3.4 升华和凝华 课课精编分层练习 2026-2027学年人教版八年级上册物理
2026-08-18
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摘要:
**基本信息**
围绕“升华和凝华”分层设计,从基础概念到综合应用,融入科学探究与中考衔接,强化物理观念与科学思维。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础巩固|升华凝华概念、吸放热、物态变化综合、水循环|单一知识点直接应用,如填物态变化名称、选择现象实例,夯实物理观念|
|能力提升|实验探究(碘升华)、跨学科实践(酸奶冰激凌)、现象解释(干冰灭火)|结合实验与生活情境,如控制温度探究碘升华,培养科学思维与探究能力|
|拓展实践|人造霜、樟脑丸称重实验|家庭实验操作,如加盐制霜、观察樟脑丸升华,强化科学探究与科学态度|
|中考精选|中考高频考点(物态变化吸放热、人工降水等)|真题演练,如2025南京题考干冰应用,衔接阶段测评|
内容正文:
【核心素养】3.4 升华和凝华 分层练习(原卷版)
基础巩固
知识点一:升华和凝华的概念与现象
1.有一种新型黑色碳粉材料。在激光的照射下,纸张上的黑色碳粉直接______为碳蒸气,字迹消失。再经过特殊冷却装置,碳蒸气直接______成碳粉。纸张和碳粉可以重复使用,有效节约资源。(两空均填物态变化名称)
2.诗人李白有描写天山的诗句“五月天山雪,无花只有寒”。雪的形成是由于水蒸气发生了( )
A.熔化 B.凝固 C.液化 D.凝华
3.从冰箱中取出的冻肉在空气中放置一会儿,冻肉上出现了一层白霜,又经过一段时间冻肉上的霜变成了水,此过程经历的物态变化是先___________后___________(填物态变化名称)。
4.雾凇,俗称树挂,表现为不透明的白色松散冰晶,雾凇形成经历的物态变化是( )
A.汽化 B.液化 C.凝华 D.凝固
知识点二:升华吸热、凝华放热与干冰
5.干冰是固态的二氧化碳,在常温下可以直接变成气态的二氧化碳,这种物态变化叫作___________。如图,将干冰放在试管中,试管周围会出现大量的“白气”,这是因为干冰直接变成气态二氧化碳的过程中,从空气中___________(选填“吸收”或“放出”)大量的热,导致周围空气的温度降低,从而使空气中的水蒸气遇冷___________(填物态变化的名称)形成小水滴,这些小水滴浮在空气中,形成了我们看到的“白气”。
6.今天我们的生活越来越美好,在炎热的夏天可以吃上远方的新鲜食品,人们为了防止食品在长时间运输中腐烂变质,利用干冰(固态二氧化碳)给食品降温,这是因为( )
A.干冰熔化吸热 B.干冰液化吸热
C.干冰升华吸热 D.干冰凝华吸热
7.装有干冰的易拉罐置于空气中一段时间后,外壁上部出现水滴,是由于水蒸气________热量液化形成的。罐内干冰体积变小,这是因为干冰发生了________(填物态变化名称)。
知识点三:六种物态变化的综合判断
8.水是人类环境的重要组成部分。水通过吸热、放热在固态、液态、气态三种状态间转化,如图所示。已知甲是水,则( )
A.乙是冰 B.丙是水蒸气
C.由丙到甲的过程放热 D.由丙到甲是熔化过程
9.“二十四节气”已被列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产名录。其中“谷雨”“寒露”“霜降”“小雪”等节气与物态变化有关,下列说法正确的是( )
A.雨的形成是汽化现象 B.露的形成需要吸收热量
C.霜的形成是凝华现象 D.雪的形成需要吸收热量
10.小明从冰箱冷冻室里拿出一根冰棍,发现外面有一层薄薄的“霜”,同时还在冒“白气”。根据相关情景,下列说法正确的是( )
A.“霜”的形成过程是凝华,该过程要吸热
B.“白气”的形成过程是升华,该过程要放热
C.过一段时间冰棍化了是熔化现象,该过程要吸热
D.过一会儿“白气”消失是液化现象,该过程要放热
11.中华大地,河山锦绣,随着四季更替,水在不同的形态之间变化,形成了多彩的自然奇观,下列物态变化需要吸热的是( )
A. 暖春…冰雪消融
B. 暑夏…雾起山峦
C. 凉秋….红叶生霜
D. 寒冬…滴水成冰
知识点四:水循环与水资源
12.人类的生存和生活离不开地球上的水循环,关于图中水循环的物态变化,下列说法不正确的是______。
A.海水吸热,蒸发成水蒸气上升到空中
B.空气中的水蒸气遇冷,液化成云中的小水滴
C.云中的小水滴遇冷,凝固形成冰雹
D.云中的小冰晶吸热,升华形成雨
选择理由:______。
13.习总书记指出“绿水青山就是金山银山”,彰显出我国对生态环境保护的重视。江河、湖、海、湿地、森林和草原等在调节水平衡中发挥着重要作用。关于降雨和地球水循环,下列说法中正确的是( )
A.地表水和海水放出热量后,汽化成水蒸气
B.部分上升的水蒸气与冷空气接触,会液化成小水滴
C.小水滴遇到更冷的气流时吸收热量,凝华成小冰珠
D.小冰珠在降落过程中放出热量,熔化成雨水
14.水是生命之源,节约用水是公民的基本素养。关于水的物态变化说法正确的是( )
A.春天冰雪消融——熔化,需要吸热
B.夏天洒水降温——汽化,需要放热
C.秋天细雨绵绵——液化,需要吸热
D.冬天大雪纷飞——凝华,需要吸热
能力提升
1.小明在探究物态变化的实验中,设计了图甲、乙、丙所示的三种探究“碘的升华”的实验方案。
(1)已知酒精灯火焰的温度约为500℃,一标准大气压下,碘的熔点为113.5℃,丙方案中电吹风能提供的热风温度最高为80℃,上述方案中“乙、丙”两方案的主要优点是____________(选填“受热均匀”或“温度可控”);目的是可防止碘发生____________现象(填物态变化名称)。
(2)为了进一步探究升华现象,小明继续进行图丁的实验:用镊子夹取几块干冰放入装有常温水的烧杯中,水立刻剧烈“沸腾”起来,内部有大量气泡产生,这些气泡内主要是____________(选填“空气”“水蒸气”或“二氧化碳气体”),一段时间后发现杯底的干冰粘在了一起,这是由于干冰周围的水____________(填物态变化名称)形成的。
2.根据图1和2所示实验回答下列问题。
(1)如图1所示,取一支较大的注射器,拉动活塞吸进一些液态乙醚(乙醚是一种化学药品)。取下针头,用橡皮帽把注射器的小孔堵住。向外拉活塞,注射器中的液态乙醚“消失”(看不到了),这是由于液态乙醚发生了_______(填物态变化名称)。再往里推活塞,又可以看见注射器中有液态的乙醚,这一实验现象说明:在一定条件下,用_______的方法可以使气体液化。
(2)干冰(固态二氧化碳)是常用的制冷剂,小明把干冰放入试管中,在试管口套气球(如图2甲),气球会鼓起来。一段时间后,试管底部外壁出现了白霜(如图2乙)。这是由于试管中干冰_______(填物态变化名称)成气态,试管外的水蒸气_______(选填“吸收”或“放出”)热量_______(填物态变化名称)成霜。
3.跨学科实践:用液态酸奶做酸奶冰激凌。
【项目分析】
为了达成项目目标,小洋想到了可以分别利用冰、干冰和液氮使酸奶快速变成酸奶冰激凌。
【项目实施】
(1)方案一:把液态酸奶装在杯子里,放入冰块中,如图甲所示,他发现酸奶始终无法变为冰激凌。为了完成实验,改用盐水冰块替换冰块,酸奶变成了冰激凌,由此可以推理出盐水冰块的熔点比冰的_____(选填“高”或“低”)。
方案二:如图乙,把食品级干冰倒入液态酸奶中,不断搅拌,最终做成冰激凌。制作过程中先观察到液体中有气泡,周围飘着“白气”。如图丙,小洋发现装干冰的容器外壁出现一层白霜,它是_____(填物态变化名称)形成的。
方案三:如图丁所示,把液氮倒入液态酸奶,酸奶也变成了冰激凌。
【交流评估】
(2)你认为上述方案最佳的是_____(选填“一”、“二”或“三”),理由是:_____(合理即可)。
4.为加强消防安全,在学校楼道内必须配备消防设备,其中常见的有干冰灭火器。当发生火灾险情时,我们可打开灭火器阀门对准火源根部灭火。请利用所学物理知识解释干冰能快速灭火的原理(字数不超过100字)。
5.请阅读《云中探秘问苍穹》并回答题。
云中探秘问苍穹
苍茫云海、万里层云中蕴藏着丰富的水资源,水的降落滋润着地球万物。降水量的多少和降水在时间与空间的分布极大地影响着人们的生活。在一定时段内,从云中降落到地面上的液态或固态降水,在无渗透、蒸发、流失情况下积聚的水层深度,称为该地该时段内的降水量,单位为毫米(mm)。
如何预测某个区域的降水量呢?如果能获得该区域正上方云层所含降水粒子(云中的小水滴或小冰晶)所能形成的水的总体积,再结合其他信息估测能够降落到地面的降水粒子占总降水粒子的比例,利用体积和该区域面积之间的关系,就可以得到降水量了。
精准预报降水是一个世界难题,我国在轨气象卫星家族中的新成员——风云三号G星(如图所示)的出现,向解决这一难题迈出了一大步。风云三号G星搭载了我国首套“空中雨量计”——星载KU、KA双频主动降水测量雷达,通过向大气发射无线电磁波信号,接收大气中不同高度层的降水粒子反射信号,获取竖直方向不同高度层的降水结构信息;同时,利用雷达跨轨方向的扫描,实现对水平方向的降水探测。这就如同对大气降水进行“CT”扫描,最终使风云三号G星自上而下地获取云层的三维结构信息,如云层厚度、云层中不同位置降水粒子的数密度(即单位体积内降水粒子的数量)以及各种降水粒子的直径大小等。
风云三号G星云中探秘、叩问苍穹,助力我国在探索浩瀚宇宙的征程上,跑出加速度。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)风云三号G星搭载了我国首套________,即星载KU、KA双频主动降水测量雷达。
(2)降水粒子的数密度越大,则1m3内降水粒子的________越大。
A.质量 B.体积 C.数量
(3)假设探测到某云层的平均厚度为1000m,内部的降水粒子(可视为小水滴)分布均匀,数密度为6.25×109个/m3,每个降水粒子的体积均为4×10-15m³。若在12小时内,该云层中有80%的降水粒子以雨滴形式竖直降落到地面上。该云层对应区域的平均降水量为____mm。根据我国气象部门规定的各类雨的降水量标准(见表),可知此次降雨的种类为____。
表各类雨的降水量标准
种类
12小时降水量(mm)
小雨
小于5.0
中雨
5.0~14.9
大雨
15.0~29.9
暴雨
30.0~69.9
大暴雨
70.0~139.9
特大暴雨
140.0以上
拓展实践
实验 在家做一次“人造霜”,再给樟脑丸称一次重(取材教材第80页练习第2、4题)
【器材】易拉罐、碎冰、食盐、筷子、温度计、樟脑丸(或卫生球)、厨房秤、小纸袋
【做一做·人造霜】
1.把碎冰装进易拉罐,约装大半罐,再加入两三勺食盐;
2.用筷子搅拌大约半分钟,然后把温度计插进冰盐混合物里,读出温度:____℃;
这个温度比 0 ℃ ____(选填“高”或“低”);
3.静置几分钟,观察易拉罐的下部和底部,看到了什么?__________
4.想一想:
① 罐外壁上的白霜是罐里的水渗出来的吗?____(选填“是”或“不是”);
② 它其实是____中的水蒸气遇冷发生____形成的,这一过程要____热;
③ 加盐起什么作用?________________
【称一称·樟脑丸去哪了】
5.用厨房秤称出一颗樟脑丸的质量:____g;把它装进敞口小纸袋,放在通风处;
6.一周后再称一次:____g。质量变____了(选填“大”或“小”);
7.樟脑丸并没有化成液体流走,它经历的物态变化是____,这一过程要____热。
中考精选
1.(2026·云南·中考真题)图中描述的物态变化需要吸热的是( )
A.冰雪消融 B.露珠的凝结C.冰花的形成 D.湖面结冰
2.(2025·江苏南京·中考真题)实施人工降水的一种方法是通过飞机在高空云层中播撒干冰(固态二氧化碳),使云层中的水蒸气变成小冰晶或小水滴,小冰晶、小水滴增多形成降水。下列说法正确的是( )
A.干冰在云层中要放出大量热量 B.干冰在云层中汽化成二氧化碳
C.云层中的水蒸气凝华成小冰晶 D.云层中的水蒸气凝固成小水滴
3.(2025·广东·中考真题)如图,丹霞山云雾缭绕,如诗如画,在阳光照射下,云雾中的小水珠变成水蒸气,此过程属于( )
A.汽化 B.液化
C.熔化 D.凝固
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【核心素养】3.4 升华和凝华 分层练习(解析版)
基础巩固
知识点一:升华和凝华的概念与现象
1.有一种新型黑色碳粉材料。在激光的照射下,纸张上的黑色碳粉直接______为碳蒸气,字迹消失。再经过特殊冷却装置,碳蒸气直接______成碳粉。纸张和碳粉可以重复使用,有效节约资源。(两空均填物态变化名称)
【答案】 升华 凝华
【详解】[1][2]物体由固态变为气态的物态变化是升华,物体由气态变为固态的物态变化是凝华。新型黑色碳粉材料。在激光的照射下,纸张上的黑色碳粉直接升华为碳蒸气,字迹消失。再经过特殊冷却装置,碳蒸气直接凝华成碳粉。
2.诗人李白有描写天山的诗句“五月天山雪,无花只有寒”。雪的形成是由于水蒸气发生了( )
A.熔化 B.凝固 C.液化 D.凝华
【答案】D
【详解】雪是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶,水蒸气直接由气态变为固态,发生了凝华,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.从冰箱中取出的冻肉在空气中放置一会儿,冻肉上出现了一层白霜,又经过一段时间冻肉上的霜变成了水,此过程经历的物态变化是先___________后___________(填物态变化名称)。
【答案】 凝华 熔化
【详解】[1][2]从冰箱中刚取出的冻肉温度很低,空气中的水蒸气遇到冷的冻肉直接变为小冰晶即霜,此过程中物质由气态直接变为固态,属于凝华现象;过一段时间冻肉上的霜变成了水,此过程中物质由固态变为液态,属于熔化现象,故此过程经历的物态变化是先凝华后熔化。
4.雾凇,俗称树挂,表现为不透明的白色松散冰晶,雾凇形成经历的物态变化是( )
A.汽化 B.液化 C.凝华 D.凝固
【答案】C
【详解】雾凇是空气中的水蒸气直接变成固态的冰晶,这种物质由气态直接变为固态的物态变化叫做凝华。所以雾凇形成经历的物态变化是凝华。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
知识点二:升华吸热、凝华放热与干冰
5.干冰是固态的二氧化碳,在常温下可以直接变成气态的二氧化碳,这种物态变化叫作___________。如图,将干冰放在试管中,试管周围会出现大量的“白气”,这是因为干冰直接变成气态二氧化碳的过程中,从空气中___________(选填“吸收”或“放出”)大量的热,导致周围空气的温度降低,从而使空气中的水蒸气遇冷___________(填物态变化的名称)形成小水滴,这些小水滴浮在空气中,形成了我们看到的“白气”。
【答案】 升华 吸收 液化
【详解】[1]在常温下固态的二氧化碳直接变成气态的二氧化碳,是固态直接变为气态的过程,这种物态变化叫作升华。
[2][3]干冰直接变成气态二氧化碳,是升华现象,干冰在升华过程从空气中吸收大量的热,导致周围空气的温度降低,空气中的水蒸气遇冷液化形成小水滴,这些小水滴浮在空中,形成了我们看到的“白气”。
6.今天我们的生活越来越美好,在炎热的夏天可以吃上远方的新鲜食品,人们为了防止食品在长时间运输中腐烂变质,利用干冰(固态二氧化碳)给食品降温,这是因为( )
A.干冰熔化吸热 B.干冰液化吸热
C.干冰升华吸热 D.干冰凝华吸热
【答案】C
【详解】干冰是极易升华的物质,在干冰升华过程中,要从周围吸收热量,从而使周围的温度降低,以获得低温,从而防止食品腐烂变质。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.装有干冰的易拉罐置于空气中一段时间后,外壁上部出现水滴,是由于水蒸气________热量液化形成的。罐内干冰体积变小,这是因为干冰发生了________(填物态变化名称)。
【答案】 放出 升华
【详解】外壁上部出现水滴,是由气态的水蒸气液化形成液态的水滴现象,该过程需要放出热量。
罐内干冰体积变小,这是因为干冰在常温常压下直接由固态升华变为气态。
知识点三:六种物态变化的综合判断
8.水是人类环境的重要组成部分。水通过吸热、放热在固态、液态、气态三种状态间转化,如图所示。已知甲是水,则( )
A.乙是冰 B.丙是水蒸气
C.由丙到甲的过程放热 D.由丙到甲是熔化过程
【答案】D
【详解】AB.由于甲是水,由甲转变成乙要吸热可知,乙是气态,可推导出丙是固态,故A、B错误;
CD.从丙到甲是熔化过程,要吸热,故C错误,D正确。
故选D。
9.“二十四节气”已被列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产名录。其中“谷雨”“寒露”“霜降”“小雪”等节气与物态变化有关,下列说法正确的是( )
A.雨的形成是汽化现象 B.露的形成需要吸收热量
C.霜的形成是凝华现象 D.雪的形成需要吸收热量
【答案】C
【详解】A.雨一般是由空气中的水蒸气液化而来,属于液化现象,故A错误;
B.露是由空气中的水蒸气液化而来,是液化现象,而液化放热,故B错误;
C.霜是深秋或冬季,晚上气温骤降,空气中的水蒸气变成了固态冰晶,附在草木上,属于凝华现象,故C正确;
D.雪是由水蒸气遇冷变成小冰晶,属于凝华现象,而凝华放热,故D错误。
故选C。
10.小明从冰箱冷冻室里拿出一根冰棍,发现外面有一层薄薄的“霜”,同时还在冒“白气”。根据相关情景,下列说法正确的是( )
A.“霜”的形成过程是凝华,该过程要吸热
B.“白气”的形成过程是升华,该过程要放热
C.过一段时间冰棍化了是熔化现象,该过程要吸热
D.过一会儿“白气”消失是液化现象,该过程要放热
【答案】C
【详解】A.“霜”是空气中的水蒸气遇冷直接变为固态小冰晶,属于凝华现象,凝华过程要放热,故A错误;
B.“白气”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,属于液化现象,液化过程要放热,故B错误;
C.冰棍熔化是固态冰变为液态水,熔化过程要吸热,故C正确;
D.“白气”消失是小水滴变为气态水蒸气,属于汽化现象,汽化过程要吸热,故D错误。
故选C。
11.中华大地,河山锦绣,随着四季更替,水在不同的形态之间变化,形成了多彩的自然奇观,下列物态变化需要吸热的是( )
A. 暖春…冰雪消融
B. 暑夏…雾起山峦
C. 凉秋….红叶生霜
D. 寒冬…滴水成冰
【答案】A
【详解】A.冰雪消融属于熔化,熔化吸热,故A符合题意;
B.雾的形成属于液化,液化放热,故B不符合题意;
C.霜的形成属于凝华,凝华放热,故C不符合题意;
D.水结冰属于凝固,凝固放热,故D不符合题意。
故选A。
知识点四:水循环与水资源
12.人类的生存和生活离不开地球上的水循环,关于图中水循环的物态变化,下列说法不正确的是______。
A.海水吸热,蒸发成水蒸气上升到空中
B.空气中的水蒸气遇冷,液化成云中的小水滴
C.云中的小水滴遇冷,凝固形成冰雹
D.云中的小冰晶吸热,升华形成雨
选择理由:______。
【答案】 D 小冰晶是固态,雨是液态,物质从固态变成液态的过程是熔化,物质从固态直接变成气态才是升华。
【详解】[1]A.海水吸热,蒸发成水蒸气上升到空中,属于汽化现象。故A正确,不符合题意;
B.水蒸气与冷空气接触,由气态的水蒸气变成液态的水,是液化现象。故B正确,不符合题意;
C.小水滴遇到更寒冷的气流,由液态的小水珠直接变成固态的小冰粒,是凝固现象。故C正确,不符合题意;
D.小冰晶是固态,雨是液态,物质从固态变成液态的过程是熔化。故D不正确,不符合题意。
故选D。
[2]略。
13.习总书记指出“绿水青山就是金山银山”,彰显出我国对生态环境保护的重视。江河、湖、海、湿地、森林和草原等在调节水平衡中发挥着重要作用。关于降雨和地球水循环,下列说法中正确的是( )
A.地表水和海水放出热量后,汽化成水蒸气
B.部分上升的水蒸气与冷空气接触,会液化成小水滴
C.小水滴遇到更冷的气流时吸收热量,凝华成小冰珠
D.小冰珠在降落过程中放出热量,熔化成雨水
【答案】B
【详解】A.地表水和海水吸热后才能汽化为水蒸气,故A错误;
B.部分上升的水蒸气与冷空气接触,由气态的水蒸气变成液态的水,发生液化现象,故B正确;
C.小水滴遇到更寒冷的气流,由液态的小水滴变成固态的小冰晶,是凝固现象,故C错误;
D.小冰珠在降落过程中会吸收热量,由固态熔化成雨水,故D错误。
故选B。
14.水是生命之源,节约用水是公民的基本素养。关于水的物态变化说法正确的是( )
A.春天冰雪消融——熔化,需要吸热
B.夏天洒水降温——汽化,需要放热
C.秋天细雨绵绵——液化,需要吸热
D.冬天大雪纷飞——凝华,需要吸热
【答案】A
【详解】A.冰雪消融,是固态冰变成液态水熔化过程,这个过程需要吸热,故A正确;
B.洒水能降温,是因为水在蒸发时,吸收热量,故B错误;
C.雨是水蒸气在上升时遇到冷液化而成的,液化需要放热,故C错误;
D.雪是水蒸气上升时,遇到极冷凝华而成的,凝华需要放热,故D错误。
故选A。
能力提升
1.小明在探究物态变化的实验中,设计了图甲、乙、丙所示的三种探究“碘的升华”的实验方案。
(1)已知酒精灯火焰的温度约为500℃,一标准大气压下,碘的熔点为113.5℃,丙方案中电吹风能提供的热风温度最高为80℃,上述方案中“乙、丙”两方案的主要优点是____________(选填“受热均匀”或“温度可控”);目的是可防止碘发生____________现象(填物态变化名称)。
(2)为了进一步探究升华现象,小明继续进行图丁的实验:用镊子夹取几块干冰放入装有常温水的烧杯中,水立刻剧烈“沸腾”起来,内部有大量气泡产生,这些气泡内主要是____________(选填“空气”“水蒸气”或“二氧化碳气体”),一段时间后发现杯底的干冰粘在了一起,这是由于干冰周围的水____________(填物态变化名称)形成的。
【答案】(1) 温度可控 熔化
(2) 二氧化碳气体 凝固
【详解】(1)乙方案用水浴加热,温度能保持在水的沸点(100℃)以内;丙方案用电吹风提供最高80℃的热风,两者都能控制温度,避免温度过高超过碘的熔点。
碘的熔点为113.5℃,酒精灯火焰温度约500℃,甲方案温度超过熔点,碘会先熔化;而乙、丙方案温度低于碘的熔点,可防止碘发生熔化现象,能更好地观察升华。
(2)干冰是固态二氧化碳,放入常温水杯中会直接升华,变成二氧化碳气体,所以气泡内主要是二氧化碳气体。
干冰升华时会吸收大量热量,使周围水温急剧降低,杯底的水遇冷会发生凝固现象,变成冰,所以干冰会粘在一起。
2.根据图1和2所示实验回答下列问题。
(1)如图1所示,取一支较大的注射器,拉动活塞吸进一些液态乙醚(乙醚是一种化学药品)。取下针头,用橡皮帽把注射器的小孔堵住。向外拉活塞,注射器中的液态乙醚“消失”(看不到了),这是由于液态乙醚发生了_______(填物态变化名称)。再往里推活塞,又可以看见注射器中有液态的乙醚,这一实验现象说明:在一定条件下,用_______的方法可以使气体液化。
(2)干冰(固态二氧化碳)是常用的制冷剂,小明把干冰放入试管中,在试管口套气球(如图2甲),气球会鼓起来。一段时间后,试管底部外壁出现了白霜(如图2乙)。这是由于试管中干冰_______(填物态变化名称)成气态,试管外的水蒸气_______(选填“吸收”或“放出”)热量_______(填物态变化名称)成霜。
【答案】(1) 汽化 压缩体积
(2) 升华 放出 凝华
【详解】(1)[1]液态乙醚变为气态消失在注射器中,是液态变为气态的汽化现象。
[2]向内推活塞,气态乙醚被压缩体积后重新变为液态,说明压缩体积的方法可以使气体液化。
(2)[1]干冰是固态二氧化碳,直接从固态变为气态使气球鼓起,属于升华现象。
[2][3]升华吸热使试管温度大幅降低,试管外的水蒸气遇冷,直接从气态变为固态的霜,属于凝华,凝华过程需要放出热量。
3.跨学科实践:用液态酸奶做酸奶冰激凌。
【项目分析】
为了达成项目目标,小洋想到了可以分别利用冰、干冰和液氮使酸奶快速变成酸奶冰激凌。
【项目实施】
(1)方案一:把液态酸奶装在杯子里,放入冰块中,如图甲所示,他发现酸奶始终无法变为冰激凌。为了完成实验,改用盐水冰块替换冰块,酸奶变成了冰激凌,由此可以推理出盐水冰块的熔点比冰的_____(选填“高”或“低”)。
方案二:如图乙,把食品级干冰倒入液态酸奶中,不断搅拌,最终做成冰激凌。制作过程中先观察到液体中有气泡,周围飘着“白气”。如图丙,小洋发现装干冰的容器外壁出现一层白霜,它是_____(填物态变化名称)形成的。
方案三:如图丁所示,把液氮倒入液态酸奶,酸奶也变成了冰激凌。
【交流评估】
(2)你认为上述方案最佳的是_____(选填“一”、“二”或“三”),理由是:_____(合理即可)。
【答案】(1) 低 凝华
(2) 二 干冰升华吸热,降温效果快,且干冰易获取、操作相对安全,制作过程中还能通过气泡和“白气”现象直观观察物态变化,趣味性强。
【详解】(1)冰的熔点是0℃,用冰块时酸奶无法凝固,而用盐水冰块可以凝固,说明盐水冰块能达到更低的温度使酸奶凝固,因此盐水冰块的熔点比冰的熔点低;
干冰升华吸热,使容器外壁温度急剧降低,空气中的水蒸气遇冷直接由气态变为固态的小冰晶,附着在容器外壁形成白霜,该过程属于凝华现象。
(2)略
4.为加强消防安全,在学校楼道内必须配备消防设备,其中常见的有干冰灭火器。当发生火灾险情时,我们可打开灭火器阀门对准火源根部灭火。请利用所学物理知识解释干冰能快速灭火的原理(字数不超过100字)。
【答案】当发生火灾险情时,我们打开干冰灭火器阀门对准火源根部,干冰迅速升华,升华从周围吸收大量的热,使温度降低到可燃物着火点以下,起到灭火的作用。
【详解】略。
5.请阅读《云中探秘问苍穹》并回答题。
云中探秘问苍穹
苍茫云海、万里层云中蕴藏着丰富的水资源,水的降落滋润着地球万物。降水量的多少和降水在时间与空间的分布极大地影响着人们的生活。在一定时段内,从云中降落到地面上的液态或固态降水,在无渗透、蒸发、流失情况下积聚的水层深度,称为该地该时段内的降水量,单位为毫米(mm)。
如何预测某个区域的降水量呢?如果能获得该区域正上方云层所含降水粒子(云中的小水滴或小冰晶)所能形成的水的总体积,再结合其他信息估测能够降落到地面的降水粒子占总降水粒子的比例,利用体积和该区域面积之间的关系,就可以得到降水量了。
精准预报降水是一个世界难题,我国在轨气象卫星家族中的新成员——风云三号G星(如图所示)的出现,向解决这一难题迈出了一大步。风云三号G星搭载了我国首套“空中雨量计”——星载KU、KA双频主动降水测量雷达,通过向大气发射无线电磁波信号,接收大气中不同高度层的降水粒子反射信号,获取竖直方向不同高度层的降水结构信息;同时,利用雷达跨轨方向的扫描,实现对水平方向的降水探测。这就如同对大气降水进行“CT”扫描,最终使风云三号G星自上而下地获取云层的三维结构信息,如云层厚度、云层中不同位置降水粒子的数密度(即单位体积内降水粒子的数量)以及各种降水粒子的直径大小等。
风云三号G星云中探秘、叩问苍穹,助力我国在探索浩瀚宇宙的征程上,跑出加速度。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)风云三号G星搭载了我国首套________,即星载KU、KA双频主动降水测量雷达。
(2)降水粒子的数密度越大,则1m3内降水粒子的________越大。
A.质量 B.体积 C.数量
(3)假设探测到某云层的平均厚度为1000m,内部的降水粒子(可视为小水滴)分布均匀,数密度为6.25×109个/m3,每个降水粒子的体积均为4×10-15m³。若在12小时内,该云层中有80%的降水粒子以雨滴形式竖直降落到地面上。该云层对应区域的平均降水量为____mm。根据我国气象部门规定的各类雨的降水量标准(见表),可知此次降雨的种类为____。
表各类雨的降水量标准
种类
12小时降水量(mm)
小雨
小于5.0
中雨
5.0~14.9
大雨
15.0~29.9
暴雨
30.0~69.9
大暴雨
70.0~139.9
特大暴雨
140.0以上
【答案】(1)空中雨量计
(2)C
(3) 20 大雨
【详解】(1)[1]由文中信息可知,风云三号G星搭载了我国首套空中雨量计,即星载KU、KA双频主动降水测量雷达,通过向大气发射无线电磁波信号,接收大气中不同高度层的降水粒子反射信号,获取竖直方向不同高度层的降水结构信息。
(2)[2] 降水粒子的数密度即单位体积内降水粒子的数量,所以降水粒子的数密度越大,则1m3内降水粒子的数量越大。
故选C。
(3)[3]设云层面积为S,则该云层的体积为1000m×S,内部的降水粒子数为1000m×S×6.25×109个/m3,降水粒子的体积为1000m×S×6.25×109个/m3×4×10-15m³,降落到地面上的降水粒子的体积为1000m×S×6.25×109个/m3×4×10-15m³×80%,该云层对应区域的平均降水量为
[4]根据我国气象部门规定的各类雨的降水量标准,可知此次降雨的种类为大雨。
拓展实践
实验 在家做一次“人造霜”,再给樟脑丸称一次重(取材教材第80页练习第2、4题)
【器材】易拉罐、碎冰、食盐、筷子、温度计、樟脑丸(或卫生球)、厨房秤、小纸袋
【做一做·人造霜】
1.把碎冰装进易拉罐,约装大半罐,再加入两三勺食盐;
2.用筷子搅拌大约半分钟,然后把温度计插进冰盐混合物里,读出温度:____℃;
这个温度比 0 ℃ ____(选填“高”或“低”);
3.静置几分钟,观察易拉罐的下部和底部,看到了什么?__________
4.想一想:
① 罐外壁上的白霜是罐里的水渗出来的吗?____(选填“是”或“不是”);
② 它其实是____中的水蒸气遇冷发生____形成的,这一过程要____热;
③ 加盐起什么作用?________________
【称一称·樟脑丸去哪了】
5.用厨房秤称出一颗樟脑丸的质量:____g;把它装进敞口小纸袋,放在通风处;
6.一周后再称一次:____g。质量变____了(选填“大”或“小”);
7.樟脑丸并没有化成液体流走,它经历的物态变化是____,这一过程要____热。
【参考提示】冰里加盐后,混合物的温度会降到 0 ℃ 以下(常见到 −10 ℃ 左右),
这是因为盐使冰的熔点降低,冰在更低的温度下继续熔化并吸热。
罐外壁的白霜不是罐里的水渗出来的——罐是密封的。它是空气中的水蒸气
遇到很冷的罐壁,直接由气态变成固态,也就是凝华,这一过程要放热。
(如果罐壁温度高于 0 ℃,得到的就是水珠而不是霜,那是液化。)
樟脑丸一周后质量变小,而且始终没有出现液体,说明它是由固态直接变成了气态——
这就是升华,升华要吸热。衣柜里的樟脑片会慢慢不见,就是这个道理。
中考精选
1.(2026·云南·中考真题)图中描述的物态变化需要吸热的是( )
A.冰雪消融 B.露珠的凝结
C.冰花的形成 D.湖面结冰
【答案】A
【详解】A.冰雪消融,是冰熔化成水,熔化吸热,故A符合题意;
B.空气中的水蒸气变成液态的小水珠,属于液化现象,需要放热,故B不符合题意;
C.空气中的水蒸气直接变成固态的冰晶,属于凝华现象,需要放热,故C不符合题意;
D.液态的水变成固态的冰,属于凝固现象,需要放热,故D不符合题意。
故选A。
2.(2025·江苏南京·中考真题)实施人工降水的一种方法是通过飞机在高空云层中播撒干冰(固态二氧化碳),使云层中的水蒸气变成小冰晶或小水滴,小冰晶、小水滴增多形成降水。下列说法正确的是( )
A.干冰在云层中要放出大量热量 B.干冰在云层中汽化成二氧化碳C.云层中的水蒸气凝华成小冰晶 D.云层中的水蒸气凝固成小水滴
【答案】C
【详解】A.干冰在云层中由固态直接变为气态,是升华现象,升华需要吸收大量热量,故A错误;
B.干冰在云层中由固态直接变为气态二氧化碳,是升华现象,故B错误;
C.云层中的水蒸气直接变成小冰晶,是由气态直接变为固态,属于凝华现象,故C正确;
D.云层中的水蒸气变成小水滴,是由气态变为液态,属于液化现象,故D错误。
故选C。
3.(2025·广东·中考真题)如图,丹霞山云雾缭绕,如诗如画,在阳光照射下,云雾中的小水珠变成水蒸气,此过程属于( )
A.汽化 B.液化
C.熔化 D.凝固
【答案】A
【详解】云雾中的小水珠变成水蒸气,由液态变成气态,属于汽化,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
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