沪科版物理九年级（上）第十二章 温度与物态变化单元测试题（含解析）

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第十二章 温度与物态变化单元测试题
一．选择题（共6小题，满分18分，每小题3分）
1．（3分）我国生产的克尔来福疫苗储存温度为2～8℃，远高于莫德纳（﹣20℃）和辉瑞（﹣70℃），方便储存和运输，有利于各国人民接种。关于新冠疫苗储存和接种过程中的一些热现象，下列说法正确的是（　　）
A．储存时疫苗温度越低，疫苗分子热运动越剧烈
B．接种站周围弥漫着消毒水气味，是因为消毒水扩散到空气中
C．用酒精给接种的部位消毒，臂膀有凉的感觉是因为酒精升华吸热
D．戴口罩的护士，她的护目镜容易起“雾”，是水的汽化现象
2．（3分）早在公元前1650年，我国劳动人民就掌握了青铜器铸造技术。用石杓舀出液态铜倒入陶范中冷却成固态，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．液态铜倒入陶范冷却成青铜器是凝华现象
B．液态铜冷却成固态的过程中质量变大
C．工匠身上的汗水不断汽化，需要吸热
D．刚用过的石杓放入水中出现的“白气”是水蒸气
3．（3分）如图所示是一种从空气中制水的设备，温度较高的空气被吸入到温度较低的铜管中，其所含的水蒸气在铜管中冷凝成水。该过程中发生的物态变化是（　　）
A．液化 B．凝华 C．升华 D．汽化
4．（3分）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．“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠”——霜的形成是凝固现象
B．“纷纷暮雪下辕门，风掣红旗冻不翻”——雪的形成是升华现象
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
5．（3分）下列关于热现象的说法中，正确的是（　　）
A．夏天从冰箱里拿出来的冰棒冒“白气”是汽化现象
B．冬天，窗玻璃上出现冰花，是由于水蒸气发生了液化
C．人们吹电风扇感到凉爽，是因为电风扇降低了气温
D．干冰作为人工降雨的冷却剂，是利用它升华吸热的特点
6．（3分）如图表示某晶体的物态变化过程，其中甲、乙、丙分别表示三种物态。下列分析正确的是（　　）
A．甲为气态
B．甲→乙的过程需要放热
C．乙→丙的过程与露珠形成过程相同
D．BC段对应的温度为该晶体的熔点
二．多选题（共2小题，满分8分，每小题4分）
（多选）7．（4分）“摘星星的妈妈回来了！”2022年4月16日，“神舟十三号”载人飞船制动减速、从大气层外自由滑行进入返航轨道；返回舱进入大气层后自由降落，与空气剧烈摩擦产生上千摄氏度的高温；又经系列降落伞继续减速、在四台反推发动机保护下平稳着陆在内蒙古东风着陆场。整个过程中，舱壁的烧蚀材料、高性能隔热材料和舱内恒温系统的共同作用保持了返回舱内温度的正常；除“黑障”时段外，地面系统实时监测着返回舱的位置。在上述过程中，返回舱（　　）
A．在大气层外自由滑行的阶段仍受重力
B．在进入大气层之后机械能转化为内能
C．外壁的烧蚀材料升华吸热以有效降温
D．位置通过超声波被地面系统实时监测
（多选）8．（4分）如果你是一名航天员，进入中国空间站实验舱可以完成的实验有（　　）
A．用刻度尺测量长度 B．用温度计测量温度
C．用天平测量质量 D．用握力计测量握力
三．填空题（共4小题，满分16分，每小题4分）
9．（4分）如图为关于“55°”水杯的图片。将沸水倒入这种杯中摇一摇，便可使水温快速变为55℃，并在一定时间内保持温度不变，这是因为杯的内壁和外壁间贮存了一种颗粒，这种颗粒是 　 　（选填“晶体”或“非晶体”），使沸水降温利用了它 　 　的特点。
10．（4分）北京冬奥会赛道上的雪是利用造雪机将液态的水粉碎成雾状的小水滴，当小水滴遇到寒冷的外部空气 　 　成小冰晶。自然降雪是水蒸气在寒冷的高空急剧降温，从而 　 　成微小的冰晶，这些冰晶聚集起来变成雪花飘落大地。（填写物态变化名称）
11．（4分）2022年3月，我国最大推力的氢氧发动机在北京完成首次试车。氢氧发动机为火箭腾飞提供“硬核”动力，结构简图如图。
（1）为便于运输和储存，通常采用降温和压缩体积的方式将氢气和氧气 　 　（填物态变化名称）后分别储存于火箭的液氢贮箱和液氧贮箱。
（2）燃料燃烧产生的高温高压气体，使发动机对火箭持续做功，直至上升到特定轨道，该过程中能量的转化是 　 　。
12．（4分）2021年10月16日，我国神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火发射，成功将航天员翟志刚、王亚平、叶光富送人天和核心舱，中国空间站有人长期驻留的时代到来。发射时火箭周围产生大量“白气”，这是 　 　现象（填一种物态变化名称）；飞船加速升空时（忽略飞船质量的变化），机械能 　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）。
四．作图题（共2小题，满分4分，每小题2分）
13．（2分）一支体温计的示数如图a所示，在它的玻璃泡外包上浸湿的酒精棉，请在b图中画体温计示数随时间变化的图象。
14．（2分）在室温20℃的房间内，将一温度计的玻璃泡上面包着少量的酒精棉，请在图中画出温度计的示数变化的大致图像。
五．解答题（共2小题，满分8分，每小题4分）
15．（4分）国家速滑馆内一场速滑赛结束，运动员穿戴的冰刀鞋使赛道冰面产生了凹凸不平的划痕，如图所示。为迎接下一场比赛，工作人员通过浇水并喷洒干冰对冰面破损处进行修复。请回答：
（1）为什么锋利的冰刀会对冰面产生划痕？
（2）用物态变化的知识说明浇水并喷洒干冰能快速修复冰面的原因。
16．（4分）北京时间2022年6月5日10时44分07秒，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约577秒后，神舟十四号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。这次飞船又“进化”了！轨道舱壳体结构使用质量轻、超塑性、超韧性和超强耐腐蚀铝合金材料；还给飞船穿了套“温控外衣”——低吸收、低发射型热控涂层，别看它薄，它可以保护飞船减少温度变化的影响，再大的温差也不怕，并且十分耐高温，它主要是应用在飞船的轨道舱和推进舱上。返回舱上的隔热层主要依赖蜂窝增强低密度烧蚀材料，其外面还有一层防烧蚀涂层，能抵御返回舱闯入大气层时产生的高温。如图所示，火箭点火升空时，降温系统向发射塔喷洒大量的水，顿时周围“白气”滚滚。
请根据以上信息，提出两个与物理知识相关的问题，并做简要的回答（不得与示例重复）。
示例：为什么“温控外衣”十分耐高温？回答：因为它的熔点高。
问题1：　 　；回答1：　 　。
问题2：　 　；回答2：　 　。
六．实验探究题（共2小题，满分16分，每小题8分）
17．（8分）在“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验中，实验装置如图甲所示。
（1）实验时应将 　 　（选填：“碎冰”或“整块冰”）放入图甲装置试管中，将试管放入装有水的烧杯中加热的优点是使冰 　 　，便于观察试管中冰的状态变化。
（2）观察图乙，温度计的示数为 　 　℃。
（3）某同学根据记录的数据绘制了冰熔化时温度随时间变化的图象（如图丙所示），由图像可知：冰属于 　 　（选填：“晶体”或“非晶体”）。
18．（8分）在探究“观察水的沸腾”实验中：
（1）小明所在小组组装了如图甲所示的实验装置，实验中温度计的使用方法存在的错误之处是 　 　；
（2）纠正错误后，他们得出了下列实验数据，从表中数据可以看出，水在沸腾时，温度 　 　（选填：“不断上升”、“保持不变”或“不断下降”），水的沸点是 　 　℃；
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
温度/℃ 90 92 94 96 98 98 98 98 98 98 98
（3）ab图是小明在整个实验过程中观察到的2次气泡上升时的情形，其中 　 　（选填：“a”或“b”）是水在沸腾时的情况；
（4）小明发现从开始加热到沸腾时间太长，为了缩短实验时间，你给他的建议是：　 　；
（5）另一组同学选用相同的实验装置，且同时开始实验，整个过程中两组的操作都规范准确，2个小组根据各自的数据，在同一坐标纸上画出了如图丙所示的图线，根据图线分析：你认为造成两组图线差异的主要原因可能是：　 　．
（6）同学们又进一步探究了沸水自然冷却过程中温度随时间的变化情况，记录数据如下表．
时间/min 0 5 10 15 25 35 45 55 65
温度/℃ 100 71 55 45 35 28 24 22 22
①根据上表，你发现温度下降随时间变化的规律是：　 　。
②如果要喝一杯奶茶，有两种方案可供选择：
A、先将滚烫的热茶冷却5min，然后加一匙冷牛奶；
B、先将一匙冷牛奶加进滚烫的热茶中，然后冷却5min，结合本次探究，你认为 　 　方案的冷却效果较好。
七．科普阅读题（共1小题，满分6分，每小题6分）
19．（6分）请阅读《载人航天》并回答问题。
载人航天
我国的载人航天事业虽然起步晚，但进步快，现在已处于国际先进水平。要将飞船、空间站等航天器送上太空，需要用火箭来运戴，而火箭在上升过程中需要消耗一定的燃料，早期的火箭使用氢气作为燃料，用氧气作为助燃剂。但由于气体的体积较大，所以人们采取将氢气和氧气液化，以此减小燃料和助燃剂的体积。同时，航天器外壳的质量应尽量小一些，以便在燃料一定的情况下增大火箭的运送载荷（即运送的有用质量大小），从而提高火箭的发射效率。
航天器在穿过大气层的过程中，会因与大气的摩擦生热而使得航天器的温度升高，从而可能会将航天器烧毁。特别是航天员在太空完成任务后要乘飞船返回舱返回地面，当返回舱以数千米每秒的速度穿过稠密大气层时，返回舱表面的温度会达到上千摄氏度。如图所示。如果不采取有效的防热降温措施，整个返回舱将会被烧为灰烬。
飞船返回舱的“防热衣”，主要通过三种方式将返回舱内部的温度控制在30℃以下。一是吸热式防热，在返回舱的某些部位来用熔点高、比热容大的金属作为吸热材料，通过这些材料的升温过程来吸收大量的热量；二是辐射式防热，用外表面具有高辐射性能的涂层，将热量辐射散发出去；三是烧蚀式防热，利用高分子材料在高温环境下的熔化、汽化、升华或分解带走大量的热量。
根据上述材料，回答下列问题：
（1）火箭使用氢气作为燃料，用氧气作为助燃剂，为使一定质量的氢气和氧气的体积小一些，人们采取 　 　的方法使其液化；
（2）航天器外壳要求轻巧、耐高温，所以航大器外壳材料应具有的物理属性是 　 　（填写正确选项前的字母）；
A.密度大、熔点高 B.密度大、熔点低 C.密度小、熔点高 D.密度小、熔点低
（3）飞船返回舱返回地面的过程中，采取的防热降温措施之一就是利用高分子材料在高温环境下烧蚀防热的。这些高分子材料在烧蚀的过程中，所经历的物态变化过程有 　 　。
八．综合能力题（共1小题，满分6分，每小题6分）
20．（6分）请阅读材料，回答问题。
“冰丝带”——国家滑馆
国家滑馆（如图甲所示）是2022年北京冬奥会北京主赛区标志性场馆，它有一个美丽的昵称——“冰丝带”。馆内拥有亚洲最大的冰面。
国家速滑馆力求打造世界上平原地区“最快的冰”。制冰时，混凝土冰板层下方总长约为130km的管道内输入的是低温的液态二氧化碳。在液态二氧化碳汽化的作用下，混凝土冰板层的温度降低到零下十几摄氏度，通过洒水作业，冻成厚度为几毫米的冰面，经过多次这样的工序，厚度几十毫米的冰面才能冻结成功。冰面温差被控制在0.5℃以内，有利于运动员创造好成绩。
（1）混凝土冰板层降温过程是利用了液态二氧化碳 　 　（填物态变化名称）时 　 　（选填“吸收”或“放出”）热量的特点。
（2）如图丙所示是我国运动员任子威在短道速滑男子1000米决赛中通过弯道时的情景，此时他受到的力 　 　（选填“是”或“不是”）平衡力，由于 　 　，他到达终点后还能继续向前滑行。
（3）在短道速滑训练中，某男运动员滑1圈需42s，某女运动员滑1圈需45s，现两人在起点处同时同向出发，经过 　 　s男运动员第一次与女运动员相遇。
九．计算题（共1小题，满分8分，每小题8分）
21．（8分）华氏度（℉）是最早的温度度量单位，以其发明者德国人华伦海特命名的。在标准大气压下，冰的熔点为32℉，水的沸点为212℉，中间有180等分，每等分为华氏1度，记作“1℉”。
（1）1℃等于多少华氏度？
（2）新余市的年平均气温约15℃等于多少华氏度？
第十二章 温度与物态变化单元测试题
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题，满分18分，每小题3分）
1．【解答】A、物体温度越高，分子的无规则运动越剧烈。疫苗储存温度越低，疫苗分子热运动越缓慢，故A错误；
B、接种站周围弥漫着消毒水气味，是由于消毒水分子运动到空气中，进入人们的鼻腔，引起嗅觉，属于扩散现象，故B正确；
C、臂膀有凉的感觉，是因为酒精汽化吸热使皮肤降温，故C错误；
D、戴口罩的护士，她的护目镜容易起“雾”，是水蒸气液化现象，故D错误。
故选：B。
2．【解答】A、液态铜倒入陶范冷却成青铜器，是液态的铜凝固为固态，故A错误。
B、液态铜冷却成固态的过程中物质状态变了，但质量不变，因为质量与物质的状态无关，故B错误。
C、工匠身上的汗水不断汽化，汽化过程中吸热，故C正确。
D、刚用过的石杓放入水中出现的“白气”，白气是水蒸气液化形成的小水滴，故D错误。
故选：C。
3．【解答】水蒸气在铜管中冷凝成水，是气态变成液态的过程，叫液化。
故选：A。
4．【解答】A、霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶，故A不正确；
B、雪是云层中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶，故B不正确；
C、露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故C正确；
D、雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故D不正确。
故选：C。
5．【解答】A、夏天从冰箱里拿出来的冰棒冒“白气”，是空气中温度较高的水蒸气遇到温度较低的冰棒液化形成的小水滴，故A错误；
B、冬天，窗玻璃上出现冰花，是空气中的水蒸气遇冷发生凝华现象形成的小冰晶，故B错误；
C、人们吹电风扇感到凉爽，是因为风加快了身体上汗液的蒸发，蒸发要吸热，从而使人体温度降低，但气温不会降低，故C错误；
D、用干冰人工降雨，利用了干冰升华吸热，使气温降低，水蒸气遇冷液化为小水滴或凝华为小冰晶，小冰晶下落过程中遇热熔化为小水滴，落到地面形成雨，故D正确。
故选：D。
6．【解答】由图知，甲图中分子相距最近，分子排列规则，分子间的作用力最大，既不易被压缩，也不容易被拉伸，所以是固态分子的排列方式；
乙图中分子相距较近，分子排列杂乱，分子间的作用力较弱，是液态分子的排列方式；
丙图中分子相距最远，分子无固定排列，分子间的作用力最弱，是气态分子的排列方式。
A、由上分析知，甲为固态，故A错误；
B、甲→乙是固态变为液态的熔化过程，需要吸收热量，故B错误；
C、乙→丙是液态变成气态的汽化过程；露珠是水蒸气遇冷形成小水滴的液化过程，故C错误；
D、BC段表示物体吸热或放热的温度保持不变，状态发生改变的晶体熔化（或凝固）过程，此时的温度叫晶体的熔点（或凝固点），故D正确。
故选：D。
二．多选题（共2小题，满分8分，每小题4分）
7．【解答】A、“神舟十三号”载人飞船始终受到重力的作用，故A正确；
B、穿越大气层返回地面时，返回舱与大气层摩擦，克服摩擦通过做功，将机械能转化为火箭的内能，故B正确；
C、外壳涂有的烧蚀材料在升温后，可能熔化，也可能汽化或迅速升华成气体，都需要吸收大量的热，故C不正确；
D、真空不能传声，“神舟十三号”是利用电磁波接收地面系统监测的，故D不正确。
故选：AB。
8．【解答】A、刻度尺测量长度与重力无关，在太空可以测量，故A正确；
B、温度计测量温度利用液体热胀冷缩的性质，与重力无关，故B正确；
C、在太空，物体和砝码都处于失重状态，对托盘没有压力，天平始终处于平衡，所以无法测量物体的质量，故C错误；
D、握力计测量握力大小，利用弹簧的形变大小，与重力无关，故D正确。
故选：ABD。
三．填空题（共4小题，满分16分，每小题4分）
9．【解答】由题意可知，将沸水倒入“55°”水杯后摇一摇，便可使水温快速变为55℃，并在一定时间内保持温度不变，
说明这种颗粒由固体变为液体时吸热但温度保持不变，故这种颗粒是晶体，使沸水降温利用了它熔化吸热的特点。
故答案为：晶体；熔化吸热。
10．【解答】人工造雪是液体变成固体，是凝固现象；自然降雪是水蒸气直接变成固体，是凝华现象。
故答案为：凝固；凝华。
11．【解答】（1）为方便运输和储存，通常采用降温和压缩体积的方式将氢气和氧气液化后分别储存于火箭的液氢贮箱和液氧贮箱；
（2）燃料在燃烧的过程中产生的高温高压气体，使发动机对火箭持续做功，内能转化为机械能。
故答案为：（1）液化；（2）内能转化为机械能。
12．【解答】“白气”是水蒸气遇冷液化形成的；
在火箭携带飞船加速升空的过程中，飞船的质量不变、速度增大，动能增大；质量不变、高度增大，重力势能增大；而机械能＝势能+动能，动能增大、重力势能增大，所以机械能增大。
故答案为：液化；增大。
四．作图题（共2小题，满分4分，每小题2分）
13．【解答】体温计有一个非常特殊的结构就是在它靠近液泡的上方有一个小的缩口，它的作用是使上方的水银无法自行回到液泡中，只有温度高于显示的温度时，才会上升。因此，示数应该不变：
。
14．【解答】因室内温度为20℃，所以温度计开始示数是20℃，当将浸有少量酒精的棉花裹在温度计的玻璃泡上时，随着酒精的迅速蒸发，会带走一部分热量，温度计的示数会降低，但当酒精蒸发完后，温度计的示数会上升，最终与室温相同。如图：
。
五．解答题（共2小题，满分8分，每小题4分）
15．【解答】答：（1）冰刀与冰面的接触面积很小，压力一定时，对冰面产生的压强很大，很容易在冰面留下划痕。
（2）干冰升华吸收大量热，将冰面破损处水的温度迅速降至水的凝固点以下，水能快速凝固。
16．【解答】（1）问题1：降温系统为什么要向发射塔喷洒大量的水？
回答1：水汽化时会吸收大量的热，从而对发射塔起到保护作用。
（2）问题2：向发射塔喷洒大量的水，周围为什么有“白气”生成？；
回答2：火箭点火发射时，水池中的水吸收热量汽化成水蒸气，水蒸气遇冷液化成小水珠，就是水池周围冒出大量的“白气。
故答案为：（1）降温系统为什么要向发射塔喷洒大量的水；水汽化时会吸收大量的热，从而对发射塔起到保护作用；
（2）向发射塔喷洒大量的水时，周围为什么有“白气”生成；火箭点火发射时，水池中的水吸收热量汽化成水蒸气，水蒸气遇冷液化成小水珠，就是水池周围冒出大量的“白气。
六．实验探究题（共2小题，满分16分，每小题8分）
17．【解答】（1）为了减小熔化时间，实验时应将碎冰放入图甲装置试管中；将试管放入装有水的烧杯中加热是水浴法加热，冰块受热更均匀；
（2）由图乙可知，温度计的分度值为1°℃，且在零摄氏度以下，故此时温度计的示数为﹣3℃；
（3）由图丙可知，冰有固定的熔点，故可知冰属于晶体。
故答案为：（1）碎冰；受热均匀；（2）﹣3；（3）晶体。
18．【解答】（1）如图所示，用温度计测量液体温度时，温度计的玻璃泡碰到容器底，这样测量温度不准确，故错误之处是温度计的玻璃泡碰到了杯底；
（2）由表格数据和沸腾规律可知，水沸腾时吸热，温度却保持不变，温度保持98℃不变，故水沸点就是98℃；
（3）沸腾前气泡在上升过程中体积逐渐减小，沸腾时气泡在上升过程中体积逐渐增大，则图a是水沸腾时的情况；
（4）其它条件相同时，水的质量越小，升温越快，所用时间越少，故建议是减小水的质量；
（5）由图可知，两次实验中水的初温相同，沸腾时水的沸点也相同，则水沸腾所用时间不同的原因是水的质量不同
（6）①由表格数据可知：0～25分钟内，水温下降了100℃﹣35℃＝65℃，25分钟～65分钟内，水温下降了35℃﹣22℃＝13℃，故温度下降随时间变化的规律是先快后慢；
②由图看出温度变化特点是：先快，后慢；根据水的温度降低的规律，如果要使一杯热的奶茶快速冷却，最好的办法是先将滚烫的热茶冷却5min，然后加冷牛奶，即方案A效果更好。
故答案为：（1）温度计的玻璃泡碰到了杯底；（2）保持不变；98；（3）a；（4）减少水的质量；（5）水的质量不同；（6）①先快后慢；②A。
七．科普阅读题（共1小题，满分6分，每小题6分）
19．【解答】（1）为使一定质量的氢气和氧气的体积小一些，人们采用压缩体积的方法使其液化；
（2）对于航天器来说，外壳要轻巧，即相同体积的材料，质量小，故其密度必须小；同时耐高温，即必须熔点高，不易熔化；故航天器外壳材料应具有的特性是密度小，熔点高，故选C；
（3）这些高分子材料在烧蚀的过程中，由固态变为液态，再由液态变为气态，或由固态直接变为气态，即：可能发生熔化、汽化或升华现象，这三种物态变化都需要吸热，可达到给飞船表面降温的目的。
故答案为：（1）压缩体积；（2）C；（3）熔化、汽化、升华。
八．综合能力题（共1小题，满分6分，每小题6分）
20．【解答】（1）液态二氧化碳在管道中汽化，吸收热量，使混凝土冰板层的温度降低到零下十几摄氏度；
（2）运动员任子威在短道速滑男子1000米决赛中通过弯道时的情景，运动的方向和速度发生改变，受到非平衡力；由于惯性，他到达终点后还能继续向前滑行；
（3）设经过时间t男运动员第一次与女运动员相遇，设一圈的长度s，则，t＝630s。
故答案为：（1）汽化；吸收；（2）不是；惯性；（3）630。
九．计算题（共1小题，满分8分，每小题8分）
21．【解答】（1）华氏温标规定：1标准大气压下沸水的温度为212华氏度，冰水混合物的温度是32华氏度，中间分为180等分，每一等分代表1华氏度；
摄氏温差100度等同华氏温差180度；即1℃＝℉＝1.8℉；
（2）已知华氏温度起点为32℉等于摄氏温度的0℃，
所以，华氏温度与摄氏温度之间的关系为：F＝（1.8t+32）℉，
新余市的年平均气温约15℃．对应的华氏温度：F＝（1.8×15+32）℉＝59℉。
答：（1）1℃等于1.8华氏度；
（2）新余市的年平均气温约15℃等于59华氏度。
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