初中物理竞赛专题三物态变化.doc

初中应用物理知识竞赛题分类解析
专题三、物态变化
一．选择题
图1
1. （2013全国初中应用物理知识竞赛）在严寒的冬季，小明到滑雪场滑雪，恰逢有一块空地正在进行人工造雪。他发现造雪机在工作过程中，不断地将水吸入，并持续地从造雪机的前方喷出“白雾”，而在“白雾”下方，已经沉积了厚厚的一层“白雪”，如图1所示。对于造雪机在造雪过程中，水这种物质发生的最主要的物态变化，下列说法中正确的是( )
A.凝华 B.凝固 C.升华 D.液化
答案：B
解析：造雪机在造雪过程中，水这种物质发生的最主要的物态变化是凝固，选项B正确。
2．(2012全国初中应用物理知识竞赛预赛)随着人民生活水平的提高，饭桌上的菜肴日益丰富，吃饭时发现多油的菜汤与少油的菜汤相比不易冷却。这主要是因为 【 】
A、油的导热能力比较差 B、油层阻碍了热的辐射
C、油层和汤里的水易发生热交换
D、油层覆盖在汤面，阻碍了水的蒸发
答案：D
解析：多油的菜汤不易冷却的原因是油层覆盖在汤面，阻碍了水的蒸发，选项D正确。
3．(2012全国初中应用物理知识竞赛)我国不少地区把阴霾天气现象并入雾，一起作为灾害性天气，统称为“雾霾天气”。关于雾和霾的认识，下列说法中正确的是 （ ）
A．霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的
B．雾和霾是两种不同的天气现象
C．雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等颗粒形成的
D．雾和霾是同一个概念的两种不同说法
解析：雾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的，霾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等颗粒形成的，雾和霾是两种不同的天气现象，选项B正确。
答案：．B
4（2011全国初中应用物理知识竞赛河南预赛）如图所示的4种物态变化中，属于放热过程的是，( )
A.冰凉的衣服晾干 B.春天冰雪消融 C.冬天窗玻璃上有水滴 D.用干手器将手烘干
【解析】A图中冰凉的衣服晾干属于蒸发过程，吸热；B图中春天冰雪消融属于熔化过程，吸热；C图中冬天窗玻璃上的水滴是水蒸气遇冷液化而来的，属于液化， 放热；D图中用干手器将手烘干属于蒸发过程，吸热；所以属于放热过程的是图C。
【答案】C
【名师点评】此题图示了4种常见现象，考查对常见物态变化是吸热过程还是放热过程的分析。
5. （2011上海第25界初中物理竞赛）下列所描述的现象中，发生的物态变化不属于液化的是 （ ）
A．在寒冷的冬天，长跑运动员在跑步时，不断从口中呼出“白气”
B．在严寒的冬夜，房间玻璃窗的内表面常有小冰花出现
C．在炎热的夏天，可看到棒冰周围冒出“白气”
D．在炎热的夏天，自来水管的表面常有水珠出现
【解析】：在寒冷的冬天，长跑运动员在跑步时，不断从口中呼出“白气”， “白气”是水蒸气遇冷液化而形成的小水滴；在严寒的冬夜，房间玻璃窗的内表面常有小冰花出现，这些小冰花是房间内水蒸气凝华形成的；在炎热的夏天，可看到棒冰周围冒出“白气”， “白气”是空气中水蒸气遇冷液化形成的小水滴；在炎热的夏天，自来水管的表面常有水珠出现，水珠是空气中的水蒸气遇冷液化而形成的。所描述的现象中不属于液化的是选项B。
【答案】B
【名师点评】在物态变化现象，凡是由水蒸气遇冷形成“白气”或小水珠的都属于液化，放热；凡是由水蒸气遇冷形成小冰晶或小冰花的都属于凝华，放热。
6．（2011全国初中应用物理知识竞赛初赛）将小锅放入盛有水的大锅中构成双层锅熬胶，胶不会被熬焦而失去粘性，是因为 ( )
A．夹层中的水起了散热作用
B．夹层中的水不善于传热
C．夹层中的水吸收了很大部分热量
D．夹层中的水温度保持在100℃不变，使胶的温度不会超过100℃
【解析】：夹层中的水沸腾，温度保持在100℃不变，使胶的温度不会超过100℃，从而使胶不会被熬焦而失去粘性，选项D正确。
【答案】D
【名师点评】水沸腾是剧烈的汽化现象，沸腾时温度稳定在沸点，但要吸收热量。

7． （第18界上海初中物理知识竞赛）同一个物体的温度可以利用摄氏温标或热力学温标表示。用摄氏温标表示为20℃，用热力学温标表示为293K。那么，当自来水的温度升高1℃时，用热力学温标表示这一温度的升高，下列说法中正确的是：（ ）
A 温度升高大于1K B 温度升高等于1K
C 温度升高小于1K D 无法确定升高的值与1K大小的关系。
答案：B 解析：热力学温标中的1K等于摄氏温标中的1℃。
8.（第19界上海初中物理知识竞赛）为了保护航天发射台的安全，发射台的下部往往有一个大水池。2003年10月15日“神州”五号发射时，我们从电视实况转播中看到，火箭喷出的炽热气体使水池内冒出了大量“白气”，你认为这“白气”主要是
A 水受热汽化成大量水蒸汽
B 水蒸汽遇冷液化成的大量小水珠
C 水被气流冲起的大量水花
D 水蒸汽遇冷凝华成的大量小冰晶
答案：B 解析：炽热气体使水池内冒出的大量“白气”主要是水池内的水受热汽化成大量水蒸汽，水蒸汽上升遇冷液化成的大量小水珠，选项B正确。
9.（第19界上海初中物理知识竞赛）如图3所示，甲容器内装有水，乙试管内也装有水，并图3
通过甲容器密封盖上的孔插入甲容器的水中，且乙试管与密封盖紧密接触。现给甲容器加热，则经过一段时间后
A、 甲容器内的水先沸腾
B、 乙试管内的水先沸腾
C、 甲容器、乙试管内的水同时沸腾
D、 甲容器内的水沸腾，乙试管内的水不会沸腾
.答案：A解析：给甲容器加热，则经过一段时间后，甲容器内的水先达到沸点沸腾，而后甲容器上方气压增大，甲容器内的水沸点升高（超过100℃），甲容器内的水不沸腾，而乙试管内的水温度超过沸点（100℃），开始沸腾，所以选项A正确。
10.（第20界上海初中物理知识竞赛）下列现象中利用了熔化吸热的是 ( )
(A)运输食品时利用干冰降温防止食品腐烂
(B)天热时向地上洒水会感到凉快
(C)游泳后离开泳池时身上会感到有点冷
(D)向可乐饮料中加冰块会使饮料变得更凉
答案：D 解析：运输食品时利用干冰降温防止食品腐烂是干冰升华吸热，天热时向地上洒水会感到凉快是汽化吸热，游泳后离开泳池时身上会感到有点冷是汽化吸热。熔化吸热是固体熔化变成液体，向可乐饮料中加冰块会使饮料变得更凉，利用了熔化吸热，所以选项D正确。
11．（1997全国初中应用物理知识竞赛复赛）已知液态氧气、氮气和二氧化碳，在一个标准大气压下的沸点是-183℃、-196℃和-78.5℃。如果在一个标准大气压下用降温的办法，用空气来提取这些气体，那么温度下降时首先液化被分离出来的是：( )
A．氧气 B．氮气
C．二氧化碳 D．整个空气同时液化无法分离
.答案：C解析：用空气来提取这些气体，那么温度先下降到-78.5℃，首先达到二氧化碳的液化点，所以首先液化被分离出来的是二氧化碳。
12.（2011全国初中应用物理知识竞赛试题）在炒花生或栗子时，通常要往锅里放一些沙子(或粗盐)。这样做的主要目的是 ( )
A．使炒锅的温度更高
B．使花生或栗子受热均匀且避免与锅底直接接触时间过长
C．让沙子(或粗盐)吸收一些水分，使花生或栗子更加干酥脆
D．让沙子(或粗盐)吸收部分热量，防止因温度过高而使花生或栗子变焦
.答案：B解析：由于沙子(或粗盐)成碎粒，使花生或栗子受热均匀且避免与锅底直接接触时间过长，选项B正确。
13．今年入夏以来，我国很多地区持续严重干旱，气象部门组织实施了多次人工降雨．在空中喷洒干冰是人工降雨的一种方法，干冰使空气中的水蒸气变成小冰粒，小冰粒在下降过程中变成雨滴，形成降雨．下列说法正确的是
A．干冰使空气中的水蒸气变成小冰粒过程是凝固
B．干冰使空气中的水蒸气变成小冰粒过程是升华
C．小冰粒在下降过程中变成雨滴过程是汽化
D．小冰粒在下降过程中变成雨滴过程是熔化
答案：D解析：干冰使空气中的水蒸气变成小冰粒过程是凝华，选项AB错误；小冰粒在下降过程中变成雨滴过程是熔化，选项C错误D正确。
14. （2013全国初中应用物理知识竞赛）如果发生油锅起火现象，下列做法中最不应该的是( )
A.加一些冷油，降低温度 B.立刻盖上锅盖
C.立即向锅内倒入冷水来灭火 D.将蔬菜倒入油锅内
答案：C解析：若立即向锅内倒入冷水，则冷水密度大于油，下沉遇热沸腾，迫使燃烧的油飞出，可能烫伤人或引起火灾，所以如果发生油锅起火现象，不能立即向锅内倒入冷水来灭火。该题选项为C。

二．填空题
1. （2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题）从冰箱中拿出的冰棒上常粘着一些白花花的“粉”，剥开包装纸看到冰棒直冒“白气”，其中“粉”和“白气”的形成分别是 和 现象(填物态变化名称)；吃冰棒感到凉快，主要是由于 的原因。
1答案：凝华 液化 冰棒熔化吸热
解析：从冰箱中拿出的冰棒上常粘着一些白花花的“粉”， “粉”是水蒸气凝华现象。剥开包装纸看到冰棒直冒“白气”，“白气”是水蒸气的液化现象；吃冰棒感到凉快，主要是由于冰棒熔化吸热的原因。
2. （2011全国初中应用物理知识竞赛初赛）大雪严重影响了民航、铁路和高速公路等交通，为了尽快清除积雪，常用的办法是撒“融雪盐”，这是因为撒入冰雪中的“融雪盐” 。
2.答案：.熔点较低
解析：撒入冰雪中的“融雪盐”.熔点较低，便于雪的熔化。
3. （2011全国初中应用物理知识竞赛初赛）冬天坐汽车时，经常发现在汽车前挡风玻璃上出现“哈气”，影响司机视线．要想尽快消除这些“哈气”，可以采取的措施有
。
3.答案：.冬天，对着玻璃吹暖风使玻璃窗上的小水珠汽化；或开冷风也行，在玻璃前壁形成一层冷气膜，使水蒸气不能在玻璃上液化。
4.（2006全国初中应用物理知识竞赛河南预赛）南极是世界上最寒冷的地方，堪称“世界寒极”，它的最低温度可达－80°，即使在暖天气温也只有－20°，如果要在南极大陆用温度计来测量气温，根据下表中的有关数据，你认为选择__ __来做温度计的测温物质较为合适。南极的空气十分干燥，素有“白色沙滇”之称，其原因是___________________________。

1标准大气压下几种物质的熔点/℃
冰
固态水银
固态酒精
0
—38.8
—117
4.答案：酒精 南极低温寒冷使空气中的水蒸气发生凝华造成的
解析：由于南极的最低温度可达－80°，低于固态水银的熔点，所以只能选择酒精来做温度计的测温物质较为合适。
5.（第18界上海初中物理知识竞赛）北方的冬天天气比较寒冷，房间内一般都要安装暖气片供暖。在房间暖气片温度保持不变的情况下，房间内的平衡温度将随外界温度的变化而变化。研究表明，房间内暖气片和房内的温差与房间内外的温差之比保持不变。当外界温度为—23℃时，房间内的温度长时间保持13℃不变；当外界温度为—18℃时，房间内温度长时间保持16℃不变，则房间内暖气片的温度应为______℃。当房间内温度长时间保持25C不变时，外界温度为______℃。
5.答案：67 -3
解析：由=，解得房间内暖气片的温度t=67℃。
由=，解得外界温度t=-3℃。
6. （第16界全国初中物理知识竞赛江苏预赛）干湿泡温度计（湿度计）是用两个相同的温度计并列制成的，使用时，其中一个温度计下端的玻璃泡包着湿布，另一个温度计的玻璃泡不包着湿布。将其放在室内，不包湿布的温度计显示的是 温度；因为水在蒸发时要 ，所以，包着湿布的温度计的读数要比不包湿布的温度计的读数 ；两个温度计的读数差越大，表明空气的水蒸气含量（湿度）越 。
6．答案：室内（空气） 吸热 小 小
解析：不包湿布的温度计显示的是空气温度；因为水在蒸发时要吸热，蒸发有制冷作用，使周围空气温度降低，所以，包着湿布的温度计的读数要比不包湿布的温度计的读数小；两个温度计的读数差越大，表明空气蒸发得快，空气的水蒸气含量（湿度）越小。

7.（2011全国初中应用物理知识竞赛初赛）在地球上，水是不断循环运动的，海洋和地面上的水受热蒸发到天空中，这些水蒸气又随着风运动到别的地方，雪是当水蒸气遇到冷空气，在天空中经 而来的固态降水。
1.答案：凝华
解析：雪是当水蒸气遇到冷空气，在天空中经凝华而来的固态降水。

三．实验探究题
1.小聪在探究“冰熔化过程的规律”实验中，根据收集的数据绘制了如图所示的图线.
(1)实验中选取的测量工具是 ；
(2)分析图像可知：
①冰的熔点是 ；
②冰的熔化规律是 ；
1.答案：（1）温度计
（2）①0℃ ②吸收热量温度不变

2．在做“探究水的沸腾”实验中，小华使用的实验装置如图14所示，根据实验数据作出的“温度—时间”图像如图15所示。
（1）实验中所用温度计是根据液体
的规律制成的。
（2）从图15中可知实验测得水的沸点是 ℃，
说明此时实验室中的大气压　　　　　（选填
“小于”、“大于”或“等于”）1标准大气压。
（3）水在沸腾过程中，温度将 　　（选填
“升高”、“降低”或“不变”），并看到有“白气”
不断从烧杯中冒出，这些“白气”是由于水蒸气　　（填写物态变化名称）而产生的。
2.答案．⑴热胀冷缩；⑵97；小于；⑶不变；液化。

四．综合运用题
1．（2012全国初中应用物理知识竞赛）2006年7月1日，青藏铁路全线贯通。铁路要通过“千年冻土”区，“冻土”区路基在温度过高时会变得松软不牢固。为解决“冻土”难题，保证路基的稳定，青藏铁路路基两旁各插有一排碗口粗细、高约2m的热棒（中空的铁棒），如图7所示，热棒在路基下还埋有5m深，里面灌有液氨。请解释热棒是如何解决“冻土”难题保证路基的稳定的。

1．（5分）参考答案
（1）路基温度升高，液态氨吸热汽化，上升到热棒的上端；
（2）气态氨通过铁质外壳向温度较低的大气放热，液化变成液态氨；
（3）液态氨沉入棒底。如此反复，不断将地下的热量传递到大气中，确保路基处于冰冻状态而不熔化，从而保证路基的稳定。
说明：（1）、（2）各2分，（3）1分。共5分。
2．（2012全国初中应用物理知识竞赛）小明家新买了一台电热油汀取暖器，如图8所示。当小明用力晃动这台取暖器时，可以听到其内部发出了液体流动的声音。小明找出说明书仔细阅读后得知，这种取暖器将电热管安装在散热片腔体内的下部；在腔体内电热管周围注有导热油；在控制电路中装有双金属温控元件，当油温达到调定温度时，温控元件会自行断开电源；在使用注意事项中特别强调这种取暖器不能倒置或侧卧使用。请回答：
（1）为什么用油做导热物质而不用水?

（2）取暖器内部发出了液体流动的声音，说明油没有装满，这是为什么?

（3）为什么强调不能上下倒置或放倒后通电加热?
2．（5分）参考答案
（1）油是绝缘体，使用较安全。
（2）加热时．油体积要膨胀，若腔体内注满油，易胀坏腔体，引起事故。
（3）避免电热管露出油面，在这种情况下，通电加热有可能导致电热管处于油面以上的部分由于温度过高而损坏。
说明：（1）1分，（2）、（3）各2分。共5分。

3．（2011全国初中应用物理知识竞赛初赛）随看生活水平的提高，热疗已走进我们的生活，如家里的“热敷”。市面上的“足疗”、体育场上的“蜡浴”，其中“蜡浴”就是将熔化的蜡用刷子刷在肿胀部位，一段时间后，肿胀消失，疼痛减轻。请问“蜡浴”运用了什么物理原理？
3.解析：熔化的蜡用刷子刷在肿胀部位会发生凝固现象，凝固是一个放热过程，人体吸热后，加快血液流动。
4.（第16界全国初中应用物理知识竞赛）火箭点火发射时，若高温火焰向下喷射到发射台上，发射台就会被烧毁。为了保护发射台，在它的底部建造了一个大水池，从而巧妙地解决了这个技术问题。
（1)火箭发射时，底部喷出的庞大的白色气团（图6)是由什么组成的？它是怎样形成的？
(2)分析“大水池”对发射台起到保护作用的道理。
4.解析：（1）庞大的白色气团是由小水珠组成的，它是由水池里的水汽化后又降温液化成小水珠飘浮在空中形成的。
（2）高温的火焰喷到水中，水吸收热量汽化成水蒸气，从而起到保护发射台的作用。水还直到减震的效果，这也是一项保护作用。
5.（2002第十二届全国初中应用物理知识竞赛复赛）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。说明理由。

5.解析：乙房间的气温较高，两个壶中的水都在沸腾，壶嘴一定都在喷出水蒸气，但甲壶嘴上方的“白气"很多，说明水蒸气遇到了较冷空气液化了很多小水滴。而乙壶喷出的水蒸气很少液化，说明乙房间温度较高。
6.（2007第十七届全国初中应用物理知识竞赛）寒冬时节的早晨，汽车司机上车后常发现在前风挡车窗上出现白色的“哈气”，于是他打开暖风，很快就能除掉“哈气”；夏天，在下大雨后，风挡车窗上也出现“哈气”影响安全驾驶，于是司机打开空调制冷，很快“哈气”也被除掉。为什么同样的现象，司机采取不同的方法却收到了相同的效果?请你用所学的物理知识加以解释。
6.解析：水蒸汽遇冷才能凝结成效水珠形成“哈气”，司机采取的措施都是从抑制气体液化的条件入手的。
在冬季，司机用暖风提高风挡玻璃的温度，使水蒸气不能再风挡玻璃上液化而形成“哈气”。
在夏季下大雨时，车外温度较低，关闭车窗后，车内温度较高，风挡玻璃的温度较低. 车内水接汽在风挡玻璃上遇冷可以凝结形成“哈气”；此时打开空调制冷，使车内温度低于风挡玻璃的温度，车内水蒸气不能在风挡玻璃上液化，从而起到预防“哈气”产生的作用。
7.（2009第十九届全国初中应用物理知识竞赛复赛）阅读资料并回答问题：
干湿温度计是一种既能测量空气温度，又能测量空气相对湿度的常用测量仪器(某一温度下，空气中水蒸气量与该温度下饱和水蒸气量的比值叫做该温度下的空气相对湿度，以百分数表示；饱和气是指一定温度下，一定数量空气中所能最大限度容纳的水蒸气量)。如图4甲所示，仪器上有两支相同的温度计并列地安装在同一刻度板上(图4乙为其背面)，其中一支温度计的测温泡外面裹有被水浸湿的棉纱，这一支温度计即为“湿”温度计；另一支温度计的测温泡直接裸露在空气中，这一支温度计即为“干”温度计。还有一个可根据干、湿温度计的示数来确定空气相对湿度的转盘式标尺。
(1)．通常情况下，湿温度计的示数比干温度计的示数稍低一些，这是为什么?
(2)．转盘式标尺由两个同轴的圆盘组成，其中外盘是固定的，上面标有对应“湿温度计”温度值的0～40刻度线及表示相对湿度值的10～100刻度线；内盘可以绕轴转动，上面标有对应“干温度计”温度值的0～40刻度线及“相对湿度％”字样。转动内盘，当内、外盘上的相同温度值对准时，“相对湿度”的箭头正好指向100，表明空气的相对湿度为100％，如图4丙所示。
请你根据以上信息，说明如何根据干、湿温度计的示数，使用这个转盘式标尺来确定出空气的相对湿度。
(3)．中午，小宏看到干温度计的示数为26.0℃，湿温度计示数为22.0℃。到了晚上，小宏看到干温度计的示数为16.0℃，湿温度计示数为12.0℃。请思考并回答：
①关于中午和晚上空气的相对湿度，以下说法正确的是( )
A．中午和晚上空气的相对湿度相同
B．因为中午和晚上气温不同，所以无法比较中午和晚上空气相对湿度的大小
C．中午空气的相对湿度大。
D．晚上空气的相对湿度大。
②请你简要地说明选择该答案的理由。

解析：(1)．通常情况下，由于湿棉纱上的水蒸发吸热，使湿温度计的测温泡温度低于周围大气温度，进而湿温度计的示数比干温度计的示数稍低。
(2)．先分别读取干、湿两支温度计的示数t1、t2，然后转动内盘，当内盘上的温度值t1与外盘上的温度值t2对准时，“相对湿度”的箭头所指数值即为相对湿度值。
(3)．①C
②理由如下：中午将内盘干温度计26℃刻度转到湿温度计22℃刻度线对齐，内盘转过的角度为θ1，晚上将内盘干温度计16℃刻度转到与湿温度计12℃刻度线对齐，内盘转过的角度为θ2，由图4丙可得，θ1＜θ2，所以表示相对湿度的箭头在中午指示的相对湿度较大
8（1999第九届全国初中应用物理知识竞赛复赛）小红做实验时发现一只温度计不准确。把它和标准温度计一同插入水中，发现当实际温度为2℃时他的示数是4℃，82℃时的示数为80℃。仔细观察，他的刻度是均匀的。
（1）请以x表示任意温度时这只温度计的示数，以y表示这时的实际温度，导出用x表示y的公式。
（2）这只温度计的示数为26℃时，实际温度是多少？
（3）在什么温度时，这只温度计的温度等于实际温度。
8.解析：（1）因为刻度是均匀的，所以温度计每增加相同的示数时，实际温度的增加也是相同的，根据这一点可以试探性地写出y＝ax（a为某一常量）。但是根据题中所述的实际情况，当x＝0℃时，y不大可能也是0℃，这时y＝b，于是y和x的关系在形式上应为
y＝ax＋b ①
由于x＝4℃时y＝2℃，x＝80℃时，y＝82℃，把这两组数据分别代入①式，得到
4℃×a＋b＝2℃ 80℃×a＋b＝82℃ 解之得a＝1.05 b＝－2.21℃
即y＝1.05x－2.21℃ ②
（2）将x=26℃代人②式得这只温度计的示数为26℃时，实际温度是
y＝1.05x－2.21℃=1.05×26℃-2.21℃=25.09℃
（3）由y=x代人②式得
解出x＝44.2℃
这表示，在44.2℃时温度计的示数与实际温度相同。

9（2011上海初中物理知识竞赛复赛）2010上海世博会期间，气温较高的世博园区内许多区域都安装了喷雾降温装置，喷雾装置采用物理的方式，以水为原料，利用高压，将其以较高的速度输送到喷嘴，撞击喷嘴中的撞针后形成直径4微米左右的雾滴。请简述喷雾降温的原理；
【解析】喷雾降温主要是利用了以下几点：
①水滴在变成4微米的雾滴的过程中，表面积增大了，易于水分子与外界交换热量，易于蒸发。
②水滴的体积变小了，质量变轻，易于随空气对流，被风带走，带走热量。
【点评】考查蒸发和对流等知识点在实际中的应用。