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初中三年级物理

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    小红同学用如图甲所示的装置对冰加热,根据实验记录分别绘制了冰熔化时和水沸腾时温度随时间变化的图象如图丙、丁所示.请你回答:
    (1)图乙中,温度计的示数为_________℃.
    (2)图丙中, _________ 段表示冰的熔化过程,此过程中该物质的内能 _________ (填“增加”“减少”或“不变”);
    (3)比较图丙中AB段与CD段可以看出:吸收相同热量时,冰升温比水升温快,原因是 _________
    (4)由图丁可知,水的沸点是 _________ ℃,由此可判断出当时水面上方的气压 _________ (填“高于”“低于”或“等于”)1标准大气压.
    (5)婷婷同学评估小红同学所画的图象丁时指出:图象中的GH段不是根据实验数据画出来的,请你帮婷婷陈述其中的奥秘: _________

    甲                乙                            丙                                                     丁

    本题信息:2012年安徽省期末题物理实验题难度一般 来源:张秀锦
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本试题 “小红同学用如图甲所示的装置对冰加热,根据实验记录分别绘制了冰熔化时和水沸腾时温度随时间变化的图象如图丙、丁所示.请你回答:(1)图乙中,温度计的示数...” 主要考查您对

熔化的规律及其特点

温度计,体温计的使用及其读数

沸腾及沸腾的特点

沸点与大气压的关系

热量的计算公式的应用

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  • 熔化的规律及其特点
  • 温度计,体温计的使用及其读数
  • 沸腾及沸腾的特点
  • 沸点与大气压的关系
  • 热量的计算公式的应用
晶体在熔化时的温度特点:
吸热但温度不变。晶体熔化的条件是:①温度达到熔点;②继续吸热。两者缺一不可。


晶体与非晶体的熔化:
晶体有一定的熔化温度,叫做熔点,在标准大气压下,与其凝固点相等。晶体吸热温度上升,达到熔点时开始熔化,此时温度不变。晶体完全熔化成液体后,温度继续上升。熔化过程中晶体是固、液共存态。

非晶体没有一定的熔化温度。非晶体熔化过程与晶体相似,只不过温度持续上升,但需要持续吸热。 熔点是晶体的特性之一,不同的晶体熔点不同。
凝固是熔化的逆过程。实验表明,无论是晶体还是非晶体,在凝固时都要向外放热。晶体在凝固过程中温度保持不变,这个温度叫晶体的凝固点。同一晶体的凝固点与熔点相同。非晶体没有凝固点和熔点。

熔化实验中用水浴法加热的原因:
熔化实验中采用水浴加热(如图)的方法,利用水的对流,使受热更均匀,测量更科学。


影响熔点的因素
(1)压强平时所说的晶体的熔点,通常是指一个标准大气压下的情况。对于大多数晶体,熔化过程是体积变大的过程,当压强增大时,这些晶体的熔点升高;对于像金属铋、锑以及冰这样的晶体,熔化过程中体积变小,当压强增大时,这些晶体的熔点降低。
(2)杂质如果液体中溶有少量其他物质,即使数量很少,物质的熔点也会有很大变化。如果水中溶盐,凝同点就会明显下降。海水冬天结冰的温度比河水低就是这个原因。

晶体的熔化条件
    晶体的熔化有温度达到熔点与继续吸热两个条件,二者缺一不可。如果晶体的温度达到熔点但不能继续吸热,晶体就不能熔化,仍然处在固态。如果可以从外界继续吸收热量,则晶体开始熔化,进入由固态变为液态的过程,如冰属于晶体,像冰变为水那样,物质从固态变为液态的过程称为熔化,晶体开始熔化时的温度称为熔点。当冰的温度升高到冰的熔点(也叫冰点)时,并继续吸热,冰便从同态逐渐变为液态。温度等于熔点时,晶体的状态可能是固态,可能是液态,也可能是同液共存态。
实验室温度计的使用方法:
a.在使用温度计以前,先观察它的量程-能测量的温度范围,然后认清它的分度值
b.温度计的玻璃泡全部浸入被测的液体中,不要碰到容器底或容器壁
c.温度计的玻璃泡浸入被测液体后要稍等一会儿,待温度计的示数稳定后再读数
d.读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与温度计中液柱的上表面相平。

体温计的使用方法:
    体温计用来测量人体温度。测体温时,玻璃泡内的水银随着温度的升高,发生膨胀,通过细管挤到直管;当体温计离开人体时,水银变冷收缩,细管内的水银断开,直管内的水银不能退回玻璃泡内,所以它表示的仍然是人体的温度。每次使用前,都要拿着体温计把水银甩下去。

体温计,实验室温度计,寒暑表的主要区别:
实验室温度计 体温计 寒暑表
原理 液体的热胀冷缩 液体的热胀冷缩 液体的热胀冷缩
玻璃泡内液体 水银、煤油、酒精等 水银 煤油、酒精等
刻度范围 -20—110℃ 35~42℃ -30—50℃
分度值 1℃ 0.1℃ 1℃
构造 玻璃泡上部是均匀细管 玻璃泡上部有一段细而弯的“缩口” 玻璃泡上部是均匀细管
使用方法 不能离开被测物体读数,不能甩 可以离开人体读数,使用前要甩几下 放在被测环境中直接读数,不能甩

体温计的使用与读数方法
1.明确体温计的量程和分度值。

2.体温计读数时,眼睛通过一条棱看过去,圆弧形的棱相当于一个放大镜,可以观察到放大了的较粗的水银柱,便于观察和读数:

3.用后未甩过的体温计,由于细小缩口的作用,缩口上方的水银柱不能退回玻璃泡。
例:2008年4月,常德市出现了首例“手足口”病例之后,引起了市政府的高度重视,要求各地学校每天对学生进行晨检、晚检、并报告检查情况,其中就用了体温计。图甲是一支常见体温计的示意图,它的量程是____℃,它的分度值为____℃。

由此可知体温计的测量结果比实验用温度计更精确,但因液柱太细难以读数,所以体温计具有特殊构造,其横截面如图乙所示,a为向外凸起的弧形玻璃面,要看清体温计中液柱的位置就应沿_____方向观察(“A”、“B”或“C”),这是利用_______________。

解析:观察题图可知量程和分度值;体温计液柱太细难以读数,利用光学原理放大便于观察,联想放大镜的特征和工作原理,应选从A方向观察。
答案:35~42;0.1;A;凸透镜成正立放大的虚像(或放大镜原理) 

不准确温度计的读数方法不准确温度汁的读数可用数学中的比例方法求解:
例: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22℃,则该液体的实际温度是____ 。当把该温度计放入实际温度为40℃的温水中时,温度计的示数为____。
解析:根据摄氏温度的规定,冰水混合物的温度是0℃,1个标准大气压下沸水的温度为100℃和已知条件画出的线段图如同所示,按比例计算如下:

解得t1=20℃

解得t2=40℃


沸腾:
(1)定义:在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象

(2)沸腾的条件:温度必须达到沸点;需要不断吸热

(3)液体沸腾的特点:在沸腾的过程中,液体继续吸热,但温度保持不变。各种液体沸腾时都有确定的温度,这个温度叫做沸点

(4)气压与沸腾的关系:气压越高,沸点越高;气压越低,沸点越低。


探究“水的沸腾”的实验:
探究目的:观察水沸腾时的现象和水沸腾时的温度情况

提出问题

1.水在沸腾时有什么特征?
2.水沸腾后如果继续吸热,是不是温度会越来越高?

猜想与假设
:_____________________________________

实验器材
:铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中间有孔的纸板、温度计、水、秒表.实验装置如图:铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中间有孔的纸板、温度计、水、秒表。实验装置如图


实验步骤

1.按装置图安装实验仪器;
.2.用酒精灯给水加热并观察;
3.当水温接近90℃时每隔1min记录一次温度,并观察水的沸腾现象;
4.完成水沸腾时温度和时间关系的曲线。

实验记录



分析数据:


实验结论:
1.沸腾是在一定温度下,在液体表面和内部同时行的剧烈的汽化现象;
2.水在沸腾时温度不变,这个温度叫做沸点。
水沸腾现象及注意问题的解决方法:
l. 实验装置


2.实验现象:
(1)沸腾前,在水中出现小的气泡,随水温升高而变大,上升过程中温度降低.体积收缩变小,未到液面就消失,同时,水温持续上升;
(2)沸腾时水中形成大量的气泡,上升、变大,到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中,沸腾后,水继续吸收热量但温度始终保持不变。

3.注意事项:
(1)实验中尽可能取较少的温水进行实验,且最好在烧杯上加一个盖,这样可以减少加热时间
(2)实验中若测出水的沸点不是100℃,可能是温度计存在质量问题或受大气压影响。
公式法计算物体吸收或放出热量的多少:
1.热量计算公式(在没有发生状态变化的情况下)
(1)当物体的温度升高时,吸收的热量是:Q =cm(t-t0):
(2)当物体的温度降低时,放出的热量是:Q =cm(t0—t)。公式中c表示物质的比热容,m表示物体的质量, t0表示物体的初温,t表示物体的末温,(t一t0)表示物体吸热时升高的温度,(t0一t’)表示物体放热时降低的温度。
(3)若温度的变化量用△t表示,那么吸、放热公式可统一表示为:Q=cm△t。

2.热量公式的变形式:
利用热量的计算公式,不仅可以计算物体吸收(或放出)热量的多少,还可以计算物质的比热容、质量、温度变化等。计算式为

巧法解图像类问题:
    在物理学习过程中,我们常常会遇到图像题,此类题目的难度并不大,但是很多同学出错。有的看不懂图像,有的没有看清楚坐标轴,甚至有的会感到无从下手。其实此类问题用“公式法”会很容易解决,而且不易出错,具体方法是:根据公式,把题目图像的要求进行变形,最后根据图像得出答案。

例:用同样的酒精灯对质量相同的甲、乙两种液体加热,实验得出两种液体的温度随加热时间的变化关系如图所示,用T、T分别表示甲、乙两种液体的沸点,c,c分别表示甲、乙两种液体的比热容,根据图像可得出正确的关系是(   )

A.T>T乙; c>c乙   B.T>T乙;c<c
C.T<T乙; c>c乙   D.T<T乙;c<c

解析:观察图线,乙图线与时间轴平行的“平台”对应的温度较高,不难看出T<T。虚线部分表示时间相同则两种液体吸收的热量相同。又因为两种液体的质量相同,因此我们把公式进行变形c =,而可从图像看出甲的温度变化大,故c<c

答案:D


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