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中小學教育資源及組卷應用平臺
2023-2024學年人教版八年級物理高效課堂培優講義
第4節 升華和凝華
(
01
新課知識解析
)
(
知識點一：
升華
)
1.升華：指物體直接由固態變成氣態的過程。
2.升華是吸熱過程，升華要從周圍環境吸熱，使周圍環境的溫度降低，所以升華有致冷作用。
3.升華的應用：利用干冰升華時吸收大量熱來實施人工降雨，制造舞臺煙霧效果，食品冷藏，醫療麻醉等。
4.對升華的理解
(1)升華是指物質直接由固態變為氣態的過程,“直接”說明變化過程中物質不經歷液態這一狀態.
(2)理論上講,固態物質在任何溫度下都會升華,但實際上常溫下很多固態物質,如金屬,都可以認為是不升華的.
(3)加熱可以加速固體的升華現象,如碘升華，在常溫下非常緩慢,但稍一加熱,升華現象就非常明顯.
(4)生活中常見的升華現象:樟腦球變小、冰凍的衣服變干、用久的白熾燈燈絲變細、碘升華、干冰升華等.
(
知識點
二
：
凝華
)
1.凝華：物體直接由氣態變成固態的過程。
2.凝華是放熱過程，凝華要放出熱量。
3.對凝華現象的理解
(1)凝華是指物質從氣態直接變成固態的過程.“直接”說明變化過程中物質不存在液態這一狀態.
(2)理論上所有氣態物質都能發生凝華，只是在通常情況下很多氣體都難以凝華或者凝華得極其緩慢.
(3)生活中常見的凝華現象:霜、冰晶、冰花、霧凇、燈泡變黑等.
(
知識點
三
：
升華吸熱、凝華放熱
)
1.物質由固態直接變成氣態需要吸收熱量,即升華吸熱;
2.物質由氣態直接變成固態會放出熱量,即凝華放熱.
自然現象 形成原因 物態變化
云 太陽照在地面上，水溫升高，含有水蒸氣的 高溫空氣快速上升，在上升過程中，空氣 逐漸冷卻，水蒸氣液化成小水滴或凝華成 小冰晶，便形成云 液化或凝華
雨 云中的小水珠或小冰晶，隨著氣流的急速升降而上下運動，它們相遇后越聚越大，達到--定程度后就會下落。在下落過程中，小冰晶吸熱熔化成小水珠，與原來的小 水珠一起落到地面，這就是雨 熔化
霧 霧是水蒸氣在空氣中遇冷液化成小水珠，這些小水珠懸浮在空氣中，在地面附近稱為霧 液化
露 在天氣較熱的時候，空氣中的水蒸氣在早晨遇到溫度較低的樹葉、花草等，液化成小水珠附著在它們的表面 液化
霜、雪 霜是在地表的水蒸氣遇到0℃以下的固體凝華為小冰晶;如果高空的溫度在0℃以下，水蒸氣凝華成小冰晶，便以雪的形 式降到地面 凝華
冰雹 云中的水珠被上升氣流帶到氣溫低于0 °C的高空，凝結為小冰珠，小冰珠在下落時，外層受熱熔化成水，并彼此結合，使冰珠越來越大，如果上升氣流很強，冰珠就會再升入高空，在其表面形成層冰殼，經過多次上下翻騰，能結合成較大的冰珠，當上升氣流托不住它時，冰珠就落到地面，形成冰雹 熔化、凝固
(
0
2
題型專場
)
題型一：物態變化的識別
物質M通過吸、放熱，出現三種不同物態，如圖所示，則從乙到丙發生的物態變化是(　　)
A．升華 B．凝華 C．液化 D．凝固
【答案】B
【解析】物質吸熱，從液態變成氣態發生汽化現象；物質放熱，從氣態直接變成固態發生凝華現象。物質吸熱，從固態變成液態發生熔化現象。則甲為液態、乙為氣態，丙為固態，那么乙到丙的物態變化為凝華現象。
故選B。
題型二：物態變化的應用
科學家研發出“激光橡皮”，專門用來去除白紙上的黑色碳粉字跡。在激光照射下，紙上的碳粉直接轉化為碳蒸氣，字跡消失。下列關于碳粉轉化為碳蒸氣的物態變化和吸、放熱情況，正確的是(　　)
A．汽化、吸熱 B．升華、吸熱 C．熔化、放熱 D．凝華、放熱
【答案】B
【解析】在激光的照射下，碳粉由固態直接變成氣態發生升華現象，需要吸熱，故B正確，而A、C、D錯誤。
故選B。
題型三：古詩詞類
“ 賞中華詩詞、尋文化基因、品生活之美”的《中國詩詞大會》深受觀眾青睞。中華詩詞蘊含著豐富的科學知識。以下對詩句中有關物態變化的分析，正確的是（　　）
A．“天街小雨潤如酥，草色遙看近卻無。”雨的成因之一是液化現象，需吸熱
B．“月 落烏啼霜滿天，江楓漁火對愁眠。”霜的形成是凝華現象，需放熱
C．“北國風光，千里冰封，萬里雪飄。”雪的形成是熔化現象，需吸熱
D．“庭院深深深幾許，云窗霧閣春遲”霧的形成是凝固現象，需放熱
【答案】B
【解析】
A.雨是空氣中的水蒸氣由氣態變成液態發生液化現象形成的，需要放熱，故A錯誤；
B.霜是空氣中的水蒸氣由氣態直接變成固態發生凝華現象形成的，需要放熱，故B正確；
C.雪也是空氣中的水蒸氣由氣態直接變成固態發生凝華現象形成的，需要放熱，故C錯誤；
D.雨是空氣中的水蒸氣由氣態變成液態發生液化現象形成的，需要放熱，故D錯誤。
故選B。
(
0
3
鞏固提升
)
1．冬天，當氣溫低于0℃時，即使沒有陽光，晾在室外結了冰的濕衣服仍然會干，這是由于在低溫下冰(　　) 的緣故。
A．汽化 B．升華 C．蒸發 D．凝華
【答案】B
【解析】
冰凍的衣服從空氣中吸收熱量，由固態直接變成氣態的水蒸氣，從而發生升華現象，因此冰凍的衣服也會變干，故B正確，而A、C、D錯誤。
故選B。
2．你聽說過“霜前冷，雪后寒“嗎？從科學角度分析這句話的含義應為(　　)。
A．霜形成之前的氣溫一定比下雪后低
B．霜形成時的氣溫一定比雪形成時的氣溫低
C．霜后的氣溫一定比霜形成前高，雪后氣溫一定比雪落到地面前低
D．霜是在地面上形成的，氣溫必在0℃以下；雪在高空形成，雪熔化時要吸收大量的熱，使地面的溫度降低
【答案】D
【解析】
霜和雪都是水蒸氣直接變成固態發生的凝華現象，都需要向外放熱。霜在地面附近形成，為了放熱需要空氣的溫度很低，往往在0℃以下，所以下霜之前天氣很冷，即“霜前冷”。而雪在高空形成，下落到地面時熔化需要吸收空氣中大量的熱，因此會使空氣的溫度降低，即“雪后寒”。
故D正確，而A、B、C錯誤。
故選D。
3．下面是“水”的幾條“旅行”路線：a．水→冰→水蒸氣b．冰+水→水蒸氣c．水蒸氣水→冰d．水蒸氣→冰→水，你認為“水”的這幾條“旅行路線中可行的是(　　)
A．只有c B．只有b
C．只有b和c D．四條路線都可以
【答案】D
【解析】
a．水→冰→水蒸氣的過程，物態變化依次為凝固和升華，可行；
b．冰→水→水蒸氣的過程，物態變化依次為熔化和汽化，可行；
c．水蒸氣→水→冰的過程，物態變化依次為液化和凝固，可行；
d．水蒸氣→冰→水的過程，物態變化依次為凝華和熔化，可行。
故選D。
4．科學課上，老師設計了這樣一個實驗：用銀子夾取一塊冒著“白氣”的干冰(固態二氧化碳溫度-79℃)放入氣球內，并迅速扎緊氣球，過一會兒，氣球快速鼓起，同時在氣球底部的外壁觀察到“白霜”。下列說法正確的是（　　）
A．“白氣”是干冰升華形成的二氧化碳氣體
B．“白氣”的形成過程需要從外界吸收熱量
C．“白霜”是空氣中的水蒸氣遇冷凝華形成的
D．氣球鼓起的過程中，二氧化碳分子之間的空隙不變
【答案】C
【解析】
A.“白氣”是空氣中的水蒸氣放熱液化而成的小水珠，故A錯誤；
B.“白氣”的形成過程需要向外放出熱量，故B錯誤；
C.“白霜”是空氣中的水蒸氣遇冷凝華形成的，故C正確；
D.氣球鼓起的過程中，是二氧化碳由固態變成氣態的升華過程，因此二氧化碳分子之間的空隙變大了，故D錯誤。
故選C。
5．如圖水的三態之間轉化過程所對應的物態變化名稱，標注都正確的是(　　)
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】水蒸氣變成冰，是由氣態直接變成固態的過程，為凝華；
冰變成水，是由固態變成液態的過程，為熔化；
水變成水蒸氣，是由液態變成氣態的過程，為汽化。
故C正確，而A、B、D錯誤。
故選C。
6．我國科學家通過自主創新研制的飛機剎車片是一種特殊的碳材料。其主要特性是：硬度幾乎不隨溫度而變化，當溫度升高到2000℃時硬度才會適度變小，但不會熔化，溫度到3000℃時開始升華。關于這種碳材料的分析，正確的是(　　)
A．發生升華時吸收熱量 B．熔點是2000℃
C．沸點是3000℃ D．凝固點是3000℃
【答案】A
【解析】
A.這種特殊材料發生升華時肯定吸收熱量，故A正確；
B.當溫度升高到2000℃時并沒有熔化，故B錯誤；
C.溫度達到3000℃時發生升華現象，該材料可能是固體，也可能是氣態，肯定不是液體，故C錯誤；
D.3000℃時該材料不是液態，因此它沒有凝固點，故D錯誤。
故選A。
7.有一天，霧、露、霜、雪四姐妹在一起爭論自己的出生由來，誰也不認同誰。下列有關她們的說法中，你認為正確的是(　　)
A．霧說：我是水汽化而來 B．露說：我是水蒸氣液化而來
C．霜說：我是水凝固而來 D．雪說：我是水升華而來
【答案】B
【解析】
A、霧是空氣中的水蒸氣遇冷液化成的小水滴，A選項說法不正確。
B、露水是空氣中的水蒸氣遇冷液化成的小水滴，B選項說法正確；
C、霜是空氣中的水蒸氣遇冷凝華成的小冰晶，C選項說法不正確；
D、雪是空氣中的水蒸氣遇冷凝華成的小冰晶，D選項說法不正確。
故答案為：B。
8．請填寫物態變化名稱及吸熱、放熱情況：
（1）露的形成：　 　，　 　。
（2）冰變成水：　 　，　 　。
（3）霜的形成：　 　，　 　。
（4）鐵水變鐵塊：　 　，　 　。
（5）霧的形成：　 　，　 　。
（6）碘變成碘蒸汽：　 　，　 　。
【答案】（1）液化；放熱
（2）熔化；吸熱
（3）凝華；放熱
（4）凝固；放熱
（5）液化；放熱
（6）升華；吸熱
【解析】（1）露是水蒸氣放熱，由氣態變成液態發生液化現象形成的；
（2）冰變成水，是冰吸收熱量，由固態變成液態發生熔化現象形成的；
（3）霜是水蒸氣放熱，由氣態直接變成固態發生凝華現象形成的；
（4）鐵水變成鐵塊，是鐵水放熱，由液態變成固態發生凝固現象形成的；
（5）霧是水蒸氣放熱，由氣態變成液態發生液化現象形成的；
（6）碘變成碘蒸汽，是碘吸熱，由固態直接變成氣態發生升華現象形成的。
9.老師利用圖甲裝置研究碘的升華和凝華實驗。小明發現此實驗存在不足，于是將實驗進行改進（如圖乙）。實驗過程中小明觀察到了碘晶體升華和凝華的現象，同時發現碘蒸汽在燒瓶底部凝華時溫度計示數上升。已知在一標準大氣壓下，水的沸點是100℃，碘的熔點是114℃、沸點是184℃，酒精燈火焰溫度約為400℃。請結合實驗目的指出原實驗的不足并解釋改進后實驗的優點，同時說明溫度計示數上升的原因。
【答案】實驗甲中碘可能會先熔化后再快速汽化成碘蒸氣，不能很好地說明碘的直接升華過程，而實驗乙中水的沸點低于碘的熔點，能確保碘不會熔化從而說明碘蒸汽確實來自固態碘的升華。碘蒸汽在燒瓶底部凝華放熱，故溫度計示數會升高。
【解析】實驗甲中碘可能會先熔化后再快速汽化成碘蒸氣，不能很好地說明碘的直接升華過程，而實驗乙中水的沸點低于碘的熔點，能確保碘不會熔化從而說明碘蒸汽確實來自固態碘的升華。碘蒸汽在燒瓶底部凝華放熱，故溫度計示數會升高。
10．初冬的夜晚，地面的溫度迅速降低到0℃以下，在地面或樹木、植物的枝葉上出現小晶體（如圖），這就是人們常說的“下霜了”；有霜的季節，農作物常被凍壞，人們就說遭受霜凍；實際上，農作物不是因為霜而受凍的，0℃以下的低氣溫才是真正的“兇手”；當空氣干燥時，即使溫度降到-20℃~ -10℃，也不會出現霜，此時農作物早被凍壞了；農民們稱這種情況為“黑霜”。
請你回答：
（1）霜的形成對應的物態變化名稱是　 　；
（2）請你根據知文，說明“霜”形成的條件是什么？　 　；
（3）為了防止霜凍對農作物的危害，農民通常采用覆膜和灌溉法。灌溉法就是在霜凍發生的前一天灌水，這樣起到良好的保溫效果，使土壤降溫幅度小。此方法中主要是利用了水的什么特性？　 　。
【答案】（1）凝華
（2）只有空氣較濕潤且當氣溫驟降時，空氣中的水蒸氣才會凝華為冰晶——霜
（3）水的比熱容大
【解析】
（1）霜是由氣態的水蒸氣直接凝華而成的小冰晶，所以物態變化是凝華；
（2）條件一、地面的溫度迅速降低到0℃以下；條件二：空氣較濕潤 ；兩個條件需要同時滿足；
（3）利用了水的比熱容大，因為比熱容大的物體，升溫慢降溫也慢，可以在夜間其保暖的作用；
故答案為：（1） 凝華 （2） 只有空氣較濕潤且當氣溫驟降時，空氣中的水蒸氣才會凝華為冰晶——霜 （3）水的比熱容大
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第4節 升華和凝華
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01
新課知識解析
)
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知識點一：
升華
)
1. ：指物體直接由固態變成氣態的過程。
2.升華是 過程，升華要從周圍環境吸熱，使周圍環境的溫度降低，所以升華有致冷作用。
3.升華的應用：利用干冰升華時吸收大量熱來實施人工降雨，制造舞臺煙霧效果，食品冷藏，醫療麻醉等。
4.對升華的理解
(1)升華是指物質直接由固態變為氣態的過程,“直接”說明變化過程中物質不經歷液態這一狀態.
(2)理論上講,固態物質在任何溫度下都會升華,但實際上常溫下很多固態物質,如金屬,都可以認為是不升華的.
(3)加熱可以加速固體的升華現象,如碘升華，在常溫下非常緩慢,但稍一加熱,升華現象就非常明顯.
(4)生活中常見的升華現象:樟腦球變小、冰凍的衣服變干、用久的白熾燈燈絲變細、碘升華、干冰升華等.
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知識點
二
：
凝華
)
1. ：物體直接由氣態變成固態的過程。
2.凝華是 過程，凝華要放出熱量。
3.對凝華現象的理解
(1)凝華是指物質從氣態直接變成固態的過程.“直接”說明變化過程中物質不存在液態這一狀態.
(2)理論上所有氣態物質都能發生凝華，只是在通常情況下很多氣體都難以凝華或者凝華得極其緩慢.
(3)生活中常見的凝華現象:霜、冰晶、冰花、霧凇、燈泡變黑等.
(
知識點
三
：
升華吸熱、凝華放熱
)
1.物質由固態直接變成氣態需要吸收熱量,即升華 ;
2.物質由氣態直接變成固態會放出熱量,即凝華放熱.
自然現象 形成原因 物態變化
云 太陽照在地面上，水溫升高，含有水蒸氣的 高溫空氣快速上升，在上升過程中，空氣 逐漸冷卻，水蒸氣液化成小水滴或凝華成 小冰晶，便形成云 .
雨 云中的小水珠或小冰晶，隨著氣流的急速升降而上下運動，它們相遇后越聚越大，達到--定程度后就會下落。在下落過程中，小冰晶吸熱熔化成小水珠，與原來的小 水珠一起落到地面，這就是雨 .
霧 霧是水蒸氣在空氣中遇冷液化成小水珠，這些小水珠懸浮在空氣中，在地面附近稱為霧 .
露 在天氣較熱的時候，空氣中的水蒸氣在早晨遇到溫度較低的樹葉、花草等，液化成小水珠附著在它們的表面 .
霜、雪 霜是在地表的水蒸氣遇到0℃以下的固體凝華為小冰晶;如果高空的溫度在0℃以下，水蒸氣凝華成小冰晶，便以雪的形 式降到地面 .
冰雹 云中的水珠被上升氣流帶到氣溫低于0 °C的高空，凝結為小冰珠，小冰珠在下落時，外層受熱熔化成水，并彼此結合，使冰珠越來越大，如果上升氣流很強，冰珠就會再升入高空，在其表面形成層冰殼，經過多次上下翻騰，能結合成較大的冰珠，當上升氣流托不住它時，冰珠就落到地面，形成冰雹 .
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題型專場
)
題型一：物態變化的識別
物質M通過吸、放熱，出現三種不同物態，如圖所示，則從乙到丙發生的物態變化是(　　)
A．升華 B．凝華 C．液化 D．凝固
題型二：物態變化的應用
科學家研發出“激光橡皮”，專門用來去除白紙上的黑色碳粉字跡。在激光照射下，紙上的碳粉直接轉化為碳蒸氣，字跡消失。下列關于碳粉轉化為碳蒸氣的物態變化和吸、放熱情況，正確的是(　　)
A．汽化、吸熱 B．升華、吸熱 C．熔化、放熱 D．凝華、放熱
題型三：古詩詞類
“ 賞中華詩詞、尋文化基因、品生活之美”的《中國詩詞大會》深受觀眾青睞。中華詩詞蘊含著豐富的科學知識。以下對詩句中有關物態變化的分析，正確的是（　　）
A．“天街小雨潤如酥，草色遙看近卻無。”雨的成因之一是液化現象，需吸熱
B．“月 落烏啼霜滿天，江楓漁火對愁眠。”霜的形成是凝華現象，需放熱
C．“北國風光，千里冰封，萬里雪飄。”雪的形成是熔化現象，需吸熱
D．“庭院深深深幾許，云窗霧閣春遲”霧的形成是凝固現象，需放熱
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鞏固提升
)
1．冬天，當氣溫低于0℃時，即使沒有陽光，晾在室外結了冰的濕衣服仍然會干，這是由于在低溫下冰(　　) 的緣故。
A．汽化 B．升華 C．蒸發 D．凝華
2．你聽說過“霜前冷，雪后寒“嗎？從科學角度分析這句話的含義應為(　　)。
A．霜形成之前的氣溫一定比下雪后低
B．霜形成時的氣溫一定比雪形成時的氣溫低
C．霜后的氣溫一定比霜形成前高，雪后氣溫一定比雪落到地面前低
D．霜是在地面上形成的，氣溫必在0℃以下；雪在高空形成，雪熔化時要吸收大量的熱，使地面的溫度降低
3．下面是“水”的幾條“旅行”路線：a．水→冰→水蒸氣b．冰+水→水蒸氣c．水蒸氣水→冰d．水蒸氣→冰→水，你認為“水”的這幾條“旅行路線中可行的是(　　)
A．只有c B．只有b
C．只有b和c D．四條路線都可以
4．科學課上，老師設計了這樣一個實驗：用銀子夾取一塊冒著“白氣”的干冰(固態二氧化碳溫度-79℃)放入氣球內，并迅速扎緊氣球，過一會兒，氣球快速鼓起，同時在氣球底部的外壁觀察到“白霜”。下列說法正確的是（　　）
A．“白氣”是干冰升華形成的二氧化碳氣體
B．“白氣”的形成過程需要從外界吸收熱量
C．“白霜”是空氣中的水蒸氣遇冷凝華形成的
D．氣球鼓起的過程中，二氧化碳分子之間的空隙不變
5．如圖水的三態之間轉化過程所對應的物態變化名稱，標注都正確的是(　　)
A． B．
C． D．
6．我國科學家通過自主創新研制的飛機剎車片是一種特殊的碳材料。其主要特性是：硬度幾乎不隨溫度而變化，當溫度升高到2000℃時硬度才會適度變小，但不會熔化，溫度到3000℃時開始升華。關于這種碳材料的分析，正確的是(　　)
A．發生升華時吸收熱量 B．熔點是2000℃
C．沸點是3000℃ D．凝固點是3000℃
7.有一天，霧、露、霜、雪四姐妹在一起爭論自己的出生由來，誰也不認同誰。下列有關她們的說法中，你認為正確的是(　　)
A．霧說：我是水汽化而來 B．露說：我是水蒸氣液化而來
C．霜說：我是水凝固而來 D．雪說：我是水升華而來
8．請填寫物態變化名稱及吸熱、放熱情況：
（1）露的形成：　 　，　 　。
（2）冰變成水：　 　，　 　。
（3）霜的形成：　 　，　 　。
（4）鐵水變鐵塊：　 　，　 　。
（5）霧的形成：　 　，　 　。
（6）碘變成碘蒸汽：　 　，　 　。
9.老師利用圖甲裝置研究碘的升華和凝華實驗。小明發現此實驗存在不足，于是將實驗進行改進（如圖乙）。實驗過程中小明觀察到了碘晶體升華和凝華的現象，同時發現碘蒸汽在燒瓶底部凝華時溫度計示數上升。已知在一標準大氣壓下，水的沸點是100℃，碘的熔點是114℃、沸點是184℃，酒精燈火焰溫度約為400℃。請結合實驗目的指出原實驗的不足并解釋改進后實驗的優點，同時說明溫度計示數上升的原因。
10．初冬的夜晚，地面的溫度迅速降低到0℃以下，在地面或樹木、植物的枝葉上出現小晶體（如圖），這就是人們常說的“下霜了”；有霜的季節，農作物常被凍壞，人們就說遭受霜凍；實際上，農作物不是因為霜而受凍的，0℃以下的低氣溫才是真正的“兇手”；當空氣干燥時，即使溫度降到-20℃~ -10℃，也不會出現霜，此時農作物早被凍壞了；農民們稱這種情況為“黑霜”。
請你回答：
（1）霜的形成對應的物態變化名稱是　 　；
（2）請你根據知文，說明“霜”形成的條件是什么？　 　；
（3）為了防止霜凍對農作物的危害，農民通常采用覆膜和灌溉法。灌溉法就是在霜凍發生的前一天灌水，這樣起到良好的保溫效果，使土壤降溫幅度小。此方法中主要是利用了水的什么特性？　 　。
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