物理是研究自然规律的一门科学,独特的地球及附近的水循环造就特殊生态环境,是生命赖以存在的必要条件。进一步研究发现,很多物质都有“固液汽”三态,它们间是可以互相转化,而转化过程也是有规律可循的。

三步物理物态变化知识点总结 固液气三态互换(1)

初中物理第二章就是研究这一神奇的物态变化。与前一章的声现象同样是自然科学的一大分支。研究方法也是从人们常见的自然现象开始,然后不断深入。只是有些热现象的内在规律更加隐蔽,需要我们更加专注方可找到规律。

因此在本章学习研究中,我们不仅要擅于观察分析自然现象,还须设计一些特殊的实验,研究一些不常见的物质的三态转化,从中透视其规律。有些实验还需精确的测量,记录数据,再利用数学手段加以分析处理,方可更加明确的显示规律。

三步物理物态变化知识点总结 固液气三态互换(2)

伴随着物态变化的是吸热与放热,这也是之所以把三态变化归入热现象的原因吧。三态变化本质是因吸热与放热而引起物体内部能量变化,进而导致状态的转变。而吸放热又必然引起环境温度的变化,因此状态变化必然与温度相关。

研究三态互相转变,精测温度是必须的,至于热量的传递目前初中生还没有掌握相关要概念,实验只能是半定量进行,课本中安排的图象法表示温度随加热(散热)的变化曲线已经是较高要求了。

对本部分研究还是要重视对现象的观察分析,并利用相关结论分析解释一些新现象。至于灵活应用、综合分析一些新场景的实际问题,要建立在学生理解基础的前提下,属较高要求,要循序渐进,不要盲目加量,以免挫伤学习积极性。

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第一节 温度 物态变化

一、教学目标

1.知道温度意义和表示方法

2.掌握温度计构造、原理、使用方法。

3.了解体温度的构造和工作原理。

二、教学重点

1.温度的概念及常用单位

2.温度计的原理、结构和使用方法

三、教学难点:体温计的特点与使用

四、教学过程

(一)温度

1. 物理意义:表示物体冷热程度的物理量。

2. 表示:字母 t

(二)温度计

1. 原理:热胀冷缩; 物理方法:转换法

2. 构造: 玻璃泡又叫贮囊、内部有毛细管玻璃管、测温物质(酒精或水银)

(三)摄氏温度:标准大气压下,冰水混合物为 0 ℃,沸水为 100 ℃,其间100等分,每一分对应1摄氏度;

(四)测温

1. 量程: 0℃~100℃

2.分度值: 1℃

3. 使用:

会选——满足量程

会放——测温泡与被测密接

会读——液柱稳定后再读,测温泡不离开测温物体,视线垂直温度计与上液面平齐

会记——注意单位与零刻线上,若在零刻线下测读为负值。

(五)体温计

1. 量程: 35℃~42℃

2. 分度值: 最小分度值0.1℃

3. 构造:玻璃泡上方有细弯缩口

4. 特点:可以离开人体读数,用后复位得用力甩一甩

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五、备注与思考

1.温度是表示物体冷热的物理量,测量物体的温度要用温度计,测温原理是利用温度计某种液体热胀冷缩的特性,常用的测温物质是水银与酒精。温度计有四部分组成:测温泡,玻璃管,测温物质,体温计在测温泡与毛细管处有一个很细的缩口,作用是降温时测温物质断裂而不回落,利于读数。

2.温度的概念难度不大,但在让学生深刻理解仅讲一下是不够的,可通过自制温度计并详细介绍过程,最好让学生亲自动手做一做,以加深印象,促进理解,效果更好。温度计的刻线原理、使用方法,都当在认真操作与观察实验的基础上,总结出来才好。

3.对于物态变化问题,也是学生常识了解比较少的内容,授课时不能忙着赶进度,要根据学生实际,尽量采用实验探究的方法,创造条件让学生通过观察视频,实物进一步去认识现象,分析现象,进而掌握现象。

能动手的实验的一定要让学生自已操作,如认识温度计,讲多少遍都跟不上学生自已实际测量一遍掌握的透彻,初中授课千万不要走向“代劳”,学习是学生自已的事,老师是不能代劳的。必须他们亲手操作,新身体验才能深刻理解,灵活应用。

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第二节:熔化和凝固

  1. 教学目标

1. 知道熔化和凝固的概念及规律特点;

2. 了解熔化吸热、凝固放热在生活中的应用。

二、教学重点

1、掌握熔化和凝固的物理意义

2、初步了解晶体和非晶体的区别

三、教学难点

深刻理解熔化与凝固的图象的意义

四、教学过程

(一)物态及物态变化

1.物态:物体的状态——固态,液态,气态。

(1)固态:有固定的形状与体积的物质状态

(2)液态:有固定的体积但没有固定的形状

(3)气态:无固定的形状与体积,能充满容器的整个空间。

2.物态变化:物体的三态之间可以相互转化,这种变化统称物态变化

(二)熔化与凝固

  1. 熔化

(1)概念:物体从固态变成液态的过程叫熔化

(2)条件:达到一定温度并持续加热

(3)规律:有些物质熔化前后随加热温度升高,熔化过程中温度不变,这种物质叫晶体,这个温度就是熔点。有些物质加热时持续升温,由固态逐渐变软再变成液态,这积物质是非晶体,没有固定的熔点。

2.凝固

(1)概念:物体从液态变成固态的过程叫凝固

(2)条件:达到一定温度并持续放热

(3)规律:晶体凝固前后随放热温度降低,但在凝固过程中虽然放热但温度值保持不变,这个温度就是凝固点。同一种物质的熔点与凝固点相同,往往都称为熔点。非晶体没有固定的凝固点

(三)熔化热与凝固热

  1. 熔化热:晶体在熔点熔化过程中吸收的热量叫熔化热。
  2. 凝固热:液体在凝固点凝固成晶体时放出的热量叫凝固热。
  3. 晶体与非晶体。对确定的晶体,熔点与凝固点是一样的,熔化热与凝固热也是一样的。非晶体没有固定的熔点与凝固点,也没有确定的熔化热与凝固热。

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五、备注与思考

  1. 关于物态与物态变化,初二学生没有多少感性知识,因此课堂要把课外的事例拉进课堂,加以详细分析说明,让学生联系实际理解物质的“三种状态”,对物态变化要通过具体的实验现象观察,然后师生共同总结,并结合课本定义并赋名。
  2. 关于晶体与非晶体,课本中借“有无固定的熔点”,给出晶体与非晶体最本质的区别,但晶体与非晶体的全面介绍是高中内容,这里不必过高要求,点到为止,以免增加学生负担。
  3. 关于图象,初中物理课本上有很多图象反映物理规律,莫认为学生能够理解图象的意义,其实不然,数学上学生首次接函数图象应大初二下学期,在初二上学期的物理课上,就要学生理解声音图象,熔化曲线,有点想当然。因此,对课本上出现的图象,不必太当真,形象介绍即可,不必深究。

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第三节 汽化和液化(1)

一、教学目标

1.知道物质的液态和气态之间是可以转化的。

2.知道汽化的两种方式:蒸发和沸腾。

3.知道液体沸腾时的温度特点。

二、教学重点

1、掌握汽化与液化的概念

2、掌握汽化的两种方式——蒸发与沸腾

三、教学难点

液体沸腾的特点

四、教学内容与过程

(一)汽化

1.概念:物体由液态变为气态的过程叫汽化,包括蒸发与沸腾两种方式

2.蒸发

(1)定义:蒸发是液体表面的汽化现象,

(2)影响因素:温度,表面积,表面空气流动速度

(3)效应:蒸发要吸收热量导致变冷

3.沸腾

(1)定义:液体表面与内部同时发生的剧烈的汽化现象叫沸腾

(2)条件:达到一定温度且持续加热

(3)沸点:液体沸腾时的温度,与液体性质、液面压强有关。

(4)常见物质的沸点一览表(一标准大气压的情况下),表面气压升高,沸点升高。

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五、备注与思考

1.汽化与液化内容较多,且学生对相关现象知之不详,因此要注意节奏,控制速度,分两节课处理为宜;

2.关于图象,课本中已从识图发展成为绘图,鉴于学生的接受水平,建议以老师操作为主,重在引发学生从形象上感受,慢慢渗透,以期逐步认识到熟悉。

3.对蒸发可以从现象分析与定性实验相结合处理,沸腾可以引入定量实验与现象观察而逐步达成深入了解。对于沸腾前后气泡的变化,即:沸腾前气泡上升并缩小;沸腾后气泡上升并扩大。

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第四节 汽化和液化(2)

一、教学目标

  1. 知道蒸发与沸腾的相同与不同
  2. 影响蒸发快慢的因素。

3. 知道气体液化概念与效应、方法

二、教学重点

液化过程对外放热

三、教学难点

理解液化的两种方法——降温与加压

四、教学内容与过程

(一)蒸发与沸腾的异同

1.相同:同属气化,同需吸热,

2.不同:缓激不同,表面与整体不同

(二)影响蒸发快慢的因素

1.温度:液体温度越高,蒸发越快

2.表面积:液体与空气接触的表面积越大,蒸发得越快

3.表面空气流动:液体表面空气流动的速度越快,蒸发得越快

(三)液化

2.种类:降温与加压

2.效应:液化过程对外放热

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五、备注与思考

1.气化分两种蒸发与沸腾,而蒸发与沸腾又有各自较为复杂的情况,因此气化比液化要复杂得多,因此本节课要用一半左右的时间,复习气化知识,使学生更熟练的掌握其概念规律与异同。

2.液化现象学生几乎没有概念,教学中应以实验加强学生的感性认识,包括降温与加压两种方式,对其液化时放热可与汽化需吸热,凝固可放热对比给出。

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第五节 升华与凝华

一、教学目标

1.知道升华和凝华的概念,凝华与升华是互逆过程;

2.知道升华过程吸热,凝华过程放热;

3.了解生活中的升华和凝华现象。

二、教学重点

升华和凝华的定义吸放热

三、教学难点

升华和凝华的现象与分析

四、教学内容与过程

(一)升华

1.定义:物质由固态直接变成气态的过程叫升华

2.吸热:升华的过程需要从外界吸收热量

(二)凝华

1.定义:物质由气态直接变成固态的过程叫凝华

2.放热:凝华的过程中对外放热

(三)实验与现象解析

(四)水循环

地球周围的水循环:地球上有各种生命体的存在,都依赖水循环而营造的特殊环境。江河湖海及土壤中的水,经太阳照射加热而蒸发变成气态,随大气流动升入高空因降温而液化(凝华)、凝固,转化成液态或固态,再以雨雪等降落大地,流入湖河海,渗入大地,再次被太阳照射蒸发......

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五、备注与思考

1.升华与凝华学生感受更弱,教学中要在做好实验的基础上建立概念,然后再列举自然界的事例,共同分析,加深体悟,担高认识。

2.关于地球周围的水循环系统,是地球生命的赖以生存的特有环境,在这里做些介绍是必要的,但限于学生地理知识学得还少,对地球的理解还不多,因此不宜讲得太多太深,仅是大致分析一些水在循环过程中的三态变化,作为本章应用内容,相互关联就好,务必不要太多的发挥,发免增加学生负担而影响学习积极性,有些版本的教材就没有单独列为一节,也就是作为例了稍有介绍而已。

六、中考题选析

【真题1·南京市】如图所示的物态变化过程中,放出热量的是( )

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【答案】A

【解析】冬天嘴中哈出"白气",是由水蒸气遇到外冷空气迅速降温液化形成的小水滴,真正的气是看不到的,看到的是雾珠,属于液化现象是热量,故A正确;冰的熔化是固态变液态,这一过程中要吸收热量,故B 错;湿衣服变干是液态变气态,属于汽化现象要吸收热量,故C错;樟脑球变小是固态直接变成气态,属于升华现象吸收热量,故D错;应选A。

【考点定位】物体有三态变化,有的是吸热过程,有的是放热过程

【真题2·常州】市场上有一种“55℃保温杯”,杯子外层材料隔热,内层材料导热,内外夹层中充有“特殊物质”。当开水倒入杯中后,水温立即下降,达55℃时能保持较长温度不变。“特殊物质”在55℃时 ( )

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  1. 一定处于固态

B.一定处于液态

C.一定处于固、液混合态

D.以上情况都有可能

【答案】C

【解析】开水倒入杯中迅速降温,达55℃时较长时间保持温度不变,这时“特殊物质”的温度与水的温度相同,它们之间不再发生热传递。此前这种物质是固态,遇开水传热升温并熔化吸收了开水的热量并降温。达55℃不变,说明其熔点就是55℃。当水温再降时这种物质就要凝固放热,保持水温较长时间不变。因此,作为设计制造考量,应使杯中物质在此时处于固液混合态;故应选C。

【考点定位】物态变化——凝固时放热,熔化时吸热

【真题3·连云港】 用图甲所示装置“观察水的沸腾”实验:

(1)图甲所示烧瓶中水的温度为 ℃。

(2)杯中水沸腾后用酒精灯继续加热,温度计显示的温度 (填“升高”、“降低”或“不变”)

(3)杯中水沸腾后撤去酒精灯停止加热,水停止沸腾,一组用橡皮塞塞住瓶口,并将烧瓶倒置,再向烧瓶底部浇冷水,如图,发现烧瓶中的水又重新沸腾了,这是因为 ;另一组在烧瓶口上放一个乒乓球,然后继续加热,发现乒乓球跳离瓶口,这说明水蒸气的 能转化为乒乓球的机械能。

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【答案】(1)84 (2)不变. (3)水的沸点随气压的减小而降低 内

【解析】、

(1)温度计的分度值是1℃,所以烧瓶中水的温度是84℃。

(2)液体沸腾时吸收热量温度不变,故温度计的示数不变。

(3)停止加热无热量的持续传递,水停止沸腾,塞住瓶口并将并烧瓶倒过来,再向瓶底浇冷水,烧瓶内水蒸气因降温液化,气压减小,水的沸点降低到当时水温之下,水又重新沸腾。在烧瓶口上放置一乒乓球,继续加热,发现乒乓球被顶起,在此过程中水蒸气的内能转化为乒乓球的机械能.

【考点定位】水的沸腾 沸点与气压的关系

【真题4.淮安市】(5分)如图甲所示,是“”研究水沸腾时温度变化特点的装置图.

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(1)实验过程中,依据观察到的   现象,判定水开始沸腾.

(2)图乙是实验第5min时温度计的示数,将其示数记到下表中.

时间/min

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

温度/℃

90

92

94

96

97

99

99

99

99

(3)根据上表数据,在坐标纸上中画出温度与时间的变化曲线.

(4)通过实验可知,水沸腾时,温度  (选填“逐渐升高”、“保持不变”或“逐渐减低”);停止加热,谁不能继续沸腾,说明沸腾过程中水需要继续   .

【答案】(1)水的内部产生的大量气泡,上升到水面破裂;(2)98;

(3)

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  1. 保持不变,吸热.

【解析】

(1)水沸腾前和沸腾时气泡的变化情况不同:沸腾前杯底受热向气泡内蒸发,气泡膨胀增大而上升,上升过程中水的温度比杯底低,气泡内水蒸气液化气泡体积减小。沸腾时,水中上下温度相同,气泡在上升过程中受水的附加压强减小,体积逐渐增大,到达水面处破裂;

(2)实验第5min时温度计的示数在90℃-100℃之间,分度值为1℃,所以第5min时温度计的示数是98℃.

(3)根据表格中数据描点然后连线即可作出水沸腾的图象;

(4)由表中数据可见,水温升到99℃时,继续加热但温度保持不变,说明水沸腾时特点:尽管吸热但温度不变.

考点:观察水的沸腾现象

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从过去的中考题看,本部分的考题要求还是比较高的,两大部分,一部分是物态变化现象分析及其应用,但这部分题大多不是直接判断,而是比较间接的应用,需要深入的理解综合分析,方可得到结论,对初中学生确实有难度,初二不需达到这么高的要求。

如冬天哈出来的“白气”成因是什么?并判断是吸热还是放热?看起好像很简单,其实过程还是比较复杂的。寒冷的冬天室外,从嘴里哈出来的气当然是热的,里面含有比较多的水蒸气,遇体外冷空气时而液化,同时放出热量。

学生若是初见能否作出这样的分析还是值得怀疑的。首先从嘴里呼出的“白气”是什么?就难以弄清,其实呼出来的“气体”是看不见的,之所以是“白气”,原因是热水蒸气遇冷液化成小水珠,进而形成雾,看上去才成“白气”。

三步物理物态变化知识点总结 固液气三态互换(19)

再有55摄氏度的保温杯设计是非常巧妙的,首先为什么是55摄氏度,因55度的热水人喝时“最适口”!不会太烫,也不会觉得凉。这种杯子有两个功能,一时接近100摄氏度的开水倒入杯中马上降温到55摄氏度就不再下降了,为什么?

是因为在夹层中装入一种熔点为55度的物质,常温20摄氏度左右时呈固态,倒入开水后,由于内层是导热的,迅速把热量导入夹层内的物质,使其升温到55度再使其熔化,吸收水传来的热量,当水温降到55度时,夹层中的物质全部熔化或还余一点没有熔化,形成固液共存。

这个杯子外层是隔热材料导致散热很慢,但还是要散热的,只是随着散热杯子降温,夹层内的“固液共存”体,其中的液体就会凝固,并放出一些热量,用以补偿散热进而保持杯内温度不变,直到夹层中物质全部凝固后方才降温,从而达到较长时间保温。

此类应用题尽管涉及的还是物态变化、吸热与放热现象,不过这些题目不是直接的问答,而是在具体场景中的应用分析。不仅要求理解物态变化规律及应用,而且要结合新设定的实际场景,通过高阶的逻辑分析,综合多种信息处理才能作出准确判断。

三步物理物态变化知识点总结 固液气三态互换(20)

再一类就是半定量的实验分析,如沸腾现象观察与分析。尤其像“复沸”现象的分析,把沸点与压强这个考点联系了起来,可以深刻考查考生的分析应用能力。而在实验观测沸腾现象,作出记录,并绘制图象反映沸腾前后温度变化规律时。就要求考生全面掌握实验原理、操作及分析方法,属于综合能力的考查,难度还是有的。

能按课本与课堂教学的要求,积极参与现象观察,动手实验操作,从中习得观察方法,并培养起逻辑思考及判断的能力,能就会觉得丝丝入扣,学得很容易,掌握得也牢。

三步物理物态变化知识点总结 固液气三态互换(21)

若你还是按小学学习的习惯,以记背为主,课前不预习,上课不互动,一切等老师讲,自已只是记与背。这样就会走向学物理的歧途,也许初期还能应付一些简单问题。随着学习的深入,渐渐就无法应对,进而全面落伍。

学习物理需要系统性构建知识系统,深刻理解相关规律,培养起高阶的逻辑思维能力,积极主动的观察分析自然现象,并试着加以分析,逐步提高分析能力。尽量多的联系实际,联系其它学科知识,培养综合分析应用能力与习惯。

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