3.4 升华与凝华、水循环 学案(含答案)

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名称 3.4 升华与凝华、水循环 学案(含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2019-11-13 14:24:50

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第十三时 升华与凝华、水循环
知识点一 升华和凝华
【例1】二氧化碳气体若被加压、降温到一定程度,就会 (填一种物态变化)成白色的像雪一样的固体叫干冰。干冰具有很好的致冷作用,在常温下迅速 (填一种物态变化)成为气体, 热量,促使水蒸气遇冷凝结成水滴或小冰晶,从而达到降雨的条件。
解析 二氧化碳气体被加压、降温到一定程度,就会直接成为白色的像雪一样的固体,此时它由气态直接变成了固态,属于凝华现象。干冰具有很好的致冷作用,这是由于干冰在常温下会迅速升华成为二氧化碳气体,同时吸收大量的热量,可用于人工降雨。
答案 凝华 升华 吸收
【练习】
1.下列物态变化中,属于凝华的是( )
答案 C “冰雪消融”是熔化现象;“白气”是水蒸气液化形成的;霜是水蒸气凝华而成的;湿手烘干是汽化现象,故C正确。
2.习近平主席在祖国边疆的内蒙古阿尔山,冒着零下30多摄氏度的严寒,顶风踏雪慰问在边防线上巡逻执勤的官兵。战士们防寒面罩上霜花的形成属于下列哪种物态变化(  )
A.凝固 B.液化 C.凝华 D.蒸发
答案 C 霜是由空气中的水蒸气遇到冷的物体直接凝结而形成的小冰粒,由气态直接变成固态,是凝华。
3.衣柜里防虫用的樟脑球,过一段时间就会变小,最后不见了。这种物态变化是(  )
A.汽化 B.熔化 C.升华 D.凝华
答案 C 樟脑球是固态的,变小实际上是一部分变为了气态,物体直接由固态变为气态的过程叫升华。
4.冬天室外冰冻的衣服也会变干,这一现象属于 。(填写物态变化的名称)
答案 升华 解析 水直接由固态变成气态,属于升华现象。
5.如图所示,把少量碘放入锥形瓶中,瓶口加盖玻璃片。微微加热,瓶中充满紫色的碘蒸气,此过程碘发生的物态变化是 。停止加热,碘蒸气凝华,看到的现象是 。
答案 升华 紫色碘蒸气消失,瓶内出现固态碘
解析 锥形瓶中的碘是固态,加热后变成了气态,物体由固态直接变为气态的过程叫升华。停止加热后,高温的碘蒸气放热发生凝华现象变为固态碘。
6.据报载,阿根廷科研人员发明了一项果蔬脱水的新方法——升华脱水法,其原理很简单:将水果蔬菜冷冻后,放在低压环境中,使冰直接从固态变成    态。?
答案 气
解析 升华现象指的是物质由固态直接变成气态的现象。
7.2012年3月,英国科学家研发出“激光橡皮”,专门用来去除白纸上的黑色碳粉字迹。激光照射下,纸张上的黑色碳粉直接    (填物态变化名称)为高温碳蒸气,同时字迹消失,此过程需要    (填“吸热”或“放热”)。?
答案 升华 吸热
解析 在激光照射下,纸张上的黑色碳粉直接变为高温碳蒸气,即由固态直接变为气态,也就是发生了升华现象,升华需要吸收热量。
知识点二 水循环
自然界中的水循环是通过物态变化实现的,其基本过程是:地面上的水蒸发形成水蒸气升入空中,遇冷后液化成小水滴或者凝华成小冰晶,形成云。在不同的条件下形成雨、雪、冰雹、雾、霜。降水的一部分吸热后发生汽化和升华,变成水蒸气,升入空中, 另一部分重新回到大海、湖泊、河流等,完成循环过程。
自然现象
原因
物态变化名称

空气中总是含有水蒸气的,这是江、河、湖、海以及大地表层中的水不断地蒸发而来的,当含有很多水蒸气的空气升入高空时,水蒸气温度降低液化成小水滴或凝华成小冰晶,这些很微小的颗粒能被空气中上升气流顶起,形成浮云,所以云是由大量的小水滴或小冰晶组合而成的
液化、凝华

云中的小水滴越来越大,在下落过程中,冰晶熔化成水滴;小水滴相互聚集,凝结成大水滴下降成为雨
液化、熔化

雾是水蒸气液化成小水珠,这些小水珠悬浮在空气中,在地面附近称为雾
液化

露是水蒸气液化形成的小水珠附着在地面附近的物体表面形成的
液化
霜、雪
当气温降到0 ℃以下时,接近地面的空气中所含的水蒸气在地面物体上凝结成白色冰晶叫霜。如果高空的温度降到0 ℃以下,水蒸气便直接凝华成小冰晶降落到地面,这就是雪
凝华
冰雹
如果雨在落下时骤然遇到0 ℃以下的冷空气,雨便凝固成冰块,冰块若遇地面向上的风暴把冰块向上吹入热空气层中,这层热空气中的水蒸气便凝结在冰块四周,下落时又遇有0 ℃以下的冷空气上升时,冰块外面又结一层冰,如此反复上下,到冰块很大时,形成雹落下,这就是可怕的冰雹
凝华、熔化、凝固
【例2】有一天,雾、露、霜、雪四姐妹在一起争论自己的出生由来,谁也不认同谁,下列关于她们的说法中,你认为正确的是( )
A.雾说:我是水汽化而来 B.露说:我是水蒸气液化而来C.霜说:我是水凝固而来 D.雪说:我是水升华而来
解析 雾是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水滴,属于液化现象,
故A选项说法不正确;露水是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水滴,属于液化现象,故B选项说法正确;霜是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小冰晶,属于凝华现象,故C选项说法不正确;雪是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小冰晶,属于凝华现象,故D选项说法不正 确。
答案 B
【例3】水是生命之源,如果没有水,所有的生物都将面临死亡的威胁。地球上的淡水资源约占总水量的3%,淡水的循环则显得非常重要,下列有关水循环的一些叙述不正确的是(  )
A.水循环的场所主要是在海陆空三个领域内
B.陆地上的水一定是通过降雨的形式而来的
C.大气中的水蒸气是靠陆地和海洋中的水蒸发和沸腾上去的
D.水循环的主要物态变化有蒸发、液化、升华、凝华等
答案 BC 水循环的场所主要是在海洋、陆地和天空三个领域,A选项正确,不符合题意;陆地上的水一方面是降水得来,另一方面是地下径流得来,故B选项错误,符合题意;大气中的水蒸气有一部分是冰川表面的冰发生升华变成的,故C选项错误,符合题意;海洋和地表水会蒸发变为水蒸气到空中,水蒸气遇冷发生液化成为水;冰川表面的冰发生升华成为水蒸气到空中,高空中的水蒸气遇冷直接凝华成冰晶,故D选项正确,不符合题意。
【练习】
1.下列选项中,水的三态之间转化过程所对应的物态变化名称,标注都正确的是( )
答案 C 水由液态水变成水蒸气,叫汽化;冰变成水叫熔化;水蒸气直接变成冰,叫凝华。
2.图示的符号分别代表霾、小雪、雾和霜冻四种天气现象,其中主要通过凝华形成的是? ( )
答案 BD 霾是指空气中因悬浮着大量的烟、尘等微粒而形成的混浊现象,不是通过凝华形成的;雾是液态的,是空气中的水蒸气遇冷液化形成的;雪、霜是固态的,是空气中的水蒸气遇冷直接凝华成固体,是凝华现象。
3.人工降雨的方法之一,是利用飞机向云层里喷洒干冰(固态二氧化碳)。在这个过程中,经历的物态变化顺序是(  )
A.干冰升华,水蒸气先凝华后熔化 B.干冰汽化,水蒸气先凝固后熔化
C.干冰升华,水蒸气先凝华后液化 D.干冰汽化,水蒸气先凝固后液化
答案 A 向云层中喷洒干冰,干冰是固态的二氧化碳,在空气中就会迅速升华为气态,升华时要吸收大量的热,使空气的温度降低;空气中的水蒸气遇冷就会凝华为小冰晶,小冰晶在下落的过程中和空气摩擦做功,温度升高,就会熔化为小水滴。
4.水是人类生存的重要组成部分,通过水的三态变化,地球上的水在不停地循环,以下关于水的物态变化及人类对水的利用的说法中,正确的是(  )
A.冬季,湖水在结冰的过程中要吸热,这是凝固过程
B.高空中的水蒸气急剧降温变成小冰晶的过程中要放热,这是凝华过程
C.随着社会的发展,技术的进步,人类对水的依赖程度越来越小
D.我市水资源丰富,不必在技术上优化用水系统
答案 B 冬季,湖水结冰是水的凝固过程,凝固是放热过程,故A选项不正确;高空中的水蒸气遇冷变成小冰晶,是凝华现象,凝华放热,故B选项正确;水是生命之源,任何时候都离不开水,故C选项不正确;我国是个淡水资源匮乏的国家,即使部分地区水资源丰富,也要节约用水,因此从技术上改进用水系统是必要的,故D选项说法不正确。
重点题型 物态变化的识别及吸、放热的判断
【例4】下列各种现象,需要放出热量的是( )
A.北方冬天户外冰冻的衣服变干 B.春天冰雪消融
C.用电吹风将湿头发吹干 D.深秋,清晨草地上出现霜
解析 北方冬天户外冰冻的衣服变干,冰直接升华成为水蒸气,需要吸收热量,故A不符合题意;春天冰雪消融,由固态熔化成为液态水,需要吸收热量,故B不符合题意;用电吹风将湿头发吹干,液态水汽化成为水蒸气,需要吸收热量,故C不符合题意;深秋,清晨草地上出现霜,是空气中的水蒸气遇冷凝华而形成的冰晶,需要放出热量, 故D符合题意。答案 D
【方法归纳】 物态变化的识别及吸、放热的判断方法归纳如下:
一明确
明确变化前的状态
二弄清
弄清变化后的状态
三比对
比对“六种”物体变化的概念
四确定
确定物体变化的类型
五判定
根据发生条件,判定吸、放热
【例5】大自然中关于霜、云、雾、露的形成,下面说法正确的是(  )
A.云是水蒸气升入高空时凝华成的小冰晶
B.雾是漂浮在空气中的大量的水蒸气
C.露是大量的小冰晶吸热熔化成的小水珠而形成的
D.霜是空气中的水蒸气直接凝华成的大量的小冰晶
答案 D 云是水蒸气升入高空时遇冷液化形成的小水珠和凝华形成的小冰晶,故A不符合题意;雾是漂浮在空气中的大量水蒸气液化而成的小液珠,故B不符合题意;露是空气中水蒸气液化而成的小水珠,故C不符合题意;霜是空气中的水蒸气直接凝华成的小冰晶,故D符合题意。
【练习】
自然界中的物态变化让我们领略了许多美妙景色,下列说法中正确的是(  )
答案 B 雪是固态的,是空气中的水蒸气遇冷形成的,是凝华现象,故A错;霜是固态的,是空气中的水蒸气遇冷形成的,是凝华现象,故B对;露是液态的,是空气中的水蒸气遇冷形成的,是液化现象,故C错;雾是液态的,是空气中的水蒸气遇冷形成的,是液化现象,故D错。
2.小明同学做了一个实验:将碾碎的卫生球粉末和小树枝放入封闭的烧瓶中,然后在酒精灯上微微加热烧瓶,发现卫生球的粉末越来越少,停止加热后,一会儿烧瓶内的树枝上出现了洁白、玲珑剔透的人造“雪景”。对于以上现象,下列说法中正确的是(  )
A.“雪景”是卫生球升华形成的
B.“雪景”经历了汽化和液化两个物态变化过程
C.“雪景”是卫生球凝华形成的
D.“雪景”经历了升华和凝华两个物态变化过程
答案 D 卫生球粉末和小树枝放在封闭的烧瓶中,用酒精灯加热,卫生球粉末受热就会升华变为气态,所以卫生球的粉末越来越少;停止加热,气态的卫生球就会重新凝华为固态的卫生球粉末,粘在树枝上,形成“雪景”。
3.自然界中水不停地运动、变化着,形成一个巨大循环系统;陆地、海洋和大气间水发生的循环,其中会放出热量的是(  )
A.雨水汇入江河流向大海
B.冰山积雪融化变成水汇入江河
C.云中小水滴变成小冰晶
D.植物、土壤中水蒸发升入天空
答案 C 雨水汇入江河流向大海过程中不会放出热量,故A错误;冰山积雪融化变成水发生熔化现象,要吸收热量,故B错误;云中小水滴放出热量发生凝固变成小冰晶,故C正确;植物、土壤中的水蒸发吸收热量发生汽化变成水蒸气升入空中,故D错误。
4.物理课上,老师设计了这样一个实验:先让学生观察盛有干冰(固态CO2)的容器的外壁出现一层白霜的现象,接着学生用镊子夹取一块干冰放入盛有常温水的烧杯中,令人惊讶的现象出现了,水立刻剧烈“沸腾”起来,内部有大量气泡产生,水面上方出现大量白雾。下列说法正确的是(  )
A.出现白霜是凝固现象 B.气泡内主要是水蒸气
C.气泡内主要是二氧化碳气体 D.白雾是液化的空气
答案 C 白霜是空气中的水蒸气遇到冷的容器壁发生凝华形成的,不是凝固,故A错误;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;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。
5.如图所示,在一个标准大气压下,某同学将冰块放入空易拉罐中并加入适量的盐,用筷子搅拌大约半分钟,测得易拉罐中冰与盐水混合物的温度低于0 ℃,实验时易拉罐的底部有白霜生成。对于这一实验和现象的分析,正确的是(  )
A.盐使冰的熔点低于0 ℃,白霜的生成是凝华现象
B.盐使冰的熔点高于0 ℃,白霜的生成是凝华现象
C.盐使冰的熔点低于0 ℃,白霜的生成是凝固现象
D.盐使冰的熔点高于0 ℃,白霜的生成是凝固现象
答案 A 往冰上撒盐,使冰中掺入杂质,降低冰的熔点,冰熔化;同时空气中的水蒸气遇冷直接凝华成小冰晶附着在易拉罐底部形成霜。
6.夏天,小明到小丽家去玩,小丽从冰箱里拿出饮料与雪糕招待小明,打开冰箱时,发现冰箱内壁结了一层厚厚的雪霜,小丽拿出饮料和雪糕,不一会儿,小明发现饮料杯壁上有一些小水珠,雪糕也开始变软了。请指出上述现象中的物态变化的名称:
(1)冰箱内壁的“雪霜”属于哪种物态变化:     ;?
(2)饮料杯壁上出现“小水珠”的现象属于哪种物态变化:     ;?
(3)“雪糕变软”属于哪种物态变化:    。?
答案 (1)凝华 (2)液化 (3)熔化
解析 夏天,小丽从冰箱冷冻室中取出一只冰糕,发现冰箱内壁结了一层雪霜,这是水蒸气凝华而成的。空气中水蒸气的温度较高,遇到温度较低的杯后,发生液化现象形成小水珠。由于室内温度较高,雪糕受热熔化慢慢变软了。
家庭作业
1.以下常见的物态变化实例中,放热的是(  )
A.春天,冰雪消融
B.夏天,积水干涸
C.秋天,草木上出现了霜
D.冬天,冰冻的衣服变干
答案 C 春天,冰雪消融,属于熔化过程,需要吸收热量,故A不符合题意;夏天,积水干涸,属于汽化现象中的蒸发,需要吸收热量,故B不符合题意;秋天,草木上的霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶,需要放出热量,故C符合题意;冬天,冰冻的衣服变干,属于升华过程,需要吸收热量,故D不符合题意。
2.人们利用干冰进行人工降雨,干冰被“喷”入冷空气后,升华吸收大量热量,冷空气层中的水蒸气便会变成小冰晶,小冰晶逐渐变大后下落,在下落中遇到暖气流就会熔化形成雨,水蒸气变成小冰晶的过程中发生的物态变化是(  )
A.升华 B.凝华 C.液化 D.凝固
答案 B 水蒸气变成小冰晶的过程,由气态直接变成了固态,故属于凝华现象。
3.吃刚从冰箱冷冻室里拿出的冰糕,舌头往往会被冻在冰糕上。这是因为舌头上的水发生了 (  )
A.熔化 B.凝固 C.蒸发 D.凝华
答案 B 从冰箱冷冻室中取出的冰糕,用舌头舔一下,舌头被“粘住”了,是由于舌头上的水遇到温度较低的冰糕放热发生了凝固现象。
4.图所示的四个物态变化的实例中,属于液化的是(  )
答案 B 冰化成水是熔化现象;露珠的形成是液化现象;霜的形成是凝华现象;雾凇的形成是凝华现象。故本题应选B。
5.下列说法中错误的是(  )
A.用久了的电灯灯丝变细是升华现象
B.秋天的早晨,大雾逐渐散去是液化现象
C.气温低于水银凝固点的地方不能使用水银温度计
D.夏天,游泳后刚从水中上岸的人会感到冷,这是水蒸发吸热的缘故
答案 B 灯丝变细是升华现象,故A说法正确;大雾逐渐散去是汽化现象,故B说法错误;气温低于水银凝固点的地方水银会凝固,不能使用水银温度计,故C说法正确;游泳后刚从水中上岸的人会感到冷,这是水蒸发吸热的缘故,故D说法正确。
6.以下常见的物态变化实例中,放热的是(  )
A.春天,冰雪消融 B.夏天,积水干涸
C.秋天,草木上出现了霜 D.冬天,冰冻的衣服变干
答案 C 春天,冰雪消融,属于熔化过程,需要吸收热量,故A选项不符合题意;夏天,积水干涸,属于汽化过程中的蒸发,需要吸收热量,故B选项不符合题意;秋天,草木上的霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶,需要放出热量,故C选项符合题意;冬天,冰冻的衣服变干,属于升华过程,需要吸收热量,故D选项不符合题意。
7.夏天,从冰箱中取出饮料瓶,可观察到瓶子表面有许多小水珠,擦干后很快又形成,这过程中发生的物态变化是    ;南极地区年平均气温是-25 ℃,降水量很小,但这里的空气却很湿润,这是由于冰发生了    现象(填物态变化的名称),在这个过程中,冰需要    (选填“吸热”或“放热”)。?
答案 液化 升华 吸热
解析 夏天,从冰箱中取出的饮料瓶温度很低,空气中的水蒸气遇到温度较低的瓶子外壁,液化成为小水珠,所以可观察到瓶子表面有小水珠;南极地区年平均气温是-25 ℃,降水量很小,但这里的空气却很湿润,这是由于冰发生了升华现象,升华过程需要吸热。
8.夏天,刚从冰箱里拿出来的冰棍上面挂有一层白花花的“粉”;剥去包装纸,冰棍周围冒“白气”;当把冰棍放在玻璃杯里时,玻璃杯外壁出“汗”,请解释其中的“粉”“白气”和“汗”各是怎样形成的?
答案 冰棍上粘着白花花的“粉”,是水蒸气遇到温度较低的冰棍凝华形成的小冰晶,是凝华现象;冰棍上冒“白气”,是由空气中的水蒸气遇到温度较低的冰棍液化而成的小水滴,是液化现象;玻璃杯外壁出“汗”,是由空气中的水蒸气遇到温度较低的玻璃杯壁液化而成的小水滴,属于液化现象。
解析 生活中的很多物态变化都是水的三态之间的变化。冰变为水是熔化;水变为冰是凝固;水变为水蒸气是汽化;水蒸气变为水是液化;冰直接变为水蒸气是升华;水蒸气直接变为冰是凝华。