七上第一章 第2节 科学测量2-温度与常用仪器 举一反三(含解析)

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七上第一章 第2节 科学测量2-温度与常用仪器 举一反三(含解析)

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第4节 科学测量2-温度与常用仪器
考点一、温度的测量
(一)温度:物体的冷热程度可以用温度来表示。
(二)温度计
(1)原理:利用水银、酒精等液体的热胀冷缩的性质制成的,以水银温度计为例,当温度计玻璃泡内水银受热时,水银柱会上升,受冷时,水银柱会下降,观察液柱的长短变化就可以知道温度的高低。这里采用转换的科学思想,温度的变化通过液柱长度的变化来体现。
(2)构造:粗细均匀的玻璃管,管的下端有一个玻璃泡,在管和玻璃泡中装有适量的水银或酒精,外壳上刻有刻度。这里采用了放大的科学思想,内径越细,温度变化越明显。
(三)温度的单位:摄氏度( ℃ )
温度的单位“摄氏度”不能分开读,例如20摄氏度不能读作“摄氏20度”,而应读作“20摄氏度”;单位符号书写时要注意格式,字母左上角的小圆圈,既不能漏掉,也不能分开或者放错位置。零摄氏度以下,应读作零下多少摄氏度。
(四)温度计的刻度
摄氏温度的规定:在标准大气压下,把冰水混合物的温度定为0,水部大气压不变,在水沸腾时的温度定为100。0和100之间分为100等份,每一等份就表示1摄氏度。
(五)温度计的使用方法
(1)使用温度计前的几点注意
①温度计的测量范围:温度计的测量范围是指最高待测物体的温度超出这一范围,使用温度计之前要观察温度计的测量范围,并判断是否适合测待测物体的温度。
②认清温度计的最小刻度:温度计的最小刻度反映了温度计的准确程度。一般温度计的最小刻度为1摄氏度,所以准确度不高,体温计最小刻度为0.1摄氏度,准确度较高。使用温度计前要认清它的最小刻度,以便能按要求准确读数。
(2)使用温度计测温度时的正确方法:选对、放对、读对、记对。
玻璃泡碰到杯壁 玻璃泡未全部浸入 玻璃泡碰到杯底
典例1:小科发现一支实验室常用温度计上方部分刻度磨损(如图甲)。
(1)小科用刻度尺补齐温度计刻度,该操作的依据是温度计的刻度是    (填“均匀的”或“不均匀”),由图乙可知每10℃对应的长度为   厘米。
(2)小科用该温度计测量标准大气压下沸水温度,图丙中测量方法正确的是   (填序号),当液柱稳定后,液面应该在刻度尺的   厘米处。
变式1:一温度计刻度均匀但示数不准,在一个标准大气压下,将它放入沸水中示数为,放入冰水混合物中示数为。若教室的实际温度是 ,把该温度计挂在教室的墙上其示数为( )
A. B. C. D.
变式2:(2025七上·衢州期末)小科尝试自制温度计(如图甲)。烧瓶中装有空气,装置不漏气,玻璃管中间封有一段红色液柱。小明把该温度计先后放入10℃和40℃的水中,依次标出红色液柱右侧到达的位置为A 和C(如图乙所示)。
(1)将此装置放在室内,当温度升高时玻璃管内红色液柱向   移(填“内”或“外”)。
(2)把该温度计放入某液体中,红色液柱右侧刚好移到乙图中B处,则此时液体的温度为   ℃。
(3)为了使测量结果更加准确,改进该温度计的措施有:   (写出一条即可)。
变式3:蒸锅中蒸汽的温度高达130℃、无法使用普通液体温度计进行测量。查阅资料得知,可用图甲所示的双金属温度计进行测量。研究其原理后,同学们准备自制简易双金属温度计。
【研究原理】温度计主要由表盘、指针、连杆、双金属螺旋组成,如图乙所示。其中的双金属螺旋利用两种热胀冷缩差异明显的螺旋状金属制成。当温度发生变化,螺旋状金属会旋转,最终带动指针转动指示温度,温度每变化1℃,转动的角度相同。
【制作过程】
步骤一:选择合适的两种金属制成双金属螺旋,用如图丙的方法将圆纸片、指针、连杆、双金属螺旋和外壳进行组装;
步骤二:在标准大气压下,将温度计的探头置于冰水混合物中,指针稳定后,在圆纸片上画出0℃刻度线,如图丁;
步骤三: ① ,指针稳定后,在圆纸片上画出100℃刻度线,如图丁;
步骤四:用量角器量出0℃和100℃两刻度线间夹角为80°,对其进行20等分并标注对应的温度;
步骤五:经分析计算、利用量角器,在圆纸片上画出130℃刻度线。
(1)根据下图提供的信息,选用____(填字母)两种材料组合制作双金属螺旋,效果最好;
A.铜+铁 B.铜+铜 C.镍+锰 D.铁+锰
(2)请补全步骤三中①处的操作:   ;
(3)通过分析,130℃刻度线与100℃刻度线之间的夹角是   ;
(4)小组同学经调查发现,市场上所售双金属温度计的最小刻度可达0.1℃。为了提高自制简易双金属温度计的精确度,请写出一种改进办法:   。
考点二、体温计
①有较大的玻璃泡,温度的微小变就能使水银柱长度显著变化。(最小刻度为0.1摄氏度,测量范围为35摄氏度--42摄氏度)
②玻璃泡与玻璃管之间有一段弯曲的玻璃管,当体温计离开人体时,温度忽然下降,水银快速收缩,水银柱断开退不回来,所以体温计能离开人体读数。(体温计内的水银柱不能自动落回到35摄氏度以下,测量前要用手捏紧体温计的上部,用力甩几下,使体温计内的水银柱回落到35摄氏度以下)
典例1:自2026年起,我国将全面禁用剧毒的水银制作体温计,并采用镓铟锡合金代替,所制体温计的外形和使用方法与水银体温计相同。
(1)镓铟锡合金具有以下特性:①常温下是液态;②体积随温度变化大;③导电性好;④无毒。其能取代水银制作体温计是因为具有   (填序号)的特性。
(2)小鄞同学使用镓铟锡体温计测量体温,示数如图所示,则其体温为   ℃。
(3)小鄞同学将上述未甩体温计插入冰水混合物中,待到示数稳定后,其读数   (填“变大”“变小”或“不变”)。
变式1:(2025七上·金华期末)甲同学用体温计给班上同学进行体温晨检:在未甩体温计的情况下,甲同学首先测得自己的体温是37.4℃,之后直接给乙同学使用,测得体温为37.5℃,意识到错误后,将体温计中的液柱甩回玻璃泡,再给丙同学使用,测得体温37.4℃,这时丁同学马上取走体温计未甩,自测体温得37.5℃,以上测得的四位同学中体温可能不正确的是 (  )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
变式2:自2026年1月1日起,我国已全面禁止生产含汞体温计产品,水银体温计“退出历史舞台”的原因除易碎外还有以下几点操作方面的不便:
(1)每次使用前都要用力甩几下,使体温计的水银柱回落35℃刻度线以下,若使用如图1未甩动过的体温计测量体温正常同学的体温,则测量结果是   ℃。
(2)体温计的读数不便,如图2所示的四个方向中,沿   方向观察更易于读数。
(3)相比于红外测温计(如图3)使用的便捷,你认为水银体温计在测量体温过程中还有的缺点是   (可多选)。
A、破碎后水银有毒 B、需要与身体接触 C、单次测量时间长
变式3:水银体温计(图甲)和速测体温计(图乙)都是测量人体温度的常用工具。
(1)水银体温计是利用液体的   制成的。
(2)图甲所示的体温计,其温度示数为   。
(3)速测体温计可以快速测量体温。图丙为速测体温计的金属探头接触实际温度分别为28℃、37℃、40℃的被测物时,探头温度的变化图像。当使用速测体温计测量某物体的温度,15秒时探头温度为27℃,据图丙推测该被测物的实际温度   37℃(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)水银有剧毒,但水银体温计因其成本低、精确度高等优点一直被广泛使用。随着科技的进步,电子体温计已具备更高的安全性与较高的精确度且成本越来越低。国家药监局规定:自2026年1月1 日起,禁止生产水银体温计。请谈谈水银体温计从广泛使用到禁止生产带来的启示:   。
考点三、科学实验室
1.科学实验室
科学研究是以观察和实验为基础的,实验室是进 行科学研究与实验的场所。 一般有存放仪器的仪器室 (实验准备室)和供学生做实验用的大间实验室(实验操作室)。实验室中有大量可用于实验的仪器和试剂。 由于研究对象不同,实验室的设备和布置等也会有很 大的不同。
2.实验仪器和试剂的存放原则
(1)实验仪器和试剂的存放地点必须符合环境要求 (如温度、湿度、光照与通风情况等)和安全要求。
(2)仪器的存放:仪器被存放在实验仪器柜内,并按 照不同的用途有序摆放,特殊的具有危险性的试剂或器 材需要按其规定要求存放于规定位置。
(3)试剂的存放:试剂要做到分开存放、取用方便、注 意安全、保证质量。
3.常见的实验器材和用途
实验器材及名称 用途 实验器材及名称 用途
温度计:测量物体的温度 烧杯:用于盛放药品、配制溶液和较大量试剂的反应容器
放大镜:观察物体并将物体放大 分子模型:直观地展示分子的结构
电流表:测量电流大小 电压表:测量电压大小
显微镜:观察肉眼看不见微小物体 秒表:测量时间
试管:可直接加热,用于少量试剂反应容器,在常温或加热时使用 天平:称量物体的质量
滴管:取少量液体 试管架:摆放试管
蒸发皿:可直接加热,用于少量液体的蒸发、浓缩和结晶 试管夹:夹持试管
玻璃棒:①搅拌;②过滤液体时引流;③蘸取少量固体,液体 铁架台:固定和夹持各种仪器
量筒,量杯:度量液体体积 酒精灯;实验室的热源,常用于加热物体
广口瓶用于盛放固体药品,细口瓶用于盛放液体药品 集气瓶:用于收集或贮存少量气体;用于有关气体的化学反应容器
常见的实验器材和用途
(1)石棉网是一种使被加热器皿均匀受热的仪器。火焰长时间集中在容器的某个地方,最终会使容器炸裂。用了石棉网,火焰的热量会分散到容器的其他部分,长时间加热容器也不会炸裂。
(2)烧瓶分平底烧瓶和圆底烧瓶等,不可直接加热,用于反应物较多的反应容器,在加热时间较长时使用。
实验室的器材通常根据用途分类摆放。
a.能直接加热的仪器:试管、蒸发皿、燃烧匙。
b.不能直接加热的仪器:烧杯、烧瓶。
c.不能加热的仪器:集气瓶、水槽、漏斗、量筒。
d.用于称量和量取的仪器:托盘天平、量筒(或量杯)。胶头滴管。
e.用于取药品的仪器:药匙、镊子
f.用于夹持或支撑的仪器:试管夹、铁架台(带铁夹或铁圈)、坩埚钳。
g.加热常用的仪器:酒精灯、电炉、酒精喷灯。
烧杯常用作较多量试剂的反应容器或用于物质的溶解、溶液的配制和稀释等;烧杯上通常有刻度,但不精确,不能用来测量液体的体积。药匙用于取少量固体药品。
4 . 科 学 实 验 室 的 安 全 守 则
(1)实验时,有时会用到电源、明火、各种化学试剂 和刀具等物品或工具,如果我们没有按实验室规则进行 操作或操作不当,就可能发生意外伤害事故。因此,我们 必须严格遵守实验室的安全守则,防止意外事故的发生。
(2)科学实验室规则
① 进实验室:脚步要轻,说话低声。
② 实验前:预习内容,了解目的,明确步骤。
③实验时:检查用品,听从指挥,爱护仪器,节约药品,细心观察,准确记录,注意安全,保持整洁。
④ 实验后:回收废物,洗净仪器,摆好用品,注意环保; 根据原始记录,写好实验报告。
⑤出实验室:摆好凳子,检查水电是否关闭。
(3)实验室内常见的危险警告标志
当心火灾 当心腐蚀 当心中毒 当心爆炸
当心高温表面 当心电离辐射 当心触电 当心激光
(4)实验室意外事故处理
如果在实验室发生了意外事故,如皮肤烫伤、被化学 试剂灼伤、割伤等,应立即报告教师,并保持镇定,也可采 用下列方法进行处理。
① 烧伤或烫伤:用大量冷水冲洗受伤处。
② 被化学试剂灼伤:用缓缓流水冲洗1分钟以上。
③ 酒精灯失火:用沙子或湿抹布盖灭,不能用水泼灭。
酒精灯倾斜易使酒精流出引起失火。
④吸入有毒气体:立即到室外呼吸新鲜空气并请医 生 处 理 。
⑤ 发生严重火灾:立即有序撤离并拨打火警电话119。
拓 展
(1)泡沫灭火器:装有硫酸铝 和碳酸氢钠溶液,能喷出二氧化 碳和泡沫,适用于油类灭火。
(2)二氧化碳灭火器:装有液 态二氧化碳,适用于扑灭电气设 备、小范围油类及忌水的化学物 品的失火。
(3)干粉灭火器:装有干粉灭 火剂,适用于扑灭油类、可燃性气 体、电气设备、精密仪器和遇水易 燃的物品的初期火灾。
典例1:规范的实验操作是实验成功和安全的保证。下列实验操作正确的是( )
A.滴加液体 B.测量温度
C.点燃酒精灯 D.倒持有残留试液的滴管
变式1:进入实验室前,需要学习《实验室安全守则》。下列符合实验安全要求的是()
A.湿手直接碰电源 B.直接闻有毒试剂
C.烫伤后冷水冲洗 D.在实验室吃东西
变式2:科学研究以实验为基础。在下列仪器中,选择合适的仪器填写在空格上。(填序号)
①烧杯 ②胶头滴管 ③酒精灯 ④玻璃棒 ⑤药匙 ⑥试管 ⑦温度计
(1)取用少量粉末状固体药品的是   ;
(2)滴加少量液体的是   ;
(3)直接可以加热的仪器是   ;
(4)可以用作搅拌的是   。
变式3:掌握实验中常用仪器的特征、用途和使用方法,有利于开展科学学习和研究。图甲是实验室常用的实验仪器,图乙是小科用温度计测量烧杯中液体的温度,分别进行的三次操作。据图回答下列问题:
(1)图甲的实验仪器中,用来加热的仪器是   (填仪器名称);
(2)若要尽可能地准确量取25mL 的液体需要用到的仪器有:   (填字母);
(3)图乙中小科三次对温度计的使用,其中操作正确的是   (填数字)。
1.浓硫酸具有强腐蚀性,它的标签上应贴上(  )
A. B. C. D.
2.体温计测量病人甲的体温,示数是 ,如果该体温计未经甩过就用来测量病人乙的体温,示数也是 下列判断正确的是( )
A.乙的体温一定等于甲的体温 B.乙的体温一定低于甲的体温
C.乙的体温不可能高于甲的体温 D.乙的体温不可能等于甲的体温
3.如图所示是一支刻有100个均匀小格的温度计,若将此温度计插入正在熔化的冰水混合物中,液面下降到第30格,若将此温度计插入1个标准大气压下的沸水中,液面升到第 80格,则此温度计第20 格表示的温度是 (  )
A.0℃ B.-40 ℃ C.20℃ D.-20 ℃
4.小科同学自制了一支温度计,把它插入冰水混合物中时水银柱长5厘米;把它插入1标准大气压下的沸水中时水银柱长30厘米。下列分别是温度计示数为36℃时对应的水银柱长和水银柱长为17厘米对应的温度计示数,正确的分别是(  )
A.14cm、68℃ B.14cm、48℃ C.9cm、68℃ D.9cm、48℃
5.小科制作了如图所示的煤油温度计(已知该煤油的凝固点为-30℃),并在硬纸上标上均匀的刻度。若将该温度计的玻璃瓶放在冰水混合物中,温度计内液面在第24格处;将它放到1标准大气压下的沸水中,液面上升到第49格处。则该温度计第19格处表示的温度是(  )
A.15℃ B.-20℃ C.-12℃ D.24℃
6.科学实验中,我们经常会使用一些仪器进行相关操作,右图是实验室常用的一些仪器。请回答:
(1)仪器a的作用是 ;
(2)用作少量试剂反应容器的仪器是 (填仪器名称)。
7.掌握化学实验中常用仪器的特征和用途,有利于开展化学学习和研究。现有下列仪器可供选择,回答下列问题。
(1)用来加热的仪器是   。
(2)量取50mL水需要用到的仪器是   、   。
(3)少量药品的反应容器且能直接加热的是   。
(4)用于搅拌、引流的仪器是    。
8.用恰当的仪器名称填空。
(1)取用少量固体粉末的是   ,取用少量液体的是    。
(2)可以直接在酒精灯火焰上加热的玻璃仪器是   。
(3)经常用来配制溶液和作为较多量的试剂的反应容器是   ,在操作时, 经常会用   来进行搅拌。
9.学习温度计的知识后,同学们尝试自制温度计。如图所示为小明设计的一个温度计。瓶中装的是空气,玻璃管中间有一段液柱(液柱长度忽略不计)。
(1)该温度计的工作原理是   ;
(2)该温度计放到冰水混合物中,液柱在 A 处,将其放在12℃的水中,液柱向   处移动。 (选填“B”或“C”)
(3)使用中发现玻璃管中液柱移动不明显。对此请你提出一条改进建议   。
10.回答下列问题。
(1)有一支温度计,表面刻有100格均匀的刻度。将该温度计的玻璃泡放在冰水混合物中,温度计内液面上升到第20格处;将它放到1标准大气压下的沸水中,液面上升到第70格处。则:该温度计的测量范围是   ℃;
(2)有一支温度计,把它和标准温度计一起插入水中,发现当实际温度为2℃时,它示数为4℃,当实际温度为82℃时,它的示数为80℃,仔细观察,它的刻度是均匀的。则:在   ℃温度下这支温度计的示数等于实际温度。
11.某校物理小组开展“重现科学经典,自制温度计”的项目化学习。小组同学查阅资料了解了温度计的发明历程。
(1)图甲是伽利略发明的温度计。当环境温度升高时,玻璃管中的液面会   (选填“上升”或“下降”)。该温度计是利用   的原理制成的。
(2)图丙的温度计与图乙的温度计相比有什么优势    (写出2点即可)
(3)同学们做的简易温度计由于添加水量的不同,出现如图A、B、C三种类型,将三支自制温度计全部放入同一杯待测液体中,起始玻璃管中的液柱高度均相同,一段时间后,观察液柱上升高度分别为hA、hB、hC,已知空气热胀冷缩比水更明显,请判断三者液柱高度变化的关系:    。
12.图甲为某校学习小组利用生活中的器材设计并制作的“简易温度计”。
(1)图甲温度计是利用液体的   原理制成的。
(2)在标准大气压下,为确定该温度计的0℃位置,应将其放在   中。
(3)分别选用横截面积为S1、S2的细管进行实验,如图乙所示把玻璃瓶浸没在不同温度的水中,并将相关数据记录在下表。
序号 横截面积 温度 t/℃ 液柱高度 h/cm
1 S1 0 5
2 S1 20 9
3 S1 40 13
4 S2 0 6
5 S2 20 12
6 S2 40 18
①根据表格数据, 判断S1   S2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
②选用细管横截面积为S2的自制温度计放入水中,稳定后测得液柱高度为13.5厘米。请结合表格数据分析,此时水的温度为   ℃。
13.学习完温度测量后,班级举办了自制温度计评比大赛。小邹同学利用空药瓶、吸管、红墨水等材料,设计并制作了两款温度计,如图所示。
(1)温度计   (填“甲”或“乙”)利用了气体热胀冷缩的性质制作而成。
(2)对温度计甲的示数进行标定:
①放在50℃水中,液柱稳定后,在该位置标注50℃;
②放在冰水混合物中,液柱稳定后,在该位置标注0℃;
③测得0-50℃刻度间的距离为5cm,将其50等分,标定剩余刻度。
将温度计甲放在某液体中,发现液柱稳定后超过50℃刻度线1.5cm,若液柱高度随温度均匀变化,则该液体温度为   。
(3)本次比赛中,老师拟定了量表进行评价。其中,测量的精确性通过计算测量温度与实际温度的差值(△T)来判断,具体评价标准如下表所示。小邹同学将温度计乙放在41℃温水中,测出温度为43℃。请根据表格对该温度计测量的精确性进行打分,并在材料选择上提出改进意见:   。
评价等第 优秀 良好 待改进
评价标准 △T≤1℃ 1℃<△T≤2℃ △T> 2℃
14.温度计的发展是一个漫长而逐步创新的过程,体现了人类对精确测量地不断追求。
(1)图甲是水温度计,图乙是娑迪南改进后的酒精温度计。与图甲相比,图乙温度计精确度更高,其主要原因是   (写出一点)。
(2)图丙是双金属温度计内部结构图,它利用双金属螺旋来感应温度,该螺旋由两种热胀冷缩程度差异显著的金属制成。为使双金属螺旋感温效果最好,应选用以下   两种材料制作。
(3)国家药监局综合司发布公告:自2026年1月1日起,我国全面禁止生产水银体温计。用红外线测温仪(如图丁)替代水银体温计的原因是____(可多选)。
A.水银易挥发且具有毒性 B.水银体温计价格更便宜
C.红外线测温仪测温更快速 D.红外线测温仪读数更方便
15.某七年级的科学兴趣小组开展了“自制温度计”的项目化学习。
【项目任务】自制温度计,并将其用于温度测量。
【项目准备】小玻璃瓶、密封胶塞、细玻璃管、水、刻度尺、记号笔。
【评价量规】在老师的指导下,小组同学制定了评价量规,下表为部分评价指标。
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一:装置结构 结构完整,能较为直观地显示温度变化 结构完整 结构密闭性较差,无法显示温度变化
指标二:最小刻度 达到1℃ 达到5℃ 达到10℃
【项目制作】
小科的制作过程:如图所示,将小玻璃瓶塞上塞子,在瓶塞上插进一根细玻璃管,小玻璃瓶装满清水。将小玻璃瓶放入正在加热的水中,用温度计测量水温。当水加热到5℃,在细玻璃管标记上5℃,当水加热到10℃时,在细玻璃管标记上10℃,按上述方法直到标出所有刻度。
【小组研讨】
(1)小科组设计的温度计的工作原理是    。小科发现,玻璃瓶中的清水在细玻璃管中上升的现象不易观察,请帮他改进。     。
(2)小思认为,标记温度还可以用以下方法:当水温达到并维持在3 时,观察细玻璃管中水柱的位置,用记号笔标上刻度30℃(A点);继续加热,当水温达到并维持在 时,观察细玻璃管中水柱的位置,标上刻度50℃(B点);在A-B两个标记之间均匀分格,并标上相应的刻度,同理沿A 点向下、沿B点向上标上相应的刻度。你认为谁的方法更合理,理由是   。
(3)【项目评价】
根据评价量规,温度计的“指标一”被评为“优秀”, “指标二”被评为“合格”。为使该温度计的“指标二”达到“优秀”水平,请你对该温度计提出一点合理改进建议:   。
16.小科结合科学史进行“自制温度计”的项目化学习。
【查阅资料】温度计的发明经历了漫长的过程。
(1)图甲是伽利略发明的气体温度计,当环境温度降低时,管中水柱液面将   。
【产品制作】小科用小药瓶、橡皮塞、吸管、硬纸片、染色的水制成如图乙所示的温度计。
【产品调试】小科在完成制作后,检查气密性良好,先后将温度计充分浸入热水和冷水中,发现吸管中液面位置变化不够明显。
(2)【产品改进】应该如何改进此装置   (写出一条即可)。
(3)小科改进了温度计中存在的不足后,测量了不同温度时的水柱高度,记录数据如下表所示:
测量次序 1 2 3 4 5 6
气温 (℃) 10 14   22 26 30
水柱高度 (cm) 13 15 17 19 21 23
根据表中数据分析,第3次实验气温为   ℃。
(4)【产品迭代】金属也有热胀冷缩的性质。将两个形状、厚度相同材质不同的金属片A、B铆在一起就可制成如图丙所示的简易双金属片温度计 (温度升高或降低时,双金属片会发生弯曲,从而带动指针左右偏转)。分析丙图可知,在相同条件下,   (填“A”或“B”)金属片的受热膨胀更显著。若双金属片温度计中央刻度线为0℃,当气温为20℃时指针应在中央刻度线的   (填“左”或“右”)侧。
17.科学小组开展了“自制温度计”的项目化学习。
【知识储备】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(如图)。若伽利略发明的温度计玻璃管中水柱上升,说明温度在_▲_ (填“升高”“不变”或“下降”)。
【项目任务】自制温度计,并用于温度测量。
【项目准备】基础材料:塑料瓶、吸管、水、橡皮泥、刻度尺、记号笔。
【评价量规】表中为部分评价指标。
评价指标 优秀 合格 待改进
装置结构 结构完整,能较为直观地显示温度变化 结构完整 结构密闭性较差,无法显示温度变化
最小刻度 达到1℃ 达到5℃ 达到10℃
(1)若伽利略发明的温度计玻璃管中水柱上升,说明温度在    (填“升高”“不变”或“下降”)。
(2)【项目制作】小组同学使用水进行温度计的制作,再对组装好的自制温度计标记刻度。
①标注100℃刻度:将自制温度计置于沸水中,待液柱稳定后在硬卡纸上标出刻度。
②标注0℃刻度:    ,待液柱稳定后在硬卡纸上标出刻度。
③量出0℃和100℃的距离是20cm,在0℃和100℃之间进行40等分,标定剩余刻度。
(3)【展示交流】小组展示时发现,用同种材料制成的温度计,放入相同温度的水中,液面上升的速度和最终液柱高度都不同(如图所示,液柱高度:甲<乙<丙),试分析造成这种现象的原因:    。
(4)【项目评价】根据评价表,甲温度计的最小刻度这一指标被评为“合格”。为使其达到“优秀”水平,请你对该温度计提出合理的改进建议:    。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
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第4节 科学测量2-温度与常用仪器
考点一、温度的测量
(一)温度:物体的冷热程度可以用温度来表示。
(二)温度计
(1)原理:利用水银、酒精等液体的热胀冷缩的性质制成的,以水银温度计为例,当温度计玻璃泡内水银受热时,水银柱会上升,受冷时,水银柱会下降,观察液柱的长短变化就可以知道温度的高低。这里采用转换的科学思想,温度的变化通过液柱长度的变化来体现。
(2)构造:粗细均匀的玻璃管,管的下端有一个玻璃泡,在管和玻璃泡中装有适量的水银或酒精,外壳上刻有刻度。这里采用了放大的科学思想,内径越细,温度变化越明显。
(三)温度的单位:摄氏度( ℃ )
温度的单位“摄氏度”不能分开读,例如20摄氏度不能读作“摄氏20度”,而应读作“20摄氏度”;单位符号书写时要注意格式,字母左上角的小圆圈,既不能漏掉,也不能分开或者放错位置。零摄氏度以下,应读作零下多少摄氏度。
(四)温度计的刻度
摄氏温度的规定:在标准大气压下,把冰水混合物的温度定为0,水部大气压不变,在水沸腾时的温度定为100。0和100之间分为100等份,每一等份就表示1摄氏度。
(五)温度计的使用方法
(1)使用温度计前的几点注意
①温度计的测量范围:温度计的测量范围是指最高待测物体的温度超出这一范围,使用温度计之前要观察温度计的测量范围,并判断是否适合测待测物体的温度。
②认清温度计的最小刻度:温度计的最小刻度反映了温度计的准确程度。一般温度计的最小刻度为1摄氏度,所以准确度不高,体温计最小刻度为0.1摄氏度,准确度较高。使用温度计前要认清它的最小刻度,以便能按要求准确读数。
(2)使用温度计测温度时的正确方法:选对、放对、读对、记对。
玻璃泡碰到杯壁 玻璃泡未全部浸入 玻璃泡碰到杯底
典例1:小科发现一支实验室常用温度计上方部分刻度磨损(如图甲)。
(1)小科用刻度尺补齐温度计刻度,该操作的依据是温度计的刻度是    (填“均匀的”或“不均匀”),由图乙可知每10℃对应的长度为   厘米。
(2)小科用该温度计测量标准大气压下沸水温度,图丙中测量方法正确的是   (填序号),当液柱稳定后,液面应该在刻度尺的   厘米处。
【答案】(1)均匀的;0.70
(2)①;3.50/3.5
【知识点】长度的测量;温度及温度的测量
【解析】(1)根据刻度尺的分度特点及读数方法进行分析解答;
(2)根据温度计的正确使用方法进行分析解答。
【解答】(1) 实验室常用温度计(如水银温度计或酒精温度计)的刻度是均匀的,因为温度计的工作原理是基于液体的热胀冷缩,且膨胀系数在一定温度范围内是线性的。因此,温度变化与液柱长度变化成正比,刻度均匀分布。
观察图乙可知:50℃到80℃的总长度为2.1厘米, 则每10℃对应的长度为0.7厘米。
(2) 温度计测量液体温度时,应满足以下条件:1. 温度计的玻璃泡完全浸入被测液体中,不接触容器底或壁。2. 读数时视线与温度计液柱上表面平齐。因此图丙中符合要求的是①;
根据题(1)可知每该温度计每10℃对应的长度为0.7厘米,则水温为100℃在原80℃的基础上又升高了20℃,则刻度尺从原2.1厘米再增加1.4厘米,最终刻度为3.5厘米。
故答案为:(1)均匀的;0.7厘米;(2)①;3.5。
变式1:一温度计刻度均匀但示数不准,在一个标准大气压下,将它放入沸水中示数为,放入冰水混合物中示数为。若教室的实际温度是 ,把该温度计挂在教室的墙上其示数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】温度及温度的测量
【解析】根据图中数据计算该温度计每升高一格变化的实际温度量,再由温度变化量计算变化的格数,从而确定该温度计的示数。
【解答】冰水混合物的实际温度是0℃,温度计显示为6℃,沸水的实际温度是100℃,温度计显示为98℃,可知实际温度变化量为100℃时,温度计示数变化量为98℃-6℃=92℃,则该温度计刻度值之间的温度差为。实际温度为25℃,与零摄氏度相比,温度升高25℃,温度计刻度变化量为,可知该温度计的示数为6℃+23℃=29℃。
故答案为:D。
变式2:(2025七上·衢州期末)小科尝试自制温度计(如图甲)。烧瓶中装有空气,装置不漏气,玻璃管中间封有一段红色液柱。小明把该温度计先后放入10℃和40℃的水中,依次标出红色液柱右侧到达的位置为A 和C(如图乙所示)。
(1)将此装置放在室内,当温度升高时玻璃管内红色液柱向   移(填“内”或“外”)。
(2)把该温度计放入某液体中,红色液柱右侧刚好移到乙图中B处,则此时液体的温度为   ℃。
(3)为了使测量结果更加准确,改进该温度计的措施有:   (写出一条即可)。
【答案】(1)外 (2)85
(3)更细长玻璃管代替原玻璃管或更换用这容积更大的烧瓶,其它合理即可得分
【解析】(1)气体温度计利用气体热胀冷缩性质工作;
(2)刻度尺读数时注意分度值和物体两端与刻度尺刻线对齐的位置,必须估读到分度值的下一位;先计算出A和B之间有多少个小格,再求出一个小格表示的温度。
(3)根据增大容积或减小管子的粗细可以提高精确度分析。
【解答】 (1)根据气体的热胀冷缩,且温度越高,体积越大,液柱会越往左运动。
(2)该温度计先后放入10℃和40℃的水中,A和C两位置之间的长度表示的温度是30℃,则0.1cm表示的温度是3℃,BC两点之间的距离为1.5cm,则BC两点之间相差的温度为
,则此时室内的温度为40℃+45℃=85℃;
(3)为提高精确程度将玻璃泡做大些,玻璃管做细些,或者可以换热胀冷缩更明显的气体。
变式3:蒸锅中蒸汽的温度高达130℃、无法使用普通液体温度计进行测量。查阅资料得知,可用图甲所示的双金属温度计进行测量。研究其原理后,同学们准备自制简易双金属温度计。
【研究原理】温度计主要由表盘、指针、连杆、双金属螺旋组成,如图乙所示。其中的双金属螺旋利用两种热胀冷缩差异明显的螺旋状金属制成。当温度发生变化,螺旋状金属会旋转,最终带动指针转动指示温度,温度每变化1℃,转动的角度相同。
【制作过程】
步骤一:选择合适的两种金属制成双金属螺旋,用如图丙的方法将圆纸片、指针、连杆、双金属螺旋和外壳进行组装;
步骤二:在标准大气压下,将温度计的探头置于冰水混合物中,指针稳定后,在圆纸片上画出0℃刻度线,如图丁;
步骤三: ① ,指针稳定后,在圆纸片上画出100℃刻度线,如图丁;
步骤四:用量角器量出0℃和100℃两刻度线间夹角为80°,对其进行20等分并标注对应的温度;
步骤五:经分析计算、利用量角器,在圆纸片上画出130℃刻度线。
(1)根据下图提供的信息,选用____(填字母)两种材料组合制作双金属螺旋,效果最好;
A.铜+铁 B.铜+铜 C.镍+锰 D.铁+锰
(2)请补全步骤三中①处的操作:   ;
(3)通过分析,130℃刻度线与100℃刻度线之间的夹角是   ;
(4)小组同学经调查发现,市场上所售双金属温度计的最小刻度可达0.1℃。为了提高自制简易双金属温度计的精确度,请写出一种改进办法:   。
【答案】(1)D
(2)标准大气压下,将自制温度计的探头置于沸水中
(3)24°
(4)使用热膨胀系数差异更大的金属材料、增大指针长度
【知识点】温度及温度的测量;实验方案设计与评价
【解析】(1)两种金属的热膨胀程度相差越大,则指针偏转越明显;
(2)在标准气压下,水的沸点为100℃;
(3)首先根据“0℃和100℃两刻度线间的夹角为80°”计算每1℃对应的角度,再与温度的变化量相乘即可;
(4)指针偏转的角度与指针的半径和金属的膨胀差异大小有关。
【解答】(1) 双金属温度计的原理是利用两种金属热胀冷缩的差异明显,从而在温度变化时产生明显的旋转。根据图片可知,铁的膨胀程度最小,而锰的膨胀程度最大,则应该选择铁+锰组合。
故选D。
(2) 步骤二是在标准大气压下将温度计置于冰水混合物中(0℃)标定0℃刻度线,因此步骤三应标定另一个已知温度点100℃,则步骤为:标准大气压下,将自制温度计的探头置于沸水中。
(3) 已知0℃和100℃两刻度线间的夹角为80°,且温度每变化1℃,转动的角度相同。
因此每1℃对应的角度为:;
从100℃到130℃的温度变化为30℃,因此对应的角度为: 0.8°/℃×30℃=24°。
(4) 精确度与刻度划分的精细程度有关,因此可以通过以下方法改进:
①增加圆纸片的半径(指针更长),使相同角度变化对应的刻度线间距更大。
②使用热膨胀系数差异更大的金属组合,使温度变化时指针转动角度更大。
考点二、体温计
①有较大的玻璃泡,温度的微小变就能使水银柱长度显著变化。(最小刻度为0.1摄氏度,测量范围为35摄氏度--42摄氏度)
②玻璃泡与玻璃管之间有一段弯曲的玻璃管,当体温计离开人体时,温度忽然下降,水银快速收缩,水银柱断开退不回来,所以体温计能离开人体读数。(体温计内的水银柱不能自动落回到35摄氏度以下,测量前要用手捏紧体温计的上部,用力甩几下,使体温计内的水银柱回落到35摄氏度以下)
典例1:自2026年起,我国将全面禁用剧毒的水银制作体温计,并采用镓铟锡合金代替,所制体温计的外形和使用方法与水银体温计相同。
(1)镓铟锡合金具有以下特性:①常温下是液态;②体积随温度变化大;③导电性好;④无毒。其能取代水银制作体温计是因为具有   (填序号)的特性。
(2)小鄞同学使用镓铟锡体温计测量体温,示数如图所示,则其体温为   ℃。
(3)小鄞同学将上述未甩体温计插入冰水混合物中,待到示数稳定后,其读数   (填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)①②④
(2)37.8℃
(3)不变
【知识点】温度及温度的测量
【解析】(1)体温计的工作原理是液体热胀冷缩,制作材料需要满足常温下为液态、体积随温度变化大、无毒等条件。镓铟锡合金能取代水银,是因为它具备①常温下是液态、②体积随温度变化大、④无毒的特性,而导电性好不是制作体温计的必要条件。
(2)体温计的分度值为 0.1℃,读数时需要观察液柱末端对应的刻度线,注意区分每一小格代表的温度值。
(3)体温计的特殊结构是缩口,它能阻止液柱在温度降低时自动回流,所以未甩过的体温计插入冰水混合物中,示数不会发生变化。
【解答】(1)体温计利用液体热胀冷缩的原理工作,镓铟锡合金要替代水银制作体温计,需要满足:①常温下是液态,保证能作为测温液体;②体积随温度变化大,使温度变化时液柱变化明显,便于读数;④无毒,避免水银的毒性危害。而③导电性好与体温计的工作原理无关。因此,其能取代水银制作体温计是因为具有①②④的特性。
(2)图中体温计的分度值为 0.1℃,液柱末端位于 37℃后第 8 小格处,所以其体温为37.8℃。
(3)体温计的缩口结构会阻止液柱自动回流,未甩过的体温计插入冰水混合物中,虽然温度降低,但液柱无法通过缩口回流,因此其读数不变。
变式1:(2025七上·金华期末)甲同学用体温计给班上同学进行体温晨检:在未甩体温计的情况下,甲同学首先测得自己的体温是37.4℃,之后直接给乙同学使用,测得体温为37.5℃,意识到错误后,将体温计中的液柱甩回玻璃泡,再给丙同学使用,测得体温37.4℃,这时丁同学马上取走体温计未甩,自测体温得37.5℃,以上测得的四位同学中体温可能不正确的是 (  )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【答案】A
【解析】体温计玻璃泡上方有一段非常细的缩口,它可以使体温计玻璃泡上方的水银不能很快的流回玻璃泡中,所以体温计可以离开人体读数,同时体温计在使用前要用力甩一下,将水银甩回玻璃泡中。
【解答】根据体温计的特点,使用前用力甩一下玻璃泡上方的水银才能回到玻璃泡中;没有甩的体温计的读数是37.4℃,直接用来测量人的体温,若体温高于37.4℃,体温计中的水银会上升,测量是比较准确的;若病人的体温不高于37.4℃,体温计中的水银不会下降,依然显示的是37.4℃。故A符合题意。故答案为:A。
变式2:自2026年1月1日起,我国已全面禁止生产含汞体温计产品,水银体温计“退出历史舞台”的原因除易碎外还有以下几点操作方面的不便:
(1)每次使用前都要用力甩几下,使体温计的水银柱回落35℃刻度线以下,若使用如图1未甩动过的体温计测量体温正常同学的体温,则测量结果是   ℃。
(2)体温计的读数不便,如图2所示的四个方向中,沿   方向观察更易于读数。
(3)相比于红外测温计(如图3)使用的便捷,你认为水银体温计在测量体温过程中还有的缺点是   (可多选)。
A、破碎后水银有毒 B、需要与身体接触 C、单次测量时间长
【答案】(1)38.5
(2)B
(3)ABC
【知识点】温度及温度的测量
【解析】(1)体温计的特殊结构与使用原理:体温计的玻璃泡上方有一段很细的缩口,离开人体后水银遇冷收缩时,水银柱会在缩口处断开,无法自动退回玻璃泡。因此,未甩动的体温计测量体温时,若被测体温低于当前示数,水银柱不会下降,测量结果仍为原示数;若被测体温高于当前示数,水银柱会上升,测量结果为实际体温。
(2)体温计的读数方法与优缺点:体温计的横截面为三棱形,其中一个面为圆弧面,相当于凸透镜,沿该方向观察时水银柱会被放大,便于读数;水银体温计的缺点包括破碎后水银有毒、需要与身体接触、单次测量时间长,而红外测温仪无需接触且测量快速。
【解答】(1) 图 1 中体温计的示数为 38.5℃,未甩动的体温计测量体温正常(约 37℃)的同学时,由于水银柱无法自动下降,测量结果仍为 38.5℃;
(2) 体温计的横截面中,B 方向为圆弧面,相当于凸透镜,能放大水银柱,因此沿 B 方向观察更易于读数;
(3) A、水银体温计破碎后水银有毒,会危害人体健康,是其缺点,A 正确;
B、水银体温计需要与身体接触测量,而红外测温仪无需接触,因此接触式测量是其缺点,B 正确;
C、水银体温计单次测量通常需要 3~5 分钟,测量时间长,而红外测温仪可快速读数,因此测量时间长是其缺点,C 正确。
故答案为:(1) 38.5;(2) B;(3) ABC。
变式3:水银体温计(图甲)和速测体温计(图乙)都是测量人体温度的常用工具。
(1)水银体温计是利用液体的   制成的。
(2)图甲所示的体温计,其温度示数为   。
(3)速测体温计可以快速测量体温。图丙为速测体温计的金属探头接触实际温度分别为28℃、37℃、40℃的被测物时,探头温度的变化图像。当使用速测体温计测量某物体的温度,15秒时探头温度为27℃,据图丙推测该被测物的实际温度   37℃(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)水银有剧毒,但水银体温计因其成本低、精确度高等优点一直被广泛使用。随着科技的进步,电子体温计已具备更高的安全性与较高的精确度且成本越来越低。国家药监局规定:自2026年1月1 日起,禁止生产水银体温计。请谈谈水银体温计从广泛使用到禁止生产带来的启示:   。
【答案】(1)热胀冷缩
(2)36.7℃
(3)小于
(4)从产品选择、安全与环境、科技进步等角度回答,合理均给分。参考示例:示例1:在选择产品时,要综合考虑多种因素,权衡利弊。示例2:人们在选择产品时越来越重视安全性及对环境的影响。示例3:科技进步使产品在价格、安全性、功能等方面越来越进步,使生活更美好。
【知识点】温度及温度的测量
【解析】(1)温度计的原理是测温物体的热胀冷缩。
(2)根据图像分析体温计的分度值,结合分度值进行读数。
(3)根据图像进行分析,若15s时,37℃的物体显示的温度高于27℃,则物体的温度低于37℃;若15s时,37℃的物体显示的温度等于27℃,则物体的温度等于37℃;15s时,37℃的物体显示的温度低于27℃,则物体的温度高于37℃。
(4)根据安全、成分、精确度等角度进行分析均可,例如水银体温计有毒,替换成更安全的体温计势在必行。
【解答】(1)水银体温计是利用液体的热胀冷缩性质制成的。当温度升高时,水银膨胀,液柱上升;温度降低时,水银收缩,液柱下降。这种性质使得水银体温计能够准确测量体温。
(2)由图甲可知,体温计的分度值为0.1℃,图中示数为36.7℃。
(3)由图丙可知,物体实际温度为37℃时,15s时测得的温度为30℃,该物体在15s时测得的温度为27℃,低于30℃,可知该物体的实际温度低于37℃。
(4)随着技术的发展,有更安全的仪器可以替代水银体温计,水银体温计被禁止生产,带来的启示是:科技进步使产品在价格、安全性、功能等方面越来越进步,使生活更美好。(合理即可)
考点三、科学实验室
1.科学实验室
科学研究是以观察和实验为基础的,实验室是进 行科学研究与实验的场所。 一般有存放仪器的仪器室 (实验准备室)和供学生做实验用的大间实验室(实验操作室)。实验室中有大量可用于实验的仪器和试剂。 由于研究对象不同,实验室的设备和布置等也会有很 大的不同。
2.实验仪器和试剂的存放原则
(1)实验仪器和试剂的存放地点必须符合环境要求 (如温度、湿度、光照与通风情况等)和安全要求。
(2)仪器的存放:仪器被存放在实验仪器柜内,并按 照不同的用途有序摆放,特殊的具有危险性的试剂或器 材需要按其规定要求存放于规定位置。
(3)试剂的存放:试剂要做到分开存放、取用方便、注 意安全、保证质量。
3.常见的实验器材和用途
实验器材及名称 用途 实验器材及名称 用途
温度计:测量物体的温度 烧杯:用于盛放药品、配制溶液和较大量试剂的反应容器
放大镜:观察物体并将物体放大 分子模型:直观地展示分子的结构
电流表:测量电流大小 电压表:测量电压大小
显微镜:观察肉眼看不见微小物体 秒表:测量时间
试管:可直接加热,用于少量试剂反应容器,在常温或加热时使用 天平:称量物体的质量
滴管:取少量液体 试管架:摆放试管
蒸发皿:可直接加热,用于少量液体的蒸发、浓缩和结晶 试管夹:夹持试管
玻璃棒:①搅拌;②过滤液体时引流;③蘸取少量固体,液体 铁架台:固定和夹持各种仪器
量筒,量杯:度量液体体积 酒精灯;实验室的热源,常用于加热物体
广口瓶用于盛放固体药品,细口瓶用于盛放液体药品 集气瓶:用于收集或贮存少量气体;用于有关气体的化学反应容器
常见的实验器材和用途
(1)石棉网是一种使被加热器皿均匀受热的仪器。火焰长时间集中在容器的某个地方,最终会使容器炸裂。用了石棉网,火焰的热量会分散到容器的其他部分,长时间加热容器也不会炸裂。
(2)烧瓶分平底烧瓶和圆底烧瓶等,不可直接加热,用于反应物较多的反应容器,在加热时间较长时使用。
实验室的器材通常根据用途分类摆放。
a.能直接加热的仪器:试管、蒸发皿、燃烧匙。
b.不能直接加热的仪器:烧杯、烧瓶。
c.不能加热的仪器:集气瓶、水槽、漏斗、量筒。
d.用于称量和量取的仪器:托盘天平、量筒(或量杯)。胶头滴管。
e.用于取药品的仪器:药匙、镊子
f.用于夹持或支撑的仪器:试管夹、铁架台(带铁夹或铁圈)、坩埚钳。
g.加热常用的仪器:酒精灯、电炉、酒精喷灯。
烧杯常用作较多量试剂的反应容器或用于物质的溶解、溶液的配制和稀释等;烧杯上通常有刻度,但不精确,不能用来测量液体的体积。药匙用于取少量固体药品。
4 . 科 学 实 验 室 的 安 全 守 则
(1)实验时,有时会用到电源、明火、各种化学试剂 和刀具等物品或工具,如果我们没有按实验室规则进行 操作或操作不当,就可能发生意外伤害事故。因此,我们 必须严格遵守实验室的安全守则,防止意外事故的发生。
(2)科学实验室规则
① 进实验室:脚步要轻,说话低声。
② 实验前:预习内容,了解目的,明确步骤。
③实验时:检查用品,听从指挥,爱护仪器,节约药品,细心观察,准确记录,注意安全,保持整洁。
④ 实验后:回收废物,洗净仪器,摆好用品,注意环保; 根据原始记录,写好实验报告。
⑤出实验室:摆好凳子,检查水电是否关闭。
(3)实验室内常见的危险警告标志
当心火灾 当心腐蚀 当心中毒 当心爆炸
当心高温表面 当心电离辐射 当心触电 当心激光
(4)实验室意外事故处理
如果在实验室发生了意外事故,如皮肤烫伤、被化学 试剂灼伤、割伤等,应立即报告教师,并保持镇定,也可采 用下列方法进行处理。
① 烧伤或烫伤:用大量冷水冲洗受伤处。
② 被化学试剂灼伤:用缓缓流水冲洗1分钟以上。
③ 酒精灯失火:用沙子或湿抹布盖灭,不能用水泼灭。
酒精灯倾斜易使酒精流出引起失火。
④吸入有毒气体:立即到室外呼吸新鲜空气并请医 生 处 理 。
⑤ 发生严重火灾:立即有序撤离并拨打火警电话119。
拓 展
(1)泡沫灭火器:装有硫酸铝 和碳酸氢钠溶液,能喷出二氧化 碳和泡沫,适用于油类灭火。
(2)二氧化碳灭火器:装有液 态二氧化碳,适用于扑灭电气设 备、小范围油类及忌水的化学物 品的失火。
(3)干粉灭火器:装有干粉灭 火剂,适用于扑灭油类、可燃性气 体、电气设备、精密仪器和遇水易 燃的物品的初期火灾。
典例1:规范的实验操作是实验成功和安全的保证。下列实验操作正确的是( )
A.滴加液体 B.测量温度
C.点燃酒精灯 D.倒持有残留试液的滴管
【答案】A
【知识点】温度及温度的测量;常见实验操作
【解析】滴管使用后应正放(胶头朝上)不能倒持,否则残留液体会流入胶头,腐蚀胶头或污染试剂。
【解答】A、使用胶头滴管滴加液体时,要垂直悬空,故A正确;
B、使用温度计测量液体的温度时,温度计不能接触杯壁和杯底,故B错误;
C、不能用点燃的酒精灯去点另一盏酒精灯,故C错误;
D、不能倒持有残留试液的滴管,可能会导致胶头被腐蚀,故D错误。
故答案为:A。
变式1:进入实验室前,需要学习《实验室安全守则》。下列符合实验安全要求的是()
A.湿手直接碰电源 B.直接闻有毒试剂
C.烫伤后冷水冲洗 D.在实验室吃东西
【答案】C
【知识点】实验室的安全与意外事故的处理方法;常见实验操作
【解析】(1)实验室安全操作规范:在实验室中,禁止用湿手接触电源,防止触电事故;禁止直接闻有毒试剂,应用手在瓶口轻轻扇动,使少量气体飘入鼻孔;禁止在实验室饮食,防止误食药品或被药品污染。
(2)实验室应急处理方法:若发生烫伤,应立即用大量冷水冲洗烫伤处,以降低局部温度,减轻伤害,这是实验室中处理烫伤的正确应急措施。
【解答】A、湿手直接碰电源,水具有导电性,容易引发触电危险,故该选项错误。
B、直接闻有毒试剂,会吸入大量有毒气体,危害身体健康,故该选项错误。
C、烫伤后用冷水冲洗,能迅速降低烫伤部位温度减轻损伤程度,符合实验安全要求,故该选项正确。
D、在实验室吃东西,可能会误食实验药品或被药品污染,存在安全隐患,故该选项错误。
故答案为:C。
变式2:科学研究以实验为基础。在下列仪器中,选择合适的仪器填写在空格上。(填序号)
①烧杯 ②胶头滴管 ③酒精灯 ④玻璃棒 ⑤药匙 ⑥试管 ⑦温度计
(1)取用少量粉末状固体药品的是   ;
(2)滴加少量液体的是   ;
(3)直接可以加热的仪器是   ;
(4)可以用作搅拌的是   。
【答案】(1)⑤
(2)②
(3)⑥
(4)④
【知识点】常用仪器的名称
【解析】根据常见化学仪器的用途分析解答。
【解答】(1) 药匙用于取用粉末状或小颗粒状的固体药品,方便且能控制用量,故选⑤。
(2) 胶头滴管用于精确滴加少量液体,操作时需垂直悬空于容器上方,故选②。
(3) 试管可直接加热(需预热),常用于少量液体或固体的加热反应,故选⑥。
(4) 玻璃棒用于搅拌液体(如溶解或稀释时),故选④。
变式3:掌握实验中常用仪器的特征、用途和使用方法,有利于开展科学学习和研究。图甲是实验室常用的实验仪器,图乙是小科用温度计测量烧杯中液体的温度,分别进行的三次操作。据图回答下列问题:
(1)图甲的实验仪器中,用来加热的仪器是   (填仪器名称);
(2)若要尽可能地准确量取25mL 的液体需要用到的仪器有:   (填字母);
(3)图乙中小科三次对温度计的使用,其中操作正确的是   (填数字)。
【答案】(1)酒精灯
(2)AC/ACH
(3)③
【知识点】体积的测量;温度及温度的测量;常用仪器的名称
【解析】(1)根据常见仪器的用途解答;
(2)根据定量称量液体的方法分析;
(3)根据温度计的使用规范分析。
【解答】(1) 图甲中用来加热的仪器是酒精灯。酒精灯是实验室中常用的加热工具,通过燃烧酒精提供热量。
(2) 要尽可能准确地量取25mL液体,需要使用量筒(用于精确测量液体体积)和胶头滴管(用于调整液体的最终体积至刻度线),故选AC;
(3)根据图片可知,①②中温度计的液泡未完全浸入液体中,③ 中国温度计完全浸入液体且未接触容器底部或壁,故③正确。故选③。
1.浓硫酸具有强腐蚀性,它的标签上应贴上(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】考查常见危险标志的识别。
【解答】浓硫酸具有的特点是强腐蚀性。故选:D
2.体温计测量病人甲的体温,示数是 ,如果该体温计未经甩过就用来测量病人乙的体温,示数也是 下列判断正确的是( )
A.乙的体温一定等于甲的体温 B.乙的体温一定低于甲的体温
C.乙的体温不可能高于甲的体温 D.乙的体温不可能等于甲的体温
【答案】C
【知识点】温度及温度的测量
【解析】体温计前端有一个缩口,没有甩动,水银柱不会下降,所以可以离开人体读数。
【解答】体温计在没有甩动的情况下,示数只升不降,乙的示数与甲相同,乙的体温可能低于甲,也可能等于甲,但一定不可能高于甲。若乙高于甲,示数会大于38℃。
故答案为:C。
3.如图所示是一支刻有100个均匀小格的温度计,若将此温度计插入正在熔化的冰水混合物中,液面下降到第30格,若将此温度计插入1个标准大气压下的沸水中,液面升到第 80格,则此温度计第20 格表示的温度是 (  )
A.0℃ B.-40 ℃ C.20℃ D.-20 ℃
【答案】D
【知识点】温度及温度的测量
【解析】根据题中信息计算每一格表示温度变化量,再由变化的格数计算温度变化量,从而确定温度。
【解答】冰水混合物的温度:在标准大气压下,冰水混合物的温度为 0℃。此时液面在第30格;在标准大气压下,沸水的温度为 100℃。此时液面在第80格,实际温度变化值为100℃,变化的格数为80-30=50格,可知实际温度每改变2℃,该温度液柱变化量为1格。将液柱在第20格时,与第30格比,下降了十格,则温度下降了,可知此时的温度为-20℃。
故答案为:D。
4.小科同学自制了一支温度计,把它插入冰水混合物中时水银柱长5厘米;把它插入1标准大气压下的沸水中时水银柱长30厘米。下列分别是温度计示数为36℃时对应的水银柱长和水银柱长为17厘米对应的温度计示数,正确的分别是(  )
A.14cm、68℃ B.14cm、48℃ C.9cm、68℃ D.9cm、48℃
【答案】B
【知识点】温度及温度的测量
【解析】自制温度计的原理:自制温度计是根据液体热胀冷缩原理工作的,水银柱的长度变化与温度变化成正比。冰水混合物的温度为0 ℃,对应水银柱长5厘米;1 标准大气压下沸水的温度为100 ℃,对应水银柱长30厘米。由此可计算出每厘米水银柱对应的温度变化,进而根据温度或水银柱长度求解另一物理量。
【解答水银柱5cm时的温度是0℃,30cm时的温度是100℃,所以1cm水银柱表示的温;
温度计示数为36℃时,水银柱长度为;
当水银柱长为17cm时,温度为(17cm 5cm)×4℃/cm=12cm×4℃/cm=48℃。
故答案为:B。
5.小科制作了如图所示的煤油温度计(已知该煤油的凝固点为-30℃),并在硬纸上标上均匀的刻度。若将该温度计的玻璃瓶放在冰水混合物中,温度计内液面在第24格处;将它放到1标准大气压下的沸水中,液面上升到第49格处。则该温度计第19格处表示的温度是(  )
A.15℃ B.-20℃ C.-12℃ D.24℃
【答案】B
【知识点】温度及温度的测量
【解析】在温度计上刻度是均匀的,则温度的变化量与刻度的变化量成正比,据此列式计算即可。
【解答】冰水混合物的温度为0℃,标准气压下水的沸点为100℃,
则:;
解得:t=-20℃。
故选B。
6.科学实验中,我们经常会使用一些仪器进行相关操作,右图是实验室常用的一些仪器。请回答:
(1)仪器a的作用是 ;
(2)用作少量试剂反应容器的仪器是 (填仪器名称)。
【答案】(1)取用粉末状药品(2)e
【解析】(1)(2)根据常见实验仪器的用途分析解答。
【解答】(1)仪器a为药匙,用于取用粉末状药品;
(2) 用作少量试剂反应容器的仪器是试管,故选e。
7.掌握化学实验中常用仪器的特征和用途,有利于开展化学学习和研究。现有下列仪器可供选择,回答下列问题。
(1)用来加热的仪器是   。
(2)量取50mL水需要用到的仪器是   、   。
(3)少量药品的反应容器且能直接加热的是   。
(4)用于搅拌、引流的仪器是    。
【答案】(1)酒精灯
(2)量筒;胶头滴管
(3)试管
(4)玻璃管
【解析】用于夹持试管的工具是试管夹;酒精灯用作热源,给物质加热;量取一定量液体时用量筒和胶头滴管,胶头滴管用于吸取或滴加少量液体;用于少量试剂的反应容器的仪器是试管或锥形瓶.
【解答】(1)酒精灯用作热源,给物质加热,用来加热的仪器是酒精灯;
(2)量取一定量液体时用量筒和胶头滴管,胶头滴管用于吸取或滴加少量液体,量取50mL水需要用到的仪器是量筒和胶头滴管;
(3)用于少量试剂的反应容器且能直接加热的仪器是试管。
(4)用于搅拌、引流的仪器是玻璃棒。
8.用恰当的仪器名称填空。
(1)取用少量固体粉末的是   ,取用少量液体的是    。
(2)可以直接在酒精灯火焰上加热的玻璃仪器是   。
(3)经常用来配制溶液和作为较多量的试剂的反应容器是   ,在操作时, 经常会用   来进行搅拌。
【答案】(1)药匙;胶头滴管
(2)试管
(3)烧杯;玻璃棒
【解析】根据常见仪器的作用和用途,进行分析解答。
【解答】1)取用少量固体粉末的是药匙;取用少量液体的是胶头滴管。
(2)可以直接在酒精灯火焰上加热的玻璃仪器是试管。
(3)经常用来配制溶液和作为较多量的试剂的反应容器是烧杯,在操作时,经常会用玻璃棒来进行搅拌。
9.学习温度计的知识后,同学们尝试自制温度计。如图所示为小明设计的一个温度计。瓶中装的是空气,玻璃管中间有一段液柱(液柱长度忽略不计)。
(1)该温度计的工作原理是   ;
(2)该温度计放到冰水混合物中,液柱在 A 处,将其放在12℃的水中,液柱向   处移动。 (选填“B”或“C”)
(3)使用中发现玻璃管中液柱移动不明显。对此请你提出一条改进建议   。
【答案】(1)气体的热胀冷缩
(2)C
(3)换用更细的玻璃管(增大液柱移动的灵敏度);增大瓶中气体的体积(增强热胀冷缩效果);换用膨胀系数更大的气体等。
【知识点】温度及温度的测量
【解析】(1)温度计的原理:测温物体的热胀冷缩。
(2)根据温度升高气体会受热膨胀进行分析判断。
(3)移动不明显,可能是因为膨胀程度不大,可换用膨胀系数更大的气体进行实验或换用更细的玻璃管(增大液柱移动的灵敏度);增大瓶中气体的体积(增强热胀冷缩效果)等。
【解答】(1)该温度计的工作原理是气体的热胀冷缩。当温度升高时,瓶中的空气受热膨胀,推动液柱向外移动;温度降低时,空气收缩,液柱向内移动。
(2)放在温度更高的12℃的水中,空气受热膨胀,体积变大,将液柱向外推,即向C处移动。
(3)玻璃管中液柱移动不明显,可以通过以下措施进行改进:换用更细的玻璃管(增大液柱移动的灵敏度);增大瓶中气体的体积(增强热胀冷缩效果);换用膨胀系数更大的气体等(合理即可)。
10.回答下列问题。
(1)有一支温度计,表面刻有100格均匀的刻度。将该温度计的玻璃泡放在冰水混合物中,温度计内液面上升到第20格处;将它放到1标准大气压下的沸水中,液面上升到第70格处。则:该温度计的测量范围是   ℃;
(2)有一支温度计,把它和标准温度计一起插入水中,发现当实际温度为2℃时,它示数为4℃,当实际温度为82℃时,它的示数为80℃,仔细观察,它的刻度是均匀的。则:在   ℃温度下这支温度计的示数等于实际温度。
【答案】(1)- 40~160
(2)42
【知识点】温度及温度的测量
【解析】(1)首先根据已知的两个刻度值推算一个小格表示的温度计,然后结合0℃以下的个数推测最低温度,根据100℃上的刻度数确定最高温度;
(2)根据“温度的变化量与刻度值的变化量成正比”的规律列式计算即可。
【解答】(1) 根据题意可知,冰水混合物温度为0℃,液面在第20格。沸水温度为100℃,液面在第70格。
因此温度计从第20格到第70格对应0℃到100℃。
温度变化范围:100℃ - 0℃ = 100℃,格数变化范围:70格 - 20格 = 50格,则每格代表的温度:100℃ / 50格 = 2℃/格。
那么该温度计测量的最低温度:第0格对应的温度 : 0℃ - (20格 × 2℃/格) = -40℃。
最高温度:第100格对应的温度 = 100℃ + (30格 × 2℃/格) = 160℃。
因此,该温度计的测量范围是-40℃到160℃。
(2)液体温度计根据液体的热胀冷缩性质工作,则温度的变化量与刻度值的变化量成正比,即刻度是均匀的。
那么得到:;
解得:t=42℃。
即在42℃温度下这支温度计的示数等于实际温度。
11.某校物理小组开展“重现科学经典,自制温度计”的项目化学习。小组同学查阅资料了解了温度计的发明历程。
(1)图甲是伽利略发明的温度计。当环境温度升高时,玻璃管中的液面会   (选填“上升”或“下降”)。该温度计是利用   的原理制成的。
(2)图丙的温度计与图乙的温度计相比有什么优势    (写出2点即可)
(3)同学们做的简易温度计由于添加水量的不同,出现如图A、B、C三种类型,将三支自制温度计全部放入同一杯待测液体中,起始玻璃管中的液柱高度均相同,一段时间后,观察液柱上升高度分别为hA、hB、hC,已知空气热胀冷缩比水更明显,请判断三者液柱高度变化的关系:    。
【答案】(1)下降;气体热胀冷缩
(2)测量更精确、 结构更简单
(3)hC > hA > hB
【知识点】温度及温度的测量
【解析】(1)当外界温度升高时,玻璃泡内气体体积膨胀,据此确定液柱高度变化,进而确定该温度计的工作原理;
(2)可从测量精确度、结构的简易程度等方法分析;
(3)相同温度变化下空气膨胀更显著,液柱上升更高,据此分析判断。
【解答】(1)根据图片可知, 当环境温度升高时,玻璃泡内的气体膨胀,推动玻璃管中的液面下降;反之,温度降低时气体收缩,液面上升。 则该温度计是利用气体热胀冷缩的原理制成的。
(2) 图丙(现代液体温度计)相比图乙(伽利略气体温度计)的优势包括:
① 测量更精确:液体(如水银或酒精)的膨胀系数比气体更稳定,受外界气压影响较小。
②刻度标准化:固定了冰点和沸点作为基准,刻度均匀,便于读数。
③结构更简单:无需复杂的玻璃泡和细管组合,操作更方便。
(3) 根据图片可知,温度升高时,瓶内空气受热膨胀,推动液柱上升。水量越少,瓶内空气体积越大,相同温度变化下空气膨胀更显著,液柱上升更高。
图中空气体积依次减小的顺序为:C>A>B;
则三者液柱高度变化的关系:hC > hA > hB。
12.图甲为某校学习小组利用生活中的器材设计并制作的“简易温度计”。
(1)图甲温度计是利用液体的   原理制成的。
(2)在标准大气压下,为确定该温度计的0℃位置,应将其放在   中。
(3)分别选用横截面积为S1、S2的细管进行实验,如图乙所示把玻璃瓶浸没在不同温度的水中,并将相关数据记录在下表。
序号 横截面积 温度 t/℃ 液柱高度 h/cm
1 S1 0 5
2 S1 20 9
3 S1 40 13
4 S2 0 6
5 S2 20 12
6 S2 40 18
①根据表格数据, 判断S1   S2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
②选用细管横截面积为S2的自制温度计放入水中,稳定后测得液柱高度为13.5厘米。请结合表格数据分析,此时水的温度为   ℃。
【答案】(1)热胀冷缩 (2)冰水混合物 (3)大于;25
【知识点】温度及温度的测量;常见实验操作;实验探究的其他思想方法
【解析】(1)温度计是利用液体的热胀冷缩原理制成的;
(2)冰水混合物温度为零摄氏度;
(3)控制变量法指的是在实验过程中除这个变量外,其余无关变量相同且适宜;
【解答】(1)图甲温度计是利用液体的热胀冷缩原理制成的;
(2)标准大气压下,冰水混合物的温度为0℃,这是温度计校准的基准点之一;
(3)① 根据表格数据,液柱高度与温度呈线性关系。对于相同温度(如20℃),S1的液柱高度为9 cm,S2为12 cm。由于液体的膨胀体积相同,液柱高度与横截面积成反比,因此S1的横截面积小于S2;
② 选用S2的细管时,液柱高度与温度的关系如下:
0℃对应6 cm,20℃对应12 cm,40℃对应18 cm。 液柱高度每升高1 cm,温度升高: 3.33℃/cm;当液柱高度为13.5 cm时,温度升高:25℃。
故答案为:(1)热胀冷缩;(2)冰水混合物;(3)大于;25。
13.学习完温度测量后,班级举办了自制温度计评比大赛。小邹同学利用空药瓶、吸管、红墨水等材料,设计并制作了两款温度计,如图所示。
(1)温度计   (填“甲”或“乙”)利用了气体热胀冷缩的性质制作而成。
(2)对温度计甲的示数进行标定:
①放在50℃水中,液柱稳定后,在该位置标注50℃;
②放在冰水混合物中,液柱稳定后,在该位置标注0℃;
③测得0-50℃刻度间的距离为5cm,将其50等分,标定剩余刻度。
将温度计甲放在某液体中,发现液柱稳定后超过50℃刻度线1.5cm,若液柱高度随温度均匀变化,则该液体温度为   。
(3)本次比赛中,老师拟定了量表进行评价。其中,测量的精确性通过计算测量温度与实际温度的差值(△T)来判断,具体评价标准如下表所示。小邹同学将温度计乙放在41℃温水中,测出温度为43℃。请根据表格对该温度计测量的精确性进行打分,并在材料选择上提出改进意见:   。
评价等第 优秀 良好 待改进
评价标准 △T≤1℃ 1℃<△T≤2℃ △T> 2℃
【答案】(1)甲
(2)65℃
(3)良好,换容积更大的药瓶、内径更小的吸管、热胀冷缩更明显的液体
【知识点】温度及温度的测量
【解析】(1)温度计的工作原理:温度计甲的药瓶中装有空气,利用了气体热胀冷缩的性质;温度计乙的药瓶中装有液体,利用了液体热胀冷缩的性质。
(2)刻度标定与温度计算:温度计甲的液柱高度随温度均匀变化,0-50℃刻度间距离为 5cm,可算出每 1cm 代表 10℃。液柱超过 50℃刻度线 1.5cm,可据此计算出液体温度。
(3)测量精确性评价:测量精确性通过计算测量温度与实际温度的差值(ΔT)来判断。ΔT = | 测量值 - 实际值 |,再根据评价标准打分,并提出改进意见。
【解答】(1)温度计甲利用了气体热胀冷缩的性质制作而成,因为甲装置中的药瓶内是空气,温度变化时空气体积变化推动液柱移动。
(2)首先计算温度计甲的刻度精度:0-50℃对应液柱高度变化 5cm,
因此每 1cm 代表的温度为:10℃;
液柱超过 50℃刻度线 1.5cm,对应的温度增量为:15℃
因此,该液体温度为:50℃+15℃=65℃
(3)首先计算 ΔT:43℃-41℃=2℃。
根据评价标准,1℃ < ΔT ≤ 2℃,属于良好。
改进意见:换容积更大的药瓶、内径更小的吸管、热胀冷缩更明显的液体,这样可以使液柱变化更明显,提高测量精度。
14.温度计的发展是一个漫长而逐步创新的过程,体现了人类对精确测量地不断追求。
(1)图甲是水温度计,图乙是娑迪南改进后的酒精温度计。与图甲相比,图乙温度计精确度更高,其主要原因是   (写出一点)。
(2)图丙是双金属温度计内部结构图,它利用双金属螺旋来感应温度,该螺旋由两种热胀冷缩程度差异显著的金属制成。为使双金属螺旋感温效果最好,应选用以下   两种材料制作。
(3)国家药监局综合司发布公告:自2026年1月1日起,我国全面禁止生产水银体温计。用红外线测温仪(如图丁)替代水银体温计的原因是____(可多选)。
A.水银易挥发且具有毒性 B.水银体温计价格更便宜
C.红外线测温仪测温更快速 D.红外线测温仪读数更方便
【答案】(1)玻璃管更细长
(2)铁锰
(3)A;C;D
【知识点】温度及温度的测量;紫外线、红外线
【解析】(1)液体温度计的精确度与玻璃管的粗细和长度有关。玻璃管越细、越长,液体因温度变化而上升或下降的高度变化就越明显,刻度可以划分得更精细,从而提高测量精度。
(2)双金属螺旋由两种热胀冷缩程度差异显著的金属制成,这样在温度变化时,两种金属的伸长或收缩量差异大,螺旋的形变更明显,感温效果更好。
(3)水银(汞)是一种有毒的重金属,易挥发,一旦体温计破碎,水银泄漏会对人体健康和环境造成危害;而红外线测温仪无需接触人体,测温速度快、读数方便,且避免了水银的安全隐患,因此被用来替代水银体温计。
【解答】(1)与图甲相比,图乙温度计的玻璃管更细长,当液体受热膨胀时,在细而长的玻璃管中液柱高度变化更明显,能更精确地反映温度变化,因此精确度更高。(也可答 “玻璃管内径更细”)
(2)双金属螺旋需要两种热胀冷缩程度差异大的金属,以增强感温效果。图中显示铁的热胀冷缩程度最小,锰的最大,二者差异最显著,故应选用铁、锰两种材料。
(3)A:水银(汞)易挥发且具有毒性,存在安全隐患。
C:红外线测温仪无需接触,测温更快速。
D:红外线测温仪通过显示屏读数,更方便直观。
而 B 选项 “水银体温计价格更便宜” 并非被替代的原因,反而因其安全风险被淘汰。
故答案为:ACD。
15.某七年级的科学兴趣小组开展了“自制温度计”的项目化学习。
【项目任务】自制温度计,并将其用于温度测量。
【项目准备】小玻璃瓶、密封胶塞、细玻璃管、水、刻度尺、记号笔。
【评价量规】在老师的指导下,小组同学制定了评价量规,下表为部分评价指标。
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一:装置结构 结构完整,能较为直观地显示温度变化 结构完整 结构密闭性较差,无法显示温度变化
指标二:最小刻度 达到1℃ 达到5℃ 达到10℃
【项目制作】
小科的制作过程:如图所示,将小玻璃瓶塞上塞子,在瓶塞上插进一根细玻璃管,小玻璃瓶装满清水。将小玻璃瓶放入正在加热的水中,用温度计测量水温。当水加热到5℃,在细玻璃管标记上5℃,当水加热到10℃时,在细玻璃管标记上10℃,按上述方法直到标出所有刻度。
【小组研讨】
(1)小科组设计的温度计的工作原理是    。小科发现,玻璃瓶中的清水在细玻璃管中上升的现象不易观察,请帮他改进。     。
(2)小思认为,标记温度还可以用以下方法:当水温达到并维持在3 时,观察细玻璃管中水柱的位置,用记号笔标上刻度30℃(A点);继续加热,当水温达到并维持在 时,观察细玻璃管中水柱的位置,标上刻度50℃(B点);在A-B两个标记之间均匀分格,并标上相应的刻度,同理沿A 点向下、沿B点向上标上相应的刻度。你认为谁的方法更合理,理由是   。
(3)【项目评价】
根据评价量规,温度计的“指标一”被评为“优秀”, “指标二”被评为“合格”。为使该温度计的“指标二”达到“优秀”水平,请你对该温度计提出一点合理改进建议:   。
【答案】(1)液体热胀冷缩;把清水改成染色的水
(2)小思,均匀分格可以简化刻度标定过程,减少实验误差,提高温度计的准确性。
(3)将细玻璃管换成更细的
【知识点】温度及温度的测量
【解析】(1)①根据液体温度计工作原理解答;
② 在清水中加入几滴红墨水或其他颜色明显的染料,使液柱变化更易观察。
(2)可从标注数据的准确性,以及操作的简易程度等角度分析解答;
(3)根据V=Sh可知,当变化相同的温度时,液体的体积变化量相同,液柱越细则液柱的高度变化越明显。
【解答】(1)①根据液体温度计工作原理可知, 小科组设计的温度计的工作原理是:液体热胀冷缩。
②清水是无色透明的,玻璃管也是无色透明的,则玻璃瓶中的清水在细玻璃管中上升的现象不易观察的改进措施为:把清水改成染色的水。
(2)我认为小思的方法更合理,因为均匀分格可以简化刻度标定过程,减少实验误差,提高温度计的准确性。
(3)根据表格数据可知,“优秀”和“合格”的不同主要是温度计的分度值大小不同。根据V=Sh可知,当变化相同的温度时,液体的体积变化量相同,液柱越细则液柱的高度变化越明显,那么分度值越小,那么改进措施为:将细玻璃管换成更细的。
16.小科结合科学史进行“自制温度计”的项目化学习。
【查阅资料】温度计的发明经历了漫长的过程。
(1)图甲是伽利略发明的气体温度计,当环境温度降低时,管中水柱液面将   。
【产品制作】小科用小药瓶、橡皮塞、吸管、硬纸片、染色的水制成如图乙所示的温度计。
【产品调试】小科在完成制作后,检查气密性良好,先后将温度计充分浸入热水和冷水中,发现吸管中液面位置变化不够明显。
(2)【产品改进】应该如何改进此装置   (写出一条即可)。
(3)小科改进了温度计中存在的不足后,测量了不同温度时的水柱高度,记录数据如下表所示:
测量次序 1 2 3 4 5 6
气温 (℃) 10 14   22 26 30
水柱高度 (cm) 13 15 17 19 21 23
根据表中数据分析,第3次实验气温为   ℃。
(4)【产品迭代】金属也有热胀冷缩的性质。将两个形状、厚度相同材质不同的金属片A、B铆在一起就可制成如图丙所示的简易双金属片温度计 (温度升高或降低时,双金属片会发生弯曲,从而带动指针左右偏转)。分析丙图可知,在相同条件下,   (填“A”或“B”)金属片的受热膨胀更显著。若双金属片温度计中央刻度线为0℃,当气温为20℃时指针应在中央刻度线的   (填“左”或“右”)侧。
【答案】(1)上升
(2)换用更细的吸管(换用更大的药瓶或者液体换成酒精)
(3)18
(4)A;右
【知识点】温度及温度的测量
【解析】)(1)伽利略气体温度计的原理是气体的热胀冷缩。
(2)要提高精确度,即温度变化量一定时,液柱高度变化量更大,可以使用热胀冷缩更明显的液体进行实验,也可以增大瓶子的容积,使液体总体积变化量更大,或换用横截面积更小的吸管,在体积变化量一定时,减小横截面积来增大液柱高度变化量。
(3)根据表中数据进行分析,得出温度变化量与液柱高度变化量之间的关系,从而根据液柱高度确定温度。
(4)指针会弯向膨胀程度小的金属片一侧。
【解答】(1)当环境温度降低时,管中气体收缩,导致内部气压减小,水柱液面会上升。
(2)液面变化不明显的改进措施:换用更细的吸管(增大液面变化幅度);增加瓶子的容积(增强热胀冷缩效果);换用热胀冷缩更明显的液体(如酒精)。
(3)由表中数据可知,温度每升高4℃,水柱高度变化2cm,可知3比2中水柱高2cm,则温度比2高4摄氏度,可知3中气温是14+4=18℃。
(4)由图可知,升高相同的温度后,A的长度比B长,说明A的膨胀程度更大。
升高温度,A形变量更大,使双层金属片向B一侧弯曲,可知气温为20℃时,指针将向右偏。
17.科学小组开展了“自制温度计”的项目化学习。
【知识储备】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(如图)。若伽利略发明的温度计玻璃管中水柱上升,说明温度在_▲_ (填“升高”“不变”或“下降”)。
【项目任务】自制温度计,并用于温度测量。
【项目准备】基础材料:塑料瓶、吸管、水、橡皮泥、刻度尺、记号笔。
【评价量规】表中为部分评价指标。
评价指标 优秀 合格 待改进
装置结构 结构完整,能较为直观地显示温度变化 结构完整 结构密闭性较差,无法显示温度变化
最小刻度 达到1℃ 达到5℃ 达到10℃
(1)若伽利略发明的温度计玻璃管中水柱上升,说明温度在    (填“升高”“不变”或“下降”)。
(2)【项目制作】小组同学使用水进行温度计的制作,再对组装好的自制温度计标记刻度。
①标注100℃刻度:将自制温度计置于沸水中,待液柱稳定后在硬卡纸上标出刻度。
②标注0℃刻度:    ,待液柱稳定后在硬卡纸上标出刻度。
③量出0℃和100℃的距离是20cm,在0℃和100℃之间进行40等分,标定剩余刻度。
(3)【展示交流】小组展示时发现,用同种材料制成的温度计,放入相同温度的水中,液面上升的速度和最终液柱高度都不同(如图所示,液柱高度:甲<乙<丙),试分析造成这种现象的原因:    。
(4)【项目评价】根据评价表,甲温度计的最小刻度这一指标被评为“合格”。为使其达到“优秀”水平,请你对该温度计提出合理的改进建议:    。
【答案】(1)下降
(2)将自制温度计放入冰水混合物中
(3)空气的受热膨胀比水明显,丙中空气多,故液柱上升最高
(4)换用直径更细的吸管或换用更大的塑料瓶,可使液柱变化明显
【知识点】温度及温度的测量
【解析】(1)气体热胀冷缩原理:一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度升高,气体压强增大;温度降低,气体压强减小。伽利略温度计是利用瓶内空气的热胀冷缩性质工作的,瓶内空气受热膨胀会将水柱向下压,遇冷收缩则会使水柱上升。
(2)摄氏温标的标定方法:在标准大气压下,冰水混合物的温度为 0℃,沸水的温度为 100℃,在 0℃和 100℃之间进行等分,即可完成温度计的刻度标定。
(3)液体温度计的工作原理:液体热胀冷缩,同时气体的热胀冷缩程度远大于液体。自制温度计的液柱变化高度,与瓶内空气体积、液体体积、吸管粗细等因素相关:瓶内空气体积越大,受热膨胀的体积变化越明显,推动液柱上升的高度越高;液体体积越大,相同温度变化下膨胀的总体积越大,液柱上升高度也会变化。
(4)提高温度计精度的方法:温度计的精度由最小刻度决定,要减小最小刻度(提高精度),需让相同温度变化下液柱的变化量更大。可通过换用更细的吸管(相同体积变化下液柱高度变化更大)、换用容积更大的瓶子(相同温度变化下液体膨胀的总体积更大)等方式实现。
【解答】(1)知识储备:图中温度计是根据气体的热胀冷缩原理工作的,当气体的温度降低时,上方气体体积变小,压强变小,在大气压的作用下将液体压入液柱,导致液柱上升。
(2)项目制作:由于冰水混合物的温度是0℃,则标注0℃刻度时应把自制温度计放入冰水混合物中。
(3)展示交流:甲容器中,玻璃管中液面的高度变化是由液体的热胀冷缩引起的,可以准确显示温度,图乙、图丙塑料瓶内有空气,温度变化时,空气的温度也会发生变化,空气的受热膨胀比水明显,丙中空气最多,故液柱上升最高。
(4)项目评价:为使该温度计的“指标二”达到“优秀”水平,即分度值达到1℃,应换用管径更细的吸管,在温度变化相同,液体膨胀的体积相同时,液面会上升的更高,温度计会跟准确;也可以换更大的塑料瓶,瓶中液体的体积越大,在温度变化相同,液体膨胀 的体积相越大,液面会上升的更高,温度计会跟准确。
故答案为:(1)下降;
(2)将自制温度计放入冰水混合物中;
(3)空气的受热膨胀比水明显,丙中空气多,故液柱上升最高;
(4)换用直径更细的吸管或换用更大的塑料瓶,可使液柱变化明显。
思维导图
典例分析
举一反三
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举一反三
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课后巩固
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