第4节 升华和凝华-人教版八年级《物理》上册表格式教学设计

PAGE1第4节升华和凝华（教学设计）年级八年级学科物理课时数1课时教师飞哥物理课题第4节升华和凝华教学目标物理观念理解升华和凝华的概念及其物理过程。科学思维能够识别和分析物质在升华和凝华过程中的能量变化。科学探究通过实验观察，掌握升华和凝华现象的证据，学会记录和分析实验数据。科学态度与责任培养对自然界中物质状态变化的好奇心和探索精神，认识到物理现象在日常生活中的重要性。教材分析本节课主要围绕升华和凝华这两个物理概念展开。教材首先引入了升华的概念，即物质从固态直接变为气态的过程，不经过液态阶段。通过实例，如干冰在常温下直接变为二氧化碳气体，帮助学生理解升华现象。接着，教材详细解释了凝华的概念，即物质从气态直接变为固态的过程，同样不经过液态。通过霜、冰花的形成等自然现象，引导学生认识到凝华现象在日常生活中的应用。在教学过程中，教师应充分利用实验资源，通过实验演示升华和凝华现象，让学生直观感受到物质状态的变化。同时，鼓励学生动手进行实验，培养他们的实验观察能力和数据分析能力。在科学探究环节，教师可以设计一系列问题，引导学生深入思考升华和凝华过程中的能量变化，培养他们的科学思维能力。此外，本节课还应注重培养学生的科学态度和责任感。通过讨论升华和凝华现象在日常生活中的应用，激发学生对自然界的好奇心和探索精神。同时，引导学生认识到物理现象与日常生活的紧密联系，培养他们的科学素养和责任意识。学情分析八年级学生已经具备了一定的物理基础知识，对物质的三态变化有了初步的了解。然而，升华和凝华作为物质状态变化中的特殊现象，对于部分学生来说可能较为抽象。因此，在教学过程中，教师需要采用生动形象的实验演示和实例讲解，帮助学生理解升华和凝华的概念及其物理过程。同时，考虑到学生的个体差异，教师应设计不同层次的问题和活动，以满足不同学生的学习需求。通过小组合作、实验探究等方式，激发学生的学习兴趣，提高他们的科学探究能力和团队协作能力。在教学过程中，还应注重培养学生的科学态度和责任感，引导他们认识到物理现象在日常生活中的重要性，培养他们的科学素养和责任意识。教学重点1.准确理解升华和凝华的物理定义及其发生的条件。2.升华和凝华过程中能量的转移和变化。教学难点1.区别升华、熔化和汽化等物理过程的异同。2.实验观察中如何准确记录和分析升华和凝华现象的数据，理解其背后的物理原理。教学器材干冰、碘粒、烧杯、酒精灯、铁架台、试管、温度计、计时器等。在教学过程中，干冰用于演示升华现象，碘粒则用于凝华现象的演示。烧杯、酒精灯等器材用于加热和观察物质状态的变化，温度计和计时器则用于准确记录实验过程中的温度和时间数据，以便后续的数据分析。这些教学器材的准备将有助于学生直观地观察到升华和凝华现象，提高他们的实验观察能力和数据分析能力。干冰、酒精灯、烧杯、试管、温度计、铁架台、石棉网等。教学过程教师活动学生活动导入新课【教师活动】多媒体展示冬天窗户上的冰花、树枝上的雾凇、用久了的灯泡内壁变黑、衣柜里变小的樟脑丸等图片。【提问引导】同学们，看到这些奇妙的现象，大家有没有想过它们是怎么形成的呢？它们和我们之前学过的熔化、凝固、汽化、液化这些物态变化一样吗？今天，我们就一起来探究这些有趣的现象背后隐藏的物理奥秘——升华和凝华。学生观看图片，学习兴趣浓厚思考冰花、雾凇、灯泡变黑、樟脑丸消失的原因学习新课一、升华和凝华的概念1.碘的升华和凝华实验【实验准备】向学生展示实验器材，包括碘升华凝华管（密封有碘颗粒）、热水、冷水、烧杯。提问：“如果给碘加热，大家猜想一下碘会发生怎样的变化？会先变成液态再变成气态吗？”让学生进行大胆猜想和假设。【实验操作】将碘升华凝华管放入热水中，提醒学生仔细观察管内现象。可以看到固态的碘逐渐减少，紫色的碘蒸气充满了管子，并没有液态碘出现。接着，将碘升华凝华管从热水中取出，放入冷水中，再次引导学生观察，发现紫色碘蒸气逐渐消失，固态碘又重新出现在管壁上。【分析总结】引导学生分析实验现象，得出结论：加热时，碘从固态直接变成气态，这种物质从固态直接变成气态的过程叫做升华；冷却时，碘从气态直接变成固态，这种物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华。2.升华吸热和凝华放热（1）原理讲解向学生解释升华吸热和凝华放热的原理。升华过程中，分子要挣脱固态分子间的束缚变成气态，需要吸收能量，所以升华吸热；凝华时，气态分子相互靠近结合成固态，会释放能量，因此凝华放热。（2）生活实例分析通过分析干冰制冷、舞台烟雾效果、人工降雨等生活实例，让学生理解升华吸热在实际中的应用；通过分析霜形成时气温降低等现象，让学生明白凝华放热的体现。例如，讲解干冰制冷时，提问：“干冰为什么能使周围温度降低？”引导学生从升华吸热的角度思考回答。【典例1】在做“碘的升华”实验时，同学们分别采用如图所示的甲、乙两种方案对“碘锤”进行加热（常压下，碘的熔点为113.60℃，碘的沸点为184.25℃，酒精灯火焰的温度约400℃），你认为选择（填“甲”或“乙”）方案更为科学合理，确保碘不会受热（物态变化）。【答案】甲熔化【详解】[1][2]做“碘的升华”实验时，选择甲方案更为科学合理，选用该方案主要是为了控制温度，确保碘不会受热而熔化。若选乙方案，酒精灯火焰的温度约400℃，超过碘的熔点，碘会发生熔化现象。【典例2】生活处处有物理，处处留意皆学问：如图是从冰箱冷冻室里拿出的一块冻肉，过一会儿看到其表面有一层“白霜”，这是一种现象，用湿手触摸片刻会感觉手指被“黏”住了，这是因为手上的水发生（以上两空均填物态变化名称）；这两种物态变化过程中的吸放热情况是（相同/不同）的。【答案】凝华凝固相同【详解】[1]冻肉表面出现的“白霜”是空气中的水蒸气遇冷直接变成固态小冰晶的过程，属于凝华现象。这种现象常见于低温物体表面，如冬天的霜、冰箱冷冻室的结霜等。[2]湿手触摸冻肉时，手上的液态水遇冷迅速放热，由液态变成固态冰，这是凝固现象。这个过程会将手指和冻肉“黏”在一起，类似于冬天铁栏杆会黏住舌头。[3]凝华和凝固的过程，都需要放出热量。虽然一个是气态直接变固态，一个是液态变固态，但两者都是放热过程。观察教师实验，思考碘从固态到气态和从气态到固态的奇妙变化过程。知道了从固态变为气态是升华，是吸热过程。从气态变为固态是凝华，是放热过程。知道了为什么升华吸热，凝华放热思考干冰升华吸热的原因以及干冰在生活中的而应用例题练习，知道为啥碘锤采用水浴加热而不是酒精灯加热的原因，进一步理解升华和熔化的区别通过例题练习，熟悉生活中的物理现象学习新课二、水循环中的升华和凝华1.多媒体展示播放水循环的动画视频，展示水在自然界中的循环过程，包括蒸发、降水、水汽输送等环节。2.引导分析在播放过程中，暂停画面，引导学生观察并分析在水循环过程中哪些地方涉及到了升华和凝华现象。比如，在高空中，水蒸气直接变成冰晶形成雪，这是凝华现象；而在寒冷的冬天，冰山上的积雪直接变成水蒸气，这属于升华现象。3.小组讨论组织学生分组讨论升华和凝华在水循环中的作用，以及对气候和环境的影响。每组推选一名代表进行发言，分享小组讨论的结果。教师对学生的发言进行总结和点评，强调升华和凝华在维持地球水资源平衡和气候稳定方面的重要性。4.节约用水教育介绍地球淡水资源的现状，强调水资源的珍贵。提问学生：“作为中学生，我们可以采取哪些措施节约用水？”引导学生从日常生活小事入手，如随手关水龙头、用洗菜水浇花等，培养学生节约用水的意识和习惯。【典例3】水是生命之源，其存在的方式与状态随环境和气候经常发生变化，且循环往复。以下关于水的物态变化及吸放热，解释正确的是（）A．阳光普照海洋，海水吸热升华形成水蒸气B．小水滴遇到更寒冷的气流，凝华形成小冰晶，形成冰C．冬天，水蒸气在寒冷的高空急剧降温凝固成小冰晶，形成雪花D．水蒸气上升到高空，与冷空气接触，有的液化成小水滴或凝华成小冰晶，形成云【答案】D【详解】A．海水吸热形成水蒸气，是液态变成气态的过程，是汽化现象，故A错误；B．小水滴遇到更冷的气流，形成小冰晶，是液态变成固态的过程，是凝固现象，故B错误；C．冬天，水蒸气在寒冷的高空急剧降温形成小冰晶，是气态变成固态的过程，是凝华现象，故C错误；D．水蒸气与冷空气接触，水蒸气遇冷会液化成小水滴或者凝华成小冰晶，悬浮在高空形成云，符合实际情况，故D正确；故选D。【典例4】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仅占全部淡水的0.3%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0.3%，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。理解地球上的水循环的过程知道水循环中的物态是如何变化的知道水对气候调节的积极影响思考生活中应该怎么去节约用水通过例题练习，对地球山水循环理解更透彻通过例题练习，号召我们保护水资源

课堂练习1．科技小组的同学们设计出一种手抛灭火弹，弹内装有干冰（固态二氧化碳）。将灭火弹投入火场后，外壳破裂，干冰迅速变为气态二氧化碳，从周围吸热，达到灭火效果。上述过程中干冰发生的物态变化是（）A．凝固 B．液化 C．升华 D．汽化【答案】C【详解】干冰吸热由固态直接变为气态二氧化碳，故此过程中干冰发生的物态变化是升华。故选C。2．下列四幅图中涉及的物态变化以及吸放热情况，对应关系正确的是（）A．初春，湖面上冰化成水——液化吸热B．夏天，山顶上形成薄雾——汽化吸热C．秋天，草叶上形成露珠——液化放热D．严冬，树枝上出现雾凇——凝固放热【答案】C【详解】A．固态的冰化成液态的水是熔化现象，熔化吸热，故A错误；B．雾是由空气中的水蒸气遇冷放热液化形成的小液滴，故B错误；C．露是由空气中的水蒸气遇冷放热液化形成的小液滴，故C正确；D．雾凇是由空气中的水蒸气遇冷放热凝华而成的小冰晶，故D错误。故选C。3．某同学在探索厨房中的物态变化问题时，记录了他观察到的几种现象，并运用所学知识对这些现象进行了解释。下列说法正确的是（）A．给鱼保鲜的冰块从鱼身上脱落并化成水，属于熔化现象，需要吸热B．从冰箱中取出的冻肉表面出现一层白霜，属于凝固现象，需要放热C．锅中的水煮开后，一打开锅盖冒“白气”，属于汽化现象，需要放热D．用蒸锅蒸馒头时，锅盖上会出现小水珠，属于液化现象，需要吸热【答案】A【详解】A．给鱼保鲜的冰块从鱼身上脱落并化成水，是固态的冰变成液态的水，属于熔化现象，熔化需要吸热，故A正确；B．从冰箱中取出的冻肉表面出现一层白霜，是空气中的水蒸气遇冷直接变成固态的霜，属于凝华现象，凝华需要放热，而不是凝固现象，故B错误；C．锅中的水煮开后，一打开锅盖冒“白气”，“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水珠，属于液化现象，液化需要放热，而不是汽化现象，故C错误；D．用蒸锅蒸馒头时，锅盖上会出现小水珠，是水蒸气遇冷液化形成的，属于液化现象，液化需要放热，而不是吸热，故D错误。故选A。4．水循环是人类的生存和生活离不开的重要环节，图中甲、乙、丙代表了水的三种状态，其中乙是水，乙放热变成甲，则下列选项中说法正确的是（）A．甲是水蒸气 B．丙变成乙是汽化C．丙变成甲的过程要放热 D．甲变成乙是升华，需要吸热【答案】C【详解】A．乙是水，乙放热变成甲，水凝固成冰要放热，由图可知：甲是冰，丙是水蒸气，故A错误；D．甲是冰，乙是水，丙是水蒸气，则甲变成乙是冰熔化成水，需要吸热，故D错误；B．丙变成乙是水蒸气变成水，是液化现象，故B错误；C．丙变成甲，是水蒸气凝华变成冰，需要放热，故C正确。故选C。5．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。6．龙江是福清市的母亲河，我市提出“护河爱水、清洁家园”的倡议，为了防治水体污染，以下措施不可行的是（）A．生活污水经净化后再排放 B．全面禁止使用农药化肥C．工业废水经处理达标后再排放 D．禁止在江河边倾倒垃圾【答案】B【详解】ACD．生活污水、工业废水和垃圾直接排放倾倒会严重污染水源，所以为了防治水体污染，生活污水要经净化后再排放，工业废水要经处理达标后再排放，同时要禁止在江河边倾倒垃圾，故AC