2.1 物质的三态 温度的测量
一、单选题
1.如图所示,下列测量水温的操作中正确的是( )
A. B. C. D.
2.四位同学“用温度计测水温”的实验操作,如下图中所示,其中正确的是( )
A. B. C. D.
3.如图所示,温度计三次测得液体A、B、C温度分别是32℃、33℃和37℃,则液体较准确的温度是( )
A.34℃ B.32℃ C.37℃ D.33℃
4.下列温度数据中,与事实经验不符的是( )
A.夏天冷水的温度大约为5℃ B.人的体温大约是36.5℃
C.洗澡热水的温度大约为40℃ D.开水温度约93℃
5.下列物理量的估测中,最接近实际的是( )
A.教室课桌高度约为0.7dm B.声波在真空中的传播速度为340m/s
C.人体心脏1min跳动次数约为60次 D.重庆冬天的最低温度约为-20oC
6.科学研究表明,无论采用什么方法降温,温度也只能非常接近,不可能达到该值或比它更低。若把定义为0“度”,每上升1度与上升是相同的(1“度”大小等于大小),则用这种新方法表示的“200度”是( )
A. B. C. D.
7.关于温度和温度计的使用,下列说法正确的是( )
A.0℃的铁管比0℃的木头更冷
B.体温计是根据气体的热胀冷缩性质制成的
C.温度计玻璃泡浸入液体后要稍等一会,待示数稳定后再读数
D.为方便读数,需要将温度计从被测液体中拿出来与视线相平
8.一支刚用过的体温计水银柱停留在38℃刻度处,如果不甩几下,仅用酒精消毒后直接用这支体温计先后去测实际体温分别是37℃和39℃的人的体温,那么这支体温计的示数将分别是( )
A.37℃、38℃ B.37℃、39℃
C.38℃、39℃ D.38℃、38℃
9.甲乙两支温度计同时放入冰水混合物中,示数分别是 2℃和-3C,如果将两支温度计放入 25℃的水中,示数恰好均为 25℃,则当把甲乙两支温度计同时放入同一杯热水中时甲温度计示数为71℃时,乙温度计的示数及相比于甲温度计的测量误差情况分别是( )
A.75℃,误差大 B.75℃,误差小 C.81℃,误差小 D.81℃,误差大
10.让人感觉舒适的气温约为( )
A.0℃ B.23℃ C.37℃ D.100℃
二、实验题
11.如图是小科设计的一个气体温度计的示意图。瓶中装的是气体,瓶塞不漏气,弯管中间有一段液柱。
(1)这个温度计是根据 ______ (填“液体”或“气体”)的热胀冷缩性质来测量温度的。
(2)若放到冰水混合物中,液柱处的刻度应标为 ______ ℃。
(3)A、B两处刻度对应的温度的关系是:A处的温度 ______ B处的温度(填“<”、“=”或“>”)。
(4)使用中发现玻璃管中液柱移动不明显,导致示数不够精确。如果请你提出一条提高测量准确程度的建议,从弯管方面考虑,应该 ______ ;从瓶子角度思考,应该 ______ 。
(5)还有一种温度计叫干湿泡温度计,干湿泡温度计它由两个相同的温度计并列组成,如图其中一个温度计用湿布包起来,浸入蒸馏水中,称为湿泡温度计。如果干泡温度计的示数为23℃,一般情况下,湿泡温度计的示数 ______ (选填“高于”、“低于”或“等于”)23℃,原因是 ______ 。干湿泡温度计的示数差越大,说明空气中水蒸气含量越 ______ (选填“高”或“低”)。
(6)炎热的夏天,如果以上所述的温度计都坏了,小明放了一只甩过的体温计在阳台上,晚上放学后小明观察并记录了体温计的示数,你认为记录的示数 ______ (选填“高于”、“等于”或“低于”)今天的最高气温。
12.如图(a)所示为某课外小组自制的温度计,瓶子作为液泡装满某种液体,在密封的瓶塞上插上足够长的细管。为了探究薄壁细管内的液柱高度h与哪些因素有关,他们首先选用横截面积为S1的细管进行实验,把液泡浸没在不同温度的水中,如图(b)所示,并将数据记录在表一中。然后换用横截面积为S2的细管重复实验,将数据记录在表二中。(已知S1> S2)
表一 横截面积S1
序号 温度 液柱高度h (cm) 温度变化量 (℃) 液柱高度的变化量(cm)
1 0 5 10 2
2 10 7
3 20 9 20 4
4 40 13
5 60 17 40 8
6 100 25
表二 横截面积S2
序号 温度 液柱高度h (cm) 温度变化量(℃) 液柱高度的变化量(cm)
7 0 6 5 1.5
8 5 7.5
9 10 9 20 6
10 30 15
11 60 24 30 9
12 90 33
(1)分析比较实验序号_______的数据及相关条件,可得出的初步结论是:同一液泡,t相同时,S越小,h越大。
(2)分析比较表一(或表二)中液柱高度h和温度t的数据及相关条件,可得出的初步结论是:_____。
(3)若该小组用此装置制成简易温度计,刻度是否均匀? _________;理由是:__________。
13.小明想探究保温瓶的保温性能(温度降低快慢程度)和所装热水量多少的定量关系,现有同种保温瓶多个,热水充足可取用,有手表可用于计时(设定时间6小时),请帮助小明设计实验方案。
(1)实验所需其它器材;
(2)设计记录数据的表格;
(3)实验步骤(可画图或文字表述)。
14.如图所示,是某学校科技节上展示的两件作品,小明为此作了以下解说:
(1)甲是简易的温度计,它的工作原理是利用______的性质而制成的,它的测温效果与小玻璃瓶的容积和玻璃管的______有关;所用的测温物质是煤油而不是水,这是因为煤油的______较小,吸收(或放出)相同的热量时,玻璃管内液柱变化更为明显;
(2)乙是简易的气压计,当外界气压减小时,玻璃管内液柱的液面会______;
【提出问题】小华发现甲 乙的构造非常相似,提出乙是否也能做温度计使用?
【设计实验和进行实验】把两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中,观察到乙装置中玻璃管内液柱上升更明显,这是由于瓶内的______受热膨胀更显著,故乙也能做温度计使用;
【拓展】查阅相关资料,了解到人们很早就发明了如下图所示的气体温度计,当外界环境气温升高时,该温度计中的管内液面会______,但由于受外界______ 季节等环境因素变化的影响,所以,这种温度计测量误差较大
15.亲爱的同学们,你会使用以下基本仪器吗?
(1)如图1是小明使用两把刻度尺测量同一木块的长度,则A尺测量的长度为 _____cm,B尺的分度值为 _____cm。
(2)如图2所示,秒表的读数是 _____min _____s。
(3)如图3所示,甲、乙、丙三位同学在做“测量物体的温度”的实验。
①甲测量时操作的错误是 _____。
②乙读数时操作的错误是 _____。
③丙应该读出的温度是 _____℃。
三、填空题
16.如图所示的温度计的示数为_________℃。
17.一支没有刻好刻度的温度计,把它插在一个标准大气压的冰水混合物中时,水银柱的高度为5厘米,把它插到标准大气压的沸水中时,水银柱的高度为25厘米。当把该温度计插入某种液体中时,水银柱的长度是10厘米,则该液体的温度是______℃。当液体温度为80℃时,水银柱的高度为______厘米。
18.如图所示是世界上第一支温度计———伽利略温度计的原理图。伽利略温度计是利用气体的热胀冷缩性质工作的。将该温度计插入40℃的温水中,以及水冷却至30℃时的液面高度,标注在A、B两点,则A点应标注的温度为_______℃。
19.写出下图体温计的示数______℃。
20.(1)如图甲所示是人们常用的体温计,这种体温计是根据液体________的性质制成的,图甲中体温计的示数是________℃,若没有甩就先后测量甲、乙两人的体温,若他们的真实体温分别是36.4℃、38.8℃,而经此体温计测量:甲的读数是___________;乙的读数是_________。
(2)世界上第一支伽利略气体温度计(如图乙所示)是根据气体的这种性质制成的。球形容器内是空气,下方的容器里盛的是水。若发现液面由A上升到B位置,则表明气温_____(选填:“升高”或“降低”)。
参考答案:
1.B
【解析】
【详解】
AC.温度计的玻璃泡碰到容器底,故AC错误;
B.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B正确;
D.温度计的玻璃泡没有浸入被测液体中,故D错误。
故选B。
2.C
【解析】
【详解】
A.图中温度计的玻璃泡碰到了容器壁,故A错误;
B.图中读数时,温度计的玻璃泡离开了被测液体,故B错误;
C.图中操作是正确的,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。
3.C
【解析】
【详解】
测量液体温度时温度计的玻璃泡不能碰到容器壁和容器底,图A碰到了容器壁,图B碰到了容器底,图C放在液体的中间位置是正确的测量方法,所以液体的准确温度应是37℃,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.A
【解析】
【详解】
A.夏天气温经常超过30℃,冷水的温度在20℃左右,与事实经验不符,故A符合题意;
B.人的体温在36.5℃~37℃之间,变化幅度很小,与事实经验相符,故B不符合题意;
C.人的体温在36.5℃~37℃之间,洗澡水的温度比人体温度略高,在40℃左右,与事实经验相符,故C不符合题意;
D.水的沸点与气压有关。只有在标准大气压下,水的沸点才是100℃;如果气压足够低,93℃的水也可能沸腾,与事实经验相符,故D不符合题意。
故选A。
5.C
【解析】
【详解】
A.教室课桌高度约70cm,约7dm。故A不符合题意;
B.真空不能传播声音,故声音在真空中传播速度为0,故B不符合题意;
C.正常人心脏跳动的次数是60~100次/min,故B符合题意;
D.重庆冬天的最低温度一般3~5 oC,故D不符合题意。
故选C。
6.B
【解析】
【详解】
由题意知,摄氏温度的,是这种新定义温度方法的零度,所以摄氏温度的是这种新方法表示的273.15度,它和摄氏温度t的关系是
所以当T=200度时
解得
由分析可知,B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.温度表示物体的冷热程度,0℃的铁管与0℃的木头相比,温度相同、冷热程度相同,则0℃的铁管与0℃的木头一样冷,故A错误;
B.体温计也是液体温度计,是根据液体的热胀冷缩的规律制成的,故B错误;
C.在使用温度计时,温度计的玻璃泡浸入液体后要稍过一段时间,待温度计的示数稳定后再读数,故C正确;
D.读数时温度计的玻璃泡要继续留在被测液体中,视线要与温度计中液柱上表面相平,故D错误。
故选C。
8.C
【解析】
【详解】
AB.一支刚用过的体温计水银柱停留在38℃刻度处,如果不甩几下,水银没有回到玻璃泡内,缩口处的水银柱断开,当测量人的体温为37℃,玻璃泡内的水银不会上升,温度计上方的水银也不会上升,故保留在38℃处,故AB不符合题意;
CD.当测量的温度为39℃,玻璃泡内水银受热上升,故可以测量到39℃,故C符合题意;D不符合题意。
故选C。
9.D
【解析】
【分析】
【详解】
甲:1小格表示的实际温度是
乙:1小格表示的实际温度是
因为
所以乙的误差大。
当甲温度计示数为71℃时,实际温度是
误差为
75℃-71℃=4℃
此时乙温度计的示数为
误差为
81℃-75℃=6℃
故选D。
10.B
【解析】
【详解】
让人感觉舒适的温度是18~25℃,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
11. 气体 0 > 更细的弯管 增大瓶子的容积 低于 水蒸发吸热 低 等于
【解析】
【详解】
(1)[1]由于烧瓶内充满的是气体,故是根据气体的热胀冷缩制成的。
(2)[2]冰水混合物的温度为0℃。
(3)[3]B处位于A的右边,是由于气体收缩才会到B处,故温度减低,故A处的温度大于B处的温度。
(4)[4][5]提高测量准确程度的建议,从弯管方面考虑,采用更细的弯管,液柱变化更明显;从瓶子角度思考,应该换一个更大的瓶子,里面的气体越多,受热膨胀得更明显。
(5)[6][7][8]由于湿泡温度计下面的水蒸发吸热,故温度低于23℃;水蒸气蒸发吸热;干湿泡温度计的示数差越大,说明空气中水蒸气含量越低,因为当空气中的湿度比较大的时候,都蒸发吸热,两温度计相差不大,而相差比较大的时候,说明一个特别湿,另外一个特别干,故水蒸气的含量低。
(6)[9]小明放了一只甩过的体温计在阳台上,此时温度比较高,体温计测量的是今天的最高的温度,当降温后,水银收缩,缩口处的水银断开,毛细管中的水银无法回答玻璃泡中,故无法测出晚上的气温,只能测出最高气温。
12. 1和7(或2和9、或5和11) 同一液泡,细管横截面积S相同时,温度t越大,液柱高度h越大 均匀 同一液泡,细管横截面积S相同时,液柱高度变化量Δh与温度变化量Δt成正比
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[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7(或2和9、或5和11)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:同一液泡,t相同时,S越小,h越大。
(2)[2]根据控制变量法,分析比较表一(或表二)中液柱高度h和温度t的数据及相关条件,可得出的初步结论是:同一液泡,细管横截面积S相同时,温度t越大,液柱高度h越大。
(3)[3][4]若该小组用此装置制成简易温度计,刻度是均匀的;理由是:由表一或表二液柱高度变化量Δh与温度变化量Δt的关系可知:同一液泡,细管横截面积S相同时,液柱高度变化量Δh与温度变化量Δt成正比。
13.见解析
【解析】
【详解】
(1)器材:温度计、容积为2L的烧杯。
(2)实验表格如下
设定相同时间6小时后
水量/L
末温/℃
温度降低/℃
(3)步骤:①用烧杯取初温相同的不同体积的热水,记录数据、、。分别装入3个相同型号及规格的保温瓶(置于相同的环境中)。
②6小时后用温度计分别测出三个保温瓶中水的末温,记录数据、、。
③比较分析三组实验数据,得出保温瓶的保温性能(温度降低快慢程度)和所装热水量多少的定量关系(也可用图象描述)。
14. 液体热胀冷缩 内径大小 比热容 上升 气体 下降 大气压
【解析】
【详解】
(1)[1]温度计是根据液体的热胀冷缩的性质制成的。
[2]小玻璃瓶的容积不变,液体升高相同的温度,体积膨胀相同,管越细,上升的刻度越多,越灵敏,所以测温效果与玻璃管的内径大小有关。
[3]因为煤油的比热容较小,吸收(或放出)相同的热量时,玻璃管内液柱变化更为明显,所以所用的测温物质是煤油而不是水。
(2)[4]当外界气压减小时,瓶内空气的压强不变,此时在瓶内气压的作用下,会有一部分液体被压入玻璃管,因此管内液柱的高度会升高。
[5]将两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中,乙装置中玻璃管内液柱上升更明显,因为乙装置中瓶内气体受热膨胀更显著。
[6][7]当气温升高时,玻璃泡内的气体体积膨胀,玻璃管中的液面应该下降,由于受外界大气压 季节等环境因素变化的影响,这种温度计测量误差较大
15. 2.31 0.5 3 34.3 温度计的玻璃泡碰到容器底 温度计读数时把温度计拿出液体 ﹣22
【解析】
【详解】
(1)[1]由图1知,A刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm,即此刻度尺的分度值是
0.1cm=1mm
A刻度尺测量物体的长度是
l=3.31cm﹣1.00cm=2.31cm
[2]B刻度尺上1cm之间有2个小格,所以一个小格代表的长度是0.5cm,即此刻度尺的分度值是0.5cm。
(2)[3][4]图2在停表的中间表盘上,1min中间有两个小格,所以一个小格代表0.5min,指针在“3”和“4”之间,偏向“4”一侧,所以分针指示的时间为3min;在停表的大表盘上,1s之间有10个小格,所以一个小格代表0.1s,指针在34.3s处,所以秒针指示的时间为34.3s,即停表的读数为3min34.3s。
(3)①[5]温度度测量液体的温度时,温度计的玻璃泡应与待测液体充分接触,不能与容器的底和侧壁接触,故图3甲中测量时操作的错误是:甲图温度计的玻璃泡碰到了容器底。
②[6]温度计玻璃泡浸入被测液体后要稍候一会儿,待温度计的示数稳定后再读数,读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,图3乙中操作的错误是:温度计读数时把温度计拿出液体。
③[7]液体温度计是根据液体的热胀冷缩性质工作的,温度升高,液柱上升,由图3丙可知,液柱在0℃以下,在20℃到30℃之间分10 格,温度计的分度值为1℃,故温度计的读数为﹣22℃。
16.
【解析】
【详解】
如图所示,温度计单位为℃,每大格为10℃,平均分成10小格,即分度值为1℃,而示数向上越来越小,表明此时示数在0℃以下,故读数为。
17. 25 21
【解析】
【详解】
[1]把温度计插入一标准大气压下纯净的冰水混合物中,即温度为0℃时,水银柱的长度是5cm;在标准大气压下的沸水中,即温度是100℃时,水银柱的长度是25cm,两者之间的水银柱长度
L=25cm-5cm=20cm
所以外界温度每升高1℃时,玻璃管内的水银伸长是
水银柱的长度是10cm,水银柱上升的高度是
L=10cm-5cm=5cm
则温度为
[2]当水温为80℃时,相对于0℃,水银柱上升的高度是
L'=80℃×0.2cm/℃=16cm
所以水银柱的长度为
L''=5cm+16cm=21cm
18.40
【解析】
【详解】
当外界温度升高时,细管中的气体受热膨胀,体积增大,管中液面将向下运动,所以A点对应的温度较高,为40℃,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,所以B点对应的温度较低,为30℃。
19.37.1
【解析】
【详解】
如图所示的体温计,每大格为1℃,平均分成10小格,即分度值为0.1℃,故读数为37.1℃。
20. 热胀冷缩 36.8 36.8℃ 38.8℃ 降低
【解析】
【详解】
(1)[1][2]液体温度计是根据液体的热胀冷缩性质制成的;观察图中的体温计可知,分度值为0.1℃,图中体温计示数为36.8℃。
[3][4]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,故甲的读数是36.8℃;乙的读数是38.8℃。
(2)[2]液面由A上升到B位置,说明球形容器内的气体压强减小;球形容器内气体压强减小,是因为容器内气体受冷体积减小,球形容器就是感知空气温度的,球内气体受冷说明空气温度降低了。