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题目

16.阅读下面的短文,回答问题。-|||-为什么热水会使玻璃破裂-|||-将热水倒进玻璃杯中时,老练的主妇会先在杯中放一个汤匙,汤匙若是银制的则更佳。这虽然是日常生活-|||-中的普通常识,但究竞根据的是什么原理呢?根本原因是玻璃的膨胀不均匀,所以会破裂。当热水进入杯-|||-子时,杯子的侧壁无法一下子全被加热。首先,侧壁内侧会被加热,而外侧仍保持着较低的温度,因此,-|||-内侧部分迅速膨胀,而外侧部分依然维持原状。在这种情况下,外侧会受到内侧的强压而被胀破。有些人-|||-以为较厚的杯子不容易破裂,其实这是错误的认识。倒进热水时,厚杯子更容易破,薄杯子反而不易破裂。-|||-原因是薄杯子的外侧可以较快地被加热,使内外温度相等,膨胀均匀;相反厚杯子的外侧不可能较快地被-|||-加热,从而形成内外较大的温差,导致膨胀不均匀,杯子破裂。但是,薄杯子侧壁薄还不够,杯底也必须-|||-要薄。因为,在倒进热水时,首先被加热的是杯底。如果杯底很厚,即使侧壁很薄也没用,杯子依旧会破。-|||-此外,底部附带着厚台的玻璃杯也比较容易破裂。玻璃器皿愈薄,盛热水时就愈不易破裂。例如非常薄的-|||-烧杯,在杯中放水,直接用瓦斯炉来加热,也不会破裂。加热时能完全不膨胀,这才是最理想的容器。-|||-玻璃杯不但在突然加热时不耐用,就是在突然冷却时也很容易破裂,理由是收缩不均匀。换言之,在冷却-|||-时,外侧已开始收缩,内侧却尚未收缩,外侧挤压内侧,从而导致破裂。所以,在把热果酱放入瓶中后,-|||-切忌将瓶子放进水中冷却。-|||-说到这里,我再来分析杯中放进汤匙的作用。-|||-因为在热水倒入玻璃杯时,汤匙会吸收一部分热量,假如汤匙是金属制成的,而金属是热的良导体,它能-|||-使热水的温度降低,使热水变成温水,在这种情况下,杯子当然不会破裂。接着,我们继续倒入开水,就-|||-不会有太大的危险,因为玻璃杯的温度只是升高一点点而已。-|||---摘自《物理的妙趣:为什么热水会使玻璃破裂》有测减。-|||-回答问题:-|||-(1)玻璃杯破裂是由于 __ 造成的; __ (选填"薄的"或"厚的")玻璃杯不易破裂。-|||-(2)放入汤匙后,玻璃杯不易破裂的原因是: __-|||-(3)在杯子中同时放入铝匙和铜匙,一段时间后,铜匙升温比较快,说明 __ 的比热容大。

题目解答

答案

解析

  1. 考查要点:本题主要考查学生对热胀冷缩原理、温度变化对材料的影响,以及比热容概念的理解。
  2. 解题核心:
    • 第(1)题:需明确玻璃破裂的根本原因(膨胀/收缩不均匀),并理解薄厚杯子的差异(薄杯内外温差小,膨胀更均匀)。
    • 第(2)题:需联系汤匙的热传导特性(金属良导体吸收热量,降低水温,减少温度骤变)。
    • 第(3)题:通过实验现象(铜匙升温快)推导比热容大小(铝的比热容更大)。

第(1)题

第一空

玻璃的热胀冷缩特性导致破裂。当温度骤变时,内层与外层膨胀或收缩程度不同,产生内应力,最终破裂。

第二空

薄的玻璃杯更不易破裂。薄杯的内外侧温度变化同步性更好,膨胀更均匀;而厚杯内外温差大,易导致不均匀膨胀。

第(2)题

汤匙的作用是吸收部分热量,降低热水的初始温度。金属是热的良导体,能快速传递热量,使热水变为温水,从而减少玻璃杯的温度骤升,避免因膨胀不均而破裂。

第(3)题

铝匙和铜匙吸收相同热量时,铜匙升温更快,说明铝的温度变化更小。根据公式 $Q=cm\Delta t$(热量=比热容×质量×温度变化),在质量相同、吸收热量相同时,温度变化小的物质比热容更大,因此铝的比热容比铜大。

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