《熔化和凝固》教学设计-苏科版八年级物理上册

三、熔化和凝固（教学设计）

年级八年级学科物理课时数1课时教师

课题三、熔化和凝固

知道熔化和凝固的定义及条件；了解晶体与非晶体的区别，知道晶体和

物理观念

非晶体；知道熔化吸热、凝固放热。

通过实验数据绘制熔化凝固图像，分析温度随时间变化的规律。归纳晶

科学思维体熔化/凝固的特点，发展数形结合思维；对比非晶体的差异，培养归纳与对

比能力C

教学

设计”探究海波与石蜡熔化特点”的实验，规范使用实验器材。准确记录数

目标

科学探究据并绘制图像，通过图像总结晶体熔化过程的”平台期“特征。分析实验误差，

改进探究方案。

体会团队合作在实验中的重要性，养成严谨记录数据的习惯。关注熔化

科学态度

和凝固在生活中的应用，认识物理与技术的联系。形成尊重实验证据、质疑

与责任

反思的科学态度。

本节是苏科版八年级物理第四章”物态变化’的核心内容之一。学生已学习"温度'和“汽

教材化与液化“，本节以熔化和凝固为载体，深入探究物态变化的规律，为后续学习升华、凝华

分析及热力学奠定基础。同时，熔化凝固图像的分析首次系统引入物理图像法，培养科学思维

和数据处理能力，是初中物理实验探究的重要环节。

知识基础：学生已掌握温度测量、物态变化的宏观概念，但对固液相变的微观机制和

学情定量规律缺乏认知。能力水平：初步具备实验操作和记录数据的能力，但分析图像、总结

分析规律的能力较弱，易混淆“熔化与“溶解等概念。认知特点：对实验兴趣浓厚，但抽象思

维（如晶体结构）需结合直观现象理解;易忽视熔化过程的”温度平台期”等关键细节。

教学1.晶体熔化/凝固的特点；

重点2.晶体、非晶体熔化凝固图像的识别和分析。

教学1.熔化凝固图像的绘制与解读；

难点2.晶体熔化的特点和晶体熔化的的条件相关问题。

教学过程

教师活动学生活动

导△新课

【问题情境】长江是我国的第一大河。你可曾想过，这气势磅礴、奔腾万里的滔滔

巨流，其源头竟是由各拉丹冬雪山冰雪消融的点点水滴汇集而成的！

思考并回

答问题

学习新课一、熔化彳。凝固的特点

物质从固态变为液态:叫作熔化，从液态变为固态叫］乍凝是

(-)活动4.4探究熔住:、凝固的特点

【做一做】将温度传

•感器与计算机连接，设置好数1居采第管软件。如国1所示，取适

量碎冰放入试管中，插入、温度传感器探头，再将试管置二F放奉『水的烧杯中>o采集实验

数据并观察计算机屏幕上.显示的冰熔化的温度一时间图彳象，恒〕时观察冰保〕状态变化情

况。

U11

5观察实验

—现象，记录

*

kj—实验数据

.不彳

小3SI-1

db

将上述装置中的碎冰换成碾碎的石蜡，并且用酒精，b对烧杯加热，如1图所示，观察

计算机屏幕上显示的石蜡熔化的温度一时间图像，同时5外察石蜡的状态变:化情况。

【实验现象】

图甲和图乙分别为实验中获得的冰熔化时的温度一E时间图像和石蜡娓M七时的温度一

时间图像。

观察分析

数字化实

【交流与讨论】

验装置生

(1)冰和石蜡熔化时，它们的温度变化各有什么特点？

成的图像

(2)冰和石蜡在熔化过程中是否需要吸热？

【实验结论】冰在熔化过程中，温度不变，需要吸热；

石蜡在熔化过程中，温度升高，需要吸热。

(二)晶体和非晶体

1.晶体与熔点：有些固体(如冰)在熔化过程中尽管不断吸热，但温度却保持不

变，即具有固定的熔化温度，这类固体属于晶体。温度一时间图像如图所示。

例如，冰、海波、食盐、石英、蔡、各种金属等都属于晶体。

自主学习

冰水晶明矶食盐

(2)非品休

2.非晶体：还有一些固体(如石蜡)，它们在熔化过程中，只要不断吸热，温度

就会不断升高，即没有固定的熔化温度,这类固体属于非晶体，温度一时间图像如图所

示。例如，石蜡、松香、玻璃、沥青等属于非晶体。

了解晶体

(3)非晶体熔化和凝固图像：

小晶体熔化曲线午晶体凝固曲线

(三)用常规器材探究冰和石蜡的熔化

【实验器材】海波、石蜡、铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、大试管、温度计、搅

拌器、水、火柴。

【实验装置】如图所示，将海波放入内有温度计的试管中，再把试管放入盛水的烧

杯中。点燃酒精灯，经过一段时间后海波就会慢慢熔化。

温度计

搅拌器

一水

石棉网

【进行实验】(1)当温度计的示数升至40C。左右时开始计时，每隔lmin记录一

次数据，填入下表。

(2)将海波换为石蜡，找出石蜡熔化时温度的变化规律。

时间/mln01234567891011•—

了解传统

海波温度/℃303540454848484848485054•…

使用方案

石蜡温度/℃303132333435363943455057・・・・

【分析与论证】

(1)画出温度一时间图像

以方格纸上的纵轴表示温度，横轴表示时间，将表中的数据分别在两方格纸上描

点，然后再将所有的点用平滑的曲线连起来，得到海波和石蜡温度随时间变化的图像。

温度/℃

60

48

40

20

510忖间/min

海波熔化图像石蜡熔化图像

（2）分析熔化过程

①海波的熔化过程：海波吸收热量，温度逐渐上升，温度达到48C。时开始熔化。

熔化过程中继续吸热，温度保持不变；熔化完，继续吸热升温。

②石蜡的熔化过程：吸收热量温度持续上升，在此过程中.石蜡由硬变软变稀，最

后熔化为液体。

海波和石蜡在熔化前、熔化中和熔化后三个阶段温度变化的特点:

熔化前熔化中熔化后

海波吸收热量，温度升高吸收热量，温度不变吸收热量，温度升高

石蜡吸收热量，温度升高吸收热量，温度升高吸收热量，温度升高

【实验结论】①物质在熔化过程中都要吸收热量。

②不同的物质在熔亿过程中温度的变化规律不同。有的物质（如海波）

在熔化过程中虽然继续吸热，但温度保持不变；有的物质（如石蜡）在熔化

过程中先变软，后变稀，最后熔化为液体，且随着加热时间的延续温度逐渐

升高。认识晶和

非晶体熔

【例题1】小明同学在探究固体熔化的活动中，作出了如图所示的图象。

化图像的

区别

时间/min

（1）从图象可知，这种固体是_____（填"晶体”或“非晶体”），它的熔点是

（2）lmin时物质是—态、lOmin时物质是________状态，18min时物质是—

态.

【答案】晶体0C。固固液共存液

【解析】（1）从图象可知，在5~10min这段时间内，固体吸收热量，温度不变,

属于晶体，它的熔点是OC。。

（2）lmin时物质是固态，lOmin时物质是固液共存状态，18min时物质是液态.

【例题2】用图像来描述物理现象，是物理中常用的方法之一，它简单明了。从图

中读出的物理信息错误的有（）

A.甲是非晶体，熔化过程中吸热，温度逐渐升高

B.乙是晶体，熔化过程中吸热，但温度不变

练习例题

C.乙物质在B时刻是固态，C时刻是固液共存状态

D,乙物质的熔点是210C0

【答案】C

【解析】A.甲图象中，物质在熔化过程中温度不断升高，没有固定熔点，是非晶

体熔化图象，熔化过程中吸热升，A正确，不符题意；

B.乙图象中，物质在熔化过程中温度保持不变，有固定的熔点，是晶体熔化图

象.熔化过程中吸热.但温度不变,B正确.不符题意；

CD.乙图象中，物质在BC段属于熔化过程，处于固液共存态，物质在B时刻还没

有熔化，所以是固态，在C时刻刚熔化完，是液态，故C错浜，符合题意；物质在熔

化过程中温度保持210C。不变，所以熔点为210C。，D正确，不符题意。

故选C。

【例题3］下表列出了几种晶体的熔点，判断下列说法，错误的是（）

晶体熔点/C晶体熔点rc

固态氢-259固态酒精-117

固态水银-39金1064

钢1515鸨3410

A.在-268C。时，氢是固态

B.白炽灯的灯丝用鸨制成，不容易熔化

C.纯金掉入钢水中不会熔化

D.水银温度计在-40C。时不能使用

【答案】C

【解析】A.固态氢的熔点是-259C。，-268C。低于-259C。，所以在-268C。时，氢是

固态，故A正确；

B.灯丝用铝制成，是因为铐的熔点高，灯丝不容易熔化，故B正确；

C.钢的熔点是1300C。，钢水的温度等于或高于1300C0,金的熔点是1064C。，金

放在钢水中，金能达到熔点，能从钢水中吸收热量，所以金在钢水中一定熔化，故C错练习例

i天；题，巩固

D.水银的凝固点和熔点相等，所以水银的凝固点是-39C。，低于-39C。时水银是固所学

态，不能根据液体热胀冷缩原理工作，故在-40C。时不能使用，故D正确“

所以选Co

［例题4］如图所示为“探究冰和蜡熔化时温度的变化规律”的实验；

甲乙丙

(1)如图甲所示，温度计的玻璃泡要________在固体粉末中，不要碰到试管底或

试管壁；

(2)若某时刻的示数如图甲所示，则此时温度计的读数为C。；

(3)实验装置采用“水浴法”加热的好处是__________；

(4)如图乙和丙所示，是小李绘制的冰和蜡的熔化图像，则图是蜡的熔化图

像，判断的依据是__________；

(5)实验中小李发现冰熔化时间短，不便于观察熔化的现象，在不改变原来实验

装置的情况下，请写出一种延长冰熔化的方法：0

【答案】全部浸没47使被加热物质受热均匀丙在熔化过程中温

度不断升高，没有熔点增加冰的质量或者移除酒精灯直接用热水进行水浴法加热

【解析】(1)根据温度使用注意事项可知，用温度计测量固体粉末的温度，则温

度计的玻璃泡要完全浸没在固体粉末中，不要碰到试管底或试管壁。

(2)常用液体温度计是利用液体热胀冷缩的原理制成的；由图甲知，温度计的分

度值为1C。,示数为47C。。

(3)采用水浴法加热的好处是：液面以下水温相同，避免局部受热，使物质受热

均匀。

(4)蜡是非晶体。非晶体在熔化过程中温度不断升高，图丙；整个过程中温度都

在升高，没有熔点，所以是非晶体的熔化图像，则丙为蜡的熔化图像。

(5)实验中小林同学发现冰熔化时间短，不便于观察熔化时的现象，可以增加冰

的质量或者移除酒精灯直接用热水进行水浴法加热，来延长加热时间。

学习新课二、熔化、凝固的应用

(-)熔化和凝固应用实例

1.冷冻保鲜食品、冷敷：如图所示，超市用冰来冷冻保鲜食品，病人受伤部位可

以用冰袋来冷敷。都是利用了冰熔化时吸热的特点。

联系实

糖塑、制成玻璃制品：熔化的麦芽糖被手工艺人塑造成千姿百态的造型，工厂

2.际，了解

将玻璃加热到熔融状态，然后用它制作各种玻璃制品。

熔化和凝

固的实际

应用

3.饮料加冰块：夏天我们要喝冰凉的饮料，往往会在饮料中加上一些冰块，并不

是直接加冷水。这是因为冰块的温度更低，冰块熔化成水的过程中要吸收热量，从而使

饮料的温度下降的更多。

4.菜窖里放水：北方的冬天气温低，在菜窖里放几桶水利用水凝固时放热，使菜

窖内温度不致于太低，菜不致于冻坏。

(-)熔化和凝固对生产和生活造成的不利影响

1.熔化的不利影响：俗话讲"下雪不冷化雪冷”，其中的“化雪冷”就包含了熔

化吸热的道理。化雪是熔化过程，从周围的空气吸热，导致空气温度降低，人们感到寒

冷.

要多穿衣服防止感冒；北方草原下雪融化时使气温降得很低，会把羔羊给冻死，要

联系实

•散好防寒工作。

际，了解

熔化和凝

固的不利

影响

2.凝固的不利影响：北方的冬天，汽车发动机的散热器里的水在夜晚的时候凝

固，容易胀破散热器等。解决办法：要加防冻液。

钢厂里浇铸钢锭，钢铁熔液凝固放热，容易烫人或使机械受损，解决办法是：工人

穿厚衣服或用水来冷却。

（三）生活・物理•社会——我国古代的冶炼技术

冶炼技术反映了社会生产力的水平。我国古代的冶炼技术曾走在世界的前列。

早在商周时期，我们的祖先就已经熟练掌握了青铜铸造技术。他们通过控制铜、

锡、铅等金属的比例，熔炼成各种性能的青铜合金，铸成各种农具、兵器、乐器和祭礼

Rl8f^To

春秋战国时期，我国发明了生铁冶炼技术，这比欧洲要早约2000年。生铁是在1

150-1300C。的高温下冶炼出来的，质地比较硬且可铸性强。生铁冶炼技术的进步推

动了铁质农具的广泛应用，出现了铁犁牛耕的生产方式，推动了生产力的发展和井田制

的解体，促进了农业、手工业、土木建筑业的迅速发展。

随着生铁冶炼技术的发展，各种炼钢技术也应运而生。例如，在南北朝时期普遍使

用的灌钢法，它利用“生铁碳高、熟铁碳低”的特点，将生铁和熟铁按比例混合熔炼以阅读教

改变碳含量，从而生产出硬度高、性能好的钢。这项技术的发明为世界冶炼技术的发展材，自主

作出了贡献。学习

［例题5］冬天雨雪过后，停在户外的汽车的前窗玻璃上常会结有一层冰.要想除

去这些冰，下列做法中不可采用的是（）

A,喷洒盐溶液B,用硬的纸质物体直接清除

C.启动车子，打升热风，吹车前窗玻

D.将少量沸水洒在车前窗玻璃上

【答案】C

【解析】A、喷洒盐溶液，可以降低冰的熔点（水的凝固点），从而达到熔化的目

的.故A做法可采用；

B、用硬的纸质物体直接清除可以除去一些冰或雪，故B做法可采用；

C、启动车子，打开热风，吹车前窗玻璃可使冰吸热熔化，达到除冰目的，C做法

可采用；

D、将少量沸水洒在车前窗玻璃，因水的温度很高，会使冰和玻璃迅速吸热，因膨

张会引起对物体的破坏，且热水流下后，表面的水分会迅速降温，又重新凝固，故D做

法不可采用.

故选D。

［例题6］如图所示为一种夏季使用的汽车冰凉座垫，它通过生物冰快速激发成型

技术研制而成。座垫内物质通常情况下为固态，人坐上去时，座垫内物质就会慢慢转变练习例题

为液态，但温度保持不变，此过程可持续数小时，人坐在上面会感觉凉爽。下列有关分

析错误的是（）

A.座垫内物质是晶体

B.座垫内物质熔点高于人体温度

C.人坐上去时座垫内物质吸收热量

D.人坐上去时座垫内物质发生了熔化现象

【答案】B

【解析】A.座垫内物质就会慢慢转变为液态，但温度保持不变,是晶体熔化的特

征，所以座垫内物质是晶体，故A正确；

B.坐垫内物质能从人身体吸热熔化，说明人体温度高于该物质的熔点，即座垫内

物质熔点低于人体温度,故B错误；

C.熔化过程需要吸热，是坐垫内的物质从人的身体吸热，故C正确；

D.人坐上坐垫，坐垫内的物质从固态变为液态，是熔化过程，故D正确“

故选Bo

练习例题

1.如图所示，小鹏在收到的快递海鲜包装中发现装有冰袋，冰袋在海鲜运输中所起到的

作用是（A）

A,熔化吸热B,凝固放热C.汽化吸热D.升华吸热

2.如图所示是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不正确

的是（C）

课

堂

练

习

A.这种物质是晶体，其熔点为48C。B.在BC段物质处于固液共存状态

C.在BC段物质K吸收热量，温度不变D.第lOmin后物质处于液态

3.根据表中的数据，下列说法正确的是（D）

熔点/y（标准大气压）

固态酒精-117铅328

固态水银-39铜1083

冰0铁1535

A•-11OC。的酒精是固态B.不可以将铜块放到铁制容器中熔化

C.放在OC。的房间中的水会凝固结冰D.在-20C。的地区，能用水银温度计测气温

4.（2023•北京・中考真题）将某种金属制成的勺放入15C。的水中，金属勺没有熔化；将

该金属勺放入45C。的水中，发现金属勺逐渐熔化。该金属的熔点可能是（B）

A.10C°B.30C°C.50C°D.60C°

5."三星堆遗址”的再发掘为研究中华文明“多元一体”起源提供了有力实证，在发掘

过程中，考古队员首次使用3D打印技术制造了如图所示的铜尊保护睢胶对其进行保护，3D

打印技术就是在高能激光的作用下，硅胶粉会』L（选填"吸收”或“放出”）热量熔

化（填物态变化名称，下同）成液态，然后凝固成型。

6.如图是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。

(1)甲图中的器材安装顺序是自下而上(选填“自上而下”或“自下而上”)；

(2)图乙是根据实验数据描绘出的海波温度随时间变化的图像。海波熔化过程对应图

线中的BC(填“AE"或"BC")段；

(3)由图像乙可知，海波熔化过程的特点是：继续吸热，温度保持不变(选填"升

高”"降低”或"保持不变”)，因此海波是晶体(选填“晶体”或“非晶体")。

三、熔化和凝固

一、熔化和凝固的特点

1.熔化：物质从固态变为液态叫作熔化，从液态变为固态叫作凝固。

2.晶体：在熔化过程中尽管不断吸热，但温度却保持不变，即具有固定的熔化温度，

这类固体属于晶体。温度

如：冰、海波、食盐、石英、蔡、各种金属等都属于晶体。

板

(2)晶体熔化图像：AJ

书

(3)晶体熔化特点：晶体熔化吸热，温度