5.4 物质的一些物理属性(导学案)物理新教材沪粤版八年级上册
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摘要:
该初中物理导学案聚焦物质的磁性、导电性、导热性三大物理属性,通过自主预习问题(如“除密度外,______、______和______都是物质的基本物理属性”)衔接已学的密度知识,搭建新旧知识联系的学习支架,引导学生逐步深入认识物质属性。
以实验探究为核心,设计液体导电性对比、木筷与不锈钢汤匙导热体验等实验,结合门吸、电线、炊具等生活实例,通过讨论交流和例题分析,培养学生科学探究能力与科学思维,课堂练习融入钛合金应用、月壤砖隔热性等实际情境,强化物理观念,助力学生理解物质属性与生活的紧密联系。
内容正文:
5.4 物质的一些物理属性(导学案)
【学习目标】
1. 知道磁性、导电性、导热性都是物质的基本物理属性,了解这些属性在生活与生产中的实际应用。
2. 理解导体与绝缘体的概念,能正确区分生活中常见的导体和绝缘体,了解液体导电的特点。
3. 理解热的良导体与热的不良导体的概念,能区分常见的导热材料,并解释相关生活现象。
4. 通过对比实验提升观察、分析与归纳能力,体会物质属性与生活应用的紧密联系。
【学习重点】
1. 物质的磁性、导电性、导热性三种物理属性
2. 导体与绝缘体、热的良导体与不良导体的区分及应用
【学习难点】
1. 液体导电性的实验分析与原理理解
2. 利用物质的物理属性解释生活中的热学、电学现象
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1. 除密度外,磁性、导电性和导热性都是物质的基本物理属性,与人们的生活密切相关。
2. 我国古代利用磁石的指向性发明了指南针(司南);生活中磁性材料的应用实例有门吸(合理即可)、硬盘、磁卡等。
3. 物理学中,把容易导电的物体叫做导体,把极不容易导电的物体叫做绝缘体。
4. 物理学中,把容易导热的物体叫做热的良导体,把不容易导热的物体叫做热的不良导体。
5. 金属一般属于导体(选填 “导体” 或 “绝缘体”),也属于热的良导体(选填 “热的良导体” 或 “热的不良导体”);橡胶、塑料一般属于绝缘体,也属于热的不良导体。
【课堂探究】
探究一、物质的磁性
1. 磁性的认知
磁性是某些物质特有的物理属性。人类对磁性的认识历史悠久,早在 2000 多年前的春秋时期,人们就发现了磁石;我国古代利用磁石的指向性发明了指南针(司南),成为古代四大发明之一。
2. 磁性的应用
磁性材料在生活、生产与科研中应用广泛:
• 生活类:门吸、冰箱磁贴、磁吸文具;
• 信息存储类:硬盘、移动硬盘、磁卡、磁带;
• 工业与科技类:电动机、发电机、磁悬浮列车、核磁共振设备。
【讨论交流】
1. 请再列举 2 个生活中利用物质磁性的实例。
示例:① 冰箱门的磁性密封条,利用磁性实现门体紧密闭合;② 电动机内部的永磁体,利用磁性实现电能向机械能的转化。
2. 是不是所有金属都具有磁性?请举例说明。
不是所有金属都具有磁性。
说明:只有铁、钴、镍等少数金属及其合金具有磁性,铜、铝、金、银等绝大多数金属都不具有磁性。
【例题1】磁在我们生活中应用非常广泛,如图是生活中常用来固定房门的“门吸”,它由磁铁和金属块两部分组成。该金属块能被磁铁所吸引,是因为可能含有以下材料中的__________(选填“铜”、“铝”或“铁”)。
【答案】铁
【解析】磁铁可以吸引铁、钴、镍一类的物质,不能吸引铜和铝,该金属块能被磁铁所吸引,是因为可能含有铁。
探究二、物质的导电性
1. 实验探究:比较液体的导电性能
• 实验装置:用导线将电池、小灯泡与两块铜片连接成闭合回路,将铜片分别插入糖水、盐水和纯净水中,观察灯泡发光情况。
• 实验现象:铜片插入盐水中时小灯泡发光,插入糖水、纯净水中时小灯泡不发光。
• 实验结论:盐水容易导电,糖水、纯净水不容易导电。
2. 导体与绝缘体
• 导体:容易导电的物体。常见实例:金属、人体、大地、酸碱盐的水溶液等。
• 绝缘体:极不容易导电的物体。常见实例:玻璃、橡胶、塑料、干燥木材、纯净水等。
• 实际应用:导体用于传输电能,如电线的金属线芯;绝缘体用于隔绝电流,如电线外皮、电器外壳。
• 工业应用:液体的导电性广泛应用于电镀、电解、制药等生产领域。
【讨论交流】
1. 导体和绝缘体之间有没有绝对的界限?请举例说明。
导体和绝缘体之间没有绝对的界限,在一定条件下二者可以相互转化。
举例:常温下的玻璃是绝缘体,当被加热到红炽状态时,就会变成导体;干燥的木材是绝缘体,受潮后就能够导电。
2. 为什么干燥的木头是绝缘体,而潮湿的木头能够导电?
干燥的木头内部几乎没有可以自由移动的电荷,因此不容易导电,属于绝缘体;潮湿的木头中含有水分,水中溶解的杂质会形成大量可自由移动的离子,使木头具备导电能力,因此潮湿的木头能够导电。
3. 为什么生活中严禁用湿手触碰开关和用电器?请用导电性的知识解释。
生活中的水溶解有多种杂质,属于导体。用湿手触碰开关和用电器时,电流可能通过手上的水传导到人体,引发触电事故,存在极大的安全隐患,因此生活中严禁用湿手触碰开关和用电器。
【例题2】如图所示是电工师傅利用试电笔检测电路的情景,通常情况下,属于导体的是( )
A.木头桌面 B.金属笔尾
C.导线的橡胶皮 D.塑料笔杆
【答案】B
【解析】A.木头桌面是绝缘体,故A不符合题意;
B.金属笔尾,由于金属是导体,故B符合题意;
C.导线的橡胶皮是绝缘体,故C不符合题意;
D.塑料笔杆是绝缘体,故D不符合题意。
故选B。
探究三、物质的导热性
1. 实验体验:比较木筷与不锈钢汤匙的导热性能
• 实验操作:将木筷和不锈钢汤匙同时浸入热水中,数秒后用手分别触摸露出水面的部分。
• 实验现象:不锈钢汤匙的上端明显发烫,木筷的上端温度变化不明显。
• 实验结论:不同物质的导热性能不同,不锈钢的导热能力远强于木头。
2. 热的良导体与热的不良导体
• 热的良导体:容易导热的物体。大多数金属都是热的良导体,如铜、铁、铝等。
• 热的不良导体:不容易导热的物体。如木头、塑料、橡胶、陶瓷、空气、棉花等。
• 实际应用:热的良导体用于需要快速传热的场景,如炊具的金属锅底;热的不良导体用于隔热保温,如锅柄、保温杯夹层、冬季棉衣。
【讨论交流】
1. 电熨斗的金属底板、塑料手柄、内部电热丝、导线绝缘皮中,哪些是导体?哪些是绝缘体?哪些是热的良导体?哪些是热的不良导体?
分类如下:
• 导体:金属底板、内部电热丝
• 绝缘体:塑料手柄、导线绝缘皮
• 热的良导体:金属底板、内部电热丝
• 热的不良导体:塑料手柄、导线绝缘皮
2. 冬天在室外触摸金属和木头,总感觉金属比木头更凉,这是为什么?
冬天室外的金属和木头实际温度相同,都低于人体温度。金属是热的良导体,接触人手后会快速将手上的热量传导出去,人手热量流失快,因此感觉更凉;木头是热的不良导体,热量传导速度慢,人手热量流失慢,因此感觉没有金属凉。
3. 羽绒服、棉被能够保暖,是因为它们本身能产生热量吗?请解释其保暖的原理。
羽绒服、棉被本身不能产生热量。
保暖原理:羽绒、棉花的内部蓬松多孔,能够储存大量静止的空气,而空气是热的不良导体,可以有效减缓人体热量向外散失,阻挡外界冷空气进入,从而起到保温保暖的效果。
【例题3】查阅资料发现,很多导热、散热器材都选择铝材料。小林所在实验小组想通过实验探究“物质导热性的影响因素”。现提出如下猜想:
猜想一:物质的导热性可能与横截面积有关。
猜想二:物质的导热性可能与材料有关。
猜想三:物质的导热性可能与长度有关。
为验证猜想,他们设计了如图甲所示的实验装置,将物体一端浸入烧杯内持续沸腾的水中,另一端浸入盛有25℃水的试管中,每隔相同的时间测一次试管中水的温度并记录。重复以上实验步骤。
(1)实验中,导热性能无法直接测量,他类比所学知识定义了一个物理量k,来衡量物质的导热性能,下列有关k的定义正确的是( )(填字母)。
A.时间 B.温度 C.温度的变化量 D.单位时间内温度的变化量
(2)为完成实验探究,同学们选取长度和横截面积相同的铜棒和铝棒进行实验。以铜棒为导热材料时试管内水的温度随时间变化的关系图线已在图乙中画出,下表是以铝棒为导热材料时记录的实验数据:
时间/s
0
50
100
150
200
250
试管内的水温/℃
25
26.5
28
29.5
31
32.5
请你依据表格中的数据在图乙中描点,作出以铝棒为导热材料时试管内水的温度随时间变化的关系图像。
(3)由温度一时间图像可推断出此实验中_______(选填“铜棒”或“铝棒”)的导热性能更好。
(4)接着实验小组要验证猜想三,他们的做法是_______。
【答案】(1)D;(2) ;(3)铜棒;(4)选取材料、横截面积相同,长度不同的导热材料进行实验
【解析】(1)导热性反映的是导热的快慢,导热性越好,相同时间内传递到试管的热量越多,水温升高越多。只有单位时间内的温度变化量可以反映导热快慢,因此定义k为单位时间内温度的变化量,故选D。
(2)通过表格中的数据进行描点连线即可。
(3)相同时间内,铜棒导热时试管水温升高更多,说明铜棒导热更快,因此铜棒导热性能更好。
(4)验证导热性与长度的关系,需要使用控制变量法,保持材料、横截面积不变,只改变长度,再通过相同实验流程比较导热性即可。
【归纳整理】 5.4 物质的一些物理属性
【课堂练习】
1.如图是铅笔的各组成部分,其中通常情况下属于导体的是( )
A.金属套,橡皮 B.木质笔杆,橡皮 C.金属套,石墨笔芯 D.木质笔杆,石墨笔芯
【答案】C
【解析】根据导体的定义,容易导电的物体叫做导体,不容易导电的物体叫做绝缘体。通常情况下,金属、石墨容易导电,属于导体;橡皮、干木材不容易导电,属于绝缘体。 故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.宝鸡钛及新材料产业集群规模已跃居全球首位,享有“中国钛谷”的国际声誉。“钛谷”商标在全球钛行业中获得广泛认可,成为宝鸡钛及新材料产业的区域代表与核心品牌。钛合金具有强度高、密度小、耐高低温性能良好、机械性能好、韧性和抗腐蚀性好、生物相容性好等优点,以下应用中不适合使用钛合金的是( )
A.飞机发动机部件 B.压路机碾子 C.人工关节 D.潜艇外壳
【答案】B
【解析】A.钛合金强度高、密度小,能减轻飞机重量,同时耐高低温性能良好,可承受飞机发动机工作时的高温和高压环境,适合用于飞机发动机部件,故A不符合题意;
B.压路机碾子需要利用自身重量产生较大压力来压实路面,通常采用密度较大的材料如铸铁等制作,以便在较小体积时有较大质量。而钛合金密度小,相同体积下质量较轻,不适合用于制作压路机碾子,故B符合题意;
C.钛合金生物相容性好,植入人体后不易引起排异反应,机械性能好能满足人体关节活动的力学要求,可用于制作人工关节,故C不符合题意;
D.钛合金耐腐蚀性好,在海水中不易被腐蚀,强度高可承受深海压力,密度小能减轻潜艇重量,适合作为潜艇外壳材料,故D不符合题意。
故选B。
3.西安交通大学研究团队研制出一种新型陶瓷材料,它具有弹性好、韧性好(不易断裂)、绝缘性好、隔热性好、耐高温的特性。这种材料不宜用来制作( )
A.炒菜锅 B.电动车坐垫 C.电工手套 D.消防服
【答案】A
【解析】A.新型陶瓷材料隔热性好,不宜用来做炒菜锅,故A符合题意;
B.新型陶瓷材料弹性好、韧性好,可以用来做电动车坐垫,故B不符合题意;
C.新型陶瓷材料绝缘性好、弹性好、韧性好,可以用来做电工手套,故C不符合题意;
D.新型陶瓷材料隔热性好、耐高温,可以用来做消防服,故D不符合题意。
故选A。
4.星际旅行是人类探索宇宙的终极目标之一,月球是实现这一梦想的重要跳板和补给中继站,科学家提出了利用月壤砖修建人类居所、定居月球的想法。要实现这个想法,首先要克服月球表面严酷的昼夜温差:白天最高气温127℃,夜晚最低气温℃。因此月壤砖必须具有良好的( )
A.导电性 B.绝缘性 C.导热性 D.隔热性
【答案】D
【解析】月球表面昼夜温差极大(白天最高气温127℃,夜晚最低气温℃),为了在这种环境下维持居所内的温度稳定,月壤砖必须能够有效阻挡热量的传递,避免白天热量快速进入、夜晚热量快速流失。因此月壤砖必须具有良好的隔热性,可以有效阻止热量的传导和辐射,从而稳定居所内的温度。
故选D。
5.有一种手机贴膜近期十分热销,这种膜用刀刻画也不会留下痕迹,说明它的硬度________(选填“大”或“小”)。室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂,这表明纳米铜具有良好的________。(选填“延展性”、“弹性”或“磁性”)。
【答案】 大 延展性
【解析】[1]硬度是材料局部抵抗硬物压入其表面的能力,手机膜用刀刻画也不会留下痕迹,说明它的硬度大。
[2]延展性是指材料能被拉伸而不断裂的性质,弹性是指物体受力后能恢复原状的性质,磁性是指吸引铁、钴、镍等物质的性质。室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂,这表明纳米铜具有良好的延展性。
6.2025年11月9日至21日,第十五届全国运动会在广东、香港、澳门举行。如图是全运会火炬“绽放”,整体呈金色,采用3D打印技术和耐高温铝合金制造,主体部分使用高强度3D打印不锈钢和耐高温铝合金制成。它环保轻盈,说明它密度较______,火炬中生物质燃气燃烧时温度约为800℃,运动员手握火炬一点都不烫手,说明它导热性_______(选填“好”或“差”)。
【答案】 小 差
【解析】[1]“轻盈”指物体在体积相同时质量较小,根据公式可知,在体积相同时,质量小则密度小,因此,火炬“轻盈”的物理原因是其密度较小。
[2]燃气燃烧产生高温,但手握火炬不烫手,说明火炬主体材料能有效阻隔热传递,使热量不易传导到人手握持的部位,说明它导热性差。
7.如图为“大唐第一金碗”——鸳鸯莲瓣纹金碗,它出土于西安市南郊何家村,现为陕西历史博物馆的展品之一。工作人员将其转运的过程中,金碗的质量________(填变化情况);据初步测量该金碗的质量约为392g,体积约为,该金碗的密度约为________;修缮该文物需要使用厚度为的金箔,这说明金具有良好的________(选填“延展性”“导热性”或“导电性”)。
【答案】 不变 延展性
【解析】[1]质量是物体的固有属性,它不随物体的位置、形状、状态、温度的改变而改变。工作人员转运金碗的过程中,金碗的位置发生了变化,但所含物质的多少没有改变,因此质量不变。
[2]金碗的密度
[3]金属的物理性质包括延展性、导热性、导电性等。延展性:指金属能被拉成细丝或碾压成薄片的性质;导热性:指金属传递热量的能力;导电性:指金属传递电流的能力。修缮文物时使用的金箔厚度极薄,说明金可以被碾压成很薄的片,这体现了金具有良好的延展性。
8.如图所示的为电磁选矿机的工作示意图。漏斗M中装的是矿石,电磁铁固定在转筒内。当矿石从漏斗M经转筒落入A、B两个容器时,落入_________中的是磁性物质,原因是_____________。
【答案】 B 磁体能吸引磁性物质
【解析】[1][2]磁性物质被电磁铁吸引,落入容器;原因在于磁铁能吸引磁性物质。
9.请完成与下列实验有关的填空。
(1)如图﹣1所示,量筒的分度值是 _____mL,测量时如果按图﹣1那样读数,则读出的液体体积与真实值相比 _____(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
(2)如图﹣2所示,将金属勺和塑料勺同时放入一杯热水中,一段时间后用手分别触摸两种勺子,发现 _____勺更烫,则 _____(选填“金属”或“塑料”)的导热性更好。
【答案】 2 偏大 金属 金属
【解析】(1)[1]如图﹣1所示,在0~10mL之间被平均分成了5个小格,每个小格的刻度表示2mL,故量筒的分度值是2mL。
[2]使用量筒测量液体体积读数时,视线要与液面凹处相平,不能仰视也不能俯视。如果按图﹣1那样读数,则读出的液体体积与真实值相比偏大。
(2)[3][4] 如图﹣2所示,将金属勺和塑料勺同时放入一杯热水中,一段时间后用手分别触摸两种勺子,会发现金属勺更烫,因为金属的导热性更好。
10.生活中大部分物体都有热胀冷缩的性质,小丽注意到∶温度计中不同液体热胀冷缩的程度似乎不同,她猜测∶物体热胀冷缩的程度可能与物质的种类等多个因素有关。 小丽和同学利用身边横截面积相同的铜线和铝线进行实验探究,验证自己的猜想,下表是小丽和其同学探究影响物体线膨胀(物体受热时在长度方向上的膨胀叫作线膨胀)因素的实验记录。
实验序号
材料
原长/m
温度升高/°C
伸长量/m
1
铜
1
10
0.19
2
铜
2
10
0.38
3
铜
1
30
0.57
4
铝
1
30
0.69
5
铝
2
10
0.46
6
30
(1)请根据实验记录完成下列各题。
①比较实验序号___________与___________,可得结论∶当材料、原长相同时,固体的线膨胀与温度升高的多少有关。
②比较实验序号 1 与 2 可得到的初步结论是:___________。
③为了进一步探究①中的结论,表格中空格里应填写的信息是___________、___________。
(2)由上述知识可知∶冬天施工架设输电线,要将电线适当___________(选填“绷紧”或“放松”)些。
【答案】 1 3 当材料和横截面积相同的物体升高的温度相同时,原长越长线膨胀伸长量越大 铝 2 绷紧
【解析】(1)[1][2]要使实验中的材料、原长相同,利用控制变量法使这两个量一样,根据表可知只有实验序号1和实验序号3满足材料和原长一样。
[3]比较实验序号 1 与 2 可知,这两组数据的材料一样的都是铜,温度一样都升高了10℃,自变量是材料的原长,因变量是材料的伸长量,观察原长和伸长量数据可知,当相同材料和物体升高的温度相同时,原长越长线膨胀伸长量越大。
[4][5]由于①中只用了铜这一种材料做实验,且只研究其中的一组实验就得到了结论,这是具有偶然性的,并没有普遍性。为了让①中得到的结论更具有普遍性,应该换其他材料,继续重复上述实验,即材料、原长相同,温度是唯一变量,只能选用序号5和序号6,而且必须保证序号5和序号6中的材料和原长一样,即材料是铝、原长为2m。
(2)[6] 由上述知识可知∶冬天施工架设输电线,由于气温低导线处于冷缩状态,所以要将电线适当绷紧些,以防止在夏天气温升高,由于气温高导线处于线性膨胀状态,导线变长而引起导线与导线之间的碰撞,造成输电线路的故障。
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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5.4 物质的一些物理属性(导学案)
【学习目标】
1. 知道磁性、导电性、导热性都是物质的基本物理属性,了解这些属性在生活与生产中的实际应用。
2. 理解导体与绝缘体的概念,能正确区分生活中常见的导体和绝缘体,了解液体导电的特点。
3. 理解热的良导体与热的不良导体的概念,能区分常见的导热材料,并解释相关生活现象。
4. 通过对比实验提升观察、分析与归纳能力,体会物质属性与生活应用的紧密联系。
【学习重点】
1. 物质的磁性、导电性、导热性三种物理属性
2. 导体与绝缘体、热的良导体与不良导体的区分及应用
【学习难点】
1. 液体导电性的实验分析与原理理解
2. 利用物质的物理属性解释生活中的热学、电学现象
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1. 除密度外,______、______和______都是物质的基本物理属性,与人们的生活密切相关。
2. 我国古代利用磁石的指向性发明了____________;生活中磁性材料的应用实例有____________、硬盘、磁卡等。
3. 物理学中,把容易导电的物体叫做______,把极不容易导电的物体叫做______。
4. 物理学中,把容易导热的物体叫做____________,把不容易导热的物体叫做____________。
5. 金属一般属于______(选填 “导体” 或 “绝缘体”),也属于____________(选填 “热的良导体” 或 “热的不良导体”);橡胶、塑料一般属于______,也属于____________。
【课堂探究】
探究一、物质的磁性
1. 磁性的认知
磁性是某些物质特有的物理属性。人类对磁性的认识历史悠久,早在 2000 多年前的春秋时期,人们就发现了磁石;我国古代利用磁石的指向性发明了指南针(司南),成为古代四大发明之一。
2. 磁性的应用
磁性材料在生活、生产与科研中应用广泛:
• 生活类:门吸、冰箱磁贴、磁吸文具;
• 信息存储类:硬盘、移动硬盘、磁卡、磁带;
• 工业与科技类:电动机、发电机、磁悬浮列车、核磁共振设备。
【讨论交流】
1. 请再列举 2 个生活中利用物质磁性的实例。
2. 是不是所有金属都具有磁性?请举例说明。
【例题1】磁在我们生活中应用非常广泛,如图是生活中常用来固定房门的“门吸”,它由磁铁和金属块两部分组成。该金属块能被磁铁所吸引,是因为可能含有以下材料中的__________(选填“铜”、“铝”或“铁”)。
探究二、物质的导电性
1. 实验探究:比较液体的导电性能
• 实验装置:用导线将电池、小灯泡与两块铜片连接成闭合回路,将铜片分别插入糖水、盐水和纯净水中,观察灯泡发光情况。
• 实验现象:铜片插入盐水中时小灯泡发光,插入糖水、纯净水中时小灯泡不发光。
• 实验结论:盐水容易导电,糖水、纯净水不容易导电。
2. 导体与绝缘体
• 导体:容易导电的物体。常见实例:金属、人体、大地、酸碱盐的水溶液等。
• 绝缘体:极不容易导电的物体。常见实例:玻璃、橡胶、塑料、干燥木材、纯净水等。
• 实际应用:导体用于传输电能,如电线的金属线芯;绝缘体用于隔绝电流,如电线外皮、电器外壳。
• 工业应用:液体的导电性广泛应用于电镀、电解、制药等生产领域。
【讨论交流】
1. 导体和绝缘体之间有没有绝对的界限?请举例说明。
2. 为什么干燥的木头是绝缘体,而潮湿的木头能够导电?
3. 为什么生活中严禁用湿手触碰开关和用电器?请用导电性的知识解释。
【例题2】如图所示是电工师傅利用试电笔检测电路的情景,通常情况下,属于导体的是( )
A.木头桌面 B.金属笔尾
C.导线的橡胶皮 D.塑料笔杆
探究三、物质的导热性
1. 实验体验:比较木筷与不锈钢汤匙的导热性能
• 实验操作:将木筷和不锈钢汤匙同时浸入热水中,数秒后用手分别触摸露出水面的部分。
• 实验现象:不锈钢汤匙的上端明显发烫,木筷的上端温度变化不明显。
• 实验结论:不同物质的导热性能不同,不锈钢的导热能力远强于木头。
2. 热的良导体与热的不良导体
• 热的良导体:容易导热的物体。大多数金属都是热的良导体,如铜、铁、铝等。
• 热的不良导体:不容易导热的物体。如木头、塑料、橡胶、陶瓷、空气、棉花等。
• 实际应用:热的良导体用于需要快速传热的场景,如炊具的金属锅底;热的不良导体用于隔热保温,如锅柄、保温杯夹层、冬季棉衣。
【讨论交流】
1. 电熨斗的金属底板、塑料手柄、内部电热丝、导线绝缘皮中,哪些是导体?哪些是绝缘体?哪些是热的良导体?哪些是热的不良导体?
2. 冬天在室外触摸金属和木头,总感觉金属比木头更凉,这是为什么?
3. 羽绒服、棉被能够保暖,是因为它们本身能产生热量吗?请解释其保暖的原理。
【例题3】查阅资料发现,很多导热、散热器材都选择铝材料。小林所在实验小组想通过实验探究“物质导热性的影响因素”。现提出如下猜想:
猜想一:物质的导热性可能与横截面积有关。
猜想二:物质的导热性可能与材料有关。
猜想三:物质的导热性可能与长度有关。
为验证猜想,他们设计了如图甲所示的实验装置,将物体一端浸入烧杯内持续沸腾的水中,另一端浸入盛有25℃水的试管中,每隔相同的时间测一次试管中水的温度并记录。重复以上实验步骤。
(1)实验中,导热性能无法直接测量,他类比所学知识定义了一个物理量k,来衡量物质的导热性能,下列有关k的定义正确的是( )(填字母)。
A.时间 B.温度 C.温度的变化量 D.单位时间内温度的变化量
(2)为完成实验探究,同学们选取长度和横截面积相同的铜棒和铝棒进行实验。以铜棒为导热材料时试管内水的温度随时间变化的关系图线已在图乙中画出,下表是以铝棒为导热材料时记录的实验数据:
时间/s
0
50
100
150
200
250
试管内的水温/℃
25
26.5
28
29.5
31
32.5
请你依据表格中的数据在图乙中描点,作出以铝棒为导热材料时试管内水的温度随时间变化的关系图像。
(3)由温度一时间图像可推断出此实验中_______(选填“铜棒”或“铝棒”)的导热性能更好。
(4)接着实验小组要验证猜想三,他们的做法是_______。
【归纳整理】 5.4 物质的一些物理属性
【课堂练习】
1.如图是铅笔的各组成部分,其中通常情况下属于导体的是( )
A.金属套,橡皮 B.木质笔杆,橡皮 C.金属套,石墨笔芯 D.木质笔杆,石墨笔芯
2.宝鸡钛及新材料产业集群规模已跃居全球首位,享有“中国钛谷”的国际声誉。“钛谷”商标在全球钛行业中获得广泛认可,成为宝鸡钛及新材料产业的区域代表与核心品牌。钛合金具有强度高、密度小、耐高低温性能良好、机械性能好、韧性和抗腐蚀性好、生物相容性好等优点,以下应用中不适合使用钛合金的是( )
A.飞机发动机部件 B.压路机碾子 C.人工关节 D.潜艇外壳
3.西安交通大学研究团队研制出一种新型陶瓷材料,它具有弹性好、韧性好(不易断裂)、绝缘性好、隔热性好、耐高温的特性。这种材料不宜用来制作( )
A.炒菜锅 B.电动车坐垫 C.电工手套 D.消防服
4.星际旅行是人类探索宇宙的终极目标之一,月球是实现这一梦想的重要跳板和补给中继站,科学家提出了利用月壤砖修建人类居所、定居月球的想法。要实现这个想法,首先要克服月球表面严酷的昼夜温差:白天最高气温127℃,夜晚最低气温℃。因此月壤砖必须具有良好的( )
A.导电性 B.绝缘性 C.导热性 D.隔热性
5.有一种手机贴膜近期十分热销,这种膜用刀刻画也不会留下痕迹,说明它的硬度________(选填“大”或“小”)。室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂,这表明纳米铜具有良好的________。(选填“延展性”、“弹性”或“磁性”)。
6.2025年11月9日至21日,第十五届全国运动会在广东、香港、澳门举行。如图是全运会火炬“绽放”,整体呈金色,采用3D打印技术和耐高温铝合金制造,主体部分使用高强度3D打印不锈钢和耐高温铝合金制成。它环保轻盈,说明它密度较______,火炬中生物质燃气燃烧时温度约为800℃,运动员手握火炬一点都不烫手,说明它导热性_______(选填“好”或“差”)。
7.如图为“大唐第一金碗”——鸳鸯莲瓣纹金碗,它出土于西安市南郊何家村,现为陕西历史博物馆的展品之一。工作人员将其转运的过程中,金碗的质量________(填变化情况);据初步测量该金碗的质量约为392g,体积约为,该金碗的密度约为________;修缮该文物需要使用厚度为的金箔,这说明金具有良好的________(选填“延展性”“导热性”或“导电性”)。
8.如图所示的为电磁选矿机的工作示意图。漏斗M中装的是矿石,电磁铁固定在转筒内。当矿石从漏斗M经转筒落入A、B两个容器时,落入_________中的是磁性物质,原因是_____________。
9.请完成与下列实验有关的填空。
(1)如图﹣1所示,量筒的分度值是 _____mL,测量时如果按图﹣1那样读数,则读出的液体体积与真实值相比 _____(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
(2)如图﹣2所示,将金属勺和塑料勺同时放入一杯热水中,一段时间后用手分别触摸两种勺子,发现 _____勺更烫,则 _____(选填“金属”或“塑料”)的导热性更好。
10.生活中大部分物体都有热胀冷缩的性质,小丽注意到∶温度计中不同液体热胀冷缩的程度似乎不同,她猜测∶物体热胀冷缩的程度可能与物质的种类等多个因素有关。 小丽和同学利用身边横截面积相同的铜线和铝线进行实验探究,验证自己的猜想,下表是小丽和其同学探究影响物体线膨胀(物体受热时在长度方向上的膨胀叫作线膨胀)因素的实验记录。
实验序号
材料
原长/m
温度升高/°C
伸长量/m
1
铜
1
10
0.19
2
铜
2
10
0.38
3
铜
1
30
0.57
4
铝
1
30
0.69
5
铝
2
10
0.46
6
30
(1)请根据实验记录完成下列各题。
①比较实验序号___________与___________,可得结论∶当材料、原长相同时,固体的线膨胀与温度升高的多少有关。
②比较实验序号 1 与 2 可得到的初步结论是:___________。
③为了进一步探究①中的结论,表格中空格里应填写的信息是___________、___________。
(2)由上述知识可知∶冬天施工架设输电线,要将电线适当___________(选填“绷紧”或“放松”)些。
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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