設(shè)計(jì)海水淡化裝置（原卷版）

活動17設(shè)計(jì)海水淡化裝置水是維系生命與健康的基本需求，地球雖然有71%的面積為水所覆蓋，但是淡水資源卻極其有限。在全部水資源中，97.47%是無法飲用的咸水。在余下的2.53%的淡水中，有87%是人類難以利用的兩極冰蓋、高山冰川和永凍地帶的冰雪。人類真正能夠利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分，僅占地球總水量的0.26%，而且分布不均。020年，全國水資源總量31605.2億立方米。中國是世界上用水量最多的國家。2020年，全國用水總量5812.9億立方米。161全世界的淡水資源僅占其總水量的2.5%，其中70%以上被凍結(jié)在南極和北極的冰蓋中，加上難以利用的高山冰川和永凍積雪，有86%的淡水資源難以利用。人類真正能夠利用的淡水資源是江河湖泊和地下水中的一部分，僅占地球總水量的0.26%.全世界有116的人口、約10億多人缺水。因此，海水淡化裝置的應(yīng)用是解決淡水資源短缺問題的重要方法。設(shè)計(jì)海水淡化裝置實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生融入真實(shí)的物理情境，培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)水及環(huán)保意識，全面提高學(xué)生的物理與環(huán)境關(guān)系的素養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中，將物態(tài)變化知識應(yīng)用在實(shí)際生活中，讓學(xué)生學(xué)有所用，拒絕紙上談兵。并在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)會小組合作，培養(yǎng)學(xué)生的合作與交流能力。結(jié)合物態(tài)變化中的汽化知識進(jìn)行海水淡化裝置的設(shè)計(jì)，感受自然界的水循環(huán)的魅力。尋找汽化中的應(yīng)用——蒸餾，結(jié)合化學(xué)所學(xué)的“蒸餾”的原理來進(jìn)一步設(shè)計(jì)完善海水的淡化裝置。（1）成立實(shí)驗(yàn)小組并查閱相關(guān)資料以小組為單位查閱相關(guān)資料，將資料分類整理。也可觀看海水淡化相關(guān)的紀(jì)錄片。（2）設(shè)計(jì)海水淡化裝置確定海水淡化裝置的實(shí)驗(yàn)原理。選擇海水淡化裝置的實(shí)驗(yàn)器材，并進(jìn)行組裝。小組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。展示小組海水淡化裝置并進(jìn)行交流以小組為單位進(jìn)行海水淡化裝置的成果展示。以小組為單位進(jìn)行交流點(diǎn)評。（4）實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)方案小組合作交流實(shí)驗(yàn)裝置的不足并進(jìn)行改進(jìn)，提出改進(jìn)方案。單選題：本大題共6小題1.我國是世界人均水資源貧乏的國家之一。愛護(hù)水資源是我們應(yīng)盡的義務(wù)。我們不僅要節(jié)約用水，同時(shí)還要防止水體污染。下列措施中不合理的是(

)A.生活中不使用含磷洗滌劑 B.禁止施用農(nóng)藥化肥

C.生活污水經(jīng)凈化后再排放 D.禁止在江河邊傾倒垃圾2.科學(xué)家預(yù)言：“水不久將成為一個(gè)深刻的社會危機(jī)．”這是因?yàn)?

)A.地球上水很少，不能滿足人類的需要

B.土地沙漠化，使空氣中水蒸氣不斷減少

C.由于表面氣溫的作用，水會被不斷蒸發(fā)掉

D.淡水資源不充足，分布又很不均勻，而且人類活動使水不斷地受到污染3.如圖所示，四個(gè)節(jié)氣對應(yīng)的物態(tài)變化吸熱的是(

)A.驚蟄冰化水

B.立秋露珠形

C.立冬霜來降

D.大寒掛霧凇4.如圖所示的知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為某物質(zhì)通過放熱、吸熱呈現(xiàn)甲、乙、丙三種物態(tài)間的變化，根據(jù)圖示所提供的信息，以下論述正確的是(

)

A.物質(zhì)由丙狀態(tài)變到乙狀態(tài)，有壓縮體積和降低溫度兩種方式

B.示例中霧凇的形成過程需要放熱，是凝固現(xiàn)象

C.分析所給信息，可知該物質(zhì)在甲狀態(tài)時(shí)是非晶體

D.晨霧的形成過程與該物質(zhì)由甲到乙的變化過程相同5.固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)是物質(zhì)常見的三種狀態(tài)，某物質(zhì)通過放熱、吸熱在甲、乙、丙三種物態(tài)之間轉(zhuǎn)化，如圖所示，下列說法正確的是(

)A.由甲到乙是凝固過程，冰的形成與該過程相同

B.由乙到丙是汽化過程，衣服晾干與該過程相同

C.由丙到甲是凝華過程，霜的形成與該過程相同

D.由乙到丙是升華過程，冰雪消融與該過程相同

6.我國是嚴(yán)重缺水的國家，水資源人均占有量是世界平均值的25%，是世界上人均水資源最貧乏的國家之一。了解地球的水循環(huán)知識，提高節(jié)水意識，培養(yǎng)良好的用水習(xí)慣，是我們每個(gè)公民的義務(wù)和責(zé)任。關(guān)于地球的水循環(huán)，下列說法正確的是(

)A.海水吸熱，汽化形成水蒸氣

B.水蒸氣與冷空氣接觸，熔化成小水滴

C.小水滴遇到更冷的氣流，凝華形成小冰珠

D.小冰珠在降落過程中，液化形成雨水二、填空題：本大題共4小題7.如圖，是水循環(huán)的示意圖，過程①發(fā)生的物態(tài)變化是______；過程②中水蒸氣有的______形成小冰晶，有的______形成小水滴，形成千姿百態(tài)的云。(均填物態(tài)變化)

8.淡水資源缺乏已經(jīng)是一個(gè)世界性的普遍現(xiàn)象，利用太陽能、海水等資源獲得淡水具有重要的戰(zhàn)略意義。如圖為某同學(xué)在科學(xué)小創(chuàng)作時(shí)設(shè)計(jì)的太陽能海水淡化器裝置，在海水淡化過程中發(fā)生的物態(tài)變化是先______后______。

9.在干旱地區(qū)可通過人工降雨的方法向天取水，人工降雨時(shí)可通過火箭彈把干冰(固態(tài)二氧化碳)播撒到冷云中，干冰

(填物態(tài)變化名稱)

(填“吸熱”或“放熱”)，使其周圍環(huán)境溫度降低，空氣中的水蒸氣迅速變成小液滴或小冰晶，導(dǎo)致降雨．水是生命之源，在平時(shí)的生活中我們要養(yǎng)成節(jié)約用水的好習(xí)慣，你的具體做法是

．10.如圖是自然界中水循環(huán)的示意圖，請你填寫下列自然界中水的物態(tài)變化。

(1)云：水蒸氣在高空遇冷______成小水珠或______成小冰晶，飄在空中；

(2)雨：云中小水珠(冰晶)→凝聚變大→下降→大冰晶______→大水珠(雨)；

(3)雹：云中小水珠→隨氣流上升到0℃以下的高空→______成冰珠→上下翻騰→聚大下落→雹；

(4)雪：冬天，高空水蒸氣遇冷______成小冰晶→聚集成雪花→飄落。三、實(shí)驗(yàn)探究題：本大題共1小題，共6分。11.如圖所示是模擬大自然中雨的形成的實(shí)驗(yàn)裝置圖。(1)組裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，要根據(jù)________________________(選填“酒精燈”“酒精燈及其火焰”或“燒瓶”)的高度，先固定好鐵圈，然后再依次固定好其他器材。(2)點(diǎn)燃酒精燈給燒瓶中的水加熱，當(dāng)水沸騰時(shí)，在瓶口的上方傾斜放置一金屬盤，一段時(shí)間后，觀察到金屬盤的底部出現(xiàn)________，這是________在金屬盤上________(填物態(tài)變化名稱)形成的。(3)若要使實(shí)驗(yàn)效果更加明顯，可以在金屬盤內(nèi)盛放適量的________(選填“