内容正文:
第一章 物态及其变化
第四节 升华和凝华
基础知识点内容
1.升华:物质由固态直接变为气态的现象。升华需要吸热。
2.凝华:物质由气态直接变为固态的现象。凝华需要放热。
3.升华和凝华的实例:
雾凇:乳白色的冰晶层或粒状冰层,较松脆,常呈毛茸茸针状或起伏不平的粒状。
雾凇的形成:严寒时雾气中水蒸汽遇冷,放热凝华而成 。
干冰还可用作人工降雨,放在空气中能迅速升华,同时吸收大量的热使周围的温度快速降低,使水蒸气液化成小水滴,从而降雨的目的。
雹:小水滴凝固(放热)成冰块(形成过程比较复杂)
题型练习
一.单选题
1.2022年北京冬奥会开幕日,恰逢我国传统的立春节气。在“二十四节气”的倒计时中,冬奥会缓缓开幕,瞬间惊艳了世界。下列关于节气中的物态变化说法正确的是( )
A.立春时节,冰雪消融是液化现象 B.秋分时节,浓浓晨雾是汽化现象
C.霜降时节,地面白霜是凝华现象 D.冬至时节,河面结冰是凝华现象
2.下列四个场景中,因为水的凝华而形成的是( )
A.旷野上的白雾
B.夏天的早晨花草上有露水
C.深秋树叶挂上白霜
D.屋檐下的冰凌
3.现在有一种叫“固体清新剂”的商品,把它放在厕所、汽车、饭店内,能有效的清新 空气、预防感冒等。固体清新剂发生的物态变化是( )
A.熔化 B.升华 C.汽化 D. 凝华
4.霜降为二十四节气之一,一般是在每年公历的10月23日,是秋季的最后一个节气,秋晚温度骤然下降到0℃以下,空气中的水蒸气在地面或植物上直接形成细微的冰针,色白且结构疏松、此过程的物质变化属于( )
A.凝固 B.液化 C.升华 D.凝华
5.在舞台演出中,会利用干冰产生“白气”,用水壶烧水时也会在壶嘴上方出现“白气”,下列说法中正确的是( )
A.干冰周围产生的“白气”是空气中的二氧化碳遇冷液化形成的
B.干冰周围产生的“白气”是干冰吸热升华形成的二氧化碳气体
C.用水壶烧开水时壶嘴上方产生的“白气”是汽化形成的水蒸气
D.演出中与烧水中产生“白气”的过程对应的物态变化是相同的
6.我国科学家通过自主创新研制的飞机刹车片是用一种特殊碳材料制作的。其主要特征是硬度几乎不随温度而变化,当温度升高到2000℃时硬度才会适度变小,但不会熔化,温度到3000℃时开始升华。下列说法正确的是( )
A.这种碳材料发生升华时吸收热量 B.这种碳材料的熔点是2000℃
C.这种碳材料沸点是3000℃ D.这种碳材料只会以固态的形式存在
7.在碘的升华实验中,小星直接把试管放在酒精灯火焰上,如图甲所示;小芳将试管浸入装有热水的烧杯中(下面用酒精灯加热,直到水沸腾一段时间),如图乙所示;结果两试管都出现了碘蒸气。已知:碘的熔点是114℃、沸点是184.35℃;水的沸点是100℃;酒精灯火焰温度约为500℃,由上述信息判断。下列说法中正确的是( )
A.甲装置中的碘蒸气一定是升华而成的
B.乙装置中的碘蒸气一定是汽化而成的
C.乙装置中,水沸腾前,试管内就会出现紫色的气体
D.停止加热后,碘蒸气慢慢消失,凝固成碘颗粒附在试管内壁
8.如图所示是碘升华的实验,用水浴法加热的主要原因是(已知标准大气压下,碘的熔点是113.5℃,碘的沸点是184.4℃,水的沸点是100℃)( )
A.使碘受热均匀
B.水的沸点低于碘的熔点,确保碘不会熔化
C.使实验中产生更多的碘蒸气
D.水的沸点低于碘的沸点,确保碘不会液化
9.2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年的九三阅兵仪式隆重举行,庄严的升旗仪式、空中梯队的彩烟表演、整齐的徒步方队等场景,不仅展现了国家实力,更蕴含着丰富的物理知识。以下四幅图片是某同学观看阅兵直播时留存的精彩瞬间,在空中梯队表演中,飞机通过拉烟吊舱形成彩烟:吊舱内的液态烟雾剂,先经喷嘴雾化成细小液滴,再被喷入发动机高温气流中变成气态,最后遇高空冷空气冷凝成微小液滴悬浮在空气中,形成彩色烟带。下列选项中,对以上“彩色烟带”形成过程中涉及的物态变化描述正确的是( )
A.汽化、液化 B.汽化、凝华 C.升华、凝华 D.升华、凝华
10.水是人类生存环境重要组成部分。通过水三态变化,地球上水在不停地循环,关于水三态变化分析正确的是( )
A.阳光晒暖了海洋,海水吸热汽化成为水蒸气上升到空中
B.高空中水蒸气遇冷凝华成小水滴,相互聚集结成大水滴下降成为雨
C.高空云层中的小水滴遇到更寒冷的气流,凝华形成小冰珠,最后可能形成冰雹降落地面
D.冬天,水蒸气在寒冷高空急剧降温凝固成小冰晶,小冰晶聚集变成雪花飘满大地
二.多选题
1.如图所示的物态变化过程中,需要吸收热量的是( )
A. 水结成冰
B. 水正在沸腾
C. 雾的形成
D. 雪人逐渐变小
2.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,小红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
3.下列说法中不正确的是( )
A.固体熔化过程中需要不断吸热,温度不断升高
B.液体沸腾时不断吸热,但温度不升高
C.春节联欢晚会舞台上经常释放“白气”,是干冰在常温下升华形成的
D.物体在发生物态变化时都要吸热
4.下列场景与所蕴含的物理知识,对应的解释完全正确的是( )
A.初春,小密体育训练后满头大汗,回到教室用书扇风感到凉爽——是因为液体温度升高,加快了液体蒸发
B.盛夏,小密手拿着一瓶冰冻的矿泉水,冰的质量减少,手感到凉——是因为冰熔化从手吸收了热量
C.深秋,小密发现操场的双杠上有一层霜——是因为空气中的水蒸气发生了凝华
D.寒冬,戴眼镜的小密从寒冷的室外走进温暖的室内,镜片上出现一层水珠——是因为室内空气遇冷镜片发生了液化
三.实验填空题
1.将下列现象与对应的物态变化用线连接起来。
冰块化了 熔化
洒水的地面变干 凝固
樟脑球越放越小 汽化
树枝上生成霜 液化
用铁水烧铸工件 升华
蒸锅上方生成“白气” 凝华
2.灯泡用久了玻璃会发黑,这是由于钨丝受热_________成钨的蒸气,钨的蒸气降温后在灯泡的玻璃上__________的缘故成钨的粉末沾在玻璃上的缘故。(填物态变化)
3.寒冷的冬夜里,窗户上结了一层冰花,冰花是空气中的水蒸气________形成的.且冰花都在窗户的__________(填“内侧”或“外侧”)
4.刚从冰箱拿出的冰棒,包装纸上会出现一层“白粉”,这些“白粉”是空气中的水蒸气___________而成的。
5.去年5月25日,我国某地进行了一次人工降雨,用的主要材料之一是“干冰”,使用干冰的目的是通过它的_______从周围吸热而达到使云层急剧降温的效果,使空气中的水蒸气骤然降温_________成小冰晶,这些小冰晶会_________成小水珠,落在地面上形成雨。
6.子垚同学在进行碘升华实验时,将碘锤放入90℃热水中,如图所示,看到了碘锤中产生了紫色碘蒸气,这表明碘发生了________现象,这是一个________过程(选填“吸热”、“放热”)。在将碘锤从热水中取出以后放置一段时间,紫色碘蒸气逐渐消失,这表明碘蒸气发生了________现象,这是一个________过程(选填“吸热”、“放热”)。
7.某同学将气球套在装有适量干冰(固态二氧化碳)的广口瓶瓶口上,观察到瓶内干冰变少,而气球膨胀,且瓶内无液体产生。瓶身上出现一层霜,如图所示。这一过程中发生的物态变化是干冰 (填物态变化名称),发生此物态变化需要 (选填“吸热”或“放热”),从而使得瓶壁温度降低。空气中水蒸气遇冷 (填物态变化名称)为小冰晶附着在瓶壁上,因此霜出现在瓶身 (选填“内”或“外”)侧。
8.在学习物态变化时,小刚用酒精灯直接加热碘锤(放有少量碘的玻璃锤),稍后观察到固态碘变为紫色的碘蒸气并充满碘锤。小刚认为此现象一定是碘的升华,小亮认为小刚的说法是错误的。请你写出小亮的判断依据_______小亮设计了一个观察碘的升华的实验,实验方案是_______。(下表中提供的是答题时可能用到的数据。)
项目
温度/℃
冰的熔点(标准大气压)
0
水的沸点(标准大气压)
100
碘的熔点(标准大气压)
113.6
碘的沸点(标准大气压)
184.3
酒精灯火焰温度
约400~600
9.小明看到家中日光灯管的两端各有一圈黑色(如图甲所示),从外面擦怎么也擦不掉,他觉得奇怪,于是向爸爸请教,爸爸让他在一支长试管内装入少量的碘粉,塞上底部悬挂少量棉线的橡皮塞,用酒精灯慢慢加热,如图乙所示。
(1)加热时小明看到碘粉没有熔化就有紫色的烟雾升起,此过程的物态变化是_______,需要_______热(选填“吸”或“放”),同时发现棉线上好像下了紫色的霜,此过程的物态变化是_______。小明看到家里日光灯管的两端各有一圈黑色,并且时间越长,堆积越多。小明推断日光灯管上黑圈的形成过程所发生的物态变化是________________。
(2)经过这个探究,小明明白了高压电线上凝结的厚冰柱(如图丙所示)经过一个无雨、无雪的寒冷夜晚变粗的原因,你认为下列原因分析合理的是( )
A.空气中的水蒸气遇到高压电线变成了冰
B.空气中的水珠遇到高压电线后凝固成冰
C.空气中的二氧化碳遇到高压电线变成了干冰
10.将一块干冰放入盛有温水的烧杯中,水中就会产生大量气泡,同时水面上有大量白雾出现,请你对上述现象加以解释__________。
11.俗话说“霜前冷,雪后寒”,试用所学的有关知识加以解释。
12.物理课上老师为了模拟人工降雨,向锥形瓶内放入适量干冰(固态的二氧化碳),向纸盘中倒入少量凉水,再将锥形瓶放于盘中,接着将气球套在瓶口,静置片刻,发现气球的体积增大,如图甲所示。一段时间之后,锥形瓶壁上的不同位置形成了露和霜,纸盘中的水有结冰现象,如图乙所示。
(1)写出上述实验中发生的物态变化的名称。
(2)判断露是出现在锥形瓶壁的外部还是内部,并解释原因。
13.我们把放有少量碘的玻璃锤(碘锤)放入热水中,如图所示,稍后观察到固态碘变为紫色的碘蒸气并充满碘锤。请你结合下表中的数据做简要分析,说明这是固态碘升华为气态碘的过程,还是固态碘熔化后再汽化成气态碘的过程。
14.舞台上经常用喷撒干冰固态二氧化碳的方法制造白雾以渲染气氛。对于舞台上的“白雾”,小强同学认为是水蒸气,而小丽认为是小水珠,你认为谁的说法正确?并请你解释“白雾”的形成过程。
答案:
一.1.C 2.C 3.B 4.D 5.D 6.A 7.C 8.B 9.A 10.A
二.1.BD 2.BD 3.ACD 4.BC
三.1.
2.升华 凝华
3.凝华 内侧
4.凝华
5.升华 凝华 熔化
6.升华 吸热 凝华 放热
7.升华 吸热 凝华 外
8.直接用酒精灯给碘锤加热,酒精灯火焰的温度大于固态碘的熔点,固态碘吸热后达到熔点会先熔化,然后汽化变为碘蒸气,故不能证明固态碘发生了升华。
可使用水浴法加热,水的沸点为100℃左右,低于固态碘的熔点,固态碘不会熔化,吸热后直接升华为气态碘,在此过程中需要吸热。
9.(1)升华 吸 凝华 先升华后凝华 (2)A
10.干冰在温水中迅速由固态升华成为气态,同时吸收热量,使水面上方空气温度降低,空气中的水蒸气遇冷液化形成雾。
11.因为霜是空气中的水蒸气凝华成的小冰粒,凝华过程要放热,而水蒸气能够向空气中放热的条件是气温低于水蒸气温度,故只有在足够低的气温下,水蒸气才会凝华成霜,因为下霜时气温 较低,人常感到冷。下雪天气温度本来就低,下雪后,雪的熔化时要向周围空气吸热,而使本来较低的温度进一步下降,因而雪后寒。
12.(1)物质直接由固态变为气态叫升华;干冰是固态的二氧化碳,它在常温下就会升华为气态;干冰升华要吸收热量,使周围空气的温度降低。干冰升华过程中需要吸收热量,使试管壁温度降低,空气中的水蒸气遇冷空变成露,是液化现象,有部分露水变成固体的冰晶,属于凝固现象,气中的水蒸气遇冷直接变成小冰晶附着在管外,形成霜,是凝华现象。所以发生的物态变化有升华,液化,凝华,凝固。
(2)露是出现在锥形瓶壁的外部。因为瓶外空气中的水蒸气遇到冷的瓶壁液化形成的小水珠,而瓶内水蒸气的温度低于瓶壁的温度,无法液化。
13.是固态碘升华为气态碘的过程。水的沸点低于碘的熔点,所以碘不会熔化。因此是固态碘直接升华为气态碘的过程。
14.小丽说法是对的。
干冰升华吸热使周围温度降低,空气中的水蒸气遇冷放热、液化形成小水珠,形成“白雾”,水蒸气是无色透明的,人眼看不到,所以小丽的说法是正确的。
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