变为气态叫汽化;气态变为液态叫液化;固态直接变为气态叫升华,气态直接变为固态叫凝华。
【解答】解:固态、液态和气态是物质常见的三种状态,图甲表示物质处于固态,图乙表示物质处于液态,图丙表示物质处于气态,由图甲固态变为图丙气态时,发生的物态变化为升华。
故答案为:升华。
【点评】本题考查物质的三态及三态变化,基础知识考查,难度不大。
三、实验探究题
15.如图是小红做“观察碘升华”的实验装置。
她的操作是:在烧杯中放少量的碘,烧杯口放一只装有冷水的烧瓶,用酒精灯给烧杯加热。
(1)结合你的探究经历,描述小红观察到的实验现象。
(2)交流评估时,小明查阅了部分物质的熔点、沸点(见表),他发现碘的熔点是113.6℃,碘的沸点是184.25℃,酒精灯的火焰温度约400℃,他认为小红所做的实验中,碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程,小红的实验并不能得出碘升华的结论,请你针对小明的质疑,选用上述器材或补充必要的辅助器材设计一个实验,证明碘直接从固态变为气态,写出实验方案并扼要说明。
标准大气压下部分物质的熔点(凝固点)、沸点(℃):
物质
水
酒精
煤油
碘
铜
铁
金
熔点
(凝固点)
0
﹣117
﹣30
113.6
1083
1535
1064
沸点
100
78.5
150
184.25
2360
2750
2500
【答案】(1)烧瓶底部有紫红色的固体碘,用酒精灯对烧杯直接加热过程中,在烧杯中会看到紫红色的碘蒸气;
(2)采用的方法是将碘颗粒放在烧瓶中,将烧瓶浸没在正在加热的热水中观察碘状态的变化。
烧杯中水的温度最高为100℃,碘达不到熔点,不会发生熔化现象,碘一直处于固态,出现的碘蒸气只能是固体碘成的,能更好地说明碘的升华。
【分析】(1)物质由固态直接变为气态是升华,由气态直接变为固态是凝华;
(2)根据液体沸腾的条件是:达到沸点,继续吸热;物质由固态直接变为气态叫升华,升华吸热来设计实验。可以将试管浸入沸水槽中,沸水的温度低于碘的熔点、沸点温度,出现的碘蒸气不会是汽化形成的,只能是升华形成的。
【解答】答:
(1)烧瓶底部有紫红色的固体碘,用酒精灯对烧杯直接加热过程中,在烧杯中会看到紫红色的碘蒸气;
(2)采用的方法是将碘颗粒放在烧瓶中,将烧瓶浸没在正在加热的热水中观察碘状态的变化。
烧杯中水的温度最高为100℃,碘达不到熔点,不会发生熔化现象,碘一直处于固态,出现的碘蒸气只能是固体碘成的,能更好地说明碘的升华。
【点评】本题考查了碘的升华实验,不仅考查学生对基本过程的掌握情况,更进一步考查学生运用基本知识和方法分析问题、解决问题的能力。
四、解答题
16.2011年1月8日,在寒冷的吉林,天空出现了“三个太阳”的罕见“幻日”奇观。这是由于在寒冷的冬天,空气中的水蒸气 凝华 (填物态变化名称)形成小冰晶。
【答案】见试题解答内容
【分析】物质直接从气态变为固态的过程叫凝华,当光从一种介质射向另一种介质时会发生折射现象。
【解答】解:寒冷的冬天,空气中的水蒸气遇冷会直接变成小冰晶,发生凝华现象;当太阳光从空气射向小冰晶时,在冰晶的表面发生了光的折射现象,形成幻日的奇观。
故答案为:凝华。
【点评】本题考查了生活中的凝华现象和光的折射现象,要结合相关的物理知识进行分析解答。
五、简答题
17.在观察碘的升华实验时,小原和小艳查阅相关资料得知:碘的熔点约为113.6℃,沸点约为184.4℃关于碘的加热使用了两种不同的方式:A.用热水加热;B.用酒精灯加热(酒精灯外焰温度为400~600℃)。经过多次实验验证,确认A方式更为科学合理,请你简述A方式的合理之处。
【答案】见解答。
【分析】升华是从固态直接变成气态,用酒精灯加热温度会高于碘的熔点沸点,沸腾后变成碘蒸气,就不是升华了。
【解答】答:A、用热水加热温度最高为100℃,达不到碘的熔点,碘从固态直接变成气态,不会发生熔化沸腾现象,更容易说明碘升华现象;
B、用酒精灯加热(酒精灯外焰温度约为400℃﹣600℃)温度超过了碘的熔点和沸点,碘先熔化再沸腾到碘蒸气,升华现象不明显。
【点评】本题考查升华现象,以及水浴加热和用酒精灯加热的区别,是一道基础题。
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