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第三章 物态变化(原卷版)
课时3.1 温度
2022年课程标准 物理素养
物理观念:温度的概念,温度计的构造、原理和使用,体温计的构
1.1.2 了解液体温度计的工作原 造、原理和使用。
理。会用常见温度计测量温度能 科学思维:了解一些生活环境中常见的温度值,感受物理与生活的
说出生活环境中常见的温度值, 紧密联系。
尝试对环境温度问题发表自己的 科学探究:会用常见温度计测量温度。
见解。 科学态度与责任:通过用温度计测量水的温度的实验,学会温度计
的使用方法,体会观察和测量的意义。
知识点一、温度
1.温度
问 题
把两只手指分别放入热水和冷水中。过一会儿,再把这两只手指同时放入温水中(如图所示)。手
指对“温水”的冷热感觉相同吗?
生活中,人们常常需要了解物体的冷热程度。物理学中通常用温度来表示物体的冷热程度,热的物
体温度高,冷的物体温度低。如下图所示。
知识点二、温度计
通过前面的实验你会发现,两只手指对同一杯“温水”的冷热感觉是不同的。这说明,要准确地判
断物体的冷热程度,仅凭感觉是不行的。如何准确地了解和测量物体的温度呢?
要准确判断和测量物体的温度,必须选择科学的测量工具——温度计。1.自制温度计
如图所示,在小瓶里装满带颜色的水,给小瓶配一个橡皮塞,橡皮塞上插进一根细玻璃管,使橡皮
塞塞住瓶口中。将小瓶放入热水中,观察细管中水柱液面的位置,然后再把小瓶放入冷水中,观察水柱
液面的位置。
自制温度计根据液体热胀冷缩原理制作的。温度升高,液面升高,温度降低,液面降低。
2.温度计
(1)液体温度计的工作原理:根据液体的热胀冷缩规律制成的。
(2)常用温度计的构造:如图所示,常用的液体温度计的主要部分是一根内径很细的并且均匀的玻
璃管,管的下端是一个玻璃泡,玻璃泡内装有适量的测温物质,如水银、带有颜色的酒精等,玻璃管外
标有均匀刻度和所用单位的符号。
特别提醒
①玻璃泡壁很薄的目的:为了使温度计测温泡内的物质能很快与被测物的温度相同(温度计的测量
原理)。
②玻璃管做得很细的原因:相同的温度变化引起液柱的长度变化就越大,反映更灵敏。
(3)几种温度计:甲为实验室用温度计,乙为寒暑表,丙为电子数显温度表。
知识点三、摄氏温度
1.单位
摄氏度,符号:℃。温度计上的字母℃或C表示采用的是摄氏温度。
2.规定
把在1标准大气压下冰水混合物的温度定位0摄氏度;沸水的温度定为100摄氏度,分别用0℃和
100℃表示。在 0 ℃和100 ℃之间分成100个等份,每个等份代表1℃。用这种方法还可以扩大到0℃以下,
100℃以上。
3.读法
比0℃高的温度值直接读,如“37℃”读做“37摄氏度”;比0℃低的温度值在数字前加“-”号,
读做“负”或“零下”。例如,宇宙的最低温度为
-273.15 ℃(绝对零度)。读作:负273.15摄氏度或零下273.15摄氏度。
4.一些温度值
(1)氢弹爆炸中心的温度超过 107℃;
(2)太阳表面约6000℃;
(3)用作深度制冷剂的液氮温度可低于-196℃,千万不能用手直接触碰液氮,必须佩戴专门的防冻
手套。
拓展
热力学温度又称开尔文温标、绝对温标,符号为T,它的单位是开尔文,简称开,符号为K。是另一
种标定、量化温度的方法。热力学温度将-273.15℃定义为0K,分度方法与摄氏温度相同,和摄氏温度t
的关系为:T=t+273.15℃,即使用热力学温度时,冰水混合物的温度为273.15K。
特别提醒
1.摄氏温度的单位“摄氏度”是一个整体,不能分开,如10摄氏度,不能读作摄氏10度,也不能读
作10度;
2.书写摄氏温度单位符号“℃”时,要注意格式,字母左上角的小圆圈不能漏掉,也不能分开或错
位,如人体的正常温度约为37℃,不能写成“37°”或“37C”。
3.实验室用温度计在读数时,需要注意:第一,温度是在0℃以上还是0℃以上下;第二,读数时都
是从0℃开始数,0℃以上往上数,0℃以上下往下数。
甲乙丙丁四幅图是测量物理量的工具,说法正确的是( )
A.如图甲所示,液体的温度为-58℃
B.如图乙所示的温度计的读数为18℃
C.如图丙所示温度计示数为16℃
D.如图丁所示温度计的示数为26℃
知识点四、温度计的使用
1.正确使用温度计(1)会认:使用前,应认清温度计的量程和分度值。
(2)会选:测量前先估测被测物体的温度,选择量程合适的温度计。决不能让被测物体的温度,超
过温度计的量程。如果被测物体的温度过高,温度计里的液体可能将温度计胀裂;如果被测物体的温度
过低,则测不出其温度值。
(3)会放:用温度计测量液体温度时,温度计的玻璃泡应该全部浸入被测液体中,且不要碰到容器
底或侧壁。
(4)会读:温度计的玻璃泡完全浸入液体中后要稍微等一会,待温度计的示数稳定后再读数,读数
时,温度计的玻璃泡要继续留在液体中,视线要与温度计中液柱的液面相平。
(5)会记:记录温度值时,不用进行估读,但不要漏写或错写单位,零摄氏度以下的温度不要忘记
负号。
思考下图中使用温度计的做法和读数方法,哪些是正确的,哪些是错误的,错误在哪里。
A图错误是温度计玻璃泡接触了容器底部;B图错误是温度计玻璃泡接触了容器侧壁;C图错误是温
度计玻璃泡没有全部浸没在液体中;D图,温度计的放置方法正确。
甲和丙是错误的:视线没有与温度计管内液面相平。甲的读数,测量结果会偏大,丙的读数,测量
结果会偏小。乙是正确的。
用温度计测量液体的温度,下面四幅图中,操作正确的是( )
A. B.
C. D.
知识点四、温度计的使用
1.体温计
人们为了判断身体是否发热,常常会测量体温。目前,常见的体温测量方式有接触式和非接触式两
种。(1)玻璃体温计(接触式)
①特殊结构:玻璃体温计是接触式测量方式的代表。最初医生给患者检查体温时,是让患者用嘴一
直含着温度计的,因为温度计拿出来一遇冷空气,指示的温度就降下来了。后来,通过在温度计的玻璃
泡和直玻璃管之间制造一处具有特殊结构的狭道。
②体温计的量程与分度值:如图所示,温度计的测量范围是35~42℃。分度值是0.1℃。
③使用方法:测体温时,玻璃泡内的水银随着温度升高,发生膨胀,通过狭道挤到直玻璃管。当读
数时将体温计拿离人体,水银变冷收缩,狭道内的水银断开,直玻璃管内的水银不能退回玻璃泡内,所
以此时的示数表示的是人体的温度。要使已经升上去的水银再回到玻璃泡里,可以拿着体温计用力向下
甩,把水银甩下去(其他温度计不允许甩)。
特别提醒
1.由于体温计的特殊结构——缩口,体温计在正常使用时,示数只升不降。例如当人体的温度高于
体温计原示数时,体温计的示数上升,此时能测量出人体的实际温度。但是,当人体温度低于体温计原
示数时,因为体温计的示数不会下降,显示还是之前的温度,将导致测量值偏高。
2.体温计的分度值是0.1℃,读数时精确到0.1℃。
如图所示为常用的一种体温计,它的分度值是 ℃,此时读数为 ℃,
该温度 人体的正常体温(选填“高于”、“等于”、“低于”)。
问题一:温度计的构造、原理和使用
【角度1】温度计的构造、原理
1.液体温度计根据液体的热胀冷缩的规律制成的。
2.温度计上标刻度的方法:在 0 ℃和100 ℃之间分成100个等份,每个等份代表1℃。用这种方法还
可以扩大到0℃以下,100℃以上。
【典例1】某小组同学在学习了温度计相关知识后,开展了“自制温度计”的项目化学习活动。他们
用生活中常见的器材设计并制作了甲、乙两款温度计(如图所示)。(1)甲温度计为气体温度计,瓶中装有一定质量的空气,瓶塞不漏气,弯管中间有一段液柱。此温度计
是根据 原理制成的,当外界温度升高时,液柱向 移动(选填“左”或“右”),理由:
。为了提高此温度计的精确度,下列改进合理的是 ;
A.玻璃管内径变小 B.烧瓶体积变小
(2) 乙温度计为液体温度计,瓶中装有一定质量红色的水。为了给此温度计定标,将该温度计分别放
入10℃和40℃的水中,待液面静止后,标出红色液柱到达的位置记作A和C,则40℃对应的刻度线是
(选填“A”或“C”)。再用该温度计测室内温度,液柱正好移动到B处,则此时室温为 ℃。
【变式1-1】如图是小明用小药瓶、细玻璃管和酒精制作的简易温度计。
(1)温度计是利用 原理制成的;
(2)小药瓶的材质应该选择 (选填“软塑料瓶”或“硬玻璃瓶”);
(3)给温度计标刻度时,将小药瓶分别放在20℃和60℃的水中,并标记液面稳定时的位置A和B,则
20℃对应的是 (选填“A”或“B”);把小药瓶放入另一杯温水中,标记液面稳定时的位置为
C点;用刻度尺测出AB间距为8cm,AC间距为5cm,则标记C点所对应的温度为 ℃;
(4)为了提高温度计的灵敏度,可采取的办法有更换更 的玻璃管(选填“粗“或“细”)。
【变式1-2】一支温度计刻度均匀,但读数不准。用此温度计测标准大气压下的沸水温度时,示数为
96℃;用此温度计去测量冰水混合物的温度,其示数为2℃。在测一杯温水的温度时,其示数与温水的真
实温度恰好相等。则这杯温水的温度为( )
A.40℃ B.45℃ C.50℃ D.55℃
【变式1-3】图中的两个温度计,甲、乙两温度计的示数为 ℃,乙温度计的示数为
℃。【角度2】温度计的正确使用
温度计的正确使用
①估:先估计被测物体的温度;
②选:应选择合适量程及分度值的温度计进行测量;
③放:应将温度计的温度的玻璃泡全部浸入被测液体中,不要碰到容器底部或容器壁。温度计的玻
璃泡浸入被测液体后要稍等一会,待温度计的示数稳定后再读数;
④读:读数时温度计的玻璃泡要继续停留在液体中,视线要与温度计中液柱的液面相平;
⑤记:记录时要记录测量的数值和单位。
【典例2】小星在测量某液体的温度时,采用了如下几个步骤:
①选取适当的温度计;②等待几分钟;③操作如图甲中的 ④估计待测液体的温度;⑤按正确方
法读数并记录。
正确的实验操作顺序为 (只写序号)。温度计读数如图乙,分度值是 ,此时此
液体温度为 。
【变式2-1】八一班第三小组同学在用温度计测量水温时如图所示,其中正确的是( )
A. B.C. D.
【变式2-2】常用液体温度计是利用液体 性质制成的。如图中读数, (选填
“A”“B”或“C”)方法是正确的,示数为 ℃。
问题二:体温计的构造、和使用
体温计的构造和使用
1.体温计的玻璃泡和直玻璃管之间有一段特殊的细管也叫缩口,使得体温计即使离开人体,显示的
温度也不会变化。
2.体温计在使用前,应用力往下甩几下,让直管内的水银流回玻璃泡内,然后再进行测量。如果没
甩,体温计的示数不会下降,只会上升。
【典例3】一位热爱物理的同学要复习温度计的使用并设计一个温度计,如图所示,瓶中装的是气体,
瓶塞不漏气,弯管水平部分有一小段液柱(弯管水平部分足够长)。
(1)这个温度计是根据 (选填“液体的热胀冷缩”或“气体的热胀冷缩”)的规律制成的;
(2)A、B两处刻度对应的温度的关系是:A处 B处(填“<”、“=”或“>”);
(3)去医院时这位同学发现护士姐姐由于忙碌忽略了体温计的正确使用,她用新的水银体温计先为甲病
人测体温,示数为39.2℃:接着直接为病人乙测体温,示数仍是39.2℃:然后马上为病人丙测体温,这
时示数为40.2℃。这三位病人中,体温显示一定准确的是 。所以使用完体温计后除了消毒还
要 。
【变式3-1】体温计的玻璃泡与毛细管连接处有一管径更细的弯管,可以让体温计离开人体读数,在每次测量前必须将毛细管中的水银甩回到玻璃泡中。一粗心护士没有先甩一下体温计就先后给甲、乙两
位病人测量体温,体温计示数分别为37.9℃和38.4℃,则乙的体温是( )
A.37.9℃ B.38.4℃
C.可能是37.9℃,也可能是38.4℃ D.无法确定
【变式3-2】中国科兴疫苗需保存在低于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,温度计示数为 ℃。
【基础强化】
1.如图所示,该温度计的工作原理是液体的 ,它的量程为 ℃,当前示数为 ℃,读数时
温度计的玻璃泡 离开被测物体读数(选填“能”或“不能”)。
2.温度是表示物体 的物理量。温度计上标有符号“℃”,该符号读作 。摄氏温标规定,在
标准大气压下, 的温度为100℃。
3.要对有关现象做定量研究,就需要测量。如图甲所示,用刻度尺测量一木块的长度,被测木块的长度
是 cm。用同一温度计分别测量某天正午与晚上的气温,两次温度计的示数如图乙所示,则
晚上的气温是 ℃。
4.小明自制了一个温度计,在薄壁玻璃瓶里装满带颜色的水,给玻璃瓶配一个橡皮塞,橡皮塞上插进一
根玻璃管,使橡皮塞紧紧塞住瓶口(各连接处密封良好),如图所示。实验时,常温条件下将该装置放
入温度较高的水中,观察到玻璃管内液面 。(选填“上升”或“下降”)这说明温度计是利用
的原理工作的。【素养提升】
5.疫情期间,金明用体温计测过孩子的体温为38℃,没甩就直接测量自己的体温,若他的实际体温是
36℃,则他测出来的体温是( )
A.37℃ B.36℃ C.39℃ D.38℃
6.小科同学自制了一支温度计,读数不准确。当把它插入标准大气压下的冰水混合物中时读数为5℃;
当把它插入标准大气压下的沸水中时读数为25℃。用这支温度计去测一杯水温度时,读数为17℃。则这
杯水正确的温度为( )
A.35℃ B.60℃ C.68℃ D.85℃
7.最大测量值都是100℃ 的甲、乙、丙三支水银温度计,分度值都是 1 ℃ , 甲玻璃泡的容积大些,
乙、丙相同,甲、乙玻璃管的内径相同,丙粗一些,由此可判断这三支温度计相邻的两条刻度线间的距
离( )
A.乙最长,但不能比较甲与丙的长度 B.甲最短,丙最长
C.乙最短,但不能比较甲与丙的长度 D.甲最长,丙最短
8.下面是用温度计测量热水温度的实验步骤,试将这些步骤按正确的顺序排列:( )
a.选取适当的温度计并观察其量程与分度值;
b.把温度计插入热水中,并使玻璃泡全部浸没在水中,但不与器壁接触;
c.读出温度计的示数,并记录在表格中;
d.取出温度计,擦干放好整理仪器;
e.让温度计与被测物体接触一段时间,观察温度计的液柱示数处于稳定状态;
f.估计被测热水的温度。
A.abfecd B.bfeacd C.fabecd D.fbaecd
9.如图所示是生活中常见的两种温度计。下列说法中正确的是( )
A.乙温度计的的量程为:20℃~100℃
B.甲、乙温度计的分度值不相同
C.甲、乙温度计都可以脱离被测物体来读数D.图甲所示温度为38.5℃,现直接测量另一同学体温,则测量结果仍为38.5°C
【能力培优】
10.小明和几位同学利用国庆假期尝试自制温度计,用玻璃小药瓶、透明吸管、红墨水等器材制成了图
(1)中A、B、C、D四支温度计并标有刻度,其中A、B、C三支温度计的小药瓶中装满红色的水,D
的小药瓶是空的,液柱用的也是红色的水。
(1)玻璃小药瓶相当于普通液体温度计构造中的 ;使用透明吸管是为了能够明显地观察到测温物
质的 (选填“温度”或“体积”)的变化;
(2)D的工作原理与其他三支 (相同/不同),当气温升高时,D中液柱ab的会向
(左/右)移动;
(3)为了提高自制温度计的精确程度,请你提出一条改进措施: 。
(4)观察A和E的结构差异,其中还能作为气压计使用的是 。
(5)练习使用温度计:
①如图2所示,温度计的示数是 ℃。
②用体温计先后测量小明、小红、小华三位同学的体温,中途未经下甩,示数相同都如图3所示,该温
度 是小明的(“一定”、“可能”、“一定不”)。
11.10月9日下午,某校物理社团分成几个学习小组上课。如图是某学习小组的同学在课中展示的自制
两款自制简易温度计(假设当时的大气压是1个标准大气压)。
(1)如图1所示,甲组同学自制的简易温度计。在玻璃瓶内装满染色的煤油,封住瓶口后插入细吸管。
①如图2、3是小组同学标刻度的过程,a处应标 ℃;b处应该标 ℃,图4是另一组同学成品
温度计测量水温的情况,温度计的分度值是 ℃;水温约为 ℃。
②温度计从热水中取出不用,放在室内足够长的时间后,其示数约为 ℃;(2)如图5所示,乙组同学设计的温度计。A为一塑料瓶,B为吸管,穿过软木塞与A相连,管下端插
入水槽C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:
t/℃ 17 19 21 23 ② 27
h/cm 30.0 24.9 19.7 14.6 9.4 4.2
①此温度计的测温物质是: (选填“A内的空气”或“C内的水”)
②表格中空缺的数据约为 ;
③你认为这款温度计值得进一步改进让它测量更准确的地方是