5 跨学科实践：地球上的水循环（导学案）物理教科版2024八年级上册

该初中物理导学案以“地球上的水循环”为核心，围绕水的三态变化及水循环环节展开，通过自主预习（水的三态存在形式、变化原因）和实验模拟（如模拟雨的形成），衔接物态变化基础知识与自然现象解释，搭建从理论到实践的学习支架。 资料突出跨学科实践特色，结合实验探究（模拟雨形成）、小组讨论分析云雨雪等现象的物态变化，培养科学探究能力，通过淡水资源数据和节水行动设计，渗透科学态度与责任，典例与练习题强化物理观念和科学思维，助力学生用物理知识解决实际问题。

5 跨学科实践：地球上的水循环 导学案 1.进一步认识自然界和日常生活中水的多种状态的变化。 2.能用物态和物态变化的知识解释身边发生的一些简单的物理现象。 1.理解地球上水循环的主要环节及各环节对应的物态变化； 2.用物态变化知识解释云、雨、雾、露、霜、雪、冰雹的形成原因； 3.认识淡水资源的稀缺性，树立节水与保护水资源的意识。（重点） 4.区分不同自然现象对应的物态变化类型，理解“凝华”与“液化”的差异； 5.解读水循环示意图，理清“海上内循环”“陆地内循环”的关联，理解跨学科知识在水循环中的作用； 6.结合数据分析水资源危机，将“节水意识”转化为实际行动。（难点） 【自主预习】 （1） 水在自然界有各种形态：云、雾、雨、露、霜、雪、冰、水蒸气等，也就是水在自然界同时以 、 和 存在。 （2）水在自然界不断经历着三种状态的循环变化，促使水的三态变化的原因是 。 （3）水的三态变化图 一、多姿多态的水 1．认识水的三种状态：冰是　 　_ 态，除了冰还有　 　、雪、雹、窗花、雾凇等；水是　 　　态，除了水还有雨、　 _、雾、哈出的白气、烧开水时水壶冒出的白气等；水蒸气是　 　态，我们是看不到的。 地点 水的形态 来源 江、河、湖、海 雨水 雪、霜、冰雹 自来水 空气中的湿度 2．水很容易从一种状态　 　为另一种状态。 3．河川、湖泊、沼泽等地表水约为3.6×1013m3。河川水主要来源于__ ____，是淡水资源的重要来源。大气中，气态的水储量约 1.29×1013m3，是形成雨、雪、雹等___ __的来源。地球上每年的降水量约2.377 6×1014m3。__ __是植物体的组成成分之一，植物体的含水量一般为60%~80%，沙漠中仙人掌的含水量能达到90%。 【典例1】如图所示，是模拟大自然中雨的形成的实验装置图。 (1)组装实验装置时，要根据 （酒精灯及其火焰/烧瓶）高度，先固定好 （铁夹/铁圈），然后再依次固定好其他器材； (2)点燃酒精灯给烧杯中的水加热，当水沸腾时，往瓶口的上方倾斜放置一金属盘，一段时间后，观察到金属盘的底部出现小水珠，这是因为水蒸气而发生了 （填物态变化名称）； (3)若要使实验效果更加明显，可以在金属盘内盛放适量的 （冰块/热水）； (4)实验时，握金属盘的手明显感觉到金属盘的温度 （升高/降低），说明 。 探究点二 地球上的水循环 仔细阅读P121图5-5-5，结合自己的生活经验，小组间讨论、交流后回答下列问题： 1．在___ ____有液态的水；在___ ___有固态的水；在___ ____有气态的水。 2．水在__ ___条件下会从一种物态转化为另一种物态，导致这些变化的因素是__ __。 3．云的生消演变是___ _____和___ _____运动的体现。云的类型是大气稳定性的反映。根据云底高度，云被分为高云、中云和低云。从形态来看，云被分为团状的积云、片状的层云和纤维状的卷云。来自云层的降水，是维持生命活动的重要水源之一。 问题二：你知道雾、露、霜、冰雹、雪、云、雨自然现象是怎么形成的？ 1.雾和露：白天气温高，空气中含有大量的水蒸气，当夜晚温度下降，水蒸气___ _成小水滴，一部分附着在大气粉尘上形成雾，一部分附着在花草树叶上形成露。 2.霜：白天气温高，空气中含有大量的水蒸气，夜晚，气温急剧降到0℃以下时，地面附近的水蒸气遇到地面上冷的物体，__ __为冰花附在物体上，这就是霜。 3.冰雹：高空厚重的云层中，由于温度低于0℃，小水滴不断___ __成冰块，冰块逐渐变大下落，下落过程中没有熔化完降落到地面上，这就是雹。 4.雪：由于白天气温高，空气中形成大量的水蒸气，当水蒸气上升到很冷的高空时，高空水蒸气___ __成六角形的冰花，冰花降集在一起，形成雪片或者雪团降落下来，这就是雪。 5.云：白天气温高，地表水大量___ __成水蒸气，当水蒸气上升到冷的高空以后，一部分___ _____成小水滴，一部分___ _____成小冰晶，天空中的云就是由大量的小水滴和小冰晶组成的。 6.雨：高空中的水蒸气不断__ ______成水，云越聚越厚，就要开始下落，在下落过程中随着温度升高，云中的小冰晶也____ ___成小水滴，与云中原有的小水滴一起降落到地面上，这就是雨。 【典例2】阅读下列短文，回答问题。 (1)如图所示是大自然中水循环现象的示意图。在水循环的过程中，江河湖海、土壤、植物中的水，通过 变成水蒸气，升入天空，水蒸气在高空遇冷时有的 成小水珠，有的 成小冰晶，形成千姿百态的云。云中的小水滴凝结到一定程度后，降落到地面，这就是雨，云中的小冰晶聚集到一定程度后，降落到地面，这就是雪。冰山上的积雪 直接变成水蒸气，升入天空。积雪 后变成水，汇入江河，流入大海； (2)深秋清晨的河面上经常出现“白气”，这是河面上水蒸气的 （填物态变化名称）现象，北方的冬天， （选填“室内”或“室外”）的窗玻璃上出现“冰花”，“冰花”是水蒸气发生了 （填物态变化名称）形成的。 探究三 保护水资源 1．水是宝贵的资源。地球上的淡水只占总水量的__ ___，大部分淡水分布在极地冰川与雪盖、高山冰川和永久冻土层中，不便于人类直接利用，因此水资源是十分珍贵的。 2．人类的活动在大量消耗水资源的同时，还造成了__ __，加剧了__ __危机。水资源危机不仅关系到人类的可持续发展，而且关系到人类的生存。大自然已向我们敲响了警钟！ 3．请结合自己生活中用水的途径，举出力所能及的节水方法：__ __、_ _等。 【典例3】目前，世界上有20多亿人口面临淡水危机，有关部门呼吁市民要节约用水。下列做法与节约用水无关的是（      ） A．家庭淘米水用来浇花 B．大力开发利用地下水，解决饮水问题 C．使用节水水龙头 D．农业采用喷灌、滴灌方法给农作物浇水 课堂小结： 1．关于水资源，下列说法正确的是（　　） A．华安县城自来水水源是地表水，与地下水相比较，水硬度相对偏高 B．地球上的淡水只占总水量的2.7%，而可供人类使用的淡水只有全部淡水的25% C．华安有九龙江北溪从北至南纵贯全境，不会出现水资源危机 D．因为地球上的水循环，所以水资源“取之不尽、用之不竭” 2．水是生命的乳汁、经济的命脉，是自然界奉献给人类的宝贵资源。下列关于地球上的水循环和水资源认识正确的是（　　） A．水循环造就了雪山和湖泊 B．水循环按照固态液态气态的固定顺序循环进行 C．地球上的淡水大约占地球总水量的97%，淡水资源丰富 D．大量开采地下水，对环境不会造成损害，可以解决部分地区饮水问题 3 . 如图所示，地球上的水在不停地循环着：阳光晒暖了海洋，水变成水蒸气升到空中。形成暖湿气流，暖湿气流遇到冷空气后，水蒸气变成了小水滴，形成雨降落到地面。以下说法中正确的是（   ） A．水变成水蒸气是汽化现象，要吸收热量 B．水蒸气变成小水滴是液化过程，要吸收热量 C．图中云的主要组成是水蒸气 D．图中的循环过程说明水的总量是不变的，我们没有必要节约用水 4、科学家预言：“水不久将成为一个深刻的社会危机.”这是因为（    ） A．地球上水很少，不能满足人类的需要 B．土地沙漠化，使空气中水蒸气不断减少 C．由于表面气温的作用，水会被不断蒸发掉 D．淡水资源不充足，分布又很不均匀，而且人类活动使水不断地受到污染 5、关于水循环的认识，下列说法中正确的是（　　） A．“霜前冷雪后寒”说明霜和雪的形成都是吸热过程 B．自然界的水循环过程中，只有热量的吸收没有热量的放出 C．自然界的水在循环过程中总量基本不变，因此不需要节约用水 D．自然界的云、雨、雪、雾、霜等现象，都是水的物态发生变化形成的 6.与往届奥运会使用液化天然气和丙烷等气体作为火炬燃料有所不同，2022北京冬奥会首次使用了氢能作为火炬燃料，实现了奥林匹克精神与“绿色”“环保”的进一步结合。氢能燃烧时只产生水，不会产生二氧化碳，从而减少了对全球变暖和水资源的影响，节水是每个公民义不容辞的职责，请你结合生活和课本知识提两条节水建议： 、 。 1．今天我学到了哪些探究方法？ 2．我学到了哪些知识？ 3．我还存在的疑惑是什么？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 5 跨学科实践：地球上的水循环 导学案 1.进一步认识自然界和日常生活中水的多种状态的变化。 2.能用物态和物态变化的知识解释身边发生的一些简单的物理现象。 1.理解地球上水循环的主要环节及各环节对应的物态变化； 2.用物态变化知识解释云、雨、雾、露、霜、雪、冰雹的形成原因； 3.认识淡水资源的稀缺性，树立节水与保护水资源的意识。（重点） 4.区分不同自然现象对应的物态变化类型，理解“凝华”与“液化”的差异； 5.解读水循环示意图，理清“海上内循环”“陆地内循环”的关联，理解跨学科知识在水循环中的作用； 6.结合数据分析水资源危机，将“节水意识”转化为实际行动。（难点） 【自主预习】 （1） 水在自然界有各种形态：云、雾、雨、露、霜、雪、冰、水蒸气等，也就是水在自然界同时以液态、固态和气态存在。 （2）水在自然界不断经历着三种状态的循环变化，促使水的三态变化的原因是温度的变化。 （3）水的三态变化图 一、多姿多态的水 1．认识水的三种状态：冰是　固　_ 态，除了冰还有　霜　、雪、雹、窗花、雾凇等；水是　液　　态，除了水还有雨、　露_、雾、哈出的白气、烧开水时水壶冒出的白气等；水蒸气是　气　态，我们是看不到的。 地点 水的形态 来源 江、河、湖、海 液态 高原冰川、山上泉水、雨雪、地下水补给 雨水 液态 天空中的云 雪、霜、冰雹 固态 降水 自来水 液态 地表水（如河流、湖泊）或地下水 空气中的湿度 气态 空气中含有的水蒸气 2．水很容易从一种状态　转化　为另一种状态。 3．河川、湖泊、沼泽等地表水约为3.6×1013m3。河川水主要来源于__大气降水____，是淡水资源的重要来源。大气中，气态的水储量约 1.29×1013m3，是形成雨、雪、雹等___降水__的来源。地球上每年的降水量约2.377 6×1014m3。__水__是植物体的组成成分之一，植物体的含水量一般为60%~80%，沙漠中仙人掌的含水量能达到90%。 【典例1】如图所示，是模拟大自然中雨的形成的实验装置图。 (1)组装实验装置时，要根据 （酒精灯及其火焰/烧瓶）高度，先固定好 （铁夹/铁圈），然后再依次固定好其他器材； (2)点燃酒精灯给烧杯中的水加热，当水沸腾时，往瓶口的上方倾斜放置一金属盘，一段时间后，观察到金属盘的底部出现小水珠，这是因为水蒸气而发生了 （填物态变化名称）； (3)若要使实验效果更加明显，可以在金属盘内盛放适量的 （冰块/热水）； (4)实验时，握金属盘的手明显感觉到金属盘的温度 （升高/降低），说明 。 【答案】(1) 酒精灯及其火焰 铁圈 (2)液化 (3)冰块 (4) 升高 见解析 【详解】（1）[1][2]组装实验装置时，为确保使用酒精灯的外焰加热，要根据酒精灯及其火焰高度，先固定好铁圈的高度，然后再按照自下而上的顺序依次固定好其它器材。 （2）点燃酒精灯给烧杯中的水加热，当水沸腾时，往瓶口的上方倾斜放置一金属盘，一段时间后，观察到金属盘的底部出现小水珠，这是烧瓶口冒出的水蒸气由于遇冷而发生了液化现象。 （3）要使实验效果更加明显，则需要金属盘的温度变低，可加入冰块。此时冰块熔化吸热，使金属盘变冷，可使实验效果更加明显。 （4）[1][2]实验时，握金属盘的手明显感觉到金属盘的温度升高，说明水蒸气在盘底液化时，需要放热。 探究点二 地球上的水循环 仔细阅读P121图5-5-5，结合自己的生活经验，小组间讨论、交流后回答下列问题： 1．在___海洋、河流、地下____有液态的水；在___寒冷冬天、两极___有固态的水；在___空中____有气态的水。 2．水在__温度升高或降低___条件下会从一种物态转化为另一种物态，导致这些变化的因素是__温度__。 3．云的生消演变是___水汽_____和___大气_____运动的体现。云的类型是大气稳定性的反映。根据云底高度，云被分为高云、中云和低云。从形态来看，云被分为团状的积云、片状的层云和纤维状的卷云。来自云层的降水，是维持生命活动的重要水源之一。 问题二：你知道雾、露、霜、冰雹、雪、云、雨自然现象是怎么形成的？ 1.雾和露：白天气温高，空气中含有大量的水蒸气，当夜晚温度下降，水蒸气___液化_成小水滴，一部分附着在大气粉尘上形成雾，一部分附着在花草树叶上形成露。 2.霜：白天气温高，空气中含有大量的水蒸气，夜晚，气温急剧降到0℃以下时，地面附近的水蒸气遇到地面上冷的物体，__凝固__为冰花附在物体上，这就是霜。 3.冰雹：高空厚重的云层中，由于温度低于0℃，小水滴不断___凝固__成冰块，冰块逐渐变大下落，下落过程中没有熔化完降落到地面上，这就是雹。 4.雪：由于白天气温高，空气中形成大量的水蒸气，当水蒸气上升到很冷的高空时，高空水蒸气___凝华__成六角形的冰花，冰花降集在一起，形成雪片或者雪团降落下来，这就是雪。 5.云：白天气温高，地表水大量___汽化__成水蒸气，当水蒸气上升到冷的高空以后，一部分___液化_____成小水滴，一部分___凝华_____成小冰晶，天空中的云就是由大量的小水滴和小冰晶组成的。 6.雨：高空中的水蒸气不断__液化______成水，云越聚越厚，就要开始下落，在下落过程中随着温度升高，云中的小冰晶也_____熔化___成小水滴，与云中原有的小水滴一起降落到地面上，这就是雨。 【典例2】阅读下列短文，回答问题。 (1)如图所示是大自然中水循环现象的示意图。在水循环的过程中，江河湖海、土壤、植物中的水，通过 变成水蒸气，升入天空，水蒸气在高空遇冷时有的 成小水珠，有的 成小冰晶，形成千姿百态的云。云中的小水滴凝结到一定程度后，降落到地面，这就是雨，云中的小冰晶聚集到一定程度后，降落到地面，这就是雪。冰山上的积雪 直接变成水蒸气，升入天空。积雪 后变成水，汇入江河，流入大海； (2)深秋清晨的河面上经常出现“白气”，这是河面上水蒸气的 （填物态变化名称）现象，北方的冬天， （选填“室内”或“室外”）的窗玻璃上出现“冰花”，“冰花”是水蒸气发生了 （填物态变化名称）形成的。 【答案】(1) 汽化 液化 凝华 升华 熔化 (2) 液化 室内 凝华 【详解】（1）[1]水变成水蒸气，物质由液态变为气态，是汽化。 [2][3]水蒸气在高空遇冷变成小水珠，物质由气态变为液态，是液化现象；有的变成小冰晶，物质由气态变为固态，是凝华。 [4]冰山上的积雪直接变成水蒸气，物质由固态变为气态，是升华。 [5]积雪变成水，物质由固态变为液态，是熔化。 （2）[1]白气是液体，是水蒸气液化形成的小水珠。 [2][3]冬天，室内温度高，室内的水蒸气遇冷玻璃，凝华成小冰晶，附着在玻璃上。 探究三 保护水资源 1．水是宝贵的资源。地球上的淡水只占总水量的__2.78%___，大部分淡水分布在极地冰川与雪盖、高山冰川和永久冻土层中，不便于人类直接利用，因此水资源是十分珍贵的。 2．人类的活动在大量消耗水资源的同时，还造成了__水污染__，加剧了__水资源__危机。水资源危机不仅关系到人类的可持续发展，而且关系到人类的生存。大自然已向我们敲响了警钟！ 3．请结合自己生活中用水的途径，举出力所能及的节水方法：__做到循环用水__、_随时关掉水龙头_等。 【典例3】目前，世界上有20多亿人口面临淡水危机，有关部门呼吁市民要节约用水。下列做法与节约用水无关的是（      ） A．家庭淘米水用来浇花 B．大力开发利用地下水，解决饮水问题 C．使用节水水龙头 D．农业采用喷灌、滴灌方法给农作物浇水 【答案】B 【详解】A．淘米水用来浇花可以节约用水，故A不符合题意； B．开发利用地下水是开发水资源的一个方面，与节约用水无关，故B符合题意； C．使用节水龙头可以节约用水，故C不符合题意； D．用喷灌或滴灌方法给农作物浇水可以节约用水，故D不符合题意。 故选 B。 课堂小结： 1．关于水资源，下列说法正确的是（　　） A．华安县城自来水水源是地表水，与地下水相比较，水硬度相对偏高 B．地球上的淡水只占总水量的2.7%，而可供人类使用的淡水只有全部淡水的25% C．华安有九龙江北溪从北至南纵贯全境，不会出现水资源危机 D．因为地球上的水循环，所以水资源“取之不尽、用之不竭” 【答案】B 【详解】A．华安县城自来水水源是地下水，与地表水相比较，水硬度相对偏低，故A错误； B．地球上的淡水只占总水量的2.7%，其中近70%是固体冰川，目前被人类大量利用的淡水资源主要是河流水、淡水湖泊水，以及浅层地下水，可供人类使用的淡水只有全部淡水的25%，故B正确； C．华安淡水资源总量多，但如果不节约用水仍然会出现水资源危机，故C错误； D．水是一种有限的宝贵资源，必须保护水资源，水资源并不是“取之不尽用之不竭”，所以我们必须保护水资源，故D错误； 故选B。 2．水是生命的乳汁、经济的命脉，是自然界奉献给人类的宝贵资源。下列关于地球上的水循环和水资源认识正确的是（　　） A．水循环造就了雪山和湖泊 B．水循环按照固态液态气态的固定顺序循环进行 C．地球上的淡水大约占地球总水量的97%，淡水资源丰富 D．大量开采地下水，对环境不会造成损害，可以解决部分地区饮水问题 【答案】A 【详解】A．水循环的过程伴随着水的物态变化过程，包括熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华等物态变化，造就了雪山和湖泊，故A正确； B．水循环在海洋、陆地和天空等不同领域以固态、液态或气态形式存在。但不是按照固态液态气态的固定顺序循环进行，故B错误； C．目前人类利用的淡水资源，主要是江河湖泊水和浅层地下水，仅占全球淡水总量的，故C错误； D．大量开采地下水，可以解决部分地区饮水问题，但对环境会造成损害，故D错误。 故选A。 3 . 如图所示，地球上的水在不停地循环着：阳光晒暖了海洋，水变成水蒸气升到空中。形成暖湿气流，暖湿气流遇到冷空气后，水蒸气变成了小水滴，形成雨降落到地面。以下说法中正确的是（   ） A．水变成水蒸气是汽化现象，要吸收热量 B．水蒸气变成小水滴是液化过程，要吸收热量 C．图中云的主要组成是水蒸气 D．图中的循环过程说明水的总量是不变的，我们没有必要节约用水 【答案】A 【详解】A．液态水变成气态水蒸气是汽化现象，汽化需要吸热，故A正确； B．水蒸气变成小水滴是液化过程，液化会放出热量，故B错误； C．图中云的主要组成是水蒸气变成的小水滴，故C错误； D．虽然地球上有丰富的海洋水，但是能供人们日常生活和生产使用的淡水却很短缺，所以必须节约用水，故D错误。 故选A。 4、科学家预言：“水不久将成为一个深刻的社会危机.”这是因为（    ） A．地球上水很少，不能满足人类的需要 B．土地沙漠化，使空气中水蒸气不断减少 C．由于表面气温的作用，水会被不断蒸发掉 D．淡水资源不充足，分布又很不均匀，而且人类活动使水不断地受到污染 【答案】D 【详解】A．地球上水很少，但是合理使用能满足人类的需要．故A错误； B．土地沙漠化，使空气中水蒸气不断减少与水危机没有因果关系．故B错误； C．由于地球表面气温的作用，水会被不断蒸发掉是自然现象，与题干没有因果关系．故C错误； D．淡水资源不充足，分布又很不均匀，而且人类活动使水不断地受到污染是将来水资源危机的原因．故D正确； 5、关于水循环的认识，下列说法中正确的是（　　） A．“霜前冷雪后寒”说明霜和雪的形成都是吸热过程 B．自然界的水循环过程中，只有热量的吸收没有热量的放出 C．自然界的水在循环过程中总量基本不变，因此不需要节约用水 D．自然界的云、雨、雪、雾、霜等现象，都是水的物态发生变化形成的 【答案】D 【详解】A．霜和雪都是水蒸气凝华形成，只有温度足够低时水蒸气才能凝华，所以霜前冷；下雪后，雪发生熔化需要吸热，所以雪后寒。但二者的凝华过程都是放热的，故A错误； B．水循环过程中，发生了多种物态变化，有热量的吸收或放出，凝固过程、液化过程、凝华过程都要放出热量。故B错误； C．自然界的水在不停地循环，总量也基本不变，但是淡水资源缺乏，因此我们应该节约用水，故C错误； D．雾和云都是水蒸气在空气中遇冷液化成为小水珠，这些小水珠悬浮在空气中，在地面附近称为雾，在高空处则称为云，因此雾和云都是水蒸气的液化现象。雪和霜都是空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶，因此雪和霜都是水蒸气的凝华现象。雨是水蒸气液化成小水滴或冰晶熔化成的小水滴落到地面成为雨。所以自然界中的云、雨、雪、雾、霜等现象，都是水的物态发生变化形成的，故D正确。 故选D。 6.与往届奥运会使用液化天然气和丙烷等气体作为火炬燃料有所不同，2022北京冬奥会首次使用了氢能作为火炬燃料，实现了奥林匹克精神与“绿色”“环保”的进一步结合。氢能燃烧时只产生水，不会产生二氧化碳，从而减少了对全球变暖和水资源的影响，节水是每个公民义不容辞的职责，请你结合生活和课本知识提两条节水建议： 、 。 【答案】 每次用水后立即关闭水龙头 一水多用，例如把洗米的水用来浇花 【详解】[1][2]随着社会的发展，人类生活水平的提高，生活用水的不断增加，另一方面，淡水资源污染日益严重，所以节约用水是缓解水资源匮乏的主要措施。节水方法比较多，如：每次用水后立即关闭水龙头；提倡一水多用，例如利用洗衣水冲厕所，把洗米的水用来浇花等。 1．今天我学到了哪些探究方法？ 2．我学到了哪些知识？ 3．我还存在的疑惑是什么？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $