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第11讲 物质的三态及相互转化
考点 考试内容 考试要求
熔化和凝固 识别熔化和凝固 a
绘制晶体熔化图线 b
描绘晶体熔化和凝固过程中的特点 a
知道熔化和凝固过程伴随吸热与放热 a
汽化和液化 知道蒸发、沸腾的概念 a
知道影响蒸发快慢的因素和蒸发的致冷作用 a
描述液体沸腾过程中的特点 a
知道液化的概念和方法 a
能用物质粒子模型简要解释汽化和液化现象 c
一、物态变化的辨识
1.物质常见三种状态:固态、___液态_、___气态__。
2.定义:随着温度的变化,物质会在固、___液__、___气__三种状态之间变化,物质各种状态之间的变化叫做物态变化。
3.物态变化
(1)熔化:___固___态→____液___态。如:冰块熔化成水、冰激凌变软、蜡烛点燃、蜡块变成蜡水;
(2)凝固:___液__态→___固___态。如:冰雹的形成、水结冰;
(3)汽化:___液___态→___气___态。如:洒水的地面变干、晾在阳光下的衣服变干、用热风干手器将湿手吹干;
(4)液化:___气___态→___液__态。如露珠的形成、白气、雾、“物体”出汗;
(5)升华:___固___态→___气___态。如碘变碘蒸气、用久的灯丝变细、固体清新剂消失;
(6)凝华:___气___态→___固___态。如雪、霜的形成,冰挂。
4.物态变化及吸、放热判断
(1)物态变化及吸、放热规律:
(2)物态变化判断“三步曲”
5.水蒸气和“白气”
(1)“白气”不是水蒸气,水蒸气是气态,用肉眼无法观察到;“白气”是水蒸气液化放热形成的小水珠。
(2)生活中“白气”现象的辨析
形成原因 常考举例
温度较高的水蒸气遇到低温的空气,液化成小液滴 烧水时看到的“白气”;冬天,人在室外呼出的“白气”
空气中的水蒸气遇到温度较低的物体,液化成小液滴 打开冰箱门时周围出现的“白气”
晶体和非晶体的比较
1.固体分为晶体和非晶体两类。非晶体__没有__一定的熔化温度;晶体__有__一定的熔化温度。
晶体 非晶体
物质举例 海波、冰、食盐、水晶、明矾、萘、各种金属 松香、蜡、玻璃、沥青
熔化过程 吸热、温度保持不变 吸热、温度不断升高
凝固过程 放热、温度保持__不变__ 放热、温度不断降低
熔点和凝固点 有 __无__
熔化条件 温度达到__熔点__;继续吸热 持续吸热
凝固条件 温度达到凝固点;继续吸热 持续放热
熔化图像
凝固图像
2.晶体熔化时的温度叫__熔点__,不同的晶体熔点也不同。同一晶体的凝固点与熔点数值上__相同_。
三、汽化与液化
1.汽化分为两种方式:__蒸发和沸腾__。
蒸发:在__任何温度__下都能进行的汽化现象。蒸发只在液体的表面进行,并且不剧烈。
沸腾:在__一定温度下__发生的剧烈的汽化现象。
2.影响蒸发快慢的因素:
①液体温度的高低;②液体的表面积的大小;③液体表面上的空气流动快慢;④对于不同的液体还与液体的种类有关。
3.由于液体蒸发时要从周围吸收热量,使周围温度降低,因此液体蒸发有__制冷作用__。
4.沸腾是在液体的内部和表面__同时__进行的剧烈的汽化现象。液体在沸腾时虽然继续吸热,但__温度保持不变__。
5.液体沸腾时的温度叫沸点。
6.蒸发和沸腾的区别
两种汽化方式 蒸发 沸腾
定义 只在液体表面发生的汽化现象 在一定温度下,在液体内部和表面 同时发生的剧烈的汽化现象
发生温度 __任何温度下__ 一定温度下(沸点)
发生部位 液体表面 表面和内部__同时__进行
剧烈程度 缓慢 剧烈
液体温度 液体温度往往会下降 温度保持在沸点不变
共同点 都是汽化现象,都要__吸热__
7.液化的概念和方法
(1)物质从气态变为液态的过程叫液化。
(2)方法:①__降低温度__;②__压缩体积__。
(3)好处:体积缩小便于运输。
(4)作用:__液化放热__。
四、探究水沸腾时温度的变化特点
1.实验器材(铁架台、酒精灯、石棉网、水、秒表、烧杯、_温度计___)
2.实验装置:
(1)组装顺序(自下而上):铁架台→酒精灯→石棉网→___烧杯__→__温度计_。
(2)温度计读数和使用
3.实验现象
沸腾前后烧杯中气泡的特点(如图甲、乙所示,表示沸腾前是_甲_;表示沸腾时的是__乙__。)
4.表格数据分析
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
水的温度/℃ 90 92 94 96 97 99 99 99 97 99
(1)水的沸点判断(沸腾后温度不再发生变化的点)
(2)水沸腾时温度数据特点(温度保持不变)
(3)错误数据判断:表格中的错误数据是__8__min。
5.根据数据绘出图像并分析
(1)水的沸点是___99__℃
(2)根据图像和数据分析水沸腾的
规律:水沸腾后,继续__吸热___而温度__不变__。
6.分析与交流
(1)缩短加热时间的方法(a.提高水的__初温___;b.减少水的__质量__;c.加盖纸板);
(2)烧杯口处产生“白气”的原因(水蒸气遇冷发生__液化__);
(3)水蒸气比沸水烫伤更严重的原因[水蒸气液化__放__(选填“吸”或“放”)热];
(4)水沸腾后撤去酒精灯水仍沸腾的原因(___石棉网上的余温仍可维持水沸腾____);
(5)水的沸点与大气压的关系(当地大气压小于1个标准大气压时,水的沸点_低于__100℃)
(6)实验中收集多组数据的原因:__探究水沸腾的规律____。
考点1:识别熔化和凝固现象
【例题】
1.“胜哥”用如图所示方式给试管中的冰水混合物加热,在不断加热的过程中,下列现象或事实描述错误的是
A.试管中的冰会熔化,烧杯中的水会汽化
B.试管中的冰水混合物,在冰熔化过程中内能增加
C.烧杯中的水在沸腾前会不断以蒸发的形式汽化
D.试管中的水因达不到沸点而不能沸腾
【答案】B
【知识点】熔化与熔化现象;汽化及汽化吸热的特点;沸腾及沸腾条件
【解析】【分析】(1)汽化的方式有蒸发和沸腾两种,蒸发随时随地地进行,沸腾需要达到沸点,继续吸热;
(2)熔化指物质由固态转变成液态,熔化要吸热。
【解答】A、试管中的冰达到熔点以后不能继续吸热,故试管里的冰不会熔化,烧杯中的水会汽化,故A不符合题意;
B、试管中的冰水混合物,在冰熔化过程中继续吸热,故内能增加,故B不符合题意;
C、烧杯中的水在沸腾前会不断以蒸发的形式汽化,故C不符合题意;
D、试管中的水达到沸点以后不能继续吸热,故它不能沸腾,故D符合题意。
故选:D。
◆变式训练
2.约在公元前500年,我国就研究掌握了玻璃制作的工艺。玻璃工艺品制作过程中先将玻璃加热到流体状态后,加工成各种形状,再慢慢晾干变硬。下列有关说法正确的是
A.玻璃的物态变化是先熔化后凝华
B.玻璃的物态变化是先熔化后凝固
C.玻璃变软的过程,玻璃的熔点升高
D.玻璃变硬的过程,玻璃的内能增大
【答案】B
【知识点】熔化与熔化现象;凝固与凝固现象
【解析】【分析】熔化是指物质从固态变成液态的过程,凝固是指物质从液态变成固态的过程。
【解答】在玻璃工艺品的制作过程中,先将玻璃加热到流体状态,即物质从固态变成液态,属于熔化,再慢慢晾干变硬,即物质从液态变成固态,属于凝固,故B正确,ACD错误。
故答案为:B。
考点2:晶体熔化图像
【例题】
3.小科通过微信公众号“胜哥课程”观看了《探究冰熔化时温度变化的规律》科学视频,对相关知识有了深刻理解。以下说法错误的是( )
A.安装温度计时玻璃泡接触到试管底部,此时应适当将 M处向下进行调整
B.温度处于 0℃时,其状态是可能固态、液态或固液共存状态
C.由图可知,冰的比热容比水的比热容小
D.实验中,利用水浴加热是为了使冰块受热均匀
【答案】A
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象;比热容
【解析】【分析】(1)根据安装的注意事项判断;
(2)晶体在熔化时,可能为固态、液态或固液混合态;
(3)根据时间判断吸热的多少,根据Q=cm△t分析比热容的大小;
(4)根据水浴法的优点判断。
【解答】A.如果将铁圈M向下移动,那么就不能用酒精灯的外焰进行加热,因此应该向上调节N,故A错误符合题意;
B.温度处于 0℃时,冰的温度保持不变,处于熔化状态,其状态是可能固态、液态或固液共存状态,故B正确不合题意;
C.由图可知,同样吸热2分钟,则冰和水吸收的热量相同,此时冰升高10℃,而水升高4℃,即△t冰>△t水。根据公式Q=cm△t可知,冰的比热容比水的比热容小 ,故C正确不合题意;
D.实验中,利用水浴加热是为了使冰块受热均匀,故D正确不合题意。
故选A。
◆变式训练
4.图甲是“探究冰的熔化特点”实验装置,图乙是根据实验数据描绘出冰在熔化时的温度随时间的变化图象。
(1)实验中,如图甲用烧杯中的热水加热试管中的冰。除了使冰受热缓慢外的好处是 ;如果发现冰还是熔化的过快,可采取的操作是 ;
(2)由图乙冰熔化过程历时 分钟;
(3)重复实验,当试管中的冰开始熔化时,立即将试管浸入到另一只装有冰水混合物的烧杯中,发现冰不再熔化,该现象 (选填“能”或“不能”)说明冰在熔化过程中需要吸热。
【答案】(1)使冰块受热均匀;移去酒精灯直接用热水加热(或酒精灯火焰小一些或增大冰块质量)
(2)4
(3)能
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象
【解析】【分析】(1)根据“水浴法”加热的优点解答。冰块熔化的快慢,与酒精灯火焰的大小,温度高低,以及冰块的质量有关。
(2)冰块熔化时,温度保持不变,从乙图中找到温度不变的时间段即可;
(3)冰水混合物的温度为0℃,因此内外的温度相同,此时试管中的冰无法从烧杯中吸收热量,里面的冰不能继续熔化,据此分析解答。
【解答】(1)实验中,如图甲用烧杯中的热水加热试管中的冰。除了使冰受热缓慢外的好处是使冰块受热均匀;如果发现冰还是熔化的过快,可采取的操作是:移去酒精灯直接用热水加热(或酒精灯火焰小一些或增大冰块质量)。
(2)根据乙图可知,保持温度不变的时间段为2~6min,因此冰块熔化的过程经历:6min-2min=4min;
(3)当试管中的冰开始熔化时,立即将试管浸入到另一只装有冰水混合物的烧杯中,发现冰不再熔化,该现象能说明冰在熔化过程中需要吸热。
考点3:汽化和液化
【例题】
5.国家速滑馆在冬奥会历史上首次采用“二氧化碳跨临界直冷制冰”技术。技术原理简化如图所示,则CO2经过( )
A.压缩机后温度降低 B.冷凝器后内能增大
C.膨胀阀后分子间距减小 D.蒸发器时吸收热量
【答案】D
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;液化及液化现象
【解析】【分析】做功可以改变物体的内能,对物体做功,物体的内能增加;
物质从液态变为气态的过程叫做汽化,物质从气态变为液态的过程叫做液化,汽化吸热,液化放热。
【解答】解:A、CO2经过压缩机时,对CO2做功,CO2的内能增大,温度升高,故A错误;
B、CO2经过冷凝器时由气态变成液态,发生了液化放热,内能减小,故B错误;
C、由图可知,液态CO2经过膨胀阀时一部分变为气态CO2,则此过程中发生了汽化,分子间的距离变大,故C错误;
D、CO2经过蒸发器时由液态变成了气态,发生了汽化现象,汽化吸热,故D正确。
故选:D。
◆变式训练
6.近年来一款食品——“冒烟”冰淇淋,吸引了不少消费者。这种“冒烟”冰淇淋制作过程非常简单,将-196℃的液氮倒入容器中,将牛奶放入其中,冰淇淋瞬间制成,且制成的冰淇淋周围会产生“烟雾缭绕”的效果。下列说法正确的是( )
A.冰淇淋冒出的“烟”,是因为水蒸气液化
B.冰淇淋周围“烟雾缭绕”,是因为液氮汽化
C.牛奶倒入盛有液氮的容器中,吸热凝固成了冰淇淋
D.液氮吃在嘴里时,发生液化放热可能导致嘴唇烫伤
【答案】A
【知识点】凝固与凝固现象;汽化及汽化吸热的特点;液化及液化现象
【解析】【分析】从六种物态变化定义进行判断:
(1)物质从固态变为液态是熔化过程,熔化吸收热量;物质从液态变为固态是凝固过程,凝固放出热量。
(2)物质从液态变为气态是汽化过程,汽化吸收热量;物质从气态变为液态是液化过程,液化放出热量。
(3)物质从固态直接变为气态是升华过程,升华吸收热量;物质从气态直接变为固态是凝华过程,凝华放出热量。
【解答】AB、分子冰激凌周围“烟雾缭绕”中的“烟雾”,是空气中的水蒸气温度降低变成小水珠,所以“烟雾”是小水珠,故A正确B错误;
C、冰激凌盒中的牛奶瞬间制成冰激凌,是物质从液态变成固态,是凝固放热过程,故C错误。
D、液氮冰激凌吃在嘴里,液态氮迅速汽化,而汽化吸热,使口内温度降低,导致嘴唇冻伤,故D错误。
故选:A。
考点4:蒸发和沸腾
【例题】
7.如图晾晒同一件衣服的四种方式中,最容易使衣服变干的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】蒸发及其现象;影响蒸发快慢的因素
【解析】【分析】影响蒸发快慢的因素:一是液体温度,二是液体表面积,三是液体表面的空气流动速度。据此分析判断。
【解答】影响蒸发快慢的因素:一是液体温度,二是液体表面积,三是液体表面的空气流动速度。将湿衣服晾在阳光下,提高了衣服的温度,挂在通风处加快空气流动,摊开可以增大液体的表面积,加快了蒸发,故B正确。
故答案为:B。
◆变式训练
8.诗人陆游的笔记中记载“蜀中有夹瓷盏……可省油之半”。夹瓷盏被称为省油灯,用棉绳做炷(灯芯),上层盏盛油,下层盏盛水,其结构如图所示。下列说法错误的是()
A.省油灯中的可燃物有2种
B.省油灯使用过程中水和油在一起燃烧
C.省油灯使用过程中化学能转化为光能和内能
D.省油灯使用过程中盏内水吸热降低油温,可减少油挥发
【答案】B
【知识点】影响蒸发快慢的因素;燃烧与灭火;化学反应中能量的变化
【解析】【分析】水比热大,标准器大气压下,沸点为100摄氏度,是比较好的导热剂。
【解答】A、灯中可燃物有灯油和棉绳做的灯芯,两种可燃物正确,不符题意
B、水不可燃,不能燃烧,错误
C、灯油燃烧的过程中是灯油与空气中的氧气发生化学反应,放出热量和光,由原来的化学能转化为内能与光能,正确,不符题意
D、油因为被点燃,温度较高,通过瓷盏向水传递热量后温度下降,温度越低,液体的挥发就越少,能减少非燃烧减量,故省油,正确,不符题意
故答B
考点5:升华和凝华
【例题】
9.标准大气压下,液态氮的沸点为-196℃,室温下将液态氮置于试管中,会看到试管周围有大量“白气”产生,并且筷子上有霜形成,如图所示。下列关于该现象的分析正确的是( )
A.霜的形成需要吸热 B.霜是水蒸气凝华形成的
C.“白气”的形成需要吸热 D.“白气”是氮气液化形成的
【答案】B
【知识点】液化及液化现象;凝华及凝华现象
【解析】【分析】物质从固态到液态的过程叫做熔化,物质从液态变成固态的过程叫做凝固;物质从液态变为气态的过程叫做汽化,物质从气态变为液态的过程叫做液化;物质从固态直接变成气态的过程叫升华,物质从气态直接变成固态的过程叫凝华。吸收热量的物态变化过程有:熔化、汽化和升华;放出热量的物态变化过程有:凝固、液化和凝华。
【解答】解:AB.霜是由空气中的水蒸气遇冷凝华形成的,该过程要放出热量,故A错误、B正确;
CD.“白气”是由空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,液化的过程向外放出热量,故CD错误。
故答案为:B。
◆变式训练
10.某同学在雪后的大课间,发现六边形青砖铺设的停车位上,边缘砖质部分表面的雪已经消失,中间泥土表面还有雪。请根据上述现象回答以下问题:
(1)根据青砖上的雪消失了,但青砖表面并没有水的痕迹,说明雪消失经历的物态变化是 。
(2)根据上述现象,解释青砖边缘砖质部分雪消失而中间泥土表面还有雪的原因: 。
【答案】(1)升华
(2)泥土中含有水分,比热比青砖大,吸收相同热量温度增加得少,表面温度较低,雪化得慢
【知识点】升华及升华现象;比热容
【解析】【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)比热容是表示物质吸放热本领大小的物理量,根据Q=cm△t可知质量相同的不同物质吸收相同的热量时,比热容越大则升高的温度越低,据此分析解答。
【解答】(1)雪吸热,从固态直接变成气态发生升华现象;
(2)青砖边缘砖质部分雪消失而中间泥土表面还有雪的原因:泥土中含有水分,比热比青砖大,吸收相同热量温度增加得少,表面温度较低,雪化得慢。
11.如图所示的一款甜品,在下面盛有水的盘中加了干冰,甜品碗的周围冒着大量的“白气” ,拿起碗, 看到下面盘中的水在“沸腾”着。下列说法正确的是( )
A.“白气”是干冰升华成的二氧化碳气体
B.“白气”是盛水盘中的水汽化形成的
C.盘里的水“沸腾”是因为干冰升华使盘中的水吸热后沸腾
D.盘里的水“沸腾”是因为干冰升华成二氧化碳气体从水中冒出
【答案】D
【知识点】液化及液化现象;升华及升华现象
【解析】【分析】根据物态变化的知识分析判断。
【解答】干冰是固态的二氧化碳,它吸收水的热量从固态直接变成气态发生升华现象,生成的二氧化碳气体从水中溢出时,水会“沸腾”。甜品碗周围温度很低,周围的水蒸气在附近放热,由气态变成液态的小水珠,这就是我们看到的“白气”。
故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
12.“二十四节气”是中华民族几千年智慧的结晶。下列关于节气中物态变化正确的是( )
A.“谷雨”,雨是空气中的水蒸气汽化形成的
B.“白露”,露是空气中的小冰晶熔化形成的
C.“霜降”,霜是空气中的水蒸气凝华形成的
D.“大雪”,雪是空气中的水蒸气凝固形成的
【答案】C
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;液化及液化现象;升华及升华现象;凝华及凝华现象
【解析】【分析】
①物质从固态变化为液态的过程称为熔化,熔化需要吸热,晶体熔化时温度保持不变(熔点),状态为固液共存态,非晶体的熔化是应该变软变稀的过程,温度持续上升。
②物质从液态变化为固态的过程称为凝固,凝固需要放热,液态晶体凝固时温度保持不变(凝固点),状态为固液共存态。
③ 物质从固态变化为气态的过程称为凝华,凝华需要吸热;物质从气态变化为固态的过程称为升华,升华需要放热。
④物质从液态变化为气态的过程称为汽化,汽化需要吸热,汽化包括蒸发和沸腾两种形式;
⑤物质从气态变化为液态的过程称为液化,液化需要放热,液化包括降温和压缩体积两种方式;
【解答】
A、“谷雨”,雨是空气中的水蒸气液化形成的,故A错误;
B、“白露”,露是空气中的水蒸气液化形成的,故B错误;
C、“霜降”,霜是空气中的水蒸气凝华形成的,故C正确;
D、“大雪”,雪是空气中的水蒸气凝华形成的,故D错误;
故答案为:C。
13.如图所示,关于生活中的物态变化,下列说法正确的是()
A.甲图中烧开水的时候,壶口的“白气”是水蒸气液化放热形成的
B.乙图中用冰箱制作冰棒,发生了凝固吸热的现象
C.丙图中初春,湖面上冰化成水是冰升华吸热形成
D.丁图中深秋,枫叶上形成霜是水蒸气凝固放热形成
【答案】A
【知识点】液化及液化现象;升华及升华现象
【解析】【分析】(1)水蒸气是无色透明的,白气是漂浮于空气中的大量的小水珠形成的;
(2)制作冰棒时水由液态变为固态;
(3)冰化成水是从固态变为液态;
(4)霜是水蒸气直接从气态变为固态。
【解答】A、壶口的白气是水蒸气遇冷液化形成的小水珠漂浮在空气中形成的,故A正确;
B、制作冰棒时水由液态变为固态,属于凝固过程,会放出热量,故B错误;
C、冰化成水是由固态变为液态,属于熔化过程,需要吸收热量,故C错误;
D、霜是空气中的水蒸气遇冷直接由气态变为固态形成的,属于凝华过程,会放出热量,故D错误。
故选:A。
14.热转印技术是一项新兴的织物印刷工艺。该技术通过将带有印刷图样的转印纸与织物重叠在一起加热,转印纸上的特殊固态染料就能直接变为气态的形式转移到织物上,形成图样。该转印过程涉及的物态变化是( )
A.先升华后凝华 B.先升华后凝固
C.先汽化后凝固 D.先汽化后凝华
【答案】A
【知识点】凝固与凝固现象;汽化及汽化吸热的特点;升华及升华现象;凝华及凝华现象
【解析】【分析】 物质由固态直接变成气态的过程。升华只发生于固体表面。升华时要吸收大量的热,因而可用来致冷,凝华指物质从气态直接变成固态的现象。
【解答】 固态染料就能直接变为气态,发生了升华现象; 气态的形式转移到织物上,形成图样发生了凝华成固态。
故答案为:A。
15.如图为某晶体的状态变化过程,甲、乙、丙对应固、液、气三种状态。下列分析正确的是 ( )
A.甲→乙的过程需要放热
B.BC段对应的状态是固液共存态
C.DE段对应的温度为该晶体的熔点
D.白雾形成对应的状态变化过程是乙→丙
【答案】B
【知识点】熔化与熔化现象;液化及液化现象
【解析】【分析】 A.由固态变为液态是熔化现象,需要吸热;
B.熔化过程中温度不变,为固液共存态;
C.晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点;
D.白雾的本质是小水珠,由气态变为液态是液化现象。
【解答】 A.由题可知甲是固态,乙是液态,从甲到乙是由固态变为液态是熔化现象,需要吸热,故A错误;
B.BC段温度不变,是熔化过程中,处于固液共存态,故B正确;
C.DE段是由液体变为气体,不是熔化过程中,所以DE段不是该晶体的熔点,故C错误;
D.白雾的本质是小水珠,由气态变为液态是液化现象,所以白雾的形成对应状态变化过程是丙→乙,故D错误。
故选B。
16.某物质在凝固时温度随时间变化的图象如图所示,下列判断正确豹是( )
A.凝固过程一共经历了12分钟 B.物质固态的比热容比液态大
C.BC 段物质的内能不变 D.该物质的熔点为80℃
【答案】D
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象
【解析】【分析】(1)根据图像确定凝固的开始和结束时间,然后相减即可;
(2)根据公式Q=cm△t分别比较;
(3)根据晶体凝固的特点判断;
(4)物质在凝固时保持不变的温度叫凝固点。
【解答】A.根据图片可知,开始凝固时为5min,结束凝固时为9min,则凝固时间:9min-5min=4min,故A错误;
B.AB段为液态,降低20℃用时5min,即每分钟降低温度4℃。CD段为固态,降低40℃用时3min,即每分钟降低温度13℃。根据公式Q=cm△t可知,放出相同的热量时固体降低的温度多,则固态的比热容小于液态的比热容,故B错误;
C.BC段虽然温度不变,但是不断放热,则内能不断减小,故C错误;
D.保持不变的温度为80℃,则物质的熔点为80℃,故D正确。
故选D。
17.小华在家烧水煮饺子,中途发现水量少了些,于是又往锅里迅速加了一碗水,并将水再次烧开。下面能反映小华整个烧水过程中温度随时间变化的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象
【解析】【分析】 水在常温下,吸收热量,温度不断升高,达到一定温度时,不断吸收热量,温度保持不变,这个不变的温度是水此时的沸点;
【解答】水沸腾之后,温度保持不变,当向锅里迅速加了一大碗水后,锅内水的温度降低,然后在加热过程中,水吸热温度上升,达到沸点继续沸腾,在此过程中,水面上的气压不变,所以水的沸点与原来相同。
据此分析可知;A图象符合题意。
故选A。
18.如图为某手机的微泵液冷壳,内含2亿颗微胶囊的高性能相变材料PCM。手机发热时,固态材料吸热 成液态(填物态变化名称);微泵液冷壳还可利用无线反向充电开启驱动泵,驱动冷却液循环,利用 的方式改变手机内能,使机身散热降温。
【答案】熔化;热传递
【知识点】熔化与熔化现象;物体内能的改变方法
【解析】【分析】根据常见的物态变化及改变内能的方式进行解答。
【解答】手机发热时,固态材料吸热熔化成液态,微泵液冷壳还可利用无线反向充电开启驱动泵,驱动冷却液循环,利用热传递的方式改变手机内能,使机身散热降温的。
故答案为:熔化;热传递。
19.某小组在“探究冰和蜡的熔化规律”时,使用的实验装置如图甲所示:
(1)向试管中放入500g冰,应选用颗粒 (选填“较大”或“较小”)的冰块做实验。
(2)从加热到熔化记录的实验数据如下表,可以判断蜡属于 (填“晶体”或“非晶体”)。小组成员发现冰从开始加热至开始熔化,酒精灯内共消耗了3.5g酒精,若加热的效率为10%,则酒精的热值是 J/kg(C水=4.2×103J/kg℃)
(3)根据冰加热过程中记录的数据画出如图丙所示温度-时间图象,AB这段时间内,该物质处于 状态。若继续加热,试管中的水 (选填“会”或“不会”)沸腾。实验后将烧杯中的沸水放在桌上越来越凉,探究水沸腾前后温度变化特点,根据实验数据作出了如图象,最合理表示其温度T随时间t变化关系的是 。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7
蜡的温度/℃ 42 44 46 48 49 50 51 52
【答案】(1)较小
(2)非晶体;3×107J/kg
(3)固液共存;不会;A
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象;晶体与非晶体;热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)冰块的颗粒越小,越有利于均匀受热,测量出来的温度和观察到的现象越接近客观实际;
(2)晶体和非晶体的区别:有无熔点。首先根据Q=cm△t计算出冰吸收的热量,再根据计算出酒精放出的热量,最后根据Q放=qm计算酒精的热值;
(3)晶体熔化前为固态,熔化后为液体,在熔化过程中为固液混合态;沸腾的两个条件:①达到沸点;②继续吸热;
注意分析水沸腾前后温度变化的快慢即可。
【解答】(1)向试管中放入500g冰,应选用颗粒较小的冰块做实验。
(2)根据表格可知,蜡熔化时没有固定不变的温度,即没有熔点,属于非晶体。
冰吸收的热量为:Q=cm△t=2.1×103J/(kg ℃)×【0℃-(-10℃)】×0.5kg=1.05×104J;
酒精放出的热量为:;
酒精的热值为:;
(3)AB段冰吸热但温度不变,因此正在熔化,处于固液共存状态。
若继续加热,试管中的水可以达到沸点,但是无法从外面的水中继续吸热,所以它不会沸腾。
水在沸腾前,由于不断的加热,所以温度升高较快;沸腾时温度保持不变;停止沸腾后,开始温度下降的快,后来下降的慢,当到达室温时几乎保持不变,故选A。
20.某综合实践活动小组在制作一个医用冷藏盒时,不知道给药品降温用冰好,还是盐水结成的冰好?他们动手测量了盐水的凝固点。
(1)在选择器材时,小明提出不要使用量程为-2℃~102℃的温度计,要使用量程为-20℃~102℃的温度计,这样考虑主要是基于什么假设?
(2)小明和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图象如图所示,他们发现所测得盐水凝固点并不相同,于是对比了双方实验过程,发现烧杯中装水都是200mL,小明加了1汤匙的盐,而小红加了3汤匙的盐,由此作出猜想:盐水的凝固点与盐水的浓度有关。接着多次实验得出不同浓度盐水的凝固点,数据记录如下表:
盐水浓度(%) 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 36
凝固点(℃) 0 -2 -4 -6 -8 -11 -15 -18 -17 -1.8 -0.4 0
分析表格中数据可知,当盐水浓度增大时,其凝固点 。
(3)小明由表格数据得到盐水浓度为21%时凝固点最低,其值为-18℃,你认为他的判断准确吗?为什么?
【答案】(1)盐水的凝固点低于-2℃
(2)先降低后升高
(3)不准确, 没有进一步探究21%附近浓度的盐水凝固点;
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象
【解析】【分析】探究型的题目本身其实并不难,难就在于有些学生较少接触这类题目,一看要求自己来设计实验就慌了手脚,其实只要平时多思考、多练习,这类题目本身的难度并不高。(1)若盐水的凝固点低于-2℃时,使用量程为-2℃~102℃的温度计就不能测出盐水的凝固点;(2)根据表中盐水浓度从0~36%,凝固点从0℃降低然后上升到0℃可得出结论;(3)根据表格数据可得出结论。
【解答】(1)要使用量程为-20℃~102℃的温度计,主要考虑盐水的凝固点低于-2℃时,便于测出盐水的凝固点;
(2)从表格中的数据可看出,盐水的浓度一直在变大,而盐水的凝固点是先降低后又升高;
(3)从表格中的数据可看出,盐水浓度为21%凝固点最低,其值为-18℃,盐水浓度在21%到24%之间还有22%、23%或者是22.5%根据第(2)问的趋势看,都有可能在以上盐水浓度时盐水的凝固点比零下18摄氏度还低然后再升到浓度是24%的零下17摄氏度,所以他的判断不准确;
故答案为:(1)盐水的凝固点低于-2℃;(2)先降低后升高;(3)不准确, 没有进一步探究21%附近浓度的盐水凝固点。
21.“噗噗船”(如图甲)是一种蒸汽动力小船,只要点燃蜡烛,就能让小船开动起来,还会发出“噗噗”的声音,其结构如图乙所示。启动前,先注入些水到蒸汽室,点燃蜡烛后,管口有水和气体喷出(如图乙)。随后,冷水进入管内(如图丙)。如此反复,推动小船前进,并发出“噗噗声”。请根据所学知识,解释“噗噗船”前进的原理。
“噗噗船”前进的原理:点燃蜡烛,由于① ,蒸汽室内的水受热汽化及空气受热膨胀。蒸汽室内② ,大于外界的大气压。在内外气压差的作用下,金属管口有水和气体喷出。由于③ ,④ 给了蒸汽船一个前进的动力,推动蒸汽船前进。随着金属管内的气体减少及⑤ ,气压慢慢降低,小于外界的大气压。在内外气压差的作用下,金属管口有水进入。如此往复,实现了船的前进。
【答案】热传递;气压增大;力的作用是相互的;喷出的水;遇冷液化
【知识点】液化及液化现象;力的作用是相互的
【解析】【分析】①改变内能的方式:做功和热传递;
②气体受热体积膨胀,压强增大;
③力的作用是相互的,力是改变物体运动状态的原因;
④物质从气态变成液态叫液化,据此分析解答。
【解答】 “噗噗船”前进的原理:点燃蜡烛,由于热传递,蒸汽室内的水受热汽化及空气受热膨胀。蒸汽室内气压增大,大于外界大气压。 在内外气压差的作用下, 金属管口有水和气体喷出。由于力的作用是相互的,喷出的水给了蒸汽船一个前进的动力,推动蒸汽船前进。随着金属管内的气体减少及遇冷液化,气压慢慢降低,小于外界的大气压。在内外气压差的作用下,金属管口有水进入。如 此往复,实现了船的前进。
22.清晨,一些植物的叶片边缘排列有许多水珠,如图所示。
(1)很多人认为这些水珠是露水,是空气中的水蒸气遇冷 形成的。
(2)小明查阅资料分析得出,植物“吐出的水”是植物的根部从土壤中吸收上来的。请写出一个支持“吐出的水”是从土壤中来的证据: 。
(3)植物“吐水”现象一般发生在无风、空气湿度大的夜晚,此时这些植物的气孔往往处于关闭状态,植物的 作用减弱,从而使根部吸收的水从植物体叶尖或叶缘的水孔排出,形成“吐水”现象。
【答案】(1)液化
(2)植物“吐出的水”中含有无机盐等物质
(3)蒸腾
【知识点】植物的根系及其结构与功能;蒸腾作用;液化及液化现象
【解析】【分析】(1)物质由气态变为液态的过程叫液化;
(2)植物的蒸腾作用在把体内的水以水蒸气的形式通过叶片的气孔蒸发到大气当中去的时候,是一种“泵”的原理。它为根吸水提供了向上的拉力,同时溶解在水中的无机盐也一同被向上运输,动力都是来自于植物的蒸腾作用。
【解答】(1)植物的叶片边缘排列有许多水珠,是空气中的水蒸气遇冷液化形成的。
(2)蒸腾作用为植物吸收水分提供了向上的动力,同时溶解在水中的无机盐也跟着一起被运输。因此,支持“吐出的水”是从土壤中来的证据可以是:植物“吐出的水”中含有无机盐等物质。
(3)蒸腾作用是水分从活的植物体表面(主要是叶子)以水蒸气状态散失到大气中的过程,影响蒸腾作用的因素:光照、温度、湿度、空气流动状况等。结合题干的信息可知:夜晚无风、气温高、空气湿度大,水蒸气处于饱和状态,植物的蒸腾作用减弱,且植物的气孔关闭,植物体从根部吸收的水分沿导管运输至叶片,无法从气孔排出;同时土壤温度高、湿度大,根部仍在强烈地吸水,从而使根部吸收的水量大于植物蒸腾作用散失的水量,于是水分从植物体叶尖或叶缘的水孔排出,形成“吐水”现象。
23.如图所示,利用大煲内的炖盅炖汤。大煲内的水沸腾时,煲盖会不断地跳动,周围有大量“白气”产生。“白气”形成涉及的物态变化有 ;从能量转化角度分析,煲盖不断跳动时的能量转化是 ;此后炖盅内的水是否会沸腾 ,写出判断的理由 。
【答案】汽化和液化;内能转化为机械能;不会;当大煲中的水升温时,炖盅内的水也会吸热升温至沸点,此时炖盅内外的水温相同,炖盅内水不能吸收热量,而水沸腾需要持续吸热,故炖盅内的水不会沸腾。
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;沸腾及沸腾条件;液化及液化现象;能量的相互转化和转移
【解析】【分析】 1、汽化吸热(吸外界或自身的热量),具有制冷作用。 电冰箱 就是利用这个 原理 工作的 。 2、物质由气态转变为液态的过程叫做液化,液化过程中要放热。 沸腾是在一定温度下,液体内部和表面同时进行的剧烈汽化现象。 液体沸腾时需要吸热(沸腾时的温度叫做沸点,在 标准大气压 下, 水 的沸点是100℃)。
【解答】如图所示,利用大煲内的炖盅炖汤。大煲内的水沸腾时,煲盖会不断地跳动,周围有大量“白气”产生。“白气”形成涉及的物态变化有汽化和液化,水先汽化成水蒸气,然后液化成小水珠,小水珠就是白气;从能量转化角度分析,煲盖不断跳动时的能量转化是内能转化为机械能;此后炖盅内的水是否会沸腾不会,写出判断的理由:当大煲中的水升温时,炖盅内的水也会吸热升温至沸点,此时炖盅内外的水温相同,炖盅内水不能吸收热量,而水沸腾需要持续吸热,故炖盅内的水不会沸腾。
故答案为:汽化和液化、内能转化为机械能、不会、当大煲中的水升温时,炖盅内的水也会吸热升温至沸点,此时炖盅内外的水温相同,炖盅内水不能吸收热量,而水沸腾需要持续吸热,故炖盅内的水不会沸腾。
24.阅读科学知识短文,回答问题:
有霜季节,农作物常被冻坏,这就是人们常说的遭受霜冻。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,即使降温到0℃以下,也不会出现霜,但此时农作物早被冻坏了。
(1)小金由短文猜想霜的形成的两个条件是 。
(2)小金尝试自己人工制霜,他将干冰放入罐内,一段时间后罐子的 (填“内壁”或“外壁”)成功地结了一层霜。
【答案】(1)空气湿润和温度达到0℃以下
(2)外壁
【知识点】凝华及凝华现象
【解析】【分析】物质的状态在固态、液态、气态之间的转化称为物态变化。其中从固态变为液态称为熔化,液态变为固态称为凝固;从液态变为气态称为汽化,从气态变为液态称为液化;直接从固态变为气态称为升华,直接从气态变为固态称为凝华。自然界中的霜冻属于凝华。
【解答】(1)当空气干燥时,即使降温到0℃以下,不会出现霜,说明出现霜需要空气保持湿润,同时温度要在 0℃以下 ,故答案为: 空气湿润和温度达到0℃以下 。
(2)将干冰放入罐内,干冰会发生升华现象,升华吸收大量热使罐子的温度降低,空气中的水分会在罐子的外壁凝华形成霜。故答案为:外壁。
故答案为:(1)空气湿润和温度达到0℃以下 (2)外壁 。
25.约公元前600年,中国人发明了油灯。油灯的发展是一个几千年技术文明的历史缩影。
请你结合材料信息解释三种油灯所包含的科学原理,并对照明工具的发展作出评价。
【答案】①植物与动物油、煤油具有可燃性;油燃烧必须到达着火点;油燃烧必须与空气(氧气)充分接触。
②省油灯通过水蒸发吸热降温来达到省油的目的;
③煤油灯调节旋钮是增加油与空气的接触面积使燃烧物多,亮度增加,相反减少与空气的接触面积使燃烧物减少,亮度变暗甚至熄灭。
④从照明燃烧动植物油到煤油,再到电灯照明,说明能源的利用更加高效、环保,也说明人类在发展,科技在进步。
【知识点】蒸发及其现象;燃烧与灭火
【解析】【分析】①根据燃烧的条件分析灯油不会燃烧的原因;
②根据液体蒸发吸热分析省油的原因;
③从燃料的不断变化,分析人类科技的发展和进步。
26.(2024·浙江)某同学冲泡了一杯热饮。下列选项中不能加快热饮降温的是( )
A.向杯口不断吹气 B.取一空杯子互倒热饮
C.向杯中加入冰块 D.拧紧杯盖静置于桌面
【答案】D
【知识点】影响蒸发快慢的因素
【解析】【分析】液体蒸发的快慢与液体的温度、表面积、液面上空气流动的快慢等因素有关,据此分析判断。
【解答】 A.向杯口不断吹气,液体表面空气流动加快,是通过加快液体表面的气体流动来加快蒸发的,加快热饮降温,故A不符合题意;
B.取一空杯子互倒热饮,加快液面上空气流动、增大液体表面积,从而加快蒸发,加快热饮降温,故B不符合题意;
C.向杯中加入冰块是通过热传递来加快热饮降温的,故C不符合题意;
D.拧紧杯盖静置于桌面、液体表面空气流动减慢,不能加快热饮降温,故D符合题意。
故选D。
27.(2023·金华)中国是茶文化之乡,中国茶文化是世界非物质文化遗产。”煮茶”过程中蕴含着丰富的科学知识。下列说法正确的是( )
A.茶水沸腾时,吸收热量,温度升高
B.茶水升温是通过做功的方式改变内能
C.壶嘴冒出的”白气”是汽化形成的现象
D.茶香扑鼻,表明分子在不停地做无规则运动
【答案】D
【知识点】分子的热运动;沸腾及沸腾条件;物体内能的改变方法
【解析】【分析】液体沸腾的特点是:继续吸热,温度不变;改变内能的方式有两种,做功和热传递;
【解答】A. 茶水沸腾时,吸收热量,温度不变,A错误;
B. 茶水升温是通过热传递的方式改变内能,B错误;
C.壶嘴冒出的”白气”是水蒸气液化形成的现象,C错误;
D. 茶香扑鼻,表明分子在不停地做无规则运动 ,D正确;
故答案为:D.
28.(2023·湖州)寒冷的冬天,戴眼镜的同学从室外走到温暖的房间内,镜片变得模糊,一段时间后,镜片又变得清晰。这一现象中先后发生的物态变化是( )
A.液化 汽化 B.汽化 液化 C.凝固 汽化 D.凝固 液化
【答案】A
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;液化及液化现象
【解析】【分析】根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称。
【解答】寒冷的冬天,戴眼镜的同学从室外走到温暖的房间内,房间内的水蒸气从气态变成液态发生液化现象变成小水珠,因此镜片变得模糊。进入室内后,水珠吸热从液态变成气态发生汽化现象,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
29.(2022·舟山)为探究固体熔化的规律,小舟观察海波受热时状态的变化过程.并将记录的温度与时间绘制成图像(如图),图中表示熔化过程的是( )
A.ab段 B.bc段 C.cd段 D.ad段
【答案】B
【知识点】熔化与熔化现象
【解析】【分析】晶体熔化特点是:吸热但温度保持不变。
【解答】晶体在熔化时,虽然不断的吸热,但是温度保持不变,因此图中表示熔化过程的是bc段。
故选B。
30.(2021·杭州)如图所示,自然界中的雪、雾、露、霜等现象,都是水这种物质发生物态变化形成的。对这些现象的描述,正确的是( )
A.雪的形成是凝华现象,需要吸热
B.雾的形成是汽化现象,需要吸热
C.露的形成是液化现象,需要放热
D.霜的形成是凝固现象,需要放热
【答案】C
【知识点】液化及液化现象;凝华及凝华现象
【解析】【分析】确定物质的初始状态和终末状态,从而确定物态变化的名称。
【解答】A.雪是空气中的水蒸气直接变成固态发生凝华现象形成的,需要放热,故A错误;
B.雾是空气中的水蒸气变成液体发生液化现象形成的,需要放热,故B错误;
C.露是空气中的水蒸气变成液体发生液化现象形成的,需要放热,故C正确;
D.霜是空气中的水蒸气直接变成固态发生凝华现象形成的,需要放热,故D错误。
故选C。
31.(2022·浙江)下图中的甲、乙两个房间里的两壶水都已烧开,试判断哪个房间的气温比较高 ( )
A.甲房间高 B.乙房间高 C.一样高 D.无法确定
【答案】B
【知识点】沸腾及沸腾条件;探究水的沸腾实验
【解析】【分析】沸腾是一种剧烈的汽化现象,会汽化出大量的水蒸气;
水蒸气遇冷就会液化,形成“白气”,房间的温度越低,水蒸气的液化现象越明显。据此分析房间甲和房间乙的气温。
【解答】由图中可知:甲房间中壶嘴冒出的“白气”更多;“白气”是水蒸气遇冷液化形成的,温度越低,液化现象越明显;
甲房间壶嘴冒出的白气多就说明了甲的气温低,而乙的气温高。
故答案为:B。
32.(2022·丽水)如图是2022年北京冬奥会冰壶项目比赛场最。冰壶投出后,同队队员在冰壶的前方擦刷冰面,形成水膜,使冰壶沿预设轨迹运动。下列说法正确的是( )
A.擦刷冰面是为了增大摩擦
B.冰面上的水膜是液化形成的
C.冰壶离手后仍能前行是由于受到惯性的作用
D.冰壶最终停止是因为力能改变物体的运动状态
【答案】D
【知识点】熔化与熔化现象;惯性;力与运动的关系;增大或减小摩擦的方法
【解析】【分析】(1)增大摩擦的方法:①增大压力;②增大接触面的粗糙程度;
(2)确定物质的初始态和终末态,从而确定物态变化的名称。
(3)惯性是物质的一种性质,而不是力的作用;
(4)根据力与运动的关系判断。
【解答】A.擦刷冰面,冰面会产生一层水膜,从而减小摩擦力,故A错误;
B.冰面从固态变成液态的水发生熔化现象,故B错误;
C.冰壶离手后仍能前行是由于有惯性,故C错误;
D.冰壶最终停止是因为力能改变物体的运动状态,故D正确。
故选D。
33.(2021·绍兴)如图所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞紧管口,加热一段时间后橡皮塞冲出,同时管口附近产生“白气”。以下分析不正确的是( )
A.水温上升时,水的内能增加
B.加热时管内的水不断汽化
C.管内气体对橡皮塞做功,其内能减少
D.试管口的“白气”是水蒸气
【答案】D
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;液化及液化现象;温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】(1)温度升高,物体的内能增大;温度降低,物体的内能减小;
(2)物质由液态变成气态叫汽化;
(3)物体对外界做功,物体的内能减小;外界对物体做功,物体的内能增大;
(4)水蒸气是无色、无味和透明的气体。
【解答】A.水温上升时,水的内能增加,故A正确不合题意;
B.加热时管内的水吸热,从液体变成气体不断汽化,故B正确不合题意;
C.管内气体对橡皮塞做功,将内能转化为橡皮塞的机械能,则其内能减少,故C正确不合题意;
D.试管口的“白气”不是水蒸气,是水蒸气液化而成的小水珠,故D错误符合题意。
故选D。
34.(2021·台州)夏天,可在室内放上冰块降温。一段时间后,冰块会变成水、该过程发生的物态变化是( )
A.熔化 B.凝固 C.汽化 D.液化
【答案】A
【知识点】熔化与熔化现象
【解析】【分析】根据有关物态变化的知识分析判断。
【解答】冰块为固体,而水为液体,因此冰块变成水的过程,就是物质由固态变成液态的过程,这个过程叫熔化,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
35.(2023·温州)我国拥有全球聚光面积最大的熔盐电站,该电站内1.2万多面“定日镜”环绕吸热塔,其工作原理如图所示。
(1)为将阳光反射到吸热塔,一天中“定日镜”需不断改变朝向。其原因是 。
(2)高温熔盐流经蒸汽发生器时,放出热量使水变成高温高压的水蒸气,带动发电机发电。此过程,蒸汽发生器中水发生的物态变化是 。
(3)该熔盐电站实现每年减排二氧化碳达35万吨,这能减缓哪种环境问题? 。
【答案】(1)太阳高度角不断变化
(2)汽化
(3)温室效应
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;全球性大气环境问题(酸雨、温室效应、臭氧空洞)
【解析】【分析】(1)根据太阳在一天中位置的变化分析解答;
(2)根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称;
(3)二氧化碳是造成温室效应的重要因素,据此分析解答。
【解答】(1)在一天中,太阳在天空中的高度角不断改变,而定日镜只有正对太阳才能吸收最多的太阳能,因此一天中“定日镜”需不断改变朝向。
(2)水吸收热量后,从液态变成气态发生汽化现象。
(3)二氧化碳是造成温室效应的重要因素,因此该熔盐电站实现每年减排二氧化碳达35万吨,这能减温室效应。
36.(2023·丽水)如图是电热液体蚊香器,工作时内部的发热部件对蚊香液加热,一段时间后,其项部有“白雾”飘出,房间里弥漫着蚊香液的清香,起到驱蚊和灭蚊的作用。
(1)发热部件使蚊香液温度升高,该过程主要通过 ,使蚊香掖的内能增加(填“做功"或“热传递”);
(2)“白雾”是蚊香液先汽化后 形成的(填物态变化名称);
(3)房间里弥漫着清香说明分子在不停地做 。
【答案】(1)热传递
(2)液化
(3)无规则运动(热运动)
【知识点】液化及液化现象;物体内能的改变方法
【解析】【分析】改变内能的方式有做功和热传递,同时还考查了分子的动理论的相关知识。
【解答】(1) 发热部件使蚊香液温度升高 ,该过程为热传递;
(2)白雾为液态,故是液化的结果;
(3) 房间里弥漫着清香说明分子在不停地做无规则运动(热运动) 。
故答案为:(1)热传递;(2)液化;(3) 无规则运动(热运动)
37.(2022·舟山) 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 。
【答案】(1)液化
(2)化学能→内能→机械能(或化学能→机械能)
【知识点】液化及液化现象;能量的相互转化和转移
【解析】【分析】(1)确定物质的初始态和终末态,从而确定物态变化的名称;
(2)根据能量转化的知识解答。
【解答】(1)氢气和氧气原来为气态,后来变成液态,这个过程叫液化。
(2)燃料具有化学能,通过燃烧的方式将化学能转化为内能。燃烧生成的高温高压的燃气推动火箭运动,将内能转化为火箭的机械能。
38.(2021·嘉兴)核能是一种高效清洁的能源。2020年11月,具有完全自主产权的"华龙一号”核电机组并网发电,如图是核电机组示意图,通过三个回路的设计有效提高了安全性。
(1)一回路:反应堆中核燃料反应产生大量的热,从而将水加热到约320℃,气压达到150多个标准大气压,此时水不会沸腾的原因是 。
(2)二回路:蒸汽发生器中的水被加热后 (填物态变化名称)成水蒸气,这些水蒸气推动汽轮机带动发电机发电.
(3)三回路:核电站通常建在海边用海水作冷凝剂,原因是海水量多且 。
【答案】(1)气压增大,水的沸点升高
(2)汽化
(3)比热容大
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;沸点及沸点与气压的关系;比热容
【解析】【分析】(1)根据液体的沸点随气压变化的规律分析解答;
(2)物质由液态变成气态叫汽化,需要吸热;
(3)根据Q=cm△t可知,当物质的质量和升高的温度相同时,比热容越大,吸收的热量越多,散热效果越好,据此分析解答。
【解答】(1)一回路:反应堆中核燃料反应产生大量的热,从而将水加热到约320℃,气压达到150多个标准大气压,此时水不会沸腾的原因是:气压增大,水的沸点升高;
(2)二回路:蒸汽发生器中的水被加热后汽化成水蒸气,这些水蒸气推动汽轮机带动发电机发电.
(3)三回路:核电站通常建在海边用海水作冷凝剂,原因是海水量多且比热容大。
39.(2022·浙江)去年暑假小明参加学校的生存夏令营,学到了野外生存的很多知识和技能。其中:
(1)获取饮用水。如图甲所示,用大塑料袋套在树叶浓密的嫩枝上,扎紧袋口。随着植物中水的不断 和 ,经过一段时间,塑料袋的内表面上就会出现一层水珠。
(2)用影子辨别方向。如图乙所示,将一根直杆竖直插在水平地面上的O点。中午前后,用描点的方法在地面上画出杆的阴影顶端的运行轨迹,在轨迹上找出其中距O点最近的点A,则OA 所指示的方向就是 (选填“东”“西”“南”或“北”)方向,这一判断应用的光学知识是 。
【答案】(1)蒸发(或蒸腾);液化
(2)北;光沿直线传播
【知识点】蒸发及其现象;光的直线传播及应用
【解析】【分析】 (1)物质由液态变为气态的过程是汽化,汽化的方式有两种:蒸发和沸腾;物质由气态变为液态的过程是液化,叶子中的水汽化成水蒸气,水蒸气又液化为水,据以上分析解答;
(2)木杆的影子是光的直线传播原理形成的现象,正午的时候,太阳在正南方向,影子在正北方向,阳光与地面的角度最大,形成的影子最短,据以上分析解答。
【解答】 (1)植物叶子内有很多的水,叶子上有很多的气孔,叶子中的水从气孔蒸发变为水蒸气,这是汽化过程(或蒸发);水蒸气遇到冷的塑料袋液化为水,从而获得饮用水;
(2)OA是最短的影子,说明此时阳光与地面夹角最大,这是正午,又由于正午时太阳在正南方,所以影子在正北方,即OA是南北方向的,OA所指示的方向就是北,AO所指示的方向就是南,影子是光的直线传播原理形成的现象。
40.(2022·宁波)为何晾在密闭空间里的湿衣服不容易干 小宁思考后做了如下探究:
【提出问题】
空气湿度会对水蒸发产生怎样影响
【实验装置】
在七个相同的密闭房间内装有相同的如图所示的实验装置。
【实验步骤】
①控制每个房间的气温和空气流动情况相同,空气湿度都在70%以上。
②开启每个房间的除湿机,用除湿机调节房间湿度,使七个房间内的空气湿度在实验期间分别控制在一定值;
③用相同质量的水把毛巾均匀湿润,完全展平后晾在晾衣架上,读取电子秤的示数m1;
④经相同时间后,再次读取电子秤的示数m2。
(实验过程中水蒸发对毛巾温度的影响、除湿机工作时对室内空气流动和室温的影响均忽略)
【实验数据】
空气湿度 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70%
m1/g 500.0 500.0 500.0 500.0 500.0 500.0 500.0
m2/g 599.9 586.0 573.1 561.3 550.6 540.7 532.0
(1)【实验结论】
在水的温度、水的表面积和水面空气流速等条件均相同时, ,水蒸发越快。
(2)【实验反思】
从微观角度分析,一部分液态水的分子能逸出水面成为气态水的分子,另一方面部分气态水的分子也会返回水中成为液态水的分子;当逸出的水分子数量比返回的水分子数量多时,宏观上表现为水蒸发了。本实验中,在其它条件相同时,空气湿度越大,返回水中的水分子数越 。
【答案】(1)空气湿度小
(2)多
【知识点】观察结果的记录与分析;影响蒸发快慢的因素
【解析】【分析】(1)根据图片可知,毛巾上蒸发的水越多,绳子对电子秤上物体的拉力越小,则电子秤的示数越大,因此根据电子秤示数的增大量可以判断水分蒸发的快慢。
(2)空气湿度大时,蒸发的越慢,据此分析返回水中分子的个数变化。
【解答】(1)根据表格可知,空气湿度越小,电子秤的示数变化越大,即蒸发越快,那么得到结论:在水的温度、水的表面积和水面空气流速等条件均相同时,空气湿度小,水蒸发越快。
(2)本实验中,在其它条件相同时,空气湿度越大,返回水中的水分子数越多。
41.(2022·衢州)中国自主研发的“造雪机”简易结构如图,它确保了北京冬奥会的用雪自由。制雪主要过程如下:
A管喷出的“压缩空气"迅速膨胀降温,高速气流将B管喷出的水“打碎”成水雾。部分水雾迅速变成水蒸气,还有部分水雾在C处快速变成晶核(固态)。大量的晶核、剩余水雾、大量水蒸气等被高速气流推出造雪机,水蒸气和水雾在冷空气环境中经过变化后附着在晶核上,使晶核变大形成小冰晶,小冰晶不断聚集形成雪花。
请结合材料和所学知识,说说“造雪机”工作过程中的科学道理。
【答案】示例:A管喷出的“压缩空气"快速膨胀对外做功,内能减小,温度降低。同时高速气流将水变成水雾,增大了水的表面积,部分水雾快速蒸发,形成大量水蒸气。在C处低温环境下,一部分水雾遇冷凝固形成晶核。被高速气流推出的晶核、水雾、水蒸气进入低温的空气中,外界寒冷的环境利于水雾凝固、水蒸气凝华成固体附着在晶核周围,使晶核变大形成小冰晶,小冰晶不断聚集形成雪花。
【知识点】凝固与凝固现象;凝华及凝华现象;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)外界对物体做功,内能增大,温度升高;物体对外界做功,内能减小,温度降低;
(2)影响蒸发快慢的因素:液体的温度、表面积和上方空气流速;
(3)物质由液态变成固态叫凝固,从气态直接变成固态叫凝华。
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第11讲 物质的三态及相互转化
考点 考试内容 考试要求
熔化和凝固 识别熔化和凝固 a
绘制晶体熔化图线 b
描绘晶体熔化和凝固过程中的特点 a
知道熔化和凝固过程伴随吸热与放热 a
汽化和液化 知道蒸发、沸腾的概念 a
知道影响蒸发快慢的因素和蒸发的致冷作用 a
描述液体沸腾过程中的特点 a
知道液化的概念和方法 a
能用物质粒子模型简要解释汽化和液化现象 c
一、物态变化的辨识
1.物质常见三种状态:固态、________、________。
2.定义:随着温度的变化,物质会在固、________、________三种状态之间变化,物质各种状态之间的变化叫做物态变化。
3.物态变化
(1)熔化:________态→________态。如:冰块熔化成水、冰激凌变软、蜡烛点燃、蜡块变成蜡水;
(2)凝固:________态→________态。如:冰雹的形成、水结冰;
(3)汽化:________态→________态。如:洒水的地面变干、晾在阳光下的衣服变干、用热风干手器将湿手吹干;
(4)液化:________态→________态。如露珠的形成、白气、雾、“物体”出汗;
(5)升华:________态→________态。如碘变碘蒸气、用久的灯丝变细、固体清新剂消失;
(6)凝华:________态→________态。如雪、霜的形成,冰挂。
4.物态变化及吸、放热判断
(1)物态变化及吸、放热规律:
(2)物态变化判断“三步曲”
5.水蒸气和“白气”
(1)“白气”不是水蒸气,水蒸气是气态,用肉眼无法观察到;“白气”是水蒸气液化放热形成的小水珠。
(2)生活中“白气”现象的辨析
形成原因 常考举例
温度较高的水蒸气遇到低温的空气,液化成小液滴 烧水时看到的“白气”;冬天,人在室外呼出的“白气”
空气中的水蒸气遇到温度较低的物体,液化成小液滴 打开冰箱门时周围出现的“白气”
晶体和非晶体的比较
1.固体分为晶体和非晶体两类。非晶体 一定的熔化温度;晶体__ __一定的熔化温度。
晶体 非晶体
物质举例 海波、冰、食盐、水晶、明矾、萘、各种金属 松香、蜡、玻璃、沥青
熔化过程 吸热、温度保持不变 吸热、温度不断升高
凝固过程 放热、温度保持 _ _ 放热、温度不断降低
熔点和凝固点 有 __ __
熔化条件 温度达到__ __;继续吸热 持续吸热
凝固条件 温度达到凝固点;继续吸热 持续放热
熔化图像
凝固图像
2.晶体熔化时的温度叫_ __,不同的晶体熔点也不同。同一晶体的凝固点与熔点数值上__ __。
三、汽化与液化
1.汽化分为两种方式:_ __。
蒸发:在__ __下都能进行的汽化现象。蒸发只在液体的表面进行,并且不剧烈。
沸腾:在__ __发生的剧烈的汽化现象。
2.影响蒸发快慢的因素:
①液体温度的高低;②液体的表面积的大小;③液体表面上的空气流动快慢;④对于不同的液体还与液体的种类有关。
3.由于液体蒸发时要从周围吸收热量,使周围温度降低,因此液体蒸发有__ __。
4.沸腾是在液体的内部和表面__ __进行的剧烈的汽化现象。液体在沸腾时虽然继续吸热,但__ __。
5.液体沸腾时的温度叫沸点。
6.蒸发和沸腾的区别
两种汽化方式 蒸发 沸腾
定义 只在液体表面发生的汽化现象 在一定温度下,在液体内部和表面 同时发生的剧烈的汽化现象
发生温度 __ __ 一定温度下(沸点)
发生部位 液体表面 表面和内部__ __进行
剧烈程度 缓慢 剧烈
液体温度 液体温度往往会下降 温度保持在沸点不变
共同点 都是汽化现象,都要__ __
7.液化的概念和方法
(1)物质从气态变为液态的过程叫液化。
(2)方法:①__ __;②__ __。
(3)好处:体积缩小便于运输。
(4)作用:__ __。
四、探究水沸腾时温度的变化特点
1.实验器材(铁架台、酒精灯、石棉网、水、秒表、烧杯、________)
2.实验装置:
(1)组装顺序(自下而上):铁架台→酒精灯→石棉网→________→________。
(2)温度计读数和使用
3.实验现象
沸腾前后烧杯中气泡的特点(如图甲、乙所示,表示沸腾前是________;表示沸腾时的是________。)
4.表格数据分析
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
水的温度/℃ 90 92 94 96 97 99 99 99 97 99
(1)水的沸点判断(沸腾后温度不再发生变化的点)
(2)水沸腾时温度数据特点(温度保持不变)
(3)错误数据判断:表格中的错误数据是______min。
5.根据数据绘出图像并分析
(1)水的沸点是________℃
(2)根据图像和数据分析水沸腾的
规律:水沸腾后,继续________而温度________。
6.分析与交流
(1)缩短加热时间的方法(a.提高水的________;b.减少水的________;c.加盖纸板);
(2)烧杯口处产生“白气”的原因(水蒸气遇冷发生________);
(3)水蒸气比沸水烫伤更严重的原因[水蒸气液化________(选填“吸”或“放”)热];
(4)水沸腾后撤去酒精灯水仍沸腾的原因(________________________________);
(5)水的沸点与大气压的关系(当地大气压小于1个标准大气压时,水的沸点________100℃)
(6)实验中收集多组数据的原因:______________________。
考点1:识别熔化和凝固现象
【例题】
1.“胜哥”用如图所示方式给试管中的冰水混合物加热,在不断加热的过程中,下列现象或事实描述错误的是
A.试管中的冰会熔化,烧杯中的水会汽化
B.试管中的冰水混合物,在冰熔化过程中内能增加
C.烧杯中的水在沸腾前会不断以蒸发的形式汽化
D.试管中的水因达不到沸点而不能沸腾
◆变式训练
2.约在公元前500年,我国就研究掌握了玻璃制作的工艺。玻璃工艺品制作过程中先将玻璃加热到流体状态后,加工成各种形状,再慢慢晾干变硬。下列有关说法正确的是
A.玻璃的物态变化是先熔化后凝华
B.玻璃的物态变化是先熔化后凝固
C.玻璃变软的过程,玻璃的熔点升高
D.玻璃变硬的过程,玻璃的内能增大
考点2:晶体熔化图像
【例题】
3.小科通过微信公众号“胜哥课程”观看了《探究冰熔化时温度变化的规律》科学视频,对相关知识有了深刻理解。以下说法错误的是( )
A.安装温度计时玻璃泡接触到试管底部,此时应适当将 M处向下进行调整
B.温度处于 0℃时,其状态是可能固态、液态或固液共存状态
C.由图可知,冰的比热容比水的比热容小
D.实验中,利用水浴加热是为了使冰块受热均匀
◆变式训练
4.图甲是“探究冰的熔化特点”实验装置,图乙是根据实验数据描绘出冰在熔化时的温度随时间的变化图象。
(1)实验中,如图甲用烧杯中的热水加热试管中的冰。除了使冰受热缓慢外的好处是 ;如果发现冰还是熔化的过快,可采取的操作是 ;
(2)由图乙冰熔化过程历时 分钟;
(3)重复实验,当试管中的冰开始熔化时,立即将试管浸入到另一只装有冰水混合物的烧杯中,发现冰不再熔化,该现象 (选填“能”或“不能”)说明冰在熔化过程中需要吸热。
考点3:汽化和液化
【例题】
5.国家速滑馆在冬奥会历史上首次采用“二氧化碳跨临界直冷制冰”技术。技术原理简化如图所示,则CO2经过( )
A.压缩机后温度降低 B.冷凝器后内能增大
C.膨胀阀后分子间距减小 D.蒸发器时吸收热量
◆变式训练
6.近年来一款食品——“冒烟”冰淇淋,吸引了不少消费者。这种“冒烟”冰淇淋制作过程非常简单,将-196℃的液氮倒入容器中,将牛奶放入其中,冰淇淋瞬间制成,且制成的冰淇淋周围会产生“烟雾缭绕”的效果。下列说法正确的是( )
A.冰淇淋冒出的“烟”,是因为水蒸气液化
B.冰淇淋周围“烟雾缭绕”,是因为液氮汽化
C.牛奶倒入盛有液氮的容器中,吸热凝固成了冰淇淋
D.液氮吃在嘴里时,发生液化放热可能导致嘴唇烫伤
考点4:蒸发和沸腾
【例题】
7.如图晾晒同一件衣服的四种方式中,最容易使衣服变干的是( )
A. B. C. D.
◆变式训练
8.诗人陆游的笔记中记载“蜀中有夹瓷盏……可省油之半”。夹瓷盏被称为省油灯,用棉绳做炷(灯芯),上层盏盛油,下层盏盛水,其结构如图所示。下列说法错误的是()
A.省油灯中的可燃物有2种
B.省油灯使用过程中水和油在一起燃烧
C.省油灯使用过程中化学能转化为光能和内能
D.省油灯使用过程中盏内水吸热降低油温,可减少油挥发
考点5:升华和凝华
【例题】
9.标准大气压下,液态氮的沸点为-196℃,室温下将液态氮置于试管中,会看到试管周围有大量“白气”产生,并且筷子上有霜形成,如图所示。下列关于该现象的分析正确的是( )
A.霜的形成需要吸热 B.霜是水蒸气凝华形成的
C.“白气”的形成需要吸热 D.“白气”是氮气液化形成的
◆变式训练
10.某同学在雪后的大课间,发现六边形青砖铺设的停车位上,边缘砖质部分表面的雪已经消失,中间泥土表面还有雪。请根据上述现象回答以下问题:
(1)根据青砖上的雪消失了,但青砖表面并没有水的痕迹,说明雪消失经历的物态变化是 。
(2)根据上述现象,解释青砖边缘砖质部分雪消失而中间泥土表面还有雪的原因: 。
11.如图所示的一款甜品,在下面盛有水的盘中加了干冰,甜品碗的周围冒着大量的“白气” ,拿起碗, 看到下面盘中的水在“沸腾”着。下列说法正确的是( )
A.“白气”是干冰升华成的二氧化碳气体
B.“白气”是盛水盘中的水汽化形成的
C.盘里的水“沸腾”是因为干冰升华使盘中的水吸热后沸腾
D.盘里的水“沸腾”是因为干冰升华成二氧化碳气体从水中冒出
12.“二十四节气”是中华民族几千年智慧的结晶。下列关于节气中物态变化正确的是( )
A.“谷雨”,雨是空气中的水蒸气汽化形成的
B.“白露”,露是空气中的小冰晶熔化形成的
C.“霜降”,霜是空气中的水蒸气凝华形成的
D.“大雪”,雪是空气中的水蒸气凝固形成的
13.如图所示,关于生活中的物态变化,下列说法正确的是()
A.甲图中烧开水的时候,壶口的“白气”是水蒸气液化放热形成的
B.乙图中用冰箱制作冰棒,发生了凝固吸热的现象
C.丙图中初春,湖面上冰化成水是冰升华吸热形成
D.丁图中深秋,枫叶上形成霜是水蒸气凝固放热形成
14.热转印技术是一项新兴的织物印刷工艺。该技术通过将带有印刷图样的转印纸与织物重叠在一起加热,转印纸上的特殊固态染料就能直接变为气态的形式转移到织物上,形成图样。该转印过程涉及的物态变化是( )
A.先升华后凝华 B.先升华后凝固
C.先汽化后凝固 D.先汽化后凝华
15.如图为某晶体的状态变化过程,甲、乙、丙对应固、液、气三种状态。下列分析正确的是 ( )
A.甲→乙的过程需要放热
B.BC段对应的状态是固液共存态
C.DE段对应的温度为该晶体的熔点
D.白雾形成对应的状态变化过程是乙→丙
16.某物质在凝固时温度随时间变化的图象如图所示,下列判断正确豹是( )
A.凝固过程一共经历了12分钟 B.物质固态的比热容比液态大
C.BC 段物质的内能不变 D.该物质的熔点为80℃
17.小华在家烧水煮饺子,中途发现水量少了些,于是又往锅里迅速加了一碗水,并将水再次烧开。下面能反映小华整个烧水过程中温度随时间变化的图象是( )
A. B.
C. D.
18.如图为某手机的微泵液冷壳,内含2亿颗微胶囊的高性能相变材料PCM。手机发热时,固态材料吸热 成液态(填物态变化名称);微泵液冷壳还可利用无线反向充电开启驱动泵,驱动冷却液循环,利用 的方式改变手机内能,使机身散热降温。
19.某小组在“探究冰和蜡的熔化规律”时,使用的实验装置如图甲所示:
(1)向试管中放入500g冰,应选用颗粒 (选填“较大”或“较小”)的冰块做实验。
(2)从加热到熔化记录的实验数据如下表,可以判断蜡属于 (填“晶体”或“非晶体”)。小组成员发现冰从开始加热至开始熔化,酒精灯内共消耗了3.5g酒精,若加热的效率为10%,则酒精的热值是 J/kg(C水=4.2×103J/kg℃)
(3)根据冰加热过程中记录的数据画出如图丙所示温度-时间图象,AB这段时间内,该物质处于 状态。若继续加热,试管中的水 (选填“会”或“不会”)沸腾。实验后将烧杯中的沸水放在桌上越来越凉,探究水沸腾前后温度变化特点,根据实验数据作出了如图象,最合理表示其温度T随时间t变化关系的是 。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7
蜡的温度/℃ 42 44 46 48 49 50 51 52
20.某综合实践活动小组在制作一个医用冷藏盒时,不知道给药品降温用冰好,还是盐水结成的冰好?他们动手测量了盐水的凝固点。
(1)在选择器材时,小明提出不要使用量程为-2℃~102℃的温度计,要使用量程为-20℃~102℃的温度计,这样考虑主要是基于什么假设?
(2)小明和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图象如图所示,他们发现所测得盐水凝固点并不相同,于是对比了双方实验过程,发现烧杯中装水都是200mL,小明加了1汤匙的盐,而小红加了3汤匙的盐,由此作出猜想:盐水的凝固点与盐水的浓度有关。接着多次实验得出不同浓度盐水的凝固点,数据记录如下表:
盐水浓度(%) 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 36
凝固点(℃) 0 -2 -4 -6 -8 -11 -15 -18 -17 -1.8 -0.4 0
分析表格中数据可知,当盐水浓度增大时,其凝固点 。
(3)小明由表格数据得到盐水浓度为21%时凝固点最低,其值为-18℃,你认为他的判断准确吗?为什么?
21.“噗噗船”(如图甲)是一种蒸汽动力小船,只要点燃蜡烛,就能让小船开动起来,还会发出“噗噗”的声音,其结构如图乙所示。启动前,先注入些水到蒸汽室,点燃蜡烛后,管口有水和气体喷出(如图乙)。随后,冷水进入管内(如图丙)。如此反复,推动小船前进,并发出“噗噗声”。请根据所学知识,解释“噗噗船”前进的原理。
“噗噗船”前进的原理:点燃蜡烛,由于① ,蒸汽室内的水受热汽化及空气受热膨胀。蒸汽室内② ,大于外界的大气压。在内外气压差的作用下,金属管口有水和气体喷出。由于③ ,④ 给了蒸汽船一个前进的动力,推动蒸汽船前进。随着金属管内的气体减少及⑤ ,气压慢慢降低,小于外界的大气压。在内外气压差的作用下,金属管口有水进入。如此往复,实现了船的前进。
22.清晨,一些植物的叶片边缘排列有许多水珠,如图所示。
(1)很多人认为这些水珠是露水,是空气中的水蒸气遇冷 形成的。
(2)小明查阅资料分析得出,植物“吐出的水”是植物的根部从土壤中吸收上来的。请写出一个支持“吐出的水”是从土壤中来的证据: 。
(3)植物“吐水”现象一般发生在无风、空气湿度大的夜晚,此时这些植物的气孔往往处于关闭状态,植物的 作用减弱,从而使根部吸收的水从植物体叶尖或叶缘的水孔排出,形成“吐水”现象。
23.如图所示,利用大煲内的炖盅炖汤。大煲内的水沸腾时,煲盖会不断地跳动,周围有大量“白气”产生。“白气”形成涉及的物态变化有 ;从能量转化角度分析,煲盖不断跳动时的能量转化是 ;此后炖盅内的水是否会沸腾 ,写出判断的理由 。
24.阅读科学知识短文,回答问题:
有霜季节,农作物常被冻坏,这就是人们常说的遭受霜冻。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,即使降温到0℃以下,也不会出现霜,但此时农作物早被冻坏了。
(1)小金由短文猜想霜的形成的两个条件是 。
(2)小金尝试自己人工制霜,他将干冰放入罐内,一段时间后罐子的 (填“内壁”或“外壁”)成功地结了一层霜。
25.约公元前600年,中国人发明了油灯。油灯的发展是一个几千年技术文明的历史缩影。
请你结合材料信息解释三种油灯所包含的科学原理,并对照明工具的发展作出评价。
26.(2024·浙江)某同学冲泡了一杯热饮。下列选项中不能加快热饮降温的是( )
A.向杯口不断吹气 B.取一空杯子互倒热饮
C.向杯中加入冰块 D.拧紧杯盖静置于桌面
27.(2023·金华)中国是茶文化之乡,中国茶文化是世界非物质文化遗产。”煮茶”过程中蕴含着丰富的科学知识。下列说法正确的是( )
A.茶水沸腾时,吸收热量,温度升高
B.茶水升温是通过做功的方式改变内能
C.壶嘴冒出的”白气”是汽化形成的现象
D.茶香扑鼻,表明分子在不停地做无规则运动
28.(2023·湖州)寒冷的冬天,戴眼镜的同学从室外走到温暖的房间内,镜片变得模糊,一段时间后,镜片又变得清晰。这一现象中先后发生的物态变化是( )
A.液化 汽化 B.汽化 液化 C.凝固 汽化 D.凝固 液化
29.(2022·舟山)为探究固体熔化的规律,小舟观察海波受热时状态的变化过程.并将记录的温度与时间绘制成图像(如图),图中表示熔化过程的是( )
A.ab段 B.bc段 C.cd段 D.ad段
30.(2021·杭州)如图所示,自然界中的雪、雾、露、霜等现象,都是水这种物质发生物态变化形成的。对这些现象的描述,正确的是( )
A.雪的形成是凝华现象,需要吸热
B.雾的形成是汽化现象,需要吸热
C.露的形成是液化现象,需要放热
D.霜的形成是凝固现象,需要放热
31.(2022·浙江)下图中的甲、乙两个房间里的两壶水都已烧开,试判断哪个房间的气温比较高 ( )
A.甲房间高 B.乙房间高 C.一样高 D.无法确定
32.(2022·丽水)如图是2022年北京冬奥会冰壶项目比赛场最。冰壶投出后,同队队员在冰壶的前方擦刷冰面,形成水膜,使冰壶沿预设轨迹运动。下列说法正确的是( )
A.擦刷冰面是为了增大摩擦
B.冰面上的水膜是液化形成的
C.冰壶离手后仍能前行是由于受到惯性的作用
D.冰壶最终停止是因为力能改变物体的运动状态
33.(2021·绍兴)如图所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞紧管口,加热一段时间后橡皮塞冲出,同时管口附近产生“白气”。以下分析不正确的是( )
A.水温上升时,水的内能增加
B.加热时管内的水不断汽化
C.管内气体对橡皮塞做功,其内能减少
D.试管口的“白气”是水蒸气
34.(2021·台州)夏天,可在室内放上冰块降温。一段时间后,冰块会变成水、该过程发生的物态变化是( )
A.熔化 B.凝固 C.汽化 D.液化
35.(2023·温州)我国拥有全球聚光面积最大的熔盐电站,该电站内1.2万多面“定日镜”环绕吸热塔,其工作原理如图所示。
(1)为将阳光反射到吸热塔,一天中“定日镜”需不断改变朝向。其原因是 。
(2)高温熔盐流经蒸汽发生器时,放出热量使水变成高温高压的水蒸气,带动发电机发电。此过程,蒸汽发生器中水发生的物态变化是 。
(3)该熔盐电站实现每年减排二氧化碳达35万吨,这能减缓哪种环境问题? 。
36.(2023·丽水)如图是电热液体蚊香器,工作时内部的发热部件对蚊香液加热,一段时间后,其项部有“白雾”飘出,房间里弥漫着蚊香液的清香,起到驱蚊和灭蚊的作用。
(1)发热部件使蚊香液温度升高,该过程主要通过 ,使蚊香掖的内能增加(填“做功"或“热传递”);
(2)“白雾”是蚊香液先汽化后 形成的(填物态变化名称);
(3)房间里弥漫着清香说明分子在不停地做 。
37.(2022·舟山) 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 。
38.(2021·嘉兴)核能是一种高效清洁的能源。2020年11月,具有完全自主产权的"华龙一号”核电机组并网发电,如图是核电机组示意图,通过三个回路的设计有效提高了安全性。
(1)一回路:反应堆中核燃料反应产生大量的热,从而将水加热到约320℃,气压达到150多个标准大气压,此时水不会沸腾的原因是 。
(2)二回路:蒸汽发生器中的水被加热后 (填物态变化名称)成水蒸气,这些水蒸气推动汽轮机带动发电机发电.
(3)三回路:核电站通常建在海边用海水作冷凝剂,原因是海水量多且 。
39.(2022·浙江)去年暑假小明参加学校的生存夏令营,学到了野外生存的很多知识和技能。其中:
(1)获取饮用水。如图甲所示,用大塑料袋套在树叶浓密的嫩枝上,扎紧袋口。随着植物中水的不断 和 ,经过一段时间,塑料袋的内表面上就会出现一层水珠。
(2)用影子辨别方向。如图乙所示,将一根直杆竖直插在水平地面上的O点。中午前后,用描点的方法在地面上画出杆的阴影顶端的运行轨迹,在轨迹上找出其中距O点最近的点A,则OA 所指示的方向就是 (选填“东”“西”“南”或“北”)方向,这一判断应用的光学知识是 。
40.(2022·宁波)为何晾在密闭空间里的湿衣服不容易干 小宁思考后做了如下探究:
【提出问题】
空气湿度会对水蒸发产生怎样影响
【实验装置】
在七个相同的密闭房间内装有相同的如图所示的实验装置。
【实验步骤】
①控制每个房间的气温和空气流动情况相同,空气湿度都在70%以上。
②开启每个房间的除湿机,用除湿机调节房间湿度,使七个房间内的空气湿度在实验期间分别控制在一定值;
③用相同质量的水把毛巾均匀湿润,完全展平后晾在晾衣架上,读取电子秤的示数m1;
④经相同时间后,再次读取电子秤的示数m2。
(实验过程中水蒸发对毛巾温度的影响、除湿机工作时对室内空气流动和室温的影响均忽略)
【实验数据】
空气湿度 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70%
m1/g 500.0 500.0 500.0 500.0 500.0 500.0 500.0
m2/g 599.9 586.0 573.1 561.3 550.6 540.7 532.0
(1)【实验结论】
在水的温度、水的表面积和水面空气流速等条件均相同时, ,水蒸发越快。
(2)【实验反思】
从微观角度分析,一部分液态水的分子能逸出水面成为气态水的分子,另一方面部分气态水的分子也会返回水中成为液态水的分子;当逸出的水分子数量比返回的水分子数量多时,宏观上表现为水蒸发了。本实验中,在其它条件相同时,空气湿度越大,返回水中的水分子数越 。
41.(2022·衢州)中国自主研发的“造雪机”简易结构如图,它确保了北京冬奥会的用雪自由。制雪主要过程如下:
A管喷出的“压缩空气"迅速膨胀降温,高速气流将B管喷出的水“打碎”成水雾。部分水雾迅速变成水蒸气,还有部分水雾在C处快速变成晶核(固态)。大量的晶核、剩余水雾、大量水蒸气等被高速气流推出造雪机,水蒸气和水雾在冷空气环境中经过变化后附着在晶核上,使晶核变大形成小冰晶,小冰晶不断聚集形成雪花。
请结合材料和所学知识,说说“造雪机”工作过程中的科学道理。
第11讲 物质的三态及相互转化答案
知识梳理
一、物态变化的辨识
1. 液态 气态 2. 液 气
3. (1) 固 液 (2) 液 固 (3) 液 气 (4) 气 液 (5) 固 气 (6) 气 固
二、晶体和非晶体的比较
1. 没有 有 不变 无 熔点 2. 熔点 相同
三、汽化与液化
1. 蒸发和沸腾 任何温度 一定温度下 3. 制冷作用 4. 同时 温度保持不变
6.任何温度下 同时 吸热_ 7.(2) 降低温度 压缩体积 (4) 液化放热
四、探究水沸腾时温度的变化特点
1.温度计 2.(1) 烧杯 温度计 3. 甲 乙 4. (3) 8
5. (1) 99 (2) 吸热 不变 6. (1) 初温 质量 (2) 液化 (3) 放 (4) 石棉网上的余温仍可维持水沸腾 (5) 低于 (6) 探究水沸腾的规律
考点突破
1.B 2.B 3.A
4.(1)使冰块受热均匀;移去酒精灯直接用热水加热(或酒精灯火焰小一些或增大冰块质量)
(2)4 (3)能
5.D 6.A 7.B 8.B 9.B
10.(1)升华
(2)泥土中含有水分,比热比青砖大,吸收相同热量温度增加得少,表面温度较低,雪化得慢
夯实基础
11.D 12.C 13.A 14.A 15.B 16.D 17.A
18.熔化;热传递
19.(1)较小 (2)非晶体;3×107J/kg (3)固液共存;不会;A
20.(1)盐水的凝固点低于-2℃ (2)先降低后升高
(3)不准确, 没有进一步探究21%附近浓度的盐水凝固点;
21.热传递;气压增大;力的作用是相互的;喷出的水;遇冷液化
22.(1)液化 (2)植物“吐出的水”中含有无机盐等物质 (3)蒸腾
23.汽化和液化;内能转化为机械能;不会;当大煲中的水升温时,炖盅内的水也会吸热升温至沸点,此时炖盅内外的水温相同,炖盅内水不能吸收热量,而水沸腾需要持续吸热,故炖盅内的水不会沸腾。
24.(1)空气湿润和温度达到0℃以下 (2)外壁
25.①植物与动物油、煤油具有可燃性;油燃烧必须到达着火点;油燃烧必须与空气(氧气)充分接触。
②省油灯通过水蒸发吸热降温来达到省油的目的;
③煤油灯调节旋钮是增加油与空气的接触面积使燃烧物多,亮度增加,相反减少与空气的接触面积使燃烧物减少,亮度变暗甚至熄灭。
④从照明燃烧动植物油到煤油,再到电灯照明,说明能源的利用更加高效、环保,也说明人类在发展,科技在进步。
真题再现
26.D 27.D 28.A 29.B 30.C 31.B 32.D 33.D 34.A
35.(1)太阳高度角不断变化 (2)汽化 (3)温室效应
36.(1)热传递 (2)液化 (3)无规则运动(热运动)
37.(1)液化 (2)化学能→内能→机械能(或化学能→机械能)
38.(1)气压增大,水的沸点升高 (2)汽化 (3)比热容大
39.(1)蒸发(或蒸腾);液化(2)北;光沿直线传播
40.(1)空气湿度小(2)多
41.示例:A管喷出的“压缩空气"快速膨胀对外做功,内能减小,温度降低。同时高速气流将水变成水雾,增大了水的表面积,部分水雾快速蒸发,形成大量水蒸气。在C处低温环境下,一部分水雾遇冷凝固形成晶核。被高速气流推出的晶核、水雾、水蒸气进入低温的空气中,外界寒冷的环境利于水雾凝固、水蒸气凝华成固体附着在晶核周围,使晶核变大形成小冰晶,小冰晶不断聚集形成雪花。
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