Question

（1）一般物體受熱時，在各個方向上的長度都會膨脹；在冷卻時，都會縮小．物體在某一方向上的長度膨脹稱為線膨脹．小虎同學設計了如圖1所示的裝置研究物體長度隨溫度變化（即線膨脹）的情況．裝置中AB是粗細均勻的銅棒，COD是可繞O點轉動的指針．實驗時，A端固定不動，指針C端緊靠在銅棒B端，當用酒精燈給AB加熱時，小虎可以通過觀察________分析金屬棒受熱時長度的變化．裝置中指針設計成CO段比OD段短，這對實驗現象起到了________作用．

下表是小虎所在的科技小組同學們探究影響物體線膨脹因素的實驗記錄，請你根據實驗記錄回答問題．

實驗序號	材料	升高的溫度（℃）	厘米（米）	伸長量（毫米）
1	黃銅	10	1.00000	0.19
2	黃銅	10	2.00000	0.38
3	康銅	10	1.00000	1.15
4	康銅	30	1.00000	0.45
5	鋁	10	2.00000	0.46
6	鋁	30	1.00000	0.69

①從1、3（2、5或4、6）兩組實驗記錄可以看出物體的伸長量與________有關．
②如圖2所示的電熱設備中有一個由黃銅片和康銅片鉚合在一起的雙金屬片溫控開關，溫度升高時，雙金屬片向上彎曲，使電路斷開，請你參考上面的實驗記錄確定金屬片與固定觸點接觸的一邊所用材料是________．
（2）物體在溫度升高時體積增大的現象叫做物體的熱膨脹．
①不同物質的熱膨脹程度不同，這可以用體膨系數β來表示．單位體積的某種物質，溫度升高1℃時體積的變化叫做這種物質的體膨系數．請你根據體膨系數的定義寫出β的數學表達式，并說明其中各個字母分別表示什么量．
②在你學過的物理量中，跟體膨系數的定義方法類似的物理量還有一些，請你舉出一例并寫出其定義式．
③若固體中有一個孔，孔增大的體積就和同等大小的實心固體增大的體積相同．因此，一個玻璃燒瓶熱膨脹時增加的容積，與一個同樣大小的實心玻璃體增加的體積相同．若一個容積為V₀的玻璃燒瓶，剛好裝滿溫度為t₀的水銀．求當該系統的溫度升高到t時，從瓶中溢出的水銀體積V_溢出是多少？（已知β_玻璃＜β_水銀）

Answer 1

解：
（1）小虎可以通過觀察指針示數變化（或指針偏轉角度）分析金屬棒受熱時長度的變化，裝置中指針設計成CO段比OD段短，這對實驗現象起到了放大作用；
①1、3（2、5或4、6）兩組實驗記錄中，原長和升高的溫度均相同，材料不同，固體的線膨脹不同，故可得結論：物體的伸長量與材料有關．
②當溫度升高，金屬片變長，要想雙金屬片向上彎曲，就必須讓下面的金屬片線膨脹比上面的金屬片線膨脹大，才能達到目的，
通過實驗數據可知，在其它因素相同時，黃銅的伸長量比康銅大．
（2）①比熱容的定義：單位質量的某種物質，溫度升高1℃時所吸收的熱量叫做這種物質的比熱容．公式為c=；
單位體積的某種物質，溫度升高1℃時體積的變化叫做這種物質的體膨系數；
根據類比法可以得到體膨系數的表達式：β=，△V物體體積的變化量，V物體原來的體積，△t物體升高的溫度；
②V_溢出=△V_水銀-△V_玻璃=β_水銀△t_水銀?V₀-β_玻璃△t_玻璃?V₀=（β_水銀-β_玻璃）（t-t₀）?V₀．
故答案為：
（1）指針示數變化（或指針偏轉角度）；放大；
①材料；
②黃銅；
（2）①β=，△V物體體積的變化量，V物體原來的體積，△t物體升高的溫度；
②比熱容，；
③從瓶中溢出的水銀體積是（β_水銀-β_玻璃）（t-t₀）?V₀．
分析：（1）銅棒受熱時會膨脹，但熱脹冷縮的變化量很小，可以通過COD的轉動，把微小的變化進行放大；
①根據1、3（2、5或4、6）兩組實驗記錄的內容，歸納總結出共同點和不同點即可得出答案；
②溫度升高時雙金屬片向上彎曲說明下面的金屬片線膨脹比上面的金屬片線膨脹大，然后比較表格中升高的溫度和原長相等時材料的線膨脹關系即可得出答案；
（2）①根據題目中的信息可知，溫度升高時，體積會增大，體膨系數的定義和比熱容的定義類似，我們可以類比著吸熱公式得出β的表達式；
②根據體膨系數的β的數學表達式得出水銀和 玻璃容器的體積增加量，兩者之差即為瓶中溢出水銀的體積．
點評：本題對學生的能力要求比較高，屬于中考的新型題--信息給予題，重點考查學生的閱讀理解能力、信息處理能力和總結歸納能力．