第3章第2节 物态变化
▉考点01 物质的三态
1.物态
物质常见的三种状态是固态、液态和气态。例如,常温下,瓶里的水是液态,放在冰箱冷冻室中,瓶内水结冰变成固态,加热后瓶内水变成气态的水蒸气。
2.固、液、气三态物质的微观特征和宏观特征
物质状态及模型 微观特征 宏观特征
粒子间距离 粒子间 作用力 粒子运动情况
固态 很小 很大 只能在平衡位置附近做微小振动 有固定体积和形状,没有流动性
液态 比固态稍大 较大 既可以在一个位置振动,又可以移动到另一位置振动 有一定的体积, 没有一定的形 状,具有流动性
气态 很大 十分微 弱,可 以忽略 除碰撞外,均做匀速直线运动,可以充满整个空间 既没有一定的体积,也没有一定的形状,具有流动性
▉考点02 热与热量
1.热
热水和冷水混合后,温度高的热水放出能而降低温度,温度低的冷水吸收能而升高温度,直到二者温度相同,这些放出或吸收的能即是热,故热是能量的一种表现形式。
2.热量
(1)概念:物体吸收或放出热的多少叫作热量,用符号Q表示。
(2)单位:焦耳,简称焦,符号是J,常用单位还有千焦(kJ),1kJ=10 J。
(3)影响物体吸收或放出热量的因素
①物体升高的温度:对于质量相同的同种物质而言,温度升高(或降低)得越多,吸收(或放出)的热量也就越多。
②物体的质量:同种物质升高(或降低)相同的温度,质量越大,吸收(或放出)的热量越多。
◎注意
热量是在热传递过程中,热转移的数量,所以热量是一个过程量,离开热传递谈热量是没有意义的,所以我们不能说“某物体含有或具有多少热量”,更不能比较两个物体热量的大小,只能说“物体吸收或放出了多少热量”。
3.热传递
(1)定义:热传递是热从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。
(2)发生热传递的条件:只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差,就会有热传递现象发生,并且将一直持续到温度相同为止。发生热传递的唯一条件是存在温度差,与物体的状态、物体间是否接触无关。
(3)实质:热传递的实质就是热量从高温物体向低温物体转移的过程,这是能量转移的一种方式。热传递转移的是能量,而不是温度。
(4)结果:高温物体向低温物体传递热量,故高温物体放出热量,温度降低,低温物体吸收热量,温度升高。热传递的最终结果是温度差消失,即发生热传递的物体或物体的不同部分达到相同的温度。
4.热平衡
发生热传递的两物体或同一物体的不同部分达到相同的温度,热传递就会停止,此时两个物体就达成热平衡,热平衡的条件是温度相等。
5.酒精灯的使用
(1)点燃:要用燃着的火柴或细木条点燃酒精灯,禁止用燃着的酒精灯引燃另一盏酒精灯,如图甲所示。(倾斜的酒精灯可能会造成酒精溢出,引起着火)
(2)熄灭:用灯帽盖灭酒精灯,不能用嘴吹灭,如图乙所示。(用嘴吹酒精灯可能会将火焰沿灯径压入灯内,引起火灾或爆炸)
(3)酒精灯的火焰分为外焰、内焰和焰心,如图甲所示,外焰的温度最高,所以加热时,应用外焰加热。
(4)用酒精灯加热试管中的少量液体。点燃酒精灯,
将试管夹夹在距试管口约1/3处,并将试管口朝上,倾斜大约45°放置于外焰加热,如图乙所示。
◎注意
用灯帽盖灭酒精灯时,盖灭后轻提一下灯帽再重新盖好,目的一是使内外的气压平衡,下次使用时容易打开灯帽;二是挥发水分,有利于下次点燃酒精灯。
▉考点03 熔化与凝固
1.物态变化
(1)概念:随着温度的变化,物质会在固态、液态、气态三种状态之间变化,这种变化叫作物态变化。
(2)水的物态变化
将冰放入水壶中,在加热过程中,冰变成了水,水变成水蒸气,水蒸气遇到冷的勺子又能变成小液滴(如图所示);如果再将水放入冰箱中,水还可以结成冰。像水一样,物质的三种状态在一定条件下是可以相互转化的。
2.熔化和凝固的概念
(1)熔化:物质从固态变成液态的过程。例如,春天,冰雪消融;加热蜂蜡时,蜂蜡会慢慢变软,最后变成液态。
(2)凝固:物质从液态变成固态的过程。例如,把加热熔化的石蜡倒入玩具模子,做出各种各样的固体玩具;熔化后的铁水冷却后变成铁锅。
(3)熔化和凝固是相反的过程,这两个过程是可逆的。
◎拓展
熔化与溶化的区别
熔化是表示物质由固态变为液态;溶化表示物质溶解的过程,如蔗糖放入水中消失了。前者是物质本身从固态变成了液态的现象,后者则是固体物质借助液体在液体中分散开来的现象,因此有无借助液体是辨别两者的关键。
3.晶体和非晶体
(1)概念及特点
种类 概念 特点 举例
晶体 有些固体中的粒子以整齐、有规则的方式排列着,这类固体称为晶体 熔化过程中需要不断吸热,温度保持不变,有固定的熔化温度 海波、食盐、冰、水晶、萘、各种金属等
非晶体 有些固体中的粒子没有规则地排列着,这类固体称为非晶体 熔化过程中需要不断吸热,同时温度不断升高,没有固定的熔化温度 松香、塑料、玻璃、橡胶等
(2)晶体和非晶体的熔化图像
分析:
AB段:为固态,吸热,温度升高
BC段:处于固、液共存状态,吸热,温度不变
在B点是固态,开始熔化;
在C点熔化完成,是液态
CD段:为液态,吸热,温度升高
非晶体在吸收热量的过程中温度一直升高
◎注意
处于熔点的晶体可能是固态、可能是固液共存状态、也可能是液态。
(3)液态晶体与液态非晶体的凝固图像
分析:
EF:为液态,放热,温度降低。
FG:处于固、液共存状态,放热,温度不变,其中
F点时仍是液态,G点时已完全变成固态。
GH:为固态,放热,降温降低。
分析:非晶体在凝固过程中,放出热量,温度降低
4.晶体熔化和液体凝固为晶体的条件
5.熔点和凝固点
(1)熔点:晶体熔化时的温度叫作熔点。
(2)凝固点:晶体在凝固的过程中,温度保持不变,这个温度叫作凝固点。
(3)晶体都有熔点和凝固点,非晶体没有熔点和凝固点。
(4)同一晶体的熔点和凝固点相同,不同晶体的熔点和凝固点一般不同。
6.熔化吸热、凝固放热
海波在熔化过程中虽然温度保持不变,但要继续吸收热量,才能确保熔化过程的完成,可见海波在熔化过程中吸收的热量不是用来升高温度的,而是用来完成熔化的。相反,液体在凝固过程中要放出热量。松香也是在熔化时吸收热量,在凝固时放出热量。
▉考点04 汽化和液化
1.汽化和液化的概念
物质从液态变为气态的过程叫作汽化,从气态变为液态的过程叫作液化。例如,洒在地面上的水一会儿消失了,挂在晾衣杆上的湿衣服会变干等,这些都是汽化现象。水烧开后,从壶嘴喷出的“白气”,秋天草叶上出现的露珠等,这些都是液化现象。
汽化和液化是相反的过程,这一过程是可逆的。可表示为:
汽化的两种方式:蒸发和沸腾。
◎注意
液态水变成水蒸气是汽化过程。“汽化”不能写成“气化”,“水蒸气”不能写成“水蒸汽”。
2.蒸发
(1)概念:在任何温度下都能进行的汽化现象。
(2)影响蒸发快慢的因素
现象探究:影响蒸发快慢的因素
图示 现象 原因
同样湿的衣服,晾在阳光下干得快,晾在树荫下干得慢 液体的温度越高,蒸发越快
同样湿的衣服在同一地方,展开干得快,叠在一起干得慢 液体的表面积越大,蒸发越快
同样湿的衣服挂在有风的地方干得快,挂在没有风的地方干得慢 液体表面上方空气流动越快,蒸发越快
探究归纳:影响液体蒸发快慢的三个因素
①液体的温度。液体的温度越高,蒸发越快。
②液体的表面积。液体的表面积越大,蒸发越快。
③液面上方空气流动的快慢。液体表面上方空气流动越快,蒸发越快。
(3)蒸发的微观解释
从分子的运动来看,液体内大量分子总在不停地运动,其中有些分子运动的速度较大。当这些分子处于液体表面时,就容易克服其他分子对它的引力,脱离液体进入空气中,这个过程就是蒸发。温度越高,分子运动越剧烈,越容易离开液面。蒸发只发生在液体的表面,温度越高,蒸发越快。
(4)蒸发制冷
液体蒸发时,需要吸收热量,从而导致自身和周围物体的温度降低,因此蒸发有制冷作用。液体蒸发得越快,制冷效果越好。例如,温度计从酒精中取出后,酒精蒸发吸热,导致温度计示数降低。游泳的人上岸后,风一吹,水蒸发加快,蒸发吸热,导致人自身温度降低,人会感觉特别凉。蒸发制冷的一些具体应用:
①病人发高烧时,在皮肤上擦酒精使病人体温下降,是利用酒精蒸发从人体吸收热量,使皮肤温度降低。
②炎热的夏季,人能利用汗液的蒸发来调控体温。
3.沸腾
(1)概念:沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
◎注意
(1)水沸腾时温度不是100℃的原因有两种:一是外界大气压不是标准大气压;二是温度计可能不准确。
(2)缩短加热到沸腾的时间的方法:沸腾前烧杯上加盖,减少水的质量,用初温比较高的水进行实验等。
(2)沸点
①含义:液体沸腾时的温度叫作沸点。在标准大气压下,水的沸点是100℃,酒精的沸点是78℃。
②沸点与气压的关系:液体的沸点与液体上方的气压有关。气压越高,沸点越高;气压越低,沸点越低。在高山上,由于气压很低,水的沸点也较低,所以在高山上煮饭一般不易煮熟,需要使用高压锅。
③不同的液体具有不同的沸点。炼油中采用的分馏技术,就是利用原油中各种物质的沸点高低不同,使它们在不同温度下沸腾,而将它们分离出来的。
④低沸点物质的用途—冷冻治疗:医生常用汽化得很快的氯乙烷作麻醉剂,使病人的皮肤冷却到失去疼痛感觉的程度后进行手术。
(3)沸腾的条件和特点
①条件:温度达到沸点;继续吸热。
②特点:沸腾是在液体内部和表面同时进行的;液体沸腾时,温度保持不变。
(4)沸腾现象的微观解释
沸腾是有别于蒸发的另一种汽化方式,是在一定温度下液体表面和内部同时进行的剧烈的汽化现象。如右图所示,从分子运动的角度看,液体沸腾时,一方面,处于液体表面的速度较大的分子由于运动要离开液体扩散到空气中;另一方面,液体内部气泡壁上速度较大的分子也要脱离气泡壁跑到气泡中。所以说沸腾是比蒸发剧烈得多的汽化现象,二者在本质上是相同的。
4.液化
(1)液化现象
①冬季,当门窗关紧后一段时间,教室玻璃窗内侧出现了一层水雾而变得模糊不清,这是教室里空气中的水蒸气在玻璃上发生液化而形成的。
②冬天还可以看到户外的人不断呼出“白气”,这是呼出的水蒸气遇到冷空气液化凝结成的小水珠。
③清晨,路边花草上的小水滴是空气中的水蒸气遇冷液化形成的。
(2)液化的两种方法
①降低温度
如水蒸气液化过程的现象图解
水蒸气:
一般情况遇冷液化成小水珠,浮于空气中形成“白气”、附着在物体表面形成水滴。
夜间气温下降遇冷液化成小水珠,凝结在空中尘埃上形成雾、凝结在地面物体上形成露。
②压缩体积
人们做饭用的液化石油气,就是在常温下用压缩体积的方法来将石油气液化后装在钢罐里的。
◎注意
理解液化应注意的三个问题
(1)所有气体在温度降到足够低时都可以被液化。
(2)有的气体单靠压缩体积不能使它液化,必须同时使它降低到一定温度,例如氮气。
(3)凡具有如下字样的相关物态变化都是液化现象:雾、露、“白气”“出汗”等,这些现象通常是空气中的水蒸气遇冷放热液化产生的,而不是空气液化产生的。空气液化需要极低的温度,常压下,空气中占主要成分的氮气大约在-196℃液化,氧气大约在-183℃液化。
(3)将气体液化的优点
使其体积减小,便于储存和运输。
(4)液化放热
液化是汽化的逆过程,汽化是吸热过程,因此液化是放热过程。
(5)汽化吸热、液化放热的应用
①热管:热管的金属外壳内衬垫一层多孔材料的吸液芯,吸液芯中充以酒精或其他液体,中心是气腔。当管的一端受热时,热端吸液芯内的液体吸热汽化,蒸气沿气腔跑到冷端,在冷端放热液化后,又顺着吸液芯回到热端,如此循环往复。卫星就是利用热管将热从向阳面“搬”到背阴面,使两侧的温度趋于平衡。
②电冰箱:低沸点的冷凝剂在蒸发器里汽化,吸收了冷冻室里的热,使冷冻室里的温度降低。压缩机将产生的蒸气抽走,压入冷凝器,使之液化并把冰箱里带来的热放出。冷凝剂液化后重新回到蒸发器里,如此循环工作,从而使冷冻室保持相当低的温度。
▉考点05 升华和凝华
(1)探究活动:干冰的升华
如图所示,用金属勺盛一些干冰(固态CO ),仔细观察干冰的变化,以及金属勺周围形成的白色物质。
现象及解释:在实验中,干冰减少,却没有观察到液态CO 这种物质。固态的干冰吸热直接变成了二氧化碳气体,由于干冰吸热使得勺子温度很低,导致空气中的水蒸气遇冷直接由气体变成了固体冰粒。
(2)升华
①概念:物体从固态直接变成气态的过程。
②升华吸热:升华要从周围环境吸热,使周围环境的温度降低,所以升华有制冷作用。人们利用这个特点来降温。如利用干冰升华时吸收大量热来实施人工降雨,制造舞台烟雾效果,食品冷藏,医疗麻醉等。
(3)凝华
①概念:物体从气态直接变成固态的过程。
②凝华放热。
(4)用分子运动的观点解释升华和凝华
升华是固态物质表面的分子克服其他分子对它的引力进入空气中的过程,而凝华则是气体分子碰到固态物质的表面,并被固态物质分子的引力所束缚的过程。
▉考点06 云、雨、雪、雾、露、霜
自然界中有很多自然现象都和科学有关,其中的云、雨、雾、露、霜、雪、冰雹是常见的自然现象,它们的成因及物态变化名称如下:
自然现象 成因
云 太阳照在地球上,气温升高,含有水蒸气的高温空气快速上升,在上升过程中,空气逐渐冷却,水蒸气液化成小水滴或凝华成小冰晶,便形成云
雨 云中的小水珠或小冰晶,随着气流的急速升降而上下运动,它们相遇后越聚越大,达到一定程度后就会下落。在下落过程中,小冰晶吸热熔化成小水珠,与原来的小水珠一起落到地面,这就是雨
雾 空气中的水蒸气在地面附近遇冷液化成了小水珠,便形成雾
露 在天气较热的时候,空气中的水蒸气在早晨遇到温度较低的树叶、花草等,液化成小水珠附着在它们的表面而形成露
霜、雪 地表附近的水蒸气遇到0℃以下的地表物体如植物时凝华为小冰晶,这就是霜;如果高空的温度在0℃以下,水蒸气凝华成小冰晶,便以雪的形式降到地面
冰雹 云中的水珠被上升气流带到气温低于0℃的高空,凝固为小冰珠,小冰珠在下落时,其外层受热熔化成水,并彼此结合,使冰珠越来越大,如果上升气流很强,冰珠就会再升入高空,在其表面形成一层冰壳,经过多次上下翻腾,能结合成较大的冰珠,当上升气流托不住它时,冰珠就落到地面,形成冰雹
一.熔化与熔化吸热的特点(共2小题)
1.把盛有碎冰块的大试管插入烧杯里的碎冰块中,用酒精灯对烧杯底部进行加热,如图所示。当烧杯中的冰块大部分熔化时,试管中的冰( )
A.熔化情况不能确定
B.全部熔化
C.一点都没熔化
D.下面的熔化,上面的没熔化
2.某种物质熔点为232℃,在这种温度时该物质的状态应为( )
A.固态 B.液态
C.固液共存状态 D.上述情况都有可能
二.熔点和凝固点(共4小题)
3.在很冷的地区,使用酒精温度计,而不用水银温度计,主要是因为( )
A.液态水银比液态酒精凝固点高
B.液态水银比液态酒精凝固点低
C.固态水银比固态酒精熔点高
D.固态水银比固态酒精熔点低
4.如图所示为某物质的熔化图像,根据图像可知( )
A.该物质加热后就开始熔化
B.第15min该物质处于液态
C.若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图乙),则试管内冰的质量会增多
D.图乙中,冰水混合物的温度会升高
5.标准大气压下海波的熔点为48℃,则标准大气压下48℃的海波( )
A.一定处于固态
B.一定处于液态
C.一定处于固液共存状态
D.以上都有可能
6.汽车防冻液:汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高。为了确保安全,可用水循环进行冷却。实际上,水中往往还要加入不易挥发的防冻液(原液),加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾。
有关资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,具体数值参见下表(表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比)
防冻液含量(%) 30 40 50 60 70 80 90
混合液的凝固点(℃) ﹣17 ﹣28 ﹣37 ﹣49 ﹣48 ﹣46 ﹣28
混合液的沸点(℃) 103 104 107 111 117 124 141
在给汽车水箱中加防冻液时,宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10~15℃.考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果,因此,混合液中防冻液的含量不宜过高。
(1)在混合液中,如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%,则混合液凝固点的变化情况是 。
A.逐渐升高;B.逐渐降低;
C.先升高后降低;D.先降低后升高。
(2)若某地常年最低气温为﹣15℃,对该地区汽车来说,在下列不同防冻液含量的混合液中,宜选 。
A.30% B.40% C.60% D.90%
(3)长时间使用后,汽车水箱中的混合液会减少。与原来相比,混合液的沸点 (选填“升高”、“降低”或“不变”),其原因是 。
三.熔化和凝固的温度—时间图象(共3小题)
7.如图所示为质量相等的甲、乙两种固态物质在相同热源加热时温度随时间变化的图像,根据图像分析下列说法,正确的是( )
A.甲、乙两种物质在熔化时吸热相等
B.甲、乙两种物质的熔点相同
C.甲、乙两种物质在固态时升高相同的温度,甲物质吸热较多
D.甲、乙两种物质在液态时升高相同的温度,甲物质吸热较少
8.如图是“探究某物质熔化和凝固规律”的实验图像,下列说法正确的是( )
A.在t=2min时,该物质处于固液共存状态
B.在BC段,该物质不吸热
C.该物质的凝固点是45℃
D.该物质熔化过程共持续了6min
9.图甲为某物质的熔化图像,根据图像可知:
(1)第15min时该物质处于 (填状态)。
(2)若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图乙),则试管内冰的质量会 ,冰水混合物的温度会 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
四.晶体和非晶体的区别(共1小题)
10.如图甲是一款3D打印笔,笔中装有塑料条,启动加热开关,塑料受热会逐渐变软变稀。挤出的液态塑料冷却后形成固定的形状。整个过程中塑料的温度变化如图乙,据此可知( )
A.塑料是晶体,先熔化后凝固
B.塑料是晶体,先凝固后熔化
C.塑料是非晶体,先熔化后凝固
D.塑料是非晶体,先凝固后熔化
五.熔化和凝固的探究实验(共6小题)
11.小西发现严冬季节水缸里的水结冰了,但腌菜缸里的盐水却没有。小西猜想,水中加入别的物质后,一定会对水的凝固点产生影响。为了验证这一猜想,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。每隔一定时间,小西就观察盐水状态、测出温度,并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图象如图甲所示。
(1)从图象中得到晶体的液态物质在凝固时的温度将 (填”变大”“变小”或“不变”)。
(2)实验验证了小西的猜想,因为与水相比,凝固点变 了(填“高”或“低”)。
(3)如果将一个装有盐冰水混合物的试管放入正在熔化的冰水混合物中,如图乙所示,试管中盐冰水混合物中的冰会 (填“变多”“变少”或“不变”)。
12.在做“海波熔化”的实验时,他们采用如图甲的实验装置。将装有海波的大试管放入沸水中并取走酒精灯,温度计A和B分别测量海波和烧杯中热水的温度。根据两个温度计的示数,绘制出了海波和热水的温度随时间变化的图象(如图乙)。由图象可知,在第8min时,大试管内的海波处于 (选填“固态”、“液态”或“固液共存态”)。第10min后,海波的熔化将 (选填“继续”或“停止”)。
13.冬日北方经常下起鹅毛大雪,给整个世界都裹上一层银色,美不胜收。然而,雪后的街道又给大家的出行带来了不便,环卫工人寒风中昼夜除雪。小明和学习小组的同学对“除雪”感兴趣,他们对“除雪”展开项目探究。
【项目分解】A认识雪的形成;B了解除雪剂清除积雪的原理
【项目实施】
(1)小明同学说“下雪的时候不觉得怎么冷,而化雪时好像更冷一些。”小组同学的感觉也是这样的,请你说说化雪更冷的科学依据是: ;
(2)小组同学还发现大雪过后路面结冰,环卫工人会在公路上撒除雪剂,经了解除雪剂就是工业盐(不能食用),使路面的冰及时熔化,确保了行人和车辆的出行安全。为了弄清其中缘由,小明和学习小组的同学做了一组关于冰熔化的实验。
①组装乙实验装置,实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,加热一段时间,小明根据记录的实验数据在丁图中绘制了A图象;
②完成上述实验后,小明又取了适量淡盐水制成的碎冰,用相同的热源再次加热,得到丁图中B图象,再取适量浓度更大一些的盐水制成的碎冰,用相同的热源加热,得到丁图中C图象。由以上实验可知,加入盐后冰的熔点将会 (选填“升高”“降低”“不变”)。
【项目拓展】
(3)若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图戊),则试管内的冰将 (选填“变多”、“变少”或“不变”);
(4)小组受实验启发想制作一个医用冷藏盒,你认为给盒中药品降温最好选用 。
A.常用冰块
B.盐水结成的冰
C.0℃的水
14.实验室里,同学们进行探究“冰熔化过程中温度的变化规律”的实验。
(1)实验中通过水对试管加热,而不是直接加热试管,目的是 。
(2)若在标准大气压下采用水浴法,猜想试管内的物质的熔点应有何要求? 。
(3)根据实验数据,画出了其温度随时间变化的图象如图乙所示,分析图象后可知:
①冰熔化的过程为图丙中哪段? 。
A.AB段
B.BC段
C.CD段
D.AD段
②冰熔化过程 (选填“吸热”或“放热”或“既不吸热也不放热”)。
15.在探究固体的熔化实验中,把分别装有固体a与b的试管放在盛水的烧杯内加热。将温度计正确的插入两种固体中,实验装置如图甲所示,固体a的熔化图像如图乙所示,固体b的熔化图像如图丙所示。
(1)根据图乙可知,固体a为 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(2)当物质a的温度为48℃时,a的状态可能为( )(填写字母)
A.固体
B.液体
C.固液共存
(3)已知标准大气压下,水的沸点为100℃。标准大气压下,烧杯与试管中均加入水,通过酒精灯加热,当烧杯中的水沸腾时,试管中的水 沸腾。(选填“会”或“不会”)
16.如图甲所示,桥面结冰是指桥面被雨、雪、霜等覆盖且降温时其中的水分被冻结成薄冰,从而使桥面出现冰冻的现象。
某物理创新实验小组的同学想探究桥面与普通路面相比哪个更容易结冰。他们采用图乙的装置进行实验:分别用两张相同的水泥板模拟普通路面(水泥板下填充沙土)和桥面(水泥板下注水),控制水和沙土质量相同,将两种装置放在环境相同的低温实验室,每隔5min用同型号测温枪测量水泥板表面温度,测得相关数据如表所示。
时间t/min 5 10 15 20
普通路面温度l1/℃ 21 16 10 4
桥面温度l2/℃ 18 12 4 0
(1)实验需要确保两种装置放入实验室时的初始温度 (选填“相同”或“不相同”),由表格数据可以得出结论:相同条件下,桥面与普通路面相比, 更容易结冰。
(2)有同学想起,严冬时桥面结冰,道路工人常通过在桥面撒盐的方式来使冰熔化,从而保障桥面不打滑。那么,在相同的气温下,为什么撒了盐后的冰更容易熔化呢?同学们进行了如下探究:
①从冰箱里取出一些冰块,分别放入两个相同的易拉罐中,并在其中一个易拉罐中加入适量的盐,均用筷子搅拌一段时间(如图丙);
②当两罐内物体处于 的状态时,用温度计分别测出罐内物体的温度(示数如图丁),加盐罐中物体的温度为 ℃;
③对比未加盐罐的温度得出:相同的低温条件下撒了盐后的冰更容易熔化的原因是 。
六.汽化及汽化吸热的特点(共1小题)
17.如图展示了不同概念之间的逻辑关系。则表中概念符合此图关系的是( )
选项 1 2 3 4
A 物理变化 物态变化 汽化 蒸发
B 植物 种子植物 被子植物 松
C 固体 晶体 玻璃 分子
D 组织 细胞 细胞质 细胞膜
A.A B.B C.C D.D
七.沸腾及沸腾条件(共6小题)
18.某兴趣小组在相同的小烧杯内盛等量的水,以相同的热源同时加热。如图所示,甲杯为隔水加热,乙杯为隔油加热,丙杯为隔砂加热,加热一段时间后,测得小烧杯外物质的温度分别为水温100℃、油温300℃、砂温600℃,则三杯水的温度高低顺序关系为( )
A.t甲>t乙>t丙 B.t甲=t乙=t丙
C.t甲<t乙=t丙 D.t甲<t乙<t丙
19.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,在冰熔化过程中温度保持不变
C.试管中的水因达不到沸点而不能沸腾
D.烧杯中的水在沸腾前会不断以蒸发的形式汽化
20.小明两次煮鸡蛋。第一次在水开后继续用急火煮,直到煮熟;第二次在水开后将火焰调小,但仍保持锅中的水沸腾,直到煮熟。两次比较发现( )
A.第一种方法比第二种方法省燃料又省时间
B.第一种方法费燃料但省时间
C.第二种方法比第一种方法省燃料但费时间
D.第二种方法比第一种方法省燃料,两种方法所用时间相近
21.妈妈在蒸馒头时,开锅后改用“小火”。针对这种做法,下列说法中正确的是( )
A.水沸腾后,改用“小火”能更快的让馒头变熟
B.改用“小火”可以提高水的沸点
C.无论使用“大火”还是“小火”,水达到沸点后温度都保持不变
D.用“大火”可以提高水的沸点,不应该改用“小火”
22.如图所示,在一敞口玻璃瓶甲里盛适量的水,使之能浮在一水槽中,将另一个同样盛适量水的敞口空玻璃瓶沸腾的乙瓶口朝下,按入槽内水中,并固定位置,在1个标准大气条件压下,对槽内水加热到沸腾时( )
A.甲、乙瓶内水温都不能达到100℃
B.甲瓶内水沸腾,乙瓶内水不沸腾
C.甲瓶内水不沸腾,乙瓶内水沸腾
D.甲、乙瓶中水都不沸腾
23.星期天,小华在家烧水煮饺子。当水烧开准备下饺子时,妈妈提醒他锅里的水量少了点,于是小华又往锅里迅速加了一大碗水(水量比锅里少),用同样大的火直至将水再次烧开。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.
八.蒸发及其现象(共3小题)
24.液体在蒸发过程中,如果从外界吸收不到热量,那么液体( )
A.蒸发不能继续进行
B.蒸发能够进行,使液体温度升高
C.蒸发能够进行,使液体温度降低
D.蒸发能够进行,使液体温度保持不变
25.炎热的夏天,当你走在晒得发烫的柏油路上时,刚巧来了一辆洒水车,洒湿了路面,这时你会感到更加闷热,产生这种感觉的主要原因是( )
A.洒水车中的水经过曝晒,温度很高
B.洒水后,空气的湿度增加,身上的汗液难蒸发
C.地面上水反射了阳光,使身体得到更多的热量
D.水蒸发时,把地面的热带到了人的身上
26.在温度计的玻璃泡上包上醮有酒精的棉花,如图2能反映温度计示数随时间变化情况的是(周围的温度不变)( )
A. B.
C. D.
九.影响蒸发快慢的因素(共7小题)
27.“晒纸”是将刚生产的湿纸,通过自然蒸发使纸张变干。若无风情况下在杭州为了更快完成晒纸工序,下列晾晒方式最合理的是( )
A. B.
C. D.
28.图甲为我国古代的“节能灯”——“省油灯”,图乙为其部分剖面示意图。向灯盏夹层内注水,有助于减慢油的蒸发,达到省油的目的。关于“省油灯”减慢油蒸发的方法,下列说法正确的是( )
A.降低油的温度
B.减小油的表面积
C.减慢油表面上方的空气流动
D.减少油的体积
29.《天工开物》记载的“透火焙干”是造纸的一道工序,其做法是将刚生产出的湿纸张贴在烤火的墙上(如图)。给墙壁烤火能加快湿纸变干的主要原因是( )
A.升高湿纸的温度
B.促进湿纸的升华
C.改变湿纸中的液体种类
D.加快湿纸表面的空气流动
30.在阴雨天气,衣物晾干较慢。为了使衣服干的更快,小科对液体蒸发快慢的影响因素进行如下探究。
[查阅资料]
当吸了水的无纺布在空气中放置一段时间后,会因水分蒸发而质量变小,所以可通过测量无纺布在相同时间后的质量变化情况,来判断其中水分蒸发的快慢。
[实验过程]
选用相同材质、相同大小的无纺布,在等质量水中浸泡相同时间,并用如图所示装置进行实验。
(1)有同学根据生活经验提出了“将衣服摊开晒来缩短晒干时间”的方法。你认为他是选取 两组装置开展的对照实验。
(2)小科选择装置甲与装置乙进行实验,数据记录下表。
实验组别 第1次实验 第2次实验 第3次实验
甲 乙 甲 乙 甲 乙
示数(g) 开始 7.5 7.5 7.6 7.5 7.5 7.4
5分钟后 7.1 6.6 7.3 6.7 7. 6.6
①分析实验数据,你能得出的结论是: 。
②下列是两位同学在数据处理中的两种观点,你支持谁的观点并说明理由 。
31.学习了影响液体蒸发快慢的因素后,小丽同学猜想液体蒸发快慢可能还与液体的种类有关。请你利用下面提供的实验样品,设计实验验证小丽的猜想是否正确。
(1)实验中应控制液体上方空气流动的快慢、液体的表面积和 都相同。
(2)实验室已提供装好酒精和水的几个样品,如图甲所示。按实验要求,选择图甲中 两个样品进行对比,能够比较方便地进行研究。
(3)若一个同学选好两个液体样品后,将一个放在室内,另一个放在室外,经过相同时间后进行对比,他这样做 (填“正确”或“不正确”)。
(4)按要求正确选择样品并进行正确操作,经过相同时间后样品的情况如图乙所示。据此,你认为小丽的猜想 (填“正确”或“不正确”)。
32.学习小组同学设计实验探究液体蒸发速度的快慢与哪些因素有关,请回答以下问题:
(1)学习小组研究温度对液体蒸发快慢的影响,请从图甲中选择他们需要的实验器材: 。
(2)图乙是研究液体表面空气流动速度影响液体蒸发快慢的实验装置。
①该实验是通过比较 判断液体蒸发的快慢。
②学习小组的同学对乙图中实验装置进行改进。以下是他们设计的三种玻璃片,玻璃片内有不同形状的凹陷,可以滴加液体。从变量控制的角度分析,你选择哪种玻璃片进行实验,并说明理由: 。
33.某科学小组利用如图所示的器材,探究液体表面空气流动情况对水蒸发快慢的影响。
(1)你认为选用“电吹风”还是“小风扇”更好?请说明理由。 。
(2)下列操作中最有利于控制滤纸大小相同的做法,并有效完成实验的方法是 。
A.取两张滤纸,分别剪下一个方块
B.同一张滤纸,不同位置剪下一个方块
C.滤纸对折后,两层滤纸重叠剪下一个方块
D.选择两张滤纸,不做裁剪
(3)根据以下实验现象,填写实验结论。
实验条件 滤纸变干的时间(s) 实验结论
有风 16
无风 60
十.液化及液化现象(共11小题)
34.小芳吃雪糕时,看到雪糕周围冒“冷气”,由此她联想到了泡方便面时碗里冒“热气”的情景。以下是她对“冷气”和“热气”的思考,其中正确的是( )
A.“冷气”和“热气”本质是相同的,他们都是汽化成的水蒸气
B.“冷气”和“热气”本质是不同的,前者是小水珠,后者是水蒸气
C.“冷气”和“热气”本质是不同的,前者是液化形成的,后者是汽化形成的
D.“冷气”和“热气”本质是相同的,都是液化形成的小水珠
35.我们可以在不同的环境中看到“白气”。下面有关“白气”形成的说法中正确的是( )
A.夏天打开冰箱门时,门口的“白气”是冰箱内的水蒸气液化成的小水滴
B.打开热水瓶的盖子时,瓶口周围的“白气”是瓶内的水蒸气液化成的小水滴
C.文艺演出时,舞台上的“白气”是干冰在常温下升华形成的气态二氧化碳
D.清晨,河面上的、团团“白气”是河里的水蒸发形成的水蒸气
36.“充气式太阳能蒸馏器”是利用太阳能海水淡化的一种装置。它是通过太阳照射充气物内的海水,产生水蒸气,水蒸气在透明罩内壁形成水珠,在此过程中发生的物态变化是( )
A.先汽化,后液化 B.先沸腾,后凝固
C.先液化,后汽化 D.先蒸发,后沸腾
37.纸燃烧需要达到一定的温度,某实验小组把盛有水的纸盒放在火焰上烧,做“纸锅烧水”实验(如图所示)。下列说法中错误的是( )
A.纸锅里的水上方冒出“白气“是水蒸气遇冷液化而成的小水珠
B.纸锅里的水未加热前,水是不会发生汽化现象的
C.水烧开时纸盒并未燃烧,这是因为水沸腾时温度不会再升高,没有达到纸燃烧的温度
D.纸锅里的水沸腾后温度将保持不变,若撤去酒精灯火焰,则水将不会沸腾
38.空调与冰箱都能给我们制造低温的环境,而且它们的工作原理也几乎相同。空调与冰箱主要组成部件如图甲。冰箱的蒸发器(内装有低沸点制冷剂氟利昂)和冷凝器装在同一箱体内,而空调则是把两者分别装室内机和室外机里(如图乙)。
(1)冰箱的主要工作原理是制冷剂氟利昂在蒸发器中 ,在冷凝器中 ;(填物态变化的名称及吸、放热情况,上同)
(2)氟利昂的液化发生在空调机的 (填“室内”或“室外”)机。
39.小明在厨房中发现:
(1)壶里的水烧开以后,壶嘴上方冒出一团团“白气”。这“白气”实质上是一些小水珠。小明仔细观察又发现:“白气”从喷出到消失要经历三个物理过程。
①靠近壶嘴的地方,我们什么也看不见。这是因为壶内水沸腾时产生了大量的水蒸气,在壶嘴附近由于温度比较 ,仍然保持气体状态。
②水蒸气离开壶嘴一段距离以后, 形成“白气”。(②③两题填物态变化名称)
③“白气”进一步上升,分散到干燥的空气中,发生 现象,我们又什么也看不见了。
(2)冬天,在炉子上烧菜的时候,火焰熄灭前、后一瞬间会出现如图所示的两种情景,你可以确定 是火焰熄灭前的图片。
40.科学就在身边,试着用所学知识解释下列问题。
(1)如图,甲、乙两烧杯中分别装有冰块和热水,上方都盖有玻璃板,过一会将会看到甲玻璃板的 (“内侧”或“外侧”)有小水珠出现,小水珠的形成都是由于水蒸气 (填物态变化)形成的。
(2)为了控制卫星内部的温度在一定范围内,保护卫星内部的电子设备,科学家发明了热管。如图所示为热管传热的原理示意图,金属外壳内衬垫一层由多孔材料做成的吸液芯,芯中充有某种液体,其中心是气腔。卫星利用热管将热量从向阳面“搬”到背阴面,使整体温度趋于平衡。下列对于热管原理的解释,正确的是 (填字母)。
A.热端吸热升华,冷端放热凝华
B.热端吸热汽化,冷端放热液化
C.热端放热汽化,冷端吸热液化
D.热端放热升华,冷端吸热凝华
41.在学习了有关物态变化的知识以后,小明回家做了如下实验:甲、乙两个房间里相同的电炉上,相同的两壶水都已烧开,水烧开后壶口留出“白气”。请回答:
(1)根据甲、乙两图所示情况可以判断出房间 的气温较高。
(2)A、B两幅图中,符合水沸腾前的情形的是 图。
(3)如果加大炉火猛烧,则壶内开水的温度 (选填“升高”“不变”“降低”)。
42.人造卫星在太空中运行时,其朝阳面和背阳面的温差很大,科学家用一种传热性能极好的装置热管,使卫星外壳内温度保持均衡。热管是一根封闭的管壳的外面衬了一层叫作吸收芯的多孔材料,芯内装有易蒸发的物质(如酒精)循环流动。当图中A端温度比B端高时,主要依靠的是A端吸热蒸发,B端 (选填“液化”或“凝固”或“凝华”)放热。
43.同学们观察到春夏季节交换时,家中墙壁瓷砖上很容易起一层水珠(如图甲)。查阅资料发现:水珠是因为室内的水蒸气遇冷液化形成的,水蒸气刚好液化的温度称为露点温度。如果瓷砖表面的温度低于露点温度时,水蒸气就会液化。当室内水汽含量为50%和80%时,露点温度与教室内气温的关系如图乙所示。
(1)水蒸气液化时 热量(选填“吸收”或“释放”)。
(2)如图乙,当室内气温为20℃、水汽含量为80%时,露点温度约为 。
(3)在易起水珠的天气里,结合图乙信息,请你提出一种预防家中室内瓷砖上起水珠的一种方法 。
44.如图所示,在寒冷的冬天空调制热,在炎热的夏天空调制冷,玻璃窗上都会出现小水珠。冬天和夏天,水珠分别出现在玻璃窗的哪一侧呢?请说明理由。
十一.液化方法及其应用(共1小题)
45.阅读材料,回答下列问题。
图为西藏冻土区里的“热棒”,里面灌有液态氨,上端有散热片,当外界温度较高时,液态氨受热变成气态,上升到上端,通过散热片向空气中散热,随后气态氨又变成液态氨,下沉到底部,如此往复循环,保持冻土不受夏季高温而熔化。
(1)图中的过程 (选填“①”或“②”)发生的物态变化是汽化,过程②发生的物态过程中需要 (选填“吸热”或“放热”)。
(2)“热棒”能保持路基冻土,是因为液态氨具有沸点 (选填“高”或“低”)的特性,这种特性属于物质的 (选填“物理性质”或“化学性质”)。
(3)下列关于热棒说法正确的是( )(选填字母,单选)。
A.氨从气态到液态是通过压缩体积的方法实现的
B.冻土中的水在凝固过程温度降低
C.使用它能给路基降温
十二.探究水的沸腾实验(共4小题)
46.在课堂上老师用如图所示的小纸锅演示实验,已知纸在空气中温度到达183℃就可以燃烧,酒精灯火焰外焰温度约520℃,为什么水能烧开而纸锅不会燃烧呢?带着这个问题,同学们探究“水沸腾时温度变化的特点”。
(1)由图丙可知,当地气压 标准大气压;(选填“大于”“小于”“等于”)
(2)如图乙所示,水沸腾时会产生大量气泡,气泡内主要是 (选填“空气”或“水蒸气”);
(3)交流评估环节中,同学们提出各自的观点,其中正确的有 (填字母)。
A.组装器材时若温度计玻璃泡碰到烧杯底部,图甲中应将B处向下调整
B.用初温较高的水做实验,可以缩短沸腾前的加热时间
C.纸锅不会燃烧是因为水的沸点低于183℃,水沸腾时要不断吸热
47.小明在“探究水的沸腾”。当水沸腾时,烧杯中产生大量气泡,沸腾时的情况如图 (选填“A”或“B”)所示,上升的气泡内主要是 (选填“空气”或“水蒸气”)。小明前后绘制了两次水沸腾时的温度﹣时间图象,得到了a、b两种不同图象,其原因是水的 不同。
48.小红做探究水沸腾时温度变化的特点的实验:
(1)小红用质量为m1的水做实验,根据记录的实验数据,绘出图乙中的a图线,由a图线可知:水沸腾时吸收热量,温度 。
(2)若换用初温相同,质量为m2(m2>m1)的水做实验,得到的图线是图乙中的 (填“b”“c”或“d”)。
49.小明在学习物态变化的过程中做了以下实验:
(一)为探究影响蒸发快慢的因素,某组同学设想:当吸了水的无纺布在空气中放置一段时间后,会因水分蒸发而质量变小,所以可以通过测量无纺布在相同时间后的质量变化情况,来判断其中水分蒸发的快慢。于是他们用相同材质、相同大小的无纺布,在等质量水中浸泡相同时间,使其含水量相同,并用下列装置进行实验。请据图回答:
(1)选择装置甲和装置丁作对照,可以研究 对蒸发快慢的影响。
(2)如表是利用装置甲与装置乙进行实验后的数据记录。如表中数据分析,可以得出结论: 。
实验组别 实验1 实验2 实验3
装置甲 装置乙 装置甲 装置乙 装置甲 装置乙
电子天平读数(克) 开始时 7.5 7.5 7.6 7.6 7.4 7.4
5分钟后 7.1 6.5 7.3 6.7 7.0 6.6
(3)(二)在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中,同学们利用如图甲所示实验装置进行了分组实验,并根据实验数据绘制出了水的温度随时间变化的图象,如图乙所示。
小红这组用质量为m1的水做实验,绘制出水的温度随时间变化的图乙中的a所示,若用质量为m2(m2>m1)的水做实验,得到的图象可能是图乙中的 (填“b”“c”或“d”)。
(4)科学教材中有许多有趣的演示实验。下列“变多、变少”的演示实验中,涉及物态变化放热的是 。
A.①④
B.②④
C.①③
D.②③
十三.升华和凝华的定义和特点(共8小题)
50.为防止食物腐败变质,可利用冰块或干冰使食物降温。这是因为( )
A.冰块和干冰熔化吸热
B.冰块和干冰升华吸热
C.冰块升华吸热、干冰熔化吸热
D.冰块熔化吸热、干冰升华吸热
51.对于自然界的这些现象,下列说法正确的是( )
A.清晨露珠是液化现象,需要放热
B.温泉白气是汽化现象,需要吸热
C.湖水结冰是凝华现象,需要吸热
D.窗上冰花是凝固现象,需要放热
52.物理教材中有许多有趣的演示实验。下列“变多、变少”的演示实验中,涉及物态变化放热的是( )
A.①④ B.②④ C.①③ D.②③
53.“二十四节气”是中华民族智慧的结晶。以下对于有关节气谚语的分析中,正确的是( )
A.立春:“立春打了霜,当春会烂秧”——霜的形成是凝华现象,需要放出热量
B.夏至:“夏至东南风,十八天后大雨淋”——雨的形成是汽化现象,需要吸收热量
C.秋分:“秋分见麦苗,寒露麦针倒”——露的形成是液化现象,需要吸收热量
D.大寒:“小寒大寒,滴水成冰”——水结冰是凝固现象,需要吸收热量
54.2024年开年伊始,哈尔滨火爆全国,很多游客在寒冬户外体验了“泼水成冰”的奇观,如图所示。“泼水成冰”的原理是水蒸气在极低的温度下直接变为小冰晶。对此现象表述正确的是( )
A.空中看到的是白色雾状水蒸气
B.该过程主要的物态变化是凝固
C.泼水成冰时用热水效果会更好
D.气温高于0℃也会出现该现象
55.如图所示,将干冰投入装水瓶中时,发现水在剧烈“沸腾”,瓶口出现大量“白气”,此“白气”是( )
A.干冰升华产生的大量白色二氧化碳气体
B.干冰升华放热使水汽化形成的水蒸气
C.干冰升华吸热使空气液化形成的小水滴
D.干冰升华吸热使空气中的水蒸气液化形成的小水滴
56.科学课上,老师用镊子夹取一大块干冰放入装有凉水的烧杯中,观察到水立刻剧烈“沸腾”,内部产生大量气泡,水面上方出现大量白雾。关于上述实验,下列分析正确的是( )
A.干冰升华要放出热量
B.气泡内主要是水蒸气
C.气泡内主要是二氧化碳气体
D.白雾是水沸腾产生的大量水蒸气汽化形成的
57.如图所示,图中tA、tB两点坐标的温度分别对应是某晶体物质的熔点和沸点,若该晶体物质某一时刻的温度t<tA,该晶体物质处于Ⅰ区域,是 (选填“固”“液”或“气”)态;若该晶体物质由Ⅲ区域的状态直接到I区域状态时,该晶体物质发生 (填物态变化名称)现象。
十四.生活中的凝华现象(共1小题)
58.炎热的夏天,开了空调的房间窗户玻璃上常常会结一层水雾,则水雾是水蒸气 (填物态变化名称)成小水珠附着在玻璃窗 侧,使玻璃变模糊,水蒸气变成水珠会 热量。东北地区寒冷的冬天,房间窗户上会结一层美丽的冰花,这是水蒸气 (填物态变化名称)形成的小冰晶附着在玻璃窗 侧。
十五.水的三态变化(共2小题)
59.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,需要放热
B.雾的形成是汽化现象,需要吸热
C.露的形成是液化现象,需要吸热
D.霜的形成是凝固现象,需要放热
60.我国古代有许多艺术性、科学性较高的饮器.有一种杯子叫“常满杯”,杯中有用上等白玉做成的圆锥体这种杯子放在某些地方的空气中,白玉圆锥体上就会有水滴产生,过一段时间后杯中就会盛满水,故称常满杯。下列有几种关于此杯的说法,其中错误的是( )
A.杯中的水是水蒸气在白玉上液化形成的
B.杯中的水是空气在白玉上液化形成的
C.有水滴产生前,白玉温度比周围空气温度低
D.利用杯子在缺少水源的崇山峻岭中可能自动“生”水第3章第2节 物态变化
▉考点01 物质的三态
1.物态
物质常见的三种状态是固态、液态和气态。例如,常温下,瓶里的水是液态,放在冰箱冷冻室中,瓶内水结冰变成固态,加热后瓶内水变成气态的水蒸气。
物质状态及模型 微观特征 宏观特征
粒子间距离 粒子间 作用力 粒子运动情况
固态 很小 很大 只能在平衡位置附近做微小振动 有固定体积和形状,没有流动性
液态 比固态稍大 较大 既可以在一个位置振动,又可以移动到另一位置振动 有一定的体积, 没有一定的形 状,具有流动性
气态 很大 十分微 弱,可 以忽略 除碰撞外,均做匀速直线运动,可以充满整个空间 既没有一定的体积,也没有一定的形状,具有流动性
2.固、液、气三态物质的微观特征和宏观特征
▉考点02 热与热量
1.热
热水和冷水混合后,温度高的热水放出能而降低温度,温度低的冷水吸收能而升高温度,直到二者温度相同,这些放出或吸收的能即是热,故热是能量的一种表现形式。
2.热量
(1)概念:物体吸收或放出热的多少叫作热量,用符号Q表示。
(2)单位:焦耳,简称焦,符号是J,常用单位还有千焦(kJ),1kJ=10 J。
(3)影响物体吸收或放出热量的因素
①物体升高的温度:对于质量相同的同种物质而言,温度升高(或降低)得越多,吸收(或放出)的热量也就越多。
②物体的质量:同种物质升高(或降低)相同的温度,质量越大,吸收(或放出)的热量越多。
◎注意
热量是在热传递过程中,热转移的数量,所以热量是一个过程量,离开热传递谈热量是没有意义的,所以我们不能说“某物体含有或具有多少热量”,更不能比较两个物体热量的大小,只能说“物体吸收或放出了多少热量”。
3.热传递
(1)定义:热传递是热从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。
(2)发生热传递的条件:只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差,就会有热传递现象发生,并且将一直持续到温度相同为止。发生热传递的唯一条件是存在温度差,与物体的状态、物体间是否接触无关。
(3)实质:热传递的实质就是热量从高温物体向低温物体转移的过程,这是能量转移的一种方式。热传递转移的是能量,而不是温度。
(4)结果:高温物体向低温物体传递热量,故高温物体放出热量,温度降低,低温物体吸收热量,温度升高。热传递的最终结果是温度差消失,即发生热传递的物体或物体的不同部分达到相同的温度。
4.热平衡
发生热传递的两物体或同一物体的不同部分达到相同的温度,热传递就会停止,此时两个物体就达成热平衡,热平衡的条件是温度相等。
5.酒精灯的使用
(1)点燃:要用燃着的火柴或细木条点燃酒精灯,禁止用燃着的酒精灯引燃另一盏酒精灯,如图甲所示。(倾斜的酒精灯可能会造成酒精溢出,引起着火)
(2)熄灭:用灯帽盖灭酒精灯,不能用嘴吹灭,如图乙所示。(用嘴吹酒精灯可能会将火焰沿灯径压入灯内,引起火灾或爆炸)
(3)酒精灯的火焰分为外焰、内焰和焰心,如图甲所示,外焰的温度最高,所以加热时,应用外焰加热。
(4)用酒精灯加热试管中的少量液体。点燃酒精灯,
将试管夹夹在距试管口约1/3处,并将试管口朝上,倾斜大约45°放置于外焰加热,如图乙所示。
◎注意
用灯帽盖灭酒精灯时,盖灭后轻提一下灯帽再重新盖好,目的一是使内外的气压平衡,下次使用时容易打开灯帽;二是挥发水分,有利于下次点燃酒精灯。
▉考点03 熔化与凝固
1.物态变化
(1)概念:随着温度的变化,物质会在固态、液态、气态三种状态之间变化,这种变化叫作物态变化。
(2)水的物态变化
将冰放入水壶中,在加热过程中,冰变成了水,水变成水蒸气,水蒸气遇到冷的勺子又能变成小液滴(如图所示);如果再将水放入冰箱中,水还可以结成冰。像水一样,物质的三种状态在一定条件下是可以相互转化的。
2.熔化和凝固的概念
(1)熔化:物质从固态变成液态的过程。例如,春天,冰雪消融;加热蜂蜡时,蜂蜡会慢慢变软,最后变成液态。
(2)凝固:物质从液态变成固态的过程。例如,把加热熔化的石蜡倒入玩具模子,做出各种各样的固体玩具;熔化后的铁水冷却后变成铁锅。
(3)熔化和凝固是相反的过程,这两个过程是可逆的。
◎拓展
熔化与溶化的区别
熔化是表示物质由固态变为液态;溶化表示物质溶解的过程,如蔗糖放入水中消失了。前者是物质本身从固态变成了液态的现象,后者则是固体物质借助液体在液体中分散开来的现象,因此有无借助液体是辨别两者的关键。
3.晶体和非晶体
(1)概念及特点
种类 概念 特点 举例
晶体 有些固体中的粒子以整齐、有规则的方式排列着,这类固体称为晶体 熔化过程中需要不断吸热,温度保持不变,有固定的熔化温度 海波、食盐、冰、水晶、萘、各种金属等
非晶体 有些固体中的粒子没有规则地排列着,这类固体称为非晶体 熔化过程中需要不断吸热,同时温度不断升高,没有固定的熔化温度 松香、塑料、玻璃、橡胶等
(2)晶体和非晶体的熔化图像
分析:
AB段:为固态,吸热,温度升高
BC段:处于固、液共存状态,吸热,温度不变
在B点是固态,开始熔化;
在C点熔化完成,是液态
CD段:为液态,吸热,温度升高
非晶体在吸收热量的过程中温度一直升高
◎注意
处于熔点的晶体可能是固态、可能是固液共存状态、也可能是液态。
(3)液态晶体与液态非晶体的凝固图像
分析:
EF:为液态,放热,温度降低。
FG:处于固、液共存状态,放热,温度不变,其中
F点时仍是液态,G点时已完全变成固态。
GH:为固态,放热,降温降低。
分析:非晶体在凝固过程中,放出热量,温度降低
4.晶体熔化和液体凝固为晶体的条件
5.熔点和凝固点
(1)熔点:晶体熔化时的温度叫作熔点。
(2)凝固点:晶体在凝固的过程中,温度保持不变,这个温度叫作凝固点。
(3)晶体都有熔点和凝固点,非晶体没有熔点和凝固点。
(4)同一晶体的熔点和凝固点相同,不同晶体的熔点和凝固点一般不同。
6.熔化吸热、凝固放热
海波在熔化过程中虽然温度保持不变,但要继续吸收热量,才能确保熔化过程的完成,可见海波在熔化过程中吸收的热量不是用来升高温度的,而是用来完成熔化的。相反,液体在凝固过程中要放出热量。松香也是在熔化时吸收热量,在凝固时放出热量。
▉考点04 汽化和液化
1.汽化和液化的概念
物质从液态变为气态的过程叫作汽化,从气态变为液态的过程叫作液化。例如,洒在地面上的水一会儿消失了,挂在晾衣杆上的湿衣服会变干等,这些都是汽化现象。水烧开后,从壶嘴喷出的“白气”,秋天草叶上出现的露珠等,这些都是液化现象。
汽化和液化是相反的过程,这一过程是可逆的。可表示为:
汽化的两种方式:蒸发和沸腾。
◎注意
液态水变成水蒸气是汽化过程。“汽化”不能写成“气化”,“水蒸气”不能写成“水蒸汽”。
2.蒸发
(1)概念:在任何温度下都能进行的汽化现象。
(2)影响蒸发快慢的因素
现象探究:影响蒸发快慢的因素
图示 现象 原因
同样湿的衣服,晾在阳光下干得快,晾在树荫下干得慢 液体的温度越高,蒸发越快
同样湿的衣服在同一地方,展开干得快,叠在一起干得慢 液体的表面积越大,蒸发越快
同样湿的衣服挂在有风的地方干得快,挂在没有风的地方干得慢 液体表面上方空气流动越快,蒸发越快
探究归纳:影响液体蒸发快慢的三个因素
①液体的温度。液体的温度越高,蒸发越快。
②液体的表面积。液体的表面积越大,蒸发越快。
③液面上方空气流动的快慢。液体表面上方空气流动越快,蒸发越快。
(3)蒸发的微观解释
从分子的运动来看,液体内大量分子总在不停地运动,其中有些分子运动的速度较大。当这些分子处于液体表面时,就容易克服其他分子对它的引力,脱离液体进入空气中,这个过程就是蒸发。温度越高,分子运动越剧烈,越容易离开液面。蒸发只发生在液体的表面,温度越高,蒸发越快。
(4)蒸发制冷
液体蒸发时,需要吸收热量,从而导致自身和周围物体的温度降低,因此蒸发有制冷作用。液体蒸发得越快,制冷效果越好。例如,温度计从酒精中取出后,酒精蒸发吸热,导致温度计示数降低。游泳的人上岸后,风一吹,水蒸发加快,蒸发吸热,导致人自身温度降低,人会感觉特别凉。蒸发制冷的一些具体应用:
①病人发高烧时,在皮肤上擦酒精使病人体温下降,是利用酒精蒸发从人体吸收热量,使皮肤温度降低。
②炎热的夏季,人能利用汗液的蒸发来调控体温。
3.沸腾
(1)概念:沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
◎注意
(1)水沸腾时温度不是100℃的原因有两种:一是外界大气压不是标准大气压;二是温度计可能不准确。
(2)缩短加热到沸腾的时间的方法:沸腾前烧杯上加盖,减少水的质量,用初温比较高的水进行实验等。
(2)沸点
①含义:液体沸腾时的温度叫作沸点。在标准大气压下,水的沸点是100℃,酒精的沸点是78℃。
②沸点与气压的关系:液体的沸点与液体上方的气压有关。气压越高,沸点越高;气压越低,沸点越低。在高山上,由于气压很低,水的沸点也较低,所以在高山上煮饭一般不易煮熟,需要使用高压锅。
③不同的液体具有不同的沸点。炼油中采用的分馏技术,就是利用原油中各种物质的沸点高低不同,使它们在不同温度下沸腾,而将它们分离出来的。
④低沸点物质的用途—冷冻治疗:医生常用汽化得很快的氯乙烷作麻醉剂,使病人的皮肤冷却到失去疼痛感觉的程度后进行手术。
(3)沸腾的条件和特点
①条件:温度达到沸点;继续吸热。
②特点:沸腾是在液体内部和表面同时进行的;液体沸腾时,温度保持不变。
(4)沸腾现象的微观解释
沸腾是有别于蒸发的另一种汽化方式,是在一定温度下液体表面和内部同时进行的剧烈的汽化现象。如右图所示,从分子运动的角度看,液体沸腾时,一方面,处于液体表面的速度较大的分子由于运动要离开液体扩散到空气中;另一方面,液体内部气泡壁上速度较大的分子也要脱离气泡壁跑到气泡中。所以说沸腾是比蒸发剧烈得多的汽化现象,二者在本质上是相同的。
4.液化
(1)液化现象
①冬季,当门窗关紧后一段时间,教室玻璃窗内侧出现了一层水雾而变得模糊不清,这是教室里空气中的水蒸气在玻璃上发生液化而形成的。
②冬天还可以看到户外的人不断呼出“白气”,这是呼出的水蒸气遇到冷空气液化凝结成的小水珠。
③清晨,路边花草上的小水滴是空气中的水蒸气遇冷液化形成的。
(2)液化的两种方法
①降低温度
如水蒸气液化过程的现象图解
水蒸气:
一般情况遇冷液化成小水珠,浮于空气中形成“白气”、附着在物体表面形成水滴。
夜间气温下降遇冷液化成小水珠,凝结在空中尘埃上形成雾、凝结在地面物体上形成露。
②压缩体积
人们做饭用的液化石油气,就是在常温下用压缩体积的方法来将石油气液化后装在钢罐里的。
◎注意
理解液化应注意的三个问题
(1)所有气体在温度降到足够低时都可以被液化。
(2)有的气体单靠压缩体积不能使它液化,必须同时使它降低到一定温度,例如氮气。
(3)凡具有如下字样的相关物态变化都是液化现象:雾、露、“白气”“出汗”等,这些现象通常是空气中的水蒸气遇冷放热液化产生的,而不是空气液化产生的。空气液化需要极低的温度,常压下,空气中占主要成分的氮气大约在-196℃液化,氧气大约在-183℃液化。
(3)将气体液化的优点
使其体积减小,便于储存和运输。
(4)液化放热
液化是汽化的逆过程,汽化是吸热过程,因此液化是放热过程。
(5)汽化吸热、液化放热的应用
①热管:热管的金属外壳内衬垫一层多孔材料的吸液芯,吸液芯中充以酒精或其他液体,中心是气腔。当管的一端受热时,热端吸液芯内的液体吸热汽化,蒸气沿气腔跑到冷端,在冷端放热液化后,又顺着吸液芯回到热端,如此循环往复。卫星就是利用热管将热从向阳面“搬”到背阴面,使两侧的温度趋于平衡。
②电冰箱:低沸点的冷凝剂在蒸发器里汽化,吸收了冷冻室里的热,使冷冻室里的温度降低。压缩机将产生的蒸气抽走,压入冷凝器,使之液化并把冰箱里带来的热放出。冷凝剂液化后重新回到蒸发器里,如此循环工作,从而使冷冻室保持相当低的温度。
▉考点05 升华和凝华
(1)探究活动:干冰的升华
如图所示,用金属勺盛一些干冰(固态CO ),仔细观察干冰的变化,以及金属勺周围形成的白色物质。
现象及解释:在实验中,干冰减少,却没有观察到液态CO 这种物质。固态的干冰吸热直接变成了二氧化碳气体,由于干冰吸热使得勺子温度很低,导致空气中的水蒸气遇冷直接由气体变成了固体冰粒。
(2)升华
①概念:物体从固态直接变成气态的过程。
②升华吸热:升华要从周围环境吸热,使周围环境的温度降低,所以升华有制冷作用。人们利用这个特点来降温。如利用干冰升华时吸收大量热来实施人工降雨,制造舞台烟雾效果,食品冷藏,医疗麻醉等。
(3)凝华
①概念:物体从气态直接变成固态的过程。
②凝华放热。
(4)用分子运动的观点解释升华和凝华
升华是固态物质表面的分子克服其他分子对它的引力进入空气中的过程,而凝华则是气体分子碰到固态物质的表面,并被固态物质分子的引力所束缚的过程。
▉考点06 云、雨、雪、雾、露、霜
自然界中有很多自然现象都和科学有关,其中的云、雨、雾、露、霜、雪、冰雹是常见的自然现象,它们的成因及物态变化名称如下:
自然现象 成因
云 太阳照在地球上,气温升高,含有水蒸气的高温空气快速上升,在上升过程中,空气逐渐冷却,水蒸气液化成小水滴或凝华成小冰晶,便形成云
雨 云中的小水珠或小冰晶,随着气流的急速升降而上下运动,它们相遇后越聚越大,达到一定程度后就会下落。在下落过程中,小冰晶吸热熔化成小水珠,与原来的小水珠一起落到地面,这就是雨
雾 空气中的水蒸气在地面附近遇冷液化成了小水珠,便形成雾
露 在天气较热的时候,空气中的水蒸气在早晨遇到温度较低的树叶、花草等,液化成小水珠附着在它们的表面而形成露
霜、雪 地表附近的水蒸气遇到0℃以下的地表物体如植物时凝华为小冰晶,这就是霜;如果高空的温度在0℃以下,水蒸气凝华成小冰晶,便以雪的形式降到地面
冰雹 云中的水珠被上升气流带到气温低于0℃的高空,凝固为小冰珠,小冰珠在下落时,其外层受热熔化成水,并彼此结合,使冰珠越来越大,如果上升气流很强,冰珠就会再升入高空,在其表面形成一层冰壳,经过多次上下翻腾,能结合成较大的冰珠,当上升气流托不住它时,冰珠就落到地面,形成冰雹
一.熔化与熔化吸热的特点(共2小题)
1.把盛有碎冰块的大试管插入烧杯里的碎冰块中,用酒精灯对烧杯底部进行加热,如图所示。当烧杯中的冰块大部分熔化时,试管中的冰( )
A.熔化情况不能确定
B.全部熔化
C.一点都没熔化
D.下面的熔化,上面的没熔化
【答案】C
【解答】解:冰是晶体,若给烧杯中的冰加热时,烧杯中的冰会熔化,但在冰的熔化过程中温度为0℃,保持不变,所以试管中的冰能达到熔点0℃,但试管中的冰和烧杯中的冰的温度相同,试管中的冰不能从烧杯中继续吸热,所以不能熔化。
故选:C。
2.某种物质熔点为232℃,在这种温度时该物质的状态应为( )
A.固态 B.液态
C.固液共存状态 D.上述情况都有可能
【答案】D
【解答】解:物质的熔点232℃,当物质刚好到232℃时,这种物质还是固态;继续吸收热量,固体开始熔化,熔化过程中,会变为固液共存,温度保持不变;固体完全熔化后变为液态,如果继续吸热,液体的温度才会升高,如果不再吸热,液体的温度仍会是232℃。
故选:D。
二.熔点和凝固点(共4小题)
3.在很冷的地区,使用酒精温度计,而不用水银温度计,主要是因为( )
A.液态水银比液态酒精凝固点高
B.液态水银比液态酒精凝固点低
C.固态水银比固态酒精熔点高
D.固态水银比固态酒精熔点低
【答案】A
【解答】解:
在很冷的地区温度非常低,低于水银的凝固点,水银先凝固了,所以应该选凝固点低的物质做测温物质,故选酒精温度计。
故选:A。
4.如图所示为某物质的熔化图像,根据图像可知( )
A.该物质加热后就开始熔化
B.第15min该物质处于液态
C.若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图乙),则试管内冰的质量会增多
D.图乙中,冰水混合物的温度会升高
【答案】C
【解答】解:A、从图像可以看出,该物质加热后到第10分钟开始熔化,故A错误;
B、从图像可以看出,从第10min开始熔化,到第20min结束,第15min该物质处于固液共存态,故B错误;
CD、将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中时,冰水混合物的温度高于该物质,会向该物质放热,内能减小,冰水混合物中的水会符合凝固结冰的条件,所以冰水混合物中的冰会变多,即冰的质量将变大,但冰水混合物的温度不变,故C正确,D错误。
故选:C。
5.标准大气压下海波的熔点为48℃,则标准大气压下48℃的海波( )
A.一定处于固态
B.一定处于液态
C.一定处于固液共存状态
D.以上都有可能
【答案】D
【解答】解:海波是晶体,在熔点48℃时,海波的状态有三种可能:(1)固态,(2)固液共存态,(3)液态;故D正确,ABC错误。
故选:D。
6.汽车防冻液:汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高。为了确保安全,可用水循环进行冷却。实际上,水中往往还要加入不易挥发的防冻液(原液),加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾。
有关资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,具体数值参见下表(表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比)
防冻液含量(%) 30 40 50 60 70 80 90
混合液的凝固点(℃) ﹣17 ﹣28 ﹣37 ﹣49 ﹣48 ﹣46 ﹣28
混合液的沸点(℃) 103 104 107 111 117 124 141
在给汽车水箱中加防冻液时,宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10~15℃.考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果,因此,混合液中防冻液的含量不宜过高。
(1)在混合液中,如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%,则混合液凝固点的变化情况是 D 。
A.逐渐升高;B.逐渐降低;
C.先升高后降低;D.先降低后升高。
(2)若某地常年最低气温为﹣15℃,对该地区汽车来说,在下列不同防冻液含量的混合液中,宜选 B 。
A.30% B.40% C.60% D.90%
(3)长时间使用后,汽车水箱中的混合液会减少。与原来相比,混合液的沸点 升高 (选填“升高”、“降低”或“不变”),其原因是 防冻液在混合液中所占体积的百分比增大 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)通过图表分析可知,防冻液含量由30%逐渐增大到60%时,混合液凝固点一直降低,当防冻液含量由60%逐渐增大到90%时,混合液凝固点一直升高,所以防冻液含量由30%逐渐增大到90%时,混合液凝固点先降低后升高;
(2)因为在给汽车水箱中加防冻液时,宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10~15℃,而某地常年最低气温为﹣15℃,结合图表可知,混合液的凝固点为﹣28℃即可满足条件,所以选择防冻液含量为40%;
(3)长时间使用后,汽车水箱中的混合液会减少就会导致防冻液的含量增大,而混合液的沸点会随着含量增大而升高,所以沸点就会升高;
故答案为:(1)D;(2)B;(3)升高、防冻液在混合液中所占体积的百分比增大。
三.熔化和凝固的温度—时间图象(共3小题)
7.如图所示为质量相等的甲、乙两种固态物质在相同热源加热时温度随时间变化的图像,根据图像分析下列说法,正确的是( )
A.甲、乙两种物质在熔化时吸热相等
B.甲、乙两种物质的熔点相同
C.甲、乙两种物质在固态时升高相同的温度,甲物质吸热较多
D.甲、乙两种物质在液态时升高相同的温度,甲物质吸热较少
【答案】D
【解答】解:A.由图可知,甲乙熔化持续的时间不相同,说明吸收热量不相同。故A错误,不符合题意;
B.由图可知,乙图象水平线段对应的温度高,即乙的熔点高,故B错误,不符合题意。
C.看图像可知,甲乙均为固体时,升高相同的温度,乙物质加热时间长吸收的热量较多,故C错误,不符合题意;
D.看图像可知,甲熔化为液态比乙熔化为液态的平行线要短,说明甲加热时间短吸收的热量少。故D正确,符合题意。
故选:D。
8.如图是“探究某物质熔化和凝固规律”的实验图像,下列说法正确的是( )
A.在t=2min时,该物质处于固液共存状态
B.在BC段,该物质不吸热
C.该物质的凝固点是45℃
D.该物质熔化过程共持续了6min
【答案】C
【解答】解:ABD、由图像可知,从A到B过程中物质的温度呈上升趋势,在t=2min时,该物质处于固态;BC段温度不变,说明此时物质达到了熔点,处于熔化过程,熔化吸热,因此这种物质属于晶体;在t=3min时开始熔化,到6min结束,物质熔化过程持续了3min,故A、B、D错误;
C、图像的EF段为该物质的凝固过程,此时对应的温度是45℃,则其凝固点为45℃,故C正确。
故选:C。
9.图甲为某物质的熔化图像,根据图像可知:
(1)第15min时该物质处于 固液共存 (填状态)。
(2)若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图乙),则试管内冰的质量会 增大 ,冰水混合物的温度会 不变 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1)固液共存(2)增大;不变。
【解答】解:(1)第15min时该物质处于固液共存态;0﹣10min属于固态,10﹣20min是固液共存态,20﹣30min是液态;
(2)若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图乙),则试管内冰的质量会增加,因为正在熔化的物质中会吸热,冰水混合物被吸热,水结成冰,所以冰的质量增加,水在凝固的过程中会放热并且温度保持不变,所以冰水混合物的温度会 不变;
故答案为:(1)固液共存(2)增大;不变。
四.晶体和非晶体的区别(共1小题)
10.如图甲是一款3D打印笔,笔中装有塑料条,启动加热开关,塑料受热会逐渐变软变稀。挤出的液态塑料冷却后形成固定的形状。整个过程中塑料的温度变化如图乙,据此可知( )
A.塑料是晶体,先熔化后凝固
B.塑料是晶体,先凝固后熔化
C.塑料是非晶体,先熔化后凝固
D.塑料是非晶体,先凝固后熔化
【答案】C
【解答】解:塑料受热会逐渐变软变稀说明塑料是非晶体;塑料是固态,挤出液态塑料属于熔化,冷却后形成固定的形状属于凝固。所以是先熔化后凝固,故ABD错误,C正确。
故选C。
五.熔化和凝固的探究实验(共6小题)
11.小西发现严冬季节水缸里的水结冰了,但腌菜缸里的盐水却没有。小西猜想,水中加入别的物质后,一定会对水的凝固点产生影响。为了验证这一猜想,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。每隔一定时间,小西就观察盐水状态、测出温度,并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图象如图甲所示。
(1)从图象中得到晶体的液态物质在凝固时的温度将 不变 (填”变大”“变小”或“不变”)。
(2)实验验证了小西的猜想,因为与水相比,凝固点变 低 了(填“高”或“低”)。
(3)如果将一个装有盐冰水混合物的试管放入正在熔化的冰水混合物中,如图乙所示,试管中盐冰水混合物中的冰会 变少 (填“变多”“变少”或“不变”)。
【答案】(1)不变;(2)低;(3)变少。
【解答】解:(1)晶体凝固的过程中温度是保持不变的,
(2)从图象可知:温度保持不变的温度是﹣2℃,故该盐水的凝固点是﹣2℃;
又知:水的凝固点是0℃,与水相比,盐水的凝固点变低;
(3)盐冰混合物的温度﹣2℃,而冰水混合物的温度是0℃;盐冰混合物吸热,冰水混合物中的冰会变少。
故答案为:(1)不变;(2)低;(3)变少。
12.在做“海波熔化”的实验时,他们采用如图甲的实验装置。将装有海波的大试管放入沸水中并取走酒精灯,温度计A和B分别测量海波和烧杯中热水的温度。根据两个温度计的示数,绘制出了海波和热水的温度随时间变化的图象(如图乙)。由图象可知,在第8min时,大试管内的海波处于 固液共存态 (选填“固态”、“液态”或“固液共存态”)。第10min后,海波的熔化将 停止 (选填“继续”或“停止”)。
【答案】固液共存态;停止
【解答】解:由图象可知,从第5分钟时,达到海波的熔点,开始熔化;第8分钟时,海波正处于熔化阶段,故海波处于固液共存态,到第10分钟,海波不能继续吸热,海波的熔化将停止。
故答案为:固液共存态;停止。
13.冬日北方经常下起鹅毛大雪,给整个世界都裹上一层银色,美不胜收。然而,雪后的街道又给大家的出行带来了不便,环卫工人寒风中昼夜除雪。小明和学习小组的同学对“除雪”感兴趣,他们对“除雪”展开项目探究。
【项目分解】A认识雪的形成;B了解除雪剂清除积雪的原理
【项目实施】
(1)小明同学说“下雪的时候不觉得怎么冷,而化雪时好像更冷一些。”小组同学的感觉也是这样的,请你说说化雪更冷的科学依据是: 熔化吸热 ;
(2)小组同学还发现大雪过后路面结冰,环卫工人会在公路上撒除雪剂,经了解除雪剂就是工业盐(不能食用),使路面的冰及时熔化,确保了行人和车辆的出行安全。为了弄清其中缘由,小明和学习小组的同学做了一组关于冰熔化的实验。
①组装乙实验装置,实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,加热一段时间,小明根据记录的实验数据在丁图中绘制了A图象;
②完成上述实验后,小明又取了适量淡盐水制成的碎冰,用相同的热源再次加热,得到丁图中B图象,再取适量浓度更大一些的盐水制成的碎冰,用相同的热源加热,得到丁图中C图象。由以上实验可知,加入盐后冰的熔点将会 降低 (选填“升高”“降低”“不变”)。
【项目拓展】
(3)若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图戊),则试管内的冰将 变多 (选填“变多”、“变少”或“不变”);
(4)小组受实验启发想制作一个医用冷藏盒,你认为给盒中药品降温最好选用 B 。
A.常用冰块
B.盐水结成的冰
C.0℃的水
【答案】(1)熔化吸热;(2)降低;(3)变多;(4)B。
【解答】解:(1)化雪过程中,物质状态由固态变为液态,物态变化为熔化,熔化吸热,因此化雪更冷;
(2)据图像可知,加入盐后冰熔化的温度降低,即熔点降低;
(3)若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中,试管内的冰的质量将增加 。这是因为冰水混合物的温度为0℃,而盐冰水混合物的熔点低于0℃,冰水混合物会向该物质放热,导致冰水混合物中的水达到凝固结冰的条件,因此冰的质量会增加 ;
(4)由于盐水结成的冰温度低于冰的熔点,因此更适合给盒中药品降温,故B符合题意。
故答案为:(1)熔化吸热;(2)降低;(3)变多;(4)B。
14.实验室里,同学们进行探究“冰熔化过程中温度的变化规律”的实验。
(1)实验中通过水对试管加热,而不是直接加热试管,目的是 使冰均匀受热 。
(2)若在标准大气压下采用水浴法,猜想试管内的物质的熔点应有何要求? 低于100℃ 。
(3)根据实验数据,画出了其温度随时间变化的图象如图乙所示,分析图象后可知:
①冰熔化的过程为图丙中哪段? B 。
A.AB段
B.BC段
C.CD段
D.AD段
②冰熔化过程 吸热 (选填“吸热”或“放热”或“既不吸热也不放热”)。
【答案】(1)使冰均匀受热;(2)低于100℃;(3)B;吸热。
【解答】解:(1)目的是使冰均匀受热。水浴法加热是将试管放入水中加热,水作为热传递的介质,能让试管四周都接触到热量,相比直接加热,可避免局部过热,使冰受热更均匀。
(2)试管内物质的熔点应低于100℃。在标准大气压下,水的沸点是100℃,水浴法加热时,水最高温度为100℃,若试管内物质熔点高于100℃,则无法达到熔点,不能熔化,只有熔点低于100℃,才有可能从水中吸收热量而熔化。
(3)①冰是晶体,晶体在熔化过程中温度保持不变。图中BC段温度不变,处于固液共存态,是冰的熔化过程;AB段冰还未开始熔化,处于固态,温度逐渐升高;CD段冰已完全熔化,处于液态,温度继续升高。
②晶体熔化的条件是达到熔点且继续吸热,冰在熔化过程中需要不断吸收热量,才能从固态逐渐变为液态,只是温度保持不变。
故答案为:(1)使冰均匀受热;(2)低于100℃;(3)B;吸热。
15.在探究固体的熔化实验中,把分别装有固体a与b的试管放在盛水的烧杯内加热。将温度计正确的插入两种固体中,实验装置如图甲所示,固体a的熔化图像如图乙所示,固体b的熔化图像如图丙所示。
(1)根据图乙可知,固体a为 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(2)当物质a的温度为48℃时,a的状态可能为( ABC )(填写字母)
A.固体
B.液体
C.固液共存
(3)已知标准大气压下,水的沸点为100℃。标准大气压下,烧杯与试管中均加入水,通过酒精灯加热,当烧杯中的水沸腾时,试管中的水 不会 沸腾。(选填“会”或“不会”)
【答案】(1)晶体;(2)ABC;(3)不会。
【解答】解:(1)由图乙可知,固体a在熔化过程中,有一段时间温度保持48℃不变,说明固体a有固定的熔点,所以固体a为晶体,因为晶体在熔化过程中,有固定的熔点,即温度保持不变;非晶体在熔化过程中,没有固定的熔点,温度会持续上升。
(2)晶体在达到熔点时,可能处于三种状态:刚开始熔化时,晶体还未开始熔化,此时为固态。正在熔化过程中,晶体处于固液共存状态。熔化结束后,晶体完全变为液态。由图乙可知,物质a的熔点是48℃,所以当物质a的温度为48℃时,a可能是固态、液态或固液共存状态。
故选ABC。
(3)液体沸腾需要满足两个条件:一是达到沸点,二是继续吸热。当烧杯中的水沸腾时,温度达到100℃,并保持不变。试管中的水会从烧杯中的水中吸热,当温度升高到100℃时,试管中的水和烧杯中的水温度相同,此时试管中的水不能再从烧杯中的水中吸收热量,不满足液体沸腾的第二个条件,所以试管中的水不会沸腾。
故答案为:(1)晶体;(2)ABC;(3)不会。
16.如图甲所示,桥面结冰是指桥面被雨、雪、霜等覆盖且降温时其中的水分被冻结成薄冰,从而使桥面出现冰冻的现象。
某物理创新实验小组的同学想探究桥面与普通路面相比哪个更容易结冰。他们采用图乙的装置进行实验:分别用两张相同的水泥板模拟普通路面(水泥板下填充沙土)和桥面(水泥板下注水),控制水和沙土质量相同,将两种装置放在环境相同的低温实验室,每隔5min用同型号测温枪测量水泥板表面温度,测得相关数据如表所示。
时间t/min 5 10 15 20
普通路面温度l1/℃ 21 16 10 4
桥面温度l2/℃ 18 12 4 0
(1)实验需要确保两种装置放入实验室时的初始温度 相同 (选填“相同”或“不相同”),由表格数据可以得出结论:相同条件下,桥面与普通路面相比, 桥面 更容易结冰。
(2)有同学想起,严冬时桥面结冰,道路工人常通过在桥面撒盐的方式来使冰熔化,从而保障桥面不打滑。那么,在相同的气温下,为什么撒了盐后的冰更容易熔化呢?同学们进行了如下探究:
①从冰箱里取出一些冰块,分别放入两个相同的易拉罐中,并在其中一个易拉罐中加入适量的盐,均用筷子搅拌一段时间(如图丙);
②当两罐内物体处于 固液共存 的状态时,用温度计分别测出罐内物体的温度(示数如图丁),加盐罐中物体的温度为 ﹣6 ℃;
③对比未加盐罐的温度得出:相同的低温条件下撒了盐后的冰更容易熔化的原因是 熔点变低 。
【答案】(1)相同;桥面;(2)固液共存;﹣6;熔点变低。
【解答】解:(1)探究桥面与普通路面相比哪个更容易结冰,需要控制两种装置放入实验室时的初始温度相同,比较相同时间二者温度的变化;分析表格数据,初始温度相同的普通路面和桥面,在相同时间内,桥面温度下降的更快,可以得出结论:相同条件下,桥面与普通路面相比,桥面更容易结冰;
(2)冰是晶体,晶体熔化过程中温度不变,当两罐内物体处于固液共存的状态时,表明冰正在熔化,用温度计分别测出罐内物体的温度,即熔点。由图可知,温度计分度值为1℃,在0℃以下,所以加盐罐中物体的温度为﹣6℃;由图可知,未加盐物体的温度为0℃,对比未加盐罐的温度可知:相同的低温下撒了盐后的冰更容易熔化的原因是熔点变低了。
故答案为:(1)相同;桥面;(2)固液共存;﹣6;熔点变低。
六.汽化及汽化吸热的特点(共1小题)
17.如图展示了不同概念之间的逻辑关系。则表中概念符合此图关系的是( )
选项 1 2 3 4
A 物理变化 物态变化 汽化 蒸发
B 植物 种子植物 被子植物 松
C 固体 晶体 玻璃 分子
D 组织 细胞 细胞质 细胞膜
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解答】解:A.物理变化是没有新物质生成的变化;物态变化属于物理变化(如熔化、凝固等);汽化是物态变化的一种(由液态变为气态);蒸发是汽化的一种(缓慢的汽化现象);物理变化(1)包含物态变化(2),物态变化(2)包含汽化(3),汽化(3)包含蒸发(4),完全符合“1包含2,2包含3,3包含4”的逻辑关系,故A正确;
B.植物包含种子植物,种子植物包含被子植物,但松属于裸子植物,不属于被子植物,不符合“3包含4”的关系,故B错误;
C.固体包含晶体,而玻璃属于非晶体,不是晶体,不符合“2包含3”的关系;且分子是构成物质的微粒,与固体、晶体、玻璃的包含关系无关,故C错误;
D.细胞构成组织(是“构成”关系,不是“包含”关系),细胞质和细胞膜是细胞的组成部分(是“组成”关系,不是“包含”关系),不符合图中的包含逻辑,故D错误;
故选:A。
七.沸腾及沸腾条件(共6小题)
18.某兴趣小组在相同的小烧杯内盛等量的水,以相同的热源同时加热。如图所示,甲杯为隔水加热,乙杯为隔油加热,丙杯为隔砂加热,加热一段时间后,测得小烧杯外物质的温度分别为水温100℃、油温300℃、砂温600℃,则三杯水的温度高低顺序关系为( )
A.t甲>t乙>t丙 B.t甲=t乙=t丙
C.t甲<t乙=t丙 D.t甲<t乙<t丙
【答案】B
【解答】解:用相同的小烧杯内盛等量的水,以相同的热源同时加热,当温度达到100℃时,水开始沸腾,温度不再升高,故三次实验的水的温度应该相同。
故选:B。
19.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,在冰熔化过程中温度保持不变
C.试管中的水因达不到沸点而不能沸腾
D.烧杯中的水在沸腾前会不断以蒸发的形式汽化
【答案】C
【解答】解: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,温度不变,故B不符合题意;
C、试管中的水达到沸点以后不能继续吸热,故它不能沸腾,故C符合题意;
D、烧杯中的水在沸腾前会不断以蒸发的形式汽化,故D不符合题意。
故选:C。
20.小明两次煮鸡蛋。第一次在水开后继续用急火煮,直到煮熟;第二次在水开后将火焰调小,但仍保持锅中的水沸腾,直到煮熟。两次比较发现( )
A.第一种方法比第二种方法省燃料又省时间
B.第一种方法费燃料但省时间
C.第二种方法比第一种方法省燃料但费时间
D.第二种方法比第一种方法省燃料,两种方法所用时间相近
【答案】D
【解答】解:水沸腾时虽然继续吸热但保持温度不变,故使用急火、慢火所用时间一样,但第一种方法浪费了燃料。
故选:D。
21.妈妈在蒸馒头时,开锅后改用“小火”。针对这种做法,下列说法中正确的是( )
A.水沸腾后,改用“小火”能更快的让馒头变熟
B.改用“小火”可以提高水的沸点
C.无论使用“大火”还是“小火”,水达到沸点后温度都保持不变
D.用“大火”可以提高水的沸点,不应该改用“小火”
【答案】C
【解答】解:水沸腾需要两个必要条件:(1)达到沸点,(2)继续吸热;妈妈蒸馒头开锅时,达到沸点;为了使馒头蒸熟,需要继续加热,但无论使用“大火”还是“小火”,水达到沸点后温度都保持不变。
故选:C。
22.如图所示,在一敞口玻璃瓶甲里盛适量的水,使之能浮在一水槽中,将另一个同样盛适量水的敞口空玻璃瓶沸腾的乙瓶口朝下,按入槽内水中,并固定位置,在1个标准大气条件压下,对槽内水加热到沸腾时( )
A.甲、乙瓶内水温都不能达到100℃
B.甲瓶内水沸腾,乙瓶内水不沸腾
C.甲瓶内水不沸腾,乙瓶内水沸腾
D.甲、乙瓶中水都不沸腾
【答案】D
【解答】解:因为水在标准大气压下的沸点是100℃,所以槽中水沸腾时温度是100℃,并保持不变。甲瓶中水从槽内水中吸热,温度升高直到100℃,这样甲瓶中的水温也能达到沸点,不过甲瓶中的水一旦与槽内的水温度相等,甲瓶中的水就无法吸热,不能沸腾;
虽然乙瓶中水温同样可达到100℃,但乙瓶上端封闭,瓶内气压大于标准大气压,因为液体沸点随液面上气压的增大而增大,所以乙瓶中水的沸点高于100℃.这样乙瓶中水温达不到沸点,不能沸腾,
故选:D。
23.星期天,小华在家烧水煮饺子。当水烧开准备下饺子时,妈妈提醒他锅里的水量少了点,于是小华又往锅里迅速加了一大碗水(水量比锅里少),用同样大的火直至将水再次烧开。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
【解答】解:
水沸腾之后,温度保持不变,当向锅里迅速加了一大碗水后,锅内水的温度会迅速降低(需要的时间较短),然后在加热过程中,水吸收热量,温度逐渐上升(需要的时间较长),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,BC图象的沸点与原来不同,不符合题意;D图象中水的温度不可能直接从很低的温度达到沸点,应该有一个升温过程,则D不符合题意。
故选:A。
八.蒸发及其现象(共3小题)
24.液体在蒸发过程中,如果从外界吸收不到热量,那么液体( )
A.蒸发不能继续进行
B.蒸发能够进行,使液体温度升高
C.蒸发能够进行,使液体温度降低
D.蒸发能够进行,使液体温度保持不变
【答案】C
【解答】解:液体在蒸发过程中,如果从外界吸收不到热量,蒸发仍可以进行,液体的温度降低。
故选:C。
25.炎热的夏天,当你走在晒得发烫的柏油路上时,刚巧来了一辆洒水车,洒湿了路面,这时你会感到更加闷热,产生这种感觉的主要原因是( )
A.洒水车中的水经过曝晒,温度很高
B.洒水后,空气的湿度增加,身上的汗液难蒸发
C.地面上水反射了阳光,使身体得到更多的热量
D.水蒸发时,把地面的热带到了人的身上
【答案】B
【解答】解:炎热的夏天,被晒得发烫的柏油路温度很高,洒上水后,水会很快蒸发,使周围空气湿度增加,减缓了身体一部分汗液蒸发,人体不能通过汗液蒸发吸热,所以感觉到更加闷热。
故选:B。
26.在温度计的玻璃泡上包上醮有酒精的棉花,如图2能反映温度计示数随时间变化情况的是(周围的温度不变)( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解答】解:酒精蒸发吸热,能使它附着的温度计温度下降;随着酒精的迅速蒸发掉后,受空气温度的影响,温度计的示数又会上升,直到和周围温度示数相同时,不再上升;A图象与事实相符合。
故选:A。
九.影响蒸发快慢的因素(共7小题)
27.“晒纸”是将刚生产的湿纸,通过自然蒸发使纸张变干。若无风情况下在杭州为了更快完成晒纸工序,下列晾晒方式最合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解答】解:AB、太阳在南方,顺着太阳光的方向,照射到纸上的太阳光较少,湿纸的温度较低,蒸发较慢,晒干需要的时间较长,故AB错误;
C、纸面朝向太阳,并且南面的支架低,北面的支架高,南面的湿纸不会挡住太阳光,使得两张湿纸的温度都较高,蒸发较快,晒干时间较短,故C正确;
D、两个纸面虽然朝向太阳,但是支架靠得太近,会导致南面的湿纸挡住照向北面湿纸的太阳光,使得北面的湿纸温度较低,蒸发较慢,晒干时间较长,故D错误。
故选:C。
28.图甲为我国古代的“节能灯”——“省油灯”,图乙为其部分剖面示意图。向灯盏夹层内注水,有助于减慢油的蒸发,达到省油的目的。关于“省油灯”减慢油蒸发的方法,下列说法正确的是( )
A.降低油的温度
B.减小油的表面积
C.减慢油表面上方的空气流动
D.减少油的体积
【答案】A
【解答】解:油在燃烧的过程中,温度升高,会不断地蒸发,在灯盏上方容器中盛油,在夹层中注水以降低油的温度,减少了油的蒸发,达到省油的效果。
故选:A。
29.《天工开物》记载的“透火焙干”是造纸的一道工序,其做法是将刚生产出的湿纸张贴在烤火的墙上(如图)。给墙壁烤火能加快湿纸变干的主要原因是( )
A.升高湿纸的温度
B.促进湿纸的升华
C.改变湿纸中的液体种类
D.加快湿纸表面的空气流动
【答案】A
【解答】解:“透火焙干”中把湿纸贴在热墙上,湿纸通过热传递,从墙上吸收热量,使纸的温度升高,从而使水分蒸发加快,使湿纸干得更快,因为影响蒸发快慢的因素:液体温度、液体表面积和液体表面上方的空气流动速度。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
30.在阴雨天气,衣物晾干较慢。为了使衣服干的更快,小科对液体蒸发快慢的影响因素进行如下探究。
[查阅资料]
当吸了水的无纺布在空气中放置一段时间后,会因水分蒸发而质量变小,所以可通过测量无纺布在相同时间后的质量变化情况,来判断其中水分蒸发的快慢。
[实验过程]
选用相同材质、相同大小的无纺布,在等质量水中浸泡相同时间,并用如图所示装置进行实验。
(1)有同学根据生活经验提出了“将衣服摊开晒来缩短晒干时间”的方法。你认为他是选取 甲、丁 两组装置开展的对照实验。
(2)小科选择装置甲与装置乙进行实验,数据记录下表。
实验组别 第1次实验 第2次实验 第3次实验
甲 乙 甲 乙 甲 乙
示数(g) 开始 7.5 7.5 7.6 7.5 7.5 7.4
5分钟后 7.1 6.6 7.3 6.7 7. 6.6
①分析实验数据,你能得出的结论是: 在其他条件相同的情况下,温度越高,水分蒸发越快 。
②下列是两位同学在数据处理中的两种观点,你支持谁的观点并说明理由 小红合理,因为开始时无纺布吸收的水量不一定相同 。
【答案】(1)甲、丁;(2)①在其他条件相同的情况下,温度越高,水分蒸发越快;②小红合理,因为开始时无纺布吸收的水量不一定相同。
【解答】解:(1)根据“将衣服摊开晒来缩短晒干时间”可知,该方法是通过增大液体表面积来加快蒸发,依据控制变量法,应选择液体表面积不同,其他条件相同的两组装置进行对照实验,所以应选取装置甲、丁开展对照实验。
(2)①分析实验数据,开始时甲、乙装置中无纺布质量相同,5分钟后乙装置的示数更小,说明乙装置中无纺布水分蒸发更多。由于甲、乙装置的差异可能是温度、空气流速等因素造成,在其他条件相同的情况下,可得出结论:在其他条件相同的情况下,温度越高,水分蒸发越快。
②根据控制变量法思想,小红合理,因为开始时无纺布吸收的水量不一定相同。
故答案为:(1)甲、丁;(2)①在其他条件相同的情况下,温度越高,水分蒸发越快;②小红合理,因为开始时无纺布吸收的水量不一定相同。
31.学习了影响液体蒸发快慢的因素后,小丽同学猜想液体蒸发快慢可能还与液体的种类有关。请你利用下面提供的实验样品,设计实验验证小丽的猜想是否正确。
(1)实验中应控制液体上方空气流动的快慢、液体的表面积和 液体温度 都相同。
(2)实验室已提供装好酒精和水的几个样品,如图甲所示。按实验要求,选择图甲中 a、b 两个样品进行对比,能够比较方便地进行研究。
(3)若一个同学选好两个液体样品后,将一个放在室内,另一个放在室外,经过相同时间后进行对比,他这样做 不正确 (填“正确”或“不正确”)。
(4)按要求正确选择样品并进行正确操作,经过相同时间后样品的情况如图乙所示。据此,你认为小丽的猜想 正确 (填“正确”或“不正确”)。
【答案】(1)液体温度;(2)a、b;(3)不正确;(4)正确。
【解答】解:(1)影响液体蒸发的因素有三个:液体上方空气流动的快慢、液体与空气接触的面积和液体温度。题目中已经控制了前两个,所以答案为第三个因素:温度;这种方法叫做控制变量法。
(2)要想对蒸发的快慢,必须控制两种样品的体积相同,在其他条件相同时,体积变化大的就是蒸发的快。所以要选:a、b。
(3)要验证液体种类对蒸发的影响,其他因素都要保持不变,若将一个放在室内,另一个放在室外的话,它们的温度就不一样,没有办法对比,所以这种做法是错误的。
(4)从图乙中情况可以看出:在两种液体体积相同时,水减少的慢,酒精减少的快,因此可以证明小丽的猜想是正确的。
故答案为:(1)液体温度;(2)a、b;(3)不正确;(4)正确。
32.学习小组同学设计实验探究液体蒸发速度的快慢与哪些因素有关,请回答以下问题:
(1)学习小组研究温度对液体蒸发快慢的影响,请从图甲中选择他们需要的实验器材: ①②③ 。
(2)图乙是研究液体表面空气流动速度影响液体蒸发快慢的实验装置。
①该实验是通过比较 哪一滴酒精先蒸发完 判断液体蒸发的快慢。
②学习小组的同学对乙图中实验装置进行改进。以下是他们设计的三种玻璃片,玻璃片内有不同形状的凹陷,可以滴加液体。从变量控制的角度分析,你选择哪种玻璃片进行实验,并说明理由: B;因为随着液体的蒸发,B中液体的表面积大小始终保持不变 。
【答案】(1)①②③;(2)①哪一滴酒精先蒸发完;②B;因为随着液体的蒸发,B中液体的表面积大小始终保持不变。
【解答】解:(1)要探究温度对液体蒸发快慢的影响,应使用滴管在玻璃片上滴两滴大小相同的液体,其中一滴用酒精灯加热,观察其蒸发的快慢,故需要的器材有:①②③;
(2)①在图乙的实验中,通过比较哪一滴酒精先蒸发完判断液体蒸发的快慢,发蒸发完的,则说明酒精蒸发得快;
②三种玻璃片内有不同形状的凹陷,从变量控制的角度分析,应该选择B,因为随着液体的蒸发,B中液体的表面积大小始终保持不变。
故答案为:(1)①②③;(2)①哪一滴酒精先蒸发完;②B;因为随着液体的蒸发,B中液体的表面积大小始终保持不变。
33.某科学小组利用如图所示的器材,探究液体表面空气流动情况对水蒸发快慢的影响。
(1)你认为选用“电吹风”还是“小风扇”更好?请说明理由。 小风扇;热风改变了水的温度,不符合控制变量法的要求 。
(2)下列操作中最有利于控制滤纸大小相同的做法,并有效完成实验的方法是 C 。
A.取两张滤纸,分别剪下一个方块
B.同一张滤纸,不同位置剪下一个方块
C.滤纸对折后,两层滤纸重叠剪下一个方块
D.选择两张滤纸,不做裁剪
(3)根据以下实验现象,填写实验结论。
实验条件 滤纸变干的时间(s) 实验结论
有风 16 在液体的温度和表面积相同时,液体表面上方空气流动速度越快,蒸发越快
无风 60
【答案】(1)小风扇;热风改变了水的温度,不符合控制变量法的要求;(2)C;(3)在液体的温度和表面积相同时,液体表面上方空气流动速度越快,蒸发越快。
【解答】解:(1)影响水蒸发快慢的因素有:液体表面空气的流动、液体的温度、液体的表面积;
要探究水蒸发快慢与水表面的空气流动情况是否有关,实验中不能使用电吹风的热风来吹,因为热风改变了水的温度,不符合控制变量法的要求;
(2)A项取两张滤纸,分别剪下一个方块和B项同一张滤纸,不同位置剪下一个方块不能保证滤纸大小完全相同,D项选择两张滤纸,不做裁剪不能保证所选滤纸;
与所给的玻璃片大小相适合,C项滤纸对折后,两层滤纸重叠剪下一个方块既能保证滤纸大小与所给玻璃片相适合,又能保证滤纸大小完全相同,有效完成实验,故ABD错误,C正确;
(3)有风吹时,滤纸变干的时间为16s;没有风吹时,滤纸变干的时间为60s,可得出结论:在液体的温度和表面积相同时,液体表面上方空气流动速度越快,蒸发越快。
故答案为:(1)小风扇;热风改变了水的温度,不符合控制变量法的要求;(2)C;(3)在液体的温度和表面积相同时,液体表面上方空气流动速度越快,蒸发越快。
十.液化及液化现象(共11小题)
34.小芳吃雪糕时,看到雪糕周围冒“冷气”,由此她联想到了泡方便面时碗里冒“热气”的情景。以下是她对“冷气”和“热气”的思考,其中正确的是( )
A.“冷气”和“热气”本质是相同的,他们都是汽化成的水蒸气
B.“冷气”和“热气”本质是不同的,前者是小水珠,后者是水蒸气
C.“冷气”和“热气”本质是不同的,前者是液化形成的,后者是汽化形成的
D.“冷气”和“热气”本质是相同的,都是液化形成的小水珠
【答案】D
【解答】解:看到雪糕周围冒“冷气”是空气中的水蒸气遇到冰冷的雪糕液化成的小水珠;泡方便面时碗里冒“热气”是碗里蒸发出的水蒸气,在上升过程中,遇到温度较低的空气液化成的小水珠;所以它们的本质是相同的,都属于液化现象。
故选:D。
35.我们可以在不同的环境中看到“白气”。下面有关“白气”形成的说法中正确的是( )
A.夏天打开冰箱门时,门口的“白气”是冰箱内的水蒸气液化成的小水滴
B.打开热水瓶的盖子时,瓶口周围的“白气”是瓶内的水蒸气液化成的小水滴
C.文艺演出时,舞台上的“白气”是干冰在常温下升华形成的气态二氧化碳
D.清晨,河面上的、团团“白气”是河里的水蒸发形成的水蒸气
【答案】B
【解答】解:A、夏天,打开冰箱门时常会出现“白气”,这是冰箱外的水蒸气遇冷液化形成的小水滴。故A错误;
B、打开热水瓶的盖子时,瓶口周围的“白气”,这是瓶内水蒸气上升时遇冷液化形成的小水滴。故B正确;
C、文艺演出时,舞台上的“白气”,这是干冰升华吸热使空气温度降低,空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴。故C错误;
D、清晨能看到河面上有一团团的“白气”,这是河面上的水蒸气遇冷液化形成的小水滴。故D错误。
故选:B。
36.“充气式太阳能蒸馏器”是利用太阳能海水淡化的一种装置。它是通过太阳照射充气物内的海水,产生水蒸气,水蒸气在透明罩内壁形成水珠,在此过程中发生的物态变化是( )
A.先汽化,后液化 B.先沸腾,后凝固
C.先液化,后汽化 D.先蒸发,后沸腾
【答案】A
【解答】解:海水是液态的,水蒸气是气态的,液态变为气态的现象叫汽化;水蒸气在透明罩内壁形成水珠,气态又变为了液态的现象叫液化;所以蒸馏过程中发生的物态变化是先汽化后液化。
故选:A。
37.纸燃烧需要达到一定的温度,某实验小组把盛有水的纸盒放在火焰上烧,做“纸锅烧水”实验(如图所示)。下列说法中错误的是( )
A.纸锅里的水上方冒出“白气“是水蒸气遇冷液化而成的小水珠
B.纸锅里的水未加热前,水是不会发生汽化现象的
C.水烧开时纸盒并未燃烧,这是因为水沸腾时温度不会再升高,没有达到纸燃烧的温度
D.纸锅里的水沸腾后温度将保持不变,若撤去酒精灯火焰,则水将不会沸腾
【答案】B
【解答】解:
A、纸锅里的水上方冒出“白气”,实际是水蒸气遇冷液化而成的小水珠,故A正确;
B、纸锅里的水未加热前,虽然不能沸腾,但会蒸发,所以水会发生汽化现象,故B错误;
C、纸锅中盛着水,水在一个标准大气压下最高温度是100℃,纸锅受水的影响,不会超过100℃,没有达到纸的着火点,所以纸锅不会燃烧,故C正确;
D、纸锅里的水加热到沸腾后温度将保持不变,若撤去酒精灯火焰,则水将停止沸腾,故D正确。
故选:B。
38.空调与冰箱都能给我们制造低温的环境,而且它们的工作原理也几乎相同。空调与冰箱主要组成部件如图甲。冰箱的蒸发器(内装有低沸点制冷剂氟利昂)和冷凝器装在同一箱体内,而空调则是把两者分别装室内机和室外机里(如图乙)。
(1)冰箱的主要工作原理是制冷剂氟利昂在蒸发器中 汽化吸热 ,在冷凝器中 液化放热 ;(填物态变化的名称及吸、放热情况,上同)
(2)氟利昂的液化发生在空调机的 室外 (填“室内”或“室外”)机。
【答案】(1)汽化吸热;液化放热;(2)室外。
【解答】解:
(1)冰箱的主要工作原理是:利用制冷剂氟利昂在蒸发器中汽化吸收热量,在冷凝器中液化放出热量,从而使蒸发器的温度降低。
(2)由(1)可知氟利昂的液化发生在空调机的室外机。
故答案为:(1)汽化吸热;液化放热;(2)室外。
39.小明在厨房中发现:
(1)壶里的水烧开以后,壶嘴上方冒出一团团“白气”。这“白气”实质上是一些小水珠。小明仔细观察又发现:“白气”从喷出到消失要经历三个物理过程。
①靠近壶嘴的地方,我们什么也看不见。这是因为壶内水沸腾时产生了大量的水蒸气,在壶嘴附近由于温度比较 高 ,仍然保持气体状态。
②水蒸气离开壶嘴一段距离以后, 液化 形成“白气”。(②③两题填物态变化名称)
③“白气”进一步上升,分散到干燥的空气中,发生 汽化 现象,我们又什么也看不见了。
(2)冬天,在炉子上烧菜的时候,火焰熄灭前、后一瞬间会出现如图所示的两种情景,你可以确定 乙 是火焰熄灭前的图片。
【答案】(1)①高;②液化;③汽化;(2)乙。
【解答】解:(1)①壶里的水烧开以后,在壶嘴附近由于温度比较高,水蒸气不会液化,仍是气态,所以看不到“白气”;
②水蒸气离开壶嘴一段距离以后,温度降低了,水蒸气液化,形成了小水珠,所以看到了“白气”;
③“白气”进一步上升,发生汽化,又变成了水蒸气,我们又什么也看不见了。
(2)因为水蒸气遇冷时才易发生液化,所以在火焰熄灭前,炉子上方空气温度较高,液化现象不明显,我们所看到的“白气”较少,故可以确定乙是火焰熄灭前的图片。
故答案为:(1)①高;②液化;③汽化;(2)乙。
40.科学就在身边,试着用所学知识解释下列问题。
(1)如图,甲、乙两烧杯中分别装有冰块和热水,上方都盖有玻璃板,过一会将会看到甲玻璃板的 外侧 (“内侧”或“外侧”)有小水珠出现,小水珠的形成都是由于水蒸气 液化 (填物态变化)形成的。
(2)为了控制卫星内部的温度在一定范围内,保护卫星内部的电子设备,科学家发明了热管。如图所示为热管传热的原理示意图,金属外壳内衬垫一层由多孔材料做成的吸液芯,芯中充有某种液体,其中心是气腔。卫星利用热管将热量从向阳面“搬”到背阴面,使整体温度趋于平衡。下列对于热管原理的解释,正确的是 B (填字母)。
A.热端吸热升华,冷端放热凝华
B.热端吸热汽化,冷端放热液化
C.热端放热汽化,冷端吸热液化
D.热端放热升华,冷端吸热凝华
【答案】(1)外侧;液化;(2)B。
【解答】解:(1)甲烧杯中放的是冰块,烧杯外的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在玻璃板的外侧;小水珠的形成都是由气态的水蒸气变成液态的小水珠,这种物态变化是液化;
(2)热管原理:热管中芯内充有某种液体,热端温度高,液体吸热汽化成气态;冷端温度低,气态的物质放热液化成液态,然后液体又回到热端继续循环。所以热端吸热汽化,冷端放热液化,故B正确。
故答案为:(1)外侧;液化;(2)B。
41.在学习了有关物态变化的知识以后,小明回家做了如下实验:甲、乙两个房间里相同的电炉上,相同的两壶水都已烧开,水烧开后壶口留出“白气”。请回答:
(1)根据甲、乙两图所示情况可以判断出房间 乙 的气温较高。
(2)A、B两幅图中,符合水沸腾前的情形的是 B 图。
(3)如果加大炉火猛烧,则壶内开水的温度 不变 (选填“升高”“不变”“降低”)。
【答案】(1)乙;(2)B;(3)不变。
【解答】解:(1)白气是水壶中的水蒸气遇冷液化成的小水珠,所以物态变化为液化;液化放热,遇冷才容易发生液化,所以房间温度越低,越容易液化,白气越多,所以气温较高的是乙;
(2)水沸腾时,气泡从下向上气泡变大,A是沸腾的图象,B图是沸腾前的;
(3)液体沸腾的特点是吸收热量,温度不变,如果加大炉火猛烧,壶内开水的温度不变。
故答案为:(1)乙;(2)B;(3)不变。
42.人造卫星在太空中运行时,其朝阳面和背阳面的温差很大,科学家用一种传热性能极好的装置热管,使卫星外壳内温度保持均衡。热管是一根封闭的管壳的外面衬了一层叫作吸收芯的多孔材料,芯内装有易蒸发的物质(如酒精)循环流动。当图中A端温度比B端高时,主要依靠的是A端吸热蒸发,B端 液化 (选填“液化”或“凝固”或“凝华”)放热。
【答案】液化。
【解答】解:根据热管的工作原理,当热管一端温度较高时,芯内的易蒸发物质会吸热蒸发变成蒸气。蒸气在压差作用下流向温度较低的另一端。在温度较低的一端,蒸气会放出热量,由气态变为液态,这个过程是液化过程。液态物质再通过吸收芯的毛细作用回流到温度较高的一端,如此循环往复,实现热量的传递,使卫星外壳内温度保持均衡。
故答案为:液化。
43.同学们观察到春夏季节交换时,家中墙壁瓷砖上很容易起一层水珠(如图甲)。查阅资料发现:水珠是因为室内的水蒸气遇冷液化形成的,水蒸气刚好液化的温度称为露点温度。如果瓷砖表面的温度低于露点温度时,水蒸气就会液化。当室内水汽含量为50%和80%时,露点温度与教室内气温的关系如图乙所示。
(1)水蒸气液化时 释放 热量(选填“吸收”或“释放”)。
(2)如图乙,当室内气温为20℃、水汽含量为80%时,露点温度约为 12.5℃ 。
(3)在易起水珠的天气里,结合图乙信息,请你提出一种预防家中室内瓷砖上起水珠的一种方法 可以使用地暖或暖气片等设备提高室内温度 。
【答案】(1)释放;(2)12.5℃;(3)可以使用地暖或暖气片等设备提高室内温度
【解答】解:(1)液化是物质由气态转变为液态的过程。在这个过程中,物质需要放出热量,即释放热量。
(2)观察图乙可得,当室内气温为20℃、水汽含量为80%时,露点温度约为 12.5℃。
(3)可以使用地暖或暖气片等设备提高室内温度,进而提高瓷砖表面的温度,使得水蒸气在遇到瓷砖表面时不易液化。
故答案为:(1)释放;(2)12.5℃;(3)可以使用地暖或暖气片等设备提高室内温度
44.如图所示,在寒冷的冬天空调制热,在炎热的夏天空调制冷,玻璃窗上都会出现小水珠。冬天和夏天,水珠分别出现在玻璃窗的哪一侧呢?请说明理由。
【答案】在寒冷的冬天,当室内温度较高的水蒸气遇到温度较低的玻璃窗时,水蒸气遇冷会发生液化现象,变成小水珠附着在玻璃窗的内侧。在炎热的夏天,室内开空调制冷,室内温度较低;而室外温度较高,空气中含有较多的水蒸气。当室外温度较高的水蒸气遇到温度较低的玻璃窗时,水蒸气遇冷会液化成小水珠,这些小水珠会附着在玻璃窗的外侧。
【解答】答:在寒冷的冬天,当室内温度较高的水蒸气遇到温度较低的玻璃窗时,水蒸气遇冷会发生液化现象,变成小水珠附着在玻璃窗的内侧。在炎热的夏天,室内开空调制冷,室内温度较低;而室外温度较高,空气中含有较多的水蒸气。当室外温度较高的水蒸气遇到温度较低的玻璃窗时,水蒸气遇冷会液化成小水珠,这些小水珠会附着在玻璃窗的外侧。
十一.液化方法及其应用(共1小题)
45.阅读材料,回答下列问题。
图为西藏冻土区里的“热棒”,里面灌有液态氨,上端有散热片,当外界温度较高时,液态氨受热变成气态,上升到上端,通过散热片向空气中散热,随后气态氨又变成液态氨,下沉到底部,如此往复循环,保持冻土不受夏季高温而熔化。
(1)图中的过程 ① (选填“①”或“②”)发生的物态变化是汽化,过程②发生的物态过程中需要 放热 (选填“吸热”或“放热”)。
(2)“热棒”能保持路基冻土,是因为液态氨具有沸点 低 (选填“高”或“低”)的特性,这种特性属于物质的 物理性质 (选填“物理性质”或“化学性质”)。
(3)下列关于热棒说法正确的是( C )(选填字母,单选)。
A.氨从气态到液态是通过压缩体积的方法实现的
B.冻土中的水在凝固过程温度降低
C.使用它能给路基降温
【答案】(1)①;放热;(2)低;物理性质;(3)C。
【解答】解:(1)汽化是物质从液态变为气态的过程,当外界温度较高时,液态氨吸热变成气态,即过程①发生的物态变化是汽化,汽化吸热;过程②是气态氨又变成液态氨,这是液化过程,液化是放热过程,所以过程②发生的物态变化中需要放热;
(2)“热棒”里灌有液态氨,当外界温度较高时,液态氨就能吸热变成气态,说明液态氨具有沸点低的特性,这样在外界温度不是特别高时,液态氨就能汽化吸热;沸点是物质的一种物理属性,不需要通过化学变化就能表现出来,所以这种特性属于物质的物理性质;
(3)A.由材料可知,气态氨是通过散热片向空气中散热,从而变成液态氨的,是通过降低温度的方法实现液化的,故A错误;
B.水是晶体,晶体在凝固过程中放出热量,但温度保持不变,所以冻土中的水在凝固过程温度不变,故B错误;
C.液态氨汽化时吸热,能带走热量,气态氨液化时放热,热量散发到空气中,所以使用它能给路基降温,故C正确。
故选:C。
故答案为:(1)①;放热;(2)低;物理性质;(3)C。
十二.探究水的沸腾实验(共4小题)
46.在课堂上老师用如图所示的小纸锅演示实验,已知纸在空气中温度到达183℃就可以燃烧,酒精灯火焰外焰温度约520℃,为什么水能烧开而纸锅不会燃烧呢?带着这个问题,同学们探究“水沸腾时温度变化的特点”。
(1)由图丙可知,当地气压 小于 标准大气压;(选填“大于”“小于”“等于”)
(2)如图乙所示,水沸腾时会产生大量气泡,气泡内主要是 水蒸气 (选填“空气”或“水蒸气”);
(3)交流评估环节中,同学们提出各自的观点,其中正确的有 BC (填字母)。
A.组装器材时若温度计玻璃泡碰到烧杯底部,图甲中应将B处向下调整
B.用初温较高的水做实验,可以缩短沸腾前的加热时间
C.纸锅不会燃烧是因为水的沸点低于183℃,水沸腾时要不断吸热
【答案】(1)小于;(2)水蒸气;(3)BC。
【解答】解:(1)据丙图可知,此时水的沸点是99℃,标准气压下水的沸点是100℃,说明当地气压小于标准大气压。
(2)水沸腾时会产生大量的水蒸气,因此气泡内主要是水蒸气。
(3)A.实验中组装实验器材时,应自下而上组装,因此若温度计玻璃泡碰到烧杯底部,应将A处向上调整,故A错误;
B.用初温较高的水做实验,可以缩短沸腾前的加热时间,节约能源,节省实验时间,因为实验中为了缩短加热时间,可用的方法有:①提高初温,用温水加热;②烧杯上加盖,减少能量损失;③减少加热水的质量,故B正确;
C.纸锅烧水实验中,纸锅不会燃烧是因为水的沸点低于183℃,且水沸腾时要不断吸热,温度保持不变,纸锅不会燃烧,故C正确。
故选BC。
故答案为:(1)小于;(2)水蒸气;(3)BC。
47.小明在“探究水的沸腾”。当水沸腾时,烧杯中产生大量气泡,沸腾时的情况如图 A (选填“A”或“B”)所示,上升的气泡内主要是 水蒸气 (选填“空气”或“水蒸气”)。小明前后绘制了两次水沸腾时的温度﹣时间图象,得到了a、b两种不同图象,其原因是水的 质量 不同。
【答案】A;水蒸气;质量
【解答】解:(1)由图可以看出,A中有大量的气泡产生,并且小气泡在上升过程中越来越大,说明A是沸腾时的现象;气泡是由于水沸腾生成的水蒸气;
(2)由图象C知,a、b的沸点相同,加热时间不同,所以是因为水的质量不同造成的。
故答案为:A;水蒸气;质量。
48.小红做探究水沸腾时温度变化的特点的实验:
(1)小红用质量为m1的水做实验,根据记录的实验数据,绘出图乙中的a图线,由a图线可知:水沸腾时吸收热量,温度 不变 。
(2)若换用初温相同,质量为m2(m2>m1)的水做实验,得到的图线是图乙中的 c (填“b”“c”或“d”)。
【答案】(1)不变;(2)c。
【解答】(1)水在达到沸点后继续加热,温度保持不变,所以水沸腾时吸收热量,温度不变;
(2)其它条件相同时,水的沸点是不变,水的质量越大,加热至沸腾的时间就越长,由于m1<m2,所以需要较长的时间才能加热至沸腾,故得到的图象是图乙中的c。
故答案为:(1)不变;(2)c。
49.小明在学习物态变化的过程中做了以下实验:
(一)为探究影响蒸发快慢的因素,某组同学设想:当吸了水的无纺布在空气中放置一段时间后,会因水分蒸发而质量变小,所以可以通过测量无纺布在相同时间后的质量变化情况,来判断其中水分蒸发的快慢。于是他们用相同材质、相同大小的无纺布,在等质量水中浸泡相同时间,使其含水量相同,并用下列装置进行实验。请据图回答:
(1)选择装置甲和装置丁作对照,可以研究 液体表面积 对蒸发快慢的影响。
(2)如表是利用装置甲与装置乙进行实验后的数据记录。如表中数据分析,可以得出结论: 在其他条件相同的情况下,温度越高,水蒸发越快 。
实验组别 实验1 实验2 实验3
装置甲 装置乙 装置甲 装置乙 装置甲 装置乙
电子天平读数(克) 开始时 7.5 7.5 7.6 7.6 7.4 7.4
5分钟后 7.1 6.5 7.3 6.7 7.0 6.6
(3)(二)在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中,同学们利用如图甲所示实验装置进行了分组实验,并根据实验数据绘制出了水的温度随时间变化的图象,如图乙所示。
小红这组用质量为m1的水做实验,绘制出水的温度随时间变化的图乙中的a所示,若用质量为m2(m2>m1)的水做实验,得到的图象可能是图乙中的 c (填“b”“c”或“d”)。
(4)科学教材中有许多有趣的演示实验。下列“变多、变少”的演示实验中,涉及物态变化放热的是 C 。
A.①④
B.②④
C.①③
D.②③
【答案】(1)液体表面积;(2)在其他条件相同的情况下,温度越高,水蒸发越快;(3)c;(4)C。
【解答】解:(1)选择装置甲和装置丁作对照,可以研究液体表面积对蒸发快慢的影响。因为甲、丁的温度、液体表面空气流动速度等条件相同,仅液体表面积不同的情形。
(2)从表格数据能看出,在3组平行实验里,开始时甲、乙装置的电子天平读数都一样,5分钟后装置甲的质量均比装置乙大。这表明相同时间内甲中水分蒸发量小于乙,即甲的无纺布中水蒸发得慢。由此可得出结论:在其他条件相同的情况下,温度越高,水蒸发越快。
(3)水沸腾的特点是持续吸热,温度保持不变,用更多的水,升温至沸点需要吸收更多热量,花费更长时间,但二者沸点一致。所以图象c合要求,即得到的图象可能是图乙中的c。
(4)依据常见物态变化的吸放热性质来分析:
①金属盘下水滴变多,是水蒸气遇冷液化所致,液化放热;
②烧杯中的冰变少,属于冰熔化为水的过程,熔化吸热;
③管中乙醚变多,由乙醚蒸气液化形成,液化放热;
④碘锤中碘粒变少,是碘升华现象,升华吸热。
所以,涉及物态变化放热的是①③,答案选C。
故答案为:(1)液体表面积;(2)在其他条件相同的情况下,温度越高,水蒸发越快;(3)c;(4)C。
十三.升华和凝华的定义和特点(共8小题)
50.为防止食物腐败变质,可利用冰块或干冰使食物降温。这是因为( )
A.冰块和干冰熔化吸热
B.冰块和干冰升华吸热
C.冰块升华吸热、干冰熔化吸热
D.冰块熔化吸热、干冰升华吸热
【答案】D
【解答】解:干冰(固态二氧化碳)常温下易升华,由固态直接变为气态,在升华过程中需要从外界吸收大量的热,会使食品温度降低,起到防止腐烂变质的作用;
冰块熔化时,由固态变为液态,在熔化过程中需要从外界吸收大量的热,会使食品温度降低,起到保鲜的作用。
故选:D。
51.对于自然界的这些现象,下列说法正确的是( )
A.清晨露珠是液化现象,需要放热
B.温泉白气是汽化现象,需要吸热
C.湖水结冰是凝华现象,需要吸热
D.窗上冰花是凝固现象,需要放热
【答案】A
【解答】解:A、露珠是空气中水蒸气遇冷液化形成的,需要放热,故A正确;
B、“白气”是水蒸气遇冷液化成的小水滴,需要放热,故B错误;
C、湖水结冰是凝固现象,需要放热,故C错误;
D、冰花是固态的小冰晶,由水蒸气遇冷凝华形成的,需要放热,故D错误。
故选:A。
52.物理教材中有许多有趣的演示实验。下列“变多、变少”的演示实验中,涉及物态变化放热的是( )
A.①④ B.②④ C.①③ D.②③
【答案】C
【解答】解:①金属盘下水滴变多,这是水蒸气遇冷液化形成的,液化放热;
②烧杯中的冰变少,这是冰熔化为水,熔化吸热;
③管中乙醚变多,这是乙醚蒸气液化形成的,液化放热;
④碘锤中碘粒变少,这是碘升华的结果,升华吸热;
综上所述,①③物态变化是放热,故ABD错误,C正确。
故选:C。
53.“二十四节气”是中华民族智慧的结晶。以下对于有关节气谚语的分析中,正确的是( )
A.立春:“立春打了霜,当春会烂秧”——霜的形成是凝华现象,需要放出热量
B.夏至:“夏至东南风,十八天后大雨淋”——雨的形成是汽化现象,需要吸收热量
C.秋分:“秋分见麦苗,寒露麦针倒”——露的形成是液化现象,需要吸收热量
D.大寒:“小寒大寒,滴水成冰”——水结冰是凝固现象,需要吸收热量
【答案】A
【解答】解:A.霜是空气中的水蒸气,温度降低时直接变成小冰晶,这是凝华现象,凝华放热,故A正确;
B.雨是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,是液化现象,液化放热,故B错误;
C.露是空气中的水蒸气,温度降低时变成的小水珠,是液化现象,液化放热,故C错误;
D.水结冰是凝固现象,凝固放热,故D错误。
故选:A。
54.2024年开年伊始,哈尔滨火爆全国,很多游客在寒冬户外体验了“泼水成冰”的奇观,如图所示。“泼水成冰”的原理是水蒸气在极低的温度下直接变为小冰晶。对此现象表述正确的是( )
A.空中看到的是白色雾状水蒸气
B.该过程主要的物态变化是凝固
C.泼水成冰时用热水效果会更好
D.气温高于0℃也会出现该现象
【答案】C
【解答】解:A、空中看到的是白色雾状是水蒸气遇冷形成的小水珠,属于液化现象,故A错误;
B、在“泼水成冰”的过程中,主要的物态变化是凝华,故B错误;
C、泼水成冰时用热水会产生更多的水蒸气,效果会更好,故C正确;
D、气温高于0℃,水蒸气不会凝华,只会液化,不会出现“泼水成冰”的奇观,故D错误。
故选:C。
55.如图所示,将干冰投入装水瓶中时,发现水在剧烈“沸腾”,瓶口出现大量“白气”,此“白气”是( )
A.干冰升华产生的大量白色二氧化碳气体
B.干冰升华放热使水汽化形成的水蒸气
C.干冰升华吸热使空气液化形成的小水滴
D.干冰升华吸热使空气中的水蒸气液化形成的小水滴
【答案】D
【解答】解:A、二氧化碳气体无色,故A不符合题意;
B、干冰升华属于吸热过程;水蒸气是无色气体,故B不符合题意;
C、干冰直接变成二氧化碳气体属于升华,升华吸热,使空气的水蒸气液化形成的小水滴,不是空气液化形成的小水滴,故C不符合题意;
D、干冰升华吸热,使瓶口的水蒸气遇冷液化形成小水滴,故D符合题意。
故选:D。
56.科学课上,老师用镊子夹取一大块干冰放入装有凉水的烧杯中,观察到水立刻剧烈“沸腾”,内部产生大量气泡,水面上方出现大量白雾。关于上述实验,下列分析正确的是( )
A.干冰升华要放出热量
B.气泡内主要是水蒸气
C.气泡内主要是二氧化碳气体
D.白雾是水沸腾产生的大量水蒸气汽化形成的
【答案】C
【解答】解:A、升华需要吸收热量,故A错误;
BC、由题意可知,“气泡”内主要是干冰升华形成的二氧化碳气体,不是水蒸气,故B错误、C正确;
D、水面上方的白雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故D错误。
故选:C。
57.如图所示,图中tA、tB两点坐标的温度分别对应是某晶体物质的熔点和沸点,若该晶体物质某一时刻的温度t<tA,该晶体物质处于Ⅰ区域,是 固 (选填“固”“液”或“气”)态;若该晶体物质由Ⅲ区域的状态直接到I区域状态时,该晶体物质发生 凝华 (填物态变化名称)现象。
【答案】固;凝华。
【解答】解:温度低于熔点时物质是固态,温度高于熔点低于沸点时物质是液态,温度高于沸点时物质是气态;所以,在Ⅰ区域是固态,在Ⅱ区域是液态,在Ⅲ区域是气态;若该晶体物质由Ⅲ区域的状态直接到Ⅰ区域状态时,即从气态直接到固态,是凝华过程。
故答案为:固;凝华。
十四.生活中的凝华现象(共1小题)
58.炎热的夏天,开了空调的房间窗户玻璃上常常会结一层水雾,则水雾是水蒸气 液化 (填物态变化名称)成小水珠附着在玻璃窗 外 侧,使玻璃变模糊,水蒸气变成水珠会 放出 热量。东北地区寒冷的冬天,房间窗户上会结一层美丽的冰花,这是水蒸气 凝华 (填物态变化名称)形成的小冰晶附着在玻璃窗 内 侧。
【答案】液化;外;放出;凝华;内。
【解答】解:炎热的夏天,开了空调的房间窗户玻璃上常常会结一层水雾,则水雾是室外热的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,所以形成在玻璃窗外侧,水蒸气变成水珠属于液化,液化会放出热量;
东北地区寒冷的冬天,房间窗户上会结一层美丽的冰花,这是室内热的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶,所以附着在玻璃窗内侧。
故答案为:液化;外;放出;凝华;内。
十五.水的三态变化(共2小题)
59.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,需要放热
B.雾的形成是汽化现象,需要吸热
C.露的形成是液化现象,需要吸热
D.霜的形成是凝固现象,需要放热
【答案】A
【解答】解:A、雪的形成是水蒸气的凝华现象,需要放热,故A正确;
B、雾的形成是水蒸气的液化现象,需要放热,故B错误;
C、露的形成是水蒸气的液化现象,需要放热,故C错误;
D、霜的形成是水蒸气的凝华现象,需要放热,故D错误。
故选:A。
60.我国古代有许多艺术性、科学性较高的饮器.有一种杯子叫“常满杯”,杯中有用上等白玉做成的圆锥体这种杯子放在某些地方的空气中,白玉圆锥体上就会有水滴产生,过一段时间后杯中就会盛满水,故称常满杯。下列有几种关于此杯的说法,其中错误的是( )
A.杯中的水是水蒸气在白玉上液化形成的
B.杯中的水是空气在白玉上液化形成的
C.有水滴产生前,白玉温度比周围空气温度低
D.利用杯子在缺少水源的崇山峻岭中可能自动“生”水
【答案】B
【解答】解:AB、把这种圆锥形杯子放在某些地方的空气中,空气中的水蒸气遇冷(白玉杯子)液化成小水珠附着在白玉杯内壁上,积少成多,过一段时间后杯中就会盛满水,故称常满杯。由此可见杯中的水是水蒸气在白玉上液化形成的,故A正确、B错误;
C、有水滴产生前,白玉温度比周围空气温度低,故C正确;
D、在缺少水源的崇山峻岭中,空气中水蒸气可以液化成水,即自动“生”水,故D正确。
故选:B。