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题型:科普阅读题 题类: 难易度:普通

广东省深圳市宝安区深圳市西乡中学2023-2024学年八年级上学期11月期中物理试题

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奔跑的水滴

水滴入温度比沸点略高的热锅中,很快就汽化了。当把锅加热到温度很高时,水滴入锅中后会不停滚动,到处乱跑,这个过程能持续几十秒甚至几分钟,这种现象就是莱顿弗罗斯特现象,也叫莱顿弗罗斯特效应(莱氏效应)。

1732年荷兰物理学家赫尔曼首先发现了莱顿弗罗斯特现象,因德国科学家莱顿弗罗斯特的深入研究而得名。1756年,莱顿弗罗斯特深入研究后发现:当水或其它液体接触炙热物体表面时,接触处的液体急剧汽化,形成一层蒸汽膜,蒸汽托住液滴,使液滴与物体表面分离,蒸汽的溢出会导致液滴的滚动。当物体温度达到莱顿弗罗斯特点时,液体便会产生莱顿弗罗斯特现象,粗略测量水在平底锅中的莱顿弗罗斯特点约为193℃,莱顿弗罗斯特现象也适用于固体。莱氏效应主要应用于航天科学。生活中,厨师热锅时,会向锅里滴几滴水来判断锅是否够热。在传统的过火堆仪式中,表演者先沾湿双脚,光脚快速走过火堆,而不易被烫伤。2014年,旨在关注渐冻人症(ALS)的“冰桶挑战”活动风靡全球,但俄罗斯科学家安东科诺瓦洛夫似乎觉得还不够劲,他把一桶零下196℃的液氮倒在头上,人却安然无恙。(以上危险活动,非专业人士切不可尝试)

(1)莱氏效应表明,水滴和高温物体表面之间形成了一层蒸汽膜,使水的汽化变(选填“快”或者“慢”),说明水蒸气的导热性能比水(选填“好”或者“差”);

(2)发生莱氏效应时,水的沸点,因为气压;(均选填“升高”、“不变”或者“降低”)

(3)挑战者将液氮浇在身上,人却安然无恙,是因为液氮(填写物态变化名称)成氮蒸气时(选填“吸热”或者“放热”)对人体起到了保护作用;

(4)下列说法正确的是

A.只有液体才能发生莱氏效应

B.锅的温度越高,滴入锅中的水汽化就越快

C.只要锅的温度高于水的沸点就能发生莱氏效应

D.发生莱氏效应时水的汽化速度减缓

(5)下列现象不能用莱顿弗罗斯特现象解释的是

A.表演者徒手快速劈开高温铁水

B.冰块放入铁锅中与锅接触的部分很快化开了,而上半部分没有变化

C.湿润的手指快速掐灭蜡烛的火焰,而手指没有烫伤

D.烧红的铁锅打入鸡蛋,晃动铁锅时鸡蛋在锅中来回滑动,不用油也能实现不粘锅的效果

举一反三
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“天路”上的热棒技术

被称为“天路”的青藏铁路,在修建时遇到的最大问题就是多年冻土对路基的影响,青藏高原多年冻土的年平均气温约为-3.5℃~-2℃,夏天气温上升,冻土层中的冰就要熔化,使路基硬度减弱,火车的重压会使路基及铁轨严重变形,而冬天温度降低,冻土层的水结冰,上面的路基和钢轨就会鼓起来,冻土层反复冻融及冬季不完全冻结,严重危及铁路路基,火车极易脱轨.因此,为了使冻土层保持稳定,工程建设者们有许多发明创造,其中有项技术叫“热棒”。

在冻土区,路基两旁插有一排排碗口粗细、看上去像护栏的金属棒,如图甲所示,这就是“热棒”。它们的间隔为2m,高出路面2m,插入路基下5m。棒体是封闭中空的,里面灌有液态的氨,外表顶端有散热片。图乙是热棒的工作原理图。我们知道,酒精比水更容易变成气体,而液态氨变成气体比酒精还要容易。当棒的下方一端受热时,里面的液态氮会吸热而变成气态氨,在管内压力差的作用下,蒸气上升至冷凝段,与较冷的冷凝器管壁接触,放出热量,再通过冷凝器的散热片将热量传递到空气中,同时蒸气物质遇冷冷凝成液体,在重力的作用下,液体沿管壁回流到下方一端,再蒸发,如此循环往复。正是液态氨在“热棒”中默默无闻地工作,使它成了保持路基冻土的“冰箱”。

(1)当它的下方一端受热时,里面的液态氨会变成气态氨,气态氨跑到上方一端时会变成液体需要{#blank#}1{#/blank#} (选填“吸热”、“放热”);

(2)“热棒”能够保持路基冻土,是因为液态氨具有{#blank#}2{#/blank#}的特性;

A.沸点高                  B.沸点低               

(3)下列说法正确的是{#blank#}3{#/blank#};

A.热棒工作时,氨从气态到液态是通过压缩体积的方法实现的

B.散热片的作用是提高气态氨的吸热效果

C.热棒工作时,上端发生的物态变化是液化

D.冻土中的水结冰时体积要收缩

(4)热棒工作时,地面空气温度{#blank#}4{#/blank#}(低于/等于/高于)冻土的温度;

(5)热棒具有独特的单向传热性能:热量只能{#blank#}5{#/blank#}(向上/向下)传输,反向不能传热。

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