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第三篇　物质科学(物理)
第1课　科学测量与物态变化
一、科学观察
1.科学观察：观察是重要的科学研究方法，也是我们学习科学的重要方式。
2.观察记录：常见的有__________、__________和__________等方法。
二、科学测量
测量：将待测量与___________进行比较的过程。
文字描述
表格记录
图形记录
公认的标准
(一)长度的测量
1.测量工具：长度的常用测量工具是__________。
2.长度单位：长度的常用单位是米(m)。
3.单位换算：1千米(km)＝1000米(m)；
1米(m)＝10分米(dm)＝__________厘米(cm)
＝__________毫米(mm)＝__________微米(μm)
＝__________纳米(nm)。
刻度尺
100
103
106
109
(二)体积的测量
1.测量工具：测量液体的体积，一般要用________或_______。
2.体积单位：体积的常用单位是米3(m3)；液体体积的常用单位是升(L)和毫升(mL)。
3.单位换算：1升(L)＝__________分米3(dm3)；
1毫升(mL)＝__________厘米3(cm3)；
1升(L)＝__________毫升(mL)。
量筒
量杯
1
1
103
4.使用量筒：
先观察：测量前，首先要看清量筒的测量范围和最小刻度；
放正确：量筒必须平放在水平桌面上；
看正确：视线要与___________________________保持水平；
读正确：测量值包括准确值和估计值，并记单位。
量筒内液体的凹液面的最低处
【知识拓展】
量筒的刻度是均匀的，因为量筒是圆柱体，体积变化与高度变化成正比；量杯的刻度是不均匀的，上密下疏，因为加入等体积的液体，量杯下半部分的液面高度变化大，量杯上半部分的液面高度变化小。
(三)温度的测量
1.温度用来描述物体的冷热程度
常用的温度单位是摄氏度(℃)。科学上规定：在标准大气压下，
把___________的温度定为0℃，__________的温度定为100℃。
冰水混合物
水沸腾时
2.温度的测量
(1)液体温度计是利用_____________的性质制成的。
注：量程指温度计所能测量的最低温度和最高温度，最小刻度指相邻的两条刻度线之间代表的测量值。
(2)液体温度计的构造：玻璃管内径细且均匀并带有刻度，玻璃泡内装有适量液体(酒精、煤油、水银等)。
液体热胀冷缩
(3)正确使用温度计
首先观察其量程和最小刻度；
测量时注意：①玻璃泡要与被测物体充分接触；②测量液体温度时，玻璃泡不能触底，不能碰壁；③示数稳定后再读数，读数时玻璃泡不能离开被测物体(体温计除外)，视线要与温度计内液面相平。
3.体温计和常用温度计的区别
体温计与常用温度计的量程不同，由于体温计测量的是人体的温度，所以测量范围是_____________。
体温计与常用温度计的最小刻度不同，一般温度计的最小刻度是1℃，而体温计的最小刻度是0.1℃。
体温计与常用温度计的构造不同，它的玻璃泡上方有一段很细的缩口，遇热液柱可以通过缩口上升，遇冷液柱会在缩口处断开而不能自行下降，使用之前必须用力向下甩几下，才能使玻璃管内的水银回到玻璃泡内。
35℃~42℃
三、熔化与凝固
1.熔化是指物质从_______________的过程；
凝固是指物质从_______________的过程。
2.(1)晶体和非晶体的主要区别是__________________________ ____________________________________。
(2)晶体熔化时的温度叫做晶体的__________。液态晶体凝固时
的温度叫做晶体的__________。冰的熔点为__________。
(3)晶体熔化的条件：①_________________；
②_________________。
固态变成液态
液态变成固态
有无一定的熔点，晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
熔点
凝固点
0℃
温度达到熔点
不断吸收热量
【知识拓展】
晶体在熔化或凝固过程中温度保持不变。同一纯净晶体，熔点和凝固点相同。
四、汽化与液化
1.汽化
汽化是物质从液态变成气态的过程。汽化的两种形式为_______
和__________。
(1)蒸发是在任何温度下，在液体的__________发生的缓慢的汽化
现象。
影响蒸发快慢的因素：①____________；②________________；
③________________________。
蒸发
沸腾
表面
温度的高低
液体表面积的大小
液体表面空气流动的快慢
(2)沸腾是在_____________下，在液体的_____________同时进
行的剧烈的汽化现象。液体沸腾时的温度叫做________。不同
液体的沸点不同，标准大气压下，纯水的沸点为_______℃。
液体的沸腾条件：①_____________； ②_______________。
一定的温度
表面和内部
沸点
100
温度达到沸点
不断吸收热量
【知识拓展】
1.液体在沸腾过程中，吸收热量，温度保持不变。
2.液体的沸点跟气压有关，气压越大，沸点越高。
2.液化
液化是物质从气态变成液态的过程。云、雾是空气中的水蒸气液化而成的小水珠聚集而成。
液化方法：①降温；②压缩体积。
罐装液化石油气、分离空气时的液态空气都是经压缩体积和降温而成的。
【知识拓展】
用分子观点解释液化过程：水由气体变成液体时，水分子间的空隙减小，水分子运动减慢，但水分子本身的结构不变。所以水的液化是物理变化，而不是化学变化。
五、升华与凝华
升华是物质直接从固态变为气态的过程，反之称为凝华。升华吸热、凝华放热。
干冰(固态二氧化碳)、碘、灯泡内的钨丝都可以升华。冬天结冰的衣服会干也是一种升华现象，冬天的霜、雾凇都是空气中的水蒸气凝华而成。
六、物态变化过程的吸热和放热
1.物态变化过程中需要吸收热量的有___________________。
2.物态变化过程中需要放出热量的有___________________。
熔化、汽化、升华
凝固、液化、凝华
【知识拓展】
物态变化属于物理变化，物态变化过程中构成物质的微粒没有改变，微粒之间的空隙大小发生变化。
熔化、汽化、升华过程中构成物质的分子(微粒)间的空隙变大，吸收热量；
凝固、液化、凝华过程中构成物质的分子(微粒)间的空隙变小，放出热量。
[绍兴中考]温度计的发明及温标(温度的标准)的确定经历了漫长的过程。
类型一　科学测量
1593年，伽利略发明了第一支温度计，以被水封住的空
气作为测温物质。
1632年，珍雷伊把伽利略温度计倒过来，并用水作为测
温物质。
1656年，佛罗伦萨的院士做了改进：用酒精作为测温
物质，并用蜡封住了管口。
西门特学院的学者将温度计充分接触牛和最寒冷的雪，标记好两个相应的液面位置，并将这两点之间分为若干等份。
1742年，摄尔修斯利用水银作为测温物质，把水的沸点记为0℃，将冰点记为100℃，中间分100等份。
施特默尔将这两点的数值对调，形成了现在使用的摄氏温标。
……
(1)当外界温度升高时，伽利略发明的温度计玻璃管中液面将会__________(选填“升高”“不变”或“下降”)。
(2)温度计的发展史上，测温物质在不断改进，考虑的影响因素有__________________________________(写出其中一条)。
下降
大气压(或测温物质的凝固点、沸点)
(3)对于温标的确定过程，下列认识中正确的有__________(填字
母)。
A.测量是一个把待测量与公认的标准进行比较的过程，所以温标必须具有稳定性
B.西门特学院的学者选择的温标具有一定缺陷，所以是没有任何价值的
C.施特默尔将这两点的数值对调，可能是因为更符合人们的习惯
D.温标的确定是一个不断发展和完善的过程
ACD
【解析】 (1)读图并分析材料，伽利略发明的温度计是用一根细长的玻璃管制成的。它的一端制成空心的圆球形，另一端开口，事先在管内装进一些水，并将这一端倒插入盛有水的容器中。当外界温度升高时，上方玻璃球内气体膨胀，使玻璃管中液面下降；反之，温度较低时，玻璃球内气体收缩，玻璃管中的液面就上升。(2)结合材料解读温度计的发展历程与工作原理发现：管中液柱的升降变化受到大气压变化的影响，并且测量范围还受测温物质凝固点、沸点的制约。随着科学技术的发展，人们对测温仪器的要求越来越高，因此温度计在发展中不断地被改进。
跟踪训练1 我国古代把女子一拃长称为“咫”，男子一拃长称作“尺”，如图所示。“咫尺之间”用来比喻相距很近，实际“咫”与“尺”的长度相差大约为(　　)
B
A.3mm B.3cm
C.3dm D.3m
[杭州西湖区三模]2024年5月，我国成功发射了嫦娥六号月球探测器。如图所示，火箭发射时出现了大量的
白雾。白雾的产生是由于水蒸气发生了(　　)
类型二　判断物态变化
A.汽化 B.液化
C.升华 D.凝华
B
【解析】 火箭发射时发动机下方产生大量的高温高热气体，发射台的冷却水池中大量水蒸发，而高温高压的水蒸气在快速向外膨胀过程中会由于压强减小以及降温而发生液化，因此分散在空中大量的小液滴形成了可见的白雾。
跟踪训练2 [湖州中考]寒冷的冬天，戴眼镜的同学从室外走到温暖的房间内，镜片变得模糊，一段时间后，镜片又变得清
晰。这一现象中先后发生的物态变化是 (　　)
A.液化、汽化 B.汽化、液化
C.凝固、汽化 D.凝固、液化
A
[台州模拟]小金为了证明“碘升华”，在标准大气压下做了如图甲、乙所示两个实验(图甲为教材中的方法，图乙为水浴加热法)。加热一段时间后，均能观察到紫色的碘蒸气。
已知：常压下，碘的熔点为113.5℃、
沸点为184.4℃，酒精灯火焰的温度
约400℃。
类型三　寻找物态变化的证据
(1)你认为实验__________(选填“甲”或“乙”)更能说明碘直
接升华，理由是________________________________________ ________________________________。
(2)碘升华需要__________(选填“吸热”或“放热”)。
(3)科学来源于生活，请再举出一例物质升华的例子：________ ____________________________________________________。
乙
乙实验中水沸腾时温度为100℃，未达到碘的熔点，说明碘没有熔化直接升华了
吸热
北方冬天冰冻的衣服干了(或樟脑丸变小、干冰制雨等，合理即可)
跟踪训练3 [嘉兴模拟]小科设计关于“气体液化”的延伸实验(如图所示)，具体操作如下：
甲 乙
(1)先用温度计测量出烧杯中水的初始温度如图甲所示，其初温为__________℃。
(2)将通有导气管的干燥试管放入烧杯中，向试管中导入水蒸气
如图乙所示，一段时间后小科观察到______________________
_______________现象，说明气体液化放热。
【解析】 (1)仔细观察图乙，该温度计最小刻度为1℃，故读出示数为36℃。(2)气态的水蒸气遇冷会液化，在试管内壁上形成液态水珠，同时放热，导致烧杯中水温上升，温度计示数也上升。
36
试管内壁有水珠，温度
计的示数上升
[玉环模拟]某科学兴趣小组在“探究冰和蜡的熔化规律”时，使用的实验装置如图甲所示。
类型四　探究晶体熔化和凝固的规律
(1)向试管中放入500g冰时应选用颗粒__________(选填“较大”或“较小”)的冰块进行实验。
(2)蜡从加热到熔化过程中记录的实验数据如表所示，可以判断蜡属于__________(选填“晶体”或“非晶体”)。
时间(min) 0 1 2 3 4 5 6 7
蜡的温度(℃) 42 44 46 48 49 50 51 52
(3)根据冰加热过程中记录的数据画出如图乙所示的温度－时间图像，图中AB这段时间内，该物质处于__________状态。
较小
非晶体
固液共存
跟踪训练4 [杭州校级二模]某物质在凝固时温度随时间变化的
图像如图所示，下列判断正确的是(　　)
A.凝固过程一共经历了12min
B.物质固态的比热容比液态大
C.BC段物质的内能不变
D.该物质的熔点为80℃
D
如图所示为验证沸腾条件的实验装置。关于小烧杯内水的最终状况，同学们有不同看法。
类型五　探究液体蒸发和沸腾的规律
小明认为：温度达到沸点，且会沸腾。
小李认为：温度达到沸点，但不会沸腾。
小红认为：温度达不到沸点，不会沸腾。
通过实验观察到小烧杯内的水没有沸腾，所以小明的观点是错误的。为了验证小李和小红的观点，观察并记录温度计甲和乙的示数变化，如表所示。
时间(min) 0 3 6 9 12 15 18 21 24
甲的示数(℃) 40 57 71 81 91 97 100 100 100
乙的示数(℃) 40 48 61 74 84 90 94 94 94
(1)通过实验数据分析，__________的观点是正确的。
(2)在0~18min内，小烧杯中水的温度从40℃上升到94℃，其原
因是小烧杯中的水从大烧杯中吸收的热量_________(选填“大于”“等于”或“小于”)小烧杯中的水蒸发散失的热量。
(3)18min以后，为什么小烧杯中水的温度保持94℃稳定，但又
低于大烧杯中水的温度(100℃) 请分析其原因：____________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
小红
大于
小烧杯中的水散失的热量与从大烧杯中吸收的热量相等。小烧杯中的水不断向外界散失热量，而小烧杯中的水温保持稳定，则小烧杯中的水必须从大烧杯中吸收热量，因此小烧杯中的水温一定低于大烧杯中水的温度
(4)为了验证液体沸腾除了要满足温度达到沸点，还需要继续吸热的条件，同学们经过讨论，认为只需改进原装置即可。如图所示的改进方案中，__________(选填“方案1”或“方案2”)更合理。
方案2
【解析】 (4)方案2中，大烧杯加盖，其中的水沸腾产生的水蒸气使大烧杯中的气压升高，水的沸点升高，大烧杯中水的温度高于100℃，小烧杯达到100℃后可继续吸热达到沸腾，从而验证沸腾除了要满足温度达到沸点，还需要继续吸热的条件。
跟踪训练5 下列是关于水蒸发致冷现象的解释：
①水分子运动速度有大有小
②剩余的水内能减少，温度降低
③剩余的水分子运动速度相对较小
④速度大的水分子动能大，更易摆脱周围分子的“束缚”，跑到空气中
此解释合理的组成顺序是(　　)
A.①④③② B.②③①④
C.③①④② D.④③②①
A
[浙江多校联考]一款被称为“喝水神器”的55℃保温杯在网店热销。往保温杯中加入热水，可使其温度快速降至55℃并保持较长时间。项目小组想选择海波以及生活中常见的器材，自制一款48℃保温杯。
器材：易拉罐(导热性能好)、铝箔隔热棉(导热性能差)、海波、2个直径不同的塑料瓶。
类型六　关于物态变化在生活中的应用
(1)方案设计：请你选择上述的材料，通过画图设计一个速冷保温杯，并注明所用材料。
(2)实验验证：盖上盖子摇一摇，每隔一段时间测量杯中水和海波的温度，并作出温度与时间的曲线图，如图甲所示，发现并
没有快速使水的温度达到48℃，请你分析可能的原因有______ ____________________________________________(至少写两点)。
海波的质量太少、水的质量太多、水温太高(合理即可)
(3)方案迭代：在改进实验后，重复
上述实验，并作出温度与时间的曲线
图，如图乙所示。请利用题目信息，
结合所学的科学知识，解释水能快速
降到48℃并维持稳定的原因：
_________________________________
_________________________________
_________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
开水倒入杯中后，此过程中海波吸
收热量，当海波温度上升到48℃时，
达到熔点，继续吸热但温度不变，水
温也逐渐下降至48℃，装置中海波没有完全熔化，仍处于固液共存的状态，随着水温继续下降，液态海波会逐渐凝固放热，对水进行加热，使得水温可以维持在48℃左右保持稳定
【答案】 (1)如答图所示(最外面的大塑料瓶不画也可以，合理即可)。
【方法指导】
1.转换法：温度计示数始终是玻璃泡内液体的温度，只有当示数稳定时才等于被测液体(或气体)的温度，这是应用了“转换法”的方法。
2.俯视与仰视：用量筒测量液体体积时，俯视会使测量结果偏大；但配制溶液时，若俯视测量所需溶剂的体积，则量取的溶剂偏少，会使配制的溶液质量分数偏大，仰视则相反。

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