内容正文:
3.1 温度
一、核心素养目标
1. 物理观念:理解温度的物理意义;熟记摄氏温度的规定;明白液体温度计的工作原理是液体热胀冷缩。
2. 科学探究:学会实验室温度计的规范操作方法,掌握体温计的特殊结构与使用要求。
3. 科学思维:能区分凭感觉判断温度的局限性,建立仪器测量的严谨思维,会正确读取温度示数。
4. 社会责任:学会正确使用测温工具,了解日常体温测量、气温测量的生活常识。
二、学习重难点
重点:摄氏温度规定、实验室温度计使用方法、体温计的特点。
难点:温度计的读数(零下温度);体温计为什么可以离开人体读数、使用前需要甩动的原理。
三、课前预习(自主学习)
1. 温度是表示物体冷热程度的物理量,人的感官判断温度不可靠,必须使用测量工具:温度计。
2. 实验室常用液体温度计,原理:液体的热胀冷缩(酒精、煤油、水银)。
3. 摄氏温度(℃)规定:在标准大气压下,把冰水混合物的温度定为 0℃,沸水的温度定为 100℃,中间平均分成 100 等份,每一份就是 1℃。
4. 温度计使用口诀:三看(量程、分度值、零刻度线);四不(玻璃泡不能碰容器底、容器壁;读数时不能离开被测液体;视线要与液柱上表面相平)。
5. 体温计:量程 35℃~42℃,分度值 0.1℃;玻璃泡上方有一段缩口(细弯管),可以离开人体读数;使用前必须用力向下甩,才能使水银回落。
预习填空:人体正常体温约 ℃;夏天室温约 28 ;北方冬天零下 15 摄氏度记作: 。
四、课堂合作探究
探究 1:自制简易温度计
器材:玻璃瓶、细玻璃管、有色水。
现象:放入热水,管内液面上升;放入冷水,液面下降。
结论:液体受热膨胀、遇冷收缩,印证温度计工作原理。
探究 2:温度计的错误操作辨析
1. 玻璃泡紧贴烧杯底部:测量温度偏高(烧杯底温度高于液体)。
2. 拿出液体读数:示数会发生变化,测量结果不准确。
3. 俯视读数:读数偏大;仰视读数:读数偏小。
探究 3:体温计使用问题
如果体温计示数停留在 38.5℃,没有甩动,直接去测量 36.8℃的人体,体温计示数依旧显示 38.5℃。
五、典例精讲
例:读出温度计示数:液柱在 0 刻度线下方第 4 格,分度值 1℃,示数为 -4℃。
六、知识梳理
1. 测温原理:液体热胀冷缩;
2. 摄氏温度:标准大气压冰水混合物 0℃,沸水 100℃;
3. 普通温度计:不能离开被测物体读数;体温计带缩口,可离体读数,使用前要甩动。
七、当堂检测
1. 下列关于温度计说法正确的是()
A. 可以把温度计拿出开水读数 B. 体温计不用甩动就能直接测量
C. 液体温度计依靠热胀冷缩工作 D. 0℃的水没有温度
2. 体温计的分度值是 ℃,量程范围是 。
3. 零下 8 摄氏度写作: ;25℃读作: 。
八、分层课后作业
基础:熟记温度计使用步骤,测量家里自来水、室温的温度,记录数值。
提升:分析为什么体温计用水银,而寒暑表使用酒精。
九、易错警示
1. 读数时分清零上、零下,越往下数值越大为零下;
2. 体温计缩口只允许水银受热上升,不能自动回落,不甩动示数不会自动变小。
同步作业
一.选择题(共10小题)
1.小明给妈妈准备一盆洗脚水。这盆水的适宜温度应接近( )
A.5℃ B.40℃ C.80℃ D.95℃
2.有一支刻度均匀但读数不准的温度计,用它测量冰水混合物的温度时,读数是4℃;用它测量1标准大气压下沸水的温度时,读数为96℃.用这支温度计去测一杯热水的温度,当它的读数是50℃时,这杯热水的真实温度是( )
A.46℃ B.48℃ C.50℃ D.54℃
3.以下是小明估计的常见温度值,其中合理的是( )
A.中考考场的室温约为50℃
B.冰箱保鲜室中矿泉水的温度约为﹣5℃
C.洗澡时淋浴水温约为70℃
D.健康成年人的腋下体温约为37℃
4.如图所示为寒暑表,40℃与10℃两条刻度线相距AB=6厘米,刻度线C与刻度线B相距BC=3厘米。下列判断正确的是( )
A.C处应该刻上5℃
B.C处应该刻上﹣5℃
C.20℃刻度线距A处2厘米
D.20℃刻度线距B处3厘米
5.下图是四位同学用温度计测水温的实验操作过程,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
6.两支内径粗细不同,下端玻璃泡内水银量相等的合格温度计,同时插入同一杯热水中,水银柱上升的高度和温度示数分别是( )
A.上升高度一样,示数相等
B.内径细的升得高,它的示数也大
C.内径粗的升得低,但两支温度计的示数相同
D.内径粗的升得高示数也大
7.用体温计测量病人甲的体温,示数是38℃,如果该体温计未经甩过就用来测量病人乙的体温,示数也是38℃.下列判断正确的是( )
A.乙的体温一定等于甲的体温
B.乙的体温不可能等于甲的体温
C.乙的体温不可能高于甲的体温
D.乙的体温一定低于甲的体温
8.下面关于温度计和体温计用法中,正确的是( )
A.用常用的温度计测液体温度时,温度计的玻璃泡不要离开被测液体
B.用体温计测体温读数时,体温计的玻璃泡不要离开人体
C.如果没有酒精来给体温计消毒,也可以把体温计放在沸水中消毒
D.用常用温度计和体温计都能直接测出冰水混合物的温度
9.0℃的冰与0℃的水比较( )
A.冰冷 B.水冷
C.水与冰冷热程度一样 D.以上判断都不对
10.冬天乌苏里江气温低到﹣50℃,冰面之下的河水仍然在流动,则与冰交界处水的温度是( )
A.﹣50℃ B.0℃
C.低于0℃,高于﹣50℃ D.无法判断
二.填空题(共5小题)
11.伽利略发明了世界上第一支温度计,它的原理是 。如图所示A处是上午8点钟液面的位置,B处为第二天上午8点钟液面的位置,两次温度比较, 处的温度比较高(选填“A”或“B”)。
12.中国科兴疫苗须保存在低于8℃的环境中。夏季,运输过程中为监测疫苗温度是否超标,应在冷藏箱内放置图中所示的温度计 。在接收点,为正确读数,验收人员 (能/不能)把温度计从冷藏箱中取出读数,温度计示数如图所示,表明疫苗 (安全/不安全)。
13.小明有一只温度计,虽然它的玻璃管的内径和刻度都是均匀的,但标度却不准确。将它放在1标准大气压下的冰水混合物中的读数是﹣0.2℃,放在1标准大气压下沸水中的读数是102.8℃,则当它指示的气温是10℃时,实际的温度是 ℃;它在 ℃附近该温度计读数最准确。
14.温度计是初中阶段常用的测量工具,如图所示的温度计,此时显示的温度为 ℃,现有一支温度计刻度均匀,但读数不准,在一个标准大气压下,将它放入沸水中,示数为75℃;放入冰水混合物中,示数为5℃,现把该温度计悬挂在教室墙上,其示数为26℃,教室内的实际气温是 ℃。
15.如图,把左右两只手分别放入热水和冷水中。然后,先把左手放入温水中,感觉温水的冷热程度;再把右手放入温水中,感觉温水的冷热程度。先后两次对温水冷热程度的感觉是 (选填“左手感觉热些”、“右手感觉热些”或“一样热”)。这一现象表明 (选填“物体的冷热程度叫温度”、“只凭感觉判断温度是可靠的”或“只凭感觉判断温度是不可靠的”)。
三.实验探究题(共2小题)
16.小明阅读《液体温度计使用说明》后,了解到该温度计的测温液体是由酒精和少许甘油混合而成的。
部分液体在1标准大气压下的密度(常温)及沸点
物质
密度(kg/m3)
沸点(℃)
水
1.0×103
100
酒精
0.8×103
78
甘油
1.26×103
290
(1)常见的液体温度计是利用液体 的性质来测量温度的;
(2)他查阅了几种液体密度、沸点的数据如表所示,及质量一定时,它们的体积V与温度t的关系如图所示。
①表中列出液体的密度和沸点时,密度值特别标注了“常温”的条件,这是因为 ;
②综合上述信息和所学知识,分析该温度计用酒精和少许甘油混合作为测温液体的原因是 。
17.某学习小组的同学自制了一个简易温度计,A为一塑料瓶,B为吸管,通过软木塞与A相连,管下端插入水槽中,使管内外水面有一高度差h,在不同温度下分别测出对应水柱高度h,记录数据如表:
温度/℃
17
19
21
23
25
27
h/cm
30.0
24.9
19.7
14.6
9.4
4.2
(1)此温度计的测温原理是 。
(2)这个温度计的塑料瓶部分(图中的A)相当于常用温度计的 。
(3)用此温度计 (能/不能)测29℃及其以上的温度。
(4)若将此装置放在室内,液柱向上移动,说明温度 (选填“升高”或“降低”)
(5)利用此温度计存在的不足之处是 。
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.【解答】解:人体正常体温约为37℃,洗脚水的温度应该比人体正常体温稍高,大约在40℃~50℃,故B符合题意、ACD不符合题意。
故选:B。
2.【解答】解:温度计上一个小格表示的实际温度;
温度计测量某种液体的温度为50℃时,这种液体的实际温度为50℃。
可见此时所测的温度恰好与热水的实际温度一致,选项C正确。
故选:C。
3.【解答】解:
A、人体感觉舒适的温度在23℃左右,考场内的气温感觉舒适,在23℃左右。不符合实际;
B、水的凝固点在0℃左右,冰箱内保鲜室中矿泉水的温度应该高于0℃,在4℃左右。不符合实际;
C、人的体温在37℃左右,洗澡水的温度应该略高于体温,不可能达到70℃.不符合实际;
D、正常情况下,人的体温在37℃左右,变化幅度很小。符合实际。
故选:D。
4.【解答】解:
AB、因为40℃与10℃两条刻度线相距AB=6厘米,所以两条刻度线相距1cm温度差为5℃,当BC=3厘米时,温度相差3×5℃=15℃,又因为寒暑表越往上示数越大,故A示数为40℃,B示数为10℃,C的示数为10℃﹣15℃=﹣5℃,故A错误,B正确;
CD、20℃与30℃相差10℃,相隔2cm,即在B的上面2cm处或A下面6cm﹣2cm=4cm处,故CD错误。
故选:B。
5.【解答】解:
A、图中温度计的玻璃泡碰到了容器壁,故A错误;
B、图中温度计的玻璃泡没有全部浸入被测液体中,故B错误;
C、图中温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中,读数时,视线要和玻璃管内液柱的上表面相平,故C正确;
D、图中读数时,视线没有和玻璃管中液柱的上表面相平,故D错误。
故选:C。
6.【解答】解:(1)同一杯热水说明最后温度计示数应该相同;
(2)玻璃泡中水银量相等,说明水银受热后膨胀程度相同,即增大的体积是相同的,内径的不同影响的是水银柱升高的高度;内径粗的温度计水银柱升得较低;内径细的温度计水银柱升得较高。
故选:C。
7.【解答】解:
病人甲的体温是38℃,由于体温计的液泡上方有一段很细的缩口,在离开人体读数时,体温计液柱不会下降,所以读数仍会是38℃;
用没有甩过的读数停留在38℃的体温计测量乙的体温时,若乙的体温低于或等于38℃,体温计液柱不变化,仍为38℃;若乙的体温高于38℃,液柱会上升,示数大于38℃;
所以,测量乙的体温,示数也是38℃时,病人乙的温度可能等于或低于38℃,不可能高于38℃,故C正确。
故选:C。
8.【解答】解:A、实验用温度计测温度时,温度计的玻璃泡不能离开被测液体,故A正确;
B、由于体温计的特殊构造,读数时,可以离开人体读数,故B错误;
C、体温计的测量范围是:35℃~42℃,而沸水的温度为100℃,故C错误;
D、体温计的测量范围是:35℃~42℃,而冰水混合物的温度为0℃,超出了它的测量范围,故D错误。
故选:A。
9.【解答】解;温度表示物体的冷热程度,温度相同也就说明了物体的冷热程度是相同的。
故选:C。
10.【解答】解:
冰下和水的交界处,有冰有水,其温度等于冰水混合物的温度0℃。
故选:B。
二.填空题(共5小题)
11.【解答】解:
当外界温度升高时,细管中气体受热膨胀,体积增大,管中液面将向下运动;当外界温度降低时,细管中的气体遇冷收缩,体积减小,管中的液面上升。
故答案为:气体热胀冷缩;B。
12.【解答】解:
(1)由题可知疫苗需保存在低于8℃的环境中,即保存的环境温度不能超过8℃;甲温度计是普通温度计,乙温度计的构造类似于体温计;根据温度计的构造特点,温度升高后水银柱升高,不会再降下去,可以测定最高温度,故应在冷藏箱内放置温度计乙。
(2)乙温度计可以离开被测物体读数,但外界温度高,温度计示数会升高,故验收人员不能把温度计从冷藏箱中取出读数。
(3)由图乙可知:温度计的分度值为1℃,示数为5℃。根据疫苗存放要求需保存在低于8℃的环境中,表明疫苗安全。
故答案为:乙;不能;安全。
13.【解答】解:1标准大气压下,冰水混合物温度为0℃,对应温度计读数﹣0.2℃;沸水温度为100℃,对应温度计读数102.8℃;温度计从﹣0.2℃到102.8℃,总刻度差为:102.8℃﹣(﹣0.2℃) = 103℃;这103个刻度对应实际的100℃,所以温度计每1格代表的实际温度为:℃;
当温度计读数为10℃时,它相对于﹣0.2℃的刻度差为:10℃﹣(﹣0.2℃) =10.2℃实际温度为:t=10.2℃℃≈9.9℃;
读数最准确的温度(实际温度=显示温度)设此时温度为t,则有:t =[t﹣(﹣0.2)]℃;解得t≈6.7℃。
故答案为:9.9;6.7。
14.【解答】解:图中温度计的分度值为1℃,由图我们可以看出较大的数字在下方,则可以判断出被测温度低于0℃。图中液柱上表面对应在数字“10”下方第二格处,则其示数为﹣12℃。
由“在一个标准大气压下,将它放入沸水中,示数为75℃;放入冰水混合物中,示数为5℃”可知,该温度计的分度值为℃℃。当其示数为26℃时,其真实温度为(26﹣5)℃=30℃。
故答案为:﹣12;30。
15.【解答】解:把两只手分别放入热水和冷水中。然后,先把左手放入温水中,感觉温水的冷热程度;再把右手放入温水中,感觉温水的冷热程度;先后两次对温水冷热程度的感觉是右手感觉热些。这一现象表明只凭感觉判断温度是不可靠的。
故答案为:右手感觉热些;只凭感觉判断物体的温度是不可靠的。
三.实验探究题(共2小题)
16.【解答】解:(1)液体温度计内部封装着测温液体,当被测温度升高时,测温液体受热发生膨胀,在粗细均匀的玻璃细管内,液柱就会向上升高;当被测温度降低时,测温液体遇冷收缩,玻璃管内的液柱就会向下降低,我们可以根据液柱对应的刻度读取被测温度,这就是利用了液体热胀冷缩的性质来测量温度。
(2)①液体存在热胀冷缩的性质,当液体质量保持不变时,温度发生变化,液体的体积就会随之改变,根据密度计算公式可以得出,液体的密度会随着温度的改变而发生变化。只有在常温这一固定温度条件下测量记录密度,才能得到统一规范、可以相互对比参考的密度数值,所以表格中标注液体密度时需要注明常温这一条件。
②从给出的体积与温度关系图像能够看出,在温度变化相同的情况下,酒精的体积变化幅度更大,热胀冷缩现象更加明显,使用酒精作为主要测温液体,温度发生微小变化时,温度计内的液柱就会出现明显的高度变化,让温度计拥有更高的测温灵敏度,测量结果更精准。不过酒精的沸点只有78℃,如果单独使用酒精作为测温液体,无法测量高于78℃的温度,测温量程有限,并且酒精挥发性较强,长期使用容易损耗变少。甘油的沸点高达290℃,挥发性很弱,在酒精中掺入少量甘油,既可以提高混合测温液体的沸点,拓宽温度计的高温测量范围,还能够有效减缓酒精的挥发,减少测温液体的损耗,延长温度计的使用时间。
故答案为:(1)热胀冷缩;(2)①液体的密度会随着温度的改变而发生变化。只有在常温这一固定温度条件下测量记录密度,才能得到统一规范、可以相互对比参考的密度数值,所以表格中标注液体密度时需要注明常温这一条件;②拓宽温度计的高温测量范围。
17.【解答】解:
(1)分析表中的数据,发现随着温度的升高,液柱逐渐变短,即仔细观察实验装置图,不难看出该温度计是利用其上面 瓶A中气体热胀冷缩的性质制成的;
(2)据实验用温度计的构造可知,这个温度计的塑料瓶部分(图中的A)相当于常用温度计的玻璃泡;
(3)分析表中数据能看出,温度每升高2℃,其液柱大体会下降5cm之多,故在27℃时的液柱总长只有4.2cm,即小于5cm,故该温度计是不能测出29℃及其以上的温度;
(4)若将此装置放在室内,液柱向上移动,即说明空气的膨胀程度变小,即说明此时温度降低;
(5)据上面的第二部不难看出,该温度计的测量范围很小,且测量结果受外界气压的影响。
故答案为:(1)气体的热胀冷缩的性质;(2)玻璃泡;(3)不能;(4)降低;(5)测温范围小,测得温度受外界气压的影响
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