内容正文:
【第十三章温度与物态变化】
第四节升华与凝华
一、单选题
1.在如图所示的下列各种自然现象中,属于凝华现象的是( )
A.霜打枝头 B.冰雪消融
C.花草上的露水 D.云雾缭绕
2.以下物态变化的事例中,属于凝华的是( )
A.冬天池塘的水面上结了一层薄冰
B.北方的冬天,冰冻的衣服在﹣10℃时也能晾干
C.刚从冰箱取出的冰棍,在其表面上附着一层“白霜”
D.刚从冰箱取出的冰棒,在其表面周围“冒”出的“白气”
3.如图,在一个标准大气压下,某同学将冰块放入空易拉罐中并加入适量的盐,用筷子搅拌大约半分钟,测得易拉罐中冰与盐水混合物的温度低于0℃,实验时易拉罐的底部有白霜生成.对于这一实验和现象的分析,正确的是( )
A.盐使冰的熔点低于 0℃,白霜的生成是凝华现象
B.盐使冰的熔点高于 0℃,白霜的生成是凝华现象
C.盐使冰的熔点低于 0℃,白霜的生成是凝固现象
D.盐使冰的熔点高于 0℃,白霜的生成是凝固现象
4.日光灯用久后,灯管两端会出现黑斑,这些黑斑是灯丝中的钨( )
A.汽化而成 B.升华而成
C.先汽化后液化而成 D.先升华后凝华而成
5.下列现象中属于升华现象的是( )
A.寒冷的冬天,堆的雪人变小了 B.北方地区冬天出现“雾凇”
C.钢水浇铸成火车轮 D.水结成冰
6.下列说法中,错误的是( )
A.物体运动得越快,速度越大
B.物体从固态直接变成气态的过程叫升华
C.人离平面镜越近,镜中的像就越大
D.光在真空中传播得最快,速度是3×105km/s
7.下列物态变化中属于凝华的是( )
A.铁水被铸成工件
B.冬天用湿手摸室外的铁器时觉得粘手
C.深秋地面上出现的霜
D.冰箱内的饮料结冰
二、多选题
8.在学习升华和凝华这部分内容时,同学们在试管中放入少量的碘并塞紧盖子.小阳同学将试管放入热水中加热,小明同学将试管放在酒精灯上加热.已知常压下,碘的熔点为113.6℃,碘的沸点为184.25℃,酒精灯火焰的温度约400℃.下列说法中正确的是( )
A.小阳和小红的试管中都会出现紫色碘蒸气
B.小阳的实验证明碘能从固态直接变为气态
C.小红的实验证明碘能从固态直接变为气态
D.小阳和小红的实验都能证明碘从固态直接变为气态
9.唐代诗人张继的《枫桥夜泊》“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠。姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船。”这首诗以淡雅清幽的笔触,具体而生动地描写了夜泊枫桥的情景,真实而感人地反映了客子羁旅漂泊的愁思。下列关于这首唐诗中蕴含着的物理知识,说法正确的是( )
A.乌鸦的啼叫声频率低于20Hz
B.霜是水蒸气遇冷直接凝华而成的小冰晶
C.月亮不是光源
D.月光的传播速度是3×108km/h
10.下列䥼态变化现等属于升华的是 ( )
A.夏天, 草丛中出现露水 B.冬天,冰冻的衣服逐渐变干
C.深秋, 屋顶的瓦上结了一层霜 D.白炽灯泡用久了灯丝变细
11.古诗词是中华文化之瑰宝,许多优美的诗词中蕴含着物理知识。下列关于诗句中涉及到的物理知识,说法正确的是( )
A.快马也要响鞭催,响鼓也需重锤敲"——声音的响度与发声体的振幅有关
B.秋风瑟瑟天气凉,草木摇落露为霜"——"霜"的形成过程需要放出热量
C.薄暮敛容歌一曲,氛氲香气满汀洲"——分子在永不停息地做无规则运动
D."两岸青山相对出,孤帆一片日边来"——"孤帆"运动是以青山为参照物
12.下列说法正确的是( )
A.物质从气态直接变成固态的过程叫做升华
B.物体的运动和静止是相对的
C.光垂直射入介质表面时入射角和折射角都为90°
D.水结成冰的过程,质量不变,密度变小,体积变大
13.下列物态变化中,属于升华的是( )
A.放在衣箱内的卫生球过一段时间后变小了
B.冬天湿衣服放在室外冰冻后,衣服慢慢干了
C.用久了的电灯丝比新时细
D.放在盘子里的水,一段时间会变少
14.如图甲所示,我国北方秋、冬两季的清晨,树枝上常出现雾凇,将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐,用筷子搅拌一会儿,易拉罐的下部和底部出现了白霜,则下列说法正确的是( )
A.雾凇是水蒸气凝华形成的
B.雾凇是水蒸气凝固形成的
C.雾凇形成过程中放出热量
D.易拉罐内冰与盐水混合物的温度低于0℃
15.“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”,《中国诗词大会》深受观众的青睐。关于下列诗句与涉及到的物理知识,对应正确的是( )
A.“清风不识字,何故乱翻书”中的“清风翻书”是因为空气流速大的地方压强大
B.“园林日出静无风, 雾凇花开树树同”中“雾凇”的形成是凝华现象,需要放热
C.“池水映明月,潭清疑水浅”中“疑水浅”是因为光从空气射向水面发生了折射
D.“水晶帘动微风起,满架蔷薇一院香”,能闻到花香说明分子在永不停息地运动
三、填空题
16. 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。
17.英国科学家研发出一种“激光橡皮”。在激光照射下,纸张上的黑色碳粉可以直接变成高温碳蒸气,字迹消失,这是由于碳粉发生了 (填物态变化),该过程需要 (选填“吸”或“放”)热,这样可有效地节约资源并保护环境。
18.寒冷的冬天,常常会发现教室的窗玻璃 (选填“内”或“外”)表面会形成冰花,这是由空气中水蒸气遇冷 形成的,此过程是 (选填“吸热”或“放热”)的。
19.喜欢动手实验的小明,把干冰放入小瓶中,在瓶口套上气球(如图甲),过了一会儿发现气球鼓起来了,同时在瓶子底部的外壁上出现了白霜(如图乙)。这是由于瓶中干冰 (吸收/放出)热量发生 (填物态变化名称)变成气态,瓶外水蒸气 (填物态变化名称)形成霜。
20.二氧化碳气体若被加压、降温到一定程度,就会形成白色的像雪一样的固体,这种固体在常温下不经熔化就会直接变成气体,叫干冰。干冰具有很好的致冷作用,可用于人工降雨,这是由于干冰在常温下迅速变为气体,促使水蒸气遇冷凝结成小水滴或小冰品,从而降雨。上面描述中,含有物态变化,找出并填出相应的物态变化。(例如:冰变成水属于熔化)(此例填在下面不得分), 变成 属于 ; 变成 属于 ; 变成 属于 ; 变成 属于 。
21.如图是守卫边疆的西藏边防军人顶着零下30多摄氏度的严寒冒雪训练的情形。战士们防寒面罩上的霜花是 (填物态变化名称)形成的。战士们需要用高压锅才能煮熟食物,因为高压锅内气压越高,沸点越 。
22.家里用久了的电灯泡会变黑,是因为钨丝受热产生 现象,然后钨蒸气又在灯泡壁上 的缘故.
23.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 。
四、实验探究题
24.如图是观察碘锤中物态变化的实验。
(1)小明将碘锤放入热水中,观察到玻璃管中固态碘逐渐消失, (填物态变化名称)为紫色的碘蒸气。请列举生活中与此相同的实例 ;
(2)小华认为如图直接用火苗加热碘锤,升华现象会更明显,小明通过查阅资料得知:正常情况下碘的熔点是113.5℃,水的沸点是100℃,烛焰的温度可达600℃以上,相比较, (选填“小明”或“小华”)的实验方法更合理;
(3)小明将一个大的酒精棉球,包裹在刚从热水中取出的碘锤玻璃泡上,请预测一个将会出现的物理现象 ,此过程要 (选填“吸”或“放”)热。
25.如图所示是四个课堂小实验。请你根据自己的实践经验和所学知识,把下面有关这四个实验的描述补充完整。
(1)图甲:将碘锤放入热水中,固态的碘 (选填“吸热”或“放热”)变为紫色的碘蒸气,这个过程中发生的物态变化是 ;(填名称)
(2)图乙:用手 (选填“轻”或“重”)划桌面,使坐在桌子左侧的小华在空气中 (选填“能”或“不能”)听到划桌子声;控制手划桌面的力度和声音传播的距离相同,小华把耳朵贴在桌面上, (选填“能”或“不能”)听到划桌子声,证明桌子能够传声;
(3)图丙:纸的着火点约183℃,酒精灯火焰温度约500℃。在纸锅内倒入适量的水,用酒精灯加热,纸锅 (选填“会”或“不会”)燃烧。这是由于水在沸腾过程中,不断从纸上 (选填“吸收”或“放出”)热量,使纸锅的温度低于着火点;
(4)图丁:逐渐抽取玻璃罩中的空气听到铃声逐渐变小,可以推断 。
五、综合题
26.有霜的季节,农作物常被冻坏,这就是人们常说的遭到霜冻,实际上,农作物不是因为霜而受冻的,0℃以下的低气温才是真正的凶手。当空气干燥时,即使温度降低到-20℃~-10℃,也不会出现霜,但此时农作物早就被冻坏了,农民们称这种情况为“黑霜”。
(1)霜是由 直接变为小冰晶形成的,对应的物态变化名称是 。
(2)当空气干燥时,即使温度降低到-20℃~-10℃,也不会出现霜。
(3)某同学为验证上述猜想,做了如下实验:
从冰箱取出一些-10℃的冰块,放在不锈钢杯子里,一段时间后可看到在杯底出现一些白色的小冰晶(即霜)。你认为该实验能否验证上述猜想,请简要陈述理由。
27.激光是 20 世纪的重大发明,被称为“最快的刀”“最准的尺”和“最奇异的光”。激光具有超强的能量密度,可以在直径几百纳米的范围内产生几百万度的高温。工业上,激光刀可切割坚硬和柔软的材料,对切割部位进行局部照射几秒钟便能切割好。激光刀还是外科医生的好帮手,用它做手术没有丝毫机械撞击,而且又快又精准,大大减轻了病人的痛苦,应用于血管瘤、脑部手术等。激光单色性好、方向性强、测距精度高,使得测量人造卫星、月球等目标的距离变成现实。宇航员在月球上安放激光反射器,激光器从地球向月球发射一个激光脉冲信号,月球上的反射器能够将激光脉冲原路返回,激光脉冲从发出到接收时间间隔为2.56s。激光也被作为电影素材,在科幻电影《星球大战》中天行者使用的激光剑能释放出一道长约 1m 的纯能量束,战斗时悄无声息。
(1)激光刀在切割坚硬或柔软的材料时,材料所发生的物态变化可能是 (只需答出一种即可),此过程需要 热量。
(2)光在真空中的传播速度是 3×108m/s,则月球与地球之间的距离为 m。
(3)如果《星球大战》中的激光剑刺向你,你可以利用 做一个盾牌把激光挡回去,那么拿剑者将会搬起石头砸自己的脚。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A.霜是凝华现象,A符合题意;
B.雪是凝华形成的,B不符合题意;
C.露水是液化形成的,C不符合题意;
D.雾是液化形成的,D不符合题意。
故答案为:A.
【分析】气体直接变为固体,是凝华现象;气体变为液体,是液化现象。
2.【答案】C
【解析】【解答】解:冬天池塘的水面上结了一厚冰,属于凝固现象,故A错误;
北方的冬天,冰冻的衣服在﹣10℃时也能晾干,属于升华现象,故B错误;
刚从冰箱取出的冰棍,在其表面上附着一层白霜属于凝华现象,故C正确;
刚从冰箱取出的冰棒,在其表面周围“冒”出的白气属于液化现象,故D错误.
故选:C.
【分析】物质由气态直接变成固态的现象叫做凝华,霜、雪、雾凇等都是水蒸气遇冷凝华而成的.
3.【答案】A
4.【答案】D
【解析】【解答】日光灯用久后,灯管两端会出现黑斑,这是开灯时灯丝中的钨由于高温升华形成钨蒸气,当灯关闭时温度降低,在灯管两端凝华形成的。
故答案为:D。
【分析】固体直接变为气体是升华现象,气体直接变为固体是凝华现象。
5.【答案】A
【解析】【解答】解:
A、冰冷的冬天堆的“雪人”变小了,气温在0℃以下,“雪人”逐渐变小了是固态直接变成了气态的水蒸气属于升华现象,符合题意;
B、北方地区冬天出现“雾凇”,是空气中的水蒸气遇冷发生的凝华现象,不合题意;
C、钢水浇铸成火车轮,钢水由液态变成固态是凝固现象,不合题意;
D、水结成冰,水由液态变成固态是凝固现象,不合题意.
故选A.
【分析】物质从固态变为液态的过程是熔化.物质从液态变为固态的过程是凝固.物质从液态变为气态的过程是汽化.
物质从气态变为液态的过程是液化.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,
6.【答案】C
7.【答案】C
【解析】【解答】A.铁水浇铸成工件,是铁水由液态变为固态的过程,属于凝固,A不符合题意;
B.冬天,用湿手摸室外的铁器时,因为铁器的导热性能好,能快速从手上吸热,使汗液放热由液态变为固态,属于凝固现象,B不符合题意;
C.霜的形成是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小冰晶,属于凝华现象,C符合题意;
D.冰箱内的饮料结冰是空气中的饮料凝固形成的,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】气体直接变为固体是凝华现象,凝华放热。
8.【答案】A,B
【解析】【解答】A. 试管中的固态碘在加热时,由固态直接变为气态,属于升华现象,A符合题意.
B. 小阳的实验中,因为水的温度低于碘的熔点,所以碘没有熔化就有碘蒸气出现,所以能证明碘能从固态直接变为气态,B符合题意.
C. 红的实验中,因为酒精灯的温度高于碘的熔点,所以碘可能先熔化再变成碘蒸气,所以不能能证明碘能从固态直接变为气态,CD不符合题意.
故答案为:AB.
【分析】沸水的沸点低于碘的熔点,把碘放入沸水中仍然会产生碘蒸气,故可以证明碘蒸气是直接由固态碘升华得到的。
9.【答案】B,C
10.【答案】B,D
【解析】【解答】A、 草丛中出现露水 为液化,A错误
B、 冬天,冰冻的衣服逐渐变干 为升华,B正确
C、 深秋, 屋顶的瓦上结了一层霜 为凝华,C错误
D、 白炽灯泡用久了灯丝变细 为升华,D正确
综上选BD
【分析】根据凝华、升华、液化判识选项
1、液化为气态变为液态会释放热量,如水蒸气、露珠
2、凝华为气态直接变为固态,会释放能量,如雾凇、霜
3、升华为固态直接变为液态,会吸收能量,如雪人变小
11.【答案】A,B,C,D
【解析】【解答】A、“响鼓也要重锤敲”说明声音是由物体振动产生的,且振幅越大响度越大,故A正确;
B、“霜”就是由空气中的水蒸气遇到比较冷的草木凝华形成的,凝华要放热,故B正确;
C、“氛氲香气满汀洲”是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故C正确;
D、“孤帆一片日边来”,研究的对象是“孤帆”,运动状态是“来”,以“青山”为参照物,“孤帆”与“青山”之间的位置发生了变化,说明“孤帆”是运动的,故D正确;
故答案为:ABCD。
【分析】声音的三个特征分别是:音调、响度、音色,是从不同角度描述声音的,音调指声音的高低,由振动频率决定;响度指声音的强弱或大小,与振幅和距发声体的距离有关,音色是由发声体本身决定的一个特性;物体直接由气态变为固态的过程叫凝华,“霜”就是由空气中的水蒸气遇冷凝华为小冰晶附着在草木上形成的。凝华要放热;分子永不停息地做无规则运动;判断物体运动还是静止,就是看被研究的物体和参照物之间位置是否发生了变化。
12.【答案】B,D
【解析】【解答】A.物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华,A不符合题意;
B.同一个物体是运动还是静止,取决于所选的参照物,这就是运动和静止的相对性,B符合题意;
C.光垂直射入介质表面时入射角和折射角都为0°,C不符合题意;
D.质量是物体的属性,只与所含物质的多少有关,与物体的位置、状态、形状、温度无关,水结成冰的过程,质量不变,密度变小,由 可知体积变大,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】升华和凝华:物质从固态直接变成气态叫升华,要吸热;而物质从气态直接变成固态叫凝华,要放热。
判断一个物体是否是运动的还是静止的,关键是看被研究的物体与所选的标准即参照物之间的相对位置知否发生了改变。如果发生改变,则次物体是运动的,如果没发生改变,则此物体是静止的。
质量是物体的属性,只与所含物质的多少有关,与物体的位置、状态、形状、温度无关。
13.【答案】A,B,C
【解析】【解答】解:
A、放在衣橱里的樟脑丸越来越小,卫生球由固态变成气态属于升华,故A正确;
B、冬天,晾在室外的冰冻的衣服干了,冰由固态直接变成水蒸气属于升华,故B正确;
C、用久了的电灯丝比新时细,灯丝由固态变成气态属于升华现象,故C正确;
D、放在盘子里的水,一段时间会变少,水由液态变成气态属于汽化,故D不正确.
故选:ABC.
【分析】物质从固态变为液态的过程是熔化.物质从液态变为固态的过程是凝固.物质从液态变为气态的过程是汽化.
物质从气态变为液态的过程是液化.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.
14.【答案】A,C,D
【解析】【解答】AB.雾凇是空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶,A符合题意、B不符合题意;
C.雾凇形成过程属于凝华,凝华过程放出热量,C符合题意;
D.霜是由水蒸气温度下降到0℃以下凝华形成的,即要形成霜温度必须要低于0℃,因此易拉罐内冰与盐水混合物的温度低于0℃,D符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】雾凇是空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶,凝华过程放出热量;霜是由水蒸气温度下降到0℃以下凝华形成的。
15.【答案】B,D
【解析】【解答】解:A.“清风翻书”是因为空气流速大的地方压强小,故A错误;
B.雾凇是空气中的水蒸气遇到温度很低的树枝等物体凝华而成的,凝华放热,故B正确;
C.“疑水浅”是光从水中斜射向空气中发生了折射,且折射角大于入射角造成的,故C错误;
D.能闻到花香是花的香味分子进入了空气中,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故D正确。
故选:BD。
【分析】 (1)流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大;
(2)物质从气态直接变为固态的过程叫凝华,凝华放热;
(3)当光从一种介质斜射入另一种介质时,在界面处会发生折射;
(4)一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
16.【答案】升华;凝华;霜
【解析】【解答】 加热固体碘产生紫色的气体,是固体碘吸热直接变为气体,是升华现象,停止加热冷却后,出现小颗粒,气态碘又发生凝华的原因,生活霜的形成是凝华现象。
【分析】固体直接变为气体是升华现象;气体直接变为固体是凝华现象。
17.【答案】升华;吸
18.【答案】内;凝华;放热
【解析】【解答】寒冷的冬天,教室的窗玻璃内表面会形成冰花,这是由于室内温度高的水蒸气遇到温度很低的玻璃内表面直接凝华形成的小冰晶,凝华要放热。
【分析】升华和凝华:物质从固态直接变成气态叫升华,要吸热;而物质从气态直接变成固态叫凝华,要放热。
19.【答案】吸热;升华;凝华
20.【答案】二氧化碳;干冰;凝华;干冰;二氧化碳;升华;水蒸气;水;液化;水蒸气;冰;凝华
【解析】【解答】二氧化碳变成干冰,由气态直接变成固态,属于凝华;干冰变成二氧化碳气体,由固态直接变成气态,属于升华;水蒸气遇冷凝结成小水滴,由气态变成液态,属于液化;水蒸气遇冷凝结成小冰晶,由气态直接变成固态,属于凝华;小冰晶下落过程中变成水滴,由固态变成液态,属于熔化.
【分析】
21.【答案】凝华;高
【解析】【解答】(1) 战士们防寒面罩上的霜花是空气中的水蒸气放热从气态直接变成固态发生凝华形成的。
(2) 战士们需要用高压锅才能煮熟食物,因为高压锅内气压越高,沸点越高。
【分析】(1)根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称;
(2)根据液体沸点随上方气压的变化规律解答。
22.【答案】升华;凝华
【解析】【解答】解:钨丝受热由固态直接变为了气态,产生了钨的蒸气,是升华现象;钨的蒸气在灯泡壁上遇冷凝华为钨,附着在灯泡壁上.
故答案为:升华;凝华.
【分析】升华是物体由固态直接变为气态的过程;凝华是指物体由气态直接变为固态的过程.
23.【答案】升华
24.【答案】升华;樟脑丸变小;小明;紫色的碘蒸气逐渐消失,出现固态的碘;放
25.【答案】(1)吸热;升华
(2)轻;不能;能
(3)不会;吸收
(4)真空不能传声
26.【答案】(1)水蒸气;凝华
(2)空气湿润;气温在0℃以下
(3)不能,因为没有进行空气干燥和湿润的对比实验,所以不能证明空气干燥时是否会形成。
【解析】【解答】霜 是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶,附着在植被表面;根据文中的“当空气干燥时,即使温度降低到-20℃~-10℃,也不会出现霜.”可知:霜的形成 条件是:空气湿润且温度在0℃以下;“从冰箱取出一些-10℃的冰块,放在不锈钢杯子里,一段时间后可看到在杯底出现一些白色的小冰晶(即霜)”中,没有 提供两种不同的空气湿润环境;故不能验证猜想.
【分析】凝华是指物质由气态直接变为固态。霜是空气中的水蒸气凝华形成的,所以空气潮湿时才会有霜。
27.【答案】升华;吸收;3.84×108;平面镜
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