5.1 地球上水的物态变化
设计意图
冬天，气温低，水会结冰，说明物态是 ( http: / / www.21cnjy.com )会变化的，而物态变化又是与温度的变化有关系的，物理学上是用温度表示物体的冷热程度，用温度计这一工具对物体的温度进行具体的测量。教材以说明书的方式，讲述了温度计的使用方法和注意事项。教材通过“生活.物理 社会”的栏目，介绍了“温室效应‘与”热岛效应“，引发学生对周边环境温度问题的思考。
在完成对各种物态 ( http: / / www.21cnjy.com )变化的复习后，重新回到水循环的情景中，引导学生对水在循环过程中所发生的各种物态变化进行综合概括，突出学生对学生归纳能力的培养，在此基础上，引导学生对水资源的开发和利用以及水资源的保护作进一步的探讨，确立节约用水和环境保护的意识。
教学目标
1 学会正确使用酒精灯
2 了解液体温度计的工作原理
3能正确测量温度，能说出生活环境中常见的温度值，关注环境温度变化的原因。
4 知道水的三态变化过程以及相应的吸热、放热条件
5 能解释自然界中的水循环现象
6 调查水资源的利用和危机，具有节约用水的意识。
7 感知水污染对人类造成的危害，养成自觉保护水资源的意识
8 探究家庭或学校用水中的节水措施
教学重点和难点
1 了解液体温度计的工作原理
能正确测量温度
能解释自然界中的水循环现象
养成自觉保护水资源的意识
教具和学具
学案；调查学校或家庭附近的水污染
课前准备
请设想你是一个普及科学知识的宣传员 ( http: / / www.21cnjy.com )，以水的循环将你所知的物态变化的知识编成讲座稿。要求：归纳六种物态变化知识，并列举自然或生活中实际例子、介绍相关实验辅助说明。
教学过程
教学阶段与时间分配 教师主导 学生主体 点评
一 酒精灯的使用 教师提问酒精灯使用的注意事项 学生归纳总结，从加热、点、灭、盖四个方面加于论述 酒精灯的使用，作为学生必须掌握的工具，它的使用方法，文中进行了高度的概括
二温度计 教师提问温度的概念、摄氏温度及温度计的使用方法。然后温度计的使用1 摄氏温度的规定2液体温度计的原理3 温度计的使用方法 请一位学生上讲台，介绍温度计的原理、使用温度计的方法，并进行现场示范操作。其他学生加以评价与修正。 首先介绍了温度单位规定接着通过温度计原理和使用方法的复习，使学生更加系统了解了温度计
三例题分析 例1 在使用温度计测液体的温度时，请按照正确的顺序，把下列步骤重新排列 a 观察温度计的量程 b 把温度计的玻璃泡全部浸入被测液体 c选取合适的温度计 d待温度计的示数稳定后再读数 e认清温度计的分度值 f从被测液体中取出温度计 g估计被测液体的温度
四 学生讨论 请2名学生把水循环的知识讲座稿介绍一下。 学生提问讨论
五 归纳填图 请学生归纳物态变化，并请填图 ( http: / / www.21cnjy.com )
六 问题讨论 烧开水时壶口处会冒出的“白气”与刚从冷冻室拿出来的冰棒周围冒的“白气”，其形成原因有什么不同？如果酒精和水混合在一起了，你能设计一个方案将它们分离吗？温室效应和热岛效应是一回事吗？并请简述理由
七例题分析 例2 下面一段文字是介绍自然界中 ( http: / / www.21cnjy.com )的水循环现象：江、河、湖、海以及大地表层中的水断蒸发成水蒸气。当含有很多水蒸气的空气升入高空时，水蒸气的温度降低凝成小水滴或凝成小冰晶，它们被上升的气流托起`，这就形成了云，在一定条件下，云中的小水滴不断变成水蒸气再凝华到小冰晶上，有的小水滴也会变成小冰晶，云中的小水滴和小冰晶越来越大，就会下落，在下落过程中，如果温度低于或接近0℃，就形成雪，如果温度高于0℃，小冰晶又变成小水滴，与原来的水滴一起落到地面，这就形成了雨。请依次写出上文四个画线处涉及到的物态变化的名称： 、 、 ， 。上面五种物态变化中属于吸热的是 。我国是一个缺水的国家，节约用水应从我做起。请你写出日常生活中的两项节水措施 。例二 东汉学者王充在《论衡》中对自 ( http: / / www.21cnjy.com )然界的一些热学现象有如下表述：“云雾、雨之微也，夏则为露，冬则为霜，温则为雨，寒则为雪，雨露冰凝者，皆由地发，不从天降也。”此文说明露、霜、雨、雪是在不同的温度下由水变化而成。请你认真阅读和理解这段话，简要的解释与物态变化有关的语句。例三 下现象属于哪些物态变 ( http: / / www.21cnjy.com )化：冰雪融化 荷叶上的露珠 金鱼缸里的水变少 冷冻食品外结一层白霜 寒冷的冬天，雪没有熔化却也慢慢变少了。
教学资源
教材、教学参考书、物理中考指导、评价手册
教学评析
本节课通过温度计的使用作为 ( http: / / www.21cnjy.com )切入点，把物态变化的复习贯穿在水循环的复习当中，浑然一体。通过让学生展开讨论，发表自己的观点，加深对水资源保护的理解，培养了学生环保的意识，取得了较好的教学效果。5.1地球上水的物态变化 测试题
一、选择题（题型注释）
1．下列估测与事实不相符的是（ ）
A．刚从冰箱里拿出的水果的温度约是3℃
B．洗澡水的温度约80℃
C．通常情况下正常人感觉较舒适的气温大约为25℃
D．人的正常体温约为37℃
2．在透明塑料袋中滴入几滴酒精，将袋挤瘪 ( http: / / www.21cnjy.com )，排尽空气后把口握紧，放入80℃的热水中，发现塑料袋鼓起；拿出塑料袋，过一会儿塑料袋又瘪了。在此过程中发生的物态变化是（ ）
A.先液化后汽化 B.先汽化后液化
C.先升化后凝华 D.先凝华后升华
3．如图2所示现象中，由液化形成的是
( http: / / www.21cnjy.com )
4．在25℃的房间里，将温度计从25℃的酒精中取出，它的示数将（ ）
A、下降 B、上升 C、先下降后上升 D、先上升后下降
5．下列现象中属于熔化吸热的是
A.游泳结束上岸后感到有点冷
B.加冰块使饮料温度降低
C.利用干冰降温防止食品变质
D.向地上洒水降低环境温度
6．如图所示，舞台上经常用喷撤干冰（固态二氧化碳）升华制冷的方法形成白雾，以渲染气氛，对“白雾”的形成．小星的解释是：（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）干冰升华吸热使周围环境温度降低
（2）气态水蒸所气液化形成白雾．以上解释中：
A．第一句话存在科学性错误 B．第二句话存在科学性错误
C．两句话都存在科学性错误 D．两句话都没有科学性错误
7．下列措施中，能使蒸发加快的是【 】
A.用地膜覆盖农田
B.给盛水的饮料瓶子加盖
C.把新鲜的蔬菜装入塑料袋
D.用电吹风把头发吹干
8．电热液体蚊香器是当今流行的环保驱蚊用品 ( http: / / www.21cnjy.com )．蚊香器通电后其内部的发热部件对驱蚊液加热，过一会儿，可见其顶部有“白气”飘出，房间里弥漫着驱蚊液的清香，起到驱蚊和灭蚊的作用．下列说法正确的是（ ）
A．“白气”是驱蚊液先汽化后液化产生的
B．“白气”是驱蚊液先液化后汽化产生的
C．蚊香器工作时是将内能转化为电能
D．房间里清香四溢说明分子间存在相互作用力
二、填空题（题型注释）
9．把一些冰块放在杯中，过一段时间后，冰变 ( http: / / www.21cnjy.com )成了水，这是 现象，（填写物态变化的名称）。需要 热量．杯外壁出现一层水珠，这是 现象．（填写物态变化的名称）。
10．如图所示，在空烧瓶内 ( http: / / www.21cnjy.com )滴一滴酒精，用橡皮塞塞紧瓶口，再用打气筒向瓶内打气。当瓶内气压足够大时，塞子将从瓶口冲出，且原来透明的瓶内充满了白雾。请写出这个实验现象中涉及到的热学知识。
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）.向瓶内打气： 。
（2）.瓶内发生的物态变化： 。
（3）.瓶塞从瓶口冲出： 。
（4）.瓶内充满了白雾发生的物态变化： 。
三、实验题（题型注释）
11．小明同学在做“观察水的沸腾”的实验时，
（1）下列温度计中应选择（ ）
A．体温计
B．水银温度计（量程为-10℃～110℃）
C．家用寒暑表（量程为-20℃～60℃）
D．酒精温度计（量程为-80℃～50℃）
（2）温度计的工作原理是_______________________________________________。
（3）测得温度随时间变化的实验数据如下表：
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
温度/℃ 90 92 94 96 97 98 98 96 98 98 …
a、该实验的数据纪录中明显错误的是第_ ( http: / / www.21cnjy.com )_____min时刻。试分析引起这个明显错误的可能原因是_________________________________________________。
b、分析表中数据，可知水沸腾时的沸点是______；水沸腾过程中继续对它加热，水的温度将会_______。（升高/不变/下降 ）
12．小明用甲图所示的装置探究“水沸腾规律”。
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
请回答下列问题：
(1)实验中观察到水沸腾的现象是 。
(2)小明在水温升高到90℃时，开 ( http: / / www.21cnjy.com )始记录数据于表格中，请根据数据在乙图中画出图像．回答水沸腾的规律是： 。
(3)小明又创新了实验，他组装了 ( http: / / www.21cnjy.com )如丙图所示的装置，左右两个盛装水的试管中间用一个玻璃导管相连通．请对比甲图所示实验，说出丙图所示实验的优势与不足。
四、简答题（题型注释）
13．端午节，小龙和妈妈一起煮鸡蛋时发现：鸡 ( http: / / www.21cnjy.com )蛋放入锅中会沉入水底；煮一段时间后，打开锅盖，可以看到锅盖内壁布满了小水珠儿；将鸡蛋捞出，鸡蛋表面的水在一段时间后会变干．请你解释这三个现象．
评卷人 得分
五、计算题
14．（7分）有一支未刻刻 ( http: / / www.21cnjy.com )度的水银温度计，当玻璃泡放在冰水混合物中时，水银柱的长度为4cm，当玻璃泡放在1个标准大气压下的沸水中时，水银柱的长度为24cm。问题：
（1）对于这支水银温度计而言，外界温度每升高10C时，玻璃管内的水银伸长多少cm
（2）当室温为220C时，水银柱的长度为多少cm
（3）用这支温度计测某种液体的温度时，发现水银柱的长度为16cm，则该种液体的温度为多少0C？
15．高压锅的锅盖通过几 ( http: / / www.21cnjy.com )个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧，锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈，不会漏气．锅盖中间有一排气孔，上面套着类似砝码的限压阀将排气孔堵住，当加热高压锅（锅内有水、食物），锅内气体压强增加到一定程度时．气体就会把限压阀顶起来，蒸气即可从排气孔排出锅外，这样就不会因为锅内压强过大而造成爆炸，以确保安全（如图1 0）．已知高压锅的限压阀的质量为100.8g，排气孔的面积为7mm2 ）．求：
( http: / / www.21cnjy.com )
①锅内气体的压强最大可达多少？
②设锅内压强每增加3.6×103P a ( http: / / www.21cnjy.com )，水的沸点就相应的增加1℃，则锅内的最高温度可达多高？（g取1 0N/k g：外界大气压强为1标准大气压，计算时取1×105Pa）
评卷人 得分
六、作图题
16．张亮同学在实验室做“观察水的沸腾 ( http: / / www.21cnjy.com )”实验，当水温为82℃时开始记录数据，以后每隔lmin读一次温度计的示数，直到水沸腾一段时间后停止读数，其数据记录如下表所示。
时间／min 0 1 2 3 4 5 6 7
温度/℃ 82 86 89 94 98 98 98 98
请根据表格中的数据，在图中作出水的温度随时间变化的图线。
( http: / / www.21cnjy.com )
17．按照题目要求作图
（1）根据平面镜成像特点，画出物体AB在平面镜中所成的像。
（2）请在图中画出水沸腾时B处的一小气泡上升至水中A处时的大致图形。
18．按要求画图
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)请在图中用作图的方法表示室内点光源A照到室外的范围大小(用带有箭头的直线表示光线，箭头方向为光的传播方向)。
(2)一束平行光斜照到水面上将同时发生光的反射和折射，请在图中画出反射光线和折射光线的大致方向。
(3)画出图中箭头形物体在平面镜中所成的虚像。
(4)在医用体温计图上画出36.8℃对应的水银柱的位置。
参考答案
1．B
【解析】
试题分析：根据对日常生活中常见物体 ( http: / / www.21cnjy.com )温度的了解，逐一对选项进行判断．A、冰箱冷藏室的温度0-10℃之间，故选项A正确，但不符合题意；洗澡水的温度约40℃，80℃温度太高，故选项B错误，符合题意；通常情况下正常人感觉较舒适的气温大约为25℃，故选项C正确，但不符合题意；
D、人的正常体温约为37℃，故选项D正确，但不符合题意；
考点：温度
点评：本解决本题的关键是熟悉生活中常见温度大小，是基础题．
2．B
【解析】
试题分析：放入80℃的热水中，发现塑料袋 ( http: / / www.21cnjy.com )鼓起，说明是在较高的温度下，酒精汽化变成的气体，所以鼓起来；拿出塑料袋，过一会儿塑料袋又瘪了，是在放出热量，温度降低的情况下，液化，又变成了液体，所以又瘪了，故为先汽化后液化。
故选B。
考点：汽化和液化现象。
点评：是道基础题，关键要搞清楚每一种物态变化过程是由什么状态转变成的什么状态。
3．C
【解析】A．雾凇是凝华现象 B．冰山是凝固现象C．露珠是液化现象 D．白雪是凝华现象。所以选C。
4．C
【解析】分析：要解答本题需掌握：酒精极易蒸发，蒸发吸热．
解答：解：在25℃的房间里，一位同学 ( http: / / www.21cnjy.com )把插在酒精中的温度计取出，因为温度计液泡上有酒精，酒精蒸发吸热，所以温度计先下降，酒精蒸发完以后示数会上升到和房间的温度相同．故ABD错误．
故选C．
5．B
【解析】A中游泳上岸后身上的水蒸发吸热而不是熔化。B中冰块熔化为水吸热使饮料降温，C中的干冰变为气体二氧化碳属于升华吸热，D中水蒸发吸热。
【考点】物态变化
6．D
【解析】
试题分析：固态的干冰吸收热量直接变成气 ( http: / / www.21cnjy.com )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“白雾”.所以两句话都没有科学性错误。
考点：本题考查液化及液化现象、物理常识
点评：此题考查的是物态变化现象的判断，是一道热学的基础题．
7．D
【解析】影响蒸发快慢的因素是温 ( http: / / www.21cnjy.com )度、表面积、表面空气流动速度，依次判断能加快蒸发的是D（用电吹风把头发吹干提高了温度和表面空气流动速度）其他几个选项都是减慢蒸发的
8．A
【解析】A、B、“白气”是驱蚊液先汽化，后液化产生的．故A正确，B错误．
C、蚊香器工作时是将电能转化为内能．故C错误．
D、房间里清香四溢是分子运动的结果，属于扩散现象．故D错误．
故选A．
9．熔化，吸收，液化
【解析】
试题分析：六种物态变化中，熔化、汽化、 ( http: / / www.21cnjy.com )升华是吸热的．凝固、液化、凝华是放热的．冰化成水，是液态变成固态，属于熔化现象，物体熔化是吸热的．杯外壁出现一层水珠是空气遇冷凝结成的，这是气态变成液态，属于液化现象．
考点：本题考查熔化与熔化吸热特点、液化及液化现象
点评：解决本题的关键是会判断物态变化现象，是一道热学的基础题．
【答案】（1）、压缩空气做功，机械能转化为 ( http: / / www.21cnjy.com )内能，空气的内能增加，温度升高。（2）、瓶内的酒精吸收热量汽化成酒精蒸气。（3）、酒精蒸气冲开瓶塞做功，内能转化为机械能，瓶内的气体内能减少，温度降低。（4）、酒精蒸气放热液化成小滴的液态酒精，形成白雾。
【解析】
试题分析：（1）、压缩空气做 ( http: / / www.21cnjy.com )功，机械能转化为内能，空气的内能增加，温度升高。（2）、瓶内的酒精吸收热量汽化成酒精蒸气。（3）、酒精蒸气冲开瓶塞做功，内能转化为机械能，瓶内的气体内能减少，温度降低。（4）、酒精蒸气放热液化成小滴的液态酒精，形成白雾。
考点：改变内能的两种方式：做功和热传递，蒸发，液化。
11．（1）B (2)液体的热胀冷缩 （3）a ：7，把温度计拿出读数 b：98 不变
【解析】（1）体温计的量程在35℃～4 ( http: / / www.21cnjy.com )2℃，家用寒暑表的量程是-30°C～50°C，水银温度计的量程为-10℃～110℃，酒精温度计的量程为-80℃～50℃．而标准大气压下水的沸点是100℃，所以应选择水银温度计．
故答案为：B．
（2）a、从表格中数据可知，从第5分钟 ( http: / / www.21cnjy.com )水开始沸腾，在沸腾过程中温度应保持不变．而在第7分钟水的温度偏低，所以第7分钟的数据明显有错误，原因是读数时不准确，导致错误．
故答案为：7；读数错误．
b、由表中的数据可知水的沸点是：98℃，水沸腾时，气泡在上升过程中体积变大，这时候继续对水加热，温度不变．
故答案为：98；不变．
12．（1）水中产生大量气泡，上升变大，到水面破裂（1分）；
（2）图像正确（1分）；吸热，温度不变（1分）；
( http: / / www.21cnjy.com )
（3）优势；既可以研究水沸腾的规律，还可 ( http: / / www.21cnjy.com )以研究液化放热的知识（1分）（或既能研究汽化吸热又能研究液化放热）（或可以研究物态变化过程中伴随能量的变化）（或把水蒸汽带走的能量收集起来再利用，节能）。
不足：左侧试管上方有胶塞，水沸腾后可能使水上方的气压增大，沸点升高，用相同的热源给相同质量、初温的水加热，等待水沸腾时间过长，费燃料。
【解析】(1)水沸腾的现象就是水中有大量的气 ( http: / / www.21cnjy.com )泡产生；（2）将数据在坐标中描点、连线即可得到温度与时间关系的图像；由图像可知，最后是一段平等于时间轴的直线，说明沸腾过程中吸热，但温度不变；（3）很明显它是想研究汽化吸热与液化放热的规律，装置的优点是既能研究吸热，又能研究放热；缺点是水的沸腾时间长，费燃料。
13．鸡蛋所受的重力大于浮力（或鸡蛋的密度大于水的密度）；
锅内的水蒸气在锅盖内壁遇冷，液化形成的小水滴；
鸡蛋表面的水汽化（或蒸发）．
【解析】
试题分析：（1）现象：鸡蛋放入锅中会沉入水底；说明：鸡蛋所受到浮力小于重力（或鸡蛋的密度大于水的密度）；
（2）现象：锅盖内壁布满了小水珠儿；说明：水蒸气遇到较冷的锅盖，液化形成的小水滴；
（3）现象：鸡蛋表面的水在一段时间后会变干；说明：从热水中刚捞出的鸡蛋，蛋壳表面的水会蒸发；
考点：物体的浮沉条件及其应用；汽化及汽化吸热的特点；液化及液化现象
点评：该题通过生活中的各种现象考查了 ( http: / / www.21cnjy.com )学生对浮沉条件和物态变化的理解情况．需要结合相关的物理知识大胆进行分析，要学以致用，是中学物理的重要目标之一．
14．（1）0.2 （2）8.4 （3）60
【解析】分析：冰水混合物的温度是0℃， ( http: / / www.21cnjy.com )一个标准气压下沸水温度是100℃．此温度计上用20（24厘米-4厘米）表示，即1厘米表示5℃，每上升1度，液柱伸长0.2厘米。再根据L=4+0.2t计算即可
解：（1）水银柱4厘米时的温度是0℃，24厘米时的温度是100℃．所以外界温度每升高10C时，玻璃管内的水银伸长=；
（2）当室温为220C时，水银柱的长度为L=4+0.2×22=8.4cm
(3) 水银柱的长度为16cm时，16=4+0.2t,解得t=600C
故答案为（1）0.2 （2）8.4 （3）60
15．①锅内气体的压强最大可达2.44×105Pa．
②锅内的最高温度可达140℃．
【解析】
试题分析：（1）根据限压阀质量求出其重力 ( http: / / www.21cnjy.com )，此时重力即为压力，利用限压阀出气口横截面积求出此时压强，再加上大气压的值即为锅内气体能达到的最大压强．
（2）先求出锅内压强增加量，再根据每增加3.6×103Pa水的沸点就相应的增加1℃求出水的沸点增加量，进而得出锅内的最高温度．
解：①锅内最大压强为：
P=P0+=1×105Pa+=2.44×105Pa．
②锅内压强增加了：
△P=P﹣P0=2.44×105Pa﹣1×105Pa=1.44×105Pa，
水的沸点增高：
△t==40℃，
所以，锅内温度最高可达：t=100℃+40℃=140℃．
考点：压强的大小及其计算；沸点及沸点与气压的关系
点评：此题涉及到大气压的综合应用， ( http: / / www.21cnjy.com )重力的计算，压强大小及其计算的等知识点，是一道物理综合题目，要求学生要具备一定的学科综合能力，计算时还要注意统一使用国际单位制单位．
16． ( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】
试题分析：知道水在沸腾过程中温度保持 ( http: / / www.21cnjy.com )不变，此时的温度就是水的沸点。因此，根据表格中提供的数据，在图中找到位置，描点连线，形成水沸腾图像。如图：
考点：探究水的沸腾实验。
点评：本题考察水沸腾实验，水沸腾时，继续吸收热量，但是温度保持不变。
17．如图所示
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】
试题分析：平面镜成像作图主要是利用对称 ( http: / / www.21cnjy.com )法，但和数学不完全相同，因为平面镜成的是虚像，所以像A’B’应用虚线表示，作对称时作镜面的垂线相当于辅助线，也是虚线。在光学作图中，只有实际光和光学元件用实线。水沸腾时气泡上升逐渐变大，水沸腾前气泡上升逐渐变小。
考点：平面镜成像作图，水沸腾气泡的变化
18．（1）如图1所示 （2）如图2所示 （3）如图3所示 （4）如图4所示
INCLUDEPICTURE "http:///quiz/images/201302/29/6d3030a0.png" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http:///quiz/images/201212/78/18794cb9.png" \* MERGEFORMATINET ( http: / / www.21cnjy.com )
图1 图2 图3 图4
【解析】
试题分析：（1）由于在光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，故点光源A照到室外的范围如下图所示．
（2）在空气中法线的另一侧作出反射光线，注意反射角等于入射角；
在水中法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角，如图所示：
（3）根据平面镜成像的规律作图.
（4）根据读数直接标数字.
考点：光直线传播的应用 光的折射和光的反射光路图 平面镜成像 温度计读数.
