内容正文:
第4讲 物态变化
目录
知识梳理
核心素养实验
湖北真题精选
课标要求
1. 1.1 能描述固态、液态和气态三种物态的基本特征,并列举自然界和日常生活中不同物态的物质及其应用。
1. 1.2 了解液体温度计的工作原理。会用常见温度计测量温度。能说出生活环境中常见的温度值,尝试对环境温度问题发表自己的见解。
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1.1.3 经历物态变化的实验探究过程,知道物质的熔点、凝固点和沸点,了解物态变化过程中的吸热和放热现象。能运用物态变化知识说明自然界和生活中的有关现象。
1. 1.4 能运用物态变化知识,说明自然界中的水循环现象。了解我国和当地的水资源状况,有节约用水和保护环境的意识。
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知识梳理
NO.1
温度与温度计
1. 温度
物理学中通常用温度来表示物体的 冷热程度 。
2. 摄氏温度
(1)单位: 摄氏度 ,符号 ℃ 。
(2)规定:把在标准大气压下 冰水混合物 的温度定为0摄氏度, 沸水 的温度定为100摄氏度。
冷热程度
摄氏度
℃
冰水混合物
沸
水
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3. 温度计及其使用
(1)原理:常用的温度计是根据液体 热胀冷缩 的性质制成的。
(2)温度计的使用
正确使用温度计要做到“六会”。
①会选:先估计被测量物体的 温度 ,再选择量程合适的温度计。
②会认:使用前应认清温度计的 量程 和 分度值 。
③会拿:拿温度计时,要拿温度计的上部,不能用手触及温度计的玻璃泡。
热胀冷缩
温度
量程
分度值
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④会放:玻璃泡全部浸入被测的液体中,不要接触 容器底 或 容器壁 ,否则会影响测量值的准确性。
⑤会读:待温度计示数稳定后再读数,读数时玻璃泡要留在被测液体中,视线要与温度计中的 液面 相平。
⑥会记:测量结果由 数字 和 单位 组成。
容器底
容器
壁
液面
数字
单位
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【知识链接】 玻璃体温计
(1)作用:测量人体的温度。
(2)使用及读数方法:体温计的量程通常为 35~42 ℃ ,分度值为 0.1 ℃,读数时要把它从腋下或口腔中取出,每次使用前,都要将水银甩下去。
如图所示体温计的读数为 37.5 ℃。
35~42 ℃
0.1
37.5
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物态变化
1. 物态变化
随着温度的变化,物质会在 固态 、 液态 、 气态 三种状态之间变化。物质各种状态间的变化叫作物态变化。
固态
液态
气态
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2. 熔化与凝固
(1)熔化:物质从 固态 变为 液态 的过程。熔化时要 吸热 。
(2)凝固:物质从 液态 变为 固态 的过程。凝固时要 放热 。
固态
液态
吸热
液态
固态
放热
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(3)熔点与凝固点
①晶体:有些固体在熔化时尽管被不断加热,温度却保持不变,有固定的熔化温度,如冰、海波、水晶、各种金属等。
②非晶体:有些固体在熔化时,只要不断吸热,温度就会不断升高,没有固定的熔化温度,如石蜡、松香、玻璃、沥青等。
③熔点:晶体熔化时的温度。
④凝固点:液体凝固形成晶体时的温度。同一种物质的凝固点和它的熔点相同。
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【知识链接】 晶体和非晶体的图像
晶体 非晶体
熔化 图像
性质 AB段为 固 态,吸热升温;BC段为 固液共 态,吸热温度不变;CD段为 态,吸热升温 吸热熔化,温度 ,
不断升高固定熔点
固
固液共存
液
不断升高
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晶体 非晶体
凝固 图像
凝固 性质 AB段为 无 态,放热降温;BC段为 液 态,放热温度不变;CD段为 固 态,放热降温 放热凝固,温度 不断下降 , 无固定凝固点
无
固液共存
固
不
断下降
无
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3. 汽化和液化
(1)汽化
①定义:物质从 液态 变为 气态 的过程叫作汽化。汽化时要 吸热 ,如水分蒸发、酒精挥发等。
液态
气态
吸
热
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②汽化的两种方式
a.沸腾
发生部位:沸腾是液体表面和内部同时发生的剧烈汽化现象。
沸点:液体沸腾时的温度叫作沸点。不同液体的沸点不同。液体的沸点与其上方的压强有关,压强越大,沸点 越高 。
越高
b.蒸发
定义:在 任何温度下都能发生的汽化现象。蒸发只发生在 。
影响因素: 液体的温度 、 液体表面积大小 、 液体表面上方的空气流动速度 。
任何温度
液体表面
液体的温度
液体表面积大小
液体表面上方的
空气流动速度
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(2)液化
①定义:物质从气态变成液态的过程叫作液化。液化时要放热,如“白气”、雾、露、雨的形成等。
②气体液化的两种方法: 降低温度 和 压缩体积 。
降低温度
压缩体积
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4. 升华和凝华
(1)升华
物质从 固态 直接变为 气态 的过程。升华时要 吸热 ,如樟脑片变小等。
(2)凝华
物质从 气态 直接变为 固态 的过程。凝华时要 放热 ,如霜、冰晶、冰花、雾凇的形成等。
固态
气态
吸热
气态
固态
放热
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核心素养实验
NO.2
探究固体熔化时温度的变化规律
【设计和进行实验】
1. 实验操作及注意事项
(1)为了使固体受热均匀采取的方法:①尽可能选取颗粒较小的固体;②采用水浴加热。
(2)水浴加热的优点:①使被加热固体受热均匀;②使被加热固体温度缓慢升高,便于观察温度的变化规律。
(3)试管插入水中的位置:①试管中所装固体完全浸没在水中;②试管不能接触烧杯底或烧杯壁。
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【交流与反思】
2. 烧杯口的“白气”、试管壁的水珠成因:水蒸气遇冷 液化 形成的小水珠。
3. 在0 ℃时,冰的状态:固态,或液态,或固液共存态。
4. 收集多组数据的目的: 寻找普遍规律 。
液化
寻找普遍规律
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【知识链接】 进行多次实验,收集多组实验数据的目的
(1)寻找普遍规律(探究实验);
(2)取平均值,减小误差(测量实验)。
【实验结论】
晶体 有 熔点,非晶体没有熔点。晶体熔化时要吸热,但温度 不变 ;非晶体熔化时要吸热,温度 一直升高 。
有
不
变
一直升高
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【例1】 (2025•滕州市模拟)为了探究“固体熔化时温度的变化规律”,小明同学采用如图甲所示的实验装置,试管中装有适量的冰。
(1)按照实验规范要求,小明应先固定装置A的高度,调整铁圈A确定其高度时, 需要 (填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。
需要
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(2)图乙是根据实验记录绘制的冰熔化时温度随时间变化的图像。由图像可知:冰熔化时温度变化的特点是 温度保持不变 。
(3)试管中的冰完全熔化后,若持续加热,在标准大气压下将得到图像中的DE段,这段时间内试管中的水 没有 (填“正在”或“没有”)沸腾。
温度保持不变
没有
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探究水在沸腾前后温度变化的特点
【设计和进行实验】
1. 实验器材及作用
硬纸板:减小热量损失,缩短加热时间。
2. 实验操作及注意事项
实验装置的安装顺序:自下而上,先酒精灯,后铁圈,最后温度计。
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【实验现象及数据分析】
3. 水沸腾前和沸腾时气泡的特点
4. 水的沸点判断
水的温度升高到一定程度后,温度保持不变,此时的温度就是水的沸点。
5. 利用水的沸点与气压的关系解释现象
沸点低于100 ℃的原因:当地气压 低于 标准大气压。
低于
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6. 缩短加热时间的方法
(1)减小被加热水的质量。
(2)用初温较高的水进行加热。
(3)适当加大酒精灯的火焰并用外焰加热。
(4)在烧杯口盖硬纸板。
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【实验结论】
水沸腾过程中温度、内能的变化特点:温度不变,吸收热量,内能增大。沸腾发生的部位:液体表面和内部同时发生。
【例2】 在图1所示的“观察水的沸腾”的实验中:
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(1)实验装置中除了硬纸片上没有一个小孔外,还有其他错误,请你指出实验中错误之处是 读数时视线没有与温度计液柱的液面相平 。实验装置上加硬纸片盖子的主要目的是 或缩短加热时间 ,除此之外,还可以利用哪些办法达到这个目的? 适当减少水量(或用热水、加大酒精灯的火焰) 。
读数时视线没有与温度计液柱的液面相平
或缩短加热时间
适当减少水量(或用热水、加大酒精
灯的火焰)
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(2)实验过程中主要观察水沸腾时的现象和水沸腾时的温度。如图2甲、乙所示,图乙是水沸腾时的情况。撤掉酒精灯后,水不会立刻停止沸腾,原因是 石棉网的温度高于水的沸点,水可以继续吸热 。
石棉网的温度高于水的沸点,水可以继续吸热
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(3)下表是本实验过程中不同时刻温度记录表,则该地水的沸点为 98 ℃,原因可能是当地的大气压 小于 (填“大于”“小于”或“等于”)标准大气压。
时间/min … 8 9 10 11 12 13 …
温度/℃ … 96 97 98 98 98 98 …
98
小于
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(4)图3所示的是三位同学分别作出的水的沸腾图像,其中正确的是 B (填字母)。图4是两名同学根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像。请根据图像分析,小红从给水加热到水沸腾,所用时间较长的原因是 小红所用水的初温较低 。
B
小红所用水的初温较低
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(5)水在沸腾过程中需要吸热,如果继续给沸腾的水加热,水的温度 不变 (填“升高”“降低”或“不变”)。
不
变
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【能力提升】
(6)实验中所用温度计不能选用酒精温度计,这是因为酒精的沸点 低于 (填“高于”或“低于”)100 ℃。
低
于
(7)撤去酒精灯,水停止沸腾,将水倒入烧瓶中,用橡皮塞塞住烧瓶口并将其倒置,向烧瓶底部浇冷水,如图5所示,结果发现水又重新沸腾了,这是因为烧瓶内气压减小,水的沸点会 降低 (填“升高”“降低”或“不变”)。
降低
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跨学科实践:探索厨房中的物态变化问题
【例1】 (2025•江北区校级模拟)下列关于厨房中的相关现象解释正确的是( C )
A. 手被从冷冻室拿出的冻肉“粘”住,这是升华现象
B. 冷冻室取出的冻肉表面有“白霜”,这是凝固现象
C. 掀开锅盖时,锅盖内侧有很多水珠,这是液化现象
D. 刚出锅的汤菜热气腾腾,这是汽化现象
C
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【变式训练1】 (2025•武侯区校级模拟)走进厨房进行劳动实践,是当代中学生必修的一课。小李发现厨房里涉及很多物理知识,下列说法正确的是( A )
A. 熬粥时,冒出大量的“白气”,“白气”是液体
B. 多油的汤盛出后不易凉,是因为汤能从油中吸热
C. 刚取出的冷冻虾表面有“白霜”,“白霜”的形成原理与冰相同
D. 冻排骨“解冻”过程中,排骨中的冰吸热升华成水
A
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【变式训练2】 (2025•莘县校级三模)小明帮妈妈炖牛肉时,观察到厨房中的很多现象都和物理知识有关。下列说法正确的是( D )
A. 将冰箱冷冻室取出的牛肉在室内放置一会儿,牛肉表面出现一层“白霜”,这是凝固形成的冰晶
B. 炖牛肉时锅中冒出大量的“白气”,是汽化形成的水蒸气
C. 水沸腾后牛肉块上下翻滚,说明水的温度不断升高
D. 换用高压锅煮牛肉比普通锅更软烂,原因是气压越高,沸点越高
D
第4讲 物态变化
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【例2】 (2025•蔡甸区校级模拟)周末,小京帮父母在厨房做饭,以下是他们的对话记录,其中正确的是( C )
C
A. ①煮饺子时,会看到饺子“变胖”,
是由于饺子馅中的液体液化成水蒸气
B. ②炒菜时“溅油”,是因为油的沸点
低于水的沸点,水快速汽化,体积膨胀带出热油
C. ③炒糖色时,等油温合适,倒入白糖,白糖的熔点低于油的沸点,糖在热油中熔化
D. ④锅盖周围的“热气”、雪糕周围的“冷气”都是空气中的水蒸气液化形成的小水珠
第4讲 物态变化
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【变式训练】 (2025•天山区一模)小梁在家帮妈妈煮饺子,发现厨房里涉及很多物理知识。
(1)从冰箱冷冻室取出的饺子过一会儿表面有“白霜”,这是水蒸气 凝华 形成的。煮饺子时水沸腾前用大火 能 (填“能”或“不能”)加速水沸腾,水沸腾后用大火 不能 (填“能”或“不能”)加速饺子煮熟。
(2)饺子在沸腾的水中煮时,由于饺子外皮及内部的馅料受热膨胀,体积变大,浮力 变大 ,当浮力 大于 (填“大于”“小于”或“等于”)饺子的重力时,饺子就会上浮。用筷子夹饺子时,筷子属于 费力 (填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
凝
华
能
不能
变大
大于
费力
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湖北真题精选
NO.3
第4讲 物态变化
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湖北真题精选
NO.2
物态变化的辨识及其吸放热判断
【例1】 (2024•湖北)如图是我国的传统民俗表演“打铁花”。表演者击打高温液态铁,液态铁在四散飞溅的过程中发出耀眼的光芒,最后变成固态铁。此过程中发生的物态变化是( D )
A. 升华 B. 凝华
C. 熔化 D. 凝固
D
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【变式训练】 (2023•武汉)在清晨,人们经常看到湖面上大雾逐渐散去,这是( C )
A. 升华现象 B. 凝华现象
C. 汽化现象 D. 熔化现象
C
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固体熔化、凝固时的图像理解
【例2】 (2024•武汉)某同学利用如图甲所示的实验装置探究冰熔化时温度的变化规律,得到了如图乙所示的温度随时间变化的图像。实验中要控制好烧杯中的水温。
(1)根据图乙所示的图像中 BC 段温度的变化特点可知冰是晶体,在这段时间内,物质处于 固液共存 态。
BC
固液共存
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(2)该同学继续探究加有盐的冰块熔化时温度的变化特点。他将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐,用筷子搅拌大约半分钟,易拉罐的下部和底部出现白霜,这些白霜是空气中的水蒸气 凝华 (填物态变化名称)形成的。用温度计测量罐中冰与盐水混合物的温度,可以看到混合物的温度 低于 0 ℃。
凝华
低于
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探究水沸腾前后温度变化的特点
【例3】 (2023•湖北)青藏某地区学生利用如图装置探究水沸腾时温度变化特点,观察到水中形成的大量气泡上升、变大时,温度计的示数如图且不变。他们用橡胶塞塞住瓶口,发现水中气泡先减少再增多,温度计的示数升高至85 ℃后又保持不变。撤去酒精灯,水中气泡逐渐消失。下列有关此实验的说法错误的是( A )
A
A. 实验中利用做功的方式改变水的内能
B. 气泡上升过程中所受液体压强减小
C. 此实验说明水沸腾时需要吸热,但温度不变
D. 此实验可以解释高压锅的原理
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