第十三章 温度与物态变化 课件-2025-2026学年沪科版九年级物理上册

该初中物理课件围绕“温度与物态变化”主题，系统涵盖温度测量、熔化与凝固、汽化与液化、升华与凝华等核心知识点，通过“双手对温水感觉不同”实验导入温度概念，以问题链衔接各物态变化规律，构建从现象观察到原理探究的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，如冰与石蜡熔化对比实验、水沸腾实验等培养科学探究能力，通过晶体与非晶体、蒸发与沸腾的对比分析发展科学思维，结合全球变暖、坎儿井等实例渗透科学态度与责任。学生能深化物理观念，教师可高效开展探究式教学。

第十三章　温度与物态变化 第一节 测量：温度 问题1：观察图片，描述实验中“双手对温水感觉不同”这一矛盾现象。 问题2：这一现象直接说明了什么？它促使 我们引入哪一个物理量来客观、准确地描述 物体的冷热程度？ 先将左手放入冷水、右手放入热水，一段时间后同时放入温水，左手感觉温水“热”，右手感觉温水“冷” 说明人的感觉是主观的、不可靠的。 引入了温度这个物理量。 第一节 测量：温度 1.为准确表示物体的冷热程度，人们引入了温度 2.一般用字母 t 表示 3.通常情况下，越热的物体温度越高，越冷的物体则温度越低。 4.摄氏温度是这样规定的：将 1 个标准大气压下纯净的冰水混合物的温度定为 0℃，水沸腾时的温度定为 100℃。把 0 ～ 100℃之间划分为 100 等份，每一等份就是 1℃。 第一节 测量：温度 问题3：为了测量温度，我们发明了温度计。实验室常用温度计是根据什么原理制成的？ 问题4：请指出图中测量液体温度时可能存在的错误，并说明正确做法及原因。 液体的热胀冷缩 玻璃泡接触容器侧壁和底 将温度计拿出液体读数 超过温度计的量程 第一节 测量：温度 问题5：红外测温枪测量体温时“不需要接触人体”，它的工作原理是什么？与液体温度计相比，它在当前情境下有什么优势和潜在局限性？ 原理：接收人体辐射的红外线能量，通过传感器将其转化为温度读数。所有物体都在辐射红外线，强度与温度有关。 优势：非接触、快速、避免交叉感染。 潜在局限：测量结果易受距离、角度、环境温度及物体表面发射率影响；通常测量的是表面温度，而非核心温度。 第一节 测量：温度 1.为准确表示物体的冷热程度，人们引入了温度 2.摄氏度（℃）是人们常用的温度单位 3.人的体温约为 37℃，读作“37 摄氏度” 4.实验室和家庭中常用的液体温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的，温度计内的液体多为煤油、酒精或汞等物质。 5.温度计使用规则：被测物体的温度不能超过温度计的量程。不能接触容器壁或容器的底部，待温度计内液柱的液面稳定时再读数，不能将温度计从液体中拿出来读数，读数时视线要与温度计内液柱的液面相平 课后作业 1. 请完成“用常见温度计测量温度”的实验报告（在实验报告中通常应 包含实验目的、实验器材、实验原理与设计、实验步骤、实验结论和交流讨论等内容）。 2. 以下温度中，最接近 25℃的是（　 　）。 A. 冰水混合物的温度 B. 健康成年人的体温 C. 让人感觉舒适的室内温度 D. 1 个标准大气压下，水沸腾时的温度 3. -20℃应读作 ___________________ 或 ___________________。 C 负 20 摄氏度 零下 20 摄氏度 课后作业 4. 在用酒精灯给水加热的过程中，若用温度计测水的温度时，温度计的 玻璃泡接触容器底，则测量值比实际值 _________，其原因是_____________。 5. 如图 13—10 所示，体温计的测量范围是 ________________，它的示数 为 ______℃。若用这支未甩过的体温计依次去测量温度为 37℃和 39℃的两个人的体温，则测量结果分别为 ______℃和 ______℃。同学们可先找一支体温计试一试，然后回答问题。 偏大 玻璃泡接触容器底后，测量的是容器底的温度，而非水的温度 35℃ ～ 42℃ 38.5 38.5 39 课后作业 6. 如图 13—11 所示，用液体温度计测量温度的四种操作中哪个是正确的？请说明理由。 7. 一天中的气温在不断变化，人们根据气温高低来增减衣物。请使用温 度计测量一天中几个时刻的温度，看看一天中的气温是如何变化的。 (d) 温度计玻璃泡完全浸入被测液体，不接触容器底和壁，读数时视线与液柱上表面相平，操作规范 第二节 熔化与凝固 问题1：回顾实验：实验中如何判断冰（晶体）和石蜡（非晶体）已经开始熔化？它们在熔化过程中温度随时间变化的特点有何根本不同？ 判断熔化开始：固体开始变软，出现液态物质（冰化成水，石蜡变软流动）。 根本不同：冰（晶体）熔化时温度保持不变；石蜡（非晶体）熔化时温度持续上升。 第二节 熔化与凝固 问题2：图中AB、BC、CD段分别代表什么过程？BC段虽然持续加热，但温度不变，热量去了哪里？ AB段：固态，吸热升温； BC段：固液共存态，熔化过程，吸热但温度不变（熔点）； CD段：液态，吸热升温。 热量去向：在BC段，吸收的热量主要用于克服分子间的引力，使分子结构从有序的固态排列转变为无序的液态排列，增加分子势能，而非增加分子平均动能（表现为温度不变）。 第二节 熔化与凝固 问题3：什么是熔点？为什么说“晶体有熔点，非晶体没有熔点”？表中哪种金属最容易熔化？哪种最难熔化？这在实际生产中有何指导意义？ 熔点：晶体熔化时的温度。晶体分子排列规则，熔化需在特定温度下破坏其空间点阵，故有固定熔点； 非晶体分子排列无序，软化过程温度连续变化，故无固定熔点。 表中之最：锡（232℃）易熔，可用于焊接；钨（3410℃）难熔，适合作灯丝。 第二节 熔化与凝固 问题4：北方地窖放一桶水是利用了什么物态变化和什么吸放热规律？请详细解释其工作原理。 利用规律：利用了水的凝固现象，以及凝固过程会放热的规律。 工作原理：当夜间地窖温度降至0℃以下时，桶中的水开始凝固成冰。在凝固过程中，水向地窖环境释放热量，从而减缓了地窖内温度的下降速度，使温度维持在冰点附近，避免了蔬菜冻伤。 第二节 熔化与凝固 问题5：冰在0℃时一定会熔化吗？水在0℃时一定会凝固吗？需要满足什么条件？ 问题6：在“探究冰熔化”实验中，如果加热过程中不小心让烧杯内的水温超过了0℃，但试管内的冰还没有完全熔化，此时冰的温度是多少？为什么？ 不一定。 需要达到熔点/凝固点并继续吸热/放热。0℃的冰如果不吸热，会保持固态；0℃的水如果不放热，会保持液态。0℃是冰水共存的状态。 冰的温度仍然是0℃。因为冰水混合物的温度会保持在熔点0℃，直到冰全部熔化。烧杯内水温超过0℃，只是为冰的熔化提供了更快的热传递条件，但冰本身在熔化过程中温度不变。 第二节 熔化与凝固 1.像冰化为水那样，物质从固态变为液态的过程称为熔化 2.自然界中有些固体（类似冰），在熔化过程中尽管外界不断加热，其温 度仍保持不变，这类固体有确定的熔化温度，称为晶体 3.有些固体（类似石蜡），在熔化过程中只要外界不断加热，其温度就能不断上升，这类固体没有确定的熔化温度，称为非晶体 4.物理学中将晶体熔化时的温度叫做熔点 5.像水结成冰那样，物质从液态变为固态的过程称为凝固 6.晶体形成有确定的温度，这个温度叫凝固点 7.同一种晶体的熔点和凝固点是相同的。非晶体既没有熔点，也没有凝固点。 课后作业 1. 将盛有锡块的坩埚放在电炉上加热，请从下列关于锡熔化过程的描述 中，选择合理的选项并说明理由。 A. 不断吸热，温度不断上升 B. 不断放热，温度不断上升 C. 不断吸热，温度保持不变 D. 不断放热，温度保持不变 2. 用铜块浇铸铜像的过程中会发生哪些物态变化？ 3. 根据表 13—1 列出的几种物质的熔点，选择下列说法中正确的选项并说 明理由。 A. 白炽灯的灯丝用钨制成，永远不会熔化 B. 纯金掉在铁水里不会熔化 C. 汞温度计在 -40℃时无法使用 D. 在 -265℃时氧是液态的 C 熔化：铜块在高温下由固态变为液态铜水。 凝固：液态铜水注入模具后冷却，由液态变为固态铜像 C 汞的熔点为 -39℃，在 -40℃ 时汞会凝固成固态，温度计无法工作 课后作业 4. 图 13—20 是某种固态物质加热时， 温度随时间变化的曲线。由图可知，该物 质 是 ________（ 选 填“ 晶 体 ” 或“ 非 晶 体 ”）， 它 的 熔 点 是 ________℃。 它 在 熔 化过程中要 ________（ 选 填“ 吸 热 ” 或 “放热”）。 5. 超市里为了维持海鲜的新鲜，一般会在海鲜周围铺一些碎冰。为什么 使用碎冰能有效保鲜呢？ 6. 夏天吃冰棍，有时舌头会被黏住，请你分析原因。 晶体 80℃ 吸热 冰是晶体，在熔化过程中会不断吸热，但温度保持在 0℃不变 舌头上的唾液温度迅速降低，达到凝固点，发生凝固现象，由液态变成固态的冰，这层冰将舌头和冰棍 “粘” 在了一起，所以会感觉舌头被黏住 第三节 探究：汽化与液化 问题1：实验装置中，为什么要在烧杯上加一个带孔 的盖子？为什么温度计玻璃泡不能接触烧杯底或壁？ 加盖：减少热量散失，缩短加热时间；同时便于观察盖子内表面液化形成的小水滴。 不接触：防止测量到的是容器（其温度可能与水温不同）的温度，导致测量不准确。 第三节 探究：汽化与液化 问题2：实验数据图像中，沸腾前温度随时间如何变化？ 沸腾时温度如何变化？这个不变的温度叫什么？实验中 如何判断水已经沸腾？ 沸腾前：水温持续上升。 沸腾时：水温保持不变。这个温度叫沸点。 判断沸腾：有大量气泡从杯底和侧壁产生，上升、变大，到水面破裂，内部和表面同时发生剧烈汽化。 第三节 探究：汽化与液化 问题3：实验结束后，移开酒精灯，水不会立即停止 沸腾，为什么？这个现象说明了什么？ 原因：石棉网（或陶土网）和烧杯底温度仍高于水的沸点，可以继续为水提供热量。 说明：沸腾需要持续吸热。 精细化回顾核心实验：每一个操作细节都对应一个物理原因，培养学生严谨的实验思维。明确沸腾的现象特征和温度特征。 第三节 探究：汽化与液化 问题4：蒸发和沸腾是汽化的两种方式。请从发生部位、温度条件、剧烈程度三个方面比较它们的异同。 相同点：都是液态变气态，都是吸热过程。 不同点： 1.部位：蒸发只在液体表面；沸腾在内部和表面同时发生。 2.温度：蒸发在任何温度下；沸腾在沸点下。 3.剧烈程度：蒸发是缓慢的、平静的；沸腾是剧烈的。 第三节 探究：汽化与液化 问题5：游泳后上岸感觉冷，和发烧时用温水擦拭身体降温，原理相同吗？请用汽化知识解释。 原理相同，都是利用了蒸发吸热。 游泳后皮肤上的水蒸发，吸收人体热量；温水擦拭身体，水分蒸发带走体表热量。 第三节 探究：汽化与液化 问题6：这些现象都是液化形成的。但它们形成时，水蒸气遇到的“冷”物体分别是什么？“白气”和“雾”是小水滴，为什么我们看到的却是“气”状？ “白气”：水蒸气遇到冷空气液化。 露珠：空气中的水蒸气遇到冷的植物叶片等液化。 雾：空气中的水蒸气在夜晚地面降温时液化，悬浮在低空。 原因：液化成的小水滴非常微小，悬浮在空气中，形成“气溶胶”状态，所以我们看上去像“气”。 第三节 探究：汽化与液化 问题7：被100℃的水蒸气烫伤往往比被100℃的开水烫伤更严重，为什么？ 问题8：在高原地区，用普通锅煮不熟米饭，为什么？有什么解决办法？ 因为100℃的水蒸气液化成100℃的水时，会放出大量的热。这个额外的液化放热过程，会导致皮肤接触到更多的热量，烫伤更严重。 原因：高原大气压低，水的沸点降低（可能只有90℃左右），水温达不到使米饭熟透所需的温度。 解决办法：使用高压锅。高压锅通过密闭提高锅内气压，使水的沸点升高（可达120℃以上），从而实现高温烹饪。 第三节 探究：汽化与液化 1.像水变成水蒸气那样，物质从液态变为气态的过程称为汽化 2.汽化有蒸发和沸腾两种形式。 3.沸腾是在一定温度下液体的内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。 4.水在沸腾过程中，虽然继续吸热，但它的温度保持不变，这个温度叫做沸点 5.在日常生活中，除了沸腾属于汽化现象，还有一种只在液体表面发生的汽化现象，这种现象叫做蒸发 6.液体的蒸发随时都在发生。液体温度越高、表面积越大、表面空气流动越快，其蒸发就越快；反之，蒸发越慢。 7.像水蒸气变成水那样，物质从气态变为液态的过程称为液化 课后作业 1. 请完成“探究水在沸腾前后温度变化的特点”的实验报告，报告中需在坐标纸上画出实验数据图像，陈述如何通过实验数据及图像得出实验结论等。 2. 清晨，草叶上常挂有晶莹的露珠，在阳光照射下这些露珠又会慢慢消 失。这是为什么？ 露珠的形成：清晨气温较低，空气中的水蒸气遇冷液化，凝结成小水珠附着在草叶上，形成露珠。 露珠的消失：阳光照射下，露珠吸收热量，发生汽化（蒸发），由液态水变为水蒸气，消散在空气中 课后作业 3. 在制药时为了从溶液中提取抗生素，要用加热的方法使溶液沸腾而除 去水分，但抗生素不能在超过 80℃的温度下提取，应采用的方法是（　　）。 A. 用微火加热使其沸腾 B. 缩短加热沸腾的时间 C. 降低容器内的气压，使水的沸点低于 80℃ D. 增加容器内的气压，使水的沸点低于 80℃ C 课后作业 4. 游泳时，在水里不觉得冷，上了岸觉得冷。这是为什么？ 5. 为了探究水的沸腾，科学小组进行了相关实验： （1）安装实验装置时，应按照 ______（选填“自下而上”或“自上而下”） 的顺序进行。如图 13-28 所示，此时温度计的示数 是 ______。 （2）加热时，杯底有“气泡”形成，上升到水面 破裂，有“白雾”冒出，“白雾”是水蒸气 ______（选 填“汽化”或“液化”）形成的。由实验可知，水沸腾 过程中不断吸热，温度 ______（选填“升高”“降低” 或“保持不变”）。 （3）实验结束后，移开酒精灯，发现烧杯内的 水没有立即停止沸腾，可能的原因是：___________________。 自下而上 74℃ 液化 保持不变 石棉网和烧杯底部的温度仍然高于水的沸点，水可以继续从它们那里吸收热量 课后作业 6. 请你用表格的方式对比呈现蒸发与沸腾的相同与不同之处。 课后作业 7. 坎儿井是一种特殊的引水工程，主要分布在我国新疆。坎儿井由竖井、 明渠、涝坝（蓄水池）和地下的暗渠等结构组成（图 13—29）。请查阅资料，分析坎儿井采取地下输水涉及了哪些物态变化，有什么好处。 水在地下暗渠中流动时，温度较低，蒸发（汽化）速度大大减慢。 空气中的水蒸气遇到温度较低的暗渠内壁，可能会发生液化，凝结成小水珠，补充到水中。 减少蒸发、保持水温、自流灌溉 第四节 升华与凝华 问题1：在碘的升华实验中，给密封玻璃管加热，观察到什么现象？这属于什么物态变化？需要吸热还是放热？ 问题2：停止加热并冷却后，玻璃管内壁出现什么？ 这属于什么物态变化？发生在玻璃管的哪一端？为什么？ 现象：固态碘消失，管内充满紫色碘蒸气。 物态变化：升华（固态→气态）。吸热。 现象：出现紫黑色碘颗粒（晶体）。 物态变化：凝华（气态→固态）。 位置：发生在温度较低的玻璃管上端/远离加热端。 原因：碘蒸气在上升过程中遇到冷的玻璃壁，放热凝华成固体。 第四节 升华与凝华 问题3：请各举两个生活中升华和凝华的现象实例。 问题4：“霜前冷，雪后寒”这句谚语蕴含了什么物理道理？（用物态变化吸放热解释） 升华：樟脑丸变小、用干冰进行人工降雨或舞台造雾、冬天冻干的衣服变干。 凝华：霜、雾凇、冬天窗玻璃上的冰花（在室内温暖一侧形成的是液化，在室外极冷一侧形成的是凝华）。 “霜前冷”：下霜是凝华过程，需要气温足够低（0℃以下），水蒸气才能直接凝华成霜，所以霜形成前夜气温一定很低。 “雪后寒”：雪熔化是吸热过程，会吸收周围环境的热量，导致气温降低。 第四节 升华与凝华 问题5：请画出物质三态（固、液、气）之间相互转化的六种物态变化名称，并标出每个过程是吸热还是放热。 第四节 升华与凝华 问题6：全球变暖导致冰川（固态）加速减少，主要涉及哪些物态变化？这些过程对全球热量平衡有何影响？ 涉及变化：熔化（固态冰→液态水）和升华（固态冰→水蒸气）。 热量影响：无论是熔化还是升华，都是吸热过程。但全球变暖的主要矛盾不在于此，而在于温室气体增多导致地球向外辐射的热量更多地被保留在大气层内（类似“盖被子”），破坏了原有的辐射平衡，使地球系统储存的总热量增加，这才是冰川融化的根本驱动力。 第四节 升华与凝华 问题7：从物态变化和能量转化的角度，谈谈你对“碳达峰、碳中和”这一国家战略的理解。（提示：燃烧化石燃料产生CO2，同时伴随什么能量转化和转移？） 物理角度理解：化石燃料燃烧是化学能转化为内能的过程，同时释放大量温室气体（如CO2）。温室气体会影响地球系统的热辐射和热传递过程，加剧全球变暖。 “碳中和”旨在通过植树造林（吸收CO2）、发展新能源（减少化石燃料燃烧）等方式，从能量来源和物质循环两个层面，减弱人类活动对地球热平衡系统的干扰，本质上是一个调控地球系统能量流动与物质循环的宏大物理-化学-生态工程。 第四节 升华与凝华 1.物理学中将物质从固态直接变为气态的过程称为升华(吸热过程) 2.像霜的形成那样，物质从气态直接变为固态的过程称为凝华(放热过程) 课后作业 1. 下列现象分别是什么物态变化过程？ （1）从冰柜中取出冰棍，常会看到冰棍冒“白气”； （2）冬天，能看到呼出的“白气”； （3）冬天，室外冰冻的衣服变干了； （4）寒冷冬夜，玻璃上常会结层冰花； （5）屋顶瓦上结了一层霜； （6）早晨有浓雾； （7）滴在玻璃表面的水消失了。 液化 液化 升华 凝华 凝华 液化 汽化 课后作业 2. 人工降雨常通过飞机在空中喷洒干冰来实现。干冰在空气中迅速吸热 ________，从固态直接变为气态，使周围温度急剧下降，空气中的水蒸气遇冷________ 成小冰晶，冰晶逐渐变大而下落，下落过程中熔化成水滴，水滴降落就形成了雨。（均选填物态变化的名称） 3. 夏季的清晨，河面上飘着淡淡的白雾（图 13—40）。请从物理学的角度解释产生这种现象的原因。 升华 凝华 夏季清晨气温较低，河面上的水蒸气遇冷液化成小水珠，这些小水珠悬浮在空气中，就形成了我们看到的白雾 课后作业 4. 在 1 个标准大气压下，小华将冰块放于空易拉罐中并加入适量的盐，用筷子搅拌大约 30 s。用温度计测量罐中冰与盐水混合物的温度，可看到其示数低于 0℃，这时观察易拉罐的下部和底部，就会发现有白霜生成。这是因为盐使冰的熔点（　　）。 A. 低于 0℃，白霜生成是凝华现象 B. 高于 0℃，白霜生成是凝华现象 C. 低于 0℃，白霜生成是凝固现象 D. 高于 0℃，白霜生成是凝固现象 A 课后作业 5. 我国某地冰雕展中有很多精美的冰雕作品。该地的气温一直持续在-10℃以下，可是冰雕作品却一天天变小，在此过程中发生了哪种物态变化？ 6. 冬季，南方教室的窗玻璃表面会出现“水汽”，北方教室的窗玻璃表面 会结“白霜”。“水汽”和“白霜”会出现在窗玻璃的哪一面呢？为什么？ 冰雕作品在气温持续 - 10℃以下的环境中一天天变小，是因为冰直接由固态变为气态，发生了升华现象 南方教室的 “水汽”：出现在窗玻璃的内表面。 原因：南方冬季室内外温差相对较小，室内温度较高的水蒸气遇到温度较低的玻璃，液化成小水珠附着在玻璃内侧。 北方教室的 “白霜”：出现在窗玻璃的内表面。 原因：北方冬季室内外温差很大，室内温度较高的水蒸气遇到温度极低的玻璃，直接凝华成小冰晶附着在玻璃内侧。 本章练习 1. 民间有“下雪不冷，化雪冷”的说法，请从物理学视角解释此说法是 否合理。 2. 如图 13-47 所示，画作中的美景蕴含了丰富的物态变化。下列分析正 确的是（　　）。 A. 图（a）中湖面上的冰层是升华形成的 B. 图（b）中荷叶上的露珠是凝固形成的 C. 图（c）中山林间的薄雾是液化形成的 D. 图（d）中枝头上的雾凇是熔化形成的 下雪：雪是由空气中的水蒸气直接凝华形成的，凝华过程会放出热量，使周围环境温度不会过低，所以感觉不冷。 化雪：雪融化时需要从周围环境中吸收大量的热量，导致空气温度显著下降，所以会感觉更冷。 C 本章练习 3. 生活处处有物理，留心观察皆学问。下列表述是对生活中一些现象的解 释，其中正确的是（　　）。 A. 洗澡时房间会有“白气”，这些“白气”是水蒸气 B. 用酒精擦手很凉爽，因为酒精蒸发要吸热 C. 开袋的樟脑丸会逐渐消失，因为樟脑丸蒸发了 D. 舞台上淡淡薄雾是二氧化碳气体 B 本章练习 4. 下列物态变化中属于放热现象的是（　　）。 ① 初春，冰封的湖面解冻 ② 盛夏，旷野里雾的形成 ③ 深秋，路边的小草上结出一层霜 ④ 严冬，冰冻的衣服逐渐变干 A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④ B 本章练习 5. 图 13—48 是某物质在熔化时温度随时间变化的图像，下列从图像中获 得的信息中错误的是（　　）。 A. 这种物质是晶体，其熔点为 50℃ B. 在 AB 段物质处于固液共存状态 C. 在 AB 段物质不吸收热量，温度不变 D. 第 8 min 后物质处于液态 C 本章练习 6. 对于小手术的麻醉，医生常用一种沸点为 13.1℃的液态氯乙烷，把施行 手术的地方“冻结”起来，这是利用了液态氯乙烷 ________（选填物态变化的名称）会 ________（选填“吸”或“放”）热的原理。 7. 如图 13-49 所示，甲是体温计，乙是实验室用温度计。请简要说出它 们在构造和使用上的不同点。 汽化 吸 体温计（甲）有缩口、量程 35℃～42℃、分度值 0.1℃，使用前需甩动，可离开人体读数；实验室温度计（乙）无缩口、量程更宽、分度值 1℃，不能甩动，不可离开被测物体读数。 本章练习 8. 某同学在探究“水在沸腾前后温度变化的特点”的实验中，安装烧杯和温度计时，应先确定两者中 __________ 的位置。实验过程中，某时刻温度计的示数如图 13-50（a）所示，为 _______℃。图 13-50（b）是水的温度随时间变化的关系图像，分析图像可知：水在沸腾过程中温度 __________。 烧杯 96 保持不变 $