寒假专题——热学专题.doc

年 级
初二
学 科
物理
版 本
人教版
内容标题
寒假专题——热学
编稿老师
朱晓楠

【本讲教育信息】
一. 教学内容：
寒假专题——热学

二. 重、难点
1. 温度的物理意义及描述方法；
2. 常用温度计的构造、原理及其使用方法；
3. 各种物态变化的含义及条件；
4. 运用物态变化的知识对实际生活中遇到的一些现象进行判断和解释。

三. 知识点分析
（一）温度和温度计
1. 温度的概念及单位
2. 三种常用温度计：实验室温度计、体温计、寒暑表

（二）物态变化
1. 固体、液体、气体是物质存在的基本形式，在一定的条件下可以相互转化。
2. 晶体和非晶体在熔化及凝固过程中的区别：
（1）熔化和凝固的概念；
（2）晶体熔化和凝固的条件；
（3）熔化和凝固的图象。
3. 汽化和液化是发生在液体和气体之间的一对物态变化过程
（1）汽化的两种方式及它们的区别和共性 ；
（2）使气体液化的两种方法及对“白气”和“白雾”的理解 。
4. 常见的升华和凝华现象：

【典型例题】
[例1] 某体温计示数是39℃，粗心的护士仅消毒后就直接用它去测量甲、乙两病人的体温，体温计先后的示数是39℃和39.5℃，则下列说法正确的是（ ）
A. 甲的体温是39℃，乙的体温是39.5℃　　　　
B. 甲的体温低于39℃，乙的体温是39.5℃
C. 甲的体温不高于39℃，乙的体温是39.5℃　　
D. 因为体温计没甩，所以甲、乙两人的体温无法确定
分析：体温计的毛细管与玻璃泡之间有一段做的非常细的弯曲的缩口，玻璃泡中的水银受热膨胀能通过缩口升到上面的毛细管中，而当水银变冷收缩时，却要在弯曲的缩口处断开，而不会通过缩口退回到玻璃泡内，水银柱仍保持原来的高度，即示数不变，也就是说：当温度升高时，体温计的示数会随之升高；而当温度降低时，体温计的示数却不随之改变。所以这只体温计能正确测出39.5℃的体温，而在测低于或等于39℃的体温时却仍然显示39℃。
解答：选项C正确。
说明：对于体温计，同学们要特别熟悉它的构造，特别是不同于其他温度计的构造（内装水银、毛细管更细、毛细管和玻璃泡之间以一段极细的弯曲的缩口连接）。正是由于这些特殊之处，才使它得以顺利的完成测体温的任务。
[例2] 有一只刻度均匀，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℃；把它放在1标准大气压下的沸水中，示数是103℃；当把它放在某液体中时，该温度计示数与液体真实温度相同，这种液体的真实温度是 ℃。
分析：根据摄氏温度的规定，冰水混合物的温度是0℃，1标准大气压下沸水的温度是100℃。这支温度计的示数从℃上升到103℃，上升了105格。而实际温度是从0℃上升到100℃，温度改变了100℃，因此该温度计的每格表示的温度变化是100℃/105。当温度计的示数与液体真实温度相同时，它们都为t，温度计示数t表示该液体的温度是在0℃（温度计上的℃）以上（t+2）个格刻度线处表示的温度，即t+2=（105℃/100）×t，由此可解得t=40℃。
解答：这种液体的真实温度是40℃。
说明：在本题中温度计虽然刻度不准，但是均匀。因此，在温度计示数和真实温度之间应该存在着线性的一次函数关系。所以，解这类问题我们也可以先把函数图象画出来再进一步求解。
[例3] 将一盆冰水混合物放在太阳底下，冰开始熔化，在这盆水中还浮有未熔化的冰块的过程中（　 ）
A. 冰的温度不断升高，水的温度保持不变
B. 冰的温度保持不变，水的温度不断升高
C. 冰和水的温度都在不断的升高
D. 冰和水的温度都将保持不变。
分析：在夏天冰水混合物的温度低于气温，冰水混合物从周围的空气中吸热而使冰熔化，但只要水中还有冰，冰还在熔化过程中，它的温度是保持不变的，这个温度是冰的熔点0℃，所以夏天冰水混合物的温度是0℃。冬天，冰水混合物的温度高于气温，冰水混合物向空气中放热，但只要还有水，冰水混合物就处于凝固过程，它的温度也保持不变，这个温度是水的凝固点，凝固点与熔点相同，所以水的凝固点是0℃，此时，冰水混合物的温度也是0℃。由此可见，无论夏天还是冬天，冰水混合物的温度一定都是0℃。
解答：选项D正确。
说明：0℃时对于水不仅是固液共存，而且同时还有水蒸发出的水蒸气。因此，0℃时水是固、液、气三态共存的，这一点叫做水的“三相点”。
[例4] 在20℃左右的室内，将一只温度计从酒精中拿出来观察它的示数，示数变化的情况是：（ ）
A. 温度计示数上升 B. 温度计示数下降
C. 温度计的示数先降后升 D. 无法判断
解析：当温度计从酒精中取出时，一定还带有一部分酒精，这部分酒精在20℃左右的室内进行蒸发时要吸收热量，使温度降低，所以此时温度计示数下降，低于室温。但温度计上所带的酒精是有限的，一段时间后就会全部被蒸发为酒精蒸汽，温度计也变得干燥，它的示数又会上升到与室温相同。
答案：正确选项为C。
说明：解对这道题的关键是把物理情景考虑全面，注意到酒精是一种易挥发的液体，因此，温度计会在比较短的时间内变得干燥。
[例5] 如图所示，试管和烧杯内均盛有水，现用酒精灯对烧杯缓慢加热，对烧杯和试管中的水进行观察（ ）
A. 烧杯中的水比试管中的水先沸腾
B. 烧杯中的水和试管中的水同时沸腾
C. 烧杯中的水沸腾，试管中的水不沸腾
D. 烧杯和试管中的水均沸腾

解析：因为液体沸腾必须同时满足两个条件：达到沸点和继续吸热。在不断加热的过程中，烧杯和试管中的水的温度都在不断的上升，当温度达到1000C时，水达到了沸点，此时，烧杯中的水继续从比它温度高的火焰中吸热，开始沸腾，并且温度保持在沸点1000C不变。试管中的水温度升到100℃后与烧杯中的水温度相同，没有温度差，它们之间的热传递停止，烧杯中水的热不能向试管中的水传递，因此试管中的水温度升高到沸点后不能继续吸热，所以不能沸腾。
答案：正确选项为C。
说明：本题主要考察同学们沸腾的条件，除了温度达到沸点外，还要继续吸热。与此相类似的还有熔化和凝固的条件，均为一条温度要求，一条吸放热要求。同学们在学习的过程中可以对比来记。
[例6] 冬天手冷时，用嘴向手上“哈气”（即缓慢的吹气），手会感到暖和，而若用劲向手上吹气，手不但不会暖和，反会更冷，这是什么原因？
分析：手冷，说明手的温度低于正常体温，刚从嘴里呼出的气，其温度近似为体温。嘴里呼出的气体含有多种成分，其中包括水蒸气。当温度较高的这种气体与温度较低的手相遇时，就向手传递热量，而且其中的水蒸气在手的表面发生液化，液化时放出的热量也被手吸收，因此手感到暖和。但如果用劲向手上吹气，使得手掌表面的气体流动很快，手上的水分会迅速蒸发，蒸发带走的热量比手从嘴里吹出的热气吸收的热量还多，因此手会感到冷。
解答：当用嘴向手上“哈气”时，热量从温度高的气体传向温度较低的手，而且呼出的大量水蒸气在手上液化时放出的热量也被手吸收，所以手感到暖和；当用劲向手上吹气时，由于使得手掌表面的气体流动很快，使手上的水分迅速蒸发，蒸发带走的热量比手从嘴里吹出的热气吸收的热量还多，因此手会感到冷。
说明：由此题看来，同样是向手上吹气，却因气流的速度不同而产生相反的结果。在分析物理现象时应注意具体情况具体分析。

【模拟试题】（答题时间：40分钟）
一. 填空题
1. 液体温度计是根据__________的规律制成的，常用的温度计有______和_____等。
2. 固体分为两类，一类是_________，例如：_________；另外一类是_____，例如：____。这两类物质在熔化或凝固过程中相同点是_________，不同点是_____________。
3. 下面是观察水沸腾实验的一些步骤：
A. 用酒精灯给盛了水的烧杯加热，注意观察温度计的示数
B. 水的温度升高到90℃左右，每隔1min记录一次水的温度，到水沸腾时再继续加热4min
C. 把实验数据记录在表格里
D. 把适量的温水倒在烧杯里，把烧杯放在铁架台上，把温度计插入水中
E. 停止加热，继续每隔1min记录一次水的温度，直到水温降到96℃为止
（1）将上述步骤的代号按正确的操作顺序、填在横线上__________。
（2）在实验中看到，对烧杯里水加热后不久，壁和杯底出现_________气泡，这些气泡会脱离杯底上升，随着温度升高，气泡数量逐渐________。当水温上升到一定的值时，杯中气泡________产生，并且在上升过程中________，到达水面后破裂放出大量水蒸气，这时水的_______和_______同时发生_______的汽化，这就是________现象。
4. 水蒸气一般是看不见的，但是我们用水壶烧开水时，水煮开后，在壶嘴处就会看到“白气”，这是壶内之水先__________后__________而形成的。
5. 利用蒸馏的方法从水和酒精混合液中提纯的酒精，是因为酒精和水的_____不同，在整个提纯过程中包括__________和__________两个物态变化。
6. 根据现象在括号内填写所属的物态变化
（1）夏天打开冰棒纸，看到冰棒周围有“白气”（　 ）
（2）戴眼镜的人，夏天从室外走进冷气房时，眼镜变得模糊不清（　 ）
（3）钢水浇铸成火车轮（　 ）
　　（4）吃冰棒解热（　 ）
　　（5）深秋晚间“下霜”（　 ）
　　（6）雪的形成（　 ）
　　（7）雾的形成（　 ）
　　（8）寒冷的冬天，玻璃的内表面出现冰花（　 ）
　　（9）雨的形成（　 ）
　　（10）放在盘子里的水，过一段时间会变少（　 ）
　　（11）露的形成（　 ）

二. 选择题
1. 两支用后都没有甩过的体温计的示数都是37.5℃，分别用来测量两位病人的体温。若两位病人的实际体温分别是37℃和38℃，那么说两支体温计的示数分别为（ ）
A. 37.5℃、37.5℃ B. 37℃、38℃ C. 37.5℃、38℃ D. 37℃、37.5℃
2. 下列说法正确的是（　 ）
A. 物体吸热时，温度一定升高　 　　
B. 物体放出热量，温度一定下降
C. 物体在熔化过程中，要吸热，但它的温度都将维持不变
D. 只有晶体在熔化过程中，无论吸收的热量多少都能维持温度不变
3. 舞台上喷洒干冰（固态二氧化碳）可以产生白雾，形成所需的效果，这种雾气是（　 ）
A. 二氧化碳气体迅速液化而形成的小水珠
B. 干冰迅速熔化后再蒸发形成的气体
C. 干冰迅速升华变成的气体
D. 干冰使空气中的水蒸气液化形成小水珠及小水珠凝固形成小冰晶
4. 在标准大气压下，液态氧的沸点是℃；液态氮的沸点是℃，液态氦的沸点是℃，那么利用液态空气来分离这三种气体，是让液态空气自然升高，随温度升高而分离出来的气体的顺序是（　 ）
A. 氧、氮、氦　 　B. 氧、氦、氮　 　C. 氦、氧、氮　 　D. 氦、氮、氧
5. 下列物态变化过程中，属于升华现象的是（　 ）
A. 放在衣橱里的樟脑丸越来越小　　　 　　B. 花盆中的潮湿泥土变干
C. 夏天，盛冷水的杯子外壁出现小水珠　 　D. 秋天，屋顶的瓦上结了一层霜
6. 在冬天，湖面上结了一层厚冰，气温达℃，则冰的上表面和下表面的温度分别是（　 ）
A. ℃，℃ 　 B. ℃，0℃ 　
C. 0℃，℃ 　 D. 0℃，0℃
7. 将300克0℃的冰与隔热条件下100克0℃的水混合，则（　 ）
A. 有一部分水将结冰　 　　B. 有一部分冰将熔化　
C. 冰和水的质量都不变　 　D. 不知外界的温度，无法判断

三. 问答题
1. 体温计的最小刻度为什么比实验用温度计的最小刻度精确些？
2. 把正在熔化的冰，拿到0℃的房间里，（它们与外界不发生热传递），冰能不能继续熔化？

【试题答案】
一.
1. 液体热胀冷缩、体温计、寒暑表（写其他类型的温度计也可）
2. 晶体、海波（写其他晶体也可）、非晶体、玻璃（写其他非晶体也可）、熔化时要吸热，凝固时要放热、晶体有固定的熔点和凝固点，非晶体没有固定的熔点和凝固点
3. （1）D　 A　 B　 C　 E　　　
（2）少量、增多、大量、变大、内部、表面、剧烈、沸腾
4. 汽化、 液化
5. 沸点、汽化、液化
6.（1）液化、（2）液化、（3）凝固、（4）熔化、（5）凝华、（6）凝华、（7）液化、（8）凝华、（9）液化、（10）蒸发、（11）液化。

二.
1. C 2. D 3. D 4. D 5. A 6. B 7. C

三.
1. 玻璃泡容积相同的体温计与实验用的温度计相比，体温计玻璃管内径比实验用温度计玻璃管内径小得多。当玻璃泡里水银受热微小膨胀时，管内水银柱的长度发生显著变化。也就是说，温度每升高1℃体温计内液柱上升长度长，这样就可以在这段水银长度中再分为10等份，每一等份就是0.1℃。而实验用温度计管内径大，温度升高1℃时管内液柱上升长度很小无法再细分，所以体温计的最小刻度精确些。
2. 冰完成熔化过程需要满足两个条件：一是要达到熔点0℃，二是必须继续吸热。题目中正在熔化的冰，温度是0℃，与0℃的房间没有温度差，它们之间不发生热传递，因此冰不能继续吸热，所以冰不能继续熔化。