干冰人工降雨是什么物理现象(北方课堂初中物理 物态变化简答题试题与解析1)

北方课堂初中物理 物态变化简答题试题与解析1

北方老师原创

1．普通灯泡用的久了内壁会发黑，也变得暗了，请解释这种现象。

【解答】：灯丝升华变细，是由于钨丝发生升华现象，然后钨蒸气遇到灯泡内壁又凝华为固态的钨，使灯泡的透光度减小；另外由于灯丝变细，电阻变大，根据电功率公式，电压不变，导致电功率变小，亮度变暗。

2．有句谚语说"霜前冷，雪后寒"，你能解释这句话的意思吗？

【解答】：霜前冷：霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶，故霜形成之前温度要很低，故霜前要冷；

雪后寒：雪熔化为水时，吸热，导致气温降低，故雪后寒。

3．小明的妈妈让小明从冰箱冷冻室拿出一块冻肉小明发现冻肉"沾手"，请你解释为什么沾手？

【解答】：从冰箱中拿出来的冻肉，温度很低，手上的汗液或水会凝固成冰，把手和肉粘在一起。

4．2018年元旦之后，长治黎都迎来了新年的第一场雪，在户外活动的黎都群众，经常会长出"白眉毛"或"白胡子"，请你用学过的物理知识解释这种现象形成的原因。

【解答】：人呼出的温度较高的水蒸气遇冷放热，凝华成小冰晶，附着在人的脸上，形成"白眉毛"或"白胡子"。

5．小芸为了探究空气冷却时有什么现象发生，准备把冰棒放在茶杯中进行观察，于是，从冰箱的冷冻室中拿出一只冰棒，小芸发现硬邦邦的冰棒附着白花花的"粉"；剥去包装纸，看见冰棒在向外冒"白气"（如图所示）。她把这支冰棒放进茶杯里，不一会儿，茶杯外壁逐渐形成了一些小水珠，像是茶杯在"冒汗"。请你解释上述三种现象中"粉""白气"和"冒汗"的形成原因。

【解答】：（1）"白花花的粉"是水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶；

（2）冰棒在向下冒"白气"，是冰棒周围的水蒸气遇冷液化形成的小水滴；

（3）茶杯在"冒汗"，是空气中的水蒸气遇到温度较低的杯子外壁，发生液化形成的小水滴。

6．请用学过的物理知识解释下列自然现象。

（1）放在房间里的一盆水，过一段时间水变少了，为什么？

（2）冬天，下雪的时候，天空中飘落的雪花是如何形成的？

【解答】：（1）液体吸收热量能够汽化，所以放在房间里的一盆水，过一段时间水变少了，是因为一部分水汽化（或蒸发）成水蒸气，进入空气中；

（2）水蒸气在寒冷的高空云层中急剧降温，直接凝华成微小的冰晶，这些冰晶聚集起来就变成了雪花。

7．水是人类生存环境的重要组成部分，通过水的三态变化，地球上的水不停地循环。夏天，地面温度较高，高空温度较低，当高空出现强冷气流时，就可能形成冰雹。请解释冰雹是如何形成的。

【解答】：夏天，当高空出现强冷气流时，高空中的小水珠凝固固态的冰，结合在一起下落形成冰雹。

8．夏天，小亮从冰箱里拿出一支冰棒，撕开包装纸，发现冰棒表面出现了一层白色"粉末"，同时看见冰棒周围出现了"白气"，请应用所学物理知识分别解释形成白色"粉末"和"白气"的原因。

【解答】："白粉"是水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶，凝华放热；冰棒在向下冒"白气"，是冰棒周围的水蒸气遇冷液化形成的小液滴，液化放热。

9．如图所示，电冰箱是很多家庭必备的家用电器，一般都有冷藏室和冷冻室两部分。冷冻室温度低，可以来储存肉类食品和雪糕冰棍，冷藏室储存蔬菜瓜果。简述冰箱工作时的制冷剂的物态变化过程中的吸，放热情况：使用时间较长时可以看到冷冻室内壁有一层较厚的霜，这层霜是怎样形成的？

【解答】：（1）氟利昂是一种既容易汽化又容易液化的物体，工作时电动压缩机使氟利昂蒸气压缩而液化，压入冰箱外的冷凝器管里将热量放出；冷凝器里的液态氟利昂，经过一段很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子里，在这里迅速汽化，从冰箱的内部吸收热量，使冰箱内部的温度降低；

（2）冰箱使用一段时间后冷凝管和内壁上会有一层霜，是冰箱内的水蒸气凝华成的小冰晶。

10．十一国庆期间，小明家要来客人，妈妈叫小明提前从冰箱把肉拿出来。小明将肉取出发现表面有一层白粉，放在桌子上就去玩了，过了一会儿他经过桌边，发现肉上白粉不见了，有了许多水珠。

（1）请用所学知识解释肉上白粉、水珠是怎么出现的？

（2）小明通过查阅说明书，冰箱的制冷剂是R600a．请你从物态变化的角度简要叙述它是怎么把冰箱内的热量带到冰箱外面的？

（3）小明询问妈妈，知道了使用冰箱节约用电的一些方法，请你也说出冰箱节电的两种方法。

【解答】：

（1）白粉是在冰箱冷冻室内，水蒸气遇冷凝华为小冰晶附着在冻肉上形成的；将冻肉放在桌面上，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在肉上；

（2）液态R600a从管道经过食品位置，汽化吸热，使食品降温；汽化后的R600a由压缩机压缩后，液化放热，将热放出去；

（3）冰箱节电措施有：将热的饭菜放凉后再放进冰箱、减少开冰箱门的次数等。

11．用久了的白炽灯灯丝变细，玻璃壁变黑为什么？

【解答】：

白炽灯灯泡长期使用后，钨丝因升华变细；灯泡不亮时，灯泡内温度下降，升华后的气态的钨会放出热量凝华为固态的钨附着在灯泡内壁上，所以用久了的灯泡壁会变黑。

12．我国东北地区冬季比较寒冷，早晨起来看到玻璃窗上有美丽的冰花。请问冰花是在玻璃的内侧还是外侧？这冰花是怎样发生的？

【解答】：由于是室内空气中的水蒸气遇到冷的玻璃会发生凝华现象，所以我们会在玻璃窗的内侧看到美丽的冰花。

答：冰花在玻璃的内侧，是由于水蒸气凝华形成的。

13．在﹣20℃的室外，小佳吹出一个肥皂泡，发现肥皂泡落地时已经冻成"水晶球"，球内出现晶莹剔透的冰花，如图所示。请分别解释"水晶球"及球内冰花形成的原因。

【解答】：刚吹出的肥皂泡温度较高，内部有较多的水蒸气，水晶球落在雪地上时，温度明显降低，内部水蒸气遇冷直接由气态变为固态，凝华成为冰花。

14．在运输食品时，利用冰块或干冰来防止食物变质，说出其中的道理。

【解答】：干冰直接由固态变成气态是升华现象，升华吸热；冰块变成水，是熔化现象，熔化吸热；都能达到致冷的目的，从而能使食物保鲜。

15．我们经常听天气预报说，"…向北移动的暖湿气流和来自××地区的冷空气前锋相遇，将在我国××至××之间形成一条东西方向的降雨带…"。请你运用所学物理知识回答下列问题：

（1）暖湿气流携带较多的水气，为什么不一定降雨，而与冷空气相遇才会降雨？

（2）干旱时，要实施人工降雨，可以向高空抛洒干冰，请问干冰的作用是什么？

【解答】：

（1）暖湿气流中携带的水分是气态的水蒸气，与冷空气相遇，降低了暖湿气流的温度，暖湿气流中的水蒸气遇冷才会液化成小水珠，形成降雨；

（2）干旱时，要实施人工降雨，实施人工降雨时常向高空抛洒干冰的作用是：干冰升华吸热，使空气温度降低，从而使空气中的水蒸气遇冷液化。

16．简要说明雪、霜、露和雾的形成有什么相同和不同之处。

【解答】：（1）不同点：雾是空中的水蒸气遇冷液化成小水滴附着在空中的土壤颗粒、灰尘上形成的，属于液化；露是由空气中的水蒸气遇冷（清晨温度比较低）形成的，附着在地面的花草树木上，也属于液化；雪和霜是由空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶，是凝华现象，雪在空中形成，霜在地表形成。

（2）相同点是：都要放热。

17．请说出利用干冰人工降雨的物态变化过程（请根据课本回答）。

【解答】：人们利用干冰人工降雨。其过程是，将干冰"喷入"冷空气层，干冰进入冷云层，会迅速升华为气态的二氧化碳，并从周围吸收大量的热，周围空气中的水蒸气遇冷凝华成小冰晶；小冰晶逐渐变大而下降，在下落过程中遇到暖气流就会熔化而形成雨。

18．把干冰（固态二氧化碳）放入铝罐里一段时间，罐外壁结了一层霜，如图所示，请你分析说明这层霜是怎样形成的？

【解答】：

把干冰（固态二氧化碳）放入铝罐里一段时间，固态干冰变成气态二氧化碳，即发生升华，升华过程需要向周围吸收热量；空气中的水蒸气遇冷直接凝华成小冰晶附着在罐外，形成霜。

19．舞台上经常用喷洒干冰的方法制造白雾以渲染气氛，你知道其中的原因吗？

【解答】：干冰（固态二氧化碳）升华吸热使周围环境温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠。形成"白雾"。

20．二氧化碳气体若被加压、降温到一定程度，就会形成白色的、像雪一样的固体。这种固体在常温下不经熔化就会直接变成气体，所以叫干冰。干冰具有很好的致冷作用，可用于人工降雨。这是由于干冰在常温下会迅速变为气体，吸收热量，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。

请你分析上面一段描述中包含了哪些物态变化？（要求指出物态变化现象并写出物态变化名称）

【解答】：（1）二氧化碳变成干冰，由气态直接变成固态，属于凝华；

（2）干冰变成二氧化碳气体，由固态直接变成气态，属于升华；

（3）水蒸气遇冷凝结成小水滴，由气态变成液态，属于液化；

（4）水蒸气遇冷凝结成小冰晶，由气态直接变成固态，属于凝华；

（5）小冰晶下落过程中变成水滴，由固态变成液态，属于熔化。

答：上面一段描述中包含了：凝华、升华、液化、熔化

21．干冰升华吸热在现实生活中有哪些应用？

【解答】：干冰是固态的二氧化碳，在常温常压下非常容易升华成为气态，同时吸收大量的热。干冰升华吸热的应用有：

（1）在长途运输水果蔬菜的车厢内，适当放一些干冰，利用干冰升华时吸热保持车厢内的温度不至升得太高，可防止水果蔬菜腐烂；

（2）人工降雨是飞机将干冰撒入高空的冷云层中，干冰很快升华从固态成气态，并从周围空气吸收大量的热，于是高空中的部分水蒸气凝华成小冰粒，这些小冰粒在下降过程中，遇到暖气流就熔化为雨点并降落到地面；

（3）蛋糕店里在冰激凌蛋糕包装周围铺放干冰，利用干冰升华吸热来进行保鲜；

（4）舞台上烟雾缭绕是利用干冰升华吸热，导致空气中的水蒸气遇冷放热，液化形成小水珠飘浮在空中形成雾。

22．炎热的夏天人们常用向高空通过发射装有干冰（固态二氧化碳）来进行人工降雨，请从物理角度解释人工降雨的原理。

【解答】：人工降雨的原理是：干冰被投射入高空中，升华吸收大量的热，使周围温度迅速降低，高空中的水蒸遇冷凝华成小冰晶或液化为小水珠，小冰晶在下降过程中遇到暖空气熔化为小水珠，最后小水珠聚集变大落到地面上形成雨。

23．夏天，小明从冰箱冷冻室中取出一块金属放在空气中，过一会儿他发现这块金属块上有一层"白粉"，这里的白粉是什么？怎样形成的？

【解答】：物质由气态变成固态的过程叫凝华，"粉"是空气中的水蒸气在金属表面凝华成的霜。

24．干冰在常温常压下容易发生哪种物态变化？舞台上的缕缕青云或淡淡薄雾等特殊效果怎样产生的？

【解答】：

固态的干冰吸收热量直接变成气态的二氧化碳，这是物质的升华现象；因为干冰的升华过程需要吸热，所以使周围环境温度降低，空气中的水蒸气遇冷会液化成小水滴，从而形成"缕缕青云或淡淡薄雾"。

25．夏天从冰柜中取出冰棒时，冰棒纸上有白"粉"剥去冰棒，冰棒就会冒"烟"，这是什么道理？

【解答】：冰棒的温度较低，空气中的水蒸气遇到冷的冰棒直接凝华成固态的"白粉"；剥去冰棒，空气中的水蒸气遇冷放热液化为小水滴，形成"烟"。

26．实施人工降雨时，通过飞机或其他运载工具向云层中播撒干冰，请简述下之后雨是怎样形成的？

【解答】：干冰升华从周围吸收大量的热，使空气的温度急剧下降，于是高空中的水蒸气凝华成小冰粒，小冰粒下落过程中熔化为雨点降落到地面，形成降雨。

27．一次小华见到妈妈做完菜，关火后才放盐。小华问："妈妈，你刚才是不是忘记放盐了？"妈妈说："没有忘，这是加碘盐，必须关火后放盐"，你能理解这种现象吗？

【解答】：加碘盐中含有碘，当温度略高时，碘容易升华成碘蒸气，所以在做饭时，要关火后才能加碘盐。

28．干冰是固态的二氧化碳，它是一种无残留、无污染的制冷剂，常用于食品冷藏，但其极易挥发，使用不当容易造成伤害。以下是两起真实报道，请你分析时间产生的原因：

（1）武汉一女士拆开月饼礼盒时，盒内几块小干冰不慎掉落脚上，仅几秒钟，脚上已多处被冻伤。

（2）北京一女士把月饼随赠的干冰装入矿泉水瓶并拧紧瓶盖放入冰箱。没过多久，冰箱门被炸开。

【解答】：（1）干冰掉落脚上时吸收热量升华，脚放出热量温度急剧下降，从而冻伤；

（2）干冰在矿泉水瓶内吸热升华，变成气态二氧化碳，体积增大，瓶内气压增大，对外做功，从而引起爆炸。

29．食品运输过程中，通常用干冰或冰块来保鲜，请分别说出这两种方法的物理依据。

【解答】：

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。

30．如图为节目演出时利用干冰营造出来的舞台效果，使表演者如同身处险境，"烟雾"缭绕。请利用物态变化知识说明使舞台产生"烟雾"缭绕现象的原理。

【解答】：舞台上要出现白烟雾，就要喷洒"干冰"，也就是固态的二氧化碳；"干冰"在常温下就可以迅速的升华，升华要吸收热量；致使空气的温度降低，空气中的水蒸气遇冷就会液化形成"雾"。

答："烟雾"缭绕现象的原理：干冰升华吸热使空气降温，空气中的水蒸气液化成小水滴。

31．在零下20度左右的无风严寒天气里，走出室外吹出一个肥皂泡，当肥皂泡轻轻落在雪地上时，你会看到肥皂泡已经冻成水晶球，里面还有晶莹剔透的冰花，如图所示，试分析说明水晶球内的冰花形成的原因。

【解答】：刚吹出的肥皂泡温度较高，内部有较多的水蒸气，水晶球落在雪地上时，温度明显降低，内部水蒸气遇冷直接由气态变为固态，凝华成为冰花。

32．小刚妈妈将鲜肉放入冰箱储存，几天后将肉取出时，发现肉表面结了一层白霜；用电子秤一称，发现质量增加了。请用物理知识解释这个原因。

【解答】：冰箱内的温度低于0℃，冰箱内的水蒸气快速降温到凝固点以下，凝华为固态冰晶，在冻肉表面结成"白霜"，鲜肉中的水分在凝固过程中质量不变，所以总质量增加了。

33．小明同学为了探究空气冷却时有什么现象发生，准备把冰棒放在茶杯中进行观察。他从冰箱的冷却室中拿出一根冰棒。一会儿后他发现硬邦邦的冰棒上附着着白花花的"粉"；剥去包装纸，看见冰棒在向下冒"白气"。他把这根冰棒放进茶杯里，不一会儿，茶杯外壁逐渐形成了一些小水珠，像是茶杯在"冒汗"。请你分析上述三种现象的原因，并说明空气冷却时会怎样？

【解答】：空气遇冰冷的冰棒时，其中的水蒸气凝华为霜附着在冰棒上形成"白粉"；

"白气"是空气中的水蒸气遇冷液化形成的大量小水珠；

茶杯"冒汗"是空气中的水蒸气遇冷的杯壁液化形成水珠附着在茶杯壁上形成的；

空气冷却时要放出热量，降低温度。

34．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？

【解答】：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。