导学案3.1 温度（教师版）

学而优教有方3.1温度（导学案）【学习目标】1.知道温度及摄氏温度的规定。2.通过观察和实验，了解温度值的结构及工作原理。3.会使用温度计测量物体的温度。4.了解一些生活环境中常见的温度值，感受物理与生活的紧密联系。5.通过用温度计测量水的温度的实验，学会温度计的使用方法，体会观察和测量的意义。【学习重点】1．摄氏温度。2.温度计的原理、使用方法。【学习难点】体温计的结构和使用特点。【自主预习】阅读教材第58页第1节《温度》，并完成以下内容：1.物体的冷热程度叫温度，要准确地判断和测量温度要用温度计。常用温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的。2.温度计上的符号℃表示的是摄氏温度，单位叫摄氏度。规定：在标准大气压下冰水混合物的温度是0℃，沸水的温度是100℃，0℃和100℃之间分成100个等份，每一等份是1℃。3.使用温度计时，首先要弄清它的量程，然后看清它的分度值。4.体温计用于测量人体的温度，测量范围是35℃～42℃，分度值是0.1℃。读数时，能（选填“能”或“不能”）离开人体读数。【合作探究】探究一、温度和温度计【做一做】比较两幅图中的情景，有什么感觉？【小结】北方冰雪天气冷，火山喷发热。【建立温度的概念】1.温度物理学中通常用温度来表示物体的冷热程度。热的物体温度高，冷的物体温度低。【做一做】把两只手指分别放入热水和冷水中。过一会儿，再把这两只手指同时放入温水中（如图所示）。手指对“温水”的冷热感觉相同吗?两只手对温水冷热程度的感觉是：放入热水中的手，再放入温水中时，会感觉到水是冷的；而放入冷水中的手再放入同一杯温水中时，却感觉水是热的（选填“冷”或“热”）。【想一想】同一杯水温度是相同的，而我们的感觉却不同，说明我们的感觉不可靠（选填“可靠”或“不可靠”）。2.自制温度计上面实验说明：凭感觉判断物体的温度高低是不可靠的。要准确的判断和测量温度，就得使用测温工具温度计。【做一做】如图甲所示，在小瓶里装满带颜色的水，给小瓶配一个橡皮塞，橡皮塞上插进一根细玻璃管，使橡皮塞塞住瓶口中。将小瓶放入热水中，观察细管中水柱液面的位置（图乙），然后再把小瓶放入冷水中，观察水柱液面的位置（图丙）。【现象】放入冷水里，放入热水里，细管中水柱上升；细管中水柱下降。【讨论】①这种现象的原因是：瓶中的水发生了热胀冷缩。②为什么要用细管？使液体的体积变化明显反应出来。③如果用自制温度计测量温度，需要做哪些改进？【总结】如瓶太大了，不方便，可以缩小为玻璃泡；并将其中的液体改为温度变化更容易引起体积变化的液体（水银、酒精、煤油等）；将细管改为封闭的玻璃管，并将内径变细，如果定量测温度的大小，还要在细管上标出刻度值。3.常用温度计【讨论】观察温度计且思考：①温度计的结构有什么特点？②工作原理是什么？③玻璃泡壁为什么很薄？④玻璃管内径为什么做得很细？【归纳】（1）结构：由玻璃泡（内有液体）、直玻璃管（标有刻度、单位）等组成。（2）工作原理：根据液体热胀冷缩的性质制作而成的。（3）玻璃泡壁很薄的目的：为了使温度计测温泡内的物质能很快与被测物的温度相同（温度计的测量原理）。（4）玻璃管做得很细的原因：相同的温度变化引起液柱的长度变化就越大，反映更灵敏。【想一想】你见过的温度计有几种？4.三种常用温度计常见的温度计有三种：实验室用温度计、体温计、寒暑表。寒暑表：测量气体的温度；体温计：测量人体温度；实验用温度计；物理实验中测量温度。常见的常见的温度计【例题1】如图为某同学用小瓶、橡皮塞、水、玻璃管自制的温度计，下列关于该温度计的说法正确的是（B）A．将小瓶放入热水中，玻璃管中水柱下降B．温度计的设计利用了液体热胀冷缩的性质C．制作温度计时，玻璃管越粗越好D．瓶子应当尽量使用不容易传热的材料【解析】A．将小瓶放入热水中，瓶内的水受热体积膨胀，玻璃管中水柱升高，故A错误；B．温度计是利用液体受热时体积膨胀、遇冷时体积收缩的原理制成的，故B正确；C．玻璃管越细，水膨胀相同的体积时液体上升的高度越高，温度计越灵敏，故C错误；D．瓶子应当尽量使用容易传热的材料，这样才能较快热传递，及时准确测量温度，故D错误。故选B。探究二、摄氏温度【讨论】观察温度计上的标记：℃。表示的是摄氏温度，摄氏温度是温度的一种常用单位。1.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摄氏度，沸水的温度定为100摄氏度，在0℃～100℃之间平均分成100等份，每一等份就是1℃。2.摄氏温度的读写0℃以上的温度，可省略前面的“+”号，直接读；0℃以下的温度，在数字前面加上“-”号，读作“负”或“零下”。【读一读】例如，宇宙的最低温度为-273.15℃，读作:负273.15摄氏度或零下273.15摄氏度。4.热力学温度用热力学温标表示的温度叫热力学温度。热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一，用符号T表示，它的单位是开尔文，简称开，符号为K。热力学温度（T）与摄氏温度（t）之间的换算关系为T=t+273.15K。例如，人体正常体温为37℃，若用热力学温标表示，则人体正常体温为T=37+273.15K=310.15K。5.一些温度值（1）氢弹爆炸中心的温度超过107℃；（2）太阳表面约6000℃；（3）用作深度制冷剂的液氮温度可低于-196℃，千万不能用手直接触碰，必须佩戴专门的防冻手套。（4）金的熔点1064℃；（5）地球表面最低气温-88.3℃。【例题2】下列说法正确的是（B）A．0℃的冰比0℃的水冷 B．-6℃读作“零下6摄氏度”C．一般洗澡水的温度大约60℃ D．人体感觉舒适的环境温度为40℃【解析】A．温度是表示物体冷热程度的物理量，0℃的冰和0℃的水的温度相同，则它们的冷热程度相同，故A错误；B．-6℃读作“零下6摄氏度”或“-6摄氏度”，故B正确；C．正常情况下，人的体温在37℃左右，洗澡水的温度与人体温度接近时，人才不会感觉烫或者冷，故C错误；D．对人体较为舒适的温度区间为18~25℃，故D错误。故选B.探究三、温度计的使用1.温度计的量程和分度值【看看议议】观察实验室用温度计，思考：①它的量程和分度值各是多少？②如果所测的温度过高或过低，超出了温度计所能测量的最高温度或最低温度，会出现什么后果？【小结】（1）使用温度计前，首先要看清它的零刻度线、量程、分度值。①量程：温度计所能测出的最高温度、最低温度的范围。如果所测的温度过高，超出了温度计的量程，将测不出温度，且温度计里的液体可能将温度计胀破；如果所测的温度过低，低于温度计的最低温度，将测不出温度。②分度值：每一小格代表的温度值。例如，实验室用温度计所测量的最高温度为110℃，最低温度为-20℃，量程为-20℃～110℃，分度值是1℃。（2）常用温度计的量程与分度值观察三种温度计，说出他们的量程和分度值各是多少。为什么这样设计它们的量程和分度值？【小结】①实验用温度计：实验用温度计量程是-20℃～100℃，分度值1℃。实验用温度计，要求测量范围大，对精确度要求不高，分度值较大。②体温计：体温计量程是35℃～42℃，分度值0.1℃。体温计测量范围小（因为人体正常体温37℃左右），要求精确度高，所以分度值较小。③寒暑表：寒暑表量程是-30℃～50℃，分度值1℃。寒暑表对测量精确度要求不高，故分度值较大，测量范围也满足实际气温。2.温度计使用过程中的注意事项【想一想】①下图温度计的使用中，ABCD图哪些是正确的，哪些是错误的，错在哪里？②图中甲乙丙哪些读数方法是正确的，哪些是错误的，错在哪里？ABCD【小结】A图错误是温度计玻璃泡接触了容器底部；B图错误是温度计玻璃泡接触了容器侧壁；C图错误是温度计玻璃泡没有全部浸没在液体中；D图，温度计的放置方法正确。在甲、乙、丙的读数方法中，甲和丙是错误的，视线没有与温度计管内液面相平。甲的读数，测量结果会偏大，丙的读数，测量结果会偏小；乙是正确的。3.总结：温度计的使用要点①估：先估计被测物体的温度；②选：应选择合适量程及分度值的温度计进行测量；③放：应将温度计的温度的玻璃泡全部浸入被测液体中，不要碰到容器底部或容器壁。温度计的玻璃泡浸入被测液体后要稍等一会，待温度计的示数稳定后再读数；④读：读数时温度计的玻璃泡要继续停留在液体中，视线要与温度计中液柱的液面相平；⑤记：记录时要记录测量的数值和单位。4.实验：用温度计测量水的温度实验器材：温度计、水（热水、冷水、温水）、烧杯。实验步骤：分别向烧杯中倒入冷水、温水和热水，先估测水的温度，再用温度计测量它们的温度，然后将实验数据填入下表。凉水温水热水【例题3】如图是温水和冰的温度，那么温水的温度是____℃，冰的温度是_____℃。【答案】38，-22。【详解】温水高于冰的温度，由左图可知，温度计的分度值为1℃，示数从下向上的数值逐渐减小，此时应该是0℃以下，故读数为﹣22℃，测量的是冰的温度。右图示数从下向上的数值逐渐增大，此时应该是0℃以上，故读数为38℃，测量的是温水的温度。【例题4】同学们使用温度计测量物体的温度。（1）使用温度计之前，应观察它的______和______；（2）如图甲所示是小明同学使用温度计的操作情况，请指出操作中的两处错误：_____；_____。【答案】量程，分度值；测量时温度计的玻璃泡碰到了容器壁，读数时视线未与温度计中液柱的液面相平。【详解】（1）使用温度计测量液体温度时，为防止温度计损坏，不能测量高于温度计量程的温度，所以在使用温度计之前，应观察它的量程。为方便读数，使用温度计之前，应观察它的分度值。（2）使用温度计测量液体温度时，温度计不能碰到容器壁和容器底部，读数时视线要与液面相平，如图甲所示错误有：测量时温度计的玻璃泡碰到了容器壁；读数时视线未与温度计中液柱的液面相平。探究四、各种各样的温度计1.体温计【观察体温计并思考】①体温计与实验室用温度计的构造有什么不同点？②体温计的测量范围是多少？③使用体温计为什么要先甩一甩？【小结】（1）玻璃体温计（接触式）①构造：体温计里面的毛细管，比普通温度计更细，这样当玻璃泡内的水银有微小的膨胀，玻璃管内的水银柱会有明显变化，因而更精确。而且在玻璃泡和直玻璃管之间有非常细的弯曲缩口。当体温计离开人体时，水银变冷收缩，细管内的水银在缩口处断开，直管内的水银不能(填“能”或“不能”)退回玻璃泡内，所以表示的仍然是(“是”或“不是”)人体的温度。②体温计的量程：35～42℃，分度值是0.1℃。③使用方法：体温计的玻璃管上有缩口，因此可以离开人体读数。使用体温计前要将水银柱甩下去，再进行测量，否则读数不准，注意其他温度计不允许甩，也不可以离开被测物读数.（2）电子体温计随着电子技术的发展，20世纪70年代出现了电子体温计。现在的电子体温计通过液晶屏可以直接显示体温（选填“可以”或“不可以”）。2.新式红外体温计（非接触式）无论是玻璃体温计还是电子体温计，都要接触人体，并需要一定的测量时间。新式红外体温计（又叫测温枪，如图所示）比玻璃体温计的使用更加卫生、便捷。只要把“枪口”对准被测对象，打开开关，“枪尾”的显示屏上能直接显示温度（选填“能”或“不能”）。因此，这种非接触式测温方式应用更为广泛。3.热电偶温度计与体温相比，生产生活中有的温度很高。例如，炼铁时的温度高于1000C。这时因为玻璃会熔化，不能使用通常的温度计。应该使用什么样的温度计呢?两根不同的金属线组成的闭合环路中，如果只有一个接头被加热，环路里就会产生电流。两个接头的温度差越大，电流越大。人们根据这个原理制造出热电偶温度计，它能直接放入高温炉里测温。辐射温度计也能测量上千摄氏度甚至上万摄氏度的高温。它通过光学方法测定物体的辐射，进而得知被测物体的温度。【例题5】第19届亚运会于2023年9月23日在中国杭州开赛。亚运会期间，组委会用保温箱准备了必要的病毒疫苗保障参会人员的健康，为监测保温箱是否满足疫苗8℃以下的存放要求______（选填“甲”或“乙”）温度计放在保温箱内，并且在工作人员观察箱内温度时，______（选填“能”或“不能”）取出温度计读数。【答案】乙，不能.【解析】疫苗需保存在低于8℃的环境中。甲温度计是普通温度计，乙温度计的构造类似于体温计。根据体温计的构造特点，温度升高时水银柱升高，温度降低时不会自动降回玻璃泡，可以测定并保留温度变化中的最高温度，故应在保温箱内放置温度计乙；此温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的，体温计可以离开被测物体读数，但外界温度高时，体温计示数会升高，故工作人员观察箱内温度时，不能把温度计从保温箱中取出读数。【归纳整理】【精讲点拨】1.读取温度计示数时，注意零上与零下：找到“0”℃刻度线，沿着液柱上升方向，数字变大的即为零上；沿着液柱上升方向数字变小的即为零下。2.体温计的分度值为0.1℃，一般情况下，读数时，不用估读。【课堂练习】1．下列对温度的描述最符合实际的是（）A．人体的正常体温约是42℃B．冰箱冷冻室的温度约为5℃C．西安冬天的温度约为-30℃D．人感觉舒适的温度约为25℃【答案】D.【解析】A．正常情况下人体体温在37℃左右，故A不符合题意；B．水的凝固点是0℃，冰箱冷冻室中的水能够结冰，说明温度不高于0℃，故B不符合题意；C．西安冬季气温最低气温在-10℃左右，故C不符合题意；D．一般情况下，人感觉比较舒适的温度比人正常体温要低，人感觉舒适的温度约为25℃，故D符合题意。所以选D。2．两支内径不同、下面玻璃泡内水银量相等的合格的温度计同时插入一杯热水中，过一会儿则会看到（）A．两支温度计水银柱上升的高度相同，示数相同B．内径粗的温度计水银柱升得较低，两支温度计示数相同C．内径粗的温度计水银柱升得较低，示数较小D．内径细的温度计水银柱升得较高，示数较大【答案】B。【详解】同一杯热水说明最后温度计示数应该相同。玻璃泡中水银量相等，说明水银受热后膨胀程度相同，即增大的体积是相同的，内径的不同影响的是水银柱升高的高度。内径粗的温度计水银柱升得较低；内径细的温度计水银柱升得较高。故B符合题意，ACD不符合题意。所以选B。3.小红同学在做“用温度计测量水的温度”实验：（1）如图甲中，她的做法存在的错误是________；读数时，图乙中正确的方法是____（选填“a”、“b”或“c”）；（2）改正错误后，温度计的示数如图丙所示，则测得水的温度是_______℃；【答案】温度计玻璃泡与容器底接触；b，22。【解析】（1）图甲操作的错误是温度计玻璃泡与容器底接触。读取温度计示数时，视线与温度计中的液柱上表面相平，不能仰视或俯视，正确的是b。（2）由图丙知，温度计分度值为1℃，读数为22℃。4．认真观察如图所示的三种温度计，完成下表。名称用途测量范围分度值实验室温度计测液体温度1oC寒暑表体温计【答案】见下表.【详解】实验室温度计是测液体的温度的，分度值是1℃，量程是-20~100℃；寒暑表是测气温的，分度值是2℃，量程是-20~60℃；体温计是测量人体温度的，分度值为0.1℃，量程为35~42℃。名称用途量程分度值实验室温度计测液体温度-20~100oC1oC寒暑表测气温-20~60oC2oC体温计测人体温度35~42oC0.11oC5．小明同学设计的一个气体温度计的示意图如图所示。瓶中装的是气体，瓶塞不漏气，弯管中间有一段液柱。（1）这个温度计是根据气体的来测量温度的；（2）将此装置放在室内，温度升高时液柱向（选填“左”或“右”）移动；（3）标准大气压下，若放到冰水混合物中，液柱处的刻度应标℃。若放在沸水中，液柱处