内容正文:
1.2 科学测量3-温度
思维导图
考点一、温度
1、温度的定义及单位
(1)温度用来表示物体的冷热程度。
(2)凭感觉来判断温度的高低是不可靠的;要准确测量温度,需要使用温度计。
(3)常用的温度单位是摄氏度,用“℃”表示。
(4)规定:在标准大气压下,把冰水混合物的温度规定为0℃,水沸腾时的温度规定为100℃。0℃到100℃之间分为100等份,每1等份就表示1℃。
(5)0℃以下,应读作零下多少摄氏度或负多少摄氏度。
2、温度的测量工具:温度计
(1)认识温度计:实验室中常用的温度计有酒精温度计和水银温度计等(如图)。
(2)原理:利用液体热胀冷缩的性质制成的。
(3)结构
①液玻璃泡:装有酒精、水银、煤油等液体;液泡越大,精确度越高。
②玻璃管:内部为毛细管,内径越细,精确度越高。
(4) 使用
选对
选择测量范围合适的温度计,防止被测物体温度过高时,液柱将温度计胀裂。若无法估计被测物体的温度,则应先用测量范围较大的温度计测量,然后再挑选合适的温度计,并使其最小刻度能符合实验准确度
放对
玻璃泡与被测物体充分接触,不能碰到容器底和壁;玻璃泡要全部浸入被测液体中
玻璃泡碰到杯壁 玻璃泡未全部浸入 玻璃泡碰到杯底
示数稳定后读数,不能将温度计从被测物体中拿出来读数;读数时视线要与温度计内的液面相平,如图所示
读对
记对记录数值和单位,0摄氏度以下时,不要忘记负号
类型一:温度基础知识
【典例1】小舟用温度计测量烧杯中液体的温度,分别进行了三次操作,如图甲所示,其中正确的操作是 。 图乙所示的是用温度计分别测得的冰和水的温度,其中冰的温度是 。其中水的温度是 ℃。
【答案】C;-2;88
【解析】(1)使用温度计测量液体的温度时,它的液泡要完全浸没在液体中,不能露在外面,则正确的操作是C。
(2)根据图乙可知,温度计的分度值为1℃,左边的温度计的刻度向下增大,因此实际温度在0℃以下,则示数为-2℃。右边的温度计的刻度向上增大,因此实际温度在0℃以上,则实际温度为88℃。
因为冰的温度应该低于水的温度,所以其中冰的温度是-2℃,水的温度为88℃。
举一反三
变式1四位同学进行“用温度计测水温”的实验,操作分别如图,其中正确的是( )
A.B. C. D.
【解答】解:A、温度计的玻璃泡碰到容器壁;故A错误;
B、温度计的玻璃泡没有全部浸入被测液体中,故B错误;
C、温度计的玻璃泡全部浸入被测液体中,没有碰到容器底或容器壁,故C正确;
D、读数时,视线没有与温度计中液柱上表面相平;故D错误。
故选:C。
变式2 (24-25七年级上·浙江宁波·阶段练习)现有甲、乙两支当前示数相同且准确的水银温度计,甲的玻璃泡的容积比乙的大,两支温度计玻璃管的内径相等,当放入同一杯热水中时( )
A.甲的水银柱长度的变化比乙的大,因此甲的读数比乙的大
B.甲的水银柱长度的变化比乙的小,因此甲的读数比乙的小
C.甲、乙水银柱长度的变化相同,因此两温度计读数相同
D.甲的水银柱长度的变化比乙的大,但读数仍与乙的读数相同
【答案】D
【详解】已知两只温度计都是水银温度计且是准确的,所以周围温度改变时,显示的温度是相同的,但甲的玻璃泡的容积比乙的大,也就是水银的质量大一些, 而两支温度计管的内径相等,所以当周围温度改变 时,甲的水银柱的长度变化更大一些;
A.甲的水银柱长度的变化比乙的大,因此甲的读数比乙的大与分析不符,故A不符合题意
B.甲的水银柱长度的变化比乙的小,因此甲的读 数比乙的小与分析不符,故B不符合题意;
C.甲、乙水银柱长度的变化相同,因此两温度计读数不相同与分析不符,故C不符合题意;
D.甲的水银柱长度的变化比乙的大,但读数仍与乙的读数相同与分析相符,故D符合题意。故选D。
变式3 纳米管温度计”被认定为世界上最小的温度计。研究人员在碳上纳米管中充入液态的金属镓,当温度变化时,通过电子显微镜观察金属镓液柱的变化就能读取温度值。这种温度计的测量范围是 30~490℃,可用于检测电子线路、测定毛细血管的温度等。下列说法错误的是( )
A.“碳纳米管温度计”是利用液体热胀冷缩的性质制成的
B.碳纳米管的体积在 30~490℃的范围内变化很小
C.金属镓的体积在 30~490℃的范围内变化可忽略不计
D.该温度计虽然很小,但其量程却比体温计大
【答案】C
【解析】(1)液体温度计是利用液体热胀冷缩的规律工作的;
(2)在测量温度时,装液体的玻璃管应该体积变化应该很小,而里面的液体体积应该有明显变化,这样才能减小测量误差,得到准确温度;
(3)体温计的量程是35℃-42℃之间。
【解答】A.“碳纳米管温度计”是液体温度计,所有液体温度计的测温原理都是:利用液体的热胀冷缩原理,故A正确不合题意;
B.这种温度计测量的范围为从30℃到490℃,此范围内纳米管的热胀冷缩要很小才能不影响测量结果,故B正确不合题意;
C.金属镓的体积在30℃到490℃之间随温度变化很小,但我们还要通过电子显微镜观察它液柱的变化读取数值,绝对不能忽略不计,故C错误符合题意;
D.“纳米管温度计”的量程是30℃~490℃,而体温计的量程是35℃~42℃,所以它的量程比体温计大得多,故D正确不合题意。
类型二:温度计应用
【典例1】 有一支刻度均匀,但实际测量不准确的温度计,把它放在冰水混合物中,示数是4℃;把它放在1个标准大气压下的沸水中,示数是94℃。把它放在某液体中时,示数是31℃,则该液体的实际温度是( )
A.30℃ B.31℃ C.32℃ D.36℃
【解答】解:已知实际冰水混合物温度为0℃,标注温度为4℃;1标准大气压下沸水温度为100℃,标注温度为94℃;温度计刻度均匀,说明温度计上标注4℃到94℃之间有90格,则每格代表的实际温度为℃;标注温度为31℃时,标注温度比冰水混合物的温度高出的实际温度为℃×(31﹣4)=30℃;则标注温度31℃对应的实际温度为:30℃+0℃=30℃,故A正确。
故选:A。
先确定标注的温度计每格代表的真实温度,再根据要求的标注温度与某一参考标注温度之间有多少格,得出要求的标注温度与某一参考标注温度之间的真实温度差,最后把某一参考标注温度对应的真实温度与真实温度差相加(减)即得到该标注温度对应的真实温度。
举一反三
变式1 一支温度计的刻度均匀,但示数不准,在一个标准大气压下,将它放在沸水中,示数为95℃,放入冰水混合物中,示数为5℃,把温度计悬挂在教室的墙上,其示数为32℃,则教室内的实际温度是( )
A.30℃ B.32℃ C.37°C D.27℃
【答案】A
【解析】温度计上的刻度是均匀的,那么温度的变化量和刻度的变化量成正比。设实际温度为t,显示温度为t’,二者之间存在这样的关系:,据此计算。
当温度计的显示温度为32℃时,根据得到: ; 解得:t=30℃。
变式2 用刻度不清的温度计,可以作如下测量,将它插入冰水混合物中,测得水银柱的长度为4cm;将它插入1标准大气压下的沸水中,测得水银柱的长度是24cm;现将它插入某种液体中时,测得水银柱的长度为9cm,则该待测液体的温度是( )
A.29.2℃ B.20℃ C.25℃ D.23.6℃
【解答】解:
水银柱4cm时的温度是0℃,24cm时的温度是100℃.所以1cm水银柱表示的温度5℃;
在液体中水银柱的长度上升了9cm﹣4cm=5cm,液体的温度=5cm×5℃/cm=25℃。故选:C。
变式3 (2023七上·绍兴期末)有一只刻度不正确但是刻度均的温度计甲,将它与一只标准的温度计乙对比后发现,当乙的示数为20℃时,甲为14℃;当乙的示数为80℃时,甲为78℃,则:
(1)当乙的示数为5℃时,甲的示数为 。
(2)小明通过计算发现甲与乙的示数可以相等,此示数为 。
【答案】(1)-2℃ (2)110℃
【解析】温度计上的刻度是均匀的,则温度的变化量与刻度值的变化量成正比。设实际温度为t,显示温度为t',则它们之间存在这样的关系:。
【解答】(1)当乙示数为5℃时,根据得到:; 解得:t甲=-2℃。
(2)当甲和乙的示数相等时,根据得到:; 解得:t=110℃。
考点二、 体温计
1、体温计的构造特点
①有较大的玻璃泡,温度的微小变化就能使水银柱长度显著变化。(最小刻度为0.1摄氏度,测量范围为35摄氏度--42摄氏度)
②玻璃泡与玻璃管之间有一段弯曲的玻璃管,当体温计离开人体时,温度忽然下降,水银快速收缩,水银柱断开退不回来,所以体温计能离开人体读数。(体温计内的水银柱不能自动回落到35摄氏度以下,测量前要用手捏紧体温计的上部,用力甩几下,使体温计内的水银柱回落到35摄氏度以下)
2、(1)体温计内径比普通温度计更细,改变相同温度时,液柱变化更明显,因此,最小刻度更小。
(2)由于水银柱更细,水银柱不易看清,因此水银温度计截面形状如图所示。
弧形表面利于放大水银柱,白底更易看清水银柱,便于读数,因此从A面来看。
(3)体温计与常用温度计的区别
仪器
体温计
常用温度计
用途
测人的体温
测物体温度
测量范围
35摄氏度~ 42摄氏度,范围小
零下几摄氏度至110摄氏度左右,范围大
最小刻度
0.1℃
1℃
构造
玻璃泡与玻璃管之间有一段特别细的弯曲的玻璃管
内径细而均匀的玻璃管,下端是玻璃泡
使用方法
能离开人体读数,温度降低时,玻璃管内液体不能自动回落,使用前要用力甩几下
不能离开被测物体读数,温度降低时,玻璃管内液体自动退回玻璃泡
类型三:体温及体温计的使用
【典例1】某体温计的示数是如图所示,某粗心的护士没有采取任何措施就用它直接去测甲、乙两病人的体温,体温计先后的示数是39℃和39.5℃.则下列说法正确的是( )
A.甲的体温一定是39℃,乙的体温一定是39.5℃
B.甲的体温一定是39℃,乙的体温可能是39.5℃
C.甲的体温可能是39℃,乙的体温一定是39.5℃
D.甲的体温可能是39℃,乙的体温可能是39.5℃
【解答】解:该体温计的分度值是0.1℃,由体温计旁边的数字可以知道,液柱是在39℃以下,所以温度计的示数是39℃;
拿着这温度计去测量病人的体温,如果病人的体温低于39℃,则读数仍然是39℃,如果病人的体温高于39℃,则读数就是实际体温,故甲的体温可能是39℃,乙的体温一定是39.5℃.故ABD错误。
故选:C。
①学会温度计的读数:明确是零上还是零下,明确一个大格和一个小格代表的示数,读数时从绝对值小的向绝对值大的读。
②体温计用后应用力向下甩,若不甩直接测量病人的体温不一定准确。
变式1 如图是生活中常见的体温计和实验室用温度计,下列说法正确的是( )
A.可以将体温计放入沸水内消毒
B.体温计的测量精确度比实验室用温度计高
C.如图体温计所示温度属于人的正常腋窝温度
D.体温计和实验室用温度计测完温度后都应用力甩几下
【解答】解:A、体温度的测量范围是35℃~42℃,而标准大气压下水的沸点是100℃,超过了体温计的测量范围,故A错误;
B、体温计的分度值是0.1℃,温度计的分度值是1℃,因此体温计的测量精确度比实验室用温度计高,故B正确;
C、图中体温计显示温度为38.3℃,人的正常腋窝温度约36.8℃,故C错误;
D、体温计测完温度后应用力甩几下,使玻璃管内水银回到液泡内,实验室用温度计和体温计结构不同,如果用力甩,可能会导致液泡破裂,故D错误。
故选:B。
变式2 (24-25七年级上·浙江绍兴·阶段练习)小俊在使用水银体温计给同学测量体温,在给甲同学测量前他看了读数为37℃,直接给甲同学测量结束后是37℃,甩了之后给乙同学测量温度为37℃,然后直接给丙同学测量的温度为37.5℃,测量的体温一定准确的是( )
A.甲乙丙 B.甲丙 C.甲乙 D.乙丙
【答案】D
【详解】使用体温计前一定要把水银柱甩回玻璃泡,因为水银柱不会自动流回玻璃泡,此时温度计的示数只能上升不能下降,因此乙丙测量准确,甲不准确,故D符合题意,ABC不符合。故选D。
变式3 体温计的玻璃泡与毛细管连接处有一段管径更细的弯管,可以让体温计离开人体,但读数保持不变,在每次测量前必须将毛细管中的水银甩回到玻璃泡中。一位年轻的护士在忙碌中用开始已甩过的同一支体温计连续测了甲、乙、丙三人的体温,中途没有将水银甩回玻璃泡内,结果三人的体温都是39.5℃,有关三人的真实体温,下列说法正确的是( )
A.三个人体温都是39.5℃
B.甲的体温一定是39.5℃
C.乙、丙两人的体温都低于39.5℃
D.乙、丙两人的体温都高于39.5℃
【解答】解:甲的体温等于39.5℃,因为甲测体温前用的是甩好的体温计,所以,结果准确。给乙和丙测量时没甩体温计,结果不一定准确,可能等于、也可能小于甲的体温。
故选:B。
考点三:伽利略温度计及其应用
如图为伽利略制造的第一个温度计,它可以测量气体的温度。
工作原理:若外部大气压不变,在气温发生变化时,球形容器内气体质量不变,体积随 之发生变化,使玻璃管内液面上升或下降,从而测量出气温的高低。
当气温升高,球形容器内气体体积膨胀,玻璃管内液面下降,反之升高。故温度 计的刻度值上小下大
【典例1】如图所示伽利略温度计(烧瓶内有空气,细管中有液体),下列说法正确的是( )
A.若气温下降,气体缩小,液体下降
B.若气温升高,液体膨胀,液体上升
C.若气温升高,气体膨胀,液体上升
D.A 和 B 两点的值,B 点的温度值要高点
【答案】D 【解析】(1)质量一定的气体,温度升高,体积膨胀,气压增大;温度降低,体积缩小,压强减小;
(2)当细管中的水柱保持静止时,瓶内气压、水柱压强和外面的大气压强相互平衡,即p大气=p内+p水,据此分析解答。
【解答】如果气温升高,那么瓶内气体体积膨胀,压强p内增大,根据p大气=p内+p水可知,水柱的压强肯定减小,因此水柱的高度减小,即此时液体下降,故A、B、C错误;
B点瓶内气体的体积大于A点,根据“热胀冷缩”的规律可知,B点的温度值比A点要高,故D正确。
举一反三
变式1(2024七上·仙居期末)以下为某校学生进行“温度计发展史”的项目化学习的部分片段,通过查阅资料整理了温度计发展史,请完成下列问题:
(1)气体温度计:一根一端带玻璃泡的细玻璃管,另一端竖直插在水中,并使玻璃管内吸入一段水柱,密封一定质量的空气。根据管中水柱高度的变化可测出环境相应的温度。当环境温度升高时管中水柱液面将 (选填“上升”或者“下降”)
(2)液体温度计:如图甲是小科制作的一个简易液体温度计。使用中发现该温度计管中液柱移动不明显,导致示数不够精确。对此请你提出一条改进建议:
(3)固体温度计:在相同的受热条件下,将两个形状、厚度相同的铜片和铁片焊在一起就可制成双金属片温度计。当气温升高时,指针偏向中央刻度线的B侧。由此可推测,铜与铁的膨胀程度相比较, 膨胀程度大(选填“铜片”“铁片”或“无法确定”)。
【答案】(1)下降
(2)换用更细的玻璃管或更大容积的玻璃瓶
(3)铜片
【解析】(1)根据图片分析气体温度计的工作原理即可;
(2)根据V=Sh可知,当温度变化相同时,液体体积的变化量越大,液柱越细,则液柱的高度变化越明显,则测量越准确;
(3)双金属片总是向长度小的一侧弯曲。
【解答】(1)根据图片可知,当环境温度升高时,玻璃泡内的空气受热体积膨胀,压强增大,于是玻璃管中的水柱液面将下降。
(2)使用中发现该温度计管中液柱移动不明显,导致示数不够精确。对此我提出一条改进建议:换用更细的玻璃管或更大容积的玻璃瓶。
(3)根据图片可知,左侧为铜片,右侧为铁片。当温度升高时, 指针偏向中央刻度线的B侧,即双金属片向右弯曲,即左侧铜的膨胀程度大于铁片。
变式2(23-24七年级上·浙江绍兴·期末)某校进行“制作简易温度计”的项目化学习,下面是题。
(1)查阅资料:温度计部分发展历程如图甲;
伽利略发明的温度计是根据 原理制成的;若伽利略发明的温度计玻璃管中水柱上升,说明温度在 (选填“升高”、“不变”或“下降”);
(2)有了知识储备,各小组都制作出了简易温度计,如图乙是某小组制作的一个温度计,请你对提高自制温度计的精确度提出一个合理的改进方法 ;
(3)另一个小组查阅资料后在老师的指导下制作出了用金属作为测温物质的简易温度计;主要结构及原理如图丙,测温物质从气体到液体和固体的改变,可能是基于怎样的猜想 。(写出一点)
【答案】 气体能热胀冷缩 下降 将玻璃管内径做得细一些 测量范围更广,受熔点、沸点的影响更小
【详解】(1)[1]伽利略发明的温度计的玻璃瓶上端内密封着一定质量的空气,因此它是利用空气的热胀冷缩制成的。
[2]当外界温度升高时,玻璃球内气体膨胀,使玻璃管中水位降低;反之,温度较低时,玻璃球内气体收缩,玻璃管中的水位就会上升,所以温度计玻璃管中水柱上升,说明温度在下降。
(2)[3]玻璃泡中的液体升高相同的温度t,体积膨胀相同,如果管内径越细,则液面上升的高度越多,越容易观察,即越灵敏,所以为了提高自制温度计的精确度,可以将玻璃管内径做得细一些。
(3)[4]由于金属的熔点较高,所以测量温度的范围更广,受熔点、沸点的影响更小。
变式3(2024七上·诸暨期末)在学习了温度的有关知识后,小明在课外搜集了有关温度计的一些材料并自制了温度计:
(1)1593年,意大利科学家伽利略首先设计一种利用气体热胀冷缩原理的气体温度计(图甲),当环境温度下降时,玻璃管中液柱会 。
(2)1654年,斐迪南经过对各种液体的试验之后,研制出了世界上第一支酒精温度计(图乙)。其是一个螺旋状密封玻璃管,管内装着适量带颜色酒精。为了给玻璃管壁标上刻度,他测量了不同温度时螺旋状玻璃管内液柱的长度(如表)已知酒精温度计测量的最大温度为,则螺旋状玻璃管长度至少为 厘米。
气温()
12
16
20
24
28
32
液柱长度()
12
14
16
18
20
22
(3)了解温度计的发明史后,小明自制完成了简易温度计,分别往瓶内注入等量的酒精和水,然后放入热水中,液面变化情况如图丙所示。你建议小明应选用哪种液体来制作温度计?请说明理由 。
【答案】(1)升高
(2)45
(3)酒精,在同等情况下,酒精热胀冷缩效果更明显,测量结果更精确
【解析】
物体的冷热程度称为温度。实验室中常用的温度计是利用水银、酒精等液体热胀冷缩的性质制成的。常用的温度单位是摄氏度,用“℃”表示。摄氏温度是这样规定的:在标准大气压下,把冰水混合物的温度定为0,水沸腾时的温度定为100。0和100之间分为100等份,每一等份就表示1摄氏度。零摄氏度以下,应读作零下多少摄氏度。
【解答】
(1)环境温度下降时,玻璃泡内气体遇冷收缩,体积变小,所以液柱会上升。
(2)从表中数据分析可知,温度每升高4℃,液柱增加2cm,当温度为78℃时,在32℃基础上升高46℃,则液柱长度增加23cm,故液柱长度为23cm+22cm=45cm。
(3)分析丙图可知,升高相同的温度,酒精上升的高度更大,说明酒精热胀冷缩效果更明显,测量结果更精确。
能力拓展
考法01 没有真正了解体温计与普通温度计的区别
体温计是一种构造特殊的温度计,体温计的玻璃泡与直玻璃管相接处有一细而弯的玻璃管,水银不能自动退回玻璃泡内。使用前,一定要用力甩体温计,将玻璃管内的水银甩到最低位置:使用时,要将体温计与身体直接、紧密地接触(可放在腋下或口腔中)体温计要放置足够长的时间。在使用体温计时,忽视了这一点,会造成测量数据错误。特别注意体温计可以在离开人体后读数,而其他常用的液体温度计不能离开被测物体读数。
【【典例1】】小刘出于好奇,将示数为38℃的体温计插入冰水混合物中测量温度,下列表述正确的是( )
A.体温计的示数降为0℃B.体温计的示数仍为38℃
C.体温计的示数降到最小值35℃左右D.因温度低于35℃,无法读数
【答案】B【解析】体温计的液泡上方有一段细小的弯曲,因此它的示数只能上升不能下降。冰水混合物的温度为0℃,远远低于38℃,因为体温计的示数不能降低,所以还是38℃。
考法02 温度计的读数
温度计读数时需要注意三个问题:
一是温度计的量程和分度值,即弄清温度计的测量范围和最小刻度;
二是正确判断玻璃管内液面位置,判断液柱是“零上”,还是“零下”,温度升高时,沿着液柱流动的方向若刻度值越来越大,则是“零上”,若刻度值越来越小,则是“零下”;
三是正确读数,若液面在0摄氏度以上,则应从0刻度线往上读数,若液面在0以下摄氏度以下,则要从0刻度线往下读数。把0摄氏度以下的温度读作摄氏负多少度或摄氏零下多少度都是错误的,应读作零下多少摄氏度或负多少摄氏度。
【典例2】图乙为体温计和温度计的一部分,其中体温计的读数为_______℃,温度计的读数为_______℃。它们的工作原理都是根据________性质制成的,体温计在使用上与温度计的不同之处有________。(写出1条)
【答案】(1)1;7.40(允许有误差)
(2)37.8;-12;液体的热胀冷缩;使用前,体温计需要甩几下,温度计不用。(合理即可)
【解析】(1)根据图片确定刻度尺的分度值,然后根据测量值=准确值+估读值记录长度的测量结果;
(2)根据图片确定体温计的分度值,然后根据液面位置读出示数;根据液体温度计的工作原理解答。由于体温计的液泡上方有一段细小的弯曲,所以温度计离开人体后,示数不会下降。为了保证测量准确,每次使用前都要甩几下。
【解答】(1)根据图片可知,刻度尺的分度值为0.1cm,那么准确值为7.4cm,估读值为0.00cm,即铅笔的长度为7.40cm。
(2)根据图乙可知,体温计的分度值为0.1℃,那么温度计的读数为37.8℃。它们的工作原理都是根据液体的热胀冷缩性质制成的。体温计和温度计的不同之处为:使用前,体温计需要甩几下,温度计不用。课后巩固
1、在气温是25℃的房间里,小明用水银温度计测沸水的温度,由于立即读数,造成读数是50℃.那么50℃表示( )
A.房间里空气的温度 B.沸水的温度
C.温度计中水银的温度 D.以上说法都不正确
【解答】解:A、房间内空气的温度是25℃,而读数是50℃,所以不可能是周围空气的温度。故A不符合题意;
B、这一刻度还没有达到沸水的温度。故B不符合题意;
C、温度计示数的变化是先使温度计内的液体温度变化,从而发生热胀冷缩,进而指示出不同时刻的测温物质的温度,所以测量的是温度计内水银的温度。故C符合题意;
D、C选项符合题意,故D不符合题意。
故选:C。
2、一位同学先后用两支未甩过的温度计测量自己的体温,两温度计的示数分别是39.5℃和37.5℃,那么这位同学的体温( )
A.一定是37.5℃ B.更接近39.5℃
C.37.5℃﹣39.5℃之间 D.低于或等于37.5℃
【解答】解:体温计使用前如果不用力甩几下,则测量人的体温高于或等于上一次测量时的温度时,体温计能够准确测量出人的体温,测量人的体温低于上一次测量时的温度时,体温计将保持在上一次测量的位置不变,该同学先后用两支未甩过的温度计测量自己的体温,两温度计的示数分别是39.5℃和37.5℃,那么这位同学的体温低于或等于37.5℃,故D正确。
故选:D。
3、在下列“用温度计测量液体温度”的四个示意图中,温度计的使用正确的是( )
A.B. C. D.
【解答】解:由图知:
A、温度计的玻璃泡未与被测液体充分接触,故A错误;
B、温度计的玻璃泡接触了烧杯侧壁,故B错误;
C、温度计的玻璃泡未与被测液体充分接触,图中视线没有与液柱上表面相平,故C错误;
D、温度计的玻璃泡与被测液体充分接触,没有接触容器底或容器壁,视线与液柱上表面相平,故D正确。
故选:D。
4、小科使用水银体温计给同学测量体温,在给甲同学测量前他看了读数为37.5℃,直接给甲同学测量结束后是37.5℃;甩了之后给乙同学测量温度为37℃;然后直接给丙同学测量的温度为37.5℃,则测量的体温准确的是( )
A.甲、乙、丙 B.甲、丙 C.乙 D.乙、丙
【解答】解:小科使用水银体温计给同学测量体温,在给甲同学测量前他看了读数为37.5℃,直接给甲同学测量结束后是37.5℃;甩了之后给乙同学测量温度为37℃;然后直接给丙同学测量的温度为37.5℃,则测量的体温准确的是乙、丙。
故选:D。
5、体温计水银面指在37.5℃上,某同学在未甩的情况下,分别量出生病同学的体温,测得的结果第一次为37.5℃,第二次为38.5℃,第三次为38.5℃则( )
A.只有第一、二次正确
B.第二次肯定正确,第一、三次一定错误
C.只有第一、三次正确
D.第二次肯定正确,第一、三次也可能正确
【解答】解:体温计水银面指在37.5℃,在未甩的情况下测生病同学的体温,测大于等于37.5℃的体温无影响,若测量低于37.5℃的体温,测量不出来,还是显示37.5℃。第一次测量结果是37.5℃,该病人的温度可能是37.5℃,也可能是低于37.5℃;第二次测量前示数为37.5℃,该同学的体温高于37.5℃,测量后才显示为38.5℃,测量正确;第三次测量结果是38.5℃,该病人的温度可能是38.5℃,也可能是低于38.5℃,所以第二次肯定正确,第一、三次也可能正确。
故选:D。
6、有一支温度计, 在标准大气压下,当它的玻璃泡浸没在冰水混合物中时, 管内水银面的高度是 3cm,当它的玻璃泡浸没在沸水中时, 管内水银面的高度是 28cm, 如果用这支温度计测量某一杯水的温度, 这时温度计内水银面的位置在 8cm 处,这杯水的实际 温度是( )
A.20℃ B.32℃ C.24℃ D.36℃
【答案】A
【解答】根据可知,当水银面的位置为8cm时,得到:
;
解得:t=20℃。 故选A。
【素养提升】
1、测量温度时,甲、乙、丙三位同学按如图甲所示的方法读数,其中正确的是 (填字母);一支体温计的示数是37.2℃。小明忘了甩体温计,先后用该体温计测甲、乙两个人的体温,他们的真实体温分别是36.5℃,38.8℃,经测量后该体温计的读数甲 ,乙 。
【解答】解:(1)A俯视读数会偏大,C仰视读数会偏小,B读数时,视线和液柱的上表面相平,读数正确;
(2)体温计的工作原理是液体的热胀冷缩,只要待测物体的温度高于温度计原来的示数,体温计中液面就会上升,但在体温计离开人体后能够保持温度计的示数不变,所以使用前未将水银甩回玻璃泡里,只能使读数高于实际温度。所以体温真实体温为36.5℃的人经测量后该体温计的读数甲为37.2℃;体温为38.8℃的人经测量后该体温计的读数乙为38.8℃。
故答案为:B;37.2℃;38.8℃。
2、由于“新冠”疫情的持续,外加“双减”政策中托管服务的落地,学校要求学生每天进行“三检”,分别是晨检、午检和晚检。
(1)晨检时测得小安体温如图所示,为 ℃,后未甩此体温计直接依次测量小杨小秋两位同学的体温,小杨为38.6℃,小秋也为38.6℃,由此可知小杨与小秋中一定发高烧,要及时治疗的是 。
(2)送到医院后医生再次给他量体温、化验血液以及核酸检测等。医生采取这些行动的直接目的是为了 (填序号)。
①建立假设 ②获取事实与证据 ③制定计划 ④提出问题
(3)小安在测量体温后仔细观察该体温计的结构,他的想法正确的是 。
A.体温计能准确到0.1℃
B.用体温计也可以测量冰水的温度
C.体温计的刻度一般在35℃﹣42℃之间
D.体温计形状接近三棱柱形,主要目的为美观
【解答】解:(1)由图知:体温计上1℃之间有10个小格,所以一个小格代表的温度是0.1℃,即此体温计的分度值为0.1℃,此时的温度为37.1℃;
根据体温计的特点,使用前用力甩一下玻璃泡上方的水银才能回到玻璃泡中,没有甩的体温计的读数是37.1℃,没有甩直接用来测量人的体温,若体温高于37.1℃,体温计中的水银会上升,测量是比较准确的;若体温低于37.1℃,体温计中的水银不会下降,依然显示的是37.1℃,先给小杨测量为38.6℃,说明小杨的体温是38.6℃,给小秋测量的体温为38.6℃,小秋的体温可能低于38.6℃,则小杨一定发烧;
(2)送到医院后医生再次给他量体温、化验血液以及核酸检测等。医生采取这些行动的直接目的是为了获取事实与证据;
(3)A、体温计能准确到0.1℃,故A正确;
B、体温计的量程是35~42℃,冰水的温度是0℃,体温计不能测量冰水的温度,故B错误;
C、体温计的刻度一般在35℃∼42℃之间,故C正确;
D、生活中的体温计外形设计为三棱柱形,从圆弧形表面看去,此设计相当于凸透镜,当物距小于焦距时,可以成放大、正立的虚像,能起到放大的作用,故D错误。
故答案为:(1)37.1;小杨;(2)②;(3)AC。
3、十七世纪的伽利略曾设计过这样的一个温度计:一麦秆粗细的玻璃管,一端与玻璃泡相连,另一端竖直插在水中,并使玻璃管内吸入一段水柱,整个装置不漏气。根据管中水柱高度的变化可测出环境相应的温度。
(1)该温度计的工作原理是 (选填“瓶内水”或“玻璃泡中空气”)热胀冷缩的规律制成的。由此可以推测相同情况下 (选填“水”或“空气”)热胀冷缩效果明显。
(2)A、B两处刻度对应的温度的关系是:A处 B处(选填“<”“=”或“>”)。
(3)为了提高此温度计的灵敏度,便于读数,可采取的措施有很多,请写出其中一种: 。
【解答】解:(1)伽利略温度计是利用气体热胀冷缩的规律制成的,其工作物质是玻璃泡中空气,故可推测出相同情况下空气热胀冷缩效果比水明显。
(2)温度越高,气体膨胀越大,玻璃管中的水柱高度越低,故A处温度小于B处温度。
(3)增大玻璃泡的体积可以在温度变化相同时,玻璃泡内空气体积变化大,便于精确读数。
故答案为:(1)玻璃泡中空气;空气;(2)<;(3)增大玻璃泡的体积。
4、伽利略发明了世界上第一个温度计——伽利略温度计。小海查找了有关伽利略温度计的资料后,自制了如图的测温装置。小塑料瓶内充满了空气,水槽中的液体为红墨水,吸管通过一个橡胶塞与小塑料瓶连通,吸管的下端竖直插在红墨水中,吸管中液柱的高度记为h。小海分别测出了不同温度下的高度h。
(1)该温度计的工作原理是 (填“液体”或”气体”)的热胀冷缩。
(2)若该测温装置上A点所对应的温度为15℃,则B点对应的温度应 (填“大于”或”小于”)15℃。
(3)若想提高该测温装置的精确度,可采用的改进措施有 。
【答案】(1)气体(2)大于(3)塑料瓶体积大一些
【解析】该温度计的工作原理是:外界大气压等于容器内气体压强和水柱产生的压强之和,当外界温度升高时,容器内气体体积膨胀,容器内气体压强增大,水柱压强减小,水柱高度降低,所以吸管上温度的数值从上往下看,由小到大。
【解答】(1)该温度计的工作物质是容器中的气体,所以该温度计是气体温度计,是根据气体热胀冷缩的性质工作的。
(2)因为该温度计吸管上温度的数值从上往下看,由小到大。B在A的下面,所以B点对应温度高。
(3)要想提高该测温装置的精确度, 可以让塑料瓶的体积大一些或者选用更细的吸管。
5、一支水银温度计连同玻璃泡总长10cm,最大刻度A 处离顶部 2cm。将此温度计放入35 ℃的温水中,液面升到 B处,B处离顶部6.2cm,如图所示。 再将此温度计放入 40℃的热水中,液面升至离顶部3.2cm处。 此温度计的最大刻度值是 ℃,表示人体正常体温(37℃)的刻度距顶部 cm。
【答案】42;5
【解析】(1)首先根据题目给出的两组温度和到温度计顶部的距离计算出1cm代表的温度,然后计算出AB两点之间的距离,据此计算出相差的温度,并与A处温度相加得到温度计的最大刻度值。
(2)人体的正常体温为37℃时,计算出比35℃高出的温度,据此计算与B处相差的距离,最后用B点对应的距离减去相差的距离即可。
【解答】(1)B处代表35℃,B处离顶部6.2cm,再将此温度计放入40℃的热水中,液面升至离顶部3.2cm处。
可以得到,温度升高5℃时,液柱升高3cm,即1cm代表的温度是℃,
而A、B两处的间距为6.2cm-2cm=4.2cm,则A处的温度,
即最大刻度值。
(2)人体的正常体温为37℃,再以B处的35℃为起点,
求出37℃刻度处距离顶端的距离:。
6、北方的冬天天气比较寒冷,房间内一般都要安装暖气片供暖。在房间暖气片温度保持不变的情况下, 房间内的平衡温度将随外界温度的变化而变化。研究表明,房间内暖气片和房间内的温差与房间内外的温差之比保持不变。 当外界温度为-23℃时,房间内的温度长时间保持13℃不变;当外界温度为-18℃时,房间内温度长时间保持16℃不变,则房间内暖气片的温度应为 ℃。当房间内温度长时间保持 25 ℃不变时,外界温度为 ℃。
【答案】67;-3
【解析】根据“ 房间内暖气片和房间内的温差与房间内外的温差之比保持不变 ”列出比例式,然后代入相关数据计算即可。
【解答】设外界、房内、暖气片温度分别为T1、T2、T3,房间内暖气片和房内的温差与房间内外的温差之比为k。
则。
则,。
解得:T3=67℃,k=1.5;
所以房间内暖气片的温度应为67℃;
;
解得:T1=-3℃。
所以房间内温度长时间保持25℃不变时,外界温度为-3℃。
7、 有一支温度计,所标量程是-10~110℃,刻度是均匀的,但严重不准确。 校验时发现:在标准大气压下,当将其插入冰水混合物中时,示数为6℃,而将其插入 100℃的沸水中时,示数是86℃。 若用它测得室温为 20℃,那么实际温度应为 ;该温度计的实际量程是 。
【答案】17.5℃;-20~130℃
【解析】①物理学规定冰水混合物的温度为0℃;一标准大气压下,沸水的温度为100℃。
②温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的;温度计中,将0℃和100℃之间平均分成100个小格,每个小格表示1℃。
③温度计的实际量程就是温度计原来所标量程(-10℃~110℃)对应的实际温度值。
【解答】由题意知,该温度计上对应实际温度0~100℃共有:86格-6 格=80 格,
所以每个格表示的温度是
测得室温为20℃时,与实际温度0℃之间有: 20 格-6格=14格,
所以实际室温为1.25℃/格×14格=17.5℃ 。
温度计原来所标量程是-10~110℃;
则在-10℃刻度处对应的实际温度是-(10格+6格)×1.25℃/格=-20℃,
在110℃刻度处对应的实际温度是(110格-6 格)×1.25 ℃/格=130℃,
即该温度计的实际量程是-20~130℃。
8、 伽利略在1603年制作了世界上第一支温度计----空气温度计,如图所示,一个细长颈的球形瓶倒插在 装有红色液体的容器中,细管中的红色液面清晰可见。
(1)伽利略温度计的测量原理是利用 。
(2)当外界温度升高时,细管中的液面 (填“升高”或“降低”),细管上的最大刻度值应在管的 (填“上端”或“下端”)。
(3)这种温度计与液体温度计相比,缺点是 。
【答案】(1)空气的热胀冷缩 (2)降低;下端
(3)受大气压变化的影响
【解析】(1)根据图片分析伽利略温度的工作过程,从而确定它的工作原理;
(2)当外界温度升高时,根据烧瓶内气体体积的变化确定玻璃管内液面的高度变化,进而找到液面随温度变化的规律即可;
(3)当温度不变时,如果外界气压发生改变,那么液柱的高度也会发生改变,从而对温度测量产生影响。【解答】(1)当外界温度升高时,球形瓶内气体膨胀,使玻璃管中液面降低;反之,温度降低时,球形瓶内气体收缩,玻璃管中的液面就会上升。因此它是利用空气的热胀冷缩制成的。
(2)当外界温度升高时,球形瓶内气体膨胀,使玻璃管中液面降低,并且外界温度越高,红色液柱越靠下,因此最大刻度值应该在管的下端。
(3)该温度计下端是与大气相通的,玻璃管中的液面高度不仅受到球形瓶中空气温度的影响,而且还受到大气压强的影响。 因此这种温度计的缺点是管中液柱的升降变化还要受到大气压变化的影响,所以误差比较大。
9、有一支温度计,表面刻有120格均匀的刻度。在标准大气压下,将该温度计的玻璃泡放在冰水混合物中,温度计内液面上升到第15格处;将它放到沸水中,液面上升到第65格处。
(1)温度计内液体上升,是利用了液体 的性质。
(2)该温度计的分度值(最小刻度)是 ℃;请通过计算说明该温度计的刻度范围是多少 ?
(3)下表是部分物质标准大气压 下的熔点和沸点,据此分析可推测该温度计玻璃泡内装的是 。
标准大气压下部分物质的熔点和沸点
物质
煤油
水银
酒精
乙醚
熔点/℃
-30
-39
-117
-114
沸点/℃
150
357
78
35
【答案】(1)热胀冷缩 (2)2;-30℃-210℃ (3)水银
【解析】(1)根据液体温度计的工作原理解答;
(2)温度计分度值等于最小的一个小格表示的温度。分别计算出温度计上的最低温度和最高温度即可。
(3)温度计的测温范围在哪种液体的熔点和沸点之间,就是哪种液体。
【解答】(1)温度计内液体上升,是利用了液体热胀冷缩的性质。
(2)冰水混合物的温度为0℃,沸水的温度为100℃,
则该温度计的分度值为:。
则测量的最低温度为:0℃-2℃×15=-30℃;
测量的最高温度为:100℃+2℃×(120-65)=210℃。
则该温度计的测量范围为:-30℃~210℃。
(3)根据表格数据可知,该温度计测温范围在水银的熔点和沸点之间,应玻璃泡内装的是水银。
10、(2024七上·衢州期末)学习了温度计的知识后,同学们尝试自制温度计。如图甲所示为小科设计的一个气体温度计。瓶中装的是空气,弯管中间有一段液柱(液柱的长度忽略不计)。
(1)将双手搓热捂住瓶子,发现液柱不动,原因可能是 ;
(2)将此装置改进后放在室内,当温度升高时,液柱向 移动(填“左”或“右”)。
(3)使用过程中发现玻璃管内液柱移动不明显,不够精确。对此请你提出一条提高测量精确度的建议是 ;
(4)在1标准大气压下,小科把自制的液体温度计先后放入冰水混合物和沸水中,将液柱到达的位置分别标为A和B,将该温度计放在刻度尺旁,如图乙所示,此时温度计显示的温度为 ℃。
【答案】(1)瓶塞气密性不好 (2)左 (3)增大瓶子的容积或减小弯管的直径 (4)27.5
【解析】(1)将双手搓热捂住瓶子,发现液柱不动,说明该自制温度计的灵敏度不高,可能是瓶塞气密性不好或者瓶子容积太小或弯管过粗等。
(2)气体温度计是根据气体热胀冷缩的原理制成的;
(3)增大瓶子的容积或减小弯管的直径可以提高温度计的精确度;
(4)先求出刻度尺上每小格代表的温度,再根据液柱表面距离A位置的格数得到液柱表面比A位置温度高出多少,最后根据A位置温度得到此时温度计显示的温度。
【解答】(1)将双手搓热捂住瓶子,发现液柱不动,原因可能是瓶塞气密性不好。
(2)将此装置改进后放在室内,当温度升高时,瓶内气体受热膨胀,使液柱向左移动。
(3)使用过程中发现玻璃管内液柱移动不明显,不够精确,增大瓶子的容积或减小弯管的直径可以提高温度计的精确度。
(4)A位置对应为水的沸点100℃,B位置对应水的凝固点0℃,由图乙知,A和B之间有40小格,则每格代表的温度为,现在液柱表面距离A有11格,则此时温度比0℃高出11×2.5℃=27.5℃,此时温度计显示的温度为27.5℃+0℃=27.5℃。
11、(2024绍兴﹒春蕾中学月考卷)小龙同学用自制的温度计(如图a)来探究薄壁细管内的液柱高度h与哪些因素有关。他分别选用横截面积为S1、S2(S1>S2)的细管进行实验,把玻璃瓶浸没在不同温度的水中,如图b所示,并将数据记录在下表中。
序号
横截面积
温度t/℃
液柱高度h/cm
1
S1
0
5
2
S1
20
9
3
S1
40
13
4
S2
0
6
5
S2
20
12
6
S2
40
18
(1)分析比较序号 的数据,可得出结论同一玻璃瓶,温度相同时,横截面积越小,液柱高度越大。
(2)小龙把自制的温度计(细管的横截面积为S1)放入水中,稳定后测得液柱高度为11厘米。请结合表格数据分析,此时水的温度是 ℃。
(3)用横截面积为S1、S2的细管分别制成的温度计相比较,利用 (选填“S1”或“S2”)制成的温度计的精确度较高。
(4)为了制成的温度计有较高的精确度,除了改变细管的横截面积S以外,还有什么方法? 。
【答案】(1)1和4(或2和5、或3和6);(2)30;(3)S2;(4)增加玻璃瓶及内测温液体的体积。
【解析】(1)根据控制变量法,要比较细管横截面积S和液柱高度h的关系,就要控制其他的变量相同,即控制液泡和温度t相同,改变细管横截面积S,观察液柱高度h的变化,所以分析比较实验序号1和4(或2和5、或3和6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:同一液泡,温度相同时,横截面积越小,液柱高度越大;
(2)由表中数据可知,细管的横截面积为S1时,液柱每增加1cm,温度增加值为:Δt=20℃÷(9cm−5cm)=40℃÷(13cm−5cm)=5℃/cm,液柱高度为11厘米时,水的温度是t=Δt×Δh=5℃/cm×(11cm−5cm)=30℃;
(3)用横截面积为S1、S2的细管分别制成的温度计相比较,升高相同的温度,利用S2制成的温度计的液柱变化更大,精确度较高;
(4)在细管的横截面积相同时,增加玻璃瓶及内测温液体的体积可以增大温度计的精确度。
故答案为:
(1)1和4(或2和5、或3和6);
(2)30;
(3)S2;
(4)增加玻璃瓶及内测温液体的体积。
12、科学兴趣小组同学对温度计的原理进行了研究,并自制了如图所示的测气温装置。图中A为一小塑料瓶,B为一玻璃细管,通过橡皮塞与A连通,管的下端竖直插在大烧杯中,使管内外液面有一高度差。小组同学改变装置所处的环境温度,分别测出不同温度下所对应的水柱高度h,记录的实验数据如下所示:
(1)该测温装置是利用 原理制成的。
(2)装置中的塑料瓶A相当于实验室常用温度计结构中的 。
(3)根据表中的数据可知,此温度计的刻度值自上而下逐渐 。
(4)通过实验,兴趣小组发现用该装置来测气温,还存在一些不足之处,你认为它的不足之处有 (写出一点即可)。
【答案】(1)气体的热胀冷缩;(2)玻璃泡;(3)增大;(4)测量范围小(易受大气压影响,不易携带等)。
【解析】(1)根据图片可知,当外界温度升高时,塑料瓶内气体体积膨胀,压强增大,于是玻璃管内液面高度降低。反之,当外界温度降低时,玻璃管内液面高度升高,则该装置的原理为气体的热胀冷缩。
(2)装置中的塑料瓶A用于盛放测温介质气体,这和常用温度计的玻璃泡相同;
(3)根据表格数据可知,水柱的高度越小,刻度越靠下,而温度越高,则温度计的刻度值从上到下逐渐增大。
(4)该温度计的不足之处为:测量范围小,易受大气压影响,不易携带。
故答案为:(1)气体的热胀冷缩;(2)玻璃泡;(3)增大;(4)测量范围小(易受大气压影响,不易携带等)。
13、如图所示是小柯同学设计的一个气体温度计的示意图。瓶中装的是气体,瓶塞处不漏气,弯管中间有一段液柱。
(1)此温度计是根据 原理来测量温度的。
(2)将此装置放在阳光下,温度升高时液柱向 移动。
(3)在标准大气压下,先把瓶放到冰水混合物中,一段时间后液柱稳定在A。再把瓶浸在沸水中,待稳定后,在液柱处作好标记B。然后把装置放在室内,液柱稳定在C点,用刻度尺测得AB为25cm,BC为18cm,则此时室温为 ℃。
【答案】(1)气体的热胀冷缩;(2)右;(3)28。
【解答】(1)烧瓶内装的是气体,此温度计是气体温度计,气体温度计是根据气体热胀冷缩性质工作的。
(2)将此装置放在阳光下,烧瓶内温度升高,气体膨胀,液柱向右移动。
(3)在标准大气压下,先把瓶放到冰水混合物中,一段时间后液柱稳定在A,A处表示0℃。再把瓶浸在沸水中,待稳定后,在液柱处作好标记B,B处代表100℃,把装置放在室内,液柱稳定在C点,设室温是tC,用刻度尺测得AB为25cm,BC为18cm,根据对应线段成比例得,=,=,室温是tC=28℃。
故答案为:(1)气体温度计;(2)右;(3)28。
14、某校进行“制作简易温度计”的项目化学习。
(1)查阅资料:温度计部分发展历程如图甲。
伽利略发明的温度计是根据 原理制成的;若伽利略发明的温度计玻璃管中水柱上升,说明温度在 (选填“升高”、“不变”或“下降”)。
(2)有了知识储备,各小组都制作出了简易温度计,如图乙是某小组制作的一个温度计,请你对提高自制温度计的精确度提出一个合理的改进方法 。
(3) 另一个小组查阅资料后在老师的指导下制作出了用金属作为测温物质的简易温度计。主要结构及原理如图丙,测温物质从气体到液体和固体的改变,可能是基于怎样的猜想 (写出一点)。
【答案】(1)气体热胀冷缩;下降;(2)将玻璃管内径做得细一些;(3)固体热胀冷缩变化最小,测量范围更大。
【解析】(1)伽利略发明的温度计是以被封住的空气作为测温物质,故该温度计是根据气体的热胀冷缩性质制成;若伽利略发明的温度计玻璃管中水柱上升,说明此时温度降低导致上方空气压强变小;
(2)当温度变化相同时,玻璃管的直径越小,液面上升越明显,故可改用更细的玻璃管;
(3)所有物体都具有热胀冷缩的性质,但是固体热胀冷缩变化最小,故测量范围更大。
故答案为:(1)气体热胀冷缩;下降;(2)将玻璃管内径做得细一些;(3)测量范围更大。
15、(2024绍兴﹒磐安县安文镇初级中学月考卷)现有一个温度计刻度均匀,但读数不准。在标准大气压下,将它放入沸水中,示数为85℃;放在冰水混合物中,示数为5℃。求:
(1)该温度计的分度值是多少℃?
(2)现在把该温度计放在教室墙上,示数为23℃,教室的实际气温是多少?
(3)若实际温度为多少时,正好等于该温度计的示数。
【答案】(1)该温度计的分度值是1.25℃;(2)现在把该温度计放在教室墙上,示数为23℃,教室的实际气温是22.5℃;(3)若实际温度为25℃时,正好等于该温度计的示数。
【解析】(1)5℃到85℃之间有85﹣5=80个格,所以该温度计的分度值为=1.25℃,
(2)当温度计的示数为23℃时,实际温度为t1=(23﹣5)×1.25℃=22.5℃;
(3)设外界的实际温度为t,则:1.25℃×(t﹣5)+0℃=t,解得t=25℃。
答:(1)该温度计的分度值是1.25℃;
(2)现在把该温度计放在教室墙上,示数为23℃,教室的实际气温是22.5℃;
(3)若实际温度为25℃时,正好等于该温度计的示数。
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1.2 科学测量3-温度
思维导图
考点一、温度
1、温度的定义及单位
(1)温度用来表示物体的 。
(2)凭感觉来判断温度的高低是 ;要准确测量温度,需要使用 。
(3)常用的温度单位是 ,用“ 表示。
(4)规定:在标准大气压下,把冰水混合物的温度规定为 ,水沸腾时的温度规定为 。0℃到100℃之间分为 等份,每1等份就表示 。
(5)0℃以下,应读作 多少摄氏度或 多少摄氏度。
2、温度的测量工具:
(1)认识温度计:实验室中常用的温度计有 温度计和 温度计等(如图)。
(2)原理:利用 的性质制成的。
(3)结构
①液玻璃泡:装有酒精、水银、煤油等液体;液泡越大,精确度 。
②玻璃管:内部为毛细管,内径越细,精确度 。
(4) 使用
选对
选择测量范围合适的温度计,防止 。若无法估计被测物体的温度,则应先用测量范围 的温度计测量,然后再挑选合适的温度计,并使其最小刻度能符合实验准确度
放对
玻璃泡与被测物体充分接触,
玻璃泡碰到杯壁 玻璃泡未全部浸入 玻璃泡碰到杯底
示数稳定后读数, 将温度计从被测物体中拿出来读数;读数时视线要与温度计内的液面 ,如图所示
读对
记对记录数值和单位,0摄氏度以下时,不要忘记负号
类型一:温度基础知识
【典例1】小舟用温度计测量烧杯中液体的温度,分别进行了三次操作,如图甲所示,其中正确的操作是 。 图乙所示的是用温度计分别测得的冰和水的温度,其中冰的温度是 。其中水的温度是 ℃。
举一反三
变式1四位同学进行“用温度计测水温”的实验,操作分别如图,其中正确的是( )
A. B. C. D.
变式2 (24-25七年级上·浙江宁波·阶段练习)现有甲、乙两支当前示数相同且准确的水银温度计,甲的玻璃泡的容积比乙的大,两支温度计玻璃管的内径相等,当放入同一杯热水中时( )
A.甲的水银柱长度的变化比乙的大,因此甲的读数比乙的大
B.甲的水银柱长度的变化比乙的小,因此甲的读数比乙的小
C.甲、乙水银柱长度的变化相同,因此两温度计读数相同
D.甲的水银柱长度的变化比乙的大,但读数仍与乙的读数相同
变式3 纳米管温度计”被认定为世界上最小的温度计。研究人员在碳上纳米管中充入液态的金属镓,当温度变化时,通过电子显微镜观察金属镓液柱的变化就能读取温度值。这种温度计的测量范围是 30~490℃,可用于检测电子线路、测定毛细血管的温度等。下列说法错误的是( )
A.“碳纳米管温度计”是利用液体热胀冷缩的性质制成的
B.碳纳米管的体积在 30~490℃的范围内变化很小
C.金属镓的体积在 30~490℃的范围内变化可忽略不计
D.该温度计虽然很小,但其量程却比体温计大
类型二:温度计应用
【典例1】 有一支刻度均匀,但实际测量不准确的温度计,把它放在冰水混合物中,示数是4℃;把它放在1个标准大气压下的沸水中,示数是94℃。把它放在某液体中时,示数是31℃,则该液体的实际温度是( )
A.30℃ B.31℃ C.32℃ D.36℃
先确定标注的温度计每格代表的真实温度,再根据要求的标注温度与某一参考标注温度之间有多少格,得出要求的标注温度与某一参考标注温度之间的真实温度差,最后把某一参考标注温度对应的真实温度与真实温度差相加(减)即得到该标注温度对应的真实温度。
举一反三
变式1 一支温度计的刻度均匀,但示数不准,在一个标准大气压下,将它放在沸水中,示数为95℃,放入冰水混合物中,示数为5℃,把温度计悬挂在教室的墙上,其示数为32℃,则教室内的实际温度是( )
A.30℃ B.32℃ C.37°C D.27℃
变式2 用刻度不清的温度计,可以作如下测量,将它插入冰水混合物中,测得水银柱的长度为4cm;将它插入1标准大气压下的沸水中,测得水银柱的长度是24cm;现将它插入某种液体中时,测得水银柱的长度为9cm,则该待测液体的温度是( )
A.29.2℃ B.20℃ C.25℃ D.23.6℃
变式3 (2023七上·绍兴期末)有一只刻度不正确但是刻度均的温度计甲,将它与一只标准的温度计乙对比后发现,当乙的示数为20℃时,甲为14℃;当乙的示数为80℃时,甲为78℃,则:
(1)当乙的示数为5℃时,甲的示数为 。
(2)小明通过计算发现甲与乙的示数可以相等,此示数为 。
考点二、 体温计
1、体温计的构造特点
①有,温度的微小变化就能使水银柱长度显著变化。(最小刻度为,测量范围为)
②玻璃泡与玻璃管之间有,当体温计离开人体时,温度忽然下降,水银快速收缩,水银柱断开退不回来,所以体温计能离开人体读数。(体温计内的水银柱不能自动回落到35摄氏度以下,测量前要用手捏紧体温计的上部,用力甩几下,使体温计内的水银柱回落到35摄氏度以下)
2、(1)体温计内径比普通温度计更细,改变相同温度时,液柱变化更明显,因此,最小刻度更小。
(2)由于水银柱更细,水银柱不易看清,因此水银温度计截面形状如图所示。
弧形表面利于放大水银柱,白底更易看清水银柱,便于读数,因此从A面来看。
(3)体温计与常用温度计的区别
仪器
体温计
常用温度计
用途
测人的体温
测物体温度
测量范围
35摄氏度~ 42摄氏度,范围小
零下几摄氏度至110摄氏度左右,范围大
最小刻度
0.1摄氏度
1摄氏度
构造
玻璃泡与玻璃管之间有一段特别细的弯曲的玻璃管
内径细而均匀的玻璃管,下端是玻璃泡
使用方法
能离开人体读数,温度降低时,玻璃管内液体不能自动回落,使用前要用力甩几下
不能离开被测物体读数,温度降低时,玻璃管内液体自动退回玻璃泡
类型三:体温及体温计的使用
【典例1】某体温计的示数是如图所示,某粗心的护士没有采取任何措施就用它直接去测甲、乙两病人的体温,体温计先后的示数是39℃和39.5℃.则下列说法正确的是( )
A.甲的体温一定是39℃,乙的体温一定是39.5℃
B.甲的体温一定是39℃,乙的体温可能是39.5℃
C.甲的体温可能是39℃,乙的体温一定是39.5℃
D.甲的体温可能是39℃,乙的体温可能是39.5℃
①学会温度计的读数:明确是零上还是零下,明确一个大格和一个小格代表的示数,读数时从绝对值小的向绝对值大的读。
②体温计用后应用力向下甩,若不甩直接测量病人的体温不一定准确。
变式1 如图是生活中常见的体温计和实验室用温度计,下列说法正确的是( )
A.可以将体温计放入沸水内消毒
B.体温计的测量精确度比实验室用温度计高
C.如图体温计所示温度属于人的正常腋窝温度
D.体温计和实验室用温度计测完温度后都应用力甩几下
变式2 (24-25七年级上·浙江绍兴·阶段练习)小俊在使用水银体温计给同学测量体温,在给甲同学测量前他看了读数为37℃,直接给甲同学测量结束后是37℃,甩了之后给乙同学测量温度为37℃,然后直接给丙同学测量的温度为37.5℃,测量的体温一定准确的是( )
A.甲乙丙 B.甲丙 C.甲乙 D.乙丙
变式3 体温计的玻璃泡与毛细管连接处有一段管径更细的弯管,可以让体温计离开人体,但读数保持不变,在每次测量前必须将毛细管中的水银甩回到玻璃泡中。一位年轻的护士在忙碌中用开始已甩过的同一支体温计连续测了甲、乙、丙三人的体温,中途没有将水银甩回玻璃泡内,结果三人的体温都是39.5℃,有关三人的真实体温,下列说法正确的是( )
A.三个人体温都是39.5℃
B.甲的体温一定是39.5℃
C.乙、丙两人的体温都低于39.5℃
D.乙、丙两人的体温都高于39.5℃
考点三:伽利略温度计及其应用
如图为伽利略制造的第一个温度计,它可以测量气体的温度。
工作原理:若外部大气压不变,在气温发生变化时,球形容器内气体质量不变,体积随之发生变化,使玻璃管内液面上升或下降,从而测量出气温的高低。
当气温升高,球形容器内气体体积膨胀,玻璃管内液面下降,反之升高。
故温度计的刻度值上小下大
【典例1】如图所示伽利略温度计(烧瓶内有空气,细管中有液体),下列说法正确的是 ( )
A.若气温下降,气体缩小,液体下降
B.若气温升高,液体膨胀,液体上升
C.若气温升高,气体膨胀,液体上升
D.A 和 B 两点的值,B 点的温度值要高点变式1(2024七上·仙居期末)以下为某校学生进行“温度计发展史”的项目化学习的部分片段,通过查 阅资料整理了温度计发展史,请完成下列问题:举一反三
(1)气体温度计:一根一端带玻璃泡的细玻璃管,另一端竖直插在水中,并使玻璃管内吸入一段水柱,密封一定质量的空气。根据管中水柱高度的变化可测出环境相应的温度。当环境温度升高时管中水柱液面将 (选填“上升”或者“下降”)
(2)液体温度计:如图甲是小科制作的一个简易液体温度计。使用中发现该温度计管中液柱移动不明显,导致示数不够精确。对此请你提出一条改进建议:
(3)固体温度计:在相同的受热条件下,将两个形状、厚度相同的铜片和铁片焊在一起就可制成双金属片温度计。当气温升高时,指针偏向中央刻度线的B侧。由此可推测,铜与铁的膨胀程度相比较, 膨胀程度大(选填“铜片”“铁片”或“无法确定”)。
变式2(23-24七年级上·浙江绍兴·期末)某校进行“制作简易温度计”的项目化学习,下面是题。
(1)查阅资料:温度计部分发展历程如图甲;
伽利略发明的温度计是根据 原理制成的;若伽利略发明的温度计玻璃管中水柱上升,说明温度在 (选填“升高”、“不变”或“下降”);
(2)有了知识储备,各小组都制作出了简易温度计,如图乙是某小组制作的一个温度计,请你对提高自制温度计的精确度提出一个合理的改进方法 ;
(3)另一个小组查阅资料后在老师的指导下制作出了用金属作为测温物质的简易温度计;主要结构及原理如图丙,测温物质从气体到液体和固体的改变,可能是基于怎样的猜想 。(写出一点)
变式3(2024七上·诸暨期末)在学习了温度的有关知识后,小明在课外搜集了有关温度计的一些材料并自制了温度计:
(1)1593年,意大利科学家伽利略首先设计一种利用气体热胀冷缩原理的气体温度计(图甲),当环境温度下降时,玻璃管中液柱会 。
(2)1654年,斐迪南经过对各种液体的试验之后,研制出了世界上第一支酒精温度计(图乙)。其是一个螺旋状密封玻璃管,管内装着适量带颜色酒精。为了给玻璃管壁标上刻度,他测量了不同温度时螺旋状玻璃管内液柱的长度(如表)已知酒精温度计测量的最大温度为,则螺旋状玻璃管长度至少为 厘米。
气温()
12
16
20
24
28
32
液柱长度()
12
14
16
18
20
22
(3)了解温度计的发明史后,小明自制完成了简易温度计,分别往瓶内注入等量的酒精和水,然后放入热水中,液面变化情况如图丙所示。你建议小明应选用哪种液体来制作温度计?请说明理由 。
考法01 没有真正了解体温计与普通温度计的区别能力拓展
体温计是一种构造特殊的温度计,体温计的玻璃泡与直玻璃管相接处有一细而弯的玻璃管,水银不能自动退回玻璃泡内。使用前,一定要用力甩体温计,将玻璃管内的水银甩到最低位置:使用时,要将体温计与身体直接、紧密地接触(可放在腋下或口腔中)体温计要放置足够长的时间。在使用体温计时,忽视了这一点,会造成测量数据错误。特别注意体温计可以在离开人体后读数,而其他常用的液体温度计不能离开被测物体读数。
【【典例1】】小刘出于好奇,将示数为38℃的体温计插入冰水混合物中测量温度,下列表述正确的是( )
A.体温计的示数降为0℃ B.体温计的示数仍为38℃
C.体温计的示数降到最小值35℃左右 D.因温度低于35℃,无法读数
考法02 温度计的读数
温度计读数时需要注意三个问题:
一是温度计的量程和分度值,即弄清温度计的测量范围和最小刻度;
二是正确判断玻璃管内液面位置,判断液柱是“零上”,还是“零下”,温度升高时,沿着液柱流动的方向若刻度值越来越大,则是“零上”,若刻度值越来越小,则是“零下”;
三是正确读数,若液面在0摄氏度以上,则应从0刻度线往上读数,若液面在0以下摄氏度以下,则要从0刻度线往下读数。把0摄氏度以下的温度读作摄氏负多少度或摄氏零下多少度都是错误的,应读作零下多少摄氏度或负多少摄氏度。
【典例2】图乙为体温计和温度计的一部分,其中体温计的读数为_______℃,温度计的读数为_______℃。它们的工作原理都是根据________性质制成的,体温计在使用上与温度计的不同之处有________。(写出1条)
课后巩固
1、在气温是25℃的房间里,小明用水银温度计测沸水的温度,由于立即读数,造成读数是50℃.那么50℃表示( )
A.房间里空气的温度 B.沸水的温度
C.温度计中水银的温度 D.以上说法都不正确
2、一位同学先后用两支未甩过的温度计测量自己的体温,两温度计的示数分别是39.5℃和37.5℃,那么这位同学的体温( )
A.一定是37.5℃ B.更接近39.5℃
C.37.5℃﹣39.5℃之间 D.低于或等于37.5℃
3、在下列“用温度计测量液体温度”的四个示意图中,温度计的使用正确的是( )
A.B. C. D.
4、小科使用水银体温计给同学测量体温,在给甲同学测量前他看了读数为37.5℃,直接给甲同学测量结束后是37.5℃;甩了之后给乙同学测量温度为37℃;然后直接给丙同学测量的温度为37.5℃,则测量的体温准确的是( )
A.甲、乙、丙 B.甲、丙 C.乙 D.乙、丙
5、体温计水银面指在37.5℃上,某同学在未甩的情况下,分别量出生病同学的体温,测得的结果第一次为37.5℃,第二次为38.5℃,第三次为38.5℃则( )
A.只有第一、二次正确
B.第二次肯定正确,第一、三次一定错误
C.只有第一、三次正确
D.第二次肯定正确,第一、三次也可能正确
6、有一支温度计, 在标准大气压下,当它的玻璃泡浸没在冰水混合物中时, 管内水银面的高度是 3cm,当它的玻璃泡浸没在沸水中时, 管内水银面的高度是 28cm, 如果用这支温度计测量某一杯水的温度, 这时温度计内水银面的位置在 8cm 处,这杯水的实际 温度是( )
A.20℃ B.32℃ C.24℃ D.36℃
【素养提升】
1、测量温度时,甲、乙、丙三位同学按如图甲所示的方法读数,其中正确的是 (填字母);一支体温计的示数是37.2℃。小明忘了甩体温计,先后用该体温计测甲、乙两个人的体温,他们的真实体温分别是36.5℃,38.8℃,经测量后该体温计的读数甲 ,乙 。
2、由于“新冠”疫情的持续,外加“双减”政策中托管服务的落地,学校要求学生每天进行“三检”,分别是晨检、午检和晚检。
(1)晨检时测得小安体温如图所示,为 ℃,后未甩此体温计直接依次测量小杨小秋两位同学的体温,小杨为38.6℃,小秋也为38.6℃,由此可知小杨与小秋中一定发高烧,要及时治疗的是 。
(2)送到医院后医生再次给他量体温、化验血液以及核酸检测等。医生采取这些行动的直接目的是为了 (填序号)。
①建立假设 ②获取事实与证据 ③制定计划 ④提出问题
(3)小安在测量体温后仔细观察该体温计的结构,他的想法正确的是 。
A.体温计能准确到0.1℃
B.用体温计也可以测量冰水的温度
C.体温计的刻度一般在35℃﹣42℃之间
D.体温计形状接近三棱柱形,主要目的为美观
3、十七世纪的伽利略曾设计过这样的一个温度计:一麦秆粗细的玻璃管,一端与玻璃泡相连,另一端竖直插在水中,并使玻璃管内吸入一段水柱,整个装置不漏气。根据管中水柱高度的变化可测出环境相应的温度。
(1)该温度计的工作原理是 (选填“瓶内水”或“玻璃泡中空气”)
热胀冷缩的规律制成的。由此可以推测相同情况下 (选填“水”或“空气”) 热胀冷缩效果明显。
(2)A、B两处刻度对应的温度的关系是:A处 B处(选填“<”“=”或“>”)。
(3)为了提高此温度计的灵敏度,便于读数,可采取的措施有很多,请写出其中一种: 。
4、伽利略发明了世界上第一个温度计——伽利略温度计。小海查找了有关伽利略温度计的资料后,自制了如图的测温装置。小塑料瓶内充满了空气,水槽中的液体为红墨水,吸管通过一个橡胶塞与小塑料瓶连通,吸管的下端竖直插在红墨水中,吸管中液柱的高度记为h。小海分别测出了不同温度下的高度h。
(1)该温度计的工作原理是 (填“液体”或”气体”)的热胀冷缩。
(2)若该测温装置上A点所对应的温度为15℃,则B点对应的温度应 (填“大于”或”小于”)15℃。
(3)若想提高该测温装置的精确度,可采用的改进措施有 。
5、一支水银温度计连同玻璃泡总长10cm,最大刻度A 处离顶部 2cm。将此温度计放入35 ℃的温水中,液面升到 B处,B处离顶部6.2cm,如图所示。 再将此温度计放入 40℃的热水中,液面升至离顶部3.2cm处。 此温度计的最大刻度值是 ℃,表示人体正常体温(37℃)的刻度距顶部 cm。
6、 北方的冬天天气比较寒冷,房间内一般都要安装暖气片供暖。在房间暖气片温度保持不变的情况下, 房间内的平衡温度将随外界温度的变化而变化。研究表明,房间内暖气片和房间内的温差与房间内外的温差之比保持不变。 当外界温度为-23℃时,房间内的温度长时间保持13℃不变;当外界温度为-18℃时,房间内温度长时间保持16℃不变,则房间内暖气片的温度应为 ℃。当房间内温度长时间保持 25 ℃不变时,外界温度为 ℃。
7、 有一支温度计,所标量程是-10~110℃,刻度是均匀的,但严重不准确。 校验时发现:在标准大气压下,当将其插入冰水混合物中时,示数为6℃,而将其插入 100℃的沸水中时,示数是86℃。 若用它测得室温为 20℃,那么实际温度应为 ;该温度计的实际量程是 。
8、 伽利略在1603年制作了世界上第一支温度计----空气温度计,如图所示,一个细长颈的球形瓶倒插在 装有红色液体的容器中,细管中的红色液面清晰可见。
(1)伽利略温度计的测量原理是利用 。
(2)当外界温度升高时,细管中的液面 (填“升高”或“降低”),细管上的最大刻度值应在管的 (填“上端”或“下端”)。
(3)这种温度计与液体温度计相比,缺点是 。
9、有一支温度计,表面刻有120格均匀的刻度。在标准大气压下,将该温度计的玻璃泡放在冰水混合物中,温度计内液面上升到第15格处;将它放到沸水中,液面上升到第65格处。
(1)温度计内液体上升,是利用了液体 的性质。
(2)该温度计的分度值(最小刻度)是 ℃;请通过计算说明该温度计的刻度范围是多少 ?
(3)下表是部分物质标准大气压 下的熔点和沸点,据此分析可推测该温度计玻璃泡内装的是 。
标准大气压下部分物质的熔点和沸点
物质
煤油
水银
酒精
乙醚
熔点/℃
-30
-39
-117
-114
沸点/℃
150
357
78
35
10、(2024七上·衢州期末)学习了温度计的知识后,同学们尝试自制温度计。如图甲所示为小科设计的一个气体温度计。瓶中装的是空气,弯管中间有一段液柱(液柱的长度忽略不计)。
(1)将双手搓热捂住瓶子,发现液柱不动,原因可能是 ;
(2)将此装置改进后放在室内,当温度升高时,液柱向 移动(填“左”或“右”)。
(3)使用过程中发现玻璃管内液柱移动不明显,不够精确。对此请你提出一条提高测量精确度的建议是 ;
(4)在1标准大气压下,小科把自制的液体温度计先后放入冰水混合物和沸水中,将液柱到达的位置分别标为A和B,将该温度计放在刻度尺旁,如图乙所示,此时温度计显示的温度为 ℃。
11、(2024绍兴﹒春蕾中学月考卷)小龙同学用自制的温度计(如图a)来探究薄壁细管内的液柱高度h与哪些因素有关。他分别选用横截面积为S1、S2(S1>S2)的细管进行实验,把玻璃瓶浸没在不同温度的水中,如图b所示,并将数据记录在下表中。
序号
横截面积
温度t/℃
液柱高度h/cm
1
S1
0
5
2
S1
20
9
3
S1
40
13
4
S2
0
6
5
S2
20
12
6
S2
40
18
(1)分析比较序号 的数据,可得出结论同一玻璃瓶,温度相同时,横截面积越小,液柱高度越大。
(2)小龙把自制的温度计(细管的横截面积为S1)放入水中,稳定后测得液柱高度为11厘米。请结合表格数据分析,此时水的温度是 ℃。
(3)用横截面积为S1、S2的细管分别制成的温度计相比较,利用 (选填“S1”或“S2”)制成的温度计的精确度较高。
(4)为了制成的温度计有较高的精确度,除了改变细管的横截面积S以外,还有什么方法? 。
12、科学兴趣小组同学对温度计的原理进行了研究,并自制了如图所示的测气温装置。图中A为一小塑料瓶,B为一玻璃细管,通过橡皮塞与A连通,管的下端竖直插在大烧杯中,使管内外液面有一高度差。小组同学改变装置所处的环境温度,分别测出不同温度下所对应的水柱高度h,记录的实验数据如下所示:
(1)该测温装置是利用 原理制成的。
(2)装置中的塑料瓶A相当于实验室常用温度计结构中的 。
(3)根据表中的数据可知,此温度计的刻度值自上而下逐渐 。
(4)通过实验,兴趣小组发现用该装置来测气温,还存在一些不足之处,你认为它的不足之处有 (写出一点即可)。
13、如图所示是小柯同学设计的一个气体温度计的示意图。瓶中装的是气体,瓶塞处不漏气,弯管中间有一段液柱。
(1)此温度计是根据 原理来测量温度的。
(2)将此装置放在阳光下,温度升高时液柱向 移动。
(3)在标准大气压下,先把瓶放到冰水混合物中,一段时间后液柱稳定在A。再把瓶浸在沸水中,待稳定后,在液柱处作好标记B。然后把装置放在室内,液柱稳定在C点,用刻度尺测得AB为25cm,BC为18cm,则此时室温为 ℃。
14、某校进行“制作简易温度计”的项目化学习。
(1)查阅资料:温度计部分发展历程如图甲。
伽利略发明的温度计是根据 原理制成的;若伽利略发明的温度计玻璃管中水柱上升,说明温度在 (选填“升高”、“不变”或“下降”)。
(2)有了知识储备,各小组都制作出了简易温度计,如图乙是某小组制作的一个温度计,请你对提高自制温度计的精确度提出一个合理的改进方法 。
(3) 另一个小组查阅资料后在老师的指导下制作出了用金属作为测温物质的简易温度计。主要结构及原理如图丙,测温物质从气体到液体和固体的改变,可能是基于怎样的猜想 (写出一点)。
15、(2024绍兴﹒磐安县安文镇初级中学月考卷)现有一个温度计刻度均匀,但读数不准。在标准大气压下,将它放入沸水中,示数为85℃;放在冰水混合物中,示数为5℃。求:
(1)该温度计的分度值是多少℃?
(2)现在把该温度计放在教室墙上,示数为23℃,教室的实际气温是多少?
(3)若实际温度为多少时,正好等于该温度计的示数。
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