Question

（1）一般物体受热时，在各个方向上的长度都会膨胀；在冷却时，都会缩小．物体在某一方向上的长度膨胀称为线膨胀．小虎同学设计了如图1所示的装置研究物体长度随温度变化（即线膨胀）的情况．装置中AB是粗细均匀的铜棒，COD是可绕O点转动的指针．实验时，A端固定不动，指针C端紧靠在铜棒B端，当用酒精灯给AB加热时，小虎可以通过观察________分析金属棒受热时长度的变化．装置中指针设计成CO段比OD段短，这对实验现象起到了________作用．

下表是小虎所在的科技小组同学们探究影响物体线膨胀因素的实验记录，请你根据实验记录回答问题．

实验序号	材料	升高的温度（℃）	厘米（米）	伸长量（毫米）
1	黄铜	10	1.00000	0.19
2	黄铜	10	2.00000	0.38
3	康铜	10	1.00000	1.15
4	康铜	30	1.00000	0.45
5	铝	10	2.00000	0.46
6	铝	30	1.00000	0.69

①从1、3（2、5或4、6）两组实验记录可以看出物体的伸长量与________有关．
②如图2所示的电热设备中有一个由黄铜片和康铜片铆合在一起的双金属片温控开关，温度升高时，双金属片向上弯曲，使电路断开，请你参考上面的实验记录确定金属片与固定触点接触的一边所用材料是________．
（2）物体在温度升高时体积增大的现象叫做物体的热膨胀．
①不同物质的热膨胀程度不同，这可以用体膨系数β来表示．单位体积的某种物质，温度升高1℃时体积的变化叫做这种物质的体膨系数．请你根据体膨系数的定义写出β的数学表达式，并说明其中各个字母分别表示什么量．
②在你学过的物理量中，跟体膨系数的定义方法类似的物理量还有一些，请你举出一例并写出其定义式．
③若固体中有一个孔，孔增大的体积就和同等大小的实心固体增大的体积相同．因此，一个玻璃烧瓶热膨胀时增加的容积，与一个同样大小的实心玻璃体增加的体积相同．若一个容积为V₀的玻璃烧瓶，刚好装满温度为t₀的水银．求当该系统的温度升高到t时，从瓶中溢出的水银体积V_溢出是多少？（已知β_玻璃＜β_水银）

Answer 1

解：
（1）小虎可以通过观察指针示数变化（或指针偏转角度）分析金属棒受热时长度的变化，装置中指针设计成CO段比OD段短，这对实验现象起到了放大作用；
①1、3（2、5或4、6）两组实验记录中，原长和升高的温度均相同，材料不同，固体的线膨胀不同，故可得结论：物体的伸长量与材料有关．
②当温度升高，金属片变长，要想双金属片向上弯曲，就必须让下面的金属片线膨胀比上面的金属片线膨胀大，才能达到目的，
通过实验数据可知，在其它因素相同时，黄铜的伸长量比康铜大．
（2）①比热容的定义：单位质量的某种物质，温度升高1℃时所吸收的热量叫做这种物质的比热容．公式为c=；
单位体积的某种物质，温度升高1℃时体积的变化叫做这种物质的体膨系数；
根据类比法可以得到体膨系数的表达式：β=，△V物体体积的变化量，V物体原来的体积，△t物体升高的温度；
②V_溢出=△V_水银-△V_玻璃=β_水银△t_水银?V₀-β_玻璃△t_玻璃?V₀=（β_水银-β_玻璃）（t-t₀）?V₀．
故答案为：
（1）指针示数变化（或指针偏转角度）；放大；
①材料；
②黄铜；
（2）①β=，△V物体体积的变化量，V物体原来的体积，△t物体升高的温度；
②比热容，；
③从瓶中溢出的水银体积是（β_水银-β_玻璃）（t-t₀）?V₀．
分析：（1）铜棒受热时会膨胀，但热胀冷缩的变化量很小，可以通过COD的转动，把微小的变化进行放大；
①根据1、3（2、5或4、6）两组实验记录的内容，归纳总结出共同点和不同点即可得出答案；
②温度升高时双金属片向上弯曲说明下面的金属片线膨胀比上面的金属片线膨胀大，然后比较表格中升高的温度和原长相等时材料的线膨胀关系即可得出答案；
（2）①根据题目中的信息可知，温度升高时，体积会增大，体膨系数的定义和比热容的定义类似，我们可以类比着吸热公式得出β的表达式；
②根据体膨系数的β的数学表达式得出水银和 玻璃容器的体积增加量，两者之差即为瓶中溢出水银的体积．
点评：本题对学生的能力要求比较高，属于中考的新型题--信息给予题，重点考查学生的阅读理解能力、信息处理能力和总结归纳能力．