人教八上物理学案（附答案）3.4 升华和凝华

第4节　升华和凝华
【自主预习探新知】
【新知初探】
一、升华
1．定义：物质由________直接变成________的过程。
2．特点：升华过程________。
二、凝华
1．定义：物质由________直接变成________的过程。
2．特点：凝华过程________。
【预习自测】
1．在寒冷的冬天，以下实例中，属于升华的是 (　　)
A．树枝上形成的“雾凇”
B．人在室外呼出的“白气”
C．堆起的雪人逐渐变小
D．雪花在脸上变成水
2．深秋，屋顶的瓦上结了一层霜，霜形成过程的物态变化是 (　　)
A．凝华 B．液化
C．熔化 D．凝固
【合作探究破疑难】
【要点突破】
知识点
　 碘的升华和凝华
　根据生活中炒菜时加碘盐的时间要求及碘的升华现象，思考回答以下问题。
1．在实验中，为什么要把盛有少量碘的试管管口用塞子塞紧？


2．把装有少量碘的试管放入热水中，观察到的现象是什么？由此可得到什么结论？



3．把充满紫色碘蒸气的试管放入凉水中，观察到的现象是什么？由此可得到什么结论？
4．放入热水中，固态碘直接变为气态碘；放入凉水中，气态碘直接变为固态碘，分析可得出的结论是什么？


【归纳总结】
要抓住物质的初态、末态和关键词“直接”，来理解和识别升华和凝华现象。
物态变化
初状态
末状态
关键词
升华
固态
气态
直接
凝华
气态
固态
直接
某些物质极易升华，如樟脑丸、干冰等；某些物质在特定的条件下才会升华或凝华，如室内的水蒸气只有遇到寒冷的窗户玻璃等物体才会凝华，白炽灯中的灯丝是由金属钨制成的，只有在高温下钨才会升华，使灯丝变细。总之，升华、凝华的形成，以及升华、凝华的快慢与温度及材料自身的性质有关。
【典例】 水无常形，变化万千，如图所示的各种自然现象，属于凝华的是 (　　)

A．冰挂凌　　　　 　B．露晶莹C．雾茫茫　　　 　　D．霜冷寒
【针对训练】
舞台上经常用喷撒干冰的方法制造白雾，过一会儿白雾又消失了,在这个过程中，物质发生的物态变(　　)
A．干冰升华，空气液化后再汽化
B．干冰升华，空气中水蒸气液化后再汽化
C．干冰熔化，空气中水蒸气液化后再汽化
D．干冰熔化，空气中水蒸气液汽化后再液化
【达标检测】 (10分钟)
1．以下物态变化的事例中，属于凝华的是 (　　)
A．冬天池塘的水面上结了一层薄冰
B．北方的冬天，冰冻的衣服在－10℃时也能晾干
C．刚从冰箱取出的冰棍，在其表面上附着一层“白霜”
D．刚从冰箱取出的冰棒，在其表面周围“冒”出的“白气”

2．冬天结了冰的衣服，即使在0 ℃以下的环境中也会直接变干，其中发生的物态变化是 (　　)
A．蒸发　B．熔化 C．升华　D．液化
3．“缥缈的雾，晶莹的露，凝重的霜，轻柔的雪，同样的水分子，装扮着我们生活的时空”。这是一首描述物理现象的抒情诗．对这道诗中所描述的物理现象理解正确的是 (　　)
A．“缥缈的雾”是汽化现象
B．“晶莹的露”是液化现象
C．“凝重的霜”是凝固现象
D．“轻柔的雪”是熔化现象
4．(2015·德州)妈妈为苗苗买生日蛋糕时，为了保鲜，把赠送的小干冰决装入矿泉水瓶并拧紧瓶盖与蛋糕放在了一起，意想不到的是，这了一会儿矿泉水瓶竟然发生“爆炸”，苗苗放学回家后告诉妈妈，在矿泉水瓶内的小干冰块会迅速________(填一种物态变化名称)，使矿泉水瓶内压强增大，超过其承受能力，就发生了“爆炸”。
5．如图所示，很多小轿车的后窗玻璃是双层的，里面一层贴上带有一条条电阻丝的薄膜，实际是一种特制的电热除霜器，你能分析霜的形成和后窗玻璃的除霜原理吗？

【分层演练提素能】
【基础巩固练】
1．对下列现象的成因解释正确的是 (　　)
A．早春，河中的冰逐渐消融——熔化
B．盛夏，剥开包装纸后冰棒会冒“白气”——汽化
C．深秋，清晨的雾在太阳出来后散去——液化
D．严冬，玻璃窗内壁结了一层冰花——凝固
2．下列关于物态变化的说法正确的是 (　　)
A．冬天，温暖车厢内的车窗模糊是因为车外水蒸气液化
B．夏天，冰棍儿周围冒“白气”，是汽化现象
C．秋天的早晨花草上出现的小露珠，这是液化现象，要吸收热量
D．利用干冰人工降雨，干冰升华吸热，水蒸气先凝华后熔化
3．利用干冰(固态二氧化碳)进行人工降雨的主要过程是：干冰在高空中直接变成气体，高空中的水蒸气遇冷直接变成冰晶，冰晶下落时变成雨。以下分析错误的是 (　　)
A．干冰直接变成气体是升华过程
B．干冰直接变成气体是放热过程
C．水蒸气直接变成冰晶是凝华过程
D．冰晶下落时变成雨是吸热过程
4．如图所示的物态变化中，需要放热的是 (　　)

A．干冰变小　　　　　　　B．树枝上的霜

C．干手器将手烘干　　 　D．冰雪消融
5．金属在高温、低压下会由固态直接变为气态，用此方法可以给照相机、望远镜及其他光学仪器的玻璃镜头镀上一层极薄的金属膜，这层镀膜可以改善玻璃镜头的光学性能，这层镀膜能镀上去的原因是 (　　)
A．金属粘到玻璃镜头上
B．金属熔化后粘到玻璃镜头上
C．金属升华后再凝华到玻璃镜头上
D．金属凝固到玻璃镜头上
6．阳光照射下，海洋、陆地上的水会不断地________成水蒸气；夜间气温降低时，水蒸气会________成小水珠，附着在空气中的浮尘上，形成了雾。冬天，夜晚气温如迅速降到0℃以下，你家窗户的玻璃上会形成一层冰花，这是水蒸气________而成的(均填物态变化名称)，这层冰花在你家窗户玻璃的________(选填“内侧”或“外侧”)。
7．冬天，同学们在校园内堆的“雪人”，即使气温在0 ℃以下，时间久了“雪人”也会逐渐变矮，这是物态变化中的____________现象，在这个过程中，雪需要________热量。
8．农谚说“霜前冷，雪后寒”，其中蕴含的道理是气温低的时候水蒸气会________形成霜，雪熔化形成水的过程中需要________热。


【提能综合练】
9．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：________。
10．图所示是小华同学组装的“人造雪”装置。所用的器材有铁架台、锥形瓶、酒精灯、棉线、碘粉等。

(1)器材组装过程中，铁圈的位置是根据________________(选填“酒精灯”“酒精灯及其火焰”“锥形瓶”或“铁架台”)高度决定的。
(2)实验中观察的对象是________________。
(3)实验中观察到的现象是____________________
__________________________________________，
棉线上出现_________________________________
__________________________________________。
(4)实验中碘发生的物态变化是___________________________________________。
11．实验室的桌子上有一个敞口的空铁盒，现将铁盒装满温度远低于0℃的干冰(固态二氧化碳)，看到干冰冒出大量的“白气”，铁盒的外壁出现白霜。请解释白霜是怎样形成的？








【拓展创新练】
12．冰花寒冷的冬天，房间的玻璃窗上常常会结冰，玻璃上的冰花图案各异。有的像兰花，有的像马尾松，有的像一朵朵梅花，这到底是怎么回事呢？其实玻璃窗上的冰花是房间里的热空气(含有水蒸气)遇到玻璃后放热结成的冰，当最初的冰晶形成后，就逐渐向四周发展，但由于外在因素的影响，如有的窗缝里有风进来，风大风小情况不同；有的玻璃光滑，有的毛糙，有的干净，有的脏，这样，水蒸气蒙上去的时候，就分布不均匀了，当冰晶向四周延伸时，遇到水蒸气多的地方，冰就结得厚一些，少的地方就薄一些，有的地方还结不起来，或者是结了，遇到一点点压力，又融化了，因此形成了各种各样的花纹，非常漂亮。
请回答：
(1)冰花在玻璃的外面还是在里面？



(2)下列现象的形成与冰花的形成相同的是
A．霜 B．雾 C．露
(3)有时玻璃上形成的是冰柱，这又是怎么回事？




参考答案及解析
第4节　升华和凝华
【自主预习·探新知】
[新知初探]
一、1.固态　气态　2.吸收热量
二、1.气态　固态　2.放出热量
[预习自测]
1．C　2.A
【合作探究·破疑难】
[要点突破]
知识点
1．加热时产生的碘蒸气有毒。
2．试管内出现紫色碘蒸气，固态碘颗粒消失，此过程中未发现液态碘。说明固态物质可直接变为气态。
3．紫色碘蒸气慢慢消失，试管壁上有碘颗粒附着，过程中未发现液态碘。说明气态物质可直接变为固态。
4．升华吸热，凝华放热。
[典例]D　解析：冰挂凌，属于凝固现象，故A错误；露是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴，附着在植被表面，故B错误；雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，飘散在空中，故C错误；霜是水蒸气遇到温度低的铁丝网，在铁丝表面凝华为小冰晶，故D正确。故选D。
[针对训练]
B　解析：固态的干冰撒在舞台上后，会迅速升华为气态的二氧化碳，升华过程中吸收热量，使舞台上的气温降低，这时，空气中的水蒸气会遇冷液化为小水滴，即白雾；过一会后，液态的小水滴会汽化(或蒸发)为水蒸气，故白雾消失。故选B。
[达标检测]
1．C　解析：冬天池塘的水面上结了一厚冰，属于凝固现象，故A错误；北方的冬天，冰冻的衣服在－10 ℃时也能晾干，属于升华现象，故B错误；刚从冰箱取出的冰棍，在其表面上附着一层白霜属于凝华现象，故C正确；刚从冰箱取出的冰棒，在其表面周围“冒”出的白气属于液化现象，故D错误。故选C。
2．C　解析：结了冰的衣服变干，原因是冰这种固体直接变成了水蒸气，属于升华现象，C选项正确。
3．B　解析：雾、露是液态的，是由空气中的水蒸气遇冷液化形成的；霜、雪是固态的，是由空气中的水蒸气遇冷凝华形成的。故选B。
4．升华　解析：将小干冰决装入矿泉水瓶并拧紧瓶盖，矿泉水瓶中的干冰(固体二氧化碳)会迅速升华成二氧化碳气体，使矿泉水瓶内压强增大，超过其承受能力，就发生了“爆炸”。
5．霜的形成：冬天，小轿车内外的温差比较大，里面热，外面冷。坐在车里面的人不断呵出的水蒸气往往在车窗玻璃上凝华，形成一层白色的霜花。
除霜原理：汽车生产商把小轿车的后窗玻璃做成双层，里面贴上带有一条条电阻丝的薄膜，通电后电阻丝发热，凝结在玻璃上的霜花随着玻璃温度的升高就会熔化为液态的水，然后液态的水吸热蒸发掉。
【分层演练·提素能】
1．A　解析：河中的冰消融是固态冰变液态水，是熔化现象，A正确；冰棒冒的“白气”是冰棒周围的气态的水蒸气遇冷变成的液态小水珠，是液化现象，B错误；雾散去是液态的水变气态的水蒸气，是汽化现象，C错误；玻璃内壁结冰花是气态的水蒸气直接变成了固态的冰，是凝华现象，D错误。故选A。
2．D　解析：车厢内温度较高的水蒸气遇到温度较低的车窗玻璃凝结成小水滴，附着在车厢内侧的玻璃上，属于液化现象，A选项不正确；空气中温度较高的水蒸气遇到温度较低的冰棒凝结成小水滴，形成“白气”，属于液化现象，B选项不正确；花草上的露珠是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水滴，属于液化现象，液化放热，C选项不正确；利用干冰人工降雨，干冰升华吸热，导致空气中的水蒸气遇冷凝华成小冰晶，这些小冰晶在下落过程中熔化成水，形成降雨，D选项正确。
3．B　解析：干冰是一种非常容易升华的物质；当它升华时，会从周围空气吸收大量的热．选项A正确，选项B错误；干冰升华过程中吸收热量，导致空气温度急剧下降，使周围水蒸气放热凝华形成固态的小冰晶，C选项正确；冰晶在下落过程中吸收热量，由固态熔化成水，同时吸收热量，D选项正确。故选B。
4．B　解析：干冰变小是由固态直接变为气态过程，是升华现象，需要吸热，故A错误；霜是空气中的水蒸气凝华形成的，凝华放热，故B正确；干手器把手烘干是手上的水由液态变为气态，是汽化现象，汽化吸热，故C错误；冰雪消融，是固态冰雪变为液态水的过程，是熔化现象，熔化吸热，故D错误。故选B。
5．C　解析：将金属加热，固态的金属直接变为金属蒸气，这是一种升华现象；蒸气喷到玻璃镜头上去，受冷变为固态的金属膜，这是一种凝华现象。所以这层镀膜的产生是先升华后凝华。
6．汽化；液化；凝华；内侧　解析：阳光照射下，海洋、陆地上的水会不断地汽化成水蒸气；
夜间气温降低时，水蒸气会液化成小水珠，附着在空气中的浮尘上，形成了雾。冬天，夜晚气温如迅速降到0 ℃以下，窗户的玻璃上会形成一层冰花，这是水蒸气凝华而成的，这层冰花在窗户玻璃的内侧。
7．升华　吸收
解析：气温即使在0 ℃以下，时间久了雪人也会逐渐变矮，是由于固态的雪发生升华现象，变为水蒸气，此过程中吸收热量。
8．凝华　吸
解析：只有在气温下降到很低时，空气中的水蒸气放出热量才凝华形成霜，所以说“霜前冷”；下雪后，雪熔化形成水的过程中需要从空气中吸收热量，使空气温度降低，所以说“雪后寒”。
9．凝华、液化、熔化　解析：夏天，小亮从冰箱冷冻室中取出一只冰糕，发现包装纸上附有一些小冰晶，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．由于温度较高，雪糕受热熔化慢慢变软了。
10．(1)酒精灯及其火焰　(2)碘粉和棉线　(3)固态碘粉变少　固态碘粉　(4)升华和凝华
解析：酒精灯是用来加热的，酒精灯的外焰温度比较高，组装器材时，通过调整铁圈的位置保证使用酒精灯的外焰加热；实验中观察碘粉物态变化及棉线发生的变化；实验中，加热后观察到固态碘粉减少，应是发生了升华现象；停止加热后碘蒸气再由气态变为固态附着在棉线上，发生了凝华现象。
11．干冰温度远低于0 ℃，铁盒放热降温干冰迅速升华吸热，铁盒温度急剧降低。当铁盒温度低于0 ℃时，周围空气中的高温水蒸气遇到低温铁盒放热，凝华成小冰晶，形成白霜。
12．(1)里面；(2)A；(3)水凝固成冰　解析：(1)寒冷的冬天，玻璃窗上出现冰花是因为室内温度高的水蒸气遇冷的玻璃凝华成冰花，所以冰花出现在玻璃的里面；
(2)霜是空气中的水蒸气遇冷凝华成小冰晶的过程。故选A；
(3)玻璃上的水在温度较低时凝固成冰，出现冰柱。
章末归纳整合
【真题集训】
1．C　解析：预报的最低气温是－1 ℃，读作负1摄氏度或零下1摄氏度，A选项错误；全天最高气温是3 ℃，B选项错误；雪是云层中的水蒸气凝华或水滴凝固形成的冰晶，形成过程会放出热量，C选项正确；雨是云层中的水蒸气液化形成的，D选项错误。
2．D　解析：冰棍制作的最后一个步骤液态变成固态，是凝固过程，故A错误；从冰箱拿出的冰棍包装袋上“白粉”的形成是水蒸气遇冷凝华成的小冰晶，故B错误；冰棍“冒”出的“白气”是空气中的水蒸气液化形成的小水滴，此过程需要放热，故C错误；吃冰棍解热，是因为熔化过程要吸收人体的热量，故D正确。故选D。
3．A　解析：熔化是物质由固态变为液态的过程，需要吸热；汽化是物质由液态变为气态的过程，需要吸热。故选A。
4．D　解析：水加热过程中温度随着时间的增长先升高，当温度升高到沸点时值时就不再变化了，只有D符合题意。故选D。
5．A　解析：减少了水在地面的表面积，可以减慢水分的蒸发，故A正确；增大了水在地面的表面积，可以加快水分的蒸发，故B错误；加快了地面上方空气的流动，从而加快了液体的蒸发，故C错误；提高了地面上水的温度，提高了液体的温度，从而加快了液体的蒸发，故D错误。故选A。
6．C　解析：热风干手器在吹热风时，既提高了水的温度，又加快了空气的流动，当风力足够大时会增大水的表面积，故ABD错误，C正确。故选C。
7．D　解析：生活中的“白气”是液态的小水滴悬浮在空气在的现象，都是由水蒸气遇冷液化形成的；演出时舞台上出现的“白气”，是干冰升华吸热，使空气中的水蒸气遇冷液化形成的；冰棍周围冒出的“白气”是空气中的水蒸气遇到温度低的冰棍液化形成的；河面上出现的“白气”，是河中水汽化形成的水蒸气遇到低温空气后液化形成的；水烧开后壶嘴处喷出的“白气”，是壶中高温的水汽化形成的水蒸气，喷出壶嘴后遇到温度较低的空气液化形成的。故选D。
8．D　解析：烧开水时，壶嘴处喷出的水蒸气遇到温度较低的空气液化成为小水滴，就是我们看得到“白气”，A不符合题意；洒在地面上的水吸收热量，由液态变成水蒸气，属于汽化中的蒸发现象，B不符合题意；秋天的早晨，树叶上的水珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的，C不符合题意；放在衣柜里的樟脑球是固态的，过一段时间变小了，是由固态直接升华成为气态进入空气中了，D符合题意。故选D。
9．－4，铁　解析：温度计的最小分度值是1 ℃，温度计示数为－4 ℃；②铁在熔化过程中有一定的熔点是晶体，玻璃在熔化过程中没有一定的熔点是非晶体。
10．0；固液共存态；4　解析：由图知，该物质在熔化过程中，温度保持0 ℃不变，所以晶体的熔点为0 ℃，该晶体从第2分钟开始熔化，到第6分钟完全熔化完，所以该晶体的熔化过程经历了6 min－2 min＝4 min。在BC段晶体处于熔化过程，处于固液共存态。
11．60；不会；60　解析：由于锅中的“油”是由油和醋组成的混合液体，醋的沸点是60 ℃，所以锅中的液体温度达到60 ℃时液体就沸腾了；液体沸腾的特点是吸收热量，但温度不变，所以继续加热液体的温度不会升高，表演时铁球的温度不可能超过60 ℃。
12．汽化；放热　解析：用湿抹布擦黑板，过一会儿黑板就会变干，水由液态变成气态，这是水的汽化现象；夏天，从冰箱中取出一瓶饮料，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在饮料瓶外表面一块金属在冰箱中被冷冻后，取出放一会，表面会变湿，这是因为空气中的水蒸气遇冷液化形成的，这个过程要放热。
13．升华；凝华；3410　解析：灯泡用久之后，玻璃泡内壁要变黑，是因为钨丝在高温下，升华为钨蒸气，钨蒸气遇到冷的玻璃又凝华为固态的钨附着在灯泡的内壁上造成的。钨是晶体，凝固点与熔点相同，即它的凝固点为3410 ℃。
14．(1)B；－11；(2)－6；固液共存；(3)晶体；(4)低；越低
解析：(1)图中读数的时候，视线要与液柱的上表面保持向平，故A、C错误，B正确．图中的温度计的一个大格表示10 ℃，里面有10个小格，因此它的分度值为1 ℃。因此它的读数为－11 ℃。(2)混合液从第10分钟到第18分钟温度一直保持在－6 ℃不变，所以混合液的凝固点是－6 ℃；在第10分钟之前物质为液态，第10分钟到第18分钟物质处于固液混合状态，第18分钟之后物质处于固态，所以第21分钟时，物质处于固态；(3)表中所示混合液有固定的凝固点，该物质是晶体；(4)水的凝固点是0 ℃，掺入酒精后混合液的凝固点变成了－6 ℃，凝固点降低了；已知水的凝固点为0 ℃，酒精的凝固点为－117 ℃，一定量的水中掺入酒精质量越大，混合液的凝固温度降低。
15．(1)自下而上；(2)98；低于；(3)吸收；不变；水的质量较大　解析：(1)酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度，因此必须按照自下而上的顺序进行。(2)由图知，温度计的分度值为1 ℃，其示数为98 ℃，低于100 ℃，所以当时气压小于标准大气压；
(3)水在沸腾过程中需要吸收热量，温度不变．通过图象可知，b组加热到沸腾所用时间较长，其原因是水的质量较大或酒精灯的火焰较小。
16．干冰易升华，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，起到防止腐烂变质的作用。