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文档简介

与同学沟通讨论,用这种方法测量焦距,影响测量准确度的主要因素有哪些?用这种方法测量焦距,影响测量准确度的主要因素有:手电筒提

供的光束不一定平行于主光轴;焦点及光心位置的确定不一定准;

凸透镜有一定的厚度;光屏上的会聚点是否足够小;光具座上刻度尺的精确度等。用冰取火,似乎不可思议,但这绝非讹传。据晋代张华的《博物志》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影得火。”意思就是把冰块制

成凸透镜,正对着太阳,就可以利用凸透镜对光

的会聚作用,将艾草点燃(图3-5-6)。

这巧夺天工的发明创造可以看出,我国早在古代

就对凸透镜的聚焦作用有了认识。信息浏览用冰凸透镜向日取火图3-5-6

用冰凸透镜向日取火(a)

(b)

(c)

(d)图3-5-7(a)(c)(d)是凸

,(b)(e)(f)是凹透镜。当堂演练1.

图3-5-7中的六个透镜,哪些是凸透镜?哪些是凹透镜?(e)

(f)2.

根据图3-5-8中各图所给出的入射光线或折射光线,画出相应的折射光线或入射光线。如图所示3.找一副老花眼镜和一副近视眼镜,摸一摸它们是凸透镜还是凹透镜。再用手电筒垂直照射镜片,并投射到白墙上,证实你的判断是否正确。老花镜中间厚、边缘薄,是凸透镜,用手电筒垂直照射镜片,光投射到白墙上能够聚集到一点;近视眼镜中间薄、边缘厚,是凹透镜,用手电筒垂直照射镜片后光会变得发散。4.在一些森林地区,常见到警示牌上写着:不要在林中随意丢弃盛有饮料的透明饮料瓶。这是为什么?盛有饮料的透明饮料瓶相当于凸透镜,它对太阳光有会聚作用,在一些特定条件下,会聚的阳光可使易燃物燃烧,

导致森林火灾。基本概念主光轴、光心、焦点、焦距对光的作用对光的作用凸透镜凹透镜会聚发散三条特殊光线课堂小结透镜分类·本课件是在MicorsoftPowerPoint的平台上制作的,可以在Windows

环境下独立运行,集文字、符号、图形、图像、动画、声音于一体,交

互性强,信息量大,能多路刺激学生的视觉、听觉等器官,使课堂教育

更加直观、形象、生动,提高了学生研习的主动性与积极性,减轻了习

负担,有力地促进了课堂教育的灵活与高效。部分内容取材于网络,如有雷同,请联系删除!作品整理不易,仅供下载者本人使用,禁止转载!3.6

凸透镜成像规律光和眼睛基本概念主光轴、光心、焦点、焦距对光的作用对光的作用凸透镜凹透镜会聚发散三条特殊光线知识回顾透镜分类新课导入透镜与我们的生活和现代科技的联系非常密切,如近视眼、远视眼患者戴着眼镜看物体,教室里用投影仪来呈现图片,实验室里用放大镜、显微镜来观察微小物体的结构等,这些都与透镜的使用有关。研习目的1.通过探寻凸透镜成像规律的实验,得出凸透镜成像的规律。2.知晓放大镜的应用和工作原理。

必做实验

探寻凸透镜成像的规律如图3-6-1所示,在房内面向窗户站立,移动凸透镜或光屏板的位置,使窗外景物通

过凸透镜在屏上形成一个清晰的像。探寻凸透镜成像的规律为了让透镜更好地为我们服务,就必须认识透镜成像的规律。图3-6-1使景物成像在屏上●猜想与假设由于窗外景物能成像在屏上,图以猜想品透镜想楚成实像,像的大小及像距v

可能与物距u、凸透镜的焦距f

都有关系。你还有哪些

猜想呢?●

提出问题假设凸透镜的焦距为f,

我们把景物到透镜光心的距离

叫做物距,用u

表示;把像到透镜光心的距离叫做像距,用v

表示,

如图3-6-2所示。那么,通过凸透镜能成什么样的像呢?成像情况与哪些因素有关呢?光心像距vF物距u光屏●设计实验与制订方案为了验证上述猜想,可以选用光具座来探寻凸透镜成像规律。如图3-6-3所示,光具座上附有标尺和可自由移动的支架座,支架座上可安装配件,配件包括光屏、凸透镜、光源(如蜡烛)。请写出你的实验寻方案。凸透镜

光屏标尺图3-6-3光具座●获取与处理信息

你所用的凸透镜的焦距f=_

cm。将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰的中心大致在同一高度上。

将蜡烛移动到某

处,然后调节光屏的位置,在光屏上分别找到缩小或放大的清晰的烛焰的像

[图3-6-4(a)(b)]。记下各种成像情况时的物距

u。将探寻情况记录在表3-

6-

1中。(a)u>2f(b)f<u

<

(c)u<f图3-6-4研究不同物距时的成像情况物距u与焦距f的关系像的大小像的正倒像的虚实当

u<f时,在光屏上会出现烛焰的像吗?移去光屏,直接用眼睛透过透镜观察烛焰,找一找像在哪里[图3-6-4(c)]

将探寻情况记录在表中。

u=2f

时,你将观察到什么样的像?当u=f

时,凸透镜还能成像吗?表3-6-1实验记录表通过上述活动,可以归纳出凸透镜成像的规律:(1)当

u>f

时,在凸透镜的另一侧形成倒立的实像

:当u>2f

时,像的大小比物体小;

当f<u<2f

时,像的大小比物体大。(2)当

u<f

时,在凸透镜的同侧形成正立的、放大的虚像。凸透镜的应用——放大镜由凸透镜成像的规律可以知道,当物体位于凸透镜焦点以内,即物

距小于焦距时,对着凸透镜观察,就可以看到物体正立、放大的虚像,

由此可以选用焦距比较小的凸透镜作为放大镜,如图3-6-5所示。3倍

10倍12倍5倍量的千克数乘以0

.体所受的重力与物体所处例如:质量为1千克的780牛,在上海时为9.光空中时为9.80图3-6-5

不同放大倍数的放大镜及用它观察到的像当堂演练1.图3-6-6所示是用蜡烛、凸透镜和光屏研究凸透镜成像规律的实验装置,若将蜡烛放于图中位置,要在光屏上成清晰

的像,需要将光屏向左移动。若想使像变大,应将蜡烛

向右

移。图3-6-62.在探寻凸透镜成像规律的实验中,当u<f

时,你是怎样观察到像的?当u<f时,像、物在凸透镜的同一侧,移去光屏,直接用眼睛透过凸透镜可以观察到放大的虚像(观察者与物体在凸透镜的异侧)。3.取一个盛水的圆柱形玻璃杯,将手指紧靠在玻璃杯的背面,透过水杯看到的手指“变大”了。请实际试一试,并解释这个现象。盛水的圆柱形玻璃杯相当于凸透镜(放大镜),透过它可看到手被放大的虚像。4.某同学上生物课时,用一个焦距为10cm

的凸透镜作为放大镜来观察标本上的细微部分,如

图3-6-7所示,则凸透镜与标本的距离应(C

)。A.

大于20cm

B.在10cm

与20cm

之间C.小于10cm

D.等于10cm5.把物体放在主光轴上,当物体距凸透镜40cm

时,在光屏上得到了一个倒立、放大的像,则该凸透镜的焦距可能为(

B

)。A.40cm

B.30cm

C.20cm

D.10cm6.探寻凸透镜成像规律的装置如图3-6-8所示,将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜的两侧。(1)实验前,调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度上,其目的是使像呈现在光屏的中央位置

。同时,为了便于观察实验现象,实验环境应该_

较暗

(选填“较亮”或“较暗”)一些。(2)

将蜡烛移至光具座上30cm

刻度线处,移动光屏,当光屏处在70cm

刻度线

处时,光屏上得到一个倒立、等大的像,则该凸透镜的焦距为10

cm

cm

(3)

将蜡烛移到45cm

刻度线处,观察到像的正确方法是取下光屏,从凸透镜的右侧透过透镜观察蜡烛烛焰的像Ou>2f:倒立、缩小的实像,f<u<2fu=2f:倒立、等大的实像,v=2ff<u<2f:

倒立、放大的实像,U>2fu=f:平行光束,不成像u<f:

正立、放大的虚像

放大镜原理凸透镜成像规律课堂小结3.7

眼睛与光学仪器光和眼睛u>2f:倒立、缩小的实像,f<u=2f:

倒立、等大的实像,v=2ff<u<2f:倒立、放大的实像,Uu=f:平行光束,不成像u<f:

正立、放大的虚像

放大镜原理凸透镜成像规律知识回顾新课导入人们常说,眼睛是心灵的窗户。人类获取的信息很多是通过眼睛观察到的。人眼看见物体,是因为接收到发光物体发出的光或物体反射的光。研习目的1.记住眼睛的构造,领会眼睛看见物体的基本原理。2.能说出近视眼、远视眼的成因及矫正方法。3.根据凸透镜成像的规律,阐明照相机、显微镜、望远镜等光学仪器的工作原理。眼睛是怎样看见物体的眼睛的成像原理与凸透镜类似,它可把物体的景象投影到视网膜上(图3-7-1)。你知晓眼睛的结构吗?玻璃体视网膜视神经人眼的剖视简图睫状体虹膜瞳孔角膜一水样液晶状体图3-7-2图3-7-1

人眼的成像图图3-7-2是人眼的剖视简图。眼睛中的晶状体相当于凸透镜,眼球后部的视网膜相当于光屏。物体经晶状体成像于视网膜上,再通过

视神经把信息传入大脑,从而产生视觉。人的眼睛是靠调节晶状体的

弯曲程度,相当于改变凸透镜的焦距,从而获得清晰的像。如果

远处景物经过晶状体后所成的像不能落到视网膜上,而位于视网膜前,

这就是近视眼;远视眼看物体时,经过晶状体后所成的像落在视网膜

后面。近视眼和远视眼都可通过戴合适的眼镜来矫正视力。研究近视眼镜和远视眼镜事先收集近视眼镜和远视眼镜(也可以是老花眼镜)。(1)观察

活动1

比较这两种眼镜有什么不同。(2)参照图3-7-3、图3-7-4剖析并讨论:为什么近视眼镜的镜片

是凹透镜,而远视眼镜的镜片是凸透镜?图3-7-3

近视眼及其矫正

图3-7-4

远视眼及其矫正(1)近视眼镜中间薄,边缘厚;远视眼镜中间厚,边缘薄。(2)近视眼的晶状体对光的会聚作用过强,使远处物体的像成在视

网膜前方,近视眼镜的镜片要起到减弱光会聚的作用,只能使用发散光的凹透镜;远视眼的晶状体对光的会聚作用较弱,使近处物体的像成在视网膜后方,远视眼镜的镜片要起到增强光会聚的

作用,只能使用会聚光的凸透镜。跨学科实践用“水透镜”探寻近视眼的形成原因●活动主题

我国中小学生近视眼人数越来越多,影响了中小学生的身

心健康。据2020年统计资料表明,我国儿童、青少年总体近视率为52.7%,

其中,初中生近视率为71.1%。学生研习用眼过度、不良的阅读习惯、使用电子设备时间过长等,都会导致眼睛干涩,甚至晶状体的调节能力下降,最终导致眼睛近视。你知道产生近视眼的原因吗?能不能用“水透镜”模拟眼

睛的晶状体来研究近视眼的成因?为了预防近视眼,应该养成怎样的习与生

活习惯?●方案制订与实施利用实验室的“水透镜”模拟眼睛

成像的过程(图3-7-5)。有兴趣的同学也可以选取塑

料管、透明弹性膜、注射器、细橡胶管、棉线和水,自

制一个"水透镜”进行实验。(1)用注射器向“水透

镜”的薄膜中缓慢注水(模拟眼睛的晶状体),使薄膜

略微凸起,然后点亮光源,调整光屏(模拟眼睛的视网

膜)的位置,直至观察到光源的清晰的像。用注射器继

续向薄膜中注水,以增加薄膜的凸起程度,观察光源的

像如何变化。(2)结合所学知识,剖析形成近视眼的原因。(

3

)

查本班同学中有多少人患近视以及他们的不良用眼习惯,写出预防近视眼的建议。●

成果呈现与沟通用“水透

镜”展演各自的探寻过程,陈述产生近视眼的原因;针

对不良用眼习惯的调查结果,与同学通预防近视眼的方

法。图3-7-5

水透镜信息汶览眼镜的度数在配眼镜时,常用“度数”来反映眼镜的性能。眼镜的度数等于镜片焦距(单位:

m)

的倒数乘以100得到的数值。例如,某一老花眼镜镜片(凸透镜)的焦距f

是0.5m,

眼镜的度数就是2×100=200(度)。眼睛看到生动的画面,给人留下深刻的印象,但却没有办法准确地保

存和再现这些画面。为了记录难以忘怀的瞬间(图3-7-6)和美不胜收的景

色,人们发明了照相机。你是否使用过照相机?你知晓照相机吗?(a)

运动瞬间的照片

(b)水冲击气球瞬间的照片

图3-7-6精彩的瞬间影像的保存认识照相机照相机[图3-7-7(a)]是利用凸透镜能成倒立、缩小的实像的原理制

成的,它主要由镜头、光圈、快门和暗盒等部件组成。照相机的镜头相当

于一个凸透镜,暗盒中的感光胶片(或感光元件)相当于光屏。选定

被拍摄的景物后,调节镜头到胶片(或感光元件)的距离,由于被摄景物

一般是在镜头的2倍焦距以外,因此胶片(或感光元件)上会出现倒立、

缩小的实像,从而使胶片(或感光元件)感光,影像便记录在胶片(或感

光元件)上[图3-7-7(b)]。请找一份照相机的阐明书,对照明书演练使用照相机。(a)照相机

(b)照相时依靠光使胶片(或感光元件)感光成像图3

-

7

-

7

照相机的结构与成像原理活动2全自动数码照相机具有自动调焦、调光功能,摄影时只需将被摄主体调整在显示屏画面中的恰当位置,按下快门就可拍得所需要的影像了,操作非常简单,而且可以方便地将图像传输到计算机上欣赏和加工。认识显微镜显微镜(图3-7-8)主要由物镜和目镜两组凸透镜组成。通过物镜和目镜可形成物体眼睛的好帮手利用凸透镜成像的规律,人们还制成了显微镜和望远镜等光学仪器。的放大的虚像,我们就能观察到肉眼无法看到的微小物体或物体的精细结构(图3-7-9)。请用显微镜观察树叶。图3-7-8

显微镜的构造物镜载物台反光镜粗准焦螺旋细准焦螺旋(a)

一片叶子

(b)

显微镜下叶子的局部结构图3-7-9

用显微镜观察树叶光学显微镜的发明,使人们观察到了微生物,发现了细胞,引发

了医学和生物学的划时代革命。认识望远镜普通望远镜(图3-7-10)和天文望远镜(图3-7-11)主要也是由

物镜和目镜两组凸透镜组成的。通过目镜观察到物体的虚像,好像

物体被移近了,我们就能看清远处的物体,拓宽了观察的视野。请用望远镜观察远处的景物。图3-7-11

天文望远镜活

4400多年前,伽利略首次将望远镜对准天空,看到了月球上的环形山和木星的卫星,发现了太阳黑子。随着望远镜技术的不断进步,人们发现了一个又一个新的天体,使得天文学的研究领域不断扩大,人们的视野正在一步步地向宇宙深处拓展。当堂演练1.

小明的爷爷和爸爸都是老花眼,爷爷的老花程度更重一些,小明的妈妈则是近视眼。现在爷爷要看书,让小明把眼镜递给他。小明把三副眼镜

放到纸上比了比,结果如图3-7-12所示,他应该选哪一副?黄鹤楼

黄鹤楼

黄鹤楼

崔颢

崔颢

崔颢明

树,

酬。

大树,

州。暗

树,

。暮

?

使

悠。

?

使

悠。

?

使

。AI

B.

C.图3-7-12也

A

楼。昔人乘黄

地空余身楼。昔人已乘黄

此地空余黄楼。M

载勿悠悠。黄鹤十去不复区,

M云

千载邹悠悠。黄鹤

复返,白云千载空

悠悠。昔人乘黄黄鹤去

,2.小慧在做“探寻凸透镜成像的规律”实验,图3-7-13是她绘制的实验示意图。a

、b

、c

、d

、e

是主光轴上的五个点,

F

点和A点分别是凸透

镜的焦点和2倍焦距点。在a

、b

、c

、d

、e

这五个点中:(1)把烛焰放在

e_

点上,可以成正立、放大的虚像。

(2)把烛焰放在_a或点b上是照相机成像的原理。3.查阅资料,知晓望远镜的实际结构,体会一下怎样调节才能看清远处的物体。望远镜主要由两个凸透镜构成,前面的物镜成物体倒立、缩小的实像,像落在目镜的焦点以内,经目镜成正立、放大的虚像,从而使人看清远方的物体。当要看更远的物体时,应将物镜与目镜之间的距离缩短,反之则应伸长。4.使用显微镜观察标本时,如何调出清晰的像?5.图3-7-14所示是创新小组的同学们自制的照相机。在较暗的教室内,让凸透镜对着明亮的室外,拉动纸筒,在半透明膜上可看到室外实验楼清晰的像。若想在半透明膜上成更大的清晰的像,下列做法正确的是(A

)。A.相机向前半透明膜向后移,纸筒向后缩C.

相机不移动,纸筒向置均不变6.在学校里找一台投影仪,仔细观察其结构,结合产品阐明书剖析投影仪的成像原理,并画出光路示意图。投影仪是利用凸透镜来成像的,如图所示。投影仪用来成像的镜头是一个凸透镜,投影片到镜头的距离比镜头的焦距稍大,用强光照射投影片

时,投影片上的文字、图案就会通过镜头形成一个放大的实像。物距大于2倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像物距大于1倍焦距、小于2倍焦距时,凸透镜成倒立、放大的实像晶状体相当于凸透镜,

物体在视网膜上成倒

立、缩小的实像矫正:配戴凹透镜矫正:配戴凸透镜观察细微:显微镜探究宇宙:望远镜近视眼成因远视眼成因照相机延|伸投影仪成像原理成像原理课堂小结眼睛与光学仪器原理

物质的形态及其变化4.1

从全球变暖谈起物距大于2倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像物距大于1倍焦距、小于2倍焦距时,凸透镜成倒立、放大的实像晶状体相当于凸透镜,物体在视网膜上成倒

立、缩小的实像矫正:配戴凹透镜矫正:配戴凸透镜观察细微:显微镜探究宇宙:望远镜近视眼成因远视眼成因照相机延|伸投影仪成像原理成像原理知识回顾眼睛与光学仪器原理研习目的1.知道温度是表示物体冷热程度的物理量,能说出生活环境中常见的温度值。2.知晓液体温度计的工作原理,会用常见温度计测量温度。新课导入根据世界气象组织2023年报告,全球变暖趋势仍在持续,2022年全球平均气温比工业化之前(1850—1900年)的平均气温高约1.15℃。地球表面温度升高给人类生活带来了许多影响(图4-

1-

1)。温度是物理学的一个重要物理量,它与人类的

生活息息相关。

那么,

什么是温度?怎样才能准确地测量物体的温度呢?图4-1-1

气温升高对环境的影响(c)树木干枯,易发生森林火灾(b)冰川消融,使海平面上升(a)

长期干旱,导致土地干裂温度和温度计温度

(temperature)是表示物体冷热程度的物理量。凭感觉能判断“冷”和“热”吗如图4-1-2所示,在三个烧杯里分别盛以冷水、温水和热水,先把

两只手分别插入冷水和热水中,过一会儿,再把两只手同时插入温水中,

这时,两只手感觉到的冷热程度一样吗?两只手感觉到的冷热程度不相同。先放进冷水中,再放进温水中,感觉温水是热的,

而先放进热水中再放进温水中,感觉温水是

冷的。阐明单凭感觉判断物体的冷热程度是

不可靠的,必须使用准确的测量仪器来测量。安全小提示:不要用太烫的热水,避免烫伤。冷水

温水

热水图4-

1-

2

感觉冷和热冷水上述活动阐明,单凭感觉判断冷热是不可靠的。要准确测量物体的温度,必须使用测量工具—温

计(thermometer)

。常用的温度计是利用煤油、酒精或汞(俗称“水银”)等液体的热胀冷缩性质来测量温度的。观察温度计观察图4-1-3

所示的液体温度计,看看它的构造和刻度。(1)你知道这支温度计上的符号℃表示什么吗?

(2)这支温度计可测量的最高温度和最低温度分别是多少?

(

3

)

它的分度值是多少?60

8090

100图4-1-3

常用的液体温度计活动2(1)这支温度计上的符号“℃”表示摄氏温标中的摄氏度。(2)这支温度计可以测量的最高温度和最低温度分别是104℃和—20℃。(3)这支温度计的分度值是1℃。图4-1-3所示的温度计的分度方法,是瑞典科学家摄尔西斯(A.Celsi

us,1701—1744)首先制定的,故被称为摄氏温标(Celsius

thermometric

scale)。摄氏温标是怎样规定的呢?如图4-1-4所示,在1个标准大气压下,冰水混合物的温度为0

℃;水沸腾时的温度为100℃。在0℃和100℃之间分成

100

等份,每一等份为1℃,读作1摄氏度。这种分度方法还可扩展

到100℃以上和0℃以下。15摄氏度写作15℃;零下15摄氏

度写作

-

15℃。水的沸点

100℃100等份水的冰点

0℃(c)

摄氏温标(a)水的冰点(b)水的沸点图4-1-4

摄氏温标1个标准大气压下,水沸腾时的温度1个标准大气压下,冰水混合物的温度热力学温标与华氏温标在国际单位制中,温度的基本单位是开尔文,它采用的

是热力学温标,以-273℃(精确值为-273.15℃)作为温

度的起点,叫做绝对零度。开尔文简称开,符号为K。如图4-1-5所示,热力学温度T与摄氏温度t

之间的数量

关系是T=273+t人类在实验和理论探寻中发现,绝对零度是物质低温的

极限值。在接近绝对零度时,许多物质的性质(如导电性)

会发生有趣的变化。有些国家采用华氏温标,其单位为“华氏度”,用F

表示。华氏温度

t

与摄氏温度t

之间的关系是信息汶览温度计的使用必做实验

用常见温度计测量温度图4-1-6指出了使用温度计测量温度时应注意的几个问题。请仔细观察,(b)被测温度不能超出(c)温度计下端不能与

(d)不能将温度计从被测温度计的量程杯底、杯壁接触物体中拿出来读数图4-1-6

正确使用温度计(a)

读数时,视线要与温度计内液面相平学会正确使用温度计。被测物体估测温度t℃实测温度t℃热水

一温水冷水准备一杯热水、一杯温水和一杯冷水。先用手估测温水和冷水的温度,再选用合适的温度计分别测出三杯水的温度,并将你估测的温度与用温度

计测得的温度填入表4-1-1。比比看,谁估测的温度更接近实测温度?怎样

才能使测得的温度更准确?表4-1-1

数据记录表要使测量的温度更准确,一要选择合适的量程和分度值的温度计;二要使温度计的玻璃泡与被测液体充分接触,且不能碰到杯底和杯壁;三要在温度计示数稳定后读数,且不能把温度计从被测液体中拿出,读数时视线要与温度计内液柱的液面相平;四要记录好数值,并标上单位。仔细观察如图4-1-7所示的体温计,它的测量范围及分度值各是多少?它的构造与一般温度计有什么不同?

温计下端装汞的玻璃泡与玻璃管的连接处特别细并且略有弯曲。测体温时,汞受热膨胀,经细弯管升入直管中。体温计

离开人体后,汞变冷收缩,直管中的汞退不回来,汞柱在弯曲处断开,所以体温计可离开人体后读数。读数完毕后,拿

住体温计上部向下甩几下,停留在直管中的汞就会回到玻璃

。图4-1-7

体温计由于人们越来越重视汞的散落可能对人造成的危害,我国已明确规定,自2026年1月1日开始全面禁止生产含汞体温计。家庭中还可使用电子体温计来测量体温,只要将电子体温计的探头放到被测者的腋下或口腔内,便可直接显示体温的数值(图4-1-8)。利用物质的某些性质,可制成各种不同的温度计。气体温度计是利用气体的体积或压强等随温度改变的特点制成的。这种温度计

精确度高,量程大,多用于精密测量。

辐射温度计是利用热辐射来测量高温物体温度的。

在机场、车站等公共场所,为了避免病

毒传播,常采用红外测温计快速检测旅客的体温(图4-1-9)

。光

测高温计是利用炽热物体发出的光来测量温度的,它的量程为800~3

200℃,可用来测量炼钢炉内的温度。信息浏览几种温度计图4-1-9

用红外测温计测体温电阻温度计是利用金属或半导体的电阻随温度而改变的性质制成的。这种温度计测量精确,往往用作测量温度的标准仪器。气温变化与人类生活全球变暖给人们生活带来了许多灾难,人们必须控制全球温度上升的速度。世界上很多城市的气温都比周围郊区的高,特别是在晴朗无风的夜晚,有时会相差4~5℃,这种现象叫做“热岛效应”。为了缓解“热岛效应”,人们往往会采取控制空调温度、绿色出行、

合理规划建筑、加强城市绿化与水系建设等措施。物体(或状态)温度t℃物体(或状态)温度1℃太阳中心约1.5×10⁷冰箱冷藏室约5太阳表面约6000冰水混合物(1个标准大气压)0酒精灯的火焰(外焰)约700冰箱冷冻室约-20沸水(1个标准大气压)100沸腾时的液态氧-183人的正常体温(口腔)36.5~37.0沸腾时的液态氢-253表4-1-2所示为一些物体(或状态)的温度。表4-1-2温度“阶梯”跨学科实践当地产生“热岛效应”的原因调查●活动主题

“热岛效应”是由于某一区域地表的局部温度、湿度、空气对流等因素发生改变,进而引起该区域的气温比周围气温高的现象。一个区域内的建筑群密集程度、空气对流状况、植被开发、水系建设、工厂生产、空调的使用、交通运输等,都会影响该地区的气温。你所在地区

夏天的“热岛效应”明显吗?产生这一现象的主要原因是什么?如何在一

定程度上缓解当地的“热岛效应”?

方案制订与实施

同几位与你住得较近的同学组成调查小组,开展以下调查研究活动:(1)通过查阅近几年你们所在地区夏天的气象资料,知晓当地夏天是否表现出“热岛效应”以及当地“热岛效应”的严重程度。(2)在水泥地面的广场上、车辆穿梭的马路旁、生产繁忙的工厂周围、树荫绿地上与河流湖泊附近等地测量温度(测量时需注意安全),比较这些区域的温度差别,结合所学知识,剖析产生“热岛效应”的主要原因。

(3)

根据析的原因,对当地建筑设计规划、工厂附近绿化、水系建设、公共场所

与家庭空调温度设置以及绿色出行方式选择等,提出缓解“热岛效应”的设

想与措施。●成果呈现与沟通

完成各自的调研与报告,以及缓解当地“热岛效应”的设想与措施,与同学进行通。当堂演练1.图4-1-10中温度计的示数是

20

℃。昆仑站是我国首个南极内陆考察站,是南极自然环境最为恶劣的地区之一,最低气温可达-80℃以下,用图4-1-10所示的温度计不能(选填“能”或“不能”)测量该地的气温。2010

0

1020

30405060

708090100图4-1-102.人的正常体温(口腔温度)是36.5~3

℃。在1个标准大气压下,7水的沸腾温度是_

10

℃。3.为节能环保,国务院规定机关、0商场等场所夏季室内空调温度设置不得低于(

)。A.18

℃B.22

C

26℃

D.28℃20=202020101010

10101010

10000-

00-00-

010.1010三

101010三

104.在气象学中,通常会将一天中的2时、8时、14时、20时这四个时刻气温的平均值作为当天的日平均气温。如果某地某日这四个时刻的气

温如图4-1-11所示,则该地的日平均气温是2.5C°

O2时

8时14时

20时图4-

1-

115.在1个标准大气压下,将一支用了多年的刻度模糊的煤油温度计插入冰水混合物中时,温度计内液柱长度为12cm;

再插入沸水里,温

度计内液柱长度为24.5

cm

。若将其插入某液体中时,温度计内液柱长

度为18

cm,则此液体的温度为多少?解析:冰水混合物的温度为0℃,液柱的长度为12cm,1

个标准大气压下的沸水的温度是100℃,液柱的长度为24.5cm,则1cm

液柱表示的温度

×1cm=8℃,

液柱长度为18cm

时所测液体的温度为(18cm-12cm)×8℃/cm=48℃物理意义:表示物体的冷热程度单位:摄氏度(℃)原理:液体热胀冷缩使用方法:会选、会拿、会放、会读、会记实验室用温度计种类

体温计寒暑表测量工具——温度计课堂小结温度

物质的形态及其变化4.2

汽化和液化物理意义:表示物体的冷热程度单位:摄氏度(℃)原理:液体热胀冷缩使用方法:会选、会拿、会放、会读、会记实验室用温度计种类

体温计寒暑表测量工具——温度计知识回顾温度研习目的1.会描述固、液、气三种物态的基本特征;能列举出自然界和生活中不同状态的物质及其应用。2.知道什么是汽化和液化,领会汽化吸热和液化放热。3.知道什么是蒸发和影响蒸发快慢的因素;知晓沸腾现象和沸腾的特点,

知道什么是沸点。4.能用汽化和液化的知识解释自然界和生活中的有关现象。新课导入我们知道,水在不同温度下,可以是固态、液态或气态。如图4-2-1所示,铁块在高温下会变成铁水;火山爆发时的高温会使岩石变成岩浆;常温下,固态的二氧化碳(俗称“干冰”)会变成气态的二氧化碳。(a)

高温下,铁块变成铁水

(b)

火山爆发,岩石变成岩浆(c)

常温下,干冰变成二氧化碳气体(使周围水蒸气凝结成水雾)图4-2-1

物态的变化固态(solid

state)、液

态(liquid

state)、气态(gas

state)是自然界物质的三种常见状态。同

一种物质的三种状态在

一定条件

可以相互转化。

那么,各种物态之间是怎样变化的呢?这些变化有哪些特点?本节先研究物质在液态与气态之间变化的

特点。汽化的一种方式——蒸发物理学中,把物质由液态变为气态的过程,叫做汽化(vaporization)。汽化有蒸发和沸腾两种形式。若打开

装酒精的瓶的塞子,你会闻到酒精味;湿衣服晾晒后会慢慢变干;池塘里的水不论在什么温度下,都存在缓慢汽化成水蒸气的现象。这种只在液体表面进行的汽化现象,叫

做蒸发(evaporation)

。图4-2-2

什么情况下裙子干得快液体蒸发的快慢与液体温度、液体表面积、液体表面附近空气流动速度有关。

农民晾晒小麦时将小麦摊开。讨论影响蒸发快慢的因素观察图4-2-2并讨论,液体蒸发的快慢与哪些因素有关?

你能再举出一些类似的例子吗?(a)在室外和在室内

(b)叠起来晾和展开晾(c)有风吹和无风吹活动1大量事例表明,液体的温度越高,蒸发越快;液体表面积越大,蒸发越快;液体表面附近的空气流动越快,蒸发越快。想一想为了节约水资源,很多农村地区的灌溉用水会用管道代替沟渠输水。与沟渠输水相比,管道输水方式有什么好处?为什么?用管道输水,隔绝了管道中的水与空气的接触,也就减慢了水面附近的空气流动速度,可以减慢水的蒸发。我们在烧开水时,可以观察到水沸腾时的汽化现象比蒸发更明显。这种汽化过程有什么特点?必做实验

探寻水在沸腾前后温度变化的特点实验装置如图4-2-3所示,在烧杯中盛水并用酒精灯加热,仔细观察烧杯中水的状态的变化过程。

当水温接近80℃

时,每隔1min

读一次温度,直到水沸腾时再继续观察5

min,

把观察到的现象和读得的数据记录在表4-2-1中。汽化的另一种方式——沸腾图4-2-3探寻水沸腾的实验时间t/min温度t/℃水中气泡情况以横坐标表示时间,纵坐标表示温度,把表4-2-1中记录的各组数据分别画在图4-2-4所示的坐标系中,再将这些点用平滑的曲线连接起来。表4-2-1

数据记录表金钥匙物理学中对于一些物理量的变化情况,常根据测量数据,描绘对应的图像来表示。这种方法不但可省去大段文字的描述,而且具有直观、形象的特点。水沸腾时,继续加热,水的温度会变化吗?图4-2-4水沸腾前后的温度-时间图像!

安全小提示:必须用火柴点燃酒精灯,切不可用点燃的酒精灯直接去点燃另一盏,否则灯内的酒精会洒出,引发火灾;用完酒精灯后,必须用灯帽盖灭酒精灯(盖灭后轻提一下灯帽,再重新盖上),切勿用嘴去吹灭酒精灯;不要碰倒酒精灯,万一酒精洒在桌上燃烧,应立刻用湿抹布扑盖。由上述实验可以发现,水在沸腾过程中,虽然持续加热,但水的温度却不再升高。

物理学中,把在液体的内部和表面同时进行的剧烈汽化现象,叫做沸腾

(boiling)

液体沸腾时的温度叫做沸点

(boiling

point)

。不同液体的沸点不同,表4-2-2是1个标准大气压下几种液体的沸点。液

体沸点t/℃液

体沸点t/℃液态氦-269酒

精78液态氢-253水100液态氮-196液态荼218液态氧-183汞357液态氨-33液态铅1749乙

醚35液态铁2861表4-2-2

几种液体的沸点(1个标准大气压)液体有两种汽化方式:蒸发和沸腾。蒸发的特点:在任何温度下都能发生,且只发生在液体的表面,是一种缓慢的汽化现象。沸腾的特点:①在一定温度下进行;②在液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象;

③沸腾时需要吸热,温度保持不变。请总结一下,液体有哪两种汽化方式?它们各有什么特点?)

想一想观察液化活动2

水烧开时,水蒸气从壶嘴口喷出,水蒸气

遇到冷空气,就凝结成小水珠。水蒸气是不可

见的,平常看到的“白气”是由凝结的小水珠

形成的,而不是气态的水蒸气。用玻璃片可以

接收由小水珠形成的水滴(图4-2-5)。安全小提示:不要被水蒸气烫伤。液化物理学中,把物质由气态变为液态的过程,叫做液化(liquefaction)。

液化是汽化的相反过程。图4-2-5

观察液化现象上述活动阐明:

水蒸气遇冷,降低到

一定温度时,就会液化。

日常生活中经常能见到液化现象。夏天吃棒冰时,揭开包装纸后会看见棒冰冒“白气”(图4-2-6),这就是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠。图4-2-6冒“白气”的棒冰其实,不仅水蒸气遇冷会液化,所有气体,在温度降到足够低时,都会液化。除降温外,在一定温度下压缩气体的体积,也能使它液化。例如,在常温下,将石油气压缩,可以使它变为液体,装在钢瓶里,就是我们日常生活中使用的液化石油气。液化能使气体体积缩小,方便贮藏和运输,所以得到

广泛应用。汽化吸热、液化放热探寻汽化吸热和液化放热1

.汽化吸热液体沸腾时,对它继续加热,温度却不再升高,这阐明

液体沸腾变为气体时需要吸热。那么,蒸发时是否也需要吸热呢?(1)在皮肤上擦一点酒精,会不会感觉到凉凉的?

(2)找两

支相同的温度计,其中一支用酒精浸湿的棉花包住玻璃泡,另一支

不包。将这两支温度计放在同一室温下,示数一样吗?由这两

个实验,你能得出什么结论?2.

液化放热

如图4-2-7所示,先用温度计测出容器

B

中的水温;再将试管A放入容器B

中,让烧瓶内的水沸腾时产生的水蒸气通入试管A中,水蒸气在试管中遇冷会液化为水。过一段时间,再测量容器B

中的水温,它的温度是升高了还是降低了?这个实验阐明了什么?

图4-2-7

观察液化放热1.

(1)在皮肤上擦一点酒精,酒精蒸发吸收热量,使皮肤温度降低,人感觉到凉。(2)用酒精浸湿的棉花包住温度计的玻璃泡,由于酒精蒸发吸热使玻

璃泡温度降低,温度计示数会下降,因此两支温度计示数不一样。

由两个实验可知液体蒸发会吸热,有致冷作用,2.过段时间容器B中水温升高,阐明水蒸气液化放热。探寻表明,物质在汽化过程中吸热,在液化过程中放热。炎热的夏天,很多地方会采用喷射水雾的办法使室外休息区域降温(图4-2-8),就是利用了水汽化时吸热;有些医院和宾馆利用高温水蒸气来做饭、烧水,则

是利用了水蒸气液化时放热。图4-2-8

喷雾降温·本课件是在MicorsoftPowerPoint的平台上制作的,可以在Windows

环境下独立运行,集文字、符号、图形、图像、动画、声音于一体,交

互性强,信息量大,能多路刺激学生的视觉、听觉等器官,使课堂教育

更加直观、形象、生动,提高了学生研习的主动性与积极性,减轻了习

负担,有力地促进了课堂教育的灵活与高效。部分内容取材于网络,如有雷同,请联系删除!作品整理不易,仅供下载者本人使用,禁止转载!

信息这览

火箭发射降温系统瞬间喷出的火焰,能使发射平台的温度瞬间接近3000℃,

足以熔化绝大多数金属和非金属材料,对火箭和发射平台都会造成巨大危害。为了避免高温对发射造成影响,火箭发射平台的下方都会安装一个能容纳几百吨水的蓄

水池。火箭发射时,蓄水池中约30%的水在火箭点火后迅

速汽化,剩余的水则通过导流槽流走。水汽化时要吸收

大量的热,从而为火箭降温,也使发射平台核心区域降

温幅度达1000℃左右,避免火箭和发射平台上的装置设备被发射瞬间产生的高温损坏。我国海南文昌航天发射

场(图4-2-9)还配置了大流量喷水降温降噪系统,能在

火箭点火升空时每秒喷射出20t水,有效保障发射平台

免于高温烧蚀。火箭发射的动力主要来自燃料燃烧,喷火管在发射图4-2-9

“长征七号”遥六运载火箭发射当堂演练1.在“探寻水在沸腾前后温度变化的特点”实验中:(1)如图4-2-10所示,其中图是水沸腾时的情况。

(2)图4-2-11是三位同学在实验中画出的温度一时间图像,其

中正确的是(

B)。▲温度t/℃

温度t/℃

温度t/℃0时间t/minA.O时间t/minC.O时间t/minB.图4

-

2

-

112.在部分严重缺水的地区,居民利用处于地下的暗渠输水。与地面上的渠道输水相比较,暗渠输水的好处是(D

)。A.

降低水温,增大水

的表面积,加快水的蒸发B.加快水面附近的空气流动,并增大水的表面积,加快水的蒸发C.减少水的表面积,并降低水的温度,减缓水的蒸发D.减缓水面附近的空

气流动,减缓水的蒸发热风干手器和电吹风吹出的热风提高了液体的温度,且加快了液体表面附近的空气流动速度,使液体的蒸发速度加快,从而很快将湿手或湿头发吹干。3.有的公共卫生间里装有热风干手器(图4-2-12),它能很快将湿手吹干;家中的电吹风也能很快将湿头发吹干,请阐明其中的原理。图4-2-124.炎热的夏天,小狗常常张开嘴,伸出长长的舌头(图4-2-13)。这是为什么?伸出舌头,风吹到潮湿的舌头上,就会加快水分的蒸发,而蒸发要吸热,所以小狗会感到凉快。图4-2-

135.

日常生活经验告诉我们,若不小心被水蒸气烫伤,伤情比被开水烫伤更严重,这是为什么?(注意安全,切勿尝试)液化是物质由气态到液态的过程,液化放热。被热水烫伤时,主要是热水的温度过高对人体造成伤害;而被相同温度的水蒸气烫伤时,除了温度过高的伤害外,水蒸气还会在皮肤上发生液化,而液化放热,对皮肤造成第二次伤害。6.有一种隔水加热的烹饪方式如图4-2-14所示,如果在小碗中装入水,当锅里的水沸腾时,小碗

中的水

(

D

)。A.

稍后也沸腾了

B.温度高于沸点,立马沸腾C.同时沸腾D.温度

达到沸点,不会沸腾汽化

化蒸发现象特

点方法雾、露、“白气”放热降低温度、达到沸点,

条件继续吸热吸热,温度不

变特

点液体的温度、表面积、表面附近的空气流速特

点吸热课堂小结响

素影

因压缩体积沸腾

物质的形态及其变化4.3

熔化和凝固汽化

化蒸发现象特

点方法雾、露、“白气”放热降低温度、达到沸点,

条件继续吸热吸热,温度不

变特

点液体的温度、表面积、表面附近的空气流速特

点吸热知识回顾响

素影

因压缩体积沸腾研习目的1.知道什么是熔化和凝固。知晓熔化吸热、凝固放热。2.知道晶体和非晶体熔化和凝固的特点。知晓熔化曲线的物理含义。3.知道什么是熔点和凝固点,会查熔点表。4.能用熔化和凝固的知识解释生活中有关的简单热现象。5.会用图像法直观地表示固体熔化和凝固时温度随时间变化的情况。新课导入我国古代先民早已熟知了金属熔化和凝固的规律,并将其用于越王剑、

“后母戊”青铜方鼎等金属器具的铸造过程。春秋时期的《考工记》和明朝时期的《天工开物》中都记载了我国冶炼金属的方法(图4-3-1)。物理学中,把物质由固态变为液态的过程,叫做熔化(melting);把物质由液态变为固态的过程,叫做凝固(solidification)

。例如冰变成水,叫做冰的熔化;水结

成冰,叫做水的凝固。下面我们来研究物质熔化和凝固的

特点

。图4-3-

1

《天工开物》铸釜图温度的变化情况。探寻海波熔化的特点参照图4-3-2,把装有一些海波的试管放到

盛水的烧杯里,用酒精灯加热烧杯,并用搅拌棒不断轻轻搅动烧杯里的水,观察温度计的示

数和海波的状态变化。从约35℃开始,每

隔1min

读一次温度,直到海波全部熔化后再

观察3min,把测得的数据记录在表4-3-1中。熔化和凝固的特点以海波(硫代硫酸钠)为研究对象,探寻它在熔化为液体的过程中,图4-3-2探寻海波的熔化现象时间t/min0温度t/℃35海波状态仿照实验“探寻水在沸腾前后温度变化的特点”,以横坐标表示时间,纵坐标表示测得的温度,在图4-3-3所示的坐标系中画出海波熔化

时的温度-时间图像。表4-3-1

数据记录表温度t/℃2

3

4

567

8

9

10时

间t/min金钥匙通过加热容器里的水,再用热水加热水中物体的

方法,称为水浴法。水浴法

的优点是使物体缓慢均匀

加热,便于观察。图4-3-3

海波熔化时的温度-时间图像6560555045403530见

℃根据表格中记录的数据和画出的海波熔化时的温度—时间图像,剖析海波的熔化过程可以发现:海波开始熔化时的温度是48℃;海波在熔化过程中,继续加热,温度保持不变;当海波全部熔化为液体时,继续加热,温度上升。

当海波全部熔化为液体后,让它慢慢冷却,每隔1min

记下海波的温度,画出海波凝固时的温度—时间图像。观察图像可

以发现,海波凝固时的温度变化特点与熔化时相反。 探寻石蜡熔化的特点活

2参照图4-3-2所示的装置,在试管中放入石蜡碎屑,重复活动“探寻海波熔

化的特点”的步骤。从40C°开始,观察石蜡的状态变化,每隔1min

读一次温度,做好记录,并在图4-3-4中画出石

蜡熔化时的温度—时间图像。比较

海波与石蜡熔化时的温度—时间图像,你能得到什么结论?温度t/℃95908580757065605550454035300123456789101112

时间t/min图4-3-4

石蜡熔化时的温度-时间图像比较海波与石蜡熔化时的温度—时间图像可以发现:海波在熔化过程(从开始出现液体到全部变为液体)中,温度不变;石蜡在熔化过程中,温度不断升高。

把实验装置中的烧杯和酒精灯移去,仔细观察可见,试管中的石蜡会慢慢地从液态变成固态。晶体和非晶体海波和石蜡都是固体,为什么两者的熔化过程会有显著的不同呢?原来,固体可分为两类。

一类固体像海波那样,有固定的熔化温度,属于晶体

(crystal);

另一类固体像石蜡那样,没有固定的熔化温度,属于非晶体

(amorphous

matter)。海波、冰、食盐、石墨、金属等是晶

体;石蜡、松香、玻璃、沥青等是非晶体。晶体熔化时的温度,叫做熔点

(melting

point)

。物质从液态凝固为晶体时的温度,叫做凝固点

(solidifying

point)

。实验表明,同一种晶体的凝固点与它的熔点相同。物质在熔化过程中要吸热,在凝固过程中则要放热。非晶体没有熔点或凝固点。不同晶体的熔点一般不同,表4-3-2是部分晶体在1个标准大气压

下的熔点。晶体熔点t/℃晶体熔点t/℃固态氢-2

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